کمبود منابع آبی مناسب در مناطق پسته کاری، لزوم استفاده بهینه از منابع آبی موجود را قوت بخشیده و استفاده از سیستم های مدرن آبیاری در باغات پسته را امری اجتناب ناپذیر نموده است. از جمله سیستم های نوین آبیاری که اخیرا در باغات پسته به آن ها توجه ویژه ای شده است، آبیاری قطره ای (سطحی و زیرسطحی) می باشد. سیستم آبیاری زیرسطحی در باغات پسته با استفاده از لوله های تراوا یک روش نسبتا جدید است. در این روش از کپسول رسی متخلخل جهت رساندن مستقیم آب به ریشه گیاه استفاده می گردد. استفاده از این لوله های خاص در آبیاری باغات پسته این امکان را فراهم می آورد که بتوان علاوه بر آب، اکسیژن و دیگر مواد غذایی مورد نیاز گیاه را به صورت مستقیم در اختیار ریشه گیاه قرار می دهد. سیستم آبیاری زیرسطحی در واقع همان سیستم قطره ای سطحی تکامل یافته است که در آن بسیاری از مشکلات نظیر تبخیر، گرفتگی منافذ، آسیب پذیری لوله ها و مزاحمت لوله ها برای ادوات کشاورزی حل شده است.
نحوه کارگزاری و شرایط کارکرد سیستم
در تحقیقات انجام شده بر روی درختان پسته از لوله های زیرسطحی استفاده گردید. طبق آزمایشات انجام شده بر روی لوله های آبیاری تراوا، این لوله ها با فشار کاری ۸/۰ تا ۱ اتمسفر، دارای متوسط دبی ۴/۵ لیتر در ساعت در متر طول لوله هستند. حداکثر طول مجاز این لوله ها برای یک خط آبده توسط شرکت سازنده ۱۵۰ متر تعیین شده است. قطر خارجی و داخلی لوله ای مورد استفاده به ترتیب ۲۲ و ۱۶ میلی متر می باشد. در کاربرد لوله های آبیاری تراوا این مطلب باید مورد توجه قرار گیرد که آبدهی لوله ها حتما مورد ارزیابی دقیق قرار گیرند. برای ارزیابی آبدهی لوله ها با کارگذاری آن ها در خاک و وارد نمودن فشارهای مختلف دبی را اندازه گیری می نمایند. معمولا عمق نصب لوله های زیرسطحی بر اساس عمق توسعه ریشه و بافت خاک تعیین می گردد، این عمق در گیاهان مختلف از ۳۰ تا ۵۰ سانتیمتر گزارش شده است. بر این اساس در پژوهش صورت گرفته لوله های آبیاری زیرسطحی به فاصله ۹۰ سانتیمتر از تنه درختان پسته در دو طرف و در عمق ۵۰ سانتیمتری از سطح خاک، بر اساس عمق توسعه ریشه درختان پسته کارگذاری شدند.
توصیه ها و راهکارهای اجرایی کاربرد سیستم
برای دستیابی به محصولی خوب و کافی لازم است، در موقع مناسب و به مقدار لازم آبیاری انجام شود تا از وارد شدن تنش آبی به درختان پسته جلوگیری بعمل آبد. بر اساس مطالعات انجام شده بر روی مقدار آب مورد نیاز درختان پشته با استفاده از روش آبیاری زیرسطحی با کاربرد لوله های تراوا، مشخص گردید با بکارگیری این سیستم آبیاری، می توان آبیاری یک هکتار باغ پسته را بدون کاهش محصول از فروردین تا پایان آبان با مصرف ۴۷۸۸ متر مکعب انجام داد.
مقدار فوق برای درختان پسته با شوری آب کمتر از ۵ دسی زیمنس بر متر و دور آبیاری ۱۴ روز و خاک با بافت شنی لومی مورد استفاده قرار گرفت. در این آزمایش دو دور آبیاری ۷ و ۱۴ روز مورد ارزیابی دقیق قرار گرفت، تحلیل کلی نتایج مربوط به دور آبیاری در آبیاری زیرسطحی بر روی صفات کمی و کیفی محصول درختان پسته از قبیل وزن محصول خشک، درصد خندانی و پوکی و همچنین کارایی مصرف آب نشان دهنده ی برتری دور آبیاری ۱۴ بر ۷ روز می باشد. مهمترین دلیل برتری دور آبیاری ۱۴ بر ۷ روز، بدلیل ثابت بودن حجم آب آبیاری در دو دور آبیاری ۷ و ۱۴ روز در شرایط انجام آزمایش می باشد که سبب کاربرد حجم آب بیشتر در یک نوبت آبیاری در دور آبیاری ۱۴ روز در مقایسه با دور ۷ روز بود که باعث خیس شدن حجم بیشتر خاک در یک مرحله آبیاری در دور ۱۴ روز می شد. توصیه می گردد در فصل زمستان پس از دادن کودهای شیمیایی و آلی به باغ های پسته یک تا ۲ نوبت آبیاری به صورت سطحی و در سایه انداز درختان پسته انجام گیرد.
مزایای روش آبیاری زیرسطحی در مقایسه با سایر روش های آبیاری
-عدم مزاحمت لوله ها برای عملیات کاشت، داشت و برداشت و عدم ایجاد محدودیت کار برای ماشین آلات و کارگران
-عدم ایجاد سله و فرسایش خاک
-همراه بودن آب آبیاری با اکسیژن و در نتیجه تهویه ی مناسب تر خاک در محل فعالیت ریشه
-افزایش سطح زیر کشت و قابلیت زیر کشت بردن زمین های ناهموار و تپه ماهور
-سبک و قابل انعطاف بودن لوله ها، حمل و نصب ساده به صورت دستی و مکانیزه
اجزای اصلی و تشکیلات مربوط به یک سامانه ی آبیاری قطره ای زیرسطحی عبارتند از :
پمپ
پمپ فشار لازم برای عملکرد مناسب سامانه را تامین می کند . قدرت آن بستگی به دبی و فشار لازم برای تلفات افت ، توپوگرافی زمین ، فشار کارکرد سامانه و تلفات فشار در فیلتر ها و سایر اجزای سامانه می باشد . سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی عموما به فشار کارکرد پایینی نیاز دارد . حداقل لازم حدود ۱۰۰ کیلو پاسکال می باشد .
سامانه فیلتراسیون
سامانه فیلتراسیون از مهم ترین قسمت های سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی می باشد و خلاصه کردن آن به منظور کاهش هزینه ها ، عموما سامانه آبیاری را با شکست مواجه می کند . در مورد انتخاب و طراحی سامانه فیلتراسیون بایستی به کیفیت آب آبیاری ، قطر مسیر مجاری آب در قطره چکان ها و شدت جریان سامانه آبیاری توجه شود .
سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی برای رسیدن به عملکرد مناسب احتیاج به تصفیه آب از مواد شیمیایی ، فیزیکی و بیولوژیکی دارد . مکانیسم تصفیه ی آب توسط فیلتر ها انجام می گیرد . فیلتر ها انواع مختلف دارند که رایج ترین آن ها فیلتر های سیکلون (سانتریفوژ) ، شنی و دیسکی یا توری می باشد . مواد آلی معلق و ذرات رس را نیز می توان به وسیله فیلتر های شن ، توری یا دیسکی جدا کرد . لجن ها و خزه ها می توانند در جداره داخلی لوله ها و قطره چکان ها با ذرات رس مخلوط شده و قطره چکان ها را مسدود کنند . رسوبات باکتریایی سولفور و آهن از مشکلات دیگر می باشند که به وسیله ی کلرزنی برطرف می شوند .
فشارسنج
عملکرد مناسب فشارسنج در مدیریت سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی نقش مهمی دارد و کنترل عملکرد سامانه آبیاری از نظر هماهنگی با ضوابط طراحی از طریق آن انجام می گیرد . به همین دلیل در تعیین محل نصب آن ها باید نهایت دقت بکار رود و به صورت زیر عمل گردد :
– در نقاط ورودی و خروجی فیلتر ها برای تعیین زمان شروع شستشو
شیر یکطرفه
جهت جلوگیری از برگشت آب هنگام خاموش کردن پمپ و جلوگیری از صدمات احتمالی به پمپ و سامانه کنترل مرکزی و برگشت کود و ذرات ریز از تانک تزریق کود به منبع آب ، که باعث آلودگی محیط زیست و یا خطر مسمومیت برای انسان و دام می شود ، ضروری است بعد از سامانه کنترل مرکزی ، ابتدای لوله ی اصلی و ابتدای سامانه کنترل مرکزی ، ابتدای لوله رانش پمپ از شیر یکطرفه آب استفاده شود ، به این منظور می توان از شیر های خلاشکن و فشارشکن با هم و یا یک شیر یکطرفه دوگانه استفاده کرد .
دبی سنج
در این سامانه نصب دبی سنج برای کنترل حجم آب کاربردی ضروری است . از آنجا که قطره چکان ها در زیر خاک قرار دارند تنها با نصب دبی سنج می توان نسبت به گرفتکی قطره چکان ها و یا ایجاد ترکیدگی و پارگی لوله ها اطلاع حاصل کرد .
شیر های مربوط به واحد های آبیاری
برای قطع و وصل آب به هر واحد آبیاری از شیر های مذکور استفاده می شود . این شیر ها اغلب دستی هستند . در سامانه هایی که به طور الکترونیکی کنترل می شوند شیر های مذکور به صورت اتوماتیک کار می کنند .
شیر تخلیه هوا
این شیر ها برای جلوگیری از مکش منفی و مکیده شدن ذرات خاک به داخل مجاری قطره چکان ها هنگامی که سامانه خاموش می شود استفاده می شوند . محل نصب این شیر ها در نقاط ارتفاعی و آخر لوله های نیمه اصلی می باشد .
خط تخلیه (شستشوی) سامانه
در انتهای هر بلوک یا واحد آبیاری ، لترال ها به یک مانیفلد که شستشوی سامانه را به عهده دارد ، متصلند . در انتهای مانیفلد مذکور شیر تخلیه قرار دارد . وظایف مانیفلد شستشو یا خط تخلیه عبارت است از :
۱- شستشوی رسوبات و مواد اضافی باقیمانده در لترال ها و هدایت آن به محل مخصوص در نظر گرفته شده
۲- متعادل ساختن فشار در لترال ها
لوله های قطره چکان دار (لترال ها)
لوله های قطره چکان دار از مهم ترین قسمت های سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی است . دقت در انتخاب قطره چکان ها ، تضمین کننده طول عمر سامانه و پایداری یکنواختی پخش آب در زیر سطح خاک است . ساختار بیشتر قطره چکان ها بدین گونه است که جریان آب در آن ها به صورت متلاطم بوده و سپس آب از سوراخ قطره چکان ها به صورت قطره خارج می شود . جریان آشفته آب احتمال گرفتگی در قطره چکان هایی که مجرای عبور کوتاه تر دارند را کاهش می دهد .
در دو دهه اخیر عمدتا بر اساس نیاز به بهبود مدیریت آب در مزرعه و دستیابی به یک سامانه آبیاری قابل اعتماد ، استفاده از سامانه آبیاری قطره ای زیر سطحی افزایش یافته است . کاربرد آب زیر سطح خاک از طریق قطره چکان با شدت تخلیه مشابه آبیاری قطره ای زیر سطحی گویند . تعریف دیگر آبیاری قطره ای زیر سطحی قرار گرفتن لوله های جانبی قطره چکان دار (لترال ها) در عمق مناسب توسعه ریشه می باشد .
فواید آبیاری قطره ای زیرسطحی
در مورد سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی فواید زیادی گزارش شده که بیشتر مشابه آبیاری قطره ای می باشد . در این نوشتار به فواید اختصاصی آبیاری قطره ای زیرسطحی اشاره می شود .
۱- کاهش نیروی کارگری مورد نیاز در صورت مواظبت و بهره برداری مناسب از سامانه
۲- بهبود راندمان جذب مواد غذایی در حاشیه حجم خاک خیس شده
۳- کاهش تلفات آب از طریق کاهش تبخیر از سطح خاک
۴- کاهش رشد و جوانه زنی علف های هرز
۵- عدم محدودیت برای عملیات زراعی از قبیل سم پاشی و برداشت
۶- صرفه جویی در مصرف آب ، کود ، سم ، موادغذایی و بالابردن کارایی مصرف آن ها
۷- افزایش عملکرد کمی و کیفی محصول به واسطه یکنواختی پخش مناسب آب و مرطوب نگه داشتن محیط ریشه
۸- کاهش هزینه های بهره برداری و نگهداری
محدودیت های سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی
گرفتگی قطره چکان ها
پایین بودن کیفیت آب مهم ترین عامل در گرفتگی قطره چکان های آبیاری قطره ای زیر سطحی است . اولین گام در نگهداری از یک سامانه ، اطلاع از نتایج کیفیت آب می باشد . لازم به ذکر است که اطلاع از کیفیت آب برای طراح در برآورد تجهیزات لازم برای شستشوی سامانه و انتخاب قطره چکان مناسب کمک می کند . عوامل گرفتگی آب آبیاری سه دسته اند : فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی که طراح بایستی به آن توجه کند .
در سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی یکنواختی پخش بالای آب می تواند با گرفتگی خروجی ها به آسانی از دست برود . سطح مقطع نازل خروجی ها معمولا بین ۵/۰ تا ۱ میلی متر مربع می باشد و بنابراین به گرفتگی فیزیکی (شن ، ماسه و سیلت) ، نفوذ ریشه به داخل قطره چکان ها ، میکرو ارگانیسم ها و رسوبات شیمیایی حساس است . گرفتگی معمولا ناشی از فیلتراسیون ناقص آب ، عدم شستشوی لوله های جانبی و یا تزریق مواد شیمیایی است . هنکامی که سامانه آبیاری زیرسطحی خاموش می شود به واسطه مکش منفی ایجاد شده در محل خروجی آب از قطره چکان ها ، ذرات خاک به داخل قطره چکان ها مکیده می شود و این عمل باعث گرفتگی قطره چکان ها می شود . مشکلات ذکر شده از طریق طراحی مناسب ، فیلتراسیون مناسب ، انتخاب صحیح قطره چکان و اسیدشویی قابل کنترل می باشد .
تجمع نمک
هنگامی که آب شور باشد نمک در جلوی جبهه پیشروی رطوبت خاک تجمع پیدا می کند . در سامنه آبیاری قطره ای زیرسطحی این تجمع نمک بیشتر در بالا نزدیک سطح زمین و میان لترال ها صورت می گیرد . هنگامی که بارندگی کافی نداشته باشیم که نمک های تجمع یافته را بشوید و از منطقه توسعه ریشه دور کند ، نمک ها می توانند باعث کاهش عملکرد محصول گردند . لذا در سال های خشک و کم باران ، لازم است در انتهای زمستان یا قبل از شروع عملیات کاشت ، نسبت به آبشویی سطحی اقدام شود .
خطر جوندگان
موش ها و بعضی از جوندگان با جویدن یا قطع نمودن نوار های آبده یا لترال ها می توانند سامانه ی آبیاری زیرسطحی را با مشکل مواجه کنند . به منظور کم کردن تاثیر منفی جوندگان ، باید در انتخاب و آماده سازی مزرعه ، نصب و نگهداری سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی دقت لازم به عمل آید .
استقرار محصول
بافت خاک و عمق کارگذاری لترال ها در سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی قابلیت زیرسطحی قابلیت سامانه را در مرطوب کردن سطح خاک برای سبز و استقرار گیاه مشخص می کند . در مواردی که محصولات نمی توانند به تنهایی با استفاده از سامانه آبیاری قطره ای زیرسطحی سبز شوند در صورت امکان می توان از روش آبیاری بارانی یا شیاری برای سبز شدن گیاه استفاده کرد و یا قبل از کاشت محصول با یک آبیاری سنگین پروفیل خاک را به وسیله سامانه آبیاری زیرسطحی به اندازه کافی مرطوب کرد ، که در این شرایط کارایی مصرف آب محصول کمی کاهش خواهد یافت .
