دانلود تحقیق آب و آبیاری در کشاورزی

آب و آبیاری در کشاورزی

مقدمه : آب یکی از عوامل مهم در توسعه اقتصادی و پیشرفت ملتها بشمار می رود و اثرات آن نه تنها  در مناطق خشک بلکه در مناطق مرطوب نیز رل موثری را در این توسعه ایفا می نماید . بدون شک طی سالهای اخیر با ایجاد سد های بزرگ و کوچک ، احداث شبکه های آبیاری ، کنترل آب در مزارع ، افزایش بهره وری از منابع آبی توسط سیستم های آبیاری ، پیشرفتهای زیادی در بخش کشاورزی در زمینه استفاده از آب بعمل آمده است ، که تا حدودی مشکلات ناشی از کمبود آب را بر طرف کرده است . لیکن بعلت شرایط خاص جغرافیایی کشور ما هنوز راه درازی در پیش است و برای رسیدن به هدف بایستی توجه و سرمایه گذاری بیشتری را انجام داد

موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی

کشور ایران در 25 تا 40 درجه عرض جغرافیایی قرار گرفته و دارای مساحتی حدود 165 ملیون هکتار است . اغلب مناطق کشاورزی ایران در جلگه هایی که به وسیله کوههای بلند محدود گردیده اند ، قرار گرفته و از نظر شرایط اقلیمی اکثر مناطق کشور خشک یا نیمه خشک با متوسط بارندگی در حدود 250 میلیمتر در سال بوده که اکثر بارندگی ها در فصل زمستان صورت می گیرد .

جدول فوق نشان می دهد که میزان بارندگی در 90 درصد اراضی کشور کافی نبوده و با در نظر گرفتن میزان تبخیر سالانه در بعضی از مناطق بالغ بر 2000 میلیمتر است ، اهمیت بررسی مسائل آبیاری و میزان خشکی در کشور روشن می شود . مهمترین این مسائل بالابردن راندمان های آبیاری ، مدیریت صحیح آب در مزارع و انتخاب روشهای جدید آبیاری است . (نقشه شماره 1 توزیع مجموع بارندگی در سال زراعی 80 در جدول شماره 2 درصد بارندگی نسبت به میانگین سی ساله در همان سال نشان میدهد .)

بازدهی آبیاری

به مقدار آبی که لازم است به زمینی داده شود تا جایگزین تلفات ناشی از تبخیر و تفرق گردد ، نیاز آبی یا آب مصرفی می گویند .

اما مقدار آبی که عملا به زمین داده می شود به مراتب بیشتر از نیاز آبی است . زیرا تلفاتی که در حین انتقال ، صورت و مصرف آب صورت گرفته یا مقداری که به اعمال زیر ریشه گیاه نفوذ می کند نیز در نظر گرفته می شود .

بنابراین به مقدار کل آبی که با در نظر گرفتن تمام تلفات فوق به زمین داده می شود تا نیاز آبی گیاه را برطرف سازد « نیاز آبیاری » می گویند و نسبت بین نیاز آبی را راندمان یا بازدهی آبیاری می نامند .

در عملیات کشاورزی بازدهی آبیاری صد در صد وجود ندارد به غیر از برخی تلفات که وقوع آنها معمولا اجتناب ناپذیر است ، دیگر تلفات بستگی به روش های آبیاری دارد . عدم توزیع یکنواخت آب در سطح زمین ، نفوذ عمقی ، نشست آب در بدنه نهرها ، چکه کردن آب از شیرها ، لوله ، اتصالات و غیره همگی از عوامل تلفات آب هستند که باعث پایین آوردن بازده آبیاری می شوند . بازدهی آبیاری در سطح جهان بطور کلی بسیار کم و در حدود 30 درصد می باشد . دلیل آن عدم وجود شبکه های صحیح آبیاری ، نبودن تکنولوژی خوب و عدم توزیع صحیح آب است .

مدیریت آبیاری

در استفاده از آب  و کارایی مصرف آن در دو مسئله مهم حائز اهمیت است :

الف : برنامه ریزی صحیح زمان آبیاری و تعیین دقیق مقدار آبی که در هر نوبت باید به زمین داده شود .

ب: انتخاب مناسبترین روش آبیاری در رابطه با شرایط مزرعه و اقلیم

در حال حاضر خوشبختانه به علت افزایش سطح اطلاعات کشاورزان و وجود امکاناتی آزمایشگاهی برای تعیین ساختمان نوع خاک آزمایشگاههای فنی برای مشخص کردن میزان ترکیبات آب و غیره ، زارعین اطلاعات مفیدی را می توانند  از متخصصین کشاورزی دریافت نمایند . حتی برای هر منطقه می توان شرایط اقلیمی را شخص و در اختیار کشاورزان قرار داد . بنابراین مزارعین می توانند بر حسب نوع خاک مزرعه میزان کیفیت آب مورد استفاده و شرایط اقلیمی موجود منطقه ، مدیریت بهتری را جهت انتخاب نوع محصول ، زمان مناسب آبیاری ، مقدار آب مصرفی ، فواصل آبیاری ، روش مناسب به کار گیرند . و کارایی مصرف آب را افزایش دهند . در هر آبیاری هدف اینست که رطوبت منطقه توسعه ریشه ها به حد ظرفیت نگهداری برسد .

دادن آب اضافی به زمین نه تنها هدر کردن آب است بلکه تهویه خاک را هم برای مدتی به هم می زند .  مواد غذایی خاک راشسته و باعث بالا آمدن سطح آب زیر زمینی می گردد .

در عوض اگر مقدار آب کمتر باشد و فقط لایه سطحی خاک مرطوب شود اولاً توسعه ریشه ها به همین لایه محدود نمی شود و لذا گیاه برای استفاده از آب ذخیره ای در اختیار ندارد و از طرفی با توجه به این که تبخیر از سطح خاک نسبت به تلفات ناشی از تعرق کم است، تجمع نمک نیز در لایه سطحی زیاد خواهد شد. بنابراین ملاحظه می شود که مدیریت در مصرف و کارایی آب چقدر مهمّ است. و مسلماً اگر کشاورزان اطلاعات لازم را از اقلیم، خاک، آب منطقه و مزرعه خود داشته باشند می تواند بموقع تصمیم های مناسبی را اتخاذ کنند و بطور بهینه از اتفاقات موجود خود برای افزایش محصول استفاده کنند.

انتخاب مناسب ترین روش آبیاری در رابطه با اقلیم و شرایط مزرعه:

روشهای آبیاری بر اساس این که آب  چگونه به خاک داده شود، طبقه بندی می شوند. انواع آبیاری عبارتند از:

آبیاری سطحی (غرقابی- جوی و پشته، شیاری)

آبیاری بارانی

آبیاری قطره ای

آبیاری زیرزمینی

باید به این نکته توجه کرد که در برخی مواقع بلعت شرایط خاص مزرعه، کمبود زمان استفاده از آب، زراعین در انتخاب روش خاصی از آبیاری اجبار دارند. مثلاً اگر مدت زمان استفاده از آب متناسب با وسعت مزرعه نباشد در آن صورت زارع مجبور می شود از روش غرقابی برای آبیاری استفاده نماید تا در مدت کم بتواند کل سطح مزرعه را آبیاری کند. و یا زماینکه احداث باغات در دامنه تپه ها و در شیب ها انجام یافته است، استفاده از آبیاری قطره ای در صورت داشتن امکانات مالی و فنی بر سایر روشها ترجیح دارد.

روشهای آّبیاری سطحی:

الف: آبیاری غرقابی

در آبیاری به روش غرقابی هدف اصلی این است که لایه نازکی از آب روی زمین پخش شود. برای این منظور آب به مدت کافی در سطح خاک باقی می ماند تا به تدریج در آن نفوذ کرده و ظرفیت ذخیره ای خاک را تکمیل کند. برای اینکه آبیاری سطحی از کارآیی برخوردار باشد لازم است بین مقدار جریان آّب، سرعت نفوذ آب و خاک، مقدار آبی که باید به زمین داده شود و ابعاد زمین تناسب معقولی داشته باشد.

ب: آبیاری سیلابی

در این روش زمینی که قبلاً برای آبیاری آماده شده است به وسیله نهرهای آبیاری به نوارهایی که عرض آنها 20 تا 25 متر است تقسیم می شود. سپس با ایجاد شکافهای در نهر، آب وارد قطعات شده و به صورت کم و بیش تصادفی در سطح آن پخش می شود. این روش در مورد گیاهانی به کار می رود که بوته ها بدون فاصله مشخصی از یکدیگر به صورت متراکم کشت شده و تأخیر در بارندگی ممکن است موجب وارد آمدن خسارت به گیاه شود. در این روش باید آب ارزان و به مقدار کافی در دسترس باشد. آبیاری سیلابی نیاز به نیروی کار زیاد دارد. راندمان آب پائینی بوده و توزیع آب هم بسیار متغیر است.

ج- آبیاری نواری

روش آّبیاری نواری بیشتر در خاکهای نفوذپذیر و برای گیاهانی است که به صورت متراکم کشت می شوند نظیر گندم و جو. و در زمین هایی با شیب ملایم که شیب آنها از 3 درصد تجاوز نکند به کار گرفته می شود. در روشهای آبیاری بسیار قدیمی کشاورزی، نوارها باریک و کوتاه و حدود  متر انتخاب می شوند. لذا مقدار جریان آب مورد استفاده بسیار کم و نیروی کارگر مورد نیاز بسیار زیاد است.

در روشهای جدید آبیاری نوارها بمراتب عریضتر و طولانی تر انتخاب می شوند و اگر برنامه ریزی صحیحی بکار گرفته شود. نوارها می توانند بسیار طویل باشد. لذا مقدار جریانی که برای آبیاری هر واحد زمین بکار گرفته می شود زیاد و بین 500 تا 800 متر مکعب در ساعت و حتی بیشتر از آن می تواند باشد. عرض نوار نیز متناسب با مقدار آبی که قرار است برای آبیاری به کار برده شود می تواند بین 10 تا 20 متر انتخاب شود. در آبیاری نواری می توان زمانی که گیاه سطح کل مزرعه را پوشانیده است از جریان زیاد آب بدون آنکه خطر فرسایش خاک را بدنبال داشته باشد، استفاده کرد.

د- آبیاری کرتی

در روش آبیاری کرتی آب به داخل زمینی سطحی که بوسیله پشته ها محصور شده است هدایت می شود. این روش ساده ترین و در عین حال قدیمی ترین سیستم آبیاری به شمار می رود. این روش هم برای خاک های نفوذ پذیر و هم برای خاکهایی که نفوذ پذیری آنها کم است ، مورد استفاده قرار می گیرد .

ه  آبیاری جوی و پشته ای (فارویی)

آبیاری به روش جوی و پشته ای عبارت از این است که جریانی از آب در داخل آبراهه کوچکی که شیب ملایم و یکنواختی دارد ، برقرار شود . این روش بیشتر متناسب گیاهان ردیفی است ولی می توان آن را در مورد انواع خاکها و شیب های مختلف (تا 5 درصد) به کار برد. جریانهای زیاد را به آسانی می توان بین تعداد فارو تقسیم کرد. برای این منظور برای هر یک از فاروها از لوله های سیفونی استفاده نمود که قادرند جریانی معادل 6 تا 10 مترمکعب در ساعت 1 در هر فارو برقرار کنند. به طور کلی فاروهای طویل نسبت به فاروهای کوتاه از کارایی بیشتری برخوردارند ولی حد مطلوب طول آنها بسته به ضریب نفوذپذیری، نوع خاک، بافت و قابلیت فرسایش خاک، شیب زمین و مقدار جریان آب بین 50 تا 300 متر است. تعداد کارگر آبیار در این روش کمتر می باشد. و کارگران آبیار باید در تبحّر کافی برای کنترل آب و هدایت آنها به جویچه ها بهره مند باشند.

و- آبیاری شیاری

در این روش آب در داخل شیارهای باریک و کم عمق (حدود 10 سانتی متر) به جریان می افتد و با پخش جانبی حد فاصل بین شیارها را اشباع می سازد. این سیستم برای گیاهانی که به طور متراکم کشت می شوند و یا در اراضی شیبدار و خاکهایی که قابلیت نفوذ آنها کم است، مناسب می باشند.

در این روش جریان کوچکی از آب در داخل شیارهای کم عمقی که در امتداد شیب زمین و بفاصله 50 تا 150 سانتی متر از یکدیگر واقع شده اند، برقرار می شود. آب مورد نیاز از نهری که در بالای شیارها قرار گرفته است و یا به توسط لوله های سوراخدار آلومینیومی یا شلنگهای پلاستیکی تأمین می شود. در هر دو مورد لوله ها مجهز به دریچه های خروجی می باشند. استفاده از لوله های سبک موجب افزایش بازدهی کار می شود.

از مزایای آبیاری شیاری این است که می توان اراضی نسبتاً شیبدار را بدون آنکه ایجاد فرسایش کند، آبیاری نمود. با توجه به اینکه آب به طور جانبی نفوذ کرده و از طریق صعود موئینه ای به سطح خاک می رسد. لذا سطح خاک سله نمی بندد. به هرحال این روش خطر شور شدن زمین را افزایش می دهد. دلیل این موضوع مصرف زیاد آب، صعود موئینه ای آب و عدم شسته شدن خاک است. همچنین در این روش مصرف آب نیز زیاد است. زیرا لازم است مقدار زیادی آب به مصرف برسد تا آنکه تمامی سطح مزرعه آشکارا خیس شود.

ز- آبیاری قطره ای

در این روش آب توسط لوله هایی به قطر 12 تا 16 میلیمتر که در امتداد ردیف گیاهان قرار گرفته است و به توسط قطره چکانهایی که در امتداد لوله کارگذاشته شده، به پای ریشه گیاهان می ریزد. مقدار جریان از هر روزنه (یا قطره چکان) 2 تا 10 میلیمتر در ساعت است با این جریان کم آب بلافاصله در جهات عمودی و افقی خاک نفوذ می کند. این روش در ابتدا برای آبیاری گلخانه ها بکار گرفته شد. ولی در حال حاضر بطور وسیعی در باغات و حتی برخی زراعتها استفاده می شود. بویژه در آبیاری گیاهان ردیفی در مناطق بیابانی مخصوصاً در خاکهای شنی که می توان روشهای آبیاری مرسوم را بکار گرفت، و یا بدلیل تبخیر زیاد نمی توان به روش بارانی آّبیاری کرد، نتایج رضایت بخشی را بدست داده است. در این روش می توان در تمام مدت شبانه روز نسبت به آبیاری اقدام کرد و نظارت بر آبیاری به حداقل می رسد. ضمناً می توان کودهای شیمیایی مورد نظر را از طریق آب لوله ها به گیاه رسانید. این روش این امکان را فراهم می سازد تا در زمان آبیاری نسبت به انجام سایر کارهای زراعی از قبیل سمپاشی: کولتیواسیون، تنک کردن، بیوه چینی و غیره اقدام کرد.