آبیاری قطره‌ای و محاسن و معایب آن‏

تعریف آبیاری قطره‌ای

آبیاری قطره‌ای عبارت است از روشی که در آن آب با فشار کم از روزنه یا وسیله‌ای به نام قطره چکان از شبکه خارج و به صورت قطراتی در پای گیاه ریخته می‌شود. گاهی این نوع آبیاری را آبیاری موضعی نیز می‌نامند. شبکه‌ای که آب را در سراسر مزرعه توزیع می‌نماید به کمک قطره چکان و با فشار کم در روی زمین پاشیده می‌شود. از مشخصات این روش تحویل آب به گیاه با فشار کم در منطقه توسعه ریشه‌ها، در سطح زمین (در زیر خاک) می‌باشد تا مساحت و عمق کوچکی از سطح خاک خیس شود. آبیاری قطره ای به کلیه روش هایی اطلاق می شود که در آن آب به میزان کم و حدود ۱ تا ۱۰ لیتر در ساعت و به آرامی در نزدیک گیاه تخلیه شود. به همین دلیل این روش آبیاری به روش آبیاری با حجم کم معروف است. در این روش آب، ممکن است مانند آبپاش ها از بالا پخش شود و یا آنکه مانند قطره چکان های سطحی مستقیما در خاک ریخته شود. در برخی از روش ها آب از زیر خاک وارد منطقه ریشه گیاه می شود، مانند قطره چکان های زیر سطحی. در آبیاری قطره ای، آب در یک سیستم لوله ای در مزرعه توزیع می شود و دستگاه یا وسیله مکانیکی که آب از آن به خارج گسیل و در اختیار گیاه قرار می گیرد خروجی یا قطره چکان نام دارد. خروج آب از قطره چکان می تواند به صورت قطره، حباب و یا یک جریان کوچک پیوسته باشد. حتی وسیله پخش ممکن است یک آب پاش بسیار کوچک باشد. قطره چکان ها طوری طراحی و ساخته شده اند که فشار آب را کاهش داده و به حدود ۲۰ تا ۲۰۰ کیلوپاسکال برسانند. روش آبیاری قطره ای یکی از روش های آبیاری تحت فشار محسوب می شود که در آن فشار آب بسیار پایین است.

لزوم اجرای آبیاری قطره ای چیست؟

نگاهی به تاریخ آب و آبیاری در جهان نشان می دهد که در سال های اخیر روش های متعددی در زمینه آبیاری کشاورزی ابداع شده است. کمبود آب، وضعیت نامناسب آب و هوا، پستی و بلندی زمین، کیفیت نامطلوب آب و عدم دسترسی به نیروی کارگر از جمله عواملی هستند که در پیدایش این روش ها موثر بوده اند.

چه نوع آبیاری قطره ای برای کجا؟

انتخاب روش های آبیاری هر کدام مناسب استفاده در شرایط خاصی هستند، که در آن باید به شرایط منطقه، نتایج آزمایشات آب و خاک، الگوی کشت، کیفیت آب و خاک و شرایط اقلیمی توجه کرد. در زیر برای آرایش های آبیاری مختلف موارد استفاده ای را بیان کرده ایم که می تواند به عنوان راهنمایی کلی مورد استفاده قرار گیرد

روش آبیاری قطره ای با آرایش یک ردیفه:

– مناسب جهت درختان و گیاهانی که دارای نیاز آبی کمی هستند – فاصله کشت گیاهان به هم نزدیک باشد.(کمتر از دو نیم متر) – مناسب سال های اولیه رشد درختان

آبیاری قطره ای با آرایش دو ردیفه:

– مناسب جهت درختان و گیاهانی که دارای نیاز آبی زیاد هستند. – فاصله کشت گیاهان به هم نزدیک باشد. (کمتر از ۳ متر) – درختان مسن و باغات میوه (به ویژه در صورت تغییر روش آبیاری سنتی به قطره ای)

آبیاری قطره‌ای با آرایش لوپ یا حلقه‌ای :

– مناسب جهت درختان و گیاهانی که دارای نیاز آبی متوسط تا زیاد هستند – فاصله کشت گیاهان زیاد باشد (بیشتر از ۴ متر) – درختان جوان تا مسن (درختان جوان با تعداد قطره چکان کمتری آبیاری می شوند و به مرور و با رشد آنها به تعداد قطره چکان های اضافه می شود)

آبیاری قطره‌ای نواری یا تیپ:

– مناسب گیاهان ردیفی و کشت های بوته ای با فواصل کم – عموما برای کشت های یکساله مانند صیفی جات استفاده می شود

آبیاری با بالبر:

– برای درختان با نیاز آبی بالا – درختان مسن – مناسب برای جاهایی که آب به صورت نوبتی در اختیار کشاورز است. – کیفیت فیزیکی آب خیلی مناسب نباشد – باغات قدیمی با فواصل زیاد

سایر روش‌های آبیاری قطره‌ای :

– در کارهای خاص کاربرد دارند که انتخاب آنها باید با دقت و در نظر گرفتن شرایط باشد.

تفاوت آبیاری قطره‌ای و موضعی

در صنعت آبیاری واژه‌های رایج برای تشریح این سیستم‌ها بین افراد و مناطق  مختلف، متفاوت است. به هرحال معمولا به سیستم‌هایی آبیاری قطره ای اطلاق می‌شود که از قطره چکان‌هایی با سرعت جریان کم برای توزیع آب بر سطح خاک استفاده می کنند . «آبیاری موضعی» غالبا به سیستم هایی اطلاق می شود که از آبفشان های کوچک برای پاشش افقی و عمودی آب به صورت قطرات بسیار ریز  یا بارش استفاده می کنند. برخی افراد در صنعت ، بین «میکرو آبفشان» که دارای جزء  متحرکی نیست و  «میکرو آبپاش» که دارای جزء دورانی است، تفاوت قائل می شوند. سیستم های آبیاری موضعی/قطره ای تقریباً همیشه ثابت هستند، بدین معنا که  تجهیزاتی مانند لاترال ها و ابزار پخش آب در طول فصل رشد در یک مکان باقی می مانند. این سیستم ها را می‌توان به صورت دائمی احداث نمود (به ویژه برای درخت ها، تاک ها و برای برخی از گیاهان ردیفی) یا می توان آنها را به صورت متحرک طراحی نمود و پس از تکمیل یک فصل  آبیاری آن ها را به مزرعه دیگری منتقل نمود . سایر سیستم های آبیاری قطره ای ترکیبی هستند، بدین صورت که شامل یک لوله اصلی توزیع آب ، مدفون در زیر خاک با لاترال ها و انشعابات قابل حمل، می شوند.

انواع آبیاری قطره‌ای یا موضوعی

1-آبیاری موضعی با آرایش یک ردیفه

۲- آبیاری موضعی با آرایش دو ردیفه

۳- آبیاری موضعی با آرایش لوپ حلقه ای

۴- آبیاری موضعی با آرایش تیپ نواری

۵- آبیاری موضعی با آرایش بابلر

۶- آبیاری موضعی زیر سطحی

۷- آبیاری موضعی تراوا

۸- آبیاری موضعی سفالی

۹- آبیاری موضعی مه پاش Mist

۱۰- آبیاری موضعی میکروجت اسپری

۱۱- آبیاری موضعی ثقلی کم فشار

روشهای آبیاری موضعی (Localized Irrigation)

در این روشها آب مورد نیاز گیاه از طریق شبکه لوله‌ها در سطح مزرعه توزیع و توسط وسایل خروجی، مستقیما در اختیار گیاه قرار می‌گیرد.از آنجا که بخشی از سطح زمین اطراف گیاه خیس می‌شود، به همین جهت به روشهای آبیاری موضعی (Localized Irrigation) موسوم شده‌اند. قدیمیترین روشی که بکار گرفته شده، آبیاری قطره‌ای است که از اواسط دهه ۱۹۶۰ همزمان با تولید لوله‌های پلی‌اتیلن توسعه یافته است.در حال حاضر وسائل خروجی مورد استفاده با عنوان کلی گسیلنده بسیار متنوع می‌باشند.روشهای آبیاری موضعی مانند دیگر روشها دارای مزایا و محدودیتهایی می‌باشند. آبیاری موضعی عبارتست از پخش آهسته آب بر سطح یا زیر خاک به صورت قطرات مجزا ، پیوسته ، جریان باریک یا اسپری ریز از طریق قطره چکان نهایی که در طول خط انتقال آب قرار دارند . آبیاری موضعی دارای روش‌ها و مفاهیم متعددی مانند آبیاری دریپ ، آبیاری زیر بستری ، آبیاری فواره‌ای و آبیاری اسپری است . سیستم آبیاری موضعی معمولاً جهت آبیاری درختان ، بوته‌ها، درختچه‌های انگور، باغ‌ها، و …بکار گرفته می‌شود و شامل کنترل مرکزی ( فیلتراسیون و ایستگاه پمپاژ ) – خطوط آب‌رسان اصلی و خطوط آب‌رسان فرعی و لوله‌های لترال و یا آبده می‌باشد که جنس این لوله‌ها اکثرا پلی اتیلن سنگین (H.D) و جنس لوله‌های آبده از پلی اتیلن سبک (L.D)می‌باشد.در روی لوله‌های لترال قطره چکان نصب می‌گردد.آرایش لوله‌های لترال معمولاً به صورت خطی یا لوپ در اطراف درختان مورد نظر خواهد بود . آبدهی قطره چکان‌های مورد استفاده در این سیستم از ۲ لیتر در ساعت تا حدود ۲۴ لیتر در ساعت متغیر می‌باشد و در شرایط معمولی از قطره چکان‌های ۴ لیتر در ساعت استفاده می‌گردد.

قسمت‌های مختلف سیستم آبیاری موضعی ( آبیاری قطره‌ای) :

لوله‌های پلی اتیلن اصلی (H.D)، لوله‌های آبده پلی اتیلن (L.D) ، فیلتراسیون و ایستگاه پمپاژ. آبیاری موضعی آسان‌ترین راه آب دادن به هر گیاه مانند درختان و تاک‌ها ست و کمبود رطوبت خاک را قبل از پیداش مکش بالاتر اثر مصرف آب به وسیله گیاه از طریق تبخیر و تعرق ، بر طرف می‌سازد . یک سیستم آبیاری موضعی به علت کاربرد موثر آب و نیروی کارگردارای مزایای اقتصادی منحصر به فرد است .

مزایای سیستم آبیاری موضعی ( آبیاری قطره‌ای)

آبیاری قطره‌ای نیز مانند هر روش دیگری دارای محاسن و معایبی است. این مزایا و معایب عمدتا از نظر فنی، اقتصادی و یا عوامل مربوط به رشد گیاه است. بنابراین در هنگام انتخاب روش آبیاری قطره ای لازم است تا این موارد مد نظر قرار گیرد.

صرفه جویی در میزان آب و هزینه‌ها :

آبیاری موضعی هزینه‌های بهره برداری را کاهش می‌دهد و این مسئله اساسی در این روش جدید است . سیستم‌های موضعی به آب کمتری نسبت به سایر سیستم‌های متداول آبیاری نیاز دارد . مثلاً در باغات درختان جوان ، آبیاری با سیستم موضعی تنها نصف آب مورد نیاز آبیاری بارانی یا سطحی مصرف می‌کند . با مسن تر شدن درختان ، صرفه جویی در آب با سیستم موضعی کاهش می‌یابد ما هنوز برای بسیاری باغداران آبیاری موثر با سیستم موضعی به علت کمبود و قیمت بالای آب ، اهمیت دارد . هزینه کارگر برای آبیاری را می‌توان کاهش داد ، زیرا در سیستم موضعی کافی است که پخش آب تنظیم گردیده و سیستم به کار انداخته شود . این تنظیم‌ها توسط وسایل اتوماتیکی انجام می‌گیرد که نیاز به کارگر چندانی ندارد .

عملیات زراعی آسان‌تر :

از آنجا که بیشتر سطح خاک هرگز با آبیاری موضعی خیس نمی‌شود ، رشد علف هرز کاهش می‌یابد . در نتیجه هزینه کارگر و مواد شیمیایی برای کنترل علف هرز پایین می‌آید . همچنین چون با آبیاری موضعی خاک کمتری خیس می‌شود ، عملیات زراعی دیگر در باغات را می‌توان لاینقطع ادامه داد . مثلاً در گیاهان ردیفی ، فاروهایی که کارگران روی آن‌ها راه می‌روند نسبتاً خشک و محکم باقی می‌ماند . کودها را می‌توان در آب آبیاری تزریق نمود که با این کار نیازی یه نیروی کارگر برای پخش آن‌ها روی زمین نیست . برای این منظور کودهای بسیار محلولی در بازار موجود بوده و انواع جدید آن‌ها کودپاشی از طریق سیستم موضعی را گسترده ساخته است . به علت کنترل بیشتر روی محل و زمان پخش کود با سیستم موضعی ، کارایی کود پاشی افزایش یافته است .

به‌کارگیری آب شور :

آبیاری‌های مکرر رطوبت خاک را در حدی نگه می دارد که بین دو حالت خیلی خشک و خیلی ترنوسان نمی‌کند و بیشتر قسمت‌های خاک از هوای کافی برخوردار است . خیس ماندن خاک بین آبیاری‌ها ، نمک‌های موجود در محلول را رقیق تر نگه می دارد . به همین جهت در سیستم موضعی می‌توان از آب با شوری بیشتری نسبت به سایر روش‌های آبیاری استفاده کرد . مورد استفاده در خاک‌های صخره‌ای و شیب‌های تند : سیستم‌های آبیاری موضعی را می‌توان طوری طراحی کرد که در هر نوع توپوگرافی به نحو موثر قابل استفاده باشد . در اراضی صخره‌ای ، حتی اگر فاصله بین درختان نامنظم و اندازه آن‌ها متفاوت باشد ، می‌توان آبیاری موضعی را به نحوی موثر به کار گرفت زیرا آب بسیار نزدیک به هر درخت پخش می‌شود .

● معایب آبیاری موضعی :

هزینه اولیه بالا

هزینه نسبتاً بالا ، گرفتگی قطره چکان‌ها ، ایجاد شوری موضعی و پخش نا منظم و لکه لکه‌ای رطوبت خاک از معایب اصلی سیستم‌های آبیاری موضعی بشمار می‌آیند.

گرفتگی :

چون خروجی فطره چکان‌ها بسیار ریز هستند ، ذرات معدنی یا آلی موجب گرفتگی آن‌ها می‌شوند . گرفتگی باعث کاهش دبی تخلیه ، غیر یکنواختی پخش آب و در نتیجه صدمه به گیاه می‌گردد . در برخی موارد ، ذراتی در آب آبیاری موجود است و قبل از ورود به شبکه لوله‌ها تصفیه نمی‌شود . در موارد دیگر ، ذرات در داخل خط لوله یا با تبخیر آب از روزنه قطره چکان‌ها بین آبیاری‌ها وارد آب می‌شوند .اکسید آهن ، کربنات کلسیم و بقایای جلبک و میکروب‌ها در بعضی سیستم‌های آبیاری تشکیل شده‌اند . تصفیه شیمیایی آب منجر به حذف یا کاهش مشکل گرفتگی قطره چکان‌ها می‌گردد .

یکنواختی :

بیشتر قطره چکان‌های موضعی دارای فشار سرویس پایینی هستند ( ۵ تا ۱۰ متر ) . اگر مزرعه دارای شیب تندی باشد ، دبی قطره چکان در خلال آبیاری تا حدود ۵۰ درصد پیش بینی شده تغییر کرده و بعد از بستن آب ، قطره چکان‌های پایین تر همچنان به تخلیه آب ادامه می‌دهند . برخی گیاهان بیشتر و گیاهان دیگر کمتر آب دریافت می‌کنند. البته این مسائل با طراحی دقیق رفع می شود.

شرایط خاک :

بعضی خاک‌ها دارای سرعت نفوذ نهایی کافی برای دریافت دبی تخلیه قطره چکان‌ها نبوده و تولید روان آب یا شرایط ماندابی می‌نمایند. معمولاً خاک‌های شنی ، به ویژه با لایه بندی افقی اندک ، برای آبیاری موضعی بسیار مناسب می‌باشند . این‌گونه لایه بندی برای آبیاری موضعی مفید است زیرا حرکت جانبی آب را افزایش داده و حجم بیشتری از خاک را مرطوب می‌سازد . تجربه نشان داده است که خاک‌های دارای بافت متوسط مناسب آبیاری موضعی بوده ، اما برخی خاک‌های بافت ریز روان آب تولید کرده‌اند.

تجمع نمک :

نمک‌ها در سطح خاک تجمع یافته و خطر بالقوه‌ای برای گیاه فراهم می‌سازد زیرا باران‌های سبک املاح را به ناحیه ریشه گیاه منتقل می‌سازد . بنابراین ، وقتی بعد از دوره تجمع نمک باران می‌آید ، آبیاری بایستی طبق برنامه ادامه یابد تا به اندازه ۵ سانتی متر باران وارد خاک شود و نمک‌ها را از ناحیه ریشه گیاه خارج سازد . در هنگام آبیاری موضعی ، نمک‌ها در زیر سطح خاک و پیرامون حجم خیس شده خاک با قطره جکان نیز تجمع می‌یابد . خشک شدن خاک بین آبیاری‌ها موجب حرکت معکوس آب خاک و انتقال نمک از پیرامون ناحیه خیس شده به طرف قطره چکان می‌گردد حرکت آب بایستی همیشه دور از قطره چکان باشد تا از صدمات ناشی از نمک جلوگیری شود. بهتر است دور آبیاری همیشه ۱ روز انتخاب شود.

خطرات :

اگر حوادث کنترل نشده ای موجب قطع آبیاری گردد ، به گیاه سریعاً صدمه وارد می‌شود . زیرا توان ریشه‌ها برای گرفتن آب و مواد غذایی به حجم نسبتاً کوچک خاک خیس شده محدود می‌گردد. با شکستن خط لوله انتقال آب اصلی یا درست کار نکردن سیستم تصفیه ، مقداری مواد زاید وارد آب می‌شود . با بروز این گونه حوادث ، تعداد زیادی از قطره چکان‌ها دچار گرفتگی می‌شوند که بایستی تعمیر یا تعویض گردند . مهمترین مساله پس از اجرای سیستم بهره برداری و نگه داری است که متاسفانه به این نکته مهم کمتر اهمیت داده می شود و همین مساله باعث ایجاد مشکلات فراوان پس از اجر اخواهد بود.

منابع :

• ویکیپدیا
• maximumtechnic.com
• www.hydrograph.ir