دانلود تحقیق آب و کشاورزی

تمامی جانوران زنده اعم از انسان و گیاه و یا جانوران همواره در‌طول دوره زندگی ‌خویش نیازمند به آب است و حیات بدون وجود آن غیرممکن است.

آب مایع حیات و لازمه‌‌ زندگی‌است.

یک گیاه علفی سریع‌الرشد عمدتاً از آب تشکیل‌شده‌است و محتوی آب گیاه بین 70 تا‌90 درصد‌می‌باشد که بسته به سن گیاه، گونه گیاه، بافت گیاه موردنظر و محیط متفاوت است.

بنابه دلایل زیر می‌توان فهمید که آب برای بسیاری از فعالیتهای گیاهی لازم‌است:
اول آنکه حلاّ ل‌ بوده و محیطی مناسب برای واکنش‌های شیمیائی فراهم‌می‌نماید.

دوم آنکه محیط مناسب برای انتقال موادآلی و معدنی می‌باشد.

سوم‌آنکه محیطی مناسب است که موجب تورم سلول‌های گیاهی‌می‌شود.

آماس باعث بزرگ‌شدن سلول، ساختارگیاه و شکل‌گیری آن می‌گردد.

چهارم آنکه باعث آبگیری و خنثی‌سازی بار الکتریکی روی مولکولهای کلوئیدی می‌شود.

دیگر آنکه ماده خام فتوسنتزی فرآیندهای هیدرولتیکی و سایر واکنش‌های گیاهی را تشکیل‌می‌دهد .

باید دانست که ریشه گیاه در خاکهای نسبتاً مرطوب نفوذ‌می‌کند در حالی که ساقه و برگها در محیط نسبتاً خشک رشد‌می‌نمایند.

به همین خاطر است که آب از خاک به داخل گیاه نفوذ‌کرده و به اتمسفر برمی‌گردد که این امر در جهت کاهش انرژی پتانسیل صورت‌می‌گیرد.

رشد گیاه تابع وجود آب است بدین معنی که هر وقت آب محدود‌باشد رشد نیز کاهش‌می‌یابد ودر نتیجه عملکرد نیز کاهش‌می‌یابد.

مقدار کاهش عملکرد متأثر از ژنوتیپ، شدت کمبود آب و مرحله نمو گیاه می‌باشد.

آب قابل استفاده در گیاه
ریشه گیاهان در خاک مرطوب رشدنموده و آب را تازمانی که پتانسیل آب خاک به یک حد بحرانی برسد از خاک می‌گیرند.

آب قابل استفاده گیاه به آبی‌گفته‌می‌شود که آن مقدار از آبی که خاک می‌تواند از طریق ریشه گیاهان خارج‌گردد و یا تفاوت محتوی آب ظرفیت مزرعه و درصد پژمردگی دائم .

رطوبت قابل استفاده از خاک متأثر از خواص کلوئیدی خاک همچون سطح ویژه ذرات خاک می‌باشد.‌مثلاً یک خاک رُسی لومی حدود 20درصد وزن خود آب قابل استفاده‌دارد.

درحالی که یک خاک دارای بافت سبکتر مانند یک خاک شنی ریز حدود 7درصد وزن خود آب قابل استفاده دارد.

باید توجه‌کرد یک خاک دارای بافت شنی ریز کمتر از 8 سانتیمتر آب در هر متر عمق خاک نگهداری می‌کند در حالی که یک خاک با بافت رُسی لومی حدود 17 سانتیمتر آب قابل استفاده در هر متر عمق خاک نگهداری می‌کند.

چگونگی جذب و حرکت آب
در مقایسه با گیاهان یا خاک، هوا معمولاً دارای پتانسیل آب بسیار کم می‌باشد.

چونکه یک برگ زنده معمولاً دارای پتانسیل آب بیش از 15- بار می‌باشد.

بنابراین یک اختلاف انرژی زیادی بین هوا و برگ وجوددارد که موجب استمرار حرکت آب به صورت بخار از برگ به هوا می‌گردد.

وقتی اتلاف آب از گیاه صورت نمی‌گیرد مثلاً در شب پتانسیل آب گیاه با پتانسیل آب خاک به حالت تعادل نزدیک‌می‌شوند.

اگر روزنه‌ها باز باشند اتلاف آب از برگ‌ها به طور مستمر ادامه داشته و موجب‌می‌شود که پتانسیل آب برگ نسبت به پتانسیل آب دمبرگ کاهش‌می‌یابد.

این جریان از محل پتانسیل آب زیاد به کم حرکت می‌کند.

لذا از دمبرگ به برگ جریان می‌یابد.

این جریان آب پتانسیل آب دمبرگ را که از حالت تعادل با پتانسیل آب ساقه‌می‌باشد کاهش داده و لذا آب از ساقه به طرف دمبرگ جریان‌می‌یابد.

این اختلاف انرژی تا ریشه و خاک نیز ادامه دارد به عبارت دیگر در سیستم انتقال آب از خاک به ریشه یک اختلاف پتانسیل به‌وجود می‌آید.

سرعت جذب اب و حرکت آن در داخل گیاه بستگی به محتوی رطوبت خاک، تماس ریشه و خاک، مقاومت‌های گیاه و خاک در برابر جریان آب و اختلاف پتانسیل آب موجود دارد .

تبخیر و تعرق با توجه به تعریف تبخیر و تعرق که عبارتند از مجموع آبی که در مزرعه از طریق تبخیر و تعرق از گیاه از دست‌می‌رود را گویند.

تبخیر یک فرآیند وابسته به انرژی است که متضمن تغییر از حالت مایع به بخارمی‌باشد.

شدت تعرق تابع اختلاف فشار بخار مقاومت در برابر جریان آب و توانایی گیاه و خاک از نظر انتقال آب به جایگاه تعرق‌می‌باشد.

تعرق عمدتاً نیروی محرکه جهت به جریان‌انداختن آب جذب‌شده در گیاه را علیرغم وجود نیروی ثقل و مقاومت‌های اصطکاکی موجود در مسیر آب در گیاه تأمین‌می‌کند.

سرعت جذب فعال آب نقش ناچیزی در جذب آب ایفا‌می‌نمایند ووقتی این مکانیزم‌ها مشخص‌می‌شوند که تعرق کم‌بوده و یا متوقف‌شده‌است.

مقدار تبخیر و تعرق در سطح یک جامعه گیاهی تابع اختلاف پتانسیل آب بین خاک و هوای خارج و مقاومت موجود در سر راه حرکت آب به داخل گیاه یا حرکت آب به سطح خاک‌می‌باشد.

تشعشع خورشیدی، درجه حرارت، رطوبت نسبی و باد عوامل محیطی عمده‌ای هستند که تبخیر و تعرق را اثر‌می‌گذارند.

بسته‌شدن روزنه‌ها، تعداد و اندازه روزنه‌ها، مقدار برگ و خصوصیات برگ عوامل گیاهی هستند که مقاومت در سرراه انتقال آب از خاک به هوا را تشکیل‌می‌دهند.

عوامل محیطی مؤثر بر تبخیر و تعرق اتلاف آب از گیاه توسط عوامل گیاهی و محیطی تعیین‌می‌شود.

اثر عوامل محیطی روی تبخیر و تعرق بنام نیاز اتمسفری یا نیاز تبخیری نامیده‌می‌شود.

هرقدر این نیاز بیشتر باشد سرعت تبخیر آب از سطح آزاد بیشتر‌می‌شود.

از عواملی که این نیاز را تحت تأثیر قرارمی‌دهند عبارتند از: تشعشع خورشید، درجه حرارت، رطوبت نسبی و باد.

مثلاً با افزایش درجه حرارت این نیاز افزایش‌می‌یابد.

یا اینکه نیاز اتمسفری با رطوبت نسبی رابطه عکس‌دارد.

یعنی اینکه با افزایش رطوبت تبخیر و تعرق کاهش‌می‌یابد.

باید توجه‌نمود که تعرق موقعی صورت‌می‌گیرد که بخار آب از طریق روزنه‌ها به بیرون منتشر می‌شود.

در هوای آرام یک مانع اختلاف انتشار متشکل از یک لایه آب در اطراف روزنه‌ها ایجادمی‌شود که شیب انتشار برگ و هوا کاهش‌‌می‌یابد.

بدین‌معنی که آبی از سطوح مرطوب درونی برگ به بیرون منتشر می‌شود در مقابل خود به یک لایه آب از بیرون برگ روبرو‌می‌شود.

این لایه شیب انتشار بین برگ و هوا را در نتیجه تعرق کاهش‌می‌دهد.

وقتی هوای متلاطم رطوبت موجود در نزدیکی برگ را دورمی‌سازد اختلاف آب داخل برگ ودر هوای مجاور روزنه‌ها افزایش‌می‌یابد و انتشار آب از برگ افزایش‌می‌یابد.

علاوه بر موارد فوق‌الذکر عوامل گیاهی نیز براین مقدارمؤثر می‌باشند مثل بسته‌شدن روزنه‌ها که در این صورت میزان تعرق کمتر می‌شود.

که خود بازو بسته‌شدن روزنه‌ها نیز تحت عواملی همچون میزان نور و رطوبت‌می‌باشند.

از عوامل مؤثر دیگر می‌توان به تعداد روزنه‌ها و اندازه آنها اشاره‌نمود.

هرچقدر این تعداد بیشتر و اندازه آنها بیشتر تبخیر و تعرق نیز افزایش‌می‌یابد.

سطح برگ نیز یکی از عوامل مؤثر دیگری است.

که هر چقدر بیشتر، میزان تبخیر و تعرق نیز افزایش‌می‌یابد.

برگهای بسیاری از گیاهان دارای برگهای تاخورده یا پیچشی می‌باشند.

مثلاً در بلوگراس، سطح برگی که در معرض خورشید قرارمی‌گیرد با تاشدن برگ کاهش‌می‌یابد.

و یا گیاه سویا برگ‌های خود را آنچنان می‌پیچد که کرکهای نقره‌ای سطح تحتانی برگها ظاهر‌شده و می‌تواند نور بیشتری را منعکس‌کنند.

عمق ریشه و گسترش آنها در خاک یکی از عوامل مؤثر بر تبخیر و تعرق می‌باشد.

هر چه عمق ریشه افزایش‌یابد آب قابل استفاده گیاه نیز افزایش‌می‌یابد.

همچنین گسترش ریشه تخلیه آب را از هر واحد حجم خاک قبل از آن که رطوبت آن به حد پژمردگی دائمی‌برسد افزایش‌می‌دهد.

تبخیر و تعرق بالقوه تبخیر و تعرق بالقوه به مجموعه تبخیر و تعرقی گفته‌می‌شود که از یک سطح کاملاً پوشیده از گیاه و کاملاً مرطوب صورت‌می‌گیرد.

که میزان آن را می‌توان با طشتک تبخیر تخمین‌زد.

اما باید دانست که در اغلب گیاهان زراعی تبخیر و تعرق در تمام طول رشد در حد بالقوه باقی‌نمی‌ماند.

برای اینکه مواردی وجوددارد که با پوشش گیاهی کامل‌نبوده و یا رطوبت خاک قادر به جایگزینی رطوبت تلف‌شده از تعرق نیست.

گیاهان یک ساله با سطح برگ کمی شروع به رشد نموده و سطح برگ خود را در طول فصل رشد افزایش‌می‌دهند.

چون گیاهان زراعی در دمای نسبتاً بالا و تشعشع زیاد سریع‌تر رشد می‌نمایند و چون نیاز اتمسفری در این شرایط بسیار زیاد است لذا حداکثر برگ در زمانی که تبخیر و تعرق به حد بالقوه می‌رسد به‌جود‌می‌آید.

این امر معمولاً موجب نیاز حداکثر به آب در اواسط تابستان می‌گردد.

تبخیر و تعرق بالقوه نمایانگر اثرات محیطی بر نیاز اتمسفری می‌باشد و دارای نوسانات روزانه و سالیانه‌می‌باشد.

تبخیر و تعرق بالقوه از روی تبخیر از طشتک تبخیر تخمین‌زده‌می‌شود.

اما وقتی تبخیر و تعرق بالقوه با نزولات آسمانی مقایسه‌گردد مشخص‌می‌گردد که چرا غالباً کمبود آب در زمانی که سرعت رشد زیاد است اتفاق‌می‌افتد.

به منظور رسیدن به عملکرد بالاتر در گیاهان زراعی در طول این مدت بایستی آب گیاه تأمین‌گردد.

آب موردنیاز گیاه در طول این مدت را می‌توان از طریق ذخیره رطوبت کافی در خاک و یا از آبیاری تأمین‌کرد.

اما می‌دانیم رشد و نمو گیاه تحت‌تأثیر وجود یا عدم آب می‌باشد.

عکس‌العمل گیاه در برابر تنش آب با فعالیت متابولیکی، مورفولوژی، مرحله رشد و عملکرد بالقوه گیاه در ارتباط‌می‌باشد.

رشد گیاه نسبت به وجود یا عدم وجود آب خیلی حساس است.

کاهش پتانسیل آب بافت‌های مریستمی در طول روز غالباً موجب نقصان پتانسیل فشاری به حدی کمتر از میزان لازم برای بزرگ‌شدن سلول می‌شود.

تنش آب بر عملکرد اثرات چند جانبه دارد.

در مراحل نمو رویشی حتی تنش بسیار جزئی می‌تواند سرعت رشد برگ ودر مراحل بعدی شاخص سطح برگ را کاهش‌دهد.

تنش شدید می‌تواند منجر به بسته‌شدن روزنه‌ها گردد.

این امر جذب CO2 و تولید ماده خشک را کاهش‌می‌دهد.

تداوم تنش می‌تواند کاهش شدید شدت فتوسنتز را به دنبال داشته‌باشد.

بطوریکه چند روز پس از آبیاری شدت فتوسنتز به مقدار قبلی خود بازمی‌گردد.

اثر زمان ظهور تنش آب بر عملکرد دانه ممکن است به اندازه شدت تنش آب اهمیت داشته‌باشد.

گونه‌های محدودالرشد مانند ذرت یک تنش شدید چهار روزه در مراحل خاصی از رشد زایشی ممکن‌است بحرانی‌باشد و مرحله گرده‌افشانی ودو هفته پس از آن حساس‌ترین دوره این گیاه نسبت به تنش آب می‌باشد.

در طی این مدت در بین اجزاء عملکرد، تعداد دانه در هر بلال به شدت کاهش‌می‌یابد.

کمبود اب نمو رویشی و عملکرد را از طریق کاهش سطح برگ و فتوسنتز برگ کاهش‌می‌شدهد این امر منجر به کاهش فتوسنتز جامعه گیاهی می‌شود.

این کاهش عمدتاً وابسته به شدت تنش می‌باشد.

وقتی عملکد دانه موردنظر است زمان بروز تنش دارای اهمیت یکسانی‌ با شدت تنش می‌باشد.

تنش آب در طول مرحله تحریک گل‌دهی، گرده‌افشانی یا نمو دانه ممکن است تعداد دانه‌های تشکیل‌شده را به شدت کاهش‌دهد.

اگر تنش آب در مرحله پرشدن دانه‌ رفع‌گردد.

عملکرد بالقوه دانه ممکن است کمتر از میزان تولید بالقوه مواد فتوسنتزی باشد.

راندمان مصرف آب همانطور که می‌دانیم راندمان آب عبارتند از ماده خشک تولیدشده به تبخیر و تعرق.

راندمان مصرفی آب به صورت گرم ماده خشک تولیدشده بر کیلوگرم آب مصرف‌شده یا کیلوگرم ماده خشک بر هکتار سانتی‌متر آب یا پاند برایکر اینج آب بیان‌می‌شود.

راندمان مصرف آب در گیاهان گلدانی، تک بوته‌های گیاهی در مزرعه و همچنین جوامع گیاهی اندازه‌گیری شده‌اند.

این اندازه‌گیری را می‌توان برای عملکرد اقتصادی و همچنین کل ماده خشک تولید شده مورد استفاده قرارداد.

نیاز آبی درست برعکس راندمان مصرفی آب است.

راندمان مصرفی آب مشابه مقاومت به خشکی نیست.

راندمان مصرف آب از این جهت به عملکرد مربوط است که مقدار آبی که برای تولید عملکرد مصرف‌شده‌است را نشان‌می‌دهد.

بطور خلاصه می‌توان گفت که راندمان مصرف آب عبارت است از عملکرد به دست‌آمده به ازای یک واحد آب مصرف‌شده.

عملکرد در طول 40 سال گذشته افزایش‌یافته‌است در حالی که افزایش مقدار تبخیر و تعرق فصلی ناچیز بوده‌است.

راندمان مصرف آب از طریق کاهش عوامل محدود‌کننده رشد گیاه افزایش‌یافته است.

راندمان مصرف آب بویژه در مناطقی که یک عامل محدود‌کننده عملکرد محصول می‌باشد بسیار مهم است.

اما در اینجا لازم است در مورد آبیاری گیاهان بحث‌کنیم.

آبیاری برای چندین هزارسال توسط انسان آبیاری‌شده ولی فقط در قرن حاضر مطالعات زیادی در مورد روابط آب و خاک و گیاه صورت‌پذیرفته است.

لین روابط که معمولاً تحت عنوان مدیریت آبیاری شناخته‌شده شامل عملیات آبیاری در مزارع وسیع و یا کوچک‌می‌شود آبیاری نامناسب ممکن است اتلاف مقادیر زیاد آب شود.

مواد غذایی خاک شسته‌شود.

و حاصلخیزی خاک را خراب‌کند و یا اگر آب به اندازه کافی داده‌نشود کاهشی در محصول پدیدآید.

آب جهت آبیاری و سایر مصارف هر روز ارزش بیشتری پیدامی‌کند و این بدان علت است که هزینه پروژه‌های آبیاری افزایش‌یافته و همچنین امکان تهیه آب با کیفیت خوب محدود می‌گردد.

بنابراین باید یادبگیریم که چگونه از تلف‌شدن آب آبیاری جلوگیری نموده و از تغییر زمین در اثر مصرف آب اضافی جلوگیری‌کرده و جهت بدست‌آوردن حداکثر تولید در اصلاح آن بکوشیم.

در زمینهای شیب‌دار جلوگیری از اتلاف آب در اثر جریان سطحی آب آبیاری مشکل است.

مخصوصاً وقتی که آب در جویچه‌ها و یا نوارها در تمام طول زمین چند ساعت جریان یافته و از انتهای زمین بمدت چند ساعت خارج‌می‌شود.

می‌توان از طریق کاهش میزان آب در جویچه‌ها یا نوارها به محض رسیدن آب به انتهای زمین از این تلافات جلوگیری نمود، اتلاف آب بصورت رواناب به آسانی قابل مشاهده‌می‌باشد، اتلاف آب به علت نفوذ حقیقی یعنی پایین‌تر از محدوده ریشه گیاهان را مشکل بتوان مشاهده‌نمود با وجود این مقدار زیادی از آب در اثر نفوذ عمیق تلف‌می‌شود اینگونه تلافات نتیجه آبیاری بیش از اندازه یا به عبارت دیگر رهاکردن آب آبیاری بر روی یک قطعه زمین برای مدت طولانی‌تر از نیازمی‌باشد.

در مناطقی که جویچه‌ها خیلی طویل‌هستند و یا در جاهایی که آب مسافت زیادی بر روی زمین طی‌نماید بدون شک آب در ابتدای جویچه و یا زمین و همچنین در انتهای زمین به علت جمع‌شدن آب و نفوذ به اعماق خاک‌ تلف‌می‌گردد.

تلفات آب در اثر نفوذ عمیق در زمین ناهموار یا تسطیح‌نشده، ودر زمینهایی که جهت آبیاری بصورت صحیحی به آنها شیب‌داده‌نشده رخ‌می‌دهد، در خلال آبیاری نقاط مرتفع آب در نقاط پست تا عمق قابل‌توجهی جمع‌می‌شود آبیاری نامساعد علاوه بر اینکه باعث اتلاف آب می‌گردد، محصول را کاهش‌داده و غالباً سبب می‌شود مواد غذایی گیاه از خاک شسته‌شود، آبیاری بیش از نیاز سبب‌می‌شود آب تحت‌الارضی بالاآمده و یا سبب بوجودآمدن نقاط باتلاقی‌می‌شود که تنها از طریق ایجاد سیستم‌های زه‌کشی که گران هم هستند قابل اصلاح‌می‌باشند.

علاوه بر آن آبیاری بی‌رویه باعث تجمع نمک و بوجودآمدن خاکهای قلیلیی می‌شود.

تاریخچه تاکنون سه کنگره جهانی در زمینه مسائل مربوط به آبیاری قطره‌ای برگزارشده‌است که آخرین آنها در سال 1985 ودر شهر فرزنو در ایالات کالیفرنیای آمریکا بوده‌است.

در این کنفرانسها دانشمندان برجسته‌ای از کشورهای مختلف جهان گردهم‌آمده و نتایج و تحقیقات و تجربیات خود را ارائه‌کرده‌اند.

تا به حال سعی شرکتهای مختلف ملی و بین‌المللی برآن بوده‌است تا انواع لوله و اتصالات را در جهت برطرف‌کردن هر چه بیشتر مشکلات آبیاری قطره‌ای به بازار عرضه‌نمایند.

کلیه این پیشرفته‌ها عملاً در دو سه دهه اخیر صورت گرفته‌است.

حال ببینیم ریشه‌های این دگرگونی که در امر آبیاری صورت‌گرفته‌است در چیست؟

در هر زمینه‌ای از آبیاری قطره‌ای که بنگریم نام کورینف روسی و بوردای فرانسوی را در صدرخواهیم‌یافت.

اصولاً ایده آبیاری قطره‌ای از روشهای آبیاری زیرزمینی نشأت گرفته‌است.

ولی چون امکان فراهم‌آوردن آب در زیرزمین مشکل بود این روش سرانجام به آبیاری قطره‌ای منجر‌گردید.

اختراع لوله‌های پلاستیکی و اتصالات مربوط را می‌توان نقطه شروع آبیاری قطره‌ای جدید‌دانست.

برای اولین بار فردی بنام بلاس روش جدیدی را ابداع‌کرد و آن را در انگلستان به ثبت‌رساند.

اختراع وی توسط دو شرکت کامرون ورایت ـ رین به مرحله اجرا‌درآمد و این دو شرکت نام آبیاری تریکل را بر آن نهادند.

البته قبل از بلاس فرد دیگری به نام پی سه لستر در سال 1951 روش جدید دیگری را به منظورآبیاری در استادیوم مسابقات المپیک رم بکار‌برده‌بود که در همان سال به نام خود او به ثبت‌رسید.

واژه آبیاری دریپ برای اولین مرتبه در سال 1960 توسط او به‌کاربرده‌شد.

غالباً نامهای ال.بلاس (انگلیسی) و اس.

بلاس (اسرائیلی) با یکدیگر اشتباه‌می‌شوند، حال آنکه ال.

بلاس آبیاری تریکل را در انگلستان فقط برای گلخانه‌ها به‌کاربرد، اما اس.

بلاس آن را بر اساس آزمایشهای قبلی خود که در دانشگاه عبرو در اوایل سالهای 1960 انجام‌داده‌بود در بیابانهای نگف به مرحله اجرادرآورد.

دست کم تاریخ کوتاه آبیاری قطره‌ای را به سه شاخه می‌توان تقسیم‌کرد: ال.

بلاس در انگلستان، اس.

بلاس در اسرائیل و پی سه لستر در ایتالیا که هریک از آنها مستقل از دیگران کارخود را در توسعه روش جدید ادامه می‌دادند، همانطور که گفته‌شد نام آبیاری تریکل برای اولین بار توسط شرکتهایی در انگلستان ساخت و فروش لوله و اتصالات را برای این روش آغازکرده‌بودند به کار برده‌شد اما نام آبیاری دریپ در ابتدا توسط سه‌لستر، پرفسور ایتالیایی، پیشنهاد گردید، که بعداً متوجه شد هیچ کدام از نامهای دریپ یا تریکل برای روش جدید مناسب‌نیست.

به این دلیل پرفسور سه‌لستر برای آن دسته از روشهای آبیاری که اب را بدفعات و به مقدار کم در اختیار گیاه قرارمی‌دهند نام آبیاری گالپ یا آبیاری سیپ بکاربرد.

معرفی سیستم آبیاری قطره‌ای در این روش آبیاری، آب با فشار کم (حدود یک اتمسفر) پس از گذشتن از دستگاه کنترل مرکزی (در صورت نیاز توأم با کود محلول) بوسیله لوله‌هائی که در کل سطوح زمین پخش‌شده، پس از عبور از قطره‌چکانهایی که در محل‌های مناسب در مجاورت گیاه قرارداده‌شده‌اند، بصورت قطره قطره و بطور ممتد به اندازه نیاز گیاه به خاک‌داده‌می‌شود.

قبل از تصمیم‌گیری در مورد اجرا و بخصوص قبل از شروع طراحی سیستم آبیاری قطره‌ای باید وضعیت محیطی که قراراست سیستم پیاده‌شود، مورد آزمایش قرارگیرد.

بر پایه این آزمایشها اولین تصمیم‌گیری این خواهد بود یاخیر.

اگر جواب این بررسیها مثبت باشد مسلماً تأثیر زیادی در بهبود روش، حل مشکلات، سازگاری طرح و بهره‌برداری از سیستم خواهد داشت.

بررسیهایی که می‌بایست در این مورد انجام گیرد عبارتند از : ـ مطالعات آب و هوا ـ بررسی وضعیت خاک ـ مطالعه منابع آب ـ بررسی زراعت و یا درختانی که قرار است آبیاری‌شوند.

در ابتدا باید خصوصیات کل محیطی که قراراست زراعت در آن عمل‌آید بررسی‌شود.

کلیه مراحل آبیاری و رشد گیاه در محیطی بنام « فضای گشت» صورت‌می‌گیرد.

درواقع پدیده‌های طبیعی و عملیات کشاورزی در همین محیط انجام‌می‌شود.

این فضا شامل دو قسمت است یکی آسمانه و بخش‌هوائی رشد که تعرق و تبخیر در آن صورت‌می‌گیرد و دیگری منطقه توسعه ریشه که جذب آب و مواد غذایی در آن انجام‌می‌شود.

بین این دو قسمت آسمانه و منطقه ریشه‌ها می‌توان دقیقاً مرز مشخصی را تعیین‌کرد.

گرچه سطح آسمانه گیاه و بخش زیر منطقه ریشه را می‌توان مرزهای بالائی و پائینی فضای رشد دانست اما بر اساس قوانین هواشناسی، خاک‌شناسی، هیدرولوژی، زیست‌شناسی و غیره همواره اثرات متقابلی بین فضای رشد و محیط خارج به‌وقوع ‌می‌پیوندند.

جنبه‌های مثبت و منفی در آبیاری قطره‌ای سرعت زیاد توسعه و گسترش سیستمهای آبیاری قطره‌ای را در کشورهای صنعتی ودر حال رشد می‌توان به سبب محاسنی دانست که این روش در بردارد.

طبعاً مسائلی نیز هنوز به صورت لاینحل باقی‌مانده‌است که آنها را می‌توان از جنبه‌های منفی روش مذکور دانست.

مزایا کاربرد روش آبیاری قطره‌ای کارآیی مصرف آب را افزایش‌می‌دهد، به دلیل کمبود مقدار آب جزئی‌بودن سطح مرطوب شده خاک، مقدار تبخیر بسیارکم‌است.

در این روش از جاری‌شدن آب در سطح زمین جلوگیری‌می‌شود و تا حدی می‌توان مصرف آب توسط علفهای هرز را نیز کنترل‌کرد.

با توجه به مشخص بودن نیاز روزانه گیاهان به آب و تعیین مقدار دقیق آبیاری روزانه و محدود بودن عمق آبیاری، از نفوذ آب به اعماق پایین‌تر از منطقه توسعه ریشه‌ها جلوگیری می‌شود، بطور که ممکن است حتی قسمت سایه‌انداز گیاه نیز خشک‌ باقی‌بماند.

در این روش برگاب یا تلفات ناشی از خیس شدن برگهای گیاه وجودندارد ولذا تبخیر وجودنخواهد داشت.

بنابراین قسمت اعظم مقدارآبی که به گیاه‌داده‌می‌شود به مصرف تعرق‌ می‌رسد و در نتیجه کارآیی آب مصرفی افزایش‌می‌یابد.

مصرف انرژی ـ در روش آبیاری قطره‌ای نیروی انسانی و ماشینی موردنیاز کاهش‌می‌یابد، برای تأمین فشار لازم که معمولاً در حدود 10 متر آب است به تجهیزات گران‌قیمتی نیاز نیست، فراهم‌کردن و راه‌انداختن چنین ماشین‌آلاتی نیز ارزان‌ است در واقع کار گردان نیمه ماهری که در آبیاری قطره‌ای به‌کار گماشته‌می‌شوند برای کنترل‌کردن جریان آب می‌شود و الا تعمیرات اساسی فقط در مورد خرابی‌های کلی انجام می‌شود.

خودکار نمودن سیستم و کنترل از راه دور برای تمام قسمت‌های آبیاری قطره‌ای امکان‌پذیر است دفع آفات به سبب موضعی‌بودن رطوبت خاک، رویش علفهای هرز پراکنده و کنترل آنها آسان است.

موقعیت محیطی در زیر سایبان گیاه برای رشد قارچ‌ها مناسب‌نخواهد بود، در صورت بروز آفت و بیماری‌ها امکان حرکت ماشین‌آلات سمپاشی از بین ردیف‌های گیاه به سادگی میسّر‌است.

پاسخ گیاه نسبت به آبیاری قطره‌ای معمولاً بیشتر از سایر روشهای آبیاری قطره‌ای، رطوبت خاک در حد مطلوب نگه‌داشته‌می‌شود.

به این طریق ریشه‌ها همیشه در موقعیتی قراردارند که در آن مقدار آب و هوا در وضعیت مطلوب است و این شرایط از نظر جذب آب و مواد غذایی مفید می‌باشد.

بنابراین طبیعی است که گیاهان از طریق افزایش کمیت و کیفیت محصول به روش آبیاری قطره‌ای پاسخ‌ مثبت نشان‌بدهند.

در صورتیکه آب شور باشد و گیاه با روش آبیاری قطره‌ای آبیاری شود ضرر کمتری متوجه گیاه خواهد شد.

دفعات زیاد‌آبیاری در این روش غلظت محلول خاک را در سطح قابل تحملی‌حفظ می‌کند.

این موضوع در آبیاری خاک‌های شور قلیایی با آب شیرین نیز صادق است.

فقط باید از دادن آب شور به خاکهایی که شورند پرهیزکرد و یا به طور مرتب خاک را شستشو داد.

در آبیاری قطره‌ای کوددادن همراه باآب نه تنها امکان‌پذیر است بلکه کم وبیش امری الزامی است.

پخش کود در سطح آب نمی‌تواند به منطقه توسعه ریشه برسد.

تزریق کود به داخل لوله‌های آبیاری قطره‌ای هم از نظر نیروی کار و هم از نظر کارآیی مصرف کود مقرون‌به صرفه‌است.

آبیاری قطره‌ای مانع عملیات داشت‌نمی‌شود، نوارهای خشک بین لوله‌های لاترال (بالها) عملیات داشت را حتی در زمان آبیاری نیز ممکن می‌سازد.

علاوه بر این در آبیاری قطره‌ای هزینه عملیات داشت کاهش‌می‌یابد.

زیرا علفهای هرز کمتر در مزرعه رشد‌می‌کند و نیازی به وجین‌ یا سلسله شکنی نیست.

بدین ترتیب از فرسایش خاک نیز جلوگیری می‌شود.

مزایای اقتصادی آبیاری قطره‌ای کاملاً مشهود است در مورد محصولاتی که با فاصله کشت‌می‌شوند (مانند میوه باغها و تاکستان‌ها) سیستم آبیاری قطره‌ای در مقایسه با سایر سیستم‌های ثابت و زیرزمینی می‌تواند با هزینه نسبتاً کمتری اجراگردد.

در‌گلخانه‌های شیشه‌ای‌و‌پلاستیکی‌هم‌روش قطره‌ای بهترین‌روش برای آبیاری گیاهان است، بعلاوه اگر خطر گرفتگی گسیلنده‌ها وجود نداشته‌باشد هزینه‌های مربوط به تجهیزات و نگهداری وسایل آبیاری قطره‌ای چندان زیاد نخواهد بود.

سرعت باد و پستی و بلندی زمین نمی‌تواند موجب عدم یکنواختی پخش در سیستم آبیاری قطره‌ای گردند، حال آن که در سایر روشهای آبیاری این عوامل باعث تقلیل راندمان توزیع یکنواختی آب می‌شود.

مشکلات به‌رغم مزایایی که در بالا تشریح‌شد، آبیاری قطره‌ای مشکلاتی نیز دربردارد که مانع کاربرد رضایت‌بخش آن می‌شود.

محصولات زراعی مانند گندم را که به صورت متراکم‌کشت می‌شوند نمی‌توان با روش قطره‌ای آبیاری‌کرد.

حتی آبیاری سبزیجات و بعضی محصولات ردیفی نیز با روش قطره‌ای بسیار گرانتر از سایر روشها‌است لوله‌های لاترال بطور فصلی نقل مکان داده‌شوند و این موضوع هزینه بهره‌برداری و نگهداری را به مقدار زیادی بالامی‌برد.

جلوگیری از بروز واکنشهای شیمیایی و بسته‌شدن روزنه‌های گسیلنده‌ها در آبیاری قطره‌ای وجود دارد.

حتی وجود ذرات بسیار کوچک معلق مانند شن، سیلت و یا موادی مانند آهن و آهک محلول در آب ممکن است موانعی‌به‌وجود‌آورد ودر راه رسیدن آب به گیاه اختلال نماید.

برای جلوگیری از این مسئله باید تمهیدات لازم از قبیل در نظرگرفتن فیلتر و دستگاههای تصفیه آب همیشه ساده‌تر از بازکردن و تعمیر گسیلنده‌هایی است که با مواد رسوبی مسدودشده‌اند .

گاهی اوقات طوفانهای شن و باد در مناطق خشک صحرایی مشکلات خاصی را به‌وجود‌می‌آورد.

مثلاً ممکن است گردو غبار را از قسمتهای خشک بین ردیفهای برداشته، روی گیاهان آبیاری ‌شده را بپوشاند و آسیب قابل‌ملاحظه‌‌ای به آنها برساند.

مسأله شوربودن اراضی ـ صرفنظر از کیفیت آب، در آبیاری قطره‌ای شورشدن اراضی نیز مطرح‌است.

به دلیل جریان آرام و مداوم آب در خاک نمکها در منطقه جبهه رطوبت تجمع می‌یابند.

گاهی اوقات میزان آب از مقدار مصرفی گیاه بیشتر است و نمکها از منطقه توسعه ریشه بطرف پایین شستشو‌می‌شوند، در مناطقی که بارندگی اندک است برای جلوگیری از رسیدن شوری خاک به حد بحرانی باید هرچند یکبار زمین را با آبیاری سطحی غرقاب‌نمود، این عمل باعث آبشویی نمک‌ها خواهد شد.

بطورکلی آبیاری قطره‌ای این امکان را برای کشاورز فراهم‌می‌آورد تا در حالی که هزینه کمتری صرف‌می‌کند محصول بیشتری بردارد و کیفیت محصول نیز بهتر شود، تنوع زیاد روشهای آبیاری قطره‌ای برای کشاورزان و مهندسان این امکان را فراهم‌می‌سازد تا برحسب نیازهای هر گیاه‌یا‌شرایط‌طبیعی‌روش‌خاصی‌در‌جهت‌آبیاری‌انتخاب‌نمایند.

عواملی که بایستی در انتخاب سیستم آبیاری قطره‌ای مورد توجه‌قرارگیرد: خاک بافت خاک و نفوذپذیری مناسب‌ترین بافت برای روش آبیاری قطره‌ای بافت متوسط (لوم) می‌باشد دبی قطره چکان مورد استفاده در این نوع خاک می‌تواند بین 2 الی 8 لیتر در ساعت تغییر‌نماید.

در بافتهای سنگین (رُسی) به علت کمی نفوذ‌پذیری خاک (کمتر از 5 میلیمتر در ساعت و همچنین در بافتهای سبک (شنی) به علت زیادی نفوذ‌پذیری خاک (بیشتر از 30 میلیمتر در ساعت) استفاده از قطره چکان با دبی کم (حداکثر دبی نقطه ریزش آب 2 لیتر ساعت) توصیه‌می‌گردد.

شوری و قلیائیت خاک سیستم آبیاری قطره‌ای در شرایط شوربودن خاک که در آن هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک بیشتر از 4 دسی زیمنس برمتر است و همچنین در شرایط قلیایی بودن خاک که در آن هدایت الکتریکی عصاره اشباع کمتر از 4 دسی زیمنس بر متر و اسیدیته کل اشباع بیشتر از 8 می‌باشد، قبل از انجام عملیات آبشوئی در شرایط شوری خاک و افزایش مواد اصلاحی و آبشوئی در شرایط قلیائی بودن توصیه‌نمی‌گردد.

لازم به ذکر است ضوابط فوق برای گیاهان حساس می‌باشد، برای گیاهان غیر حساس ارقام ارائه‌شده قابل تعدیل است.

وجود لایه محدود‌کننده در پروفیل خاک در صورتیکه در عمق حداکثر ریشه‌دوانی خاک لایه محدودکننده غیرقابل نفوذ برای ریشه وآب و یا لایه‌های گچی و آهکی وجودداشته‌باشد.

بایستی قبل از احداث سیستم آبیاری قطر هایو کاشت نسبت به اصلاح آن اقدام‌گردد.

شیب و توپوگرافی پستی و بلندی و شیب زمین در صورت انجام طراحی صحیح (از نظر هیدرولیکی) عامل محدودکننده در انتخاب سیستم آبیاری به حساب‌نمی‌آید در شیب‌های بیشتر از 10% استفاده از قطره‌چکان بادبی کمتر از 4 لیتر در ساعت توصیه‌می‌گردد، در شیبهای خیلی تند بیش از 25% ایجاد شیارهائی در طول ردیف‌های کشت معمولاً در روی خطوط تراز کشت‌می‌شوند، جهت استقرار لوله‌های فرعی ضروری است، وقتی توپوگرافی زمین دارای پستی و بلندیهای زیاد و نامنظم باشد تهیه نقشه توپوگرافی با خطوط تراز 5/0 متری جهت طراحی هیدرولیکی شبکه لازم است.

آب وهوا میزان بارندگی و قدرت تبخیرکنندگی هوا معمولاً سیستم آبیاری قطره‌ای در کلیه اقلیم‌هایی‌‌که‌در‌آنها‌میزان بارندگی‌تکاپوی نیاز‌آبی‌گیاه مورد‌کشت‌را‌نمی‌دهد قابل اجرا است از نظر اقتصادی کاربرد این سیستم در شرایط خشک و نیمه‌خشک بیشتر از مناطق مرطوب مقرون به صرفه خواهدبود سیستم آبیاری قطره‌ای را می‌توان براحتی در انواع گلخانه‌ها و کشتهای زیر اجرانمود.

سرعت باد سرعت زیاد باد (تاحدی که به رشد گیاه لطمه‌نزند) عامل محدودکننده‌ای در انتخاب سیستم آبیاری قطره‌ای نمی‌باشد فقط در باغات ودر سرعتهای بیشتر از 5 متردر ثانیه احداث بادشکن و همچنین تخصیص قطره‌چکانهای بیشتر برای هر درخت و افزایش دور آبیاری (جهت توسعه‌دادن رشد ریشه) توصیه‌می‌گردد.

عوامل گیاهی آبیاری قطره‌ای برای کلیه محصولات باغی، جنگل‌کاریها و گیاهان زراعی و صیفی‌جات که بصورت ردیفی کشت‌می‌شوند قابل توصیه‌است.

برای زراعتهایی که به صورت متراکم کشت‌می‌شوند معمولاً از نظر اقتصادی از این سیستم توجیه‌پذیر نمی‌شود.

منبع آب در مرد منبع آب باید خصوصیات زیر موردتوجه قرارگیرد: ـ کیفیت: از مهمترین عوامل تصمیم‌گیری در انتخاب سیستم آبیاری قطره‌ای و تعیین نوع اتصالات لازم (از قبیل گسیلنده‌ها، پمپهاو غیره) در هنگام طراحی کیفیت آب است.

ـ کمیت: دومین عامل مهم مسأله کمیت اب است بخصوص در شرایطی که وسعت اراضی تحت کشت‌زیادباشد اگر کیفیت آب مطلوب باشد هرگونه زمین زراعی با هرنوع خاک را می‌توان به روش قطره‌ای آبیاری کرد.

ولی باید چه ابی دارای کیفیت مطلوب است؟

آبی که فاقد مواد معلق و محلول باشد و سوراخهای کوچک گسیلنده‌ها را مسدود ننمایند می‌توان خوب به حساب‌آورد.

در صورتی که آب محتوی چنین موادی باشد با قراردادن فیلتر و سایر وسایل تصفیه آب باید کیفیت ان را تاحد قابل قبولی افزایش‌داد.

متأسفانه اکثر منابع آب موجود از نظر استفاده در سیستم آبیاری قطره‌ای کیفیت مطلوبی ندارند.

بنابراین در شبکه‌های آبیاری قطره‌ای تصفیه آب کم وبیش امری ضروری و غیرقابل اجتناب است.

در ارزیابی کیفی آب، باید موارد زیر درنظرگرفته‌شود: ـ منشاء موادآلاینده ـ غلظت مواد آلاینده ـ مقدار مواد آلاینده همچنین تشخیص معدنی یا آلی‌بودن مواد آلاینده از اهمیت زیادی برخورداراست.

از درجه حرارت آب نیز نمی‌توان صرفنظر‌کرد و باید آن را به عنوان یک معیار کیفی مورد ارزیابی قرارداد.

ـ آبهای جاری (رودخانه‌ها، نهرها، کانالها، و غیره) ـ دریاچه‌ها و مخازن (استخرها، حوضچه‌ها و سایر منابع آب راکد) ـ آبهای زیرزمینی (چاهها، چشمه‌ها و غیره) جریان آب در نهرهای روباز همیشه مقداری مواد معلق را با خود حمل‌می‌کنند که با راکد‌شدن آب این مواد رسوب‌می‌نمایند.

آلودگی در آبراهه‌های روباز بیشتر از انواع زیر است: ـ شن، سلیت و ذرات رس، مواد محلول و موادآلی.

مواد محلول در این مورد نقش چندانی ندارند.

با پیشرفت صنعت و افزایش مواد آلوده‌کننده در محیط و توسعه مناطق شهری و دفع فاضلابها به رودخانه‌ها، آلودگی آبها هر روز بیشتر و بیشتر می‌شود.

در آبهای جاری موجودات کوچکی مانند جلبکها و باکتریها نیز ممکن است یافت‌شود.

اگر آلودگی آب از نوع مواد معدنی و غیرآلی باشد، به علت تفاوت وزن مخصوص این مواد با آب به آسانی می‌توان آنها را جداساخت.

ذرات کوچک مواد معدنی نیز توسط فیلتر از آن مجزا می‌شوند ولی ذرات پراکنده‌ای مانند رس که اندازه آنها کمتر از 2/0 میلیمتر است به سختی با فیلترهای ساده تصفیه‌می‌شوند.

دریاچه‌ها و مخازن (آبهای سطحی راکد) منابعی هستند که آب در آنها جریان ندارد.

بنابراین ذراتی مانند شن، سیلت و حتی رس به آسانی در آنها رسوب‌می‌کنند.

در زمان راکد‌بودن، لایه گرم سطحی آب محیط مناسبی برای رشد گیاهان آبزی و برخی جانوران کوچک‌می‌باشد.

این موجودات زنده کوچک بیشتر خط را از نظر مسدودکرد سیستم آبیاری قطره‌ای دربردارند.

جداکردن کامل این ذرات از آبی که وارد سیستم می‌شود مشکل است.

زیرا وزن مخصوص آنها نزدیک به وزن مخصوص آب است و معمولاً حاوی ذرات بسیار کوچکی مانند اسپورها هستند که این ذرات کوچک از آنند که توسط فیلترها جداشوند.

در بیشتر موارد برای این کیفیت آب به حد قابل‌قبولی برسد لازم است از تصفیه شیمیایی و فیلترشدن بطور توأم استفاده‌شود.

بخصوص اگر سیستم آبیاری از نوع گالپ باشد یا گسیلنده‌ها نوع طولانی مسیر به کاربرده‌شده‌باشند.

آبیاری زیرزمینی بیشتر برای استفاده در آبیاری قطره‌ای مناسبند.

اگر چاه بطور صحیح حفاری و تجهیز‌شده‌باشد و یا لایه‌های خاکی که آب چشمه از آن عبورمی‌کند بطور طبیعی اثر فیلتر شدن داشته‌باشد، چنین آبی معمولاً عاری از ذرات مواد معدنی مانند شن، سلیت و رس‌خواهد بود.

اصولاً آبهای زیرزمینی فاقد مواد آلی هستند.

با وجود این مواد محلول آبهای زیرزمینی ـ بخصوص ترکیبات آهن (Fe+++) و کلسیم (Ca++ ) خطر بالقوه‌ای برای آبیاری قطره‌ای می‌باشد.

هنگامیکه این آبها در معرض هوای آزاد قرارمی‌گیرند، نمکها از حالت محلول خارج و ته‌نشین می‌شوند.

واکنشهایی که در این مورد به وقوع‌می‌پیوندند به شرح‌زیر است: Feso4 Fe(oH)3 Ca(CHO3) 2 CaCo3 فرآیندهای اکسایشی ترکیبات آهن در آب آبیاری یکی از مشکلات جدی در سیستم آبیاری قطره‌ای است.

نتیجه نهایی این فرآیندها زنگ آهن است که اگر این آلودگی در ابتدای ورود سیستم اتفاق‌افتد جداسازی آن بسیار مشکل خواهدبود.

هرچند خارج‌نمودن رسوبات CaCo3 آسانتر است ولی در هنگام طراحی سیستم آبیاری قطره‌ای باید وجود این عناصر دقیقاً مورد توجه قرارگیرد.