روش تحقیق بررسی سیستم های آبیاری گلخانه ای

آب و آبیاری در گلخانه‌ها

چکیده :

آب به‌عنوان یکی از نعمت‌های خدادادی و به‌عنوان یکی از اساسی‌ترین نهاده‌ها در بخش کشاورزی مهم‌ترین جایگاه را داشته و علاوه بر تلاش در جهت شناسائی پتانسیل‌های بهره‌برداری و استحصال منابع آبی جدید باید در حداکثر استفاده از منابع آب، هرگونه تمهیدات مناسب را به‌کار گرفت.     افزایش تولیدات کشاورزی به‌منظور خودکفا شدن در تأمین غذای مورد نیاز جمعیت کشورمان یکی از مهمترین اهداف توسعه اقتصادی کشور می‌باشد.

مقدمه :

با توجه به محوریت بخش کشاورزی در توسعه اقتصادی کشور، دستیابی به حداکثر تولید با صرف حداقل انرژی و منابع ملی برای استفاده بهینه از توانائی‌های آب و خاک امری اجتناب‌ناپذیر است. بررسی توانائی‌های ذکر شده حاکی از این است که با توجه به میزان آب در دسترس، محدودیت زمین وجود نداشته و با توسعه منابع آب موجود و یا صرفه‌جوئی در آب مصرفی، می‌توان سطح اراضی زیر کشت آبی و نهایتاً میزان تولیدات کشاورزی را افزایش داد. در این ارتباط تأمین نهاده‌های مورد نیاز و استفاده بهینه از آنها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

آب به‌عنوان یکی از نعمت‌های خدادادی و به‌عنوان یکی از اساسی‌ترین نهاده‌ها در بخش کشاورزی مهم‌ترین جایگاه را داشته و علاوه بر تلاش در جهت شناسائی پتانسیل‌های بهره‌برداری و استحصال منابع آبی جدید باید در حداکثر استفاده از منابع آب، هرگونه تمهیدات مناسب را به‌کار گرفت.

در این راستا احداث شبکه‌ های آبیاری، پوشش انهار سنتی، استفاده از لوله و سایر راه‌حل‌های معمولی منجر به کاهش تلفات آب در سیستم انتقال و توزیع خواهد شد. ولی در خصوص میزان آب مصرفی در سطح مزرعه چاره‌ای جز مدرن کردن سیستم آبیاری و حتی‌الامکان کنترل آب گیاهان کشت شده در واحد زراعی نمی‌باشد.

در این راستا تجهیز و نوسازی محیط‌ های کشت گیاهان اعم از مزارع و گلخانه‌ها و تلاش در راستای افزایش راندمان سیستم‌های آبیاری ثقلی از یک سو و استفاده از سیستم‌های آبیاری تحت‌فشار متناسب با شرایط موجود از سوی دیگر، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

در این ارتباط توسعه سیستم‌های آبیاری تحت فشار مورد توجه مسئولین قرار گرفته و امکانات و پتانسیل‌های مختلف کشور در جهت اولویت دادن به توسعه سیستم‌های مذکور به‌کار گرفته شده است. همچنین تلاش‌های کارشناسی گسترده‌ای در رابطه با ابعاد فنی، اقتصادی و اجتماعی امر صورت پذیرفته است.

سیستم‌های کشت گلخانه‌ای

با توجه به میزان سرمایه‌گذاری اولیه، اهداف موردنظر از احداث گلخانه و نوع محصول انواع سیستم‌های کشت گلخانه‌ای توسط متخصصین پیشنهاد، طراحی و اجراء می‌گردند که این سیستم‌ها از نظر نوع بستر کشت به دو گروه عمده کشت خاکی و کشت بدون خاک تقسیم می‌شوند.

در کشت خاکی، معمولی یا سنتی، از خاک به‌عنوان بستر گیاه و از سیستم‌های آبیاری ثقلی (کرتی و شیاری) یا تحت فشار (بارانی و قطره‌ای) برای برطرف کردن نیاز آبی گیاه استفاده می‌شود.

روش کشت بدون خاک نیز به دو گروه عمده هیدروپونیک و ایروپونیک تقسیم می‌شود.

در روش‌های هیدروپونیک از مواد مصنوعی (شن، قلوه‌سنگ، ورمیکولیت، پرلیت، خرده‌های پوست و میوه کاج، فرم‌های پلاستیکی) به‌عنوان بستر کشت و دربرگیرنده ریشه گیاهان استفاده می‌شود و محلول غذائی، مواد ضدعفونی‌‌کننده و گاهاً هورمون‌های گیاهی مورد نیاز توسط نازل‌های تعبیه شده روی لوله‌های توزیع در اختیار گیاه قرار می‌گیرد. در روش ایروپونیک نیز آب و محلول غذائی تحت فشار زیاد و به‌صورت پودر شده در محیط ریشه و برگ اسپری می‌شود.

با توجه به اینکه طراحی و اجراء سیستم‌ های هیدروپونیک و ایروپونیک نیاز به نیروی متخصص و هزینه اولیه بالائی دارند. در ایران اکثر سرمایه‌گذاران و کشاورزان سیستم‌های کشت معمولی را ترجیح داده و با توجه به اینکه مساحت زیر کشت سنتی بسیار بیشتر از سیستم‌های بدون خاک بوده و میانگین راندمان کاربرد آب در این سیستم‌ها پائین است. همچنین با توجه به لزوم افزایش راندمان کاربرد آب در مزارع و گلخانه‌ها (با توجه به روند رو به رشد قیمت واحد آب آبیاری) معرفی سیستم‌های نوین آبیاری (در روش کشت خاکی) به کشاورزان و سرمایه‌گذاران این بخش امری ضروری می‌باشد.

آبیاری در کشت گلخانه‌ای معمولی

(خاک کشت)

در این روش کشت، با توجه به ارزش محصول، مشخصات فیزیولوژیکی گیاه، میزان سرمایه‌گذاری اولیه و نوع خاک، انواع سیستم‌های آبیاری و سطحی یا تحت فشار توصیه، طراحی و اجراء می‌گردند.

آبیاری سطحی (ثقلی)

سیستم‌های آبیاری سطحی عموماً به‌دلیل طراحی غیرکارشناسانه و مدیریت ضعیف، راندمان پائینی داشته و باعث اتلاف مقادیر قابل توجهی آب به شکل نفوذ یا رواناب می‌گردند. در عین حال شستشوی خاک از املاح مفید، افزایش رشد علف‌های هرز، ماندابی شدن خاک و بروز انواع عفونت‌ها، قارچ‌ها و انگل‌ها، همچنین پوسیدگی ساقه و ریشه گیاه از مضرات کاربرد غیراصولی سیستم‌های آبیاری سطحی می‌باشد. این سیستم‌ها در گلخانه‌ها به دو صورت آبیاری کرتی و نواری اجراء می‌گردند و در صورتی‌که نفوذپذیری خاک کم باشد و گیاه کاشته شده نیز تست به محیط اشباع از آب حساسیت شدید نداشته باشد، کارشناس آبیاری می‌تواند راندمان کاربرد آب را تا حد معقولی افزایش دهد که در این‌صورت اگر مقدار آب در دسترس برای آبیاری گلخانه کافی باشد با توجه به پائین بودن هزینه اولیه سیستم آبیاری سطحی، استفاده از این روش آبیاری قابل توجیه می‌باشد.

آبیاری تحت فشار

با توجه به محدودیت‌های سیستم‌های آبیاری سطحی از نظر نیل به راندمان مطلوب و همچنین مضراتی که از استفاده نادرست آنها متوجه گیاه می‌شود، انواع سیستم‌های آبیاری تحت فشار در گلخانه‌ها توسعه یافته‌اند که این سیستم‌ها با توجه به اهداف سرمایه‌گذار برای اجراء سیستم‌ و راندمان موردنظر طراحی و اجراء می‌گردند. این سیستم‌ها در دو گروه بارانی و قطره‌ای معرفی می‌شوند.

آبیاری بارانی

سیستم‌های آبیاری بارانی در گلخانه‌هائی اجراء می‌شوند که هدف از آبیاری در آنها نه تنها تأمین نیاز آبی گیاه بلکه کاهش دمای محیط و یا افزایش درصد رطوبت گلخانه نیز می‌باشد.

سیستم‌های آبیاری بارانی با توجه به مساحت و ارتفاع کم گلخانه‌ها عموماً توسط لوله‌های روزنه‌دار که با فشار پائین کار می‌کنند و قطر پراکنش کمتری ایجاد می‌نمایند، اجراء می‌گردند.

افزایش راندمان کاربرد آب به بیش از ۷۵ درصد، امکان افزایش درصد رطوبت گلخانه و در نتیجه کاهش تبخیر و تعوق از سطوح گیاه (که این قابلیت در مورد پرورش گیاهان زینتی موجب افزایش طراوت گیاه می‌گردد) و امکان کاهش دمای گلخانه متناسب با نیاز حرارتی گیاه با توجه به دوره رویش آن از مزایای اجراء سیستم آبیاری بارانی در گلخانه‌ها می‌باشد.

البته از میان پارامترهائی که برای طراحی این سیستم مورد نیاز است، دقت در مورد کیفیت آب آبیاری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد، چرا که با توجه به پاشش مستقیم آب به سطح سبزینه گیاه، در صورت بالا بودن EC با سایر عناصر محلول در آب، احتمال سوختگی و مسمومیت گیاه وجود خواهد داشت. همچنین عدم توانائی در کنترل علف‌های هرز و عدم امکان رفت‌وآمد در داخل گلخانه هنگام کارکرد سیستم از دیگر محدودیت‌ها و معایب این سیستم به‌شمار می‌روند.

آبیاری قطره‌ای

با توجه به محدودیت‌های سیستم آبیاری بارانی و قابلیت‌های سیستم آبیاری قطره‌ای، این سیستم با اقبال بیشتری از جانب سرمایه‌گذاران این بخش روبه‌رو است و اکنون در اکثر گلخانه‌های معمولی اجراء می‌گردد.

در این روش آب، کودهای شیمیائی و سایر مواد مورد نیاز گیاه به‌صورت محلول توسط قطره‌چکان‌های نصب شده روی لوله‌های جانبی در اختیار گیاه قرار می‌گیرد.

با دقت در طراحی و اجراء این سیستم می‌توان دقیقاً مقدار آب مورد نیاز گیاه را در اختیار آن قرار داده و راندمان کاربر آب را به بیش از ۹۰ درصد افزایش داد و نظر به اینکه قطره‌چکان‌ها در کنار بوته یا ساقه گیاه قرار می‌گیرند، امکان رشد و توسعه علف‌های هرز از بین می‌رود. همچنین با توجه به اینکه آبیاری با این روش مزاحمتی برای انجام سایر فعالیت‌ها در داخل گلخانه ایجاد نمی‌کند، طراح می‌تواند با افزایش ساعات آبیاری و کاهش قطر لوله‌ها و قدرت پمپ، هزینه اولیه سیستم را کاهش دهد. در این سیستم با توجه به درصد رطوبت بالای محیط ریشه می‌توان (برخلاف سیستم آبیاری بارانی) از آب لب‌شور نیز برای آبیاری گیاه استفاده کرد و در صورت کاشت گیاهان گران‌قیمت و احتمال انتقال و سرایت بیماری‌ها، قارچ‌ها و انگل‌ها از محیط خارج گلخانه و خطر صدمه دیدن محصولات با نصب سنسور یا برنامه‌ریزی کامپیوتری، سیستم را کاملاً اتوماتیک کرده و از رفت و آمد بی‌مورد به داخل گلخانه جلوگیری کرد.

آبیاری :

ر یک کشور خشک و نیمه خشک مانند ایران، آبیارى به‌قدرى از عملیات بدیهى و ضرورى کشاورزى به شمار مى‌رود که ارائه یک تعریف متعارف براى آن بسیار مشکل است. اما اگر بخواهیم آبیارى را به لحاظ علمى تعریف کنیم مى‌توان گفت آبیارى را به لحاظ علمى تعریف کنیم مى‌توان گفت آبیارى کوشش است که انسان به‌عمل مى‌آورد تا چرخه هیدرولوژى را در مزرعه تغییر داده و شرایط را از نظر آب به گونه‌اى فراهم سازد که رشد مطلوب گیاه و در نتیجه تولید بیشتر محصولات کشاورزى امکان‌پذیر گردد. آبیارى را مى‌توان یکى از قدیمى‌ترین فن‌آورى‌هاى کشاورزى دانست که از حدود ۶۰۰۰ سال پیش وجود داشته و تاکنون نیز ادامه دارد. سوابق تاریخى آبیارى در بین‌النهرین به ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد و در هندوستان و پاکستان به ۲۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح مى‌رسد. طى این مدت، فنون آبیارى تکامل پیدا کرده و در آینده نیز به دلیل رقابت شدید بر سر آب این فن‌آورى‌ها بیشتر خواهد شد.         

غالباً تصوّر مى‌شود که قدمت آبیارى تنها مربوط به آفریقا و آسیا و به‌خصوص خاورمیانه است، حال آن که این چنین نبوده و همزمان در سایر نقاط دنیا و به‌خصوص در چین و آمریکاى لاتین نیز فعالیت‌هاى آبیارى وجود داشته است، به‌طورى‌که قدمت سازه‌هاى آبیارى در چین مربوط به ۲۶۰۰ سال قبل از میلاد بوده و در آمریکاى لاتین به بیش از ۱۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح مى‌رسد. اما نوع فن‌آورى‌ها در هر یک از این مناطق بسته به شرایط محیطى متفاوت بوده است. مثلاً اگر در مصر سیستم‌هاى آبرسانى و توزیع آب با کانال پیشرفت داشته است، بهره‌بردارى از آب‌هاى زیرزمینى و حفر قنات و چاه از فن‌آورى ایرانیان بوده است و یا روش‌هاى استفاده از چاه‌هاى کم عمق از ابداعات مردم هندوستان و پاکستان بوده است.            

هر چند در قدیم از آبیارى به‌عنوان عاملى جهت اسکان و یک‌جانشینى قبایل استفاده گردید که در نهایت به شکوفایى تمدن‌ها انجامید ، اما امروزه هدف از آبیارى عمدتاً تأمین غذا و پوشاک براى جمعیت رو به افزایش دنیا است.