بخشی از مقاله
چکیده
از میان روشهاي آبیاري سطحی، آبیاري جویچهاي متداولترین و سازگارترین روش براي توسعه کشاورزي مکانیزه محسوب میشود. در این روش آبیاري، عموماً شیب طولی جویچهها یکنواخت و ثابت است و براي افزایش راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع آب و کاهش رواناب و نفوذ عمقی، روشهاي همچون آبیاري موجی و کاهش دبی به کار میرود که همگی نیازمند به کاربرد تجهیزات خاص در دوره بهرهبرداري است. این تحقیق با هدف بررسی تأثیر شیب طولی متفاوت جویچه، روي پارامترهاي ارزیابی آبیاري جویچهاي انجام شده است . به این منظور، یک طرح آزمایشی کاملاً تصادفی با سه تیمار S1 - ، S2 ، - S3 به ترتیب با شیبهاي طولی 0/2، 0/4، 0/6 در هزار با چهار تکرار در مزرعه آزمایشی کشت و صنعت نیشکر سلمان فارسی در نیمه اول سال 1396 انجام گرفت . نتایج نشان داد که راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع آب در تیمار تیمار S1 بهترتیب با مقادیر 58 - و 92 درصد - ، و براي تیمار تیمار 57/5 - S3 و 93 درصد - و تیمار تیمار 61 - S3 و 93 درصد - اندازهگیري شد، و شیب 0/6 در هزار داراي بهترین راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع آب در سیستم آبیاري جویچهاي در اراضی نیشکر جنوب اهواز می باشد.
کلید واژهها: آبیاري جویچهاي، شدت جریانهاي ورودي و خروجی، راندمان کاربرد آب، یکنواختی توزیع آب
مقدمه
در سالهاي اخیر در زمینهي آبیاري جویچهاي پیشرفتهاي زیادي حاصل شده است که می توان به سهولت استفاده از لولههاي دریچهدار1 در این روش آبیاري اشاره کرد. این روش، در سطح بیش از 100 هزار هکتار از اراضی زﯾﺮ کشت نیشکر در هفت مجموعه کشت و صنعت شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی - امام خمینی - ره - ، دهخدا، امیرکبیر، حکیمفارابی، سلمان فارسی، دعبلخزاعی و میرزاکوچک خان - و سایر کشت و صنعتهاي نیشکري - کارون، هفتتپه و میان آب - در استان خوزستان مورد استفاده قرار میگیرند. علیرغم تجهیز و نوسازي اراضی، این کشت و صنعتها متهم به پایین بودن بازده آبیاري و تولید حجم زیادي از زهآبهاي کشاورزي هستند. تولید نیشکر در جهان 1450 میلیون تن و سطح زیر کشت آن حدود 22 میلیون هکتار است. نیشکر در بیش از 100 کشور جهان کشت میشود ولی %60 آن در دو کشور برزیل و هندوستان تولید میشود. چین، تایلند، مکزیک، پاکستان، امریکا، استرالیا و کلمبیا سایر کشورهاي عمده تولید کننده نیشکر هستند. در برزیل حدود یک درصد اراضی تحت کشت نیشکر، در استرالیا % 60 و در آفریقاي جنوبی %40 آبیاري میشوند. این گیاه در ایران در استان خوزستان کشت میشود. فصل داشت و آبیاري آن بهطور عمده در ماههاي گرم سال و مصادف با دوره کم آبی رودخانههاي کارون و دز است. نیشکر، گیاهی چند ساله و داراي دوره رشد طولانی و نیاز آبی زیاد است. این گیاه در طول دوره رشد به آب فراوان احتیاج داشته و از طرفی نسبت به کمآبی حساس است. در عین حال، ریشه آن به غرقاب شدن دراز مدت سازگاري ندارد و در شرایطی که سطح آب زیرزمینی بالا بیاید و منطقه توسعه ریشه را در بر بگیرد، به علت خفگی تدریجی ریشه، شاخ و برگ گیاه زرد گشته و افت عملکرد پیش خواهد آمد - نیو. - 1971 1 بنابراین، اعمال مدیریت صحیح آبیاري با هدف صرفه جویی در مصرف آب و افزایش عملکرد نیشکر از اهمیت خاصی برخوردار است. نیشکر از نظر نیاز آبی، بعد از برنج، پرمصرف کننده ترین گیاه و در رتبه دوم قرار دارد. آب مورد نیاز نیشکر در اقلیمهاي مختلف بین 1100–1500 میلی متر در سال متغیر است. در اراضی شرکت توسعه نیشکر، بافت خاك عمدتاً سنگی ن و بادهاي گرم و خشک در طول فصول بهار و تابستان جریان دارند. براي تأمین آب مزرعه به موازات طولی آنها، لولههاي دریچهدار بهکار میرود عباسی و شینی - . - 1395 بیش آبیار ي، محصول نیشکر و شکر را کاهش میدهد در حالیکه مصرف آب با تنش ملایم باعث افزایش محصول میﮔﺮدد - تورنر. - 1990 2 بازده کاربرد آب در فرهنگستان علوم عبارت است از نسبت مقدار آب ذخیره شده در منطقه توسعه ریشه گیاه به مقدار آب ورودي به مزرعه است. در واقع، بازده کاربرد آب بیانگر تلفات عمقی و رواناب سطحی در مزرعه می باشد. این بازده براي یک پروژه، یک قطعه زراع ی یا یک مزرعه محاسبه میشود و معمولاً در آبیاري سطحی، مقدار آن در حدود %60 است ایزدي و همکاران - . - 1991 بهزادي نسب و همکاران - 1387 - در مطالعهاي در مزارع کشت و صنعت نیشکر هفتتپه، بازده کاربرد را در یکی از مزارع بهطور متوسط %52/1 و در مزرعه دیگر 36/6 درصد برآورد نمودند. رحمانی و بهداروندي - - 1389 بر اهمیت تأثیر انتخاب شدت جریان ورودي مناسب و مدت زمان آبیاري در اراضی کشت و صنعت نیشکري کارون تأکید نمودند . آبیاري جویچهاي بهدلیل هزینه کم، سادگی بهرهبرداري و قابلیت استفاده در اراضی با شیب کم، کاربرد زیادي در آبیاري اراضی ﺗﺤﺖ کشت نیشکر دارد - هولدن. - 1998 3 هر چند ، نگرانی هایی در خصوص این روش آبیاري به دلیل تلفات زیاد آب از طریق رواناب سطحی - در صورت باز بودن انتهاي جویچه ها - ، نفوذ عمقی و اثرات زیست محیطی آن در حال افزایش است - ملانگا4 و همکاران . - 2006 شینیدشتگل و ﻫﻤﮑﺎران - 1391 - ، با هدف بررسی اثر آبیاري جویچه اي یک در میان بر حجم آب مصرفی و بازده کاربرد آب، آزمایشی در اراضی کشت و صنعت نیشکر امیرکبیر اجرا کردند. نتایج آنها نشان داد که حجم کل آب مصرفی در طول دوره رشد نیشکر در تیمارهاي آبیاري یک در میان متغیر و ثابت بهترتیب حدود 30/7 و 28/6 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. بازده کاربرد آب نیز در آبیاري معمولی از 41 تا %50، در آبیاري یک در میان ثابت از 74 تا % 83 و در آبیاري یک در میان متغیر از 77 تا %87 متغیر بود. عباسی و شینی دشتگل - - 1395 تحقیقی با هدف ارزیابی وضعیت موجود و مدیریت آبیاري جویچهاي، شناخت نقاط ضعف و روش هاي بهبود مصرف آب در اراضی تحت کشت نیشکر خوزستان اجرا نمودهاند. نتایج نشان داد که بازده کاربرد در مزارع مورد مطالعه از 7 تا % 100 متغیر و متوسط آن در مزارع ارزیابی شده %42/5 بود. برخلاف بازده کاربرد، یکنواختی توزیع آب در همه مزرعه تحت مطالعه زیاد و متوسط آن حدود %92 بود. تلفات آب در مزرعه به طور عمده ناشی از نفوذ ﻋﻤﻘﯽ بود . استرینگام و کلر - 1979 - 5 روش موجی را که در آن به جاي انتقال پیوسته آب به جویچه، آب آبیاري به طور منقطع، یعنی به صورت قطع و وصل، به جویچه انتقال مییابد را ابداع نمودند. بیشاپ6 - 1980 - ، نشان داد که در یک خاك سیلتی لوم تحت کشت ذرت با وجود برابري تمام شرایط و مصرف حجم آب آبیاري یکسان، 72 متر از طول جویچه در روش سنتی در فاز پیشروي طی گردید، در حالی که این مسافت در جویچههاي تحت روش موجی 180 متر بوده است. این در حالی است که در این تحقیق، یکنواختی توزیع رطوبت در طول جویچه نیز در روش موجی بهمراتب بیشتر از روش سنتی گزارش شده است. پورکی و والندر - 1989 - 1، ﻧﻔﻮذ آب به خاك را تحت روشهاي موجی و سنتی مطالعه نمودند. مطالعات آنها نشان داد که آب در روش موجی نسبت به روش سنتی با یکنواختی بیشتري در طول جویچه نفوذ مییابد. ساکس و هارت - 1968 - 2، اظهار داشتند که غیریکنواختی توزیع آب در مزارع به علت نامساوي بودن زمان ﺗﻤﺎس آب در نقاط مختلف جویچه میباشد که روش کاهش دبی این نقیصه را تا حدي برطرف میسازد. ایزدي و همکاران - 1991 - ، بازده کاربرد آب آبیاري در یک مزرعه نیشکر در آمریکا را در یک سري جویچههاي مجاور همدیگر در سه حالت پیوسته، آبیاري با کاهش دبی و آبیاري موجی ارزیابی نمودند و نتیجه گرفتند که در آبیاري با کاهش دبی و آبیاري موجی، صرفهجویی در آب مصرفی در مقایسه با روش سنتی - پیوسته - حدود پنج تا هفت درصد بیشتر است. هولدن و همکاران - 1999 - 3، که در مزارع نیشکر تحقیق می کردند بیان نمودند که مقطع V شکل باریک بازده کاربرد آب آبیاري بهتري نسبت به مقطع U شکل پهن دارد. آنها نشان دادند که مقطع V شکل باریک فرصت نفوذ عمودي را محدود می کند. چون آب در این جویچهها سریعتر از مقطع U شکل به انتها میرسد. مجدزاده و همکاران - 1387 - ، نتیجه گرفتند که باریک شدن انتهاي جویچه از پهن شدن انتهاي جویچه نتایج بهتري را در یکنواختی توزیع آب حاصل میکند. موسوي و سعادت - 1 - ، در تحقیقات خود به این نتیجه رسیدند که جویچههایی با سطح مقطع V شکل عملکرد بهتري در بهبود کارایی و مدیریت مصرف آب نسبت به جویچههایی با سطح مقطع U شکل داشتهاند. نتایج آنها نشان داد که جویچه با سطح مقطع V شکل راندمان کاربرد آب را تا 25 درصد افزایش و میزان مصرف آب را 35 درصد کاهش می دهد. علت این موضوع را می توان ﻣﻄﺎﺑﻖ نظر هولزاپفل 4 و همکاران - 2004 - و باك5و همکاران - 2006 - کاسته شدن از زمان پیشروي در جویچه باریک نسبت به جویچه پهن دانست هر چند راین و باکر - 1995 - 6، این تفاوت تأثیر را مرتبط با تفاوت در اندازه محیط خیس شده جویچههاي V و U شکل میدانند. آلکثیر و همکاران - 1377 - ، یکنواختی پروفیل رطوبتی و به تبع آن یکنواختی توزیع آب در جویچه ها را متأثر از شیب کف جویچهها، دبی جریان و مدت زمان آبیاري می دانند. این تحقیق با هدف مقایسه شاخصهاي ارزیابی سیستم آبیاري جویچهاي با شیب طولی متفاوت جویچه 0/2 - ، 0/4، 0/6 در هزار - انجام شده است.
مواد و روشها
این تحقیق، در یکی از مزارع بدون کشت - آیش - کشت و صنعت نیشکري - سلمانفارسی - نیمه اول سال 1396 انجام گرفت. منطقه آزمایش داراي اقلیم گرم و نیمهخشک است. بافت خاك زمین مورد تحقیق، رسی سیلتی بوده و عملیات صحرایی در قالب طرح آزمایشی کاملاً تصادفی با سه تیمار در چهار تکرار انجام گردید. تیمارها شامل شیب طولی 0/2 - ، 0/4، 0/6 در هزار - بودند. روش آبیاري جویچه اي انتها بسته بود که آب از طریق لولههاي دریچهدار وارد جویچهها میشد. مزرعه مورد مطالعه داراي سیستم زهکشی زیرزمینی است. طول جویچهها 240 متر و فواصل جویچهها 183 سانتی متر می باشند. هندسه جویچهها در تمام تیمارها یکسان و مدیریت یکنواختی بر آنها اعمال گردید. در تمام تیمارها، دبی ورودي ثابت و برابر با 2/5 لیتر بر ثانیه و مدت زمان ثابت 5 ساعت انتخاب گردید. پس از آماده سازي تیمارها و قبل از برداشت داده هاي صحرایی، یک دور عملیات آبیاري با دبی غیرفرسایشی براي تثبیت وضعیت عمومی انجام گردید. قبل از انجام عملیات آزمایشهاي مزرعهاي، با انجام میخکوبی مسیر طولی
