بخشی از مقاله
خلاصه
محدود بودن منابع آب کشور باعث شده است که افزایش راندمان آبیاری به عنوان یکی از راهکارهای اساسی افزایش بهرهوری آب در مزرعه مطرح شود. آبیاری سطحی رایجترین شیوه آبیاری است که در آن آب به روش ثقلی در سطح زمین جریان مییابد و سطح زمین نقش جذب کننده -انتقال دهنده آب را ایفا میکند. در این پژوهش مدیریتهای مختلف کمآبیاری در آبیاری جویچهای با استفاده از نرم افزار SIRMOD مورد ارزیابی قرار گرفت.
سپس مقادیر شاخصهای راندمان کاربرد، ذخیره و یکنواختی بررسی شد. در نهایت با مشخص شدن مقادیر عملکرد، بهره وری آب آبیاری جهت انتخاب نقطه بهینه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقادیر راندمان کاربرد با اعمال کم آبیاری از %55/59 به %74/4 افزایش پیدا کرده است. بهطوریکه در کم آبیاریهای بیشتر از 20 درصد، مقدار نفوذ عمقی به صفر رسیده و مقدار تلفات رواناب از 35/8 به 26/4 درصد میرسد. مقدار عملکرد ذرت تیمار شاهد با توجه به تراکم کشت بالا، حدود 90 تن در هکتار در بهدست آمد.
همچنین نتایج حاکی از آن است که با اعمال کم آبیاریهای 10، 20، 30، 40 و 50 درصد نیاز آبی گیاه، مقدار علوفه تر از 88/9 به 50/6 تن در هکتار کاهش پیدا میکند. اما مقدار بهرهوری در تیمار شاهد 8/16 کیلوگرم بر متر مکعب بوده و برای تیمارهای کم آبیاری 10، 20، 30، 40 و 50 درصد نیاز آبی بهترتیب 8/96، 9/46، 9/47، 9/35 و 9/18 مترمکعب بر کیلوگرم محاسبه شد. قابل مشاهده است که میزان بهرهوری در تیمارهای مختلف اختلاف معنیداری با یکدیگر نداشته و میتوان از نتایج این پژوهش برای اراضی مشابه با این مطالعه جهت استفاده بهینه از منابع آب، بهبود راندمان و افزایش بهرهوری در آبیاری سطحی استفاده کرد.
مقدمه
خشکسالی و کمآبی در ایران یک واقعیت اقلیمی است و با توجه به روند روز افزون نیاز بخشهای مختلف به آب، مشکل خشکسالی در سالهای آینده حادتر نیز خواهد شد، بهطوریکه بر اساس گزارش موسسه بینالمللی مدیریت آب - IWMI1 - ، کشور ایران برای حفظ وضع فعلی خود تا سال 2025 باید بهتواند 112 درصد به منابع آب قابل استحصال خود بیفزاید
با افزایش جمعیت حدود 90 میلیون در هر سال به جمعیت کره زمین و برداشت بیش از حد و نیز آلودگی منابع آبی زمین، این کمبود تشدید و در نتیجه آن تنشهای حاد سیاسی و اجتماعی در عرصه جهانی، خصوصا کشورهایی که در نواحی خشک و نیمهخشک قرار دارند، بیشتر خواهد شد. از این رو قرن حاضر، قرن بحران آب خواهد بود - رحیمی، . - 1382 باید توجه داشت از آنجایی که امکان افزایش منابع آب شیرین جهان وجود ندارد، تنها کاری که میتوان کرد، بهبود روشهای استفاده از منابع آب است
در حال حاضر در سطح دنیا حدود 350 میلیون هکتار زمین بهصورت آبی کشت میشود و نسبت به کل اراضی تحت کشت، نسبتاً ناچیز است. این مقدار 0/5 درصد کل سطح کره زمین و حدود 2 درصد وسعت خشکیهای سطح زمین میباشد. این یعنی فقط 19 درصد اراضی کشاورزی در دنیا آبیاری میشوند و بقیه بهصورت دیم میباشند. ولی بیش از 40 درصد کل تولیدات کشاورزی جهان که بالغ بر 5/3 میلیارد تن است، از همین اراضی تحت آبیاری حاصل میشود. بنابراین بدون آبیاری و کشاورزی تأمین غذای کافی برای جمعیت کنونی دنیا امکانپذیر نیست
در حالیکه متوسط میزان بارندگی سالانه در جهان 813 میلیمتر است، میزان متوسط بارندگی در ایران 228 میلی-متر بوده که کمتر از یک سوم مقدار متوسط بارندگی جهان است - محمدجانی و یزدانیان، . - 1393 در ایران 92 درصد آب در بخش کشاورزی مصرف میشود - محمدجانی و یزدانیان، . - 1393 لذا نیاز به بهبود مدیریت کاربرد آب در مزرعه ضروری به نظر میرسد که هم باعث صرفه جویی آب، نیروی کار و حفاظت از خاک شده و علاوه بر آن موجب افزایش بهرهوری نیز میشود
آبیاری جویچهای یکی از روشهای متداول آبیاری سطحی است که در آن آب در کانالهای بدون پوشش کوچکی به نام جویچه جریان مییابد - واکر2 و اسکوگربو، . - 1987 در این روش آب از ابتدای جویچه وارد و در اثر نیروی ثقل به انتهای جویچه میرسد. جویچهها به دو صورت انتها باز و بسته احداث میشوند.
فاصله جویچهها به صورت معمول از 0/75 تا 2 متر میباشد. در این روش گیاه اغلب بر روی پشته کاشته میشود. طول جویچهها، بسته به بافت خاک، وضعیت توپوگرافی و نوع گیاه، از 100 تا 2000 متر متغیر است. مشخصهی اصلی آبیاری جویچه ای نشتی بودن است. این روش آبیاری اگر به درستی طراحی و اجرا شود، بهدلیل عدم نیاز به وسایل و دستگاهای پیچیده برای زارعین، یکی از بهترین روشها محسوب میشود اما چنانچه به خوبی طراحی و اجرا نگردد، موجب تلفات آب، عدم یکنواختی توزیع رطوبت و کاهش محصول می-گردد - علیزاده، . - 1381 تلفات آب در این روش آبیاری به دو صورت تلفات نفوذ عمقی و رواناب سطحی از انتهای جویچه است.
احمدآباد و همکاران - 1395 - به منظور ارزیابی آبیاری سطحی و آگاهی از شرایط موجود در مزارع ذرت کشت و صنعت و دامپروری مغان مطالعهای را در سال زراعی 1393-94 انجام دادند. ارزیابی سامانه آبیاری جویچهای در هفت مزرعه نشان داد که راندمان کاربرد آب 41/9 درصد است که این امر حاکی از ضعف مدیریتی سامانه آبیاری سطحی است.
رفیعی و شاکرمی - 2010 - کارایی مصرف آب ذرت تحت سه روش آبیاری جویچهای، آبیاری یک در میان جویچهای و آبیاری یک در میان متناوب جویچهای و سه تراکم بوتهای 7 - ، 8 و 9 بوته در متر مربع - مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان دادند که اختلاف معنیداری میان آبیاری یک در میان ثابت جویچهای و آبیاری یک در میان متناوب جویچهای وجود ندارد اما در مقایسه با شاهد، به ترتیب باعث کاهش آب آبیاری به اندازهی 26/2 و 23 درصد و کاهش عملکرد به میزان 11 و 13/6 درصد شده است. بالاترین کارایی مصرف آب برای عملکرد زیستی، 4/4 کیلوگرم بر متر مکعب و عملکرد دانه 1/91 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد.
کلارک1 و همکاران - 2009 - در تحقیقی نشان دادند که مدل SIRMOD ابزاری مفید و کاربردی برای ارزیابی آبیاری سطحی است. بهبهانی و بابازاده - 1384 - درتحقیقی عملکرد مدل SIRMOD در مزرعهای با خاک رس واقع در مزرارع تحقیقاتی دانشگاه تهران مورد ارزیابی قرار دادند. نتایج نشان داد که مدل در سه روش حل رابطه سنت-ونانت، سرعت پیشروی و نفوذ را کمتر از نتایج مزرعه ای برآورد مینماید. بررسیها نشان داد که میزان پیشروی در مدل هیدرودینامیک به مقادیر مشاهده شده نزدیکتر است. راندمان آبیاری سطحی در ایران حدود 43 درصد گزارش شده است - عباسی و همکاران، . - 1388 از طرفی سطح بالای کشت آبی و از طرفی دیگر تلفات زیاد در مصرف آب، کشاورزی را با بحران آب مواجه کرده است.
بنابراین، مطالعه بر روی سامانه آبیاری سطحی که نسبت به سایر روشهای آبیاری کاربرد بیشتری دارد و موجب تلفات زیاد املاح و آلایندگی محیط زیست میشود، ضرورت دارد. هدف از این پژوهش حداکثر سازی توامان شاخص های یکنواختی، راندمان کاربرد و راندمان ذخیره بهعنوان شاخصهای اصلی عملکرد سامانه آبیاری جویچهای است. همچنین میزان بهرهوری مصرف آب نسبت به آب آبیاری و تبخیر-تعرق تحت رژیمهای مختلف آبیاری بخشهای بعدی این پژوهش را تشکیل میدهند.
مواد و روش ها
آزمایشهای صحرایی در مزرعه آموزشی و پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در کرج انجام شد. موقعیت جغرافیایی مزرعه آزمایشی شامل طول جغرافیایی 50 درجه و 57 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 35 درجه و 48 دقیقه شمالی با ارتفاع 1293 متر از سطح دریا است. منطقه مورد نظر دارای آب و هوای مدیترانهای با زمستانهای تقریبا سرد و تابستانهای گرم و خشک بوده و در طبقه بندی دومارتن در دسته اقلیمهای نیمهخشک و سرد قرار دارد. از نظر خاکشناسی اراضی منطقه در یک ناحیه فیزیوگرافی ناشی از رسوبات بادبزنی رودخانه کرج قرار دارد.
