مقاله بررسی انواع روشهای آبیاری با تا کید بر بهینه سازی مصرف آب درکشاورزی

بخشی از مقاله

بررسی انواع روشهاي آبیاري با تا کید بر بهینه سازي مصرف آب درکشاورزي

چکیده

سابقه و اهداف: حدود %90 از تولیدات کشاورزي ایران از اراضی فاریاب بدست می آید. این امر کمبود منابع آب، کاهش توسعه کشاورزي و افزایش خسارت در آینده را به دنبال خواهد داشت. بیش از %80اتلاف منابع آب به دلیل عدم استفاده از تکنولوژیهاي پیشرفته آبیاري در بخش کشاورزي می باشد. تکنولوژي آبیاري نقش بسیار مهمی در افزایش کارایی مصرف آب در تولید محصول در نواحی خشک و نیمه خشک ایران دارد.با توجه به مصرف بی رویه آب در بخش کشاورزي و خشک و نیمه خشک بودن کشور، هدف از این مطالعه بررسی انواع روشهاي آبیاري با تاکید بر بهینه سازي مصرف آب در کشاورزي می باشد.

روش بررسی

این مطالعه به صورت مروري با بررسی مقالات موجود در پایگاه هاي داخلی از جمله ایران مدکس (Iran medex)، ایران داك (Iran doc) و SID و پایگاه هاي اطلاعاتی خارجی از جمله Google Scholar، SCOPUS و دیگر پایگاه هاي علمی و اطلاع رسانی انجام گرفته است.

یافته ها: از انواع روشهاي آبیاري می توان آبیاري سطحی، موضعی/قطره اي و بارانی را نام برد. کل زمینهاي کشاورزي تحت آبیاري دنیا فقط 15 درصد می باشند. مساحت اراضی تحت آبیاري سطحی در کشورهاي در حال توسعه در مقایسه با

کشورهاي توسعه یافته بسیار بالاتر می باشد. در صورت استفاده از روش قطره اي تا حدود 50 درصد از مصرف آب صرفه جویی می گردد.
جهت بهینه سازي آب می توان از روشهاي مختلفی از جمله افزایش راندمان آبیاري، استفاده از سیستمهاي آبیاري تحت فشار،کاهش تبخیر از سطح مزرعه، استفاده از سیستمهاي آبیاري تحت فشار و دیگر روشها استفاده کرد.

بحث و نتیجه گیري:با توجه به بالا بودن راندمان کاربرد آب در روش قطره اي در صورت استفاده از این روش درمقایسه باروشهاي غرقابی، جوي پشته و سیستم آبیاري بارانی به ویژه در مورد خاکهاي سبک بافت می توان تا حدود 50 درصد از مصرف آب طی رشد گیاه صرفه جویی کرد.

واژه هاي کلیدي: روشهاي آبیاري، بهینه سازي، مصرف آب، کشاورزي

-1مقدمه

آب به عنوان مهمترین عامل توسعه جهان در بخش کشاورزي علاوه بر تامین نیازهاي اولیه از جنبه هاي اقتصادي و زیست محیطی نیزحائز اهمیت می باشد 1)،3،.(2 در ایران با توجه به اقلیم خشک و نیمه خشک و با در نظرگرفتن خشکسالیهاي اخیر اهمیت این ماده حیاتی محسوستر می باشد .(4) پیش بینی ها حاکی از آنست که در سال2025 سرانه آب مصرفی درکشورهاي پایتخت خاورمیانه بین 15تا35 درصد می باشد(.(5 ایران پس از کشورهاي هند، چین ، آمریکا و پاکستان پنجمین کشور جهان از لحاظ وسعت اراضی تحت آبیاري است(.(6از165 میلیون هکتار اراضی کشور 37 میلیون هکتارآن قابل کشت و زرع مناسب می باشد.که به دلیل محدودیت منابع آب فقط 7/8 میلیون هکتار از این اراضی به صورت آبی، 6 میلیون هکتار به صورت دیم و 4/5 میلیون هکتار دیگر به صورت آیش کشت می شود(.(7 در جهان نیز حدود 235 میلیون هکتار از اراضی کشاورزي آبی می باشد و دو سوم آبها صرف آبیاري می گردد(.(8 به استناد مطالعات طرح جامع آب کشور حدود 89/5 میلیارد مترمکعب از کل منابع آب تجدیدپذیر کشور صرف بخشهاي کشاورزي، صنعت و معدن و خانگی می گردد، از این میزان حدود83 میلیارد مترمکعب (%93) به بخش کشاورزي اختصاص می یابد(.(9 طبق آمار اعلام شده از سوي وزارت جهاد کشاورزي کارایی مصرف آب در ایران در حدود0/7 کیلوگرم به ازاء مصرف هر 1000 کیلوگرم آب است(.(10حدود %90 از تولیدات کشاورزي ایران از اراضی فاریاب بدست می آید. این امر کمبود منابع آب، کاهش توسعه کشاورزي و افزایش خسارت در آینده را به دنبال خواهد داشت((11 .به دلیل عدم استفاده از تکنولوژیهاي پیشرفته آبیاري در بخش کشاورزي بیش از %80 منابع آب اتلاف می گردند(.(12در ایران با توجه به افزایش میزان مصرف آب در تولید محصولات کشاورزي و کمبود آن در مناطق خشک و نیمه خشک، مدیریت آب براي این مناطق روز به روز بیشتر می گردد(15،14،.(13 استفاده از روشهاي نامناسب آبیاري بخصوص شیوه هاي سنتی سبب هدررفت حجم زیادي از آب موجود می شود(.(16 بنا به گفته کارشناسان در صورت عدم محدودیت آب 30 تا 50 میلیون هکتار از اراضی کشور قابل کشت می باشد(.(17 بهره برداري بهینه، کاهش در مصرف آب و استفاده از الگوهاي کشت مناسب می تواند در رفع کمبود منابع و بهینه سازي مصرف آب نقش موثري داشته باشد(19،.(18هدف از این مطالعه بررسی انواع روشهاي آبیاري و بهینه سازي مصرف آب در بخش کشاورزي می باشد.

-2 روش بررسی

این مطالعه بصورت مروري با بررسی مقالات و گزارشات مربوط به انواع روشهاي آبیاري با تا کید بر بهینه سازي مصرف آب در کشاورزي ، موجود در پایگاه هاي داخلی از جمله ایران مدکس (Iran medex)، ایران داك (Iran doc) و SID و پایگاه هاي اطلاعاتی خارجی از جمله Google Scholar، SCOPUS و دیگر پایگاه هاي علمی و اطلاع رسانی با استفاده از کلید واژه هاي روشهاي آبیاري، بهینه سازي، مصرف آب، کشاورزي( به صورت فارسی و انگلیسی ) مورد بررسی قرار گرفت.

-3 یافته ها

از انواع روشهاي آبیاري می توان آبیاري سطحی، موضعی/قطره اي و بارانی را نام برد. کل زمینهاي کشاورزي تحت آبیاري دنیا فقط 15 درصد می باشند(.(12 جدول 1 تخمین سطوح تحت آبیاري سیستم هاي مختلف در کشورهاي توسعه یافته و در حال توسعهرا نشان می دهد(.(20 در جداول 5 و 6 به ترتیب مقایسه مصرف آب انواع محصولات درجهان و ایران و مزایا و معایب روشهاي آبیاري سحطی ، قطره اي یا موضعی و بارانی ذکر گردیده است.

آبیاري سطحی

آبیاري سطحی به دلیل پایین بودن سرمایه گذاري اولیه،هزینه کم تعمیر و نگهداري و نیاز به انرژي کمتر نسبت به روشهاي آبیاري تحت فشار، جزء مهمترین، قدیمیترین و پراستفاده ترین روشهاي آبیاري محسوب می گردد. به طوري که90درصداراضی آبی جهان تحت این روش آبیاري می گردند(22،.(21در مطالعه انجام شده توسط قدمی و سیدان (1381) در همدان بازده آبیاري سطحی(جویچه اي)، نواري،روش کرتی-جویچه اي و آبیاري کرتی به ترتیب48/2،34/9،64/5،درصد برآورد گردید.وي علل عمده پایین بودن بازده آبیاري سطحی را ضعف طراحی، مدیریت آبیاري، توپوگرافی زمین، عدم یکپارچه سازي اراضی و نداشتن برنامه آبیاري مشخص اعلام کرد(.(23

آبیاري موضعی/ قطره اي

این روش بهترین روش صرفه جویی در میزان مصرف آب محسوب می گردد(.(25 از ویژگیهاي این روش به ویژه در مورد خاکهاي سبک بافت کاهش میزان آب مصرفی تا کمتر از50 درصد در طی رشد گیاه و افزایش کمیت و کیفیت محصول می باشد.در این روش راندمان کاربرد آب 90 تا 95 درصد می باشد در حالی که در روش بارانی و جوي پشته حداکثر راندمان مصرف به ترتیب 70 و60تا80 درصد گزارش گردیده است. نتایج حاصل از کاربرد آبیاري به روش قطره اي نشان می دهد که عملکرد گوجه فرنگی در شمال آفریقا و شمال ایالت کالیفرنیا به ترتیب دو برابر روش بارانی و نسبت به روش جوي پشته 26/5 درصد افزایش و از نظر اندازه محصول 13/7 درصد بهبود داشته است(.(6

آبیاري موضعی (میکرو)

در این روش بیشترین تاکید بر روي پخش آب با دبی هاي کم می باشد و در صورت طراحی، مدیریت و نصب دقیق سیستم به عنوان مدرن ترین روش در مقایسه با آبیاري سطحی سنتی، کمترین تلفات آب را دارا می باشد(.(21 این روش در تمامی توپوگرافی ها قابل اجرا است. از آنجایی که این سیستم هاقادر به حفظ رطوبت خاك در حد بالایی می باشند و در نتیجه تنش اسمزي را کاهش می دهند می توان از آب هاي شورتر استفاده نمود(.(20

آبیاري بارانی

یکی از روشهاي آبیاري تحت فشار و روشی جدید نسبت به آبیاري سطحی می باشد(.(21گسترش این روش به لحاظ توانمندي زیاد در توزیع آب با راندمان قابل توجه راهکاري مطمئن براي استفاده بهینه از منابع آب است(.(26این سیستم ها جهت پوشش محدوده وسیعی از حالات خاص شامل: صرفه جویی در نیروي کارگري، بهبود مصرف آب،اندازه و شکل مزارع،انواع خاکها، کمیت و کیفیت آب قابل دسترس، هزینه انرژي و غیره توسعه یافته اند(.(21 کیانی (1379) از بررسی روش آبیاري بارانی و نشتی روي محصول ذرت نتیجه گرفت که در روش بارانی و نشتی به ترتیب 3310و8953 مترمکعب آب صرفه جویی شده است .وي در تحقیقی بر روي گیاه پنبه در منطقه گرگان به این نتیجه رسید که میزان آب مصرفی در آبیاري نشتی5665 مترمکعب در هکتار و در آبیاري بارانی3100 مترمکعب در هکتار برآورد گردید(.(26

عوامل بهینه سازي آب در کشاورزي: افزایش راندمان آبیاري:

بین راندمان آبیاري و بهره وري آب رابطه مستقیمی وجود دارد(.(9 کاوه و همکاران با مقایسه روش آبیاري بارانی و فارو در مزارع سویا در گرگان سیستم آبیاري بارانی را به دلیل بهبود راندمان مصرف آب و افزایش عملکرد در واحد سطح نسبت به روش آبیاري نشتی توصیه و پیشنهاد کردند(.(27در سطح مزرعه معمولا بیش از 50 درصد از آب آبیاري هدر می رود. روشهاي نوین آبیاري از جمله آبیاري تکمیلی، کم آبیاري، آبیاري موضعی نیز باعث کاهش مقدار تبخیر از سطح خاك و افزایش مقدار رطوبت موجود براي تعرق گیاه می شوند(.(28

نتایج ارزیابیهاي صورت گرفته در کشورهاي استرالیا، چین، مصر و ایران نشان می دهد که کاربرد لوله هاي دریچه دار در روشهاي آبیاري سطحی باعث کاهش مصرف آب به میزان 25 -28 درصد و افزایش راندمان کاربرد آب تا حدود30 درصد نسبت به روشهاي سنتی می گردد(.(22

تاکید بر مدیریت تقاضاي آب به همراه مدیریت عرضه آب

جهت بهبود و اصلاح مدیریت جامع منابع آب از برنامه ریزي و مدیریت استراتژیک و مدیریت موثر تقاضا، مشارکت عمومی بهتر، تبعیت از قانون و مکانیزم قیمت گذاري استفاده گردد 9)و.(5

کاهش تبخیر از سطح مزرعه

کمبود منابع آب آبیاري و وقوع خشکسالی هاي اخیر در کشور، به عنوان منابع اصلی تلفات، ارائه و کاربرد روشهاي کاهش مصرف آب موجود را از طریق کاهش میزان تبخیر و تعرق ایجاب می نماید. تقریبا 99 درصد آب جذب شده توسط ریشه گیاه از طریق روزنه هاي هوایی برگ به مصرف تعرق می رسد. با افزایش ذخیره آب در محیط ریشه یا کاهش تلفات به صورت تبخیر و تعرق می توان رژیم رطوبتی خاك را اصلاح و با کاربرد مواد ضد تبخیر و تعرق، میزان مصرف آب و یا تعداد دفعات آبیاري را نیز می توان کاهش داد. مواد ضد تعرق می توانند(.(29

انجام کم آبیاري به منظور ارتقاي بهره وري