کشاورزی، به عنوان یک صنعت حیاتی، به طور مداوم در حال پیشرفت است. برای افزایش بهره وری، روش‌های آبیاری مدرن مانند آبیاری تحت فشار جایگزین روش‌های سنتی می‌شوند.
آبیاری تحت فشار، که شامل روش‌هایی مانند آبیاری قطرهای و بارانی است، با استفاده از لوله‌ها و پمپ‌ها، آب را با فشار به گیاهان می‌رساند.
با استفاده از خرید لوله پلی اتیلن فشار قوی و بکارگیری آن در آبیاری زمین این روش ممکن شده است، از جمله مزایای این روش می توان به صرفه‌جویی در مصرف آب، کاهش هزینه‌ها، و افزایش کیفیت و مقدار محصولات کشاورزی. برای اجرای موفقیت‌آمیز آبیاری تحت فشار، محاسبه دقیق فشار کاری مورد نیاز است که به عوامل مختلفی مانند نوع گیاه، نوع خاک، و شرایط آب و هوایی بستگی دارد. فرمول‌های خاصی برای محاسبه این فشار وجود دارد که متخصصان کشاورزی از آنها استفاده می‌کنند.
آبیاری تحت فشار چیست؟
دو روش اصلی برای آبیاری محصولات کشاورزی وجود دارد: آبیاری سنتی (ثقلی) و آبیاری مدرن (تحت فشار). آبیاری سنتی روشی قدیمی است که در آن آب با استفاده از نیروی جاذبه و اختلاف ارتفاع از منبع آب به زمین منتقل می‌شود.
آبیاری تحت فشار سیستمی است که در آن آب با فشاری بیشتر از فشار اتمسفر (فشار هوا) در لوله‌ها و اتصالات زیرزمینی جریان پیدا می‌کند. در این روش، پمپ آب را با فشار به حرکت درمی‌آورد و بسته به نوع سیستم (بارانی، قطرهای و غیره) به بخش‌های مختلف زمین می‌رساند.
انواع سیستم‌های آبیاری تحت فشار
سیستم‌های آبیاری تحت فشار، روش‌های مختلفی برای رساندن آب به گیاهان هستند. این سیستم‌ها را می‌توان به دو دسته کلی تقسیم کرد: آبیاری بارانی که آب را مانند باران بر روی گیاهان می‌پاشد و آبیاری موضعی که آب را به صورت مستقیم و در نزدیکی ریشه گیاه قرار می‌دهد.
هر کدام از این دسته‌ها، انواع مختلفی دارند که بسته به نوع گیاه، شرایط زمین و نیازهای آبیاری، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آبیاری بارانی کلاسیک
در روش آبیاری بارانی کلاسیک، آبپاش‌ها روی لوله‌هایی به نام بال آبیاری با فاصله‌های مشخص نصب می‌شوند و جابه‌جایی آنها توسط نیروی انسانی انجام می‌گیرد. این روش به صورت ثابت، متحرک، نیمه‌متحرک و ثابت با آبپاش متحرک اجرا می‌شود.
در ایران، روش آبیاری کلاسیک ثابت با آبپاش‌های متحرک، به ویژه در زمین‌های کشاورزی بادخیز، کاربرد بیشتری دارد. در این روش، پمپ آب، لوله پلی اتیلن آب اصلی و فرعی و بال‌های آبیاری در طول فصل آبیاری ثابت می‌مانند و فقط آبپاش‌ها که روی شیرهای خودکار قرار دارند، روی بال‌ها جابه‌جا می‌شوند.
در روش آبیاری بارانی مکانیزه، برای جابه‌جایی لوله‌های آب از دستگاه‌های مکانیکی استفاده می‌شود.
این روش به دلیل هزینه‌های بالای نصب و راه‌اندازی، بیشتر در زمین‌های کشاورزی بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. از انواع روش‌های آبیاری بارانی مکانیزه می‌توان به ویلموو، گان، سنترپیووت و لینیر اشاره کرد.
آبیاری نقطه ای
یکی دیگر از انواع آبیاری تحت فشار آبیاری نقطه‌ای است که در آن آب با فشار کم از طریق لوله های باریک به صورت قطره یا جریان ملایم به پای گیاه می رسد.
این روش انواع مختلفی دارد، از جمله آبیاری نواری که برای زمین های کشاورزی مناسب تر است. در این روش، نوارهایی که قطره چکان ها به فاصله های معین روی آنها نصب شده اند، در ردیف های کشت و نزدیک گیاهان قرار می گیرند.
آبیاری قطرهای زیرزمینی
در این روش، لوله‌های آب و قطره‌چکان‌ها زیر خاک و نزدیک ریشه گیاهان قرار می‌گیرند.
آب به آرامی از این لوله‌ها خارج شده و خاک اطراف ریشه را مرطوب می‌کند. این روش به صرفه‌جویی در مصرف آب کمک کرده و از تبخیر سطحی آب جلوگیری می‌کند.
مزایا و معایب آبیاری تحت فشار
همانطور که قبلاً ذکر شد، روش آبیاری تحت فشار به دلیل کارایی و بازدهی بالا در صنعت کشاورزی، امروزه با استقبال گسترده‌ای مواجه شده است. این روش نوین در مقایسه با روش‌های سنتی و قدیمی آبیاری، مزایای متعددی را ارائه می‌دهد که برخی از مهم‌ترین آنها عبارتند از:
کاهش هزینه‌های نیروی انسانی: با استفاده از سیستم‌های آبیاری تحت فشار، نیاز به اپراتورهای آبیاری به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و در نتیجه، هزینه‌های مربوط به نیروی کار نیز کاهش می‌یابد.
- آبیاری یکنواخت و رشد همسان: این سیستم‌ها آب را به طور یکنواخت در سراسر زمین کشاورزی توزیع می‌کنند، که منجر به رشد همسان و یکنواخت محصولات می‌شود.
- آبیاری مناطق ناهموار: سیستم‌های آبیاری تحت فشار امکان آبیاری منظم و مناسب را در مناطقی با شیب نامناسب فراهم می‌کنند، که در روش آبیاری ثقلی معمولاً امکان‌پذیر نیست.
- مدیریت مصرف آب: کنترل دقیق میزان آبرسانی توسط این سیستم‌ها، منجر به کاهش مصرف آب و جلوگیری از هدر رفت منابع آبی می‌شود.
- کوددهی کنترل‌شده: امکان کوددهی کاملاً کنترل‌شده با استفاده از سیستم آبیاری تحت فشار، به کشاورزان کمک می‌کند تا مواد مغذی را به طور دقیق به گیاهان برسانند.
- افزایش سرعت آبیاری: سیستم‌های آبیاری تحت فشار، سرعت آبیاری را افزایش داده و در زمان صرفه‌جویی می‌کنند.
در حالی که این روش مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد، معایبی نیز دارد که باید در نظر گرفته شوند. نیاز به منبع برق و هزینه‌های اولیه بالا برای خرید تجهیزات و لوله‌های تحت فشار از جمله این معایب هستند.
علاوه بر این، این روش نیازمند سرویس‌های دوره‌ای است که می‌تواند هزینه‌های اضافی را به همراه داشته باشد. در واقع، این روش می‌تواند در بلندمدت مقرون‌به‌صرفه باشد، اما نیاز به برنامه‌ریزی دقیق و مدیریت هزینه‌ها دارد. انتخاب این روش باید با توجه به نیازها، بودجه و شرایط خاص هر پروژه صورت گیرد.
همچنین، در نظر داشته باشید که استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر می‌تواند تا حدودی نیاز به منابع برق خارجی را کاهش دهد و به پایداری این روش کمک کند.
آموزش اجرای آبیاری تحت فشار
برای آموزش نحوه اجرای آبیاری تحت فشار، باید به عوامل مختلفی توجه کرد.
این عوامل شامل شرایط آب و هوایی منطقه مانند دما و میزان باد، پستی و بلندی زمین، نوع و ویژگی‌های خاک، نوع محصولات کشاورزی، میزان و کیفیت آب مورد نیاز برای آبیاری، شرایط تامین انرژی، تعداد نیروی انسانی لازم، میزان و کیفیت منابع آبی، بررسی‌های اقتصادی، نحوه بهره‌برداری و نگهداری سیستم، و همچنین زمینه‌های فرهنگی استفاده از روش‌های آبیاری تحت فشار است. برای اجرای موفق این سیستم، باید تاثیر هر یک از این عوامل به دقت بررسی شود.
اطلاعات مورد نیاز برای اجرای آبیاری تحت فشار
برای اجرای سیستم آبیاری تحت فشار، ابتدا به اطلاعات اولیه‌ای نیاز است که بر اساس آن طراحی اولیه انجام می‌شود و سپس با جمع‌آوری اطلاعات دقیق‌تر، سیستم اصلاح می‌گردد.
مهم‌ترین این اطلاعات شامل موارد زیر است: اطلاعات مربوط به آبیاری، محصولات و خاک، محاسبات نیاز آبی و ظرفیت سیستم، ابعاد، شکل و آرایش مزارع، میزان لوله آب مورد نیاز، نوع زراعت در اراضی مجاور و موانع موجود (مانند دیوارها، درخت‌ها، کابل برق، جاده و غیره)، وضعیت مرزهای زمین و مالکیت آن، مالکیت اراضی اطراف، محل چاه آب و ارتفاع نقاط مختلف زمین، کیفیت و کمیت آب در زمان‌های مختلف سال، شرایط آب و هوایی، و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، ضروری هستند.
انتخاب روش مناسب آبیاری تحت فشار
انتخاب شیوهٔ بهینهٔ آبیاری، یکی از ارکان کلیدی در طراحی و اجرای شبکه‌های آبیاری است. برای تعیین روش مناسب، عوامل گوناگونی دخیل هستند که مهم‌ترین آنها عبارتند از:
- شرایط جوی و آب‌وهوایی منطقه
- توپوگرافی زمین و منابع انرژی موجود
- ویژگی‌های آب و خاک
- نوع محصولات کشاورزی
- مسائل فرهنگی و نیروی انسانی موجود
- نحوهٔ نگهداری و بهره‌برداری از سیستم آبیاری
- هزینه‌ها و ملاحظات اقتصادی
هریک از این عوامل می‌توانند محدودیت‌هایی را در اجرای آبیاری تحت فشار ایجاد کنند. این محدودیت‌ها می‌توانند به یکی از این صورت‌ها باشند.
- محدودیت‌ها به‌گونه‌ای باشند که تنها استفاده از سیستم آبیاری تحت فشار امکان‌پذیر باشد و روش‌های دیگر از نظر اقتصادی و عملی توجیه نداشته باشند.
- محدودیت‌ها به شکلی باشند که امکان استفاده از روش‌های گوناگون آبیاری وجود داشته باشد. در این حالت، روشی انتخاب می‌شود که از نظر فنی و اقتصادی به‌صرفه‌تر باشد، چه آبیاری سنتی و چه آبیاری تحت فشار.
- محدودیت‌هایی که مستقیماً به آبیاری مربوط نیستند، اما استفاده از سیستم آبیاری تحت فشار را برای اهداف خاص ضروری می‌سازند (مانند استفاده از آبیاری بارانی برای جلوگیری از یخ‌زدگی).
نقشه‌های مورد نیاز در طراحی سیستم‌های آبیاری تحت فشار
نقشه‌ها و تصاویر هوایی از جمله عوامل و پارامترهای اساسی در مراحل مختلف طراحی شبکه‌های آبیاری تحت فشار محسوب می‌شوند.
در صورتی که وسعت پروژه کوچک باشد، نیاز به احداث شبکه فرعی، استفاده از سیستم زهکشی زیرزمینی یا تسطیح اراضی وجود داشته باشد،
استفاده از نقشه‌های توپوگرافی با خطوط تراز مشخص بر اساس میزان شیب زمین و استانداردهای سازمان نقشه‌برداری به عنوان نقشه مبنا ضروری است. تصاویر مورد استفاده در مراحل مختلف مطالعات اجرای سیستم آبیاری تحت فشار به شرح زیر است.
- مرحله شناسایی: تصاویر هوایی با مقیاس 1:20000 یا حداقل 1:50000 مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- مرحله توجیهی: تصاویر هوایی با مقیاس 1:20000 یا 1:10000 مورد استفاده قرار می‌گیرند. در صورتی که منطقه طرح کوچک‌تر از 2000 هکتار باشد، از تصاویر 1:10000 استفاده می‌شود.
- مرحله تفصیلی: تصاویر هوایی با مقیاس 1:5000 یا 1:6500 مورد استفاده قرار می‌گیرند. در صورت عدم وجود این تصاویر، از تصاویر با مقیاس 1:10000 استفاده می‌شود.
محاسبه مقدار آب لازم و ظرفیت شبکه آبیاری
برای راه اندازی آبیاری تحت فشار، باید دو چیز مهم را محاسبه کنید: اول، مقدار آبی که زمین کشاورزی شما نیاز دارد، و دوم، ظرفیت شبکه آبیاری (لوله ها و کانال ها).
برای محاسبه نیاز آبی، باید عواملی مثل مقدار آبی که گیاهان نیاز دارند، میزان بارندگی، و ظرفیت سیستم انتقال آب را در نظر بگیرید. برای محاسبه ظرفیت شبکه آبیاری، باید مساحت زمین هایی که هر کانال پوشش می دهد را در “هیدرومدول” ضرب کنید.
هیدرومدول یعنی مقدار آب مورد نیاز در واحد زمان و در واحد سطح. هر چه مساحت زمین کمتر باشد، هیدرومدول بیشتر است. برای تعیین ظرفیت سیستم انتقال آب، از هیدرومدول بیشترین ترکیب کشت استفاده می شود.
بهترین لوله‌ها برای سیستم آبیاری تحت فشار
در زمان‌های گذشته، به دلیل اینکه امکانات پیشرفته و تکنولوژی‌های نوین در دسترس نبود، کشاورزان و باغداران مجبور بودند از لوله‌های آلومینیومی و فلزی برای ایجاد و راه‌اندازی سیستم‌های آبیاری استفاده کنند.
این لوله‌ها، متأسفانه، با مشکلات متعددی همراه بودند که از جمله آنها می‌توان به وزن بسیار زیاد، احتمال بالای زنگ‌زدگی و خوردگی، طول عمر نسبتاً کوتاه و محدود، و دشواری در نصب و نگهداری اشاره کرد.
اما امروزه، با پیشرفت‌های چشمگیر در صنعت تولید لوله، لوله‌های پلی‌اتیلنی به عنوان جایگزینی ایده‌آل برای این سیستم‌ها معرفی شده‌اند.
این لوله‌ها، علاوه بر داشتن طول عمر بسیار بیشتر نسبت به لوله‌های فلزی، در برابر فشار، ضربه و خوردگی نیز مقاومت فوق‌العاده‌ای از خود نشان می‌دهند. همچنین، هزینه‌های مربوط به خرید و نصب آنها نیز به طور قابل توجهی کمتر از لوله‌های فلزی است.
این لوله‌های پلی‌اتیلنی در اندازه‌ها و قطرهای مختلفی تولید می‌شوند و به همین دلیل، برای استفاده در انواع محیط‌های گوناگون و با شرایط متفاوت کاملاً مناسب هستند.
نتیجه گیری
آبیاری تحت فشار، که روشی مدرن و پیشرفته در کشاورزی به شمار می‌رود،
در مقایسه با روش سنتی آبیاری سطحی، فواید و امتیازات بسیار بیشتری دارد؛ این شیوه نوین می‌تواند با کاهش چشمگیر هزینه‌های مربوط به آب و نیروی کار، صرفه‌جویی قابل توجه در مصرف آب، و بهبود قابل ملاحظه در بازدهی و کیفیت محصولات کشاورزی، تاثیر مثبتی در تولیدات کشاورزی داشته باشد.
برای اینکه آبیاری تحت فشار به بهترین شکل ممکن انجام شود و نتایج مطلوب را به همراه داشته باشد، لازم است که به عوامل و متغیرهای گوناگونی از جمله وضعیت پستی و بلندی زمین‌های کشاورزی، شرایط مربوط به تأمین انرژی مورد نیاز برای پمپ‌ها و تجهیزات، ویژگی‌ها و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، مقدار و کیفیت آب مورد استفاده برای آبیاری، و همچنین نحوه نگهداری و استفاده از دستگاه‌ها و تجهیزات آبیاری توجه ویژه شود.