انواع سیستم های آبیاری قطره ای

سیستم آبیاری کلاسیک

آبیاری غلتان

آبیاری قرقره ای

آبیاری دوار مرکزی

آبیاری خطی

آبیاری زیر زمینی تراوا

آبیاری قطره ای ثقلی

یک سیستم آبیاری معمولا از ایستگاه پمپاژ(قلب دستگاه)و لوله های اصلی و فرعی تشکیل می شود.

شامل:پمپ سیکلن پروانه فیلتر شن فیلتر توری تانک کود می باشد.

موتور پمپ:ممکن دیزلی باشد که از پمپ گریز از مرکز استفاده می کنیم.

پروانه:پروانه وقتی می چرخد از پمپ گریز از مرکز استفاده می کند و آب به سمت بیرون پرتاب می شود و بنابراین آب در آن قسمت انتها تحت فشار است و هرچه پروانه به سرعت بیشتری بچرخد فشار در آن قسمت بیشتر است و آب تا ارتفاع بالاتری می تواند برود.در پمپ های لجن کش که حاوی رسوبات است پروانه باید در آن جوری باشد که رسوبات درآن گیر نکند و پمپ های لجن معمولی پروانه دیگری دارد.

سیکلن:آب باید تا حد امکان تصفیه شود و سیکلن برای تصفیه شن و لای موجود در آب استفاده می شود(از خاصیت گریز از مرکز می توان استفاده کرد)و در سیکلن چرخش آب باعث میشود رسوباتی که با آب وارد می شود رسوبات در وسط جمع می شود(از نیروی جانب از مرکز استفاده می شود)

فیلتر شنی:استوانه ای دارد که ذرات شنی داخل آن قرار گرفته که آب وارد و از آن خارج می شود و رسو بات بین ذرات شنی گیر می کند.

تانک کود:یکی از مزیت های یک سیستم آبیاری این است که می توان کود را به صورت محلول درآورد و داخل تانک قرار داده و این کود به تدریج در مزرعه پخش می شود و نیازی به دستگاه کود پاش نیست.

فیلتر توری:دارای توری ظریفی است که آب ازآن عبور می کند و تمیز می شود.

لوله اصلی:مثل یک خیابان اصلی می ماند که لوله های فرعی ازآن منشعب می شود.

قطره چکان ها:روی لوله فرعی قرار می گیرندو۲نوع قطره چکان داریم:

روی لوله (out line)

درون لوله.(in line)

داخل قطره چکان یک مسیر مارپیچ وجود دارد که که آب وارد شده و فشار آب شکسته شده و در آخر آب قطره قطره بیرون می آید و با فشار خارج نمی شود تا خاک شسته و تخریب نشود.

دارای لوله های اصلی و فرعی می باشد و دارای آبپاش است که روی لوله های فرعی نصب می شود و می تواند دایم متحرک و یا نیمه متحرک باشد.

انواع آبپاش ها:

آبپاش چرخان

آبپاش ثابت

انواع آبپاشهای چرخان:

ضربه ای(impact)

دنده ای(gear-driven).

عکس العملی.(reaction-type)

انواع آبپاش های ثابت:

آب افشانها(spray-type).

لنسر:چکش به نحوی ساخته می شود که وقتی آب به چکش بر می خورد باعث می شود که چکش به عقب و دوباره به جلو حرکت کند و آب پخش شود و دور خودش بچرخد.

لوله ها در محور چرخ هایی قرار گرفتند که چرخ ها را می توان حرکت داد و جای دیگر مزرعه گذاشت وقتی چرخ حرکت می کند آبپاش دارای وزنه ای است که باعث می شود ثابت باشد و همیشه به سمت بالا باشدو ممکن بوسیله موتور حرکت کند یا دستی باشد و این آبیاری برای محصولاتی تا ارتفاع یک متر که به صورت ردیفی کاشته می شوند به کار می رود.

و از ۴ قسمت تشکیل می شود

موتور

لوله اصلی

چرخ ها

آبپاش ها

لوله اصلی از جنس آلو مینیم(AL)است طول لوله ها را می توان تا(۳۷۰)متر افزایش داد.

وظایف لوله اصلی:

آب از درون آن حرکت می کند بعد به آبپاش ها می رسد.

محور حرکت چرخ ها می باشد.

یک آبپاش بزرگ داریم(تفنگ آبپاش)که این تفنگ آبپاش روی ارابه قرار گرفتهو دارای یک لوله بزرگ است که دور یک قرقره می پیچد.قرقره طوری طراحی شده که با فشار آب لوله را جمع می کند و به سمت خودش می کشد.آبپاش کاملا ۴ طرف را آبیاری می کند(۳۶۰)و تفنگ آبپاش باید(۲۷۰)درجه را آبیاری کند و دور خود نچرخد و (۹۰)درجه خالی بماندو در نتیجه پشت سر خشک میماند و غلتک ها روی مسیر خشک بر می گردند.برای آبیاری گیاه با ارتفاع کوتاه و بلند و در زمین با شیب ۱۰%استفاده می شود.

شامل یک برج مرکزی است که مثل مرکز یک دایره عمل می کند و بالها که مثل عقربه ساعت حول این مرکز می چرخد و مزرعه ای را به مساحت ۵۰هکتار وبیشتر آبیاری میکند در اینجا آبپاش ها بر روی بال ها قرار گرفتند که به صورت لوله های عصا مانند پایین می آیند و آبپاش ها روی عصا قرار گرفتند و خاک شنی بهترین نوع خاک برای این آبیاری می باشد.

اجزای آن ۵ قسمت دارد:

برج مر کزی

بال

برج ها

بال اضافی

آبپاش

مثل دوار مرکزی می باشد ولی به صور ت یک خط به سمت جلو و عقب آبیاری می کند و به صورت یک نوار روی مزرعه پاشیده می شود

لوله ها در زیر زمین قرار می گیرند و لوله ها قرار گرفتند که آب از آن خارج شده و جذب خاک می شود و به این ترتیب برای شخم و رفتن به داخل زمین مشکلی نداریم و مشکلی که این سیستم دارد:

این است که بوسیله حیوانات جونده خورده شده آب داخل مزرعه هدر رفته و ما هیچ اطلاعی نداریم.

قطره چکان ها به نحوی ساخته شدند که نیازی نیست آب با فشار داخل فشار شکن بمان د و مخزن هوایی احداث می شود و تحت نیروی آب یکبار آب پمپاژ می شود و حتی ممکن برای تامین فشار مورد نیاز از شیب زمین بتوان استفاده کرد.

امروزه با توجه به بحثهای جدی شکل گرفته در زمینه توسعه روشهای آبیاری نوین به منظور استفاده بهینه و موثر از منابع آبی و مقابله با محدودیتهای آبی بوجود آمده در دنیا، موضوع مدیریت و نگهداری این نوع سیستمها نیز مطرح می شود. اعمال صحیح این نوع مدیریت در تداوم بکار گیری این نوع سیستمها و حفاظت از منابع آبی نسبت مستقیم داشته و فرهنگ گسترش صحیح این نوع سیستمها را بهمراه خواهد داشت.

عدم رعایت رفتار صحیح در نگهداری و بهره برداری از این سیستمها عواقب ناگواری در بسیاری از مناطق دنیا بهمراه داشته به طوری که علی رقم سرمایه گذاریهای سنگین در این بخش نه تنها فرهنگ استفاده و گسترش بکارگیری سیستمهای آبیاری رشدی نشان نداده بلکه تاثیر منفی در اذهان و تفکرکشاورزان آن مناطق را بهمراه داشته است.

از این رو متن حاضر قدمی است هر چند کوچک در شناساندن رفتار های عملی در نحوه نگهداری و مدیریت بهره برداری از اینگونه سیستمها. در متن حاضر نخست به مدیریت اسید شویی به منظور پیشگیری از انسداد اجزای سیستمهای آبیاری قطره ای پرداخته شده است، امید است در آینده نزدیک به دیگر ارکان مدیریت بهره برداری و نگهداری سیستمهای آبیاری تحت فشار پرداخته شود.

اسید در سیستمهای آبیاری به منظور شستشوی رسوبات تثبیت شده درون لوله ها و قطره چکانها که ناشی از مواد شیمیایی محلول در آب آبیاری می باشد کاربردهای فراوانی دارد. این نوع رسوبات یا از آب آبیاری ناشی شده(به دلیل وجود بی کربنات و کربنات کلسیم به میزان بالاتر از حد مجاز ۲۰۰ ppm ) و یا به دلیل بکار گیری و تزریق کودهای محلول نا مرغوب در آب آبیاری بوجود می آید. جهت تزریق کود به درون سیستم آبیاری می بایست از کودهای اسیدی که خود به دلیل داشتن pH بسیار پایین موجب نگهداری مناسب سیستم می شوند استفاده نمود.

البته از اسید علاوه بر بر طرف نمودن انسداد در قطره چکانها ، جهت ارتقای مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک مزرعه نیز استفاده می گردد که در این مورد پس از آزمایش خاک با کارشناس خاکشناسی خبره می بایست مشورت شود.

جهت اجرای موثر اسید شویی می بایست pH آب آبیاری هنگام کار در سیستم بین ۲ الی ۳ پایین آورده شود در این حالت آب آبیاری قادر خواهد بود ذرات رسوب درون قطره چکانها و لوله ها را حل کرده و به بیرون هدایت کند.

همگام تزریق اسید دقت شود به ریشه های حساس گیاهان صدمه ای وارد نشود. در صورت رعایت موارد زیر میزان خسارت احتمالی به ریشه گیاهان به حداقل خواهد رسید:

۱- قبل از تزریق اسید با آبیاری میزان آب موجود در خاک را به ظرفیت مزرعه برسانید(در این حالت اسید به محض ورود به خاک رقیق شده و میزان خسارت به حداقل می رسد)

۲- مدت تزریق اسید در شبکه به دقت محاسبه شود.

۳- پس از تزریق اسید به شبکه سیستم به مدت حداقل ۱ ساعت به حالت خاموش در آید تا اسید به صورت کامل رسوبات را حل نماید. با انجام این عمل خاصیت اسیدیته محلول خروجی نیزکاهش می یابد.

۴- پس از خروج اسید از سیستم، شبکه حداقل برابر مدت تزریق اسید با آب شستشو داده شود.

۵- جهت اطمینان بیشتر از خروج اسید از محیط رشد ریشه بهتر است به مدت ۲ ساعت خاک زراعی تحت آبیاری قطره ای قرارگیرد.

توجه نمایید در هنگام کار با انواع اسید تمامی نکات ایمنی لازم در هنگام بکار گیری و تزریق آن را رعایت نموده و هنگام رقیق نمودن اسید همواره اسید را به آب اضافه نمایید. از آنجایی که برخی از فلزات مانند آهن در برابر اسید مقاوم نیستند بنابر این قبل از تزریق اسید به درون سیستم از جنس کلیه قطعات نصب شده بر روی سیستم خود آگاه شوید. لوازم ساخته شده از جنس پلی اتیلن و پی وی سی معمولا در برابر اسید مقاوم هستند.

- اسید هیدروکلریک

- اسید سولفوریک

- اسید فسفریک

جهت تزریق اسید درون سیستم می بایست اسید درون کل سیستم نفوذ کرده و کل بخشهای آن را از رسوب شستشو دهد. به همین دلیل باید اطلاعاتی نظیر فاصله محل تزریق تا دورترین عضوسیستم (L) و حداقل سرعت حرکت آب درون لوله آبیاری (V) دراختیار باشد.

با داشتن اطلاعات فوق و با استفاده از فرمول زیر می توانزمان مناسب جهت تزریق اسید به درون سیستم را به نحوی که اثر حل کنندگی اسید در کل سیستم بروز کند بدست می آید:

T=L / V

که در آن: v حداقل سرعت آب درون لوله بر حسب متر بر ثانیه m/s فاصله محل تزریق از دورترین خروجی دریپر بر حسب متر (m) و T زمان لازم جهت تزریق اسید درون سیستم

بر حسب ثانیه (s) می باشد.

بدین ترتیب با تزریق اسید در مدت زمان بدست آمده مطمئن خواهیم بود که اسید به تمام بخشهای سیستم راه یافته است.

پروانه پمپ گریزاز مرکز:

با استفاده از خاصیت گریز از مرکزپمپ بآب را پمپاژمی کنددر اینجا پروانه پمپ با سرعت می چرخد وآب ازوسط وارد پروانه می شود و از اطراف به بیرون پرتاب میشود(معمولا برای آب صاف و زلال می با شد) لوله مکش خیلی سریع پر آب می شود وقتی پمپ با سرعت می چرخد و آب پرتاب می شود و داخل لوله مکش خلا ایجاد می شود.

حداکثر ۵-۷ متر اختلاف ارتفاع (فاصله لوله مکش تا پمپ)باید باشد بیشتر از آن حد هوا می گیرد.در ابتدای لوله مکش برای این منظور شیر یک طرفه می گذارند و یک صافی که جلوی آشغال ها را بگیرد.

در این شیر یک طرفه آب به سمت پمپ پمپاژ می شود ولی بر نمی گردد و خاصیت آن این است که:لوله مکش دیگر خالی از آب نمی شود.

داخل لوله مکش یک صفحه است که به یک فنر وصل است وقتی پمپ شروع به حرکت می کند صفحه بالا می آید و آب از اطراف وارد لوله می شود و وقتی پمپ خاموش شد صفحه پایین می آید و جلوی ورود آب را می گیرد.

جا بجا شونده

نیمه جابجا شونده

نیمه ثابت

ثابت

مجموعه متحرک

مجموعه ثابت

مجموعه متحرک دایم

در تمام سیستم های آبیاری بارانی باید آب تحت فشار قرار بگیرد. فشار ممکن است بسیار زیاد(۸ تا۱۰)اتمسفر مانند آنچه در ماشین های تفنگی کاربرد داردو متوسط۳ تا۵)اتمسفر مانند سیستم های جابجا شونده کلاسیک و یا نسبتا کم(۱تا۲)اتمسفر باشد.امروزه سعی می شود سیستم های آبیاری بارانی برای صرفه جویی انرژی از انواع کم فشار طراحی شوند.سیستم های پیشرفته کم فشارمتحرک خطی و عقربه ای از این نوع به شمار می روند.در صورتی که منبع آب نسبت به مزرعه در ارتفاع بالاتری قرار داشته باشد این امکان وجود دارد که آب را با لوله منتقل نموده و از اختلاف ارتفاع برای تامین فشار در سیستم استفاده به عمل آورد اما در اکثر موارد فشار سیستم توسط پمپ تامین می گردد بنابراین(پمپ)اساسی ترین جزیک سیسم آبیاری به شمار می رود.

جز دیگر سیستم آبیاری بارانی(لوله اصلی)است که بین پمپ و نقطه ای که آب به مزرعه منتقل می شود قرار می گیرد.در مزرعه چون لوله های اصلی کمتر جابجا می شوند اکثرا در زیر زمین قرار می گیرند و هر کجا لازم باشد آب از آنها در یافت شود و یک لوله عمودی از آنها منشعب و تا سطح زمین بالا می آید.روی این لوله شیر فلکه نصب می گردد تا به آسانی بتوان جریان آب را قطع و وصل کرد.لوله اصلی دارای انشعابات کوچکتری به نام (لوله نیمه اصلی)می باشد.

آبرسانی به داخل مزرعه و جابجایی آب در زمین توسط لوله های دیگری که از لوله اصلی یا نیمه اصلی منشعب می شوند صورت می گیرد این لوله ها را (لوله های فرعی یا لاترال)گویند.

آخرین جز سیستم آبیاری بارانی را (آبپاشها) تشکیل می دهند آبپاشها ممکن است مستقیما روی لوله فرعی قرار گیرند و یا اینکه روی پایه عمودی که از لوله فرعی منشعب شده و به آن پایه آبپاش می گویند واقع گردند.وظیفه آبپاش:خارج ساختن آب از لوله فرعی و تبدیل آن به قطرات ریز و درشت و پخش در اطراف می باشد

اندازه قطر قطرات آب از این نظر حایز اهمیت هستند که باعث تخریب خاکدانه ها و ایجاد سله در سطح خاکهای لخت می شوند.بنابراین در بعضی خاک های حساس به فرسایش به تغییر سرآبپاشها می توان قطر قطرات را کاهش داد تا از نیروی برخورد آنها با خاکدانه ها کاسته شود.اما در جاهایی که باد وجود دارد اگر قطر قطرات کوچک باشند همراه با باد جابجا شده و الگوی توزیع آب در زیر آبپاش ها تغییر می کند.هرچه قطراتی که توسط آبپاش ها به سطح زمین می رسد ریزتر باشد نیروی برخورد آنها با خاک کمتر بوده و خطر سله بستن خاک کمتر می شود.

آبیاری قطره ای مانندهرروش دیگردارای محاسن ومحدودیتهایی است.این مزایا یا معایب عمدتاً ازنظرفنی ، اقتصادی ویاعوامل مربوط به رشدگیاه است. بنابراین درهنگام انتخاب روش آبیاری قطره ای ویا طراحی واجرای این روش لازم است این جنبه ها نیز موردارزیابی قرارگیرد وتنها در صورتی که محاسن سیستم بیستر از معایب آن باشد به مرحله اجرا گذاشته شود.

الف- دروضعیتی که مقدارآب کم یاهزینه تأمین آن زیاداست.

ب- درزمینهای شنی ویاوضعیتهایی که نتوان زمین رابرای سایرروشهای آبیاری آماده کرد.

ج- درموردگیاهانی که محصول آن رابتوان باقیمت زیادبفروش رساند.

آبیاری قطره ای درمقایسه یاروشهای بارانی یاکرتی وجوی وپشته ای دارای محاسنی است که ازآن جمله

می توان به این موارد اشاره کرد:

مصرف آب دراین روش کمترازسایرروشهای آبیاری است. درآبیاری قطره ای تنهابخشی ازخاک اطراف بوته گیاه یادرخت آبیاری می شود.کاهش تبخیرازسطح خاک، عدم وجودرواناب سطحی وکنترل نفوذ عمقی ازعواملی هستندکه باعث کاهش مصرف آب ودرنتیجه افزایش بازده آبیاری می شود.دراین روش قسمتهای اضافی خاک معمولاً در روشهای سنتی مرطوب شده وآب آن بمصرف تبخیریاتعرق علفهای هرز می رسدخشک باقی می ماند.دربعضی روشهامانندروش بارانی مقداری ازآب پخش شده توسط آبپاشهامستقیماً درهواتبخیرویاتوسط بادازمزرعه خارج میگردد(بادبردگی)حال آنکه درروش قطره ای چنین مواردی وجودندارد.درروش قطره ای حتی دراراضی شیبدارودامنه تپه هانیزرواناب سطحی وجودنخواهدداشت زیرامعمولاً مقدارآبی که ازقطره چکانهاخارج می شودکمترازشدت نفوذاست. عدم ایجادسله درسطح خاکهای سیلتی ازدیگر مزایای این روش است. باکنترل مقداردبی درقطره چکان می توان ازتلفات عمقی آب درخاکهای شنی جلوگیری نموده ویاشدت پخش آب رامتناسب باظرفیت نفوذخاکهای رسی تنظیم نمود.

اخیراً درتعدادی ازکشورهای جهان استفاده ازپساب تصفیه شده فاضلابهای خانگی درآبیاری قطره ای معمول شده است که ازآن جمله می توان به کشورهای آمریکا واسرائیل اشاره نمود . درکشورهای حاشیه خلیج فارس که باکمبودآب شیرین مواجهند کاربردپساب تصفیه شده فاضلابهای خانگی وصنعتی برای آبیاری قطره ای درختان وگلکاریها به سرعت روبه افزایش است. ازمدیریتهایی که دربرخوردبا آب شوراعمال می شودتناوب محصول، کشت گیاهان مقاوم به شوری ،آبشویی زیاد و برنامه ریزی آبیاری است که درآبیاری که درآبیاری قطره ای باتنظیم برنامه آبیاری وکوتاه کردن فاصله بین آبیاریهااین امکان وجودداردکه محیط رشدریشه را همیشه مرطوب نگهداشته ونمکها را ازاین منطقه دورکرد.

در آبیاری قطره ای نیازآبی گیاه بطورروزانه تأمین می شودلذارطوبت خاک درمنطقه توسعه ریشه هادرطول دوره رشدتقریباً ثابت باقی مانده وگیاه کمترازنوسانهای تنش آب صدمه می بیند. مقایسه مقدارمحصول تولیدی در آبیاری قطره ای باسایرروشهای نشان داده است که تولیدی محصول دراین روش معمولاً بیشتر ویاحداقل مساوی باسایرروشهابوده است. به عبارت دیگر آبیاری قطره ای باعث کاهش مقدارمحصول نمی شود.

دراثرشوری آب آبیاری قطره ای دراستفاده ازآب شورنسبت سایرروشهای آبیاری ارجح است .این امررامی توان حداقل به ۳دلیل دانست. اول اینکه درروش قطره ای فاصله آبیاریهاکوتاه بوده ومنطقه توسعه ریشه هاهمواره خیس نگهداشته می شود . لذامحلول خاک که ریشه های گیاه آب وموادغذایی موردنیازخودراازآن دریافت می دارندتقریباً درطول دوره رشدگیاه رقیق مانده وغلظت نمک درآن کم است. حال آنکه درسایرروشها بدلیل زیاد بودن فاصله آبیاریها خاک درروزهای قبل ازآبیاری نسبتاً خشک بوده و محلول خاک از نظر نمک غلیظ می گردد. جذب آب درچنین شرایطی باعث واردشدن نمک به داخل گیاه وصدمه زدن به آن می شود.دوم اینکه در آبیاری قطره ای برخلاف روشهایی مانند بارانی ، آب مستقیماً روی گیاه پاشیده نشده ویونهای کلروسدیم موجوددرسطح برگ که باعث سوختگی آنهاشود تجمع پیدانمی کند . سوم اینکه در آبیاری قطره ای حجم مرطوب شده خاک که اصطلاحاً به آن پیازرطوبتی گفته می شود بطرف خارج ازگیاه روبه گسترش بوده ونمک نیزدرجبهه رطوبت بطور مرتب ازنقطه ریزش قطره چکان به خارج ازآن رانده می شود.بطوریکه اگرقطره چکان کنارگیاه ویادرجای مناسبی قرارگرفته باشدنمک ازدسترس ریشه هادورمی شود.البته عدم استقرارصحیح قطره چکان می تواندبرعکس نمک رابطرف ریشه هارانده وباعث صدمه زدن به آن می شود.

درآبیاری قطره ای این امکان وجودداردتاکودهای شیمیایی محلول رابتدریج وهمراه باآب آبیاری دراختیارگیاه قرارداد.بدین ترتیب خطرشسته شدن کودهابه عمق خاک ویاخارج شدن آنها همراه با رواناب سطحی وجود ندارد.افزایش کارایی مصرف کود درآبیاری قطره ای به دلیل مصرف کم کوداست که فقط درکناربوته یادرخت ودرعمق توسعه ریشه هاواردمی گیرد ودیگری مربوط به زمان مصرف آن می باشد.بدین ترتیب که چون آبیاری بطورروزانه صورت می گیردمی توان کودپاشی رامنطبق بامرحله ای ازرشدکه گیاه شدیداً به آن نیازداردانجام داد .دلیل دیگرتوزیع یکنواخت کوددر منطقه ریشه هاوعدم شسته شدن کودبه اعماق خاک است.علاوه بر کودهاسایر مواد مانندقارچ کشها،حشره کشهاو یا علف کشهارا نیز می توان توام با آب واردخاک نمود.

درآبیاری قطره ای آب قبل ازواردشدن به سیستم ازصافیهای مخصوص گذشته وتصفیه می شود.لذا امکان واردشدن بذرعلفهای هرزبه داخل زمین وجودندارد.ازطرف دیگرچون سطح سایه اندازگیاه آبیاری شده وقسمتهای دیگرزمین خشک باقی می ماندشرایط برای رشدعلفهای هرزفراهم نمیباشد.

البته درقسمتی ازخاک که قطره چکانها وجوددارند علفهای هرزبه سرعت رشدمی کندکه باید با استفاده ازعلف کشهایا روشهای مکانیکی با آنهامبارزه کرد.

آبیاری قطره ای رابه سادگی می توان خودکارنمودونیازآن رابه کارگرکاهش داد.بااستفاده ازشیرهای برقی ،زمان قطع ووصل جریان آب برنامه ریزی شده ونیازی به کارگربرای انجام این کارها وجود ندارد. کاربردهمزمان کودوسم باآبیاری می تواند تاحدزیادی درنیروی کارمورد نیازبرای انجام کودپاشی یاسم پاشی صرفه جویی نماید. ازمحاسن دیگرآبیاری قطره ای این است که همزمان باعمل آبیاری کارگران می تواننددربین ردیفهای گیاهی یادرخت هارفت وآمدنموده وبه انجام کارهای مربوطه بپردازند د ر صورتی که درسایرروشهای آبیاری می بایست چندروزی صبرکردتاخاک برای رفت وآمد کارگرها یاماشینهامناسب شود.

سیستم آبیاری قطره ای درمقایسه باسایرروشهای آبیاری تحت فشاربه انرژی کمتری نیازدارد .زیرا فشارآب دراین سیستم بمراتب کمترازسیستم بارانی است.

محدودیت های بالقوه درآبیاری قطره ای

علیرغم مؤفقیتهایی که درآبیاری قطره ای حاصل شده است این روش مشکلاتی رانیزدربرداردکه ازآن جمله می توان به موارد زیراشاره نمود:

- گرفتگی قطره چکانهابااملاح وموادمعلق آب

- زیانهای ناشی ازجوندگان مانندموش وسایرحیوانات

- تجمع نمک خاک

- حرکت محدودآب درخاک وعدم امکان برای توسعه زیادریشه

- محدودیتهای فنی –اقتصادی

۱) گرفتگی قطره چکانها :

بزرگترین مشکل در آبیاری قطره ای گرفتگی قطره چکانهابا مواد مختلف ومسدودشدن روزنه هادرآن است.گرفتگی قطره چکانها بتدریج باعث عدم توزیع یکنواخت آب می شود . خطرمسدودشدن قطره چکان باعث بالارفتن هزینه های نگهداری سیستم مانندکنترل قطره چکانهاوتعویض یاتعمیرآنهانیزمی شود.برای رفع این مشکل دوراه می توان انتخاب کرد:یکی استفاده ازوسایل یاقطره چکانهایی که امکان گرفتگی آنهاکم است ودوم توجه بیشتربه کیفیت آب وتصفیه آن قبل ازورودبه سیستم . اکثراً براین عقیده اندکه تصفیه آب واصلاح شیمیایی آن وشستشوی لوله هاوقطره چکانها مؤثرترین راه حل این مسئله است. سایرمشکلات مانندنشت آب ازاتصالات ویازیانهای ناشی ازجوندگان وحیواناتی مانندخرگوش ، شغال ،سگ، وغیره ازاهمیت چندانی برخوردارنمی باشند.مسأله گرفتگی قطره چکان در آبیاری قطره ای بقدری مهم است که هرجااین سیستم کنارگذاشته شده است عامل گرفتگی قطره چکان مهمترین دلیل بوده است.

۲) تجمع نمک درسطح خاک ونزدیک گیاه:

درهنگام آبیاری باآب شورباروش قطره ای ، بخصوص در مناطق خشک ونیمه خش ،تجمع نمک درمحیط خارجی پیازرطوبتی وسطح خاک زیاداست.این امرباعث می شودکه اگردرفصل رشدباران رخ دهدنمکهای تجمع یافته درسطح خاک به طرف پایین شسته شده ووارد منطقه توسعه ریشه هامی شود. بهمین دلیل توصیه می شوددرصورت وقوع باران عمل آبیاری قطع نشده و همچنان وهمچنان تاپایان بارندگی ادامه داشته باشد تانمک به محیط ریشه هارانده نشود.در آبیاری قطره ای تجمع تدریجی نمک درسطح خاک باعث می شودکه پس ازپایان دوره رشدوبرداشت محصول وضعیت برای رشدگیاه بعددرسال آتی مناسب نشده وجوان زدن رابا اشکال مواجه می سازد.لذابایدحتی المقدورپس ازپایان دوره رشدوقبل شروع کشت درسال بعد، خاک راباانجام یک آبیاری سطحی شستشوداد.به همین دلیل ایجاب می کندکه دربسیاری موارد زمین آبیاری قطره ای طوری آماده سازی که برای آبیاری سطحی نیزمناسب باشد.

۳) محدودیت حرکت آب درخاک وعدم توسعه ریشه ها:

حجم کوچک خاک خیس شده در آبیاری قطره ای درمقایسه باسایرروشهاازیک طرف مفیداست. درتوزیع آب درخاک وتوسعه ریشه های گیاه عوامل متعددی مانند،خاک (بافت،خصوصیات نفوذ وناهمگنی آن) ،گیاه(جذب آب وشدت تعرق)،مقداروفغاصله بین آبیاریها،تعدادقطره چکانهابرای هرگیاه ودبی آنهادخالت داردکه چنانچه به هرعلتی محیط توسعه ریشه هامحدودمی گرددممکن است رشدگیاه نیزبه تبع آن محددودشودبه هیمن دلیل توصیه می شودطرحهای آبیاری قطره ای درمورددرختان میوه همزمان باکاشت اولیه آنهاپیاده شودوحتی الامکان ازتغییرسیستم آبیاری باغات کهنه ودرختان چندساله ومسن به سیستم قطره ای خودداری شود. زیرادرختانی که ریشه ای آنهاباروش آبیاری سطحی شکل گرفته است درصورت آبیاری به روش قطره ای صدمه خواهنددید.ازمعایبی که برخی زارعین برای آبیاری قطره ای ذکرمی کنند عدم مقاومت درختهادرمقابل نیروی باداست که آن رابه محدودبودن گسترش ریشه هاونداشتن استحکام برای مقاومت درخت درمقابل نیروی بادمرتبط می دانند.

۴) محدودیتهای فنی- اقتصادی :

هزینه سرمایه گذاری اولیه درآبیاری قطره ای نسبت به سایر روشهای آبیاری زیادتراست. آبیاری قطره ای راازنظرسرمایه گذاری می توان مشابه آبیاری بارانی بالوله های ثابت دانست.درحال حاضرهزینه سرمایه گذاری اولیه یک سیستم قطره ای درسطح بین المللی ۲۰۰۰تا۷۰۰۰ دلاربرای هر هکتارمی باشدکه مشتمل بروسایل تصفیه ، پمپ،دستگاه تزریق کودولوله هامی باشد.البته هزینه واقعی سیستم بستگی به نوع دستگاههای تصفیه آب،وسایل تزریق وسم وتمهیدات خودکارشدن آن دارد.هزینه موردلزوم برای احداث هر هکتار آبیاری قطره ای بریا سال 1۳۷۶ حدود۶ تا ۷ میلیون ریال برآوردشده است.بطورکلی دردرجه اول این سیستم بیشترمناسب گیاهانی است که بافاصله زیاد از یکدیگرکشت می شوند.

دردرجه دوم می توان آنهارابرای بعضی گیاهان ردیفی نیزبکاربردولی به لحاظ اقتصادی کاربردآن برای گیاهان دیگرمانندغلات وزراعتهای مشابه بصرفه نمی باشد.

اجزاء تشکیل دهنده یک سیستم آبیاری قطره ای ازنقطه ای که آب ازچاه استخراج یاازمحل دیگری تأمین می شودتانقطه ورودبه مزرعه همانندسایرروشهای آبیاری است.

نهرهای آبگیر،کانال،ناوها،لوله ها وسایر تأسیسات دیگرمستقل ازسیستم آبیاری دراین روش نیزممکن است وجوداشته باشد. مقدارجریان برای هر هکتارممکن است مشابه روش بارانی بوده یابسته به بازده آبیاری ومساحتی اززمین که مرطوب نخواهد شد کمترازآن باشد. نوع گیاه وفاصله بین گیاهان ازعواملی است که مقدار جریان رادرسیستم قطره ای مشخص می کند.امادرروش قطره ای ازنقطه ای که آب قراراست واردمزرعه شودتأسیسات دیگری بکارگرفته شودکه درروشهای آبیاری نیازی به آن نیست .

چون روش قطره ای یک سیستم آبیاری تحت فشاراست لذادروهله نخست بایدیک پمپ آب راازمنبع دریافت وآن رابافشارلازم واردسیستم لوله های آبیاری قطره ای نماید.دربعضی شرایط ممکن است آب ازمنبع اصلی تامزرعه بالوله هدایت شده واختلاف ارتفاع انرژی لازم برای فشارآب راتأمین نماید.دراین وضعیت نیازی به پمپ نخواهدبود. امادراکثرسیستمهای معمول آبیاری قطره ای وجودپمپ برای تامین فشار الزامی است.

آب بافشاری که توسط پمپ تامین می شود وارد یک لوله اصلی شده واین لوله تاابتدای هرقطعه آبیاری ادامه پیدامی کند . هرقطعه ازاراضی آبیاری به تعدادی زیرواحدتقسیم می شودکه آب موردنیازآنهاازیک لوله اصلی که به آن مانیفلد نیزگفته می شود تامین می گردد.بدین ترتیب که لوله اصلی درمسیرخودتعدادی لوله نیمه اصلی راکه ازآن منشعب می شوندتغذیه می کند . ازلوله نیمه اصلی بسته به فاصله ردیف های گیاهی تعدادی لوله ای فرعی یالاترال منشعب می شودکه طول هریک ازاین لوله هامتناسب با ابعاد زیر واحد آبیاری یابرابرطول ردیف هامیباشند.

لوله اصلی ونیمه اصلی می توانند ازجنس فولاد، سیمان آزبست،پی وی سی ویاپلی اتیلن باشد امالوله های فرعی معمولاً ازجنس پلاستیک پلی اتیلن می شوند.

لوله های فرعی که ازکنارردیفهای گیاه عبورمی کنندمجهزبه قطره چکان یا خروجیهای می باشندکه جریان آب توسط آنها بافشاربسیارکم به خارج گسیل شده وروی زمین پخش می شود.یکی ازوظایف اصلی قطره چکان کاهش فشارآب درهنگام خروج ازآن است.بدین ترتیب پمپ، لوله اصلی ،لوله نیمه اصلی ،لوله فرعی وقطره چکان اجزاء پنجگانه اصلی یک سیستم آبیاری قطره ای راتشکیل می دهند.امابرای این که این اجزاء به درستی کارخودراانجام دهندویابه لحاظ مدیریتی بتوان حداکثر بهره برداری راازیک سیستم قطره ای بردوسایل جانبی دیگری نیزبه ان اضافه می شودکه نه تنهاازوجودآنهاصرف نظرکرددربسیاری مواردازملزومات اصلی سیستم به شمارمی روند.

- شیریکطرفه که بلافاصله پس ازپمپ نصب می شودتادرخاموش شدن موتوراز برگشت مجددآب به داخل پمپ جلوگیری نماید.

- دستگاههای تزریق کننده کودوسم که باروشهای مختلف ،کودمحلول راوارد سیستم می کنند.

- جداکننده های شن که دراثرچرخش آب درداخل آن ونیروی گریزازمرکز،ذرات جامددرشت ومعلق آب رازآن جدامی کند،به این وسایل سیکلون نیزگفته می شود.

- صافیهای شنی یاتوری برای جداکردن ذرات معلق موجوددرآب

- دستگاه های کلرزنی ویاتزریق اسید

- وسایل اندازه گیری آب ،فشارسنجها،شیرهای مختلف ،پمپهای فشارو دیگر تجهیزاتی که بسته به ضرورت هرطرح ممکن است وجودداشته باشد.

- دربعضی سیستمهاممکن است برای تصفیه اولیه آب نیازبه وجودحوضچه های ته نشینی نیزباشد.

به مجموعه این وسایل که قبل ازورودآب به لوله اصلی قرارگرفته ومجموعاً دریک محل متمرکزندکنترل مرکزی گفته می شوند.

قطره چکان آخرین قطعه یاوسیله آبیاری قطره ای است که آب ازآن به شکلهای مختلف مانند قطره ،جریان پیوسته یامنقطع ویافوران خارج می شود.وظیفه قطره چکان آن است که نیازآبی روزانه گیاه را،حتی اگرمقدار آن بسیارکم باشدتامین نماید.

قطره چکان بایددارای چهارویژگی عمده باشد:

الف- نسبت به مسدودشدن مقاوم باشد.

ب- دبی خروجی ازآن درطول دوره کاری تغییرنکند.

ج- تاحدممکن ساده باشدتابعدازتنظیمهای اولیه نیازبه تنظیم ،تمیزکردن وبازدیدمجدد نباشد.

د- دبی آن کمترازنفوذپذیری خاک ویاهماهنگ باآن باشد.

نحوه خروج آب ازلوله درسیستم های قطره ای اساس طبقه بندی آنهاقرارگرفته است.براین اساس سه نوع الگوی آبیاری وجودداردکه عبارتنداز:

- نقطه ای

- خطی

- ترکیبی

درروش نقطه ای خارج شدن آب ازلوله فرعی یاتوسط خروجیهایی بنام امی ترانجام می شودکه زارعین به آن قطره چکان می گویندویااینکه وسیله خروج اب یک لوله باشیلنگ می باشدکه روی روزنه هایی تعبیه شده است.درهرصورت قسمت خیس شده خاک یک نقطه یامساحت بسیارکوچک دراطراف خروجی می باشد.حال آنکه درروش خطی لوله فرعی طوری درنظرگرفته می شودکه بجای یک نقطه نواری ازخاک درسرتاسرطول لوله فرعی خیس شود.لوله های تراواکه آب ازتمام نقاط جدارآن خارج می شودنمونه ای ازاین روش است این روش راآبیاری بانوارمرطوب نیز می گویند. درلوله های نواری منفذداریالوله های دومحفظه ای گرچه خروج آب ازیک نقطه مشخص صورت می گیردامابه دلیل نزدیک بودن خروجیهادرعمل نواری ازخاک خیس می شود. لذااین روش رامی توان ترکیبی ازانواع خطی ونقطه ای دانست.

درقطره چکانهای نقطه ای که متداولترین روش خردآبیاری است خروج آب معمولاً توسط یک روزنه صورت می گیرد.

-قطره چکان باروزنه ثابت

-قطره چکان باروزنه قابل تنظیم

-قطره چکان باروزنه متغیرتنظیم

اولین هدف درطراحی سیستم آبیاری قطره ای آن است که آب یاکودتاحدقابل قبولی درتمام مزرعه بطوریکنواخت توزیع شود.برای این منظورلازم است طراح عوامل موثردرآن درنظرگرفته ونکاتی چند را لحاظ نماید.ازعوامل موثردرطراحی آبیاری قطره ای نوع قطره چکانها؛یکنواختی قطره چکانها؛پستی وبلندی زمین؛هیدرولیک توزیع آب؛مقدارقابل انتظاریکنواختی توزیع آب؛ درجه مقاومت گیاه به شوری؛ نیازآبی گیاه ؛کیفیت آب؛ نیازیاعدم نیازبه دستگاههای تزریق کودشیمیایی؛دمای آب؛ شوری خاک؛ عملیات زراعی ودیگرخصوصیات ویژه منطقه یادستگاههای مورداستفاده رامی توان نام برد.

سیستم آبیاری قطره ای تنهادرصورتی که ازآن مواظبت بعمل آمده وبخوبی نگهداری شود موفقیت آمیزخواهدبود.کنترل قطره چکانهاازنظرگرفتگی روزنه هامهمترین کاری است که باید درطول کارسیستم انجام داد.مسدودشدن قطره چکانهاممکن است به سه دلیل باشد:

- عوامل شیمیایی ازقبیل کربنات کلسیم ومنیزیم ،سولفات کلسیم ،هیدروکسیهای فلزات سنگین وبرخی کودهای شیمیایی

- عوامل زیستی ازقبیل باکتریها،رشته های جلبک،وموادته نشین شده میکروبی – شیمیایی

- عوامل فیزیکی ازقبیل موادمعلق غیرآلی درآب مثل شن،سیلت،رس،ویاموادآلی وذرات پلاستیک

سیستم آبیاری قطره ای مانندهرسیستم آبیاری نیازبه مدیریت صحیح دارد.بهره

گیری ازمنابع آب وخاک درسیستم آبیاری تنهادرسایه یک نظام مدیریتی قانونمند پایدارو کارآمد خواهدبود.برخی ازملاظات مدیریتی درسیستم آبیاری قطره ای که باعث افزایش بهره وری ازسیستم

می شودعبارتنداز:

- اندازه گیری حجم اب داده شده به زمین برطبق برنامه وتقویم آبیاری

- خودکارکردن سیستم ازنیروی کارگری می کاهداماممکن است نقصهای فنی سیستم راافزایش دهد.

- نفوذآب درخاک ومرطوب شدن محیط ریشه هادرطول دوره رشدگیاه بایدکنترل گردد.

- مقدارآبیاری بایدحتی الامکان نیازآبی گیاه راتامین کند

- درصورت شوربودن آب وخاک فاصله آبیاریهاکوتاه باشد.

- تزریق کوددرمراحل اولیه رشدگیاه بایدبافاصله کوتاهترانجام شود.

- آبیاریهابرطبق حساسیت گیاه به آب درمراحل مختلف رشدتنظیم شود.

- برنامه آبیاری مطابق آبیاریهای متعارف وتجربه شده محلی تنظیم گردد.

قبل ازتصمیم گیری درمورداجراوبخصوص قبل ازشروع طراحی سیستم آبیاری قطره ای بایدوضعیت محیطی که قراراست سیستم درآن پیاده شودموردآزمایش قرارگیرد.برپایه این آزمایشها اولین تصمیم گیری این خواهدبودکه آیابطورکلی بکاربردن روش آبیاری قطره ای مفیدخواهدبودیاخیرواگرجواب این بررسیهامثبت باشدمسلماً تاثیرزیادی دربهبودروش،حل مشکلات ،سازگاری طرح باوضعیت موجودوبهره وری ازسیستم خواهدداشت.

-مطالعات آب وهوا

-بررسی وضعیت خاک

-مطالعه منابع آب

-بررسی وضعیت زراعت ویادرختانی که آبیاری می شوند.

آبیاری قطره ای رامی توان درهرنوع آب وهوای خشک،نیمه خشک،نیمه مرطوب وحتی وضعیت گلخانه ای وزیرپوششهای پلاستیکی بکار برد. آبیاری قطره ای برای تمام مناطقی که درآن مقدار بارندگی کمترازحدلازم برای رشدمطلوب و سود آورگیاه است مناسب می باشد.این روش رامی توان بخصوص درمناطقی که هرساله دوره های خشکی طولانی بوقوع می پیونددیاتمام ماههای سال خشک می باشد و یامقداربارندگی کم وتوزیع آن نامناسب است ، بکارگرفت.

درزمان طراحی سیستم آبیاری قطره ای نه تنهامقداربارندگی بلکه سرعت،جهت، وفراوانی وقوع بادهانیزبایددرنظرگرفته شودزیراطوفانهای شدیدبررشدگیاه اثرات منفی خواهد داشت. علاوه برآب وهوا،که برخصوصیات سیستم آبیاری قطره ای موثراست ،آبیاری قطره ای اثرات قابل ملاحظه ای براقلیم اراضی تحت آبیاری نیزدارد.

بطورکلی انواع خاکهای زراعتی –حتی خاکهای شور و سدیمی – به شرط آنکه آب آبیاری ازکیفیت خوبی برخوردارباشد،باروش قطره ای قابل آبیاری هستند.بافت خاک ازخصوصیات مهم وبرجسته ای است که درهنگام طراحی سیستم باید موردتوجه قرارگیرد.همچنین لازم است الگوی خیس شدن نیمرخ خاک که اصطلاحاً به آن پیازرطوبتی یاحجم خاک خیس شده گفته می شودبرای هرزمینی که قراراست باروش قطره ای آبیاری شودازقبل مشخص گردد.پیازرطوبتی ممکن است ازخاکی به خاک دیگرتفاوت زیادی نشان دهد.شکل پیازرطوبتی به مقداررس یاشن موجوددربافت خاک بستگی دارد.

نفوذپذیری درخاکهای شنی بطورعمده تابع نیروی ثقل است حال آنکه درخاکهای رسی عامل اصلی تعیین کننده شکل پیازرطوبتی خاک نیروی کاپیلاری یامویینه ای است .این بدان معنی است که درخاکهای شنی پیازرطوبتی بصورت عمودی وباریک ولی درخاکهای رسی بصورت نیمکره کوچک یابزرگی است که مرکزآن درزیرقطره چکان قراردارد.البته مرطوب شدن ناحیه ریشه بندرت ازاین الگوهاپیروی می کند.نیروهای ثقلی ومویینه ای فقط دروضعیتی عامل اصلی شکل پیازرطوبتی خاک می باشندکه دبی قطره چکان کم یامعادل سرعتنفوذآب درخاک باشدامامیزان نفوذپذیری نه فقط بابافت خاک تغییرمی کند بلکه رطوبت خاک نیزموجب تغییرآن می گرددبطوری که افزایش رطوبت خاک باعث کاهش نفوذپذیری نهایی می گردد.

پستی وبلندی زمین تاثیر زیادی دراستفاده ازروش آبیاری قطره ای نداردامااگردبی قطره چکان زیادباشدنه تنهاآب درسطح زمین جاری خواهدشدبلکه مقدارشیب زمین یاپستی وبلندی آن دریکنواختی توزیع آب وکاهش یاافزایش فشاردرلوله های فرعی تأثیرفراوان خواهدداشت. بنابراین درزمینهایی که اختلاف ارتفاع درآنهابیش از۵/۰متراست تهیه یک نقشه توپوگرافی باخطوط تراز۵/۰متری ومقیاس یک هزارم بسیارضروری می باشد.

کیفیت :ازمهمترین عوامل درتصمیم گیری برای انتخاب سیستم آبیاری قطره ای وتعیین نوع اتصالات درهنگام طراحی کیفیت آب است.

کمیت:دومین عامل بخصوص دروضعیتی که وسعت زمین کشت شده زیادباشدمسأله کمیت آب است.

اگرکیفیت آب مطلوب باشدهرگونه زمین زراعی باهرنوع خاک رامی توان به روش قطره ای آبیاری کرد.امابایددیدچه نوع آبی دارای کیفیت مطلوب است.آبی راکه فاقدموادمعلق ومحلول باشد و سوراخ های کوچک قطره چکان را مسدود ننمایدمی توان خوب به حساب آورد.درصورتی که آب محتوی چنین موادی باشدباقراردادن صافی وسایروسایل تصفیه بایدکیفیت آن راتاحدقابل قبولی افزایش داد.

آبهای زیرزمینی برای استفاده درآبیاری قطره ای بیشترمناسب ترند.

گیاهانی مانندباغهای میوه،مرکبات،خرماوانگورکه عمرطولانی دارندو با فاصله ازیکدیگرکشت می شوندبرای آبیاری قطره ای مناسبترند.البته برخی ازگیاهان زراعی که درآنهافاصله بوته ها نسبتاً زیاداست مانند توت فرنگی،خیار، خربزه ، هندوانه ومحصولات ردیفی مانندنیشکرفذرت سیب زمینی وغیره ویا آنهایی که عمری بیش ازیکسال دارندو بافاصله کشت می شوند برای سیستم آبیاری قطره ای مناسب می باشند.

درموارد اخیر اگرزارع برای آبیاری گیاهان ردیفی حتماً بخواهدروش قطره ای رابکارببردمی باید درفاصله ردیفهاتغییراتی بوجودآورد تافاصله لازم برای لوله فرعی تامین شده باشد.قبل ازطراحی سیستم بایدفاصله گیاهان روی ردیفهاوالگوی قرارگرفتن درختهاوبوته ها مشخص گردد.ابعادوشکل زمین اساس انتخاب طول وموقعیت لوله های فرعی وآرایش سیستم وشبکه آبیاری می باشد.