بخشی از مقاله
تخمين نياز آبياري درخت خرما توسط مدل CROPWAT در شهرستان بوشهر
چکيده
با توجه به محدوديت هاي منابع آب و رشد سريع تقاضاي آب و توزيع غير يکنواخت خصوصيات زماني و مکاني بارندگي در کشور، مديريت آبياري تبديل به يکي از موضوعات مهم شده است . لازمه ي مديريت آبياري مناسب برنامه ريزي صحيح آبياري مي باشد که اساس آن را برآورد دقيق نياز آبي آن گياه تشکيل مي دهد. با برنامه ريزي صحيح آبياري ، نياز آبي گياه تامين شده و ضمن عدم مصرف بي رويه آب ، از کاهش عملکرد محصول جلوگيري مي شود . در اين تحقيق با استفاده از اطلاعات اقليمي ايستگاه هواشناسي بوشهر تبخير-تعرق گياه مرجع بر اساس روش پنمن -مانتيث و مقدار بارندگي مؤثر بر اساس روش USDA توسط نرمافزار cropwat برآورد شد و سپس با استخراج طول دوره رشد ، مراحل مختلف رشد و ضرايب گياهي مربوط به هر دوره براي درخت خرما با استفاده از جداول استاندارد در کشور و وارد نمودن اين مقادير در مدل cropwat نياز آبي و آبياري درخت خرما تخمين زده شد. نتايج به دست آمده حاکي از آن است که در شهرستان بوشهر نياز آبي خرما ١٢٩٧.٣٣ ميليمتر ، ميانگين بارندگي مؤثر برابر ١٩٢.٦٤ ميليمتر و نياز آبياري نيز ١١٠٤.٦٩ ميليمتر در طول دوره رشد مي باشد.
واژه هاي کليدي : مديريت آبياري ، نرم افزار cropwat ، روش پنمن مانتيث ، روش USDA ، خرما ، شهرستان بوشهر
١- مقدمه
امروزه تأمين نيازهاي غذايي مردم جهان، يکي از دغدغه هاي اصلي دولت مردان و سازمانهاي جهاني مسئول مي باشد، لذا کشاورزي به عنوان محور اصلي توليد مواد غذايي کانون توجه قرار مي گيرد و در اين راستا آب به عنوان مهم ترين نهاده توليد محصولات کشاورزي از اهميت ويژهاي برخوردار است . محدوديت منابع آب و نياز روزافزون بشر به آب و غذا منجر به صرفه جويي در مصرف آب و افزايش بازده آبياري و اتخاذ روشهاي مديريتي صحيح در مزارع مي گردد. يکي از گام هاي مؤثر در استفاده از منابع آب، برآورد صحيح مقدار آب مورد نياز گياهان مي باشد، زيرا عدم برآورد صحيح اين مقدار منجر به پرت آب، عدم دستيابي به پتانسيل عملکرد مطلوب، کاهش پتانسيل توليد، تخريب منابع خاک در اثر آبياري زياد و باتلاقي شدن اراضي و يا عدم آبشويي کافي و شور شدن خاکها در اثر آبياري کمتر از حد لزوم خواهد شد که اين امر نهايتاً توسعه پايدار کشاورزي را به مخاطره خواهد انداخت . همچنين عدم برآورد صحيح نياز آبي باعث خواهد شد که حجم آب تخصيص يافته به اراضي ، هيدرومدول طراحي و حجم آب تخصيص يافته به اراضي تحت پوشش شبکه هاي آبياري، آب بها و حقابه هاي مربوط به درستي محاسبه نشود، که به نوبه خود باعث اتلاف منابع خواهد گرديد. يکي از روشهاي بهبود مديريتي مصرف آب در مزرعه ، تخمين دقيق ميزان آب مصرفي گياه از طريق محاسبه ي مقادير ETo است . در اغلب روشهايي که براي تعيين ميزان تبخير و تعرق ارائه شدهاند، ابتدا مقدار تبخير و تعرق گياه مرجع (ETo) تخمين زده مي شود و سپس از روي آن تبخير و تعرق گياه مورد نظر محاسبه مي شود (عليزاده و همکاران، ١٣٨٣). روشهاي اندازهگيري تبخير و تعرق گياه مرجع به دو گروه مستقيم و غيرمستقيم (محاسباتي ) تقسيم مي شوند. در روش مستقيم در واقع بخش کوچک و کنترل شدهاي از مزرعه مجزا شده و ميزان تبخير و تعرق در يک دوره زماني مستقيماً اندازهگيري مي شود. به اين بخش کوچک که ارتباط رطوبتي با اطراف ندارد لايسي متر گويند. درروشهاي غيرمستقيم از عوامل مختلف اقليمي و گياهي استفاده شده و از طريق ارتباط آنها با تبخير و تعرق و معادلاتي که قبلاً با روشهاي مختلف واسنجي شدهاند، ميزان تبخير تعرق گياه مرجع تخمين زده مي شود. از نظر علمي روشي مطلوبتر است که اولاً آسان بوده و ثانياً نتايج حاصله از آن واقعي تر باشند(لائو ، ٢٠٠٥). مناسب ترين روش محاسبه تبخير- تعرق در هر منطقه بايد با استفاده از آزمايش هاي لايسي متري تعيين گردد، اما متداولترين و جديدترين روش محاسبه تبخير- تعرق در حال حاضر روش پنمن -مانتيث مي باشد (عليزاده و همکاران، ١٣٨٠). اسميت و همکاران (١٩٩٢) ضمن مقايسه ٢٠ روش براي محاسبه تبخير و تعرق، از روش پنمن مونتيث را به عنوان روش برتر نام برده و متوسط خطاي اين روش را يک درصد اعلام نمودهاند. در گرده همايي ICID در سال ١٩٩٠ در شهر رم نيز استفاده از اين روش مورد تأکيد قرار گرفته است (چاهون و همکاران، ٢٠٠١). فائو (١٩٩٨) نيز روش پنمن مونتيث را به عنوان روش برتر محاسبه نياز آبي گياهان معرفي نموده و به تفصيل به ملاحظات برآورد اين روش پرداخته است (اسميت و همکاران، ١٩٩٢). عليزاده و همکاران (١٣٨٣) در مطالعه اي به ارزيابي روشهاي برآورد تبخير و تعرق در مناطق خشک ايران اقدام کردند. نتايج مقايسه ي روشهاي مختلف برآورد تبخير و تعرق گياه مرجع با اندازه گيري از لايسيمتر وزني نشان داد که روشهاي پنمن مانتيث ، پنمن فائو اصلاح شده، داراي بهترين برآورد و روش جنسن هيز داراي کمترين دقت است . اگروسکي و موکوس (١٩٦٤) باران مؤثر را برابر کل باراني که در طي فصل رشد باريده، منهاي آنچه که پس از اشباع خاک يا آبياري و به صورت آب مازاد در اثر فرونشت يا به صورت رواناب از دسترس خارج مي شود، مي دانند . اما حتي پس از بذرپاشي و براي آماده سازي زمين نيز آب مورد نياز است که در اين تعريف در نظر گرفته نشده است . بنا به نظر هرشفيلد (١٩٦٤) باران مؤثر آن بخشي از کل باراني است که در طي فصل رشد جوابگوي نيازهاي آبي گياهان مي باشد. ميلر و تامسون (١٩٧٠) باران مؤثر را نسبت باران به تبخير در يک محل معين تعريف کردهاند.
اين تعريف گمراه کننده است زيرا در واقع به تأثير باران اشاره مي کند نه به باران مؤثر . هيز و بوئل (١٩٩٥) بيان مي دارند که باران مؤثر آن مقدار از باراني مي باشد که براي رشد گياه قابل دسترس است و اين مقدار برابر است با مقداري از بارش که از اختلاف کل بارش رسيده به زمين و مجموع رواناب و تبخير حاصل مي گردد. اما اين تعريف صد در صد قانع کننده نيست زيرا در اين گفته جنبه هاي پيش از بذر پاشي لحاظ نگرديده است و اصطلاح تبخير در اينجا يک مفهوم گنگ و گمراه کننده خواهد بود . چاهون و همکاران (٢٠٠١) در اندازه گيري باران و برآورد بارش مؤثر براي محصولات ديم و آبي ، بارندگي مؤثر را مقداري از بارندگي دانستند که در منطقه ريشه گياه ذخيره مي شود آنان براي برآورد بارش مؤثر دو عامل را دخيل مي دانند: عامل اول، مقدار کل بارندگي و عامل دوم، مقدار ذخيره شدهي رطوبت در منطقه ريشه است . آنان در مطالعه ي خود براي برآورد بارش مؤثر از روش USDA (سازمان کشاورزي ايالات متحده) و براي برآورد نياز آبي و نياز خالص آبياري، از مقادير تبخير و تعرق پتانسيل و ضرايب رشد گياهي استفاده کردند. تودا و همکاران (٢٠٠٥) در پروژهاي به تخمين آب مورد نياز براي آبياري با استفاده از مدل کراپ وات براي منطقه اي براي کشور لائوس استفاده کردند.
نتايج مطالعات آنها نشان داد که آبياري اضافي براي ميزان محصول سودمند بوده ولي از آنجا که اين مدل آب هاي زيرزميني و تاثير بارورکننده ها (کودها) را در نظر نمي گيرد، لازم است براي صحت نتايج بدست آمده اين فاکتورها نيز در نظر گرفته شود.
هدف از اين پژوهش برآورد آب مورد نياز درخت خرما در شهرستان بوشهر است تا در مراحل مختلف رشد خرما فقط آب مورد نياز در اختيار آن قرار گيرد و از اتلاف و مصرف بيهوده آب جلوگيري شود.
٢-مواد و روشها
٢-١-منطقه مطالعاتي
منطقه مطالعاتي در اين تحقيق شهرستان بوشهر است . اين شهرستان يکي از ده شهرستان استان بوشهر مي باشد و داراي دو بخش مرکزي و خارگ است و آب و هواي آن گرم و خشک و در نواحي ساحلي گرم و مرطوب است . مهم ترين محصولات زراعي اين شهرستان گندم و جو آبي و ديم ، پياز، سبزي، صيفي و نباتات علوفه اي و مهمترين محصولات باغي آن را خرما تشکيل مي دهد. موقعيت اين شهرستان در شکل ١ نشان داده شده است .
٢-٢-اطلاعات و دادهها
در اين تحقيق اطلاعات هواشـناسـي ايسـتگاه سـينوپتيک بوشـهر براي سـالهاي ١٣٨٢ تا١٣٩٢ از سازمان هواشناسي استان بوشـهر دريافت شـد. تبخير-تعرق گياه مرجع بر اسـاس روش پنمن -مانتيث و مقدار بارندگي مؤثر بر اسـاس روش USDA با مدل کراپ وات برآوردشـد. اطلاعات مربوط به تاريخ شـروع و خاتمه و زمان فصـل رشـد ، طول مراحل چهارگانه فصـل رشد و ضـرايب گياهي براي درخت خرما از کتاب برآورد نياز آبي محصـولات باغي و زراعي فرشـي و همکاران (١٣٧٦) اسـتخراج شد وسپس با وارد نمودن ضرايب گياهي درخت خرما در اين مدل ، نياز آبي و نياز آبياري آن برآورد شد.
٢-٣- مدل cropwat
کراپ وات ˓ يک سيستم پشتيبان است که توسط بخش آب و خاک سازمان فائو براي برنامه ريزي و مديريت آبياري ايجاد شده است .کراپوات يک ابزار کاربردي مشترک است که به کمک آن ˓ هواشناسان و متخصصان کشاورزي و مهندسان آبياري ˓
محاسبات استاندارد تبخير-تعرق گياه مرجع ˓ نياز آبي و آبياري محصولات را تخمين مي زنند. همچنين در مورد طرح هاي ويژه مديريتي و برنامه هاي آبياري ˓ در برخورد با کمبود آب ˓ به عنوان يک راهنما براي بهبود عمليات آبياري و زمانبندي آبياري عمل مي کند. در نهايت مقدار توليد را در شرايط ديم و يا کمبود آب پيش بيني مي کند. پايگاه داده هاي کراپ وات ˓ شامل داده هايي براي ٦ ناحيه اقليمي و ١٤٤ کشور مي باشد (فائو ˓١٩٩٢). نرمافزار کراپ وات از روش پنمن –مانتيث براي محاسبه ET0 استفاده مي کند و نياز آبي درخت خرما را با استفاده از معادله زير محاسبه مي کند :
ضريب گياهي (kc) ضريبي است که تبخير-تعرق سطح مرجع را براي محاسبه تبخير-تعرق زراعي يا باغي اصلاح مي کند. در تمام روشهايي که در آنها ET٠ يا تبخير-تعرق گياه مرجع محاسبه مي شود، براي اينکه بتوان نتايج حاصله را به سطوح پوشش گياهي مورد نظر تعميم داد، بايد مقادير به دست آمده را در ضريب گياهي ضرب کرد. اين ضريب بستگي به عواملي مانند نوع گياه، مرحله رشد و شرايط آب و هوايي دارد (عليزاده، ١٣٨٣).
٣-نتايج و بحث
به منظور بررسي نتايج اصلي اين تحقيق ابتدا نتايج به دست آمده از نرم افزار cropwat که شامل مقدار تبخير-تعرق گياه مرجع و نمودار آن ، بارش موثر ، نياز آبي و نياز آبياري درخت خرما به مدت ١١ سال (١٣٩٢-١٣٨٢) مي شود را در جداول زير نشان داده شده است و سپس به تجزيه وتحليل اين نتايج در منطقه مطالعاتي پرداخته شده است .
