4 گام اساسی در برنامه ریزی آبیاری

اجرا سیستم آبیاری در یک زمین کشاورزی نیاز به برنامه‌ریزی و سرمایه‌گذاری زیادی دارد. بنابراین نیاز است تا قبل از اقدام به خرید و نصب سیستم آبیاری، در خصوص زمین خود برنامه ‌ریزی آبیاری انجام دهید. برنامه ریزی آبیاری می‌تواند به عنوان بیمه‌ای در برابر بارندگی ناکافی و استرس‌های کم آبی محصول عمل نماید.

برنامه ریزی آبیاری چیست؟

به طور کلی برنامه‌ریزی به مجموعه عملیات و تصمیماتی اشاره دارد که به توان با امکانات و منابع آبی موجود، نیاز آبی و آبیاری محصولات مورد کشت را برآورده کرد، بدون اینکه محصول دچار استرس کم‌آبی شود.

برنامه ریزی آبیاری چیست؟

مراحل برنامه‌ریزی آبیاری

• بررسی قابلیت آبیاری زمین و خاک
• بررسی میزان و کیفیت آب در دسترس
• انتخاب روش مناسب آبیاری و بررسی در دسترس بودن نیروی کار، تجهیزات و انرژی
• بررسی جنبه‌های اقتصادی

مرحله اول: بررسی قابلیت آبیاری زمین و خاک

به ‌دلیل مشکلاتی از قبیل شکل زمین (وجود شیب‌های تند)، نفوذ پذیری پایین و یا زهکشی ضعیف که منجر به تجمع نمک می‌شود، نمی‌توان همه نوع خاک و زمینی را آبیاری و مورد کشت قرار داد. بطور کلی انواع خاک‌ها را می‌توان به سه دسته کلی طبقه‌بندی کرد.

1- خاک‌های قابل آبیاری

به خاک‌هایی گفته می‌شود که به دلیل وجود بافت مناسب و شکل ایده‌آل زمین، هیچ‌گونه محدودیتی برای دریافت آب ندارند.

2- خاک‌هایی که تحت شرایطی قابلیت آبیاری دارند

این خاک‌ها به دلیل وجود مواردی نظیر: لایه‌های نفوذ ناپذیر، پتانسیل شوری زیاد، شیب تند و… محدودیت‌هایی برای آبیاری مناسب دارند. برخی از این زمین‌ها را می‌توان با زهکشی مناسب اصلاح کرد. نکته مهم در خصوص چنین شرایطی، بررسی دقیق زمین قبل از اقدام به کشت و آبیاری است.

3- خاک‌های غیر قابل آبیاری

این نوع از خاک‌ها دارای محدویت‌های شدیدی در جذب آب و آبیاری موفقیت‌آمیز هستند و عملا قابلیت کشت را از دست می‌دهند.

قابلیت آبیاری خاک

اجزا تشکیل دهنده بافت خاک کدام‌اند؟

به طور کلی بافت خاک، نشانگر درصد اجزای تشکیل دهنده بخش معدنی خاک که عبارتند از: شن، سیلت و رس.

نحوه ترکیب این سه بخش، بر خاک زمین کشاورزی تاثیر‌گذار هستند. ذرات تشکیل دهنده خاک، واحدهای بزرگ‌تری را ایجاد کرده که آنرا سنگدانه می‌نامیم. سنگدانه‌ها به یکدیگر می‌چسبند و تشکیل کلوخ می‌دهند. بین ذرات، سنگدانه‌ها و کلوخ‌ها منافذی وجود دارد. این منافذ می‌توانند بزرگ یا کوچک باشند که نحوه توزیع آنها بسیار مهم است.

در یک طبقه‌بندی دیگر خاک‌ها را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:

خاک سبک

ترکیبات این خاک‌ها به گونه‌ای است که بیش از 80 درصد از آن را شن و کمتر از 12 درصد را رس تشکیل می‌دهد. عموما قدرت جذب این خاک‌ها بالا بوده ولی ظرفیت نگهداری پایینی دارند. به همین سبب حاصلخیزی مناسبی نخواهند داشت. به خاک سبک، خاک گرم نیز گفته می‌شود.

خاک متوسط

خاک‌هایی که درصد رس آنها بین 12 تا 28 درصد باشد جز خاک‌های متوسط طبقه‌بندی می‌شوند. این گروه از خاک‌ها از نظر حاصلخیزی مناسب می‌باشند چرا که علاوه بر ظرفیت نگهداری بالا، قدرت جذب کافی نیز دارند.

خاک سنگین

درصد رس این گروه از خاک‌ها بیش از 28 درصد بوده، ظرفیت نگهداری بالایی دارند و رطوبت خوبی در اختیار گیاه قرار می‌دهند. مشکل بزرگ این گروه، کمبود منافذ خاک برای تنفس محصول است.

ظرفیت نگهداری آب و مواد مغذی در خاک‌ها با ترکیبات متفاوت یکسان نیست. به طور مثال تنها 15% رطوبت در یک خاک سبک می‌تواند برای شکوفایی محصول مناسب باشد، درحالی که همین درصد در یک خاک متوسط و یا سنگین برای بقای گیاه کافی نیست. آب در اطراف و داخل منافذ جمع می‌شوند. گیاه ابتدا آب را از منافذ بزرگ جذب کرده، سپس در صورت اتمام آب منافذ بزرگتر از منافذ کوچک تغذیه می‌کند.

مثلث بافت خاک

بافت‌ خاک از دو جهت بر برنامه ‌ریزی آبیاری تاثیر می‌گذارد:

1- بافت خاک تعیین‌کننده ظرفیت خاک و میزان نفوذپذیری (سرعت پذیرش آب توسط خاک) آن است. قبل از طراحی سیستم آبیاری بایستی اطلاعات کافی از بافت خاک بدست آورید چرا که این موضوع بر جریان آب، فاصله آبپاش‌ها و قطره‌چکان‌ها تاثیرگذار است.

2- شناخت بافت خاک به معنی دانستن موارد زیر است: چقدر آب در منطقه ریشه وجود دارد؟ ظرفیت نگهداری آب در خاک چه مقدار است؟ چه اندازه آب در دسترس ریشه قرار می‌گیرد؟ بنابراین محاسبه نیاز آبی و میزان آبیاری با سهولت بیشتری انجام شده و از وارد شدن استرس آبی به محصول جلوگیری می‌شود.

حالت‌های مختلف بافت خاک هنگام آبیاری

خاک در هنگام آبیاری می‌تواند سه حالت کلی داشته باشد:

• اشباع

به حالتی گفته می‌شود که تمام منافذ خاک با آب پر شده باشد.

• ظرفیت زراعی (Field Capacity)

حالتی است که زمین حداکثر آبی که می‌تواند بپذیرد را دریافت کند. ایده‌آل‌ترین شرایط برای رشد محصول، حالت ظرفیت خاک است. در دسترس بودن آب به تفاوت بین ظرفیت خاک و نقطه پژمردگی اشاره دارد. برای ریشه، دست یافتن به ظرفیت خاک، به دلیل وجود رطوبت و هوای کافی امری ضروری محسوب می‌شود.

• نقطه پژمردگی‌ (Permanent Wilting Point)

حالتی است که گیاه به دلیل نبود رطوبت کافی، توانایی جذب آب از خاک را از دست بدهد.

انواع حالات خاک هنگام آبیاری

در شکل بالا می‌توان تفاوت سه حالت اشباع، ظرفیت خاک و نقطه پژمردگی را بررسی کرد. بهترین شرایط برای رشد و پرورش محصولات حالت ظرفیت خاک می‌باشد که هم نیاز آبی برطرف شده و هم فضای کافی برای تنفس ریشه وجود دارد.

شوری خاک

شوری به وجود نمک در آب و خاک کشاورزی اشاره دارد. نمک به طور طبیعی در خاک، آبهای سطحی و زیر زمینی وجود دارد. رایج‌ترین نمکی که منجر به شوری در آب و خاک می‌شود سدیم کلرید است، اما مواد دیگری از قبیل: منیزیم، کلسیم، پتاسیم و… نیز می‌توانند منجر به این امر شوند. هر چه شوری خاک بالاتر باشد توان جذب آب از خاک توسط گیاه دشوارتر شده و محصول به نقطه پژمردگی می‌رسد. برای دریافت اطلاعات بیشتر در زمینه آبیاری با آب شور به مقالات آبیاری مراجعه نمایید.

نمودار نسبت شوری خاک به میزان محصول

PH خاک

پی اچ خاک به میزان اسیدی و یا قلیایی بودن خاک اشاره دارد. در شرایط عادی PH خاک عددی بین 14-1 است که در این بازه عدد 7 خنثی بوده، زیر7 حالت اسیدی و بالاتر از 7 قلیایی است. وجود برخی از ترکیبات می‌تواند قلیایی و یا اسیدی بودن خاک را تغییر دهد. PH به عنوان یک متغیر اصلی برای کنترل فرآیندهای شیمیائی در خاک بسیار مهم در نظر گرفته می‌شود. در واقع PH با یک فرآیند کنترلی، بازه استاندارد اسیدی یا بازی بودن را برای پرورش محصولات تعیین می‌کند. محدوده بهینه PH برای اکثر گیاهان عددی بین 5/5 تا 7 می‌باشد. با این وجود بسیاری از گیاهان نیز وجود دارند که خارج از این محدوده توان رشد و باروری را دارند.

یک خاک لومی عمیق با زهکشی مناسب، با هوا دهی بین 10-12% با آب زیر زمینی 5/1 تا 2 متری از سطح خاک و ظرفیت نگهداری 15% (15 سانتی متر آب در هر متر عمق خاک) به عنوان یک خاک بهینه برای آبیاری و کشت در نظر گرفته می‌شود. استفاده از روش آبیاری قطره‌ای عملیات رساندن مواد مغذی و ایجاد توازن اسیدی و بازی را در خاک بسیار سهولت می‌بخشد. اگرچه بهبود خواص فیزیکی ضعیف خاک کاری دشوار است و به عنوان یک محدودیت در رشد محصول پذیرفته شده، اما با روش آبیاری قطره‌ای قادر خواهید بود تا با کنترل دقیق مقدار آبیاری، این مشکلات را حل کنید.

آزمون خاک

برای تعیین خصوصیات و بافت خاک موجود، و در ادامه آن انتخاب روش آبیاری مناسب برای زمین و محصول، فاصله لوله‌ها، و شدت جریان و… تجزیه و تحلیل و آنالیز خاک امری ضروری است. برای آنالیز خاک با کمک دو سطل 10 لیتری و یک کج بیل و مته خاک اقدام به گرفتن نمونه از زمین کشاورزی نمایید.

نحوه نمونه برداری از خاک

روش و مراحل نمونه ‌برداری خاک

• در امتدا قطر زمین حرکت کرده و به نسبت مساحت زمین هر 50 تا 100 متر از خاک نمونه‌برداری کنید.
• در هر نقطه نمونه‌برداری باید دو نمونه گرفته شود. ( یکی از عمق 30 سانتی‌متری و دیگری از عمق 60 سانتی‌متری)
• تمام نمونه‌های گرفته شده در عمق 30 سانتی‌متری باید در یک سطل و نمونه‌های گرفته شده از عمق 60 سانتی‌متری در سطل جدا ریخته شود.
• پس از اتمام نمونه‌برداری محتوایات هر سطل را خوب مخلوط کنید
• از هر سطل 1.5 کیلوگرم مخلوط بردارید و در کیسه‌های مجزا بسته‌بندی کرده و با لیبل عمق نمونه‌برداری هر کدام را مشخص نمایید.
• نمونه‌ها را به یک آزمایشگاه معتبر و دارای گواهینامه تحویل دهید.

شاخص‌های اصلی در تجزیه و تحلیل خاک

• ترکیبات مکانیکی خاک
• شوری و PH خاک
• NPK ( نیتروژن، فسفر و پتاسیم)
• کلسیم
• منیزیم

طیف گسترده‌ای از تجزیه و تحلیل‌ها برای خاک وجود دارد که در صورت لزوم می‌توانید از آزمایشگاه درخواست کنید. نکته‌ای که در مورد عمق نمونه‌بردرای وجود دارد این است که نمونه‌برداری می‌تواند تا عمق دو متری و در سه مرحله نیز ادامه داشته باشد.

گام دوم: تعیین مقدار و کیفیت آب مورد نیاز

مساله آب در آبیاری به نوعی قلب هر سیستم آبیاری محسوب می‌شود. فاکتور و بررسی میزان آب مورد نیاز، از اساسی‌ترین مواردی است که می‌تواند در موفقیت سیستم آبیاری و در نهایت پرورش مناسب محصولات، شما را یاری کند. برای اطمینان از مناسب بودن آب برای کشاورزی، می‌توانید از آزمایشگاه‌های تخصصی آب که در این حوزه فعال هستند کمک بخواهید. بررسی سازگاری نوع خاک با آب از این جهت اهمیت دارد که مورد استفاده در آبیاری را تعیین می‌کند.

بودجه بندی آب

هدف از بودجه‌بندی آب، حفظ رطوبت خاک در سطح مطلوب برای جایگزینی آب مصرفی محصول است. میزان و مقدار استفاده از آب توسط محصول را نرخ تبخیر و تعرق (ET) نیز می‌نامند. میزان استفاده آب با توجه به مرحله رشد گیاه و آب‌و‌هوا متغیر است. گیاهان عموما در شرایط گرم و خشک آب بیشتری مصرف می‌کنند. همچنین باد و ابر نیز می‌تواند بر نرخ تبخیر و تعرق تاثیر‌گذار باشد.

روش بودجه‌بندی آب برای آبیاری نسبتا ساده است. اما بایستی برای هر مرحله از رشد گیاه برنامه‌ریزی مجزایی صورت پذیرد. مهمترین مسئله‌ای که یک برنامه کارآمد و بودجه‌بندی بهینه آن را مد نظر دارد، برآورده کردن نیاز آبی محصول با منابع آبی موجود است. نرخ تبخیر و تعرق را می‌توان از داده‌های مرکز هواشناسی منطقه بدست آورد. با این وجود میزان تبخیر و تعرق (ET) به مواردی مثل: دما، شدت تابش خورشید، رطوبت نسبی هوا، سرعت باد و… بستگی دارد.

گام سوم: بررسی در دسترس بودن نیرو و تجهیزات آبیاری

منبع نیرو

در صورت وجود برق، اولویت با استفاده از این منبع انرژی است. بطور عمده منبع برق دارای مزیت‌هایی به نسبت موتورهای دیزلی است. از مهمترین مزیت این انرژی می‌توان به: هزینه پمپاژ کمتر، تعمیر و نگهداری به‌ صرفه‌تر، قابلیت اطمینان بیشتر و سهولت کار اشاره کرد.

تجهیزات

انتخاب سیستم آبیاری (پمپ‌ها، ایستگاه فیلتراسیون، خطوط لوله، تجهیزات آبیاری و…) باید متناسب با نیاز‌های آبیاری شما صورت پذیرد. هنگام خرید این تجهیزات لازم است تا به سطح زیر کشت، شکل زمین، نیاز به نیروی کار، منبع تغذیه، فشار کاری مورد نیاز و… دقت کافی داشت. یکی از مهمترین مواردی که باید به هنگام انتخاب سیستم آبیاری دقت کرد، گردش محصول در سال‌های کشت است. اجرا و پیاده سازی تجهیزات آبیاری عموما هزینه زیادی برای کشاورزان به همراه دارند. بنابراین توصیه می‌شود قبل از تهیه و اجرا تمامی جوانب را به خوبی بررسی کنید.

از سیستم‌های آبیاری سایر کشاورزان دیدن کرده و از تجربه آنها استفاده کنید، معایب و مزایای سیستم‌های آبیاری مختلف را بررسی نموده و ترجیحا از نمایندگی‌های فروش مجاز شرکت‌ها اقدام به خرید نمایید. تا جایی که ممکن است تمامی تجهیزات را از یک برند و نمایندگی‌های مجاز تهیه کنید. این موضوع مشکلات نصب و اجرا سیستم آبیاری را تا حد زیادی برطرف می‌کند.

انتخاب سیستم آبیاری مناسب

قدرت پمپ

فشار پمپ آب باید متناسب با زمین و نیاز سیستم آبیاری باشد. به هنگام خرید به قطر لوله‌ها، ضخامت دیواره‌ها، فشار کاری مجاز و… دقت نمایید.

گام چهارم: بررسی جنبه‌های اقتصادی

قبل از کشت محصولات باید بررسی شود که در چه ترکیبی می‌توانید بیشترین بازده را داشته باشید. آیا تک محصولی بالاترین بازده را خواهد داشت یا چند محصولی؟ برای پاسخ به این سوال مهم بایستی در خصوص مواردی مثل: بازار محصولات، قیمت فروش محصولات، امکان صادرات و واردات، هزینه کشت و پرورش و برداشت و… بررسی و تحقیق انجام دهید. به هنگام انتخاب ترکیب محصولات باید امکان‌سنجی کشت نیز صورت پذیرد، به گونه‌ای که ترکیب کشت از نظر امکانات و نیروی کار فعلی تناسب داشته باشد.