بخشی از مقاله
چکیده
کشور ایران به دلیل نقصان نزولات آسمانی و نامناسب بودن پراکنش زمانی و مکانی بارندگی، جزء کشورهای خشک و نیمه خشک جهان محسوب شده و همواره با مشکل کمبود آب روبرو بوده است به طوریکه 90 درصد از آن در نواحی خشک و نیمهخشک قرار دارد. بهبود کارایی مصرف و استفاده بهینه از منابع آب به عنوان یکی از محورهای اصلی کشاورزی پایدار در مناطق خشک و نیمه خشک مطرح میباشد. افزایش جمعیت، نیاز به غذای بیشتر و محدودیت منابع آب، بشر را به سمت اعمال مدیریت صحیح آبیاری سوق داده است. امروزه یکسوم اراضی قابل کشت در جهان از کمبود آب کافی برای کشاورزی رنج میبرند. با تغییرات آب و هوایی و افزایش جمعیت این مشکل در آینده جدیتر خواهد بود. دورههای طولانی تنش خشکی منجر به کاهش شدید عملکرد در نواحی خشک و نیمه خشک میشود. منابع آب و خاک جزء سرمایههای ملی و متعلق به همه نسلها بوده و در مدیریت آنها بهویژه در کشور ایران که نسبت به سایر نقاط دنیا محدودیت این منابع بیشتر است، باید کوشید. بر اساس آمار و اطلاعات موجود در حال حاضر 84 درصد از آب مصرفی سالانه در کشور در بخش کشاورزی و بقیه در بخشهای شرب، صنعت و سایر موارد به مصرف میرسد. نکته قابل تأمل اینکه 65 درصد از سهم بخش کشاورزی به علت شیوههای غلط آبیاری هدر میرود. لذا باتوجه به رقم بسیار بالای مصرف آب در بخش کشاورزی و تولیدات گیاهی، اگر بتوان شرایطی فراهم کرد که با استفاده صحیح از آب، فقط چند درصد در این بخش صرفه جویی کرد، رقم بسیار قابل توجهی خواهد شد. افزون بر موارد یاد شده، خشکسالیهای اخیر بر اهمیت اعمال مدیریت صحیح آبیاری و بالا بردن راندمان آن و استفاده بهینه از منابع آبی کشور بیش از پیش میافزاید. اختلاط برخی مواد افزودنی نظیر بقایای گیاهی، کود دامی، کمپوست و مواد پلیمری سوپر جاذب - SAP - میتواند مقادیر متفاوتی آب را در خود ذخیره نموده و قابلیت نگهداری آب خاک را افزایش دهد.سوپرجاذبها موادی غیر سمی با سازگاری و تجزبهپذیری زیستی بوده که ضمن برخورداری از سرعت و ظرفیت زیاد جذب آب به شکل آبانبارهای مینیاتوری عمل کرده و در موقع نیاز ریشه، بهراحتی آب را در اختیار آن قرار میدهند. از دیگر مزایای سوپرجاذبها میتوان به کاهش میزان آب مصرفی و هزینه آبیاری، امکان کاشت در مناطق بیابانی و سطوح شیبدار اشاره کرد. در این مقاله سعی شده است ضمن مطالعه نتایج تحقیقات دانشمندان و محققین در زمینه کاربرد این مواد، پیشنهاداتی در این زمینه ارائه گردد.
مقدمه
افزایش جمعیت، نیاز به غذای بیشتر و محدودیت منابع آب، بشر را به سمت اعمال مدیریت صحیح آبیاری سوق داده است. امروزه اطمینان از تولید مداوم و پایدار فراوردههای غذایی سالم همراه با حفظ محیط زیست و توجه به مناسبات اجتماعی و اقتصادی موضوع قابل توجهی در علوم مختلف مانند کشاورزی، اکولوژی و محیط زیست بوده و مورد توجه روز افزون کشاورزان، پژوهشگران، دولتمردان و سیاستگذاران قرار گرفته است .[54] بهبود کارایی مصرف و استفاده بهینه از منابع آب به عنوان یکی از محورهای اصلی کشاورزی پایدار در مناطق خشک و نیمه خشک مطرح میباشد. کارایی مصرف آب نمایهای برای بیان کمی تولید محصول به ازای واحد آب مصرفی بوده و با افزایش عملکرد و یا کاهش آب مصرفی افزایش مییابد.[1] کشور ایران به دلیل نقصان ریزشهای جوی - متوسط نزولات آسمانی 240 میلیمتر در سال - [11] و نا مناسب بودن پراکنش زمانی و مکانی بارندگی، جزء کشورهای خشک و نیمه خشک جهان محسوب شده و همواره با مشکل کمبود آب روبرو بوده است. بر اساس گزارش سازمان خوار و بار جهانی 90 - FAO - درصد از کشور ایران در نواحی خشک و نیمهخشک قرار دارد.امروزه یکسوم اراضی قابل کشت در جهان از کمبود آب کافی برای کشاورزی رنج میبرند. با تغییرات آب و هوایی و افزایش جمعیت این مشکل در آینده جدیتر خواهد بود .[13] دورههای طولانی تنش خشکی منجر به کاهش شدید عملکرد در نواحی خشک و نیمه خشک میشود .[54] منابع آب و خاک جزء سرمایههای ملی و متعلق به همه نسلها بوده و در مدیریت آنها بهویژه در کشور ایران که نسبت به سایر نقاط دنیا محدودیت این منابع بیشتر است، باید کوشید. بر اساس آمار و اطلاعات موجود در حال حاضر مصرف آب در کشور حدود 94 میلیارد متر مکعب در سال بوده که 84 درصد آن در بخش کشاورزی و بقیه در بخشهای شرب، صنعت و سایر موارد به مصرف میرسد.[5] نکته قابل توجه اینست که 65 درصد از سهم بخش کشاورزی به علت شیوههای غلط آبیاری هدر میرود.[13] لذا باتوجه به رقم بسیار بالای مصرف آب در بخش کشاورزی و تولیدات گیاهی، اگر بتوان شرایطی فراهم کرد که با استفاده صحیح از آب، فقط چند درصد در این بخش صرفه جویی کرد، رقم بسیار قابل توجهی خواهد شد. افزون بر موارد یاد شده، خشکسالیهای اخیر بر اهمیت اعمال مدیریت صحیح آبیاری و بالا بردن راندمان آن و استفاده بهینه از منابع آبی کشور بیش از پیش میافزاید. خشکسالی و تنش ناشی از آن از مهمترین و رایجترین تنشهای محیطی است که تولیدات کشاورزی را با محدودیت مواجه ساخته و بازده استفاده از اراضی مناطق خشک را کاهش میدهد.[53] در واقع میتوان گفت تنش خشکی مهمترین عامل محدودکننده تولید محصولات کشاورزی در مناطق خشک و نیمهخشک به حساب میآید. اختلاط برخی مواد افزودنی نظیر بقایای گیاهی، کود دامی، کمپوست و مواد پلیمری سوپر جاذب - SAP - میتواند مقادیر متفاوتی آب را در خود ذخیره نموده و قابلیت نگهداری آب خاک را افزایش دهد. ترکیب این مواد با خاک، خصوصیات فیزیکوشیمیائی خاک و به تعبیری پارامترهای طراحی و مدیریتی آبیاری را متأثر نموده و امکان افزایش بهرهوری مصرف آب را فراهم مینماید.[12] کاربرد پلیمرهای سوپرجاذب که در سالهای اخیر رو به فزونی گذاشته و تحقیقات مختلف بر روی آنها در زمینههای مختلف کشاورزی در حال اجرا میباشد، یکی از راههای جلوگیری از تنشهای رطوبتی است. این مواد که غیرسمی با سازگاری و تجزبه پذیری زیستی هستند[34]، ضمن برخورداری از سرعت و ظرفیت زیاد جذب آب به شکل آب-انبارهای مینیاتوری عمل کرده و در موقع نیاز ریشه به راحتی آب را در اختیار آن قرار میدهند.[12] این مخازن ذخیره کننده آب وقتی در داخل خاک قرار میگیرند، آب آبیاری و بارندگی را به خود جذب کرده و از فرونشت آن جلوگیری مینمایند وپس از خشک شدن محیط، آب داخل پلیمر به تدریج تخلیه شده و بدین ترتیب خاک به مدت طولانی و بدون نیاز به آبیاری مجدد، مرطوب میماند.[14] مقدار جذب آب در این پلیمرها بسته به فرمولاسیون، نا خالصیها و میزان نمک موجود در آب از مقادیر بسیار کم حدود 20 برابر تا بیش از 2000 برابر وزنی متغیر است.[13] هدف اصلی از افزودن این مواد به خاک افزایش ظرفیت نگهداری و کاهش دورآبیاری میباشد از دیگر مزایای سوپرجاذبها میتوان به حفظ آب برای مدت طولانی، مصرف یکنواخت آب برای گیاهان، رشد سریعتر و مطلوبتر ریشه، کاهش شستوشوی مواد غذایی خاک، کاهش هزینه آبیاری، هوا دهی بهتر خاک، امکان کاشت در مناطق بیابانی و سطوح شیبدار اشاره کرد.
اهداف
هدف از این مطالعه بررسی تأثیر کاربرد شیوه های نوین آبیاری - استفاده از سوپرجاذبها - در جهت صرفه جوئی در مصرف آب و نیز سایر هزینه های آبیاری در فضای سبز و بویژه در چمن کاریها می باشد. همانگونه که اطلاع داریم حفظ و نگهداری از فضای سبز که در واقع ریه های تنفسی هر شهر محسوب می گردد، امری واجب و اجتنابناپذیر بوده که می-طلبد همه باهم در این زمینه نهایت جدیت و تلاش رابعمل آورده و می بایست به این مقوله به عنوان یک مسئله حیاتی، توجهی ویژه داشت. افزایش جمعیت، زندگی ماشینی، نداشتن تحرک، کاهش نزولات آسمانی، ترافیک، رژیم غذائی، افزایش آلاینده ها و... اهمیت موضوع را دوچندان می کند. در این مقاله مروری سعی شده است ضمن تعریف این مواد، اشاره ای به برخی نتایج بدست آمده توسط محققان و دانشمندان در زمینه استفاده از پلیمرهای سوپرجاذب - SAP - در کشاورزی و تولیدات گیاهی شده است.
سوپرجاذبهای رطوبتی
یکی از فنون پیشرفتهای که در سالهای اخیر در برخی از کشورها به کار گرفته شده است، استفاده از پلیمرهای سوپرجاذب آب میباشد. با استفاده از سوپرجاذبها، شیوه نوینی از آبیاری ارائه شده که با استعمال آنها، میتوان تا 70 درصد در مصرف آب آبیاری صرفه جویی کرد. این مواد وقتی که در داخل خاک قرار میگیرند، آب آبیاری و بارندگی را به خود جذب کرده و از فرونشت آن جلوگیری و بهتدریج و به حسب نیاز گیاه در اختیار آن قرار میدهند. سوپرجاذب در جهان امروز مصارف زیادی دارد که بهطور کلی به برخی از آنها اشاره میشود:
-1 مصارف کشاورزی: سوپرجاذبها در کشاورزی بهتازگی کاربرد وسیعی پیدا کرده اند. و با توجه به کمبود منابع آبی، بر اهمیت این مواد روز به روز افزوده میشود.
-2 مصارف بهداشتی، پزشکی و داروسازی: سوپرجاذبها در پزشکی و در ترکیب داروهایی که نیاز به کنترل آزاد سازی مواد مؤثر دارند، بهکار میروند. همچنین از این مواد میتوان در تولید منسوجات بهداشتی بهعنوان جاذب الرطوبه استفاده نمود.[4] -3 سایر کاربردها مثل برف مصنوعی، کیسههای جاذب آب برای جداسازی آب از سوختهای هیدروکربنی، افزودنی سیالات حفاری چاههای نفت، کاهش انقباض و افزایش استحکام بتون، لاسیتکها و درزگیرهای منبسط شونده در آب، استفاده در برخی کابلهای مخابراتی و برق برای جلوگیری از نفوذ آب، جامد سازی فاضلابها و پسابهای صنعتی و شهری، جامد
