سیستم کار آبیاری قطره ای

تعریف آبیاری قطره ای
آبیاری قطره ای عبارت است از روشی که در آن آب با فشار کم از روزنه یا وسیله ای به نام قطره چکان از شبکه خارج و به صورت قطراتی در پای گیاه ریخته می شود. گاهی این نوع آبیاری را آبیاری موضعی نیز می نامند. شبکه ای که آب را در سراسر مزرعه توزیع می نماید به کمک قطره چکان و با فشار کم در روی زمین پاشیده می شود. از مشخصات این روش تحویل آب به گیاه با فشار کم در منطقه توسعه ریشه ها، در سطح زمین (در زیر خاک) می باشد تا مساحت و عمق کوچکی از سطح خاک خیس شود.
آبیاری قطره ای به کلیه روش هایی اطلاق می شود که در آن آب به میزان کم و حدود 1 تا 10 لیتر در ساعت و به آرامی در نزدیک گیاه تخلیه شود. به همین دلیل این روش آبیاری به روش آبیاری با حجم کم معروف است.
در این روش آب، ممکن است مانند آبپاش ها از بالا پخش شود و یا آنکه مانند قطره چکان های سطحی مستقیما در خاک ریخته شود. در برخی از روش ها آب از زیر خاک وارد منطقه ریشه گیاه می شود، مانند قطره چکان های زیر سطحی.

در آبیاری قطره ای، آب در یک سیستم لوله ای در مزرعه توزیع می شود و دستگاه یا وسیله مکانیکی که آب از آن به خارج گسیل و در اختیار گیاه قرار می گیرد خروجی یا قطره چکان نام دارد.
خروج آب از قطره چکان می تواند به صورت قطره، حباب و یا یک جریان کوچک پیوسته باشد. حتی وسیله پخش ممکن است یک آب پاش بسیار کوچک باشد.
قطره چکان ها طوری طراحی و ساخته شده اند که فشار آب را کاهش داده و به حدود 20 تا 200 کیلوپاسکال برسانند.

لزوم اجرای آبیاری قطره ای چیست؟
نگاهی به تاریخ آب و آبیاری در جهان نشان می دهد که در سال های اخیر روش های متعددی در زمینه آبیاری کشاورزی ابداع شده است. کمبود آب، وضعیت نامناسب آب و هوا، پستی و بلندی زمین، کیفیت نامطلوب آب و عدم دسترسی به نیروی کارگر از جمله عواملی هستند که در پیدایش این روش ها موثر بوده اند.

چه نوع آبیاری قطره ای برای کجا؟
انتخاب روش های آبیاری هر کدام مناسب استفاده در شرایط خاصی هستند، که در آن باید به شرایط منطقه، نتایج آزمایشات آب و خاک، الگوی کشت، کیفیت آب و خاک و شرایط اقلیمی توجه کرد. در زیر برای آرایش های آبیاری مختلف موارد استفاده ای را بیان کرده ایم که می تواند به عنوان راهنمایی کلی مورد استفاده قرار گیرد

روش آبیاری قطره ای با آرایش یک ردیفه:
- مناسب جهت درختان و گیاهانی که دارای نیاز آبی کمی هستند
- فاصله کشت گیاهان به هم نزدیک باشد.(کمتر از دو نیم متر)
- مناسب سال های اولیه رشد درختان

آبیاری قطره ای با آرایش دو ردیفه:
- مناسب جهت درختان و گیاهانی که دارای نیاز آبی زیاد هستند.
- فاصله کشت گیاهان به هم نزدیک باشد. (کمتر از 3 متر)
- درختان مسن و باغات میوه (به ویژه در صورت تغییر روش آبیاری سنتی به قطره ای)

آبیاری قطره ای با آرایش لوپ یا حلقه ای:
- مناسب جهت درختان و گیاهانی که دارای نیاز آبی متوسط تا زیاد هستند
- فاصله کشت گیاهان زیاد باشد (بیشتر از 4 متر)
- درختان جوان تا مسن (درختان جوان با تعداد قطره چکان کمتری آبیاری می شوند و به مرور و با رشد آنها به تعداد قطره چکان های اضافه می شود)

آبیاری قطره ای نواری یا تیپ:
- مناسب گیاهان ردیفی و کشت های بوته ای با فواصل کم
- عموما برای کشت های یکساله مانند صیفی جات استفاده می شود

آبیاری با بالبر:
- برای درختان با نیاز آبی بالا
- درختان مسن
- مناسب برای جاهایی که آب به صورت نوبتی در اختیار کشاورز است.
- کیفیت فیزیکی آب خیلی مناسب نباشد
- باغات قدیمی با فواصل زیاد

سایر روش های آبیاری قطره ای:
- در کارهای خاص کاربرد دارند که انتخاب آنها باید با دقت و در نظر گرفتن شرایط باشد.

تفاوت آبیاری قطره ای و موضعی
در صنعت آبیاری واژه های رایج برای تشریح این سیستم ها بین افراد و مناطق مختلف، متفاوت است. به هرحال معمولا به سیستم هایی آبیاری قطره ای اطلاق می شود که از قطره چکان هایی با سرعت جریان کم برای توزیع آب بر سطح خاک استفاده می کنند. «آبیاری موضعی» غالبا به سیستم هایی اطلاق می شود که از آبفشان های کوچک برای پاشش افقی و عمودی آب به صورت قطرات بسیار ریز یا بارش استفاده می کنند. برخی افراد در صنعت، بین «میکرو آبفشان» که دارای جزء متحرکی نیست و «میکرو آبپاش» که دارای جزء دورانی است، تفاوت قائل می شوند.
سیستم های آبیاری موضعی/قطره ای تقریباً همیشه ثابت هستند، بدین معنا که تجهیزاتی مانند لاترال ها و ابزار پخش آب در طول فصل رشد در یک مکان باقی می مانند. این سیستم ها را می توان به صورت دائمی احداث نمود (به ویژه برای درخت ها، تاک ها و برای برخی از گیاهان ردیفی) یا می توان آنها را به صورت متحرک طراحی نمود و پس از تکمیل یک فصل آبیاری آن ها را به مزرعه دیگری منتقل نمود. سایر سیستم های آبیاری قطره ای ترکیبی هستند، بدین صورت که شامل یک لوله اصلی توزیع آب، مدفون در زیر خاک با لاترال ها و انشعابات قابل حمل، می شوند.

انواع آبیاری قطره ای یا موضوعی
1-آبیاری موضعی با آرایش یک ردیفه

2- آبیاری موضعی با آرایش دو ردیفه

3- آبیاری موضعی با آرایش لوپ حلقه ای

4- آبیاری موضعی با آرایش تیپ نواری

5- آبیاری موضعی با آرایش بابلر

6- آبیاری موضعی زیر سطحی

7- آبیاری موضعی تراوا

8- آبیاری موضعی سفالی

9- آبیاری موضعی مه پاش Mist

10- آبیاری موضعی میکروجت اسپری

11- آبیاری موضعی ثقلی کم فشار

روشهای آبیاری موضعی (Localized Irrigation)
در این روشها آب مورد نیاز گیاه از طریق شبکه لوله ها در سطح مزرعه توزیع و توسط وسایل خروجی، مستقیما در اختیار گیاه قرار می گیرد.از آنجا که بخشی از سطح زمین اطراف گیاه خیس می شود، به همین جهت به روشهای آبیاری موضعی (Localized Irrigation) موسوم شده اند.
قدیمیترین روشی که بکار گرفته شده، آبیاری قطره ای است که از اواسط دهه 1960 همزمان با تولید لوله های پلی اتیلن توسعه یافته است.در حال حاضر وسائل خروجی مورد استفاده با عنوان کلی گسیلنده بسیار متنوع می باشند.روشهای آبیاری موضعی مانند دیگر روشها دارای مزایا و محدودیتهایی می باشند.
آبیاری موضعی عبارتست از پخش آهسته آب بر سطح یا زیر خاک به صورت قطرات مجزا، پیوسته، جریان باریک یا اسپری ریز از طریق قطره چکان نهایی که در طول خط انتقال آب قرار دارند. آبیاری موضعی دارای روش ها و مفاهیم متعددی مانند آبیاری دریپ، آبیاری زیر بستری، آبیاری فواره ای و آبیاری اسپری است.
سیستم آبیاری موضعی معمولاً جهت آبیاری درختان، بوته ها، درختچه های انگور، باغ ها، و …بکار گرفته می شود و شامل کنترل مرکزی ( فیلتراسیون و ایستگاه پمپاژ) - خطوط آب رسان اصلی و خطوط آب رسان فرعی و لوله های لترال و یا آبده می باشد که جنس این لوله ها اکثرا پلی اتیلن سنگین (H.D) و جنس لوله های آبده از پلی اتیلن سبک (L.D)می باشد.در روی لوله های لترال قطره چکان نصب می گردد.آرایش لوله های لترال معمولاً به صورت خطی یا لوپ در اطراف درختان مورد نظر خواهد بود. آبدهی قطره چکان های مورد استفاده در این سیستم از 2 لیتر در ساعت تا حدود 24 لیتر در ساعت متغیر می باشد و در شرایط معمولی از قطره چکان های 4 لیتر در ساعت استفاده می گردد.

قسمت های مختلف سیستم آبیاری موضعی ( آبیاری قطره ای):
لوله های پلی اتیلن اصلی (H.D)، لوله های آبده پلی اتیلن (L.D)، فیلتراسیون و ایستگاه پمپاژ.
آبیاری موضعی آسان ترین راه آب دادن به هر گیاه مانند درختان و تاک ها ست و کمبود رطوبت خاک را قبل از پیداش مکش بالاتر اثر مصرف آب به وسیله گیاه از طریق تبخیر و تعرق، بر طرف می سازد. یک سیستم آبیاری موضعی به علت کاربرد موثر آب و نیروی کارگردارای مزایای اقتصادی منحصر به فرد است.

مزایای سیستم آبیاری موضعی ( آبیاری قطره ای)
آبیاری قطره ای نیز مانند هر روش دیگری دارای محاسن و معایبی است. این مزایا و معایب عمدتا از نظر فنی، اقتصادی و یا عوامل مربوط به رشد گیاه است.
بنابراین در هنگام انتخاب روش آبیاری قطره ای لازم است تا این موارد مد نظر قرار گیرد.

صرفه جویی در میزان آب و هزینه ها:
آبیاری موضعی هزینه های بهره برداری را کاهش می دهد و این مسئله اساسی در این روش جدید است. سیستم های موضعی به آب کمتری نسبت به سایر سیستم های متداول آبیاری نیاز دارد. مثلاً در باغات درختان جوان، آبیاری با سیستم موضعی تنها نصف آب مورد نیاز آبیاری بارانی یا سطحی مصرف می کند. با مسن تر شدن درختان، صرفه جویی در آب با سیستم موضعی کاهش می یابد ما هنوز برای بسیاری باغداران آبیاری موثر با سیستم موضعی به علت کمبود و قیمت بالای آب، اهمیت دارد. هزینه کارگر برای آبیاری را می توان کاهش داد، زیرا در سیستم موضعی کافی است که پخش آب تنظیم گردیده و سیستم به کار انداخته شود. این تنظیم ها توسط وسایل اتوماتیکی انجام می گیرد که نیاز به کارگر چندانی ندارد.

عملیات زراعی آسان تر:
از آنجا که بیشتر سطح خاک هرگز با آبیاری موضعی خیس نمی شود، رشد علف هرز کاهش می یابد. در نتیجه هزینه کارگر و مواد شیمیایی برای کنترل علف هرز پایین می آید. همچنین چون با آبیاری موضعی خاک کمتری خیس می شود، عملیات زراعی دیگر در باغات را می توان لاینقطع ادامه داد. مثلاً در گیاهان ردیفی، فاروهایی که کارگران روی آن ها راه می روند نسبتاً خشک و محکم باقی می ماند.
کودها را می توان در آب آبیاری تزریق نمود که با این کار نیازی یه نیروی کارگر برای پخش آن ها روی زمین نیست. برای این منظور کودهای بسیار محلولی در بازار موجود بوده و انواع جدید آن ها کودپاشی از طریق سیستم موضعی را گسترده ساخته است. به علت کنترل بیشتر روی محل و زمان پخش کود با سیستم موضعی، کارایی کود پاشی افزایش یافته است.

به کارگیری آب شور:
آبیاری های مکرر رطوبت خاک را در حدی نگه می دارد که بین دو حالت خیلی خشک و خیلی ترنوسان نمی کند و بیشتر قسمت های خاک از هوای کافی برخوردار است. خیس ماندن خاک بین آبیاری ها، نمک های موجود در محلول را رقیق تر نگه می دارد. به همین جهت در سیستم موضعی می توان از آب با شوری بیشتری نسبت به سایر روش های آبیاری استفاده کرد.
مورد استفاده در خاک های صخره ای و شیب های تند: سیستم های آبیاری موضعی را می توان طوری طراحی کرد که در هر نوع توپوگرافی به نحو موثر قابل استفاده باشد. در اراضی صخره ای، حتی اگر فاصله بین درختان نامنظم و اندازه آن ها متفاوت باشد، می توان آبیاری موضعی را به نحوی موثر به کار گرفت زیرا آب بسیار نزدیک به هر درخت پخش می شود.

● معایب آبیاری موضعی:
هزینه اولیه بالا
هزینه نسبتاً بالا، گرفتگی قطره چکان ها، ایجاد شوری موضعی و پخش نا منظم و لکه لکه ای رطوبت خاک از معایب اصلی سیستم های آبیاری موضعی بشمار می آیند.

گرفتگی:
چون خروجی فطره چکان ها بسیار ریز هستند، ذرات معدنی یا آلی موجب گرفتگی آن ها می شوند. گرفتگی باعث کاهش دبی تخلیه، غیر یکنواختی پخش آب و در نتیجه صدمه به گیاه می گردد. در برخی موارد، ذراتی در آب آبیاری موجود است و قبل از ورود به شبکه لوله ها تصفیه نمی شود. در موارد دیگر، ذرات در داخل خط لوله یا با تبخیر آب از روزنه قطره چکان ها بین آبیاری ها وارد آب می شوند.اکسید آهن، کربنات کلسیم و بقایای جلبک و میکروب ها در بعضی سیستم های آبیاری تشکیل شده اند. تصفیه شیمیایی آب منجر به حذف یا کاهش مشکل گرفتگی قطره چکان ها می گردد.

یکنواختی:
بیشتر قطره چکان های موضعی دارای فشار سرویس پایینی هستند ( 5 تا 10 متر). اگر مزرعه دارای شیب تندی باشد، دبی قطره چکان در خلال آبیاری تا حدود 50 درصد پیش بینی شده تغییر کرده و بعد از بستن آب، قطره چکان های پایین تر همچنان به تخلیه آب ادامه می دهند. برخی گیاهان بیشتر و گیاهان دیگر کمتر آب دریافت می کنند. البته این مسائل با طراحی دقیق رفع می شود.

شرایط خاک:
بعضی خاک ها دارای سرعت نفوذ نهایی کافی برای دریافت دبی تخلیه قطره چکان ها نبوده و تولید روان آب یا شرایط ماندابی می نمایند. معمولاً خاک های شنی، به ویژه با لایه بندی افقی اندک، برای آبیاری موضعی بسیار مناسب می باشند. این گونه لایه بندی برای آبیاری موضعی مفید است زیرا حرکت جانبی آب را افزایش داده و حجم بیشتری از خاک را مرطوب می سازد. تجربه نشان داده است که خاک های دارای بافت متوسط مناسب آبیاری موضعی بوده، اما برخی خاک های بافت ریز روان آب تولید کرده اند.

تجمع نمک:
نمک ها در سطح خاک تجمع یافته و خطر بالقوه ای برای گیاه فراهم می سازد زیرا باران های سبک املاح را به ناحیه ریشه گیاه منتقل می سازد. بنابراین، وقتی بعد از دوره تجمع نمک باران می آید، آبیاری بایستی طبق برنامه ادامه یابد تا به اندازه 5 سانتی متر باران وارد خاک شود و نمک ها را از ناحیه ریشه گیاه خارج سازد.
در هنگام آبیاری موضعی، نمک ها در زیر سطح خاک و پیرامون حجم خیس شده خاک با قطره جکان نیز تجمع می یابد. خشک شدن خاک بین آبیاری ها موجب حرکت معکوس آب خاک و انتقال نمک از پیرامون ناحیه خیس شده به طرف قطره چکان می گردد حرکت آب بایستی همیشه دور از قطره چکان باشد تا از صدمات ناشی از نمک جلوگیری شود. بهتر است دور آبیاری همیشه 1 روز انتخاب شود.

خطرات:
اگر حوادث کنترل نشده ای موجب قطع آبیاری گردد، به گیاه سریعاً صدمه وارد می شود. زیرا توان ریشه ها برای گرفتن آب و مواد غذایی به حجم نسبتاً کوچک خاک خیس شده محدود می گردد.
با شکستن خط لوله انتقال آب اصلی یا درست کار نکردن سیستم تصفیه، مقداری مواد زاید وارد آب می شود. با بروز این گونه حوادث، تعداد زیادی از قطره چکان ها دچار گرفتگی می شوند که بایستی تعمیر یا تعویض گردند. مهم ترین مساله پس از اجرای سیستم بهره برداری و نگه داری است که متاسفانه به این نکته مهم کمتر اهمیت داده می شود و همین مساله باعث ایجاد مشکلات فراوان پس از اجر اخواهد بود.