بخشی از مقاله
بررسي آبياري کوزه اي درخت پسته به صورت خودکار با نيروي مکش خاک
چکيده :
آبياري تراوا (کوزه اي) از باستانيترين و ارزان ترين روشهاي آبياري شناخته شده براي مزارع کوچک است . اين روش آبياري با استفاده از کوزه هاي رسي متخلخل ، بدون لعاب ، دفن شده در منطقه توسعه ريشه گياه انجام ميشود. با طراحي صحيح اين سيستم ميتواند از نيروي مکش خاک براي برداشت آب از منبع استفاده کر . تحقيق حاضر که در گلخانه دانشکده کشاورزي دانشگاه شهيد باهنر کرمان بر روي درخت پسته انجام شده است . سه نهال يکساله پسته کشت و به مدت دو سال با اين روش آبياري شدند. با هواگيري و آب بندي قسمت بيرون از خاک دهانه کوزه ها، اتصالات و لوله ها؛ برداشت آب از منبع بصورت خودکار تحت نيروي مکش وارد بر ديواره کوزه ها انجام ميشد. اين نيرو شامل مکش ريشه و ماتريک خاک ميباشد.
آب از کوزه با سرعتي به بيرون نشت ميکند، که تحت تاثير جذب ريشه گياه است . با توجه به تبخير و تعرق پتانسيل (ETo )
محاسبه شده براي درخت پسته و آب مصرفي اندازه گيري شده توسط کوزه ها، راندمان ٩٨% براي تيرماه بدست آمد؛ اما در ماه هاي سرد سال با کاهش ETo و خواب زمستاني درخت چون نشت بيشتر تحت تاثير مکش خاک است ؛ راندمان کاهش پيدا کرد.
کلمات کليدي: آبياري کوزه اي ، آبياري زير سطحي ، نيروي مکش خاک
مقدمه :
در بعضي از مناطق خشک و نيمه خشک بويژه حوضه مرکزي ايران ، منابع محدود آبهاي زيرزميني تامين کننده اصلي آب مورد نياز آبياري هستند. از طرفي بازده آبياري در روشهاي سنتي آبياري بسيار کم بوده و سبب هدررفتن بخش عظيمي از آب بصورت تبخير از سطح خاک ميشود( ). در سالهاي اخير پيشرفتهاي مهمي در روشهاي آبياري باراني و قطره اي براي رفع نياز غذايي افزايش جمعيت انجام شده است . اما هزينه سرمايه گذاري اوليه و نگه داريي سنگين و نياز به افراد مهار براي استفاده از آنها شايد مانع استفاده از اين روشهاي جديد در کشورهاي در حال توسعه ، خشک و نيمه خشک ميشود(٢). از اينروي نياز به پذيرفتن روشهاي سنتي آبياري که دارايي کارايي مشابه آبياري قطره اي ولي هزينه کمتر دارند ؛ ميباشند(٣).
توسعه روشهاي سنتي ،کم هزينه و حفظ کننده آب براي کشاورزي پايدار مخصوصأ در مناطق خشک و نيمه خشک از چالشهاي بزرگ محققين بوده است (٤). بعلت کمي آب در روستاها و مناطق کويري و خشک ايران و با توجه به نفوذ و تبخير شدن آب هنگام انتقال آن از جاي به جاي يا احيانأ ناکافي بودن آن در تقسيم ، از آبياري کوزه اي استفاده مي شده . بدين ترتيب که کوزه اي را از چاه آب کرده و در کنار ريشه درخت دفن مي کردند و آب به آرامي از کوزه مي تراود. گياه را زنده نگه مي دارد(٥).
اين روش ساده ، ارزان با بازده بالاي مي باشد. کتاب فان شينگ -چيه شو١ که از قديمترين متون کشاورزي موجود مي باشد.
شرح چگونگي استفاده از کوزه هاي مدفون در چين را بيشتر از ٢٠٠٠ سال قبل داده است . که اين مطلب نشان مي دهد اين روش خيلي پيشتر از آن نوشته شدن کتاب مورد استفاده بوده است (٤). روميها از کوزه براي پرورش تاکستان استفاده مي - کردند. کاشفان اسپانيايي در حدود ١٢٥٠ ميلادي اين شيوه باغباني را به شمال و جنوب آمريکا آوردند. مردم بومي با اين روش خوي گرفتند. برخي شواهد موجود نشان مي دهد. اسپانيايها اين روش را به بوميان آموزش دادند. با جايگزيني روشهاي جديد آبياري کوزه اي فراموش شده ؛ اما با معرفي دوباره آن به بوميان نيومکزيکو هم کنون مورد استفاده ميباشد(٦).
محققين دانشگاه نيومکزيکو بيان ميکنند: ريشه گياهاني که چوبي هستند. ميتوانند با واردکردن فشار به در اطراف کوزه آن
2 را بشکنند( ). اما برخي از محقيق استفاده از اين روش را براي نهال ( ) و درختان نيز توصيه مي کنند. در صحراي سونوران در آمريکا براي ايجاد پوشش گياهي از کهور عسلي استفاده شد. ٥٢% درختاني تحت آبياري کوزه خشک نشدند(٨). در دره خان آسر در شمال سوريه که در منطقه خشکي واقع شده است . با ارائه مجدد اين روش کشت زيتون و ساير درختان ميوه از
١٩٩٧ انجام شده است ( ). در منطقه نيمه خشک دير اسمائيل خان در پاکستان با شناسايي درخت بير٣ که توليد ميوه هاي خوراکي ، قابل فروش و چوب به عنوان سوخت ميکنند و ارائه آبياري کوزه اي با همکاري زنان روستايي بعد از ١٢ ماه ٧٠% گياهان زنده ماندند(١٠). اخيرأ در هندوستان اين روش را براي کشت مرکبات بکار بردند(١ ). سابقه استفاده از اين روش در خاورميانه و ايران به بيش از ١٠٠٠ سال ميرسد(١٢). که در گذشته بيشتر براي کشت هندوانه ، خربزه ، خيار، درختان و درختچه ها معمول بوده است . سابقأ در استانهاي کرمان ، يزد (١٣) و اطراف شهرهاي سبزوار و بندر عباس ( ) مورد استفاده بوده است .
در تحقيق حاضر يک نوع آبياري خودکار کوزه اي را براي درخت پسته بکار برديم . با اندازه گيري ميزان مصرف آب درخت و ميزان جذب آب توسط خاک چگونگي قابليت حود تنظيمي کوزه ها و سيستم طراحي شده بررسي شد. همچنين با ادامه آزمايش به مدت دوسال امکان شکستن کوزه ها در اثر فشار ريشه نيز تحقيق گرديد.
مواد و روشها:
١- اجزايي تشکيل دهنده سيستم آبياري کوزه اي
بدليل طراحي سيستم به شکلي که به صورت خود کار با نيروي مکش خاک کار کند. اجزايي سيستم مورد استفاده در اين تحقيق با ساير روشهاي متفاوت مي باشد.
الف -کوزه ها: آخرين جز سيستم آبياري کوزه ها ميباشند و در واقع به عنوان نوعي نازل زيرزميني در اين سيستم عمل مي کنند. کوزه ها دست ساز بدون لعاب رسي در کنار منقطه توسعه ريشه نهال پسته دفن گرديدند. ديواره متخلل کوزه ها امکان تراوش آب به بيرون را به راحتي فراهم ميکنند. معمولأ کوزه ها در باز ميباشند و با ظرف هر هفته يکبار پر از آب مي گردند. ميزان تراوش آب به بيرون از کوزه بستگي به جنس مواد ، قطر ديواره ، ميزان حرارت پخت و بزرگي آن (٤ ) همچنين نيروي مکش ايجاد شده از طرف خاک دارد. کوزه ها بعد از ساخته شدن حرارت داده مي شوند. معمولأ بين
٤٠٠ تا ٦٥٠ درجه سانتيگراد مي بينند. که دما پايين سبب مقاومت کمتر و دما بالاتر سبب کم شدن تخلخل آنها مي- شوند(٥ ). اما نبايد به هيچ وجه دماي پخت کوزه ها بيشتر از ١٠٠٠ درجه گردد ؛ چون نزديک به دما ذوب مواد رسي مي باشد و تخلخل آن را ازبين مي برد(٤). نيروي مکش يجاد شده از اطراف شامل پتانسيل ماتريک خاک و نيروي مکش ريشه گياه ميباشد(٣).
اجزايي مختلف کوزه مورد استفاده را بهتر نشان مي دهد.کوزه هاي سه ليتري دارايي طول مخرن ٣٠ سانتيمتري ؛ در هنگام خريد با توجه به رنگ و نداشتن لکه قرمز در اثر حرارت زياد انتخاب شدند. سپس با آب کردن آنها و در نظر داشتن زمان مقدار تراوش از هر کوزه در ظرف جداگانه اندازه گيري شد چهارکوزه هاي از بين ١٤ عدد که دارايي ضريب هدايت هيدروليکي مشابهي بودند؛ انتخاب شدند. اين روش مشابه روش ابوزريغ ٤ مي باشد(١٤).کوزه ها به نحوي به ساير اجزايي سيستم متصل گرديدند؛ که امکان هواگيري کل سيستم موجود باشد. درب کوزه ها با درپوش لوله آزمايشگاهي و خمير پلاستيک کاملأ مسدود شده بودند. لوله هاي هواگيري بعد از خارج کردن هواي سيستم کاملأ مسدود مي شدند. کوزه ها به نحوي در خاک دفن مي شدند؛ که حدود دو سانتيمتر از قسمت رنگ شده آن زير خاک قرار گيرد. در کنار سه کوزه نهال کشت شده و يک کوزه بدون نهال براي اندازه گيري تراوش آب از کوزه بدون حضور نيروي مکش ريشه دفن گرديد(١٦).
ب - مخزن اصلي و مخزن فرعي: براي اندازه گيري آب مصرفي هر کوزه از يک بشکه ٦٠ ليتري به عنوان مخزن اصلي استفاده شد. (شکل ٢ ) چگونگي کار سيستم را بهتر نشان مي دهد.
برروي هر مخزن اصلي شناوري نصب شده بود. با خروج آب از مخزن مقدار تغييرات افت شاخص متصل به حباب شناور به صورت روزانه برداشت مي شد براي آساني محاسبه آب مصرفي از قسمت استوانه اي بشکه پلاستيکي استفاده ميشد. با تخليه اين بخش از بشکه مقدار آب اضافه شده به مخزن براي تمکيل آن در هر نوبت ثبت مي- گرديد.
مخزن فرعي يک جعبه پلاستکي مدفون خاک بود. با لوله متصل به مخزن اصلي آب برداشت مي کرد و شناور داخل آن سطح آب هميشه هم سطح خاک قرار مي داد. از انتهاي اين مخزن لوله آبرسان به کوزه متصل بود. با هواگيري سيستم ؛ تمام کوزه پر از آب مي شد و طبق قانون ظروف مرتبطه با تراوش آب از قسمت متخلخل کوزه ؛ آب از مخزن فرعي برداشت مي شد. به اين ترتيب مقدار مصرف هر کوزه از شاخص مخزن اصلي متصل به آن قابل قرائت بود. مخازن براي جلوگيري از رشد جلبک به رنگ تيره انتخاب شدند(١٦).
ج - لوله ها و اتصالات : لوله هاي مورد استفاده از نوع لوله هاي کولر آبي اتصلات آنها نيز اتصلات کولري مي - باشد. بعد از متصل کردن اجزاي سيستم به يکديگر در مناطق حساس از خمير پلاسيتک براي آب بندي استفاده شد.
لوله هاي براي جلوگيري از رشد جلبک به رنگ سياه انتخاب شدند(١٦).
٢- داده برداري :
محل انجام آزمايش يکي از اتاقکهاي گلخانه دانشکده کشاورزي دانشگاه شهيد باهنر کرمان بود اين اتاقک دارايي پنچره اي به هواي آزاد بود.که تغييرات دماي مشابه شهر کرمان را در طول سال دارد. اين محل بدليل امکان دسترسي بهتر و امنيت
