کم آبیاری چیست؟ و چه تاثیری بر درختان و گیاهان دارد؟

یکی از بزرگترین چالش‌­هایی که امروزه کشاورزان با آن مواجه هستند کاهش شدید منابع آبی در دسترس جهت تامین آب مورد نیاز محصولات است. در گذشته آبیاری محصـولات کشاورزی بدون هیچگونه محدودیتی از نظر تامین منابع آبی انجام می­‌شد. اما رفته رفته با افزایش جمعیت و صنعتی شدن جوامع، تقاضا برای مصرف آب افزایش یافت. از این رو کشاورزان در تامین منابع آبی مورد نیاز برای پرورش محصولات کشاورزی با مشکلات متعددی مواجه شدند. در چنین شرایطی کشاورزان روش‌­های مختلفی را برای جلوگیری از اتلاف منابع محدود آب به کار گرفتند. روش­‌هایی از قبیل خاک­‌ورزی، مالچ پاشی و استفاده از مواد ضد تعریق برای محصولات کشاورزی، که برای کاهش و بهینه­‌سازی مصرف آب بدون تاثیر منفی در راندمان محصول مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین روش­‌های نوین آبیاری مثل آبیاری قطره­‌ای، بارانی و... که اگر با برنامه‌ریزی و به صورت زمان‌­بندی شده انجام شوند می‌توانند موجب مصرف بهینه آب با راندمان بالا گردند.

از دیگر روش‌هایی که در زمینه کاهش مصرف آب جهت رشد محصولات استفاده می‌شود کم آبیاری یا Deficit Irrigation است. کم آبیاری روشی است که در آن، آبی که تاثیر معنا داری در افزایش عملکرد گیاه ندارد حذف می‌شود. چنین روشی علاوه بر استفاده بهینه از منابع آب، کمک می‌کند تا گیاه کیفیت قابل قبول خود را حفظ کند.


آنچه در این مقاله می‌خوانید:

ضرورت کم آبیاری

مهمترین اصول مدیریت کم آبیاری

نحوه اجرای کم آبیاری

راه‌های ارتقا میزان رشد گیاه

تاثیر کم آبیاری بر ریشه گیاه

کم آبیاری چگونه عملکرد گیاه را افزایش می‌دهد؟

کم آبیاری چگونه عملکرد گیاه را افزایش می‌­دهد؟

آیا کم آبیاری کیفیت محصولات را تغییر می‌دهد؟

چه خاکی برای کم آبیاری مناسب است؟

کم آبیاری برای چه محصولاتی مناسب است؟

بهترین روش برای زمان‌بندی کم آبیاری

فرصت‌ها و چالش‌ها در کم آبیاری


ضرورت کم آبیاری

همانطورکه در بالا گفته شد با توجه به بحران کم آبی در سراسر دنیا، به ویژه در مناطقی که در تنش شدید خشکی قرار دارند، کم آبیاری می‌تواند یک راهکار مدیریتی برای رفع چالش‌های کمبود آب کشاورزی باشد.

استراتژی های مورد استفاده در کم آبیاری شامل:

  • اصلاح برنامه­‌های آبیاری
  • متمرکز کردن آبیاری به مراحل بحرانی رشد محصول
  • کاهش نرخ آبیاری
  • پایان زودهنگام آبیاری
  • افزایش راندمان آبیاری به روش های مختلف


مهمترین اصول مدیریت کم آبیاری

کم آبیاری با سایر روش‌های آبیاری تفاوت­‌های زیادی دارد. دانستن میزان تعرق مجاز برای محصول، بدون کاهش قابل توجه عملکرد، از ابتدایی‌ترین اطلاعاتی است که هر کشاورز باید در این روش بداند. در کم آبیاری هدف اصلی، حذف آبیاری‌­هایی است که تاثیر کمی بر عملکرد محصول دارند. کاهش اندک عملکرد محصول در برابر ارزش آبی که در این روش ذخیره می‌شود قابل قیاس نیست.

یکی دیگر از اطلاعات مورد نیاز قبل از به اجرا درآوردن کم آبیاری تعیین میزان تنش‌­آبی است که محصول می‌­تواند طی دوره­‌های مختلف رشد و یا در فصول متفاوت سال تحمل کند. در رقم‌های مختلف از یک محصول، ارقامی که بار بیشتری می­‌دهند نسبت به ارقامی که بار کمتری دارند به تنش­‌های آبی حساس‌­تر هستند.

همچنین اجرای کم آبیاری برای ارقامی که فصل رشد کوتاهی دارند و در برابر شرایط آ­ب ­و هوایی خشک مقاوم هستند بیشتر پیشنهاد می­‌شود.


نحوه اجرای کم آبیاری

روش خشکی موضعی ریشه گیاه (PRD)

در این روش، آبیاری در قسمتی از ریشه انجام شده و قسمتی دیگر خشک باقی می‌ماند و این فرآیند به صورت متناوب تکرار می‌شود. با اجرای این تکنیک، قسمتی از ریشه که آبیاری نشده دچار تنش آبی شده که منجر به تولید ABA (آبسیزیک اسید) می‌شود. ABA یکی از مواد تنظیم کننده رشد گیاه است که نقش مهمی در بسیاری از جنبه‌­های رشد و نمو گیاه از جمله رسیدگی، خواب­ بذر و سازگاری با تنش­‌های محیطی مختلف ایفا می‌­کند. افزایش ABA در ریشه گیاه که به دلیل تنش آبی ایجاد گردیده به برگ‌­ها منتقل شده و باعث بسته شدن روزنه­‌های برگ گیاه می­‌شود و عامل کاهش میزان تبخیر و تعرق گیاه است. در چنین شرایطی از دست دهی آب از طریق تعرق کاهش می‌یابد.

کم آبیاری به روش خشکی موضعی ریشه

راه‌های ارتقا میزان رشد گیاه

در بیشتر تحقیقات انجام شده که با هدف بررسی کم ­آبیاری صورت پذیرفته است گیاه را یک مرتبه تحت تنش آبی ملایم قرار می­‌دهند و پس از آن آبیاری کامل انجام می‌شود. در این شرایط رشد و نمو طبیعی گیاه از سرگرفته می‌­شود و و گیاهان به سطحی همانند آبیاری کامل بازیابی می­‌شوند. در نمونه‌هایی که کاملا آبیاری شده، یک دوره کوتاه کمبود خفیف آب با تاثیر مثبت بر گیاه باعث رشد آن می­‌شود. به عنوان مثال در آبیاری ذرت رشد و نمو گیاه تحت تنش آبی تنها 3 روز پس از آبیاری مجدد، به سرعت به سطح کنترل بازمی­گردد.

زمانبندی و میزان اعمال کم­ آبیاری دو مولفه مهم در اثرگذاری در عملکرد گیاه می‌باشد. به طور مثال در ذرت، اعمال کم آبیاری در مرحله رویشی عملکرد دانه گیاه را بین 10 تا 20 درصد در مقایسه با تنشی که در کل دوره بر گیاه اعمال می‌­شود افزایش می­‌دهد.

گیاهان ذرت تیمار شده با کمبود آب خفیف در مراحل رشد بوته اولیه و ساقه، اثر مثبتی را از انتقال مراحل رشد اولیه به مراحل بعد نشان داده­‌اند.طبق تحقیقات انجام شده گیاهی که تنش آبی در مرحله رشد بوته بر آن اعمال شود در مراحل دیگر چرخه زندگی خود مقاومت بیشتری در برابر کمبود آب در خاک دارند.


در ادامه بخوانید: 4 گام اساسی در برنامه‌ریزی آبیاری


تاثیر کم آبیاری بر ریشه گیاه

تعداد محدودی گزارش در متون علمی وجود دارد که تاثیرات کم ­آبیاری بر ریشه گیاه را بررسی نموده است. آخرین مقالات ارائه شده نشان می‌­دهد کم‌آبیاری نسبت ریشه به ساقه را افزایش می‌­دهد. در آزمایشی که با اعمال کم آبیاری تنظیم شده (RDI) را در ذرت مورد بررسی قرار داد مشخص گردید که ایجاد تنش آبی ملایم در رشد بخش پوششی گیاه تغییرات چندانی ایجاد نمی­کند اما ریشه گیاه به میزان قابل توجهی رشد می­کند. افزایش رشد نسبت ریشه به اندام هوایی برای جذب آب و مواد مغذی پس از شروع مجدد آبیاری کامل فراهم می‌­کند.

به طور مشابه در پنبه، آبیاری جزئی ریشه باعث تحریک رشد ریشه­های ثانویه آن می­شود. افزایش نسبت ریشه به اندام هوایی برای بهبود جذب آب و مواد مغذی خاک مفید است که این پدیده معمولا با استفاده از روش PRD (آبیاری جزیی منطقه ریشه) مشاهده می‌­گردد و با استفاده از مدل‌های شبیه سازی نیز مورد تایید قرار گرفته است.


کم آبیاری چگونه عملکرد گیاه را افزایش می‌­دهد؟

بررسی‌­ها نشان می­‌دهد که کم آبیاری در مراحل اولیه رشد به حفظ و افزایش عملکرد گیاه کمک می­‌کند. در یکی از این تحقیقات که اثر کم آبیاری بر مزرعه کشت پنبه به روش آبیاری شیاری مورد بررسی قرار گرفته؛ با اعمال کم‌­آبیاری به صورت آبیاری کامل یک کرت و قرار دادن کرت مجاور در معرض خشک شدن؛ میزان محصول برداشتی مزرعه را 13 تا 24 درصد افزایش داشت. در واقع اعمال کم آبیاری در مراحل اولیه رشد باعث مقاومت گیاه نسبت به کم­‌آبی در مراحل بعدی از چرخه عمر محصول گردیده و یا حتی عملکرد محصول نیز افزایش یافته است.

سه عامل کلیدی کم آبیاری که در افزایش عملکرد محصول نقش دارند:

  • کم آبیاری جزیی در مرحله جوانه ­زنی باعث تحریک ریشه گیاه شده و نسبت ریشه به اندام‌های هوایی گیاه را افزایش می‌دهد. در نتیجه گیاه در برابر خشکی­‌های احتمالی در مراحل بعدی مقاومت بیشتری از خود نشان می­‌دهد.
  • کم آبیاری در مرحله رویشی، انتقال کربن ذخیره شده در بافت رویشی به دانه‌­ها را افزایش می‌­دهد.
  • کمبود آب باعث کاهش رشد سا­قه‌­ای و برگی گیاه شده و مواد جذب شده فتوسنتزی بیشتری به محصول نهایی می‌­رسند.

مقایسه کم آبیاری و آبیاری کامل یونجه

آیا کم آبیاری کیفیت محصولات را تغییر می‌­دهد؟

تحقیقات در مورد اثر کم آبیاری بر کیفیت محصولات و گونه‌­های مختلف آنان نتایج متفاوت، گوناگون و بعضا متناقضی دارد. به طور مثال در پرورش گوجه ­فرنگی که با استفاده از روش خشکی موضعی ریشه انجام شده است، گوجه‌ها گوشتی­‌تر و با طعم بهتری نسبت به نمونه­‌های بدون استفاده از کم آبیاری حاصل شده‌اند. این روش بروز و شدت پوسیدگی انتهای شکوفه را نیز کاهش می‌­دهد (از دلایل مهم کاهش کیفیت گوجه فرنگی).

با این حال استفاده از کم آبیاری برای محصولی مثل کلزا، روغن دانه‌ها را به میزان قابل توجهی کاهش داده است.

در گیاهان درختی اثرات ناسازگاری استفاده از کم­‌آبیاری مشاهده شده که کیفیت محصول کاهش پیدا کرده است. در تحقیقی که بر روی درخت پرتقال انجام شده اندازه میوه و درصد آب میوه کاهش داشته اما درصد اسید و غلظت آب میوه آن افزایش داشته است. در هلو اعمال کم آبیاری در اواخر دوره رشد گیاه عامل افزایش اسیدیته و افزایش قرمزی رنگ پوست آن بوده است که نشان­ دهنده بهبود کیفیت میوه است. در درخت توت اعمال کم آبیاری به طور قابل توجهی محتوای قندی و رنگ آن را کاهش داده است.

چنین مثال­‌هایی نشان می­‌دهند که کم آبیاری می­‌تواند در برخی موارد به بهبود ویژگی­‌های کیفی محصول کمک کرده و در برخی موارد اعمال این روش در آبیاری می‌­تواند کیفیت نهایی محصول را کاهش دهد. کشاورزان و افراد متخصص در این حوزه باید تاثیراتی که کم آبیاری بر مزرعه و کیفیت محصولات می­‌گذارد را ارزیابی کرده تا بتوانند کمترین میزان کاهش کیفیت را در محصولات خود داشته باشند.

کم آبیاری تنظیم شده انگور

چه خاکی برای کم آبیاری مناسب است؟

توجه به نوع خاک و ظرفیت ذخیره رطوبت آن، از دیگر عوامل مهم در استفاده از کم آبیاری است. به طور کلی خاک­های ماسه­ای می‌توانند به میزان کمتری رطوبت را در خود حفظ کنند. استفاده از کم آبیاری در این نوع خاک­­ها با سرعت بیشتری برای گیاه تنش آبی ایجاد می­کند اما در خاک­هایی که خاصیت رسی آن­ها بیشتر است به دلیل این که رطوبت را به خوبی در خود حفظ می­کنند کم­آبیاری می­تواند بهتر عمل کند. در استفاده از این روش برای آبیاری شاید نیاز باشد که شیوه­‌های زراعی نظیر تراکم گیاهان، میزان مصرف کود­های شیمیایی، تاریخ کاشت منعطف‌­تر، انتخاب ارقامی که فصل رشد کوتاهی دارند، مورد بررسی قرار بگیرد.


کم آبیاری برای چه محصولاتی مناسب است؟

محققین محصولات متفاوتی را جهت استفاده از روش کم آبیاری مورد بررسی قرار داده اند که در جدول زیر به آنها اشاره شده است.

محصولات بررسی شده از نظر قابلیت کم آبیاری

گیاهان بوته‌ای غیر درختی
گوجه
گندم
ذرت
کتان
کلزا
سیب زمینی
سویا
لوبیا
ماش
آفتابگردان
گیاهان درختی
انگور سفید
سیب
زیتون
شلیل


بهترین روش برای زمان‌بندی کم آبیاری

بر اساس بررسی‌های انجام شده بر طیف وسیعی از محصولات (پنبه، گندم، چقندرقند، سویا، نیشکر، سیب­زمینی و ذرت) می‌توان فرمول زیر را برای زمانبندی کم آبیاری استفاده نمود.


فرصت‌ها و چالش‌ها در کم آبیاری

همانطور که در ابتدا اشاره شد، با استفاده از روش کم آبیاری بین 20 تا 30 درصد در مصرف آب ­آبیاری صرفه­ جویی می‌شود، در شرایط مساعد تا 30 درصد راندمان مصرف آب افزایش پیدا کرده و در عین حال کمترین تاثیر در عملکرد محصول ایجاد خواهد شد. کم آبیاری را می‌­توان با برخی از تکنیک‌­های مدرن آبیاری مثل آبیاری بارانی، آبیاری قطره‌ای سطحی و زیر سطحی ترکیب کرد و با مدیریت مواد مغذی ناحیه ریشه از طریق کوددهی، کارایی را افزایش داد. این روش در کنار مزایای متعدد، چالش‌هایی نیز به همراه دارد.

-در وهله اول برای درک بهتر چالش‌­های مرتبط با کم ­آبیاری لازم به یادآوری این موضوع است که کم آبیاری از نوع RDI (آبیاری تنظیم شده) یعنی ایجاد یک تنش آبی ملایم برای گیاه. این تنش آبی و خشکی ناحیه‌­­ای در ریشه، پیام‌هایی را از ریشه به اندام‌های هوایی گیاه ارسال می­‌کند. این پیام‌ها عامل تغییر در شرایط شیمیایی و فیزیولوژیکی گیاه مثل بسته شدن روزنه‌­های برگ­‌ها و... هستند. در چنین حالتی مهم‌ترین چالش‌، اندازه‌گیری کمی تغییرات به وجود آماده در شرایط فیزیولوژیکی و شیمیایی گیاه خواهد بود.

-چالش بعدی نیاز این روش به بررسی موارد متعددی است که بررسی همه آن­ها نیاز به صرف زمان و داشتن دانش فنی و تجربی بالایی دارد. از این موارد می­‌توان به سطح رشد گیاه در زمان اعمال کم ­آبیاری، انتخاب مدل کم آبیاری مناسب، آگاهی از مراحل رشد غیر بحرانی گیاه و سایر شرایط محیطی (دما، رطوبت و...) که بر ایجاد تنش آبی در گیاه تاثیرگذارند اشاره نمود.

-اجرای این روش­ در شرایطی که محصول با تراکم بالایی کشت می‌شوند (ذرت) با دشواری­‌های بیشتری مواجه است.

-برای اجرای کم ­آبیاری و همچنین افزایش راندمان نیاز به اجرای سیستم آبیاری استاندارد وجود دارد که می­‌تواند هزینه اولیه بالایی داشته باشد.



برچسب‌ها

ارسال کننده محتوا


ارسال پیام