معرفی انواع روش‌های آبیاری زمین کشاورزی و زراعی

سیستم‌های آبیاری امروزه یکی از حیاتی‌ترین اجزای مدیریت مزرعه و زمین‌های زراعی هستند که کیفیت و بازدهی محصول نیز به آنها مربوط می‌شود. بهینه سازی مصرف آب، رشد بهتر محصولات و حفظ رطوبت خاک از جمله مزایایی است که کشاورزان با راه‌اندازی سیستم آبیاری مناسب از آنها بهره‌مند می‌شوند. روش‌های مختلفی برای آبیاری زمین کشاورزی از قدیم تا به امروز وجود داشته که برای حفظ منابع طبیعی و بهبود بهره‌وری استفاده می‌شوند. در این مقاله به معرفی انواع روش‌ها، مزایا و معایب آبیاری زمین‌های کشاورزی می‌پردازیم.

آبیاری زمین کشاورزی

آبیاری زمین کشاورزی

آب مورد نیاز برای مزارع بیشتر از منابع آب زیرزمینی مانند سفره‌های زیرزمینی، چشمه‌ها و چاه‌ها یا منابع آب سطحی مانند رودخانه‌ها، برکه‌ها یا دریاچه‌ها تامین می‌شود. گیاهان برای زنده ماندن و رشد، نیاز به آب دارند و روش‌های آبیاری به طور غیر طبیعی، آب را به گیاهان انتقال می‌دهد. به طور مثال: در گذشته حفر کانال‌ها برای انتقال آب به گیاهان و استفاده از چرخ‌های آب برای تامین آب از نهرها به محصولات، برای آبیاری زمین‌های زراعی استفاده می‌شد، اما این روش‌ها خسته کننده هستند و به زمان و کار زیادی نیاز دارند. امروزه روش‌های جدید و نوین آبیاری ابداع شده که نیاز محصولات را به خوبی برآورده می‌کند و کشاورزان می‌توانند از آنها بهره ببرند.

به طور کلی این روش‌ها را می‌توان به ۲ دسته تقسیم کرد:

1. آبیاری سطحی
2. آبیاری زیرسطحی (تحت فشار)

روش‌های آبیاری سنتی و قدیمی

تحقیقات نشان داده که هنوز در بسیاری از کشورهای سراسر دنیا از روش‌های قدیمی برای آبیاری زمین‌های زراعی و باغات استفاده می‌شود. این روش‌ها بسیار سخت و پرهزینه هستند و علاوه بر آن مشکلات زیادی دارند که از جمله آنها مصرف بالای آب است، از جمله زمانی که کشورهای دنیا با کمبود آب روبرو هستند.

آبیاری زیرسطحی

اما استراتژی‌های قدیمی آبیاری هنوز کهنه نشدند. بسیاری از کشاورزان هنوز هم از این روش‌ها برای تضمین جوانه زنی مناسب بذر، بازدهی بهتر محصول و توسعه سریع محصولات غذایی استفاده می‌کنند. به طور مثال: هند یکی از کشورهای صادرکننده اصلی جو، میوه‌های خشک و محصولات غلات طبیعی است که با موانعی از قبیل بازدهی کم محصولات، برداشت نامطلوب، طوفان، سیل و سایر مشکلات در کشاورزی روبرو است. برخلاف تصور، رویکردهای سنتی برای آبیاری زمین‌های کشاورزی در این کشور بر این مسائل غلبه کرده و آبیاری سنتی که به همان آبیاری ارگانیک معروف است، نتیجه مطلوبی داشته است.

در ادامه ۴ نوع روش آبیاری سنتی را بیان می‌کنیم:

روش حوضچه

روش حوضچه یک نوع روش آبیاری است که به دسترسی زیاد به آب متکی است. زمین‌های زیر کشت در این روش به بخش‌های مختلف تقسیم می‌شوند و آب در بالاترین نقطه زمین ذخیره می‌شود، سپس از آن نقطه به سایر بخش‌ها، سرازیر می‌شود. این نوع روش آبیاری از دیرباز وجود داشته است.

روش آبیاری نواری

در این روش، زمین‌های کشاورزی به نوارهای مختلفی تقسیم می‌شوند. طول هر نوار به نقطه شیب زمین تا منطقه عرضه بستگی دارد. چنین روشی نیاز کمی به نیروی کار و سرمایه گذاری دارد و به همین دلیل کشاورزان از این روش زیاد استفاده می‌کنند.

آبیاری شیاری

این روش که برای زمین‌های بسیار بزرگ مفید است، زمانی مفید است که محصولات به صورت ستونی در کاشته شده باشند.

آبیاری شیاری

آبیاری کانالی

در این روش، معمولا از گل و سیمان برای ساخت کانال استفاده می‌شود که در نزدیک درختان ساخته می‌شوند. این کانال‌ها با هدف اینکه آب را درون خود نگه دارند و به گیاه برسانند، حفر می‌شوند.

روش‌های آبیاری مدرن

در حال حاضر با راه اندازی سیستم‌های نوین و فناوری‌های نوین در آبیاری، رشد و برداشت بهتر محصولات برای کشاورزان امکان‌پذیر است. آبیاری مدرن بیشتر در مناطقی استفاده می‌شود که با کمبود آب روبرو هستند و بارندگی در این مناطق صورت نمی‌گیرد.

در روش‌های مدرن برای تامین آب، از پمپ‌ها، لوله‌های پلی اتیلن و نازل‌ها استفاده می‌کنند و در روش‌های مدرن آب به طور مساوی در سطح مزرعه پراکنده می‌شود. چهار نوع روش آبیاری سطحی، آبیاری بارانی، آبیاری قطره‌ای و آبیاری زیرسطحی است.

تاریخچه توسعه روش‌های آبیاری

با پیشرفت تکنولوژی و تمدن بشری، روش‌های آبیاری نیز پیشرفت محسوسی کردند. شواهد قدیمی آبیاری ۶۰۰۰ سال قبل از میلاد، نشان دهنده این است که بخشی از کشور اردن، منطقه‌ای که اغلب به عنوان مهد تمدن شناخته می‌شود، حاکی از پیشرفت در این زمینه بوده است. هرجا که تمدن رشد کرد؛ انسان‌ها سدهای باستانی، مخازن و سیستم‌های پیچیده کانال‌های آبیاری ساختند. در آمریکا قبایل آزتک، مایل‌ها سیستم قنات ایجاد کرده بودند تا آب را به زمین‌های کشت شده خود هدایت کنند.

انواع روش‌های آبیاری کشاورزی

روش‌های زیادی برای آبیاری زمین‌های زراعی و باغات وجود دارد که بسته به شرایط آب و هوایی و نوع خاک، تعیین می‌شوند.

در ادامه ۵ نوع روش آبیاری را بررسی می‌کنیم:

1. آبیاری سطحی (معروف به آبیاری غرقابی یا شیاری)
2. آبیاری قطره‌ای یا میکرو
3. آبیاری بارانی
4. آبیاری سنترپیوت
5. آبیاری فرعی

آبیاری سطحی

آبیاری سطحی یا غرقابی اولین روش آبیاری ابداع شده توسط بشر است. این سیستم آبیاری سطحی معمولا از یک منبع آب مانند یک کانال استفاده می‌کند. در این روش، زمین‌ها به گونه‌ای درجه بندی می‌شوند که به تدریج از منبع آب دور شوند یا حتی ممکن است پلکانی شوند. بنابراین آب در کل منطقه حرکت می‌کند و به راحتی به شیارهای بین ریشه‌های گیاه می‌رسد. توجه داشته باشید که در این نوع روش آبیاری، گیاهان باید در بسترهای موازی کاشته شوند.

این روش دارای معایبی است که بزرگترین آنها هدر رفت زیاد آب است. خاک‌ها و گیاهان فقط مقدار مشخصی آب را به خود جذب می‌کنند و در این روش گیاهان را از طریق رواناب غرق آب می‌کنند که بخش عمده‌ای از آب تبخیر یا ممکن است حتی تاثیر منفی روی محصول بگذارد.

آبیاری سطحی به عنوان آبیاری غرقابی، حفره‌ای یا ثقلی نیز شناخته می‌شود و به احتمال زیاد قدیمی‌ترین شکل آبیاری یک منطقه از زمین است. این روش را به هفت نوع روش اصلی تقسیم می‌کنند که در ادامه بیان می‌کنیم:

آبیاری شیاری (Furrow Irrigation)

در این نوع آبیاری، کانال‌های موازی باریکی در سراسر زمین زیر کشت با شیب ملایم حفر می‌شوند. این عمل یک پشته برجسته در بین شیارها یا کانال‌هایی که محصول در آنها کاشته می‌شود، ایجاد می‌کند و آب از طریق یک منبع شیارها به گیاهان انتقال می‌یابد.

دایک‌ها یا خاکریزها (تپه‌های برآمده از خاک یا سایر مواد ساخته شده یا قرار داده شده در امتداد لبه‌ها برای حفظ آب) در انتهای زمین ساخته می‌شوند تا از ریختن آبی که از شیارها به سمت پایین می‌رود، جلوگیری کنند. آبیاری شیاری نیز به چند دسته شامل آبیاری شیاری راه راه، آبیاری شیاری مدرج و آبیاری شیار سطحی تقسیم می‌شود.

آبیاری شیاری در زمین کشاورزی

آبیاری حوضه‌ای

این روش آبیاری در زمین‌های مسطح و هموار استفاده می‌شود. این زمین‌ها دارای دایک‌هایی به ارتفاع ۳۰ تا ۵۰ سانتیمتر هستند که در اطراف محیط ساخته شده‌اند و مرزهایی را ایجاد می‌کنند که آب را در داخل زمین نگه می‌دارد.

آبیاری نواری مرزی

ترکیبی از روش‌های آبیاری جویچه‌ای و حوضه‌ای است که در انتهای بالاتر شیب، آب وارد نوارهای مرزی می‌شود و به طور تدریجی در سرتاسر زمین جریان می‌یابد. این نوع آبیاری برای محصولاتی مانند غلات، ریز، یونجه و چمن مناسب است.

آبیاری سیلابی

این روش از آبیاری در زمین‌های شیب دار برای محصولات کم ارزش کاربرد دارد. محصولاتی که نیاز به توزیع یکنواخت رطوبت ندارند. همچنین در این مناطق آب فراوان با هزینه کم وجود دارد. از این روش برای چمن‌های علوفه‌ای چند ساله و محصولات مرتعی که به مقاومت در برابر فرسایش خاک کمک می‌کند، استفاده می‌شود.

آبیاری قطره‌ای یا میکروبی

در آبیاری قطره‌ای، لوله‌های پلاستیکی (لترال) را در نزدیکی محصولات یا گیاهان قرار می‌دهند. این لوله‌ها سوراخ‌هایی در خود دارند که آب را به صورت قطره قطره تراوش می‌کنند و به ریشه گیاه می‌رسانند. آبیاری قطره‌ای در حال حاضر پر کاربرد ترین روش آبیاری در جهان است و باعث کاهش هدر رفت آب در کشاورزی می‌شود.

آبیاری قطره‌ای (میکروبی) شبکه‌ای از لوله‌های سوراخ‌دار است که در کنار محصولات کاشته می‌شود و در این روش با استفاده از یک پمپ کم فشار در داخل لوله‌ها به حرکت در می‌آید. هزینه عملیاتی راه اندازی سیستم آبیاری قطره‌ای نسبت به سایر روش‌های آبیاری کم است، اما تعمیر و نگهداری از آن می‌تواند چالش برانگیز باشد. این سیستم معمولا بین ۱۰ تا ۱۵ سال عمر می‌کند اما میزان سختی آب، آلودگی‌ها، خوردگی و ذرات کوچک، ممکن است بر راندمان این روش تاثیرات منفی بگذارد. زیرا کم آبی به همان اندازه مضر است که آبیاری بیش از حد می‌تواند عملکرد محصول را کاهش دهد.

این روش نسبتا جدید است و روز به روز در حال گسترش است. آبیاری قطره‌ای برای اجرا نیاز به آب زیادی ندارد و به ویژه در تولید محصولات مانند سبزیجات و میوه‌ها استفاده می‌شود. بهتر است در مناطقی که “خاک” محتوای “آهن” بالایی دارد از سیستم‌های آبیاری قطره‌ای یا میکرو استفاده نشود.

آبیاری بارانی

آبیاری بارانی پدیده باران را تقلید می‌کند. در این روش لوله‌های آب را به مکان‌های مرکزی مزرعه می‌برند و آبپاش‌هایی که در آنجا قرار می‌گیرند، آب را میان مزارع تولید می‌کنند. روش بارانی یکی از کارآمدترین روش‌ها برای آبیاری زمین‌های ناهموار برای کشاورزی است و بدون در نظر گرفتن اندازه زمین، بهترین پوشش را ارائه می‌دهد.

آبیاری بارانی دارای انواع مختلفی است که در لیست زیر بیان می‌کنیم:

• کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک
• کلاسیک نیمه متحرک
• کلاسیک کاملا ثابت
• کلاسیک کاملا متحرک
• آبپاش غلتان
• سیستم آبیاری سنترپیوت
• سیستم آبیاری متحرک خطی
• سیستم آبیاری ارائه‌ای (گان)

آبیاری سنترپیوت یا مکانیزه

آبیاری محوری یا سیستم‌های آبیاری مرکزی (CPI) از نظر فنی نوعی روش آبیاری بارانی است. اما آنها به اندازه کافی ویژگی‌های منحصر به فرد دارند و به اندازه کافی محبوب هستند که به صورت مجزا دسته بندی شوند. کشاورزان معمولا از سیستم‌های CPI برای تولید محصولاتی مانند سیب زمینی، غلات ریز، سویا، ذرت و محصولات علوفه‌ای مانند یونجه استفاده می‌کنند.

آبیاری سنترپیوت یا محوری، آب را در یک منطقه دایره‌ای بر روی یک مزرعه ارائه می‌دهد. لوله‌های جانبی در سراسر برج‌ها (سازه) معلق هستند. سرهای آبپاش با دهانه معمولا ۱۰۰۰ فوت از انتهای لوله‌های آویزان متصل هستند.

از نظر راندمان، آبیاری مکانیزه کارآمدتر از آبیاری غرقابی و قابل مقایسه با آبیاری قطره‌ای است. با این حال سنترپیوت‌ها برای نصب در زمین‌های بزرگ هزینه کمتری دارند و اغلب در یک یا دو روز نصب می‌شوند. این روش در مزارع با خاک‌های شنی ترجیح داده می‌شود و می‌توان این روش را برای هر نوع خاکی با میزان تغییر کاربرد و انواع آبپاش اصلاح کرد.

یکی از مزایایی که آبیاری مکانیزه ارائه می‌دهد، استفاده از آن در زمین‌های ناهموار است. امری که در آبیاری غرقابی شدنی نیست. همچنین از سنترپیوت‌ها می‌توان برای اعمال مواد شیمیایی و کود در مزارع استفاده کرد.

آبیاری فرعی

آبیاری فرعی روشی برای رساندن آب به محصولات زیر سطح خاک است. آب ممکن است از طریق یک سری لوله‌ها و گودال‌ها و یا حتی با استفاده نوارهای آبیاری قطره‌ای مدفون شده در زیر زمین به ریشه گیاه برسد. این سیستم‌ها رایج نیستند، اما به دلیل اینکه استفاده آسانی دارند، محبوبیت آنها در حال افزایش است.

روش‌های آبیاری زمین کشاورزی

مخازن ذخیره آب

نقش مخازن آب بر مدیریت مصرف آب در زمین‌های کشاورزی را نیز نباید نادیده گرفت. در روش‌های آبیاری مدرن و قدیم، استفاده از مخازن ذخیره آب کشاورزی برای بهینه‌سازی و مدیریت مصرف آب بسیار پر اهمیت است. در برخی از زمین‌های کشاورزی با استفاده از ورق‌های ژئوممبران، اقدام به ساخت مخزن بزرگ می‌کنند که از آنها می‌توان حتی برای ذخیره آب باران نیز استفاده کرد.

روش‌های جدید آبیاری در جهان

نیاز رو به رشد مواد غذایی و کاهش دسترسی به آب باعث شده تا کشاورزان به دنبال راه‌های جدیدی برای کاهش مصرف آب باشند. در برخی موارد، کشاورزان به دلیل کاهش ذخایر آب نمی‌توانند محصول خوبی تولید کنند، به همین دلیل به روش‌های کارآمدتری مانند آبیاری قطره‌‌ای روی آوردند.

برخی از فناوری‌های جدید برای سیستم‌های آبیاری عبارتند از:

• تصویربرداری هوایی از طریق ماهواره‌ها یا هواپیماهای بدون سرنشین که سطح رطوبت خاک را اندازه‌گیری می‌کنند.
• کاوشگرهای بی سیم که رطوبت خاک و داده‌های مورد نیاز را جمع‌آوری می‌کنند.
• ایستگاه‌های هواشناسی که بادها، رطوبت، نرخ تبخیر و بارندگی را کنترل می‌کنند.
• کاوشگر و مانیتوری که میزان تبخیر و تعرق گیاه را اندازه‌گیری می‌کنند.

این فناوری‌ها امکان استفاده دقیق از آب را در زمان و مکان مورد نیاز فراهم می‌کنند و سیستم‌های آبیاری کارآمدتر باعث کاهش مصرف آب و زحمت کمتر کشاورزان می‌شوند.

آبیاری زمین کشاورزی

اهمیت آبیاری در کشاورزی

اهمیت چگونگی آبیاری در زمین کشاورزی در میزان تولید محصول و بازگشت مخارج بسیار تاثیرگذار است. برخی از مزایای آبیاری در کشاورزی عبارتند از:

• افزایش بازدهی محصول در زمین‌های کشاورزی نسبت به قدیم
• بهبود کسب و کار کشاورزی با استفاده از روش‌های آبیاری مناسب
• تامین رطوبت مورد نیاز خاک برای رشد بذر با سیستم آبیاری مناسب
• تامین میزان اکسیژن و هیدروژن از طریق آبیاری مناسب
• رشد بهتر گیاه با آبیاری مناسب
• حفظ ساختار خاک سطحی
• آبیاری با رفع کمبود آب
• آبیاری با تولید انبوه محصولات کشاورزی
• جلوگیری از ایجاد علف‌های هرز
• استفاده از ذخایر در زمان قحطی