بخشی از مقاله
آبیاري نوین تنها گزینه توسعه پایدار کشاورزي در مناطق نیمه خشک
چکیده
براي دستیابی به عملکرد بهینه در مناطق خشک و نیمه خشک، یکی از گزینه هاي نو شناخت و به کارگیري روشهاي نوین آبیاري است. متخصصان علوم کشاورزي براي جوامع ساکن در مناطق نیمه خشک، نیازمند تغییر نگرش علمی خود درباره مفهوم
"توسعه" و بکارگیري "سیستمهاي پیشرفته فناوري" کشاورزي، مصرف بهینه آب و انرژي هستند .این مقاله سعی بر ان داشته که به بررسی شیوه هاي مختلف ابیاري نوین بپردازد و با بررسی همه جانبه این روشها فواید انها را ذکر نماید.از جمله این روشها که می توان به ان اشاره کرد ابیاري قطره اي،ابیاري قطره اي با مالچ،کشت در محیط کنترل شده ، ارزیابی میزان اب با سنجش از دور و
... می باشد.در حال حاضر در برخی کشورها، فاضلابهاي خانگی پس از تصفیه هاي فیزیکی و یا بیولوژیک براي آبیاري درختان و فضاهاي سبز با موفقیتی نسبی بکار گرفته شده اند. به منظور مدیریت هوشمند منابع آب در مقیاسهاي بزرگ، کاربرد سنجش گرها دمایی مادون قرمز براي تعیین نیاز آبی گیاهان مختلف عملی شده است.افزون بر این، استقرار "شبکه هاي هوشمند اطلاع رسانی هواشناسی" و دریافت اطلاعات ثبت شده در این مراکز، امکان بهینه سازي راندمان مصرف آب ابیاري را فراهم آورده است. یکی دیگر از گزینه هاي نوین براي بهره برداري از منابع موجود در مناطق خشک و نیمه خشک، توجه به "تنوع زیستی" فراهم آمده در این مناطق همچون امکان استفاده ازگیاهان جایگزین مانند گیاهان شورپسند، گیاهان دارویی و زینتی است که به تفصیل در رابطه با ان صحبت خواهد شد.
کلمات کلیدي:توسعه پایدار،ابیاري نوین،سنجش از د ور،ابیاري قطره اي
مقدمه
آب در طبیعت، چرخه وسیعی را از گاز، مایع تا جامد طی می کند و در هر مرحله رفتار آن از دیدگاه مهندسی پیچیدگی هاي خاص خود را دارد. شرایط اقلیمی، ناهمواریهاي توپوگرافی، وسعت منطقه و دوري از آبهاي آزاد از دیر باز ایرانیان را به اندیشیدن در مورد نگه داري، تنظیم و هدایت آب این مایه حیاتی واداشته، تا جایی که آب در فرهنگ این سرزمین علاوه بر حرمت مادي، داراي شان معنوي نیز گردیده است. مفاهیم علوم آبی در این سه دهه اخیر پیشرفت هاي چشمگیري نموده است، با این حال هنوز آبیاري و مدیریت منابع آب در بسیاري از نقاط ایران براساس روشهاي سنتی (که محتاج اصلاحات فراوان است) صورت می گیرد، با توجه به منابع محدود آب و خاك در ایران و توزیع غیر یکنواخت آن در سطح کشور باید سعی کرد با برنامه ریزي دقیق از منابع آب فصلی و سایر منابع به نحو صحیح استفاده نمود و از تکنیک ها و تجارب علمی نوین در گسترش سطح کشت آبی بهره جست(2 و.(1
یکی از راههاي استفاده بهینه از منابع آب به کار گیري روشهاي مدرن آبیاري است و با توجه به اینکه اکثر آب مورد استفاده در ایران در زمینه کشاورزي است مدیریت صحیح در این زمینه بسیار حائز اهمیت است.افزایش کارایی مصرف آب با برنامه ریزي صحیح و به کار گیري روش هاي مناسب آبیاري دو راهکار استفاده بهینه از آب است. از طرفی ارزیابی کارایی یک روش آبیاري مستلزم بررسی آن در شرایط مزرعه است که نتیجه این ارزیابی موجب افزایش کارایی مصرف آب در آن روش خواهد شد.
این واقعیت انکارناپذیر است که "زیستن" بدون آب امکان پذیر نیست. متاسفانه به رغم آنکه بیش از 70 درصد سطح کره زمین پوشیده از آب است، نزدیک به 99 درصد آن را آب دریاها و یخچالهاي طبیعی تشکیل می دهد و تنها حدود دو درصد سطح کره زمین را آبهاي قابل دسترس و مناسب براي مصارف گوناگون شامل می شود.(1و(2
منابع آب قابل استفاده به شدت و به طوري فزاینده در معرض آلودگی آلاینده هایی همچون فاضلابهاي خام (تصفیه نشده)،
پسابهاي صنعتی، باقیمانده هاي سموم و کودهاي شیمیایی محلول قرار دارند. به طوري که همه ساله حجمی معادل 20 میلیارد تن ضایعات و آلاینده به چنین منابع آبی قابل دسترسی تخلیه می شود. بدین ترتیب و با توجه به افزایش روز افزون جمعیت جهان، سهم دسترسی انسان به منابع خاك کشاورزي و آب مطلوب، شدیدا رو به کاهش است.بنابراین، متخصصان کشاورزي باید فناوریهاي نوینی را براي رویارویی با کاهش کمی و کیفی منابع آب و خاك به کار گیرند. در این راستا، برنامه هایی چند براي دستیابی به این تکنولوژي وجود دارد که در زیر به برخی از آنها پرداخته می شود(.(3
براي دستیابی به عملکرد بهینه در مناطق خشک و نیمه خشک، یکی از گزینه هاي نو شناخت و به کارگیري روشهاي نوین آبیاري است. متخصصان علوم کشاورزي براي جوامع ساکن در مناطق نیمه خشک، نیازمند تغییر نگرش علمی خود درباره مفهوم
"توسعه" و بکارگیري "سیستمهاي پیشرفته فناوري" کشاورزي، مصرف بهینه آب و انرژي، حفظ زیست بوم و منظرسازي هستند.
براي دستیابی به عملکرد بهینه در مناطق خشک و نیمه خشک، یکی از گزینه هاي نو شناخت و بکارگیري روشهاي نوین آبیاري است.زیرا بکارگیري فناوریهاي نو، موجب افزایش موثر بازده مصرف آب و پیشگیري از انباشت املاح در ناحیه رشد ریشه شده و عملکرد بیشتري را به ارمغان خواهد آورد. پیامد بی چون و چراي افزایش شهرنشینی متمرکز در مناطق نیمه خشک جهان، چیزي جز تقاضاي فزاینده آب و فشار بر منابع آبی محدود این مناطق نیست. از این رو استفاده دوباره از آبهاي یک بار مصرف شده، همچون پسابهاي خانگی و زه آبها به موضوعی پرچالش اما نو تبدیل شده است.
در حال حاضر در برخی کشورها، فاضلابهاي خانگی پس از تصفیه هاي فیزیکی و یا بیولوژیک براي آبیاري درختان و فضاهاي سبز با موفقیتی نسبی بکار گرفته شده اند. همچنین به منظور مدیریت هوشمند منابع آب در مقیاسهاي بزرگ، کاربرد سنجش گرها دمایی مادون قرمز براي تعیین نیاز آبی گیاهان مختلف عملی شده است.افزون بر این، استقرار "شبکه هاي هوشمند اطلاع رسانی هواشناسی" و دریافت اطلاعات ثبت شده در این مراکز، امکان بهینه سازي راندمان مصرف آب ابیاري را فراهم آورده است. یکی دیگر از گزینه هاي نوین براي بهره برداري از منابع موجود در مناطق خشک و نیمه خشک، توجه به "تنوع زیستی" فراهم آمده در این مناطق همچون امکان استفاده ازگیاهان جایگزین مانند گیاهان شورپسند، گیاهان دارویی و زینتی است(1 و.(2
مواد و روشها
کلیه مباحث مطرح شده در این مقاله به صورت مروري و بر اساس مطالعات کتابخانه اي و پژوهش در سایتهاي مختلف است با
توجه به این نکته به بررسی روشهاي نوین ابیاري در جهت توسعهپردازیمپایدار کشاورزي می .
مدیریت و حفاظت از آب
آبیاري قطره اي:
سیستم آبیاري قطره اي شامل خطوطی از لوله هاي پلاستیکی است که بر روي آنها سوراخهایی تعبیه شده که این خطوط را باید در امتداد ردیفهاي کشت مستقر کرد. این قبیل خطوط لوله را می توان بر روي سطح خاك و یا در زیر سطح آن قرار داد تا بدین ترتیب آب با تواتر زیاد (تناوب کوتاه مدت) از راه روزنه ها در اختیار گیاه قرار گیرد.آبیاري قطره اي، بهترین روش صرفه جویی در میزان مصرف آب است. ضمن آن که در این روش، امکان کاربرد همزمان کود نیز وجود داشته و در نیروي انسانی و هزینه هاي مربوط به ادوات کشاورزي صرفه جوئی می شود. یکی از ویژگیهاي این روش، صرفه جوئی در میزان آب کاربردي تا حد 50
درصد کمتر در دوره رشد گیاه در مقایسه با روشهاي غرقابی، جوي پشته و حتی سیستم آبیاري بارانی است. این موضوع، به ویژه در مورد خاکهاي سبک بافت صدق می کند. به طور کلی، راندمان کاربرد آب در روش آبیاري قطره اي 90 تا 95 درصد است.
حال آنکه در روشهاي بارانی و جوي پشته حداکثر راندمان مصرف آب به ترتیب 70 و 60 تا 80 درصد گزارش شده است(.(4
آبیاري قطره اي به همراه مالچ:
کاربرد مالچ یعنی پوشانیدن سطح خاك اطراف گیاهان (بوته ها) به وسیله مواد آلی و یا مصنوعی روشی دیگر براي صرفه جویی بیشتر در مصرف آب است. بدین ترتیب، محیط مناسبتري براي رشد گیاه فراهم آمده و عملکرد افزایش میابد. تنها در کشور چین، سالیانه بیش از 2/8 میلیون هکتار مالچ پلاستیکی براي گیاهانی همچون صیفی جات، میوه هاي بوته اي، پنبه، چغندر قند، ذرت و بادام زمینی مورد استفاده قرار می گیرد. چنانچه مالچ مصرفی از نوع پلاستیکی باشد، بهتر است که خطوط لوله آبیاري به روش قطره اي در زیر سطح مالچ قرار گیرد. کاربرد توامان آبیاري قطره اي و مالچ، به طور معمول موجب افزایش معن دار عملکرد می شود. همچنین، در این حالت می توان آب آبیاري و کود محلول را به طور مستقیم در ناحیه رشد ریشه در زیر سطح مالچ قرار دارد. در آزمایشی که در ایالت نیوچرسی انجام شد، مشخص شد که روش آبیاري قطره اي، مالچ و بدون آبیاري و مالچ و روش
آبیاري به همراه مالچ عملکرد بادنجان را در تیمارهاي (بدون مالچ و بدون آبیاري)، بدون مالچ و آبیاري قطره اي، مالچ و بدون آبیاري و مالچ روش آبیاري قطره اي به ترتیب تا، 09/65، 26/84، 03/88، 18/111 تن در هکتار افزایش می دهد(.(5
کشاورزي در محیط کنترل شده:
این قبیل سیستمهاي کنترل شده کشاورزي، رشد و نمو گیاه را به طور کامل در بخشهاي زیرین (ریشه ها) و هوایی (آسمانه) کنترل
و تنظیم می کند. در این شرایط، تولید محصولات در گلخانه ها و یا در سازه هاي کاملا محصور که در آن امکان مهار دماي هوا و خاك، رطوبت، ترکیب گاز اتمسفر، نور، آب و مواد غذایی در آن وجود دارد، به انجام می رسد آب کشت نوع کاملی از این روش است. فناوري که در آن براي رشد نمو گیاه در محلول غذایی با و یا بدون کاربد بستر رویش مصنوعی (محیط متخلخل استقرار گیاه)، مانند مواردي از کاربرد: شن، ماسه، ورمیکولیت، ذرات ریزدانه سنگ شکسته، پرلیت، خاك پیت، اندامهاي خرد شده گیاهی
و خاك اره استفاده به عمل می آید. استفاده از چنین مواردي تنها براي تامین تکیه گاه مکانیکی گیاه است. از جمله مزیتهاي اصولی روش آب کشت (هیدروپونیک)، امکان پرورش متراکم گیاهان پرمحصول، تولید گیاه در شرایط نبود خاك مناسب، بهره مندي کاملا موثر از آب و کود و استفاده حداقل از مجموعه پیچیده (فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک) خاك است(1و.(2
سنجش از دور (دور کاوي):
فناوري عصر فضا، امروزه به سطح مزارع نیز راه یافته است. به طوري که امکان این که "چه مقدار" و "چگونه" آب مورد نیاز
گیاهان را با کاربرد ابزاري همچون حرارت سنجهاي مادون قرمز که به رایانه ها متصل هستند، فراهماستآورده .
یکی از فناوریهاي مرتبط با آبیاري که به عنوان "شاخص یا نمایه تنش آبی گیاه" دانسته می شود پیشینه اي به سال 1980 دارد که به وسیله کارشناسان سرویس تحقیقات کشاورزي آزمایشگاه حفاظت آب آمریکا معرفی شد. استفاده از این فناوري براي گیاهانی مانند پنبه، نوعی گردو، گندم و هندوانه با موفقیت به کار رفته است. موارد توفیق براي تولید وش پنبه منجر به افزایش یک عدل محصول در مقایسه با متوسط عملکرد و براي گردوي آمریکایی با کاهش میزان آب آبیاري به میزان 30 درصد طی مدت سه سال زراعی، شده است. پژوهشهایی درباره برخی گیاهان از جمله چمن علفی، باغهاي سیب، انگور مجلسی و ذرت همچنان در جریان است. این موفقیت براي کلیه گیاهان زراعی و باغی نبوده، به طوري که براي گیاهانی نظیر کاهو درختان لیمو کارآیی نداشته است(.(6
شبکه اطلاعاتی هواشناسی:
پدیده هاي جوي می توانند به طوري بسیار موثر بر سودمندي عملیات کشاورزي و باغبانی اثرگذار باشند.طیف وسیعی از اقدامات مرتبط با تولید محصولات همچون انتخاب کولتیوارهاي مناسب، تاریخ کشت، زمان آبیاري، مدیریت آفات، مدیریت بیماریها و دوره مناسب برداشت محصولات وابسته به شرایط اقلیمی منطقه مورد نظر است. استفاده صحیح و منطقی از اطلاعات هواشناسی نه تنها می تواند از بروز شرایط غیر مطلوب جلوگیري کند، بلکه قادر است که توانمندي تولید محصولات را نیزفزونی داده و یا در شرایطی هزینه هاي تولید فرآورده ها راکاهش دهد و موجب صرفه جوئی در مصرف آب آبیاري شده و در مجموع منتج به سود بیشتري شود.
مولدان بخش کشاورزي در حال حاضر می توانند از جایگاه جدیدي به نام "پایگاه اطلاعات هواشناسی" که به طور اخص براي نیازهاي کشاورزي طراحی و ابداع شده، کمک یابند. رایانه هاي موجود به طور منظم اطلاعات ارسالی از این ایستگاه را دریافت و ضمن پردازش و فرآوري داده ها نسبت به خلاصه کردن آنها اقدام می کنند. از جمله اطلاعات قابل دسترسی در شبکه هواشناسی می توان به ارقام روزانه و ساعتی پارامترهاي مورد پایش، واحدهاي حرارتی مورد نیاز براي پیش بینی وضعیت گیاهی، روند توسعه یا مراحل تکاملی آفات و برآورد تبخیر و تعرق گیاهی که براي برنامه ریزي آبیاري مورد نیاز است، اشاره کرد.
کشاورزي دقیق:
این واژه که گاه تحت عنوان کشت و کار دقیق نیز نامیده می شود، به معنی انتخاب خاك مناسب براي کشت، انتخاب نوع گیاه و مدیریت دامها است. به طوري که در شرایط متفاوت و موجود تطابق پذیر بوده و امکان انجام یا انتخاب آن در محدوده هر مزرعه اختصاصی نیز وجود داشته باشد.امروزه، چهار نوع فن آوري پیشرفته کشاورزي دقیق را هدایت می کنند که عبارتند از: سنجنده هاي الکترونیکی ماشینهاي زمینی (که اغلب تحت عناوین پایشگرهاي عملکرد یا ماشینهاي برداشت نامیده می شوند)، سیستمهاي اطلاعات جغرافیایی، سیستمهاي موقعیت یاب جغرافیایی و نرم افزارهاي سیستم تصمیم گیري (تصمیم سازي) که براي تجزیه، تحلیل و برنامه ریزي به کار گرفته می شوند.چنین ترکیبی با اجزاء فناوریهاي گفته شده و با کاربرد رایانه و استعانت از ماهواره می تواند رهنمودهاي لازم و یا ارزیابی موثر بودن عملکرد اقداماتی نظیر: غبار یا محلول پاشی براي کنترل آفات و بیماریهاي گیاهی، مدیریت آبیاري، کاربرد کودهاي شیمیایی را به میزان مطلوب و مورد نظر، نحوه اثر بخش بودن کاربرد علفکشها، کشت و کار دقیق و جایگزین مناسب بذور را در بستر کشت به انجام رساند(1 و (2
تلفیق پرورش آبزیان و سیستمهاي کشاورزي:
افزایش هزینه هاي استحصال و کاربرد آب براي آبیاري در مناطق خشک از مواردي است که در سطح جهانی متخصصان کشاورزي را به تفکر و تعمق واداشته است. برخی پژوهش گران بر این باورند که در مناطقی همچون آریزونا، سیستمهاي ذخیره، انتقال و توزیع آب (براي اهداف کشاورزي و آبیاري) از نظر فیزیکی مشابهت نسبی با حوضچه ها آبراهه هاي سنتی پرورش آبزیان (به خصوص ماهیان گرم آبزي) دارند.در حال حاضر، برنامه هاي تحقیقاتی به منظور تلفیق پرورش ماهی در اراضی کشاورزي مبتنی بر آبیاري اصولی در جریان است تا بتوان موارد استفاده و کاربرد از آب را آنگونه توسعه داد که هزینه هاي انرژي مصرفی براي استحصال و یا پمپاژ آب را از طریق تولید (جانبی) فرآورده غذایی دیگري (ماهی) جبران کرد.
بنابراین هرگاه آب مورد نیاز براي پرورش ماهیان گرم آبزي به دلیل آنکه حقابه مربوط به آبیاري زراعت در مزرعه و آب بهاي آن مورد احتساب قرار گرفته است، مجانی تلقی شود، بنابراین بازگشت سهمی از هزینه (مخارج) مترتبه می تواند نوید بخش باشد.
کاربرد سیستم آبرسانی (آبیاري) موجود، از جمله کانالها و به طور ترجیحی هرگاه عملیات آبیاري همزمان با نیازهاي پرورش آبزیان نباشد، شرایط را حاصل می کند. زیرا همان گونه که مشخص است، سیستم کانالها و یا حوضچه هاي ذخیره آبی که قبلا ساخته شده اند، مورد استفاده قرار گرفته و هزینه هاي سرمایه اي و اولیه احداث این قبیل سازه ها را که پیش نیاز برنامه هاي پرورش آبزیان است، به طور قابل ملاحظه اي کاهش خواهد داد. لیکن به هر حال، پرورش آبزیان (به خصوص ماهی) برخلاف عملیات آبیاري مزارع، نیازمند به پایش لحظه اي دارد، به خصوص هرگاه این اقدام در کانالهاي کم عرض و جویچه هاي آبیاري و یا آبرسانی به انجام رسد، که در این شرایط برقراري جریان کمی از آب با کیفیت مناسب و به طور مداوم بایستی در آبراهه ها وجود داشته باشد. زیرا به عنوان مثال قطع ورود و عدم جریان آب ممکن است باعث تلف شدن بچه ماهیهاي پرورشی شود. براي
