آبیاری قطره‌ای گلخانه 2015-12-19T04:57:17+00:00

آبیاری قطره‌ای

آبیاری قطره‌ای یکی از روش‌های پیشرفته و تکامل یافته آبیاری تحت فشار است که در آن آب به صورت قطره توسط قطره‌چکان به میزان لازم در اختیار درختان و انواع محصولات وجینی قرار می‌گیرد و فقط منطقه اطراف ریشه را خیس می‌کند و در واقع با مصرف حداقل آب، نیاز آبی گیاه تامین می‌گردد. یعنی رساندن آب به گیاهان به مقدار کم و دفعات زیاد.

مشخصات فنی سیستم

 قسمت اصلی کنترل ـ لوله‌های اصلی آبرسان ـ لوله‌های آبده ـ قطره چکان‌ها

قسمت اصلی کنترل شامل قسمت‌های زیر می‌باشد : الف ـ هیدروسیکلون، ب ـ فیلتر شنی، ج ـ مرکز کنترل، د ـ تانک کود، هـ فیلتر توری

در سیستم آبیاری قطره‌ای آب از مرکز کنترل وارد لوله‌های آبرسان شده و سپس از طریق لوله‌های فرعی به قطره چکانها رسیده و از آنجا به صورت قطره به زمین می‌ریزد و مرکز کنترل، فیلترهای مختلف برای گرفتن شن، جلبکها و ذرات معلق در آب وجود دارد.

 طرز کار کلی سیستم قطره‌ای:

در آبیاری قطره‌ای آب از یک شبکه لوله کم فشار به صورت یک الگوی از قبل تعیین شده، پخش می‌گردد. وسیله خروج آب به خاک (قطره چکان) نام دارد. قطره چکانها از طریق یک نازل باریک یا مسیر جریان طویل، فشار موجود در شبکه لوله را کاهش می‌دهند و موجب کاهش دبی تخلیه تا حدود لیتر بر ساعت می‌شوند.

آب بعد از خروج از قطره چکان توسط نیروهای کاپیلارتی و ثقل در نیمرخ خاک جریان می‌یابد، بنابراین سطحی که به وسیله هر قطره چکان خیس می‌شود با عوامل محدود کننده جریان افقی آب محدود می‌گردد. در سیستم‌های قطره‌ای دور آبیاری یک روز و حتی در صورت نیاز کمتر امکان پذیر است.
برای درختان و تاکها که گیاهانی دائمی با فاصله زیاد از یکدیگر می‌باشند، قطره‌چکانها به صورت واحدهای ساخته شده مجزا بوده و توسط یک زایده به خط انتقال آب مرسوم به (لوله فرعی قطره چکان)، (شیلنگ لوله فرعی) یا (لوله فرعی) متصل میگردند .

برخی قطره‌چکانها به صورت لوله‌های اسپاگتی شکل بوده و چند خروجی دارند. این امر برای افزایش سطح خیس شده با حداقل افزایش در هزینه است. برای گیاهان ردیفی کمتر دائمی مانند گوجه‌فرنگی، نیشکر و توت‌فرنگی، لوله فرعی و قطره چکانها را با هم به صورت یک واحد قابل جدا ساختن می‌سازند که یا سوراخهایی به فواصل 9 تا 36 اینچ دارند مانند لوله دو محفظه‌ای و یا دیواره‌های متخلخلی دارند که آب از آنها به بیرون تراوش می‌نماید. در هر دونوع سیستم قطره‌ای، لوله‌های فرعی به خط انتقال آب مرسوم به « مانفولد » متصل می‌شوند.

محاسن آبیاری قطره‌ای:

به کارگیری آب شور:

آبیاریهای مکرر رطوبت خاک را در حدی نگه می‌دارد که بین دو حالت خیلی خشک و خیلی ترنوسان نمی‌کند و بیشتر قسمت‌های خاک از هوای کافی برخوردار است. خیس ماندن خاک بین آبیاریها، نمکهای موجود در محلول را رقیق‌تر نگه می‌دارد. بهمین جهت در سیستم قطره‌ای می‌توان از آب با شوری بیشتری نسبت به سایر روشها‌ی آبیاری استفاده کرد.

مورد استفاده در خاکهای صخره‌ای و شیب‌های تند: سیستم‌های آبیاری قطره‌ای را می‌توان طوری طراحی کرد که در هر نوع توپوگرافی به نحو موثر قابل استفاده باشد. در اراضی صخره‌ای، حتی اگر فاصله بین درختان نامنظم و اندازه آنها متفاوت باشد، می‌توان آبیاری قطره‌ای را به نحوی موثر به کار گرفت زیرا آب بسیار نزدیک به هر درخت پخش می‌شود.

آبیاری قطره‌ای آسان‌ترین راه آب دادن به هر گیاه مانند درختان و تاکهاست و کمبود رطوبت خاک را قبل از پیداش مکش بالاتر اثر مصرف آب به وسیله گیاه از طریق تبخیر و تعرق، بر طرف می‌سازد. یک سیستم آبیاری قطره‌ای به علت کا ربرد موثر آب و نیروی کارگر دارای مزایای آگرونومیکی، آگروتکنیکی و اقتصادی منحصر به فرد است.

عملیات زراعی آسانتر:

از آنجا که بیشتر سطح خاک هرگز با آبیاری قطره‌ای خیس نمی‌شود، رشد علف هرز کاهش می‌یابد. در نتیجه هزینه کارگر و مواد شیمیایی برای کنترل علف هرز پائین می‌آید. همچنین چون با آبیاری قطره‌ای خاک کمتری خیس می‌شود، عملیات زراعی دیگر در باغات را می‌توان لاینقطع ادامه داد. مثلاً در گیاهان ردیفی، فاروهائی که کارگران روی آنها راه می‌روند نسبتاً خشک و محکم باقی می‌ماند.
کودها را می‌توان در آب آبیاری تزریق نمود که با این کار نیازی یه نیروی کارگر برای پخش آنها روی زمین نیست. برای این منظور کودهای بسیار محلولی در بازار موجود بوده و انواع جدید آنها کودپاشی از طریق سیستم قطره‌ای را گسترده ساخته است. بعلت کنترل بیشتر روی محل و زمان پخش کود با سیستم قطره‌ای، کارایی کود پاشی افزایش یافته است.

صرفه‌جوئی در میزان آب و هزینه‌ها:

آبیاری قطره‌ای هزینه‌های بهره‌برداری را کاهش می‌دهد و این مسئله اساسی در این روش جدید است. سیستم‌های قطره‌ای به آب کمتری نسبت به سایر سیستم‌های متداول آبیاری نیاز دارد. مثلاً در باغات درختان جوان، آبیاری با سیستم قطره‌ای تنها نصف آب مورد نیاز آبیاری بارانی یا سطحی مصرف می‌کند. با مسن‌تر شدن درختان، صرفه‌جوئی در آب با سیستم قطره‌ای کاهش می‌یابد ما هنوز برای بسیاری باغداران آبیاری موثر با سیستم قطره‌ای بعلت کمبود و قیمت بالای آب، اهمیت دارد. هزینه کارگر برای آبیاری را می‌توان کاهش داد، زیرا در سیستم قطره‌ای کافی است که پخش آب تنظیم گردیده و سیستم به کار انداخته شود. این تنظیم‌ها توسط وسایل اتوماتیکی انجام می‌گیرد که نیاز به کارگر چندانی ندارد.

معایب آبیاری قطره‌ای:

هزینه نسبتاً بالا، گرفتگی قطره چکانها، ایجاد شوری موضعی و پخش نامنظم و لکه‌لکه‌ای رطویت خاک از معایب اصلی سیستم‌های آبیاری قطره‌ای بشمار می‌آیند.

یکنواختی:
بیشتر قطره چکانهای قطره‌ای دارای فشار سرویس پائینی هستند ( 3 تا 20 پی اس آی ). اگر مزرعه دارای شیب تندی باشد، دبی قطره‌چکان در خلال آبیاری تا حدود 50 درصد پیش‌بینی شده تغییر کرده و بعد از بستن آب، قطره چکانهای پائین‌تر همچنان به تخلیه آب ادامه می‌دهند. برخی گیاهان بیشتر و گیاهان دیگر کمتر آب دریافت می‌کنند.

گرفتگی:
چون خروجی فطره‌چکانها بسیار ریز هستند، ذرات معدنی یا آلی موجب گرفتگی آنها می‌شوند. گرفتگی باعث کاهش دبی تخلیه، غیر یکنواختی پخش آب و در نتیجه صدمه به گیاه می‌گردد. در برخی موارد، ذراتی در آب آبیاری موجود است و قبل از ورود به شبکه لوله‌ها تصفیه نمی‌شود. در موارد دیگر، ذرات در داخل خط لوله یا با تبخیر آب از روزنه قطره چکانها بین آبیاریها وارد آب می‌شوند. اکسید آهن، کربنات کلسیم و بقایای جلبک و میکروبها در بعضی سیستم‌های آبیاری تشکیل شده‌اند. تصفیه شیمیائی آب منجر به حذف یا کاهش مشکل گرفتگی قطره چکانها می‌گردد.

شرایط خاک:

بعضی خاکها دارای سرعت نفوذ نهایی کافی برای دریافت دبی تخلیه قطره‌چکانها نبوده و تولید روان آب یا شرایط ماندابی می‌نمایند. با دبی تخلیه 1 گالن برساعت، خاک بایستی دارای سرعت نفوذ نهایی 5/0 اینچ بر ساعت باشد تا قطر دایره‌تر شده در اطراف قطره‌چکان از 2 فوت تجاوز نکند. معمولاً خاکهای شنی، بویژه با لایه‌بندی افقی اندک، برای آبیاری قطره‌ای بسیار مناسب می‌باشند. اینگونه لایه‌بندی برای آبیاری قطره‌ای مفید است زیرا حرکت جانبی آب را افزایش داده و حجم بیشتری از خاک را مرطوب می‌سازد. تجربه نشان داده است که خاکهای دارای بافت متوسط مناسب آبیاری قطره‌ای بوده، اما برخی خاکهای بافت ریز روان آب تولید کرده‌اند.

تجمع نمک:

نمکها در سطح خاک تجمع یافته و خطر بالقوه‌ای برای گیاه فراهم می‌سازد زیرا بارانهای سبک املاح را به ناحیه ریشه گیاه منتقل می‌سازد. بنابراین، وقتی بعد از دوره تجمع نمک باران می‌آید، آبیاری بایستی طبق برنامه ادامه یابد تا به اندازه 5 سانتی متر باران وارد خاک شود و نمک‌‌ها را از ناحیه ریشه گیاه خارج سازد:

در خلال آبیاری قطره‌ای، نمک‌ها در زیر سطح خاک و پیرامون حجم خیس شده خاک با قطره چکان نیز تجمع می‌یابد. خشک شدن خاک بین آبیاری‌ها موجب حرکت معکوس آب خاک و اتنقال نمک از پیرامون ناحیه خیس شده به طرف قطره‌چکان می‌گردد حرکت آب بایستی همیشه دور از قطره‌چکان باشد تا از صدمات ناشی از نمک جلوگیری شود.

خطرات :
اگر حوادث کنترل نشده‌ای موجب قطع آبیاری گردد، به گیاه سریعاً صدمه وارد می‌شود. زیرا توان ریشه‌ها برای گرفتن آب و مواد غذائی به حجم نسبتاً کوچک خاک خیس شده محدود می‌گردد. جوندگان لوله‌های فرعی پلی‌اتیلن را می‌جوند برای رفع این مشکل و کنترل جوندگان، بایستی از لوله‌های فرعی از جنس پی‌وی‌سی استفاده کرد.

با شکستن خط لوله انتقال آب اصلی یا درست کار نکردن سیستم تصفیه، مقداری مواد زاید وارد آب می‌شود. با بروز این گونه حوادث، تعداد زیادی از قطره‌چکانها دچار گرفتگی می‌شوند که بایستی تعمیر یا تعویض گردند.

معرفی سیستم آبیاری قطره‌ای

در این روش آبیاری، آب با فشار کم (حدود یک اتمسفر ) پس از گذشتن از دستگاه کنترل مرکزی ( در صورت نیاز توام با کود محلول ) بوسیله لوله‌هائی که در سطح زمین پخش شده، پس از عبور از قطره‌چکانهایی که در محل‌های مناسب در مجاورت گیاه قرار داده شده‌اند، بصورت قطره قطره و بطور ممتد به اندازه نیاز گیاه به خاک داده می‌شود.

قطره‌چکان‌ها

روی لوله‌های فرعی نصب شده‌اند. نقش اصلی قطره‌چکان‌ها شکستن فشار آب داخل لوله فرعی و ریزش آن بصورت قطره قطره روی خاک می‌باشد.

واحد کنترل مرکزی

از دستگاه‌هائی تشکیل شده که آب پمپاژ شده را پس از تصفیه و افزایش کود ( در صورت لزوم ) و با کنترل دقیق میزان دبی جریان و تنظیم فشار وارد لوله اصلی شبکه آبیاری قطره‌ای می‌نماید.
1 ـ پمپ

2 ـ لوله اصلی

3 ـ فشار سنج

4ـ پایه شیر تنظیم فشار

5 ـ شیرتخلیه هوا

6ـ لوله‌های لترال

7 ـ شیر کنترل

8ـ لوله نیمه اصلی

9 ـ شیرهای شستشو دهنده

10ـ صافی

11 ـ دبی سنج

12 ـ شیرهای قطعات ( اتوماتیک یا دستی)

13 ـ بست ابتدائی

14 ـ واحد کنترل

15ـ تانک کود یا دستگاه تزریق کود

وسائل بکار رفته در دستگاه کنترل مرکزی عبارتند از:

– دستگاه تنظیم کننده فشار

ـ انواع صافی‌های آب: صافی توری، صافی سیکلونی، صافی شن

ـ دستگاه تزریق کننده : تانک کود، جهت مصرف کود

ـ انواع وسایل اندازه‌گیری میزان جریان، شیرهای خودکار کنترل حجمی، کنتور آب، شیرهای خودکار کنترل زمانی، شیرهای یکطرفه و در سیستم‌های مدرن آبیاری وسائل بصورت کامپیوتری جهت کنترل و قطع و وصل شیرهای آب قطعات آبیاری بصورت اتوماتیک و با برنامه‌ریزی کامپیوتری

ـ شیر تخلیه هوا

لوله‌های رابط

جنس این لوله‌ها معمولاً از پلی‌اتیلن و بندرت از P. V. C می‌باشد که در عمق مناسبی از خاک قرار گرفته و آب را از لوله‌های نیمه اصلی ( یا اصلی ) گرفته و در لوله‌های فرعی که در سطح خاک و در امتداد ردیف‌های کشت قرار دارند پخش می‌کند.

اتصالات
لوله‌های پلی‌اتیلن بوسیله جوش و یا اتصالات مخصوص بهم متصل می‌گردد.

لوله‌های اصلی و لوله‌های نیمه اصلی

این لوله‌ها معمولاً از جنس پلی اتیلن یا P. V. C یا آزبست می‌باشند، لوله اصلی آبرا از دستگاه کنترل مرکزی به لوله‌های نیمه اصلی می‌رساند ( این لوله‌ها در عمق مناسب در خاک قرار داده می‌شوند).
بست ابتدائی و انتهائی

بست ابتدائی نوعی اتصال پلی‌اتیلنی می‌باشد که لوله فرعی را به لوله رابط وصل می‌کند و بست انتهائی انتهای لوله را می‌بندد.

لوله‌های فرعی یا لترالها

این لوله‌ها از جنس پلی‌اتیلن نرم بوده که قطره‌چکانها در محلهای مناسبی روی آن نصب می‌گردد.
فشار شکن

وسیله‌ای است که در صورت نیاز برای کاهش فشار آب در میسر جریان قرار داده می‌شود. فشار شکن دارای مکانیسم مخصوصی است که افزایش فشار آب بیش از حد مجاز در ورودی خود را کاهش می‌دهد، بطوریکه بعد از فشارشکن فشار آب همیشه ثابت می‌ماند.

لوله‌های فرعی قطره‌چکانی

در بعضی مواقع نقش لوله‌های فرعی و قطره‌چکان‌ها در هم ادغام شده و در حقیقت لوله‌های فرعی با سوراخهائیکه در آن تعبیه می‌شود و یا از ماده متخلخلی که ساخته می‌شود نقش قطره‌چکان‌ها را نیز ایفاء می‌کند

انواع آرایش قطره چکانها و سطح خیس شده

در روش آبیاری قطره‌ای تمام سطح زمین مرطوب نمی‌گردد بلکه درصدی از آن خیس می‌شود که آنرا سطح خیس شده ( P W) می‌نامند. مقدار PW به سطح خیس شده توسط هر نقطه ریزش آب ( A W )، تعداد نقاط ریزش و آرایش نقاط بستگی دارد.

تعداد نقاط ریزش و انواع آرایش قطره‌چکان‌ها در روی لوله‌های فرعی

بطور کلی هر چه نقاط ریزش آب ( تعداد قطره‌چکان‌ها ) بیشتر باشد و قطره‌چکان‌ها با آرایش مطلوبتری استقرار داده شوند سطح خیس شده ( P W ) ) بیشتر بوده ولی سیستم گرانتر خواهد بود. برای اقتصادی بودن طرح می‌توان بجای استفاده از قطره‌چکان‌های ساده ( دارای یک نقطه ریزش آب ) از قطره‌چکان‌های چند شاخه ( دارای چندین نقطه خروج آب ) استفاده کرد.

در اینجا پنج نوع استقرار قطره چکان که تاکنون معمول بوده و بیشتر مورد استفاده قرار میگردد توصیه میگردد :

ـ آرایش قطره‌چکان‌های چند شاخه‌ای

در این آرایش برای هر ردیف از کاشت درختان فقط یک لوله فرعی بکار می‌رود ولی بجای استفاده از قطره‌چکان ساده ( با یک خروجی آب ) از قطرهچکان با چندین خروجی آب استفاده می‌شود.
ممکن است برای هر درخت یک عدد قطره چکان که دارای 6 شاخه خروجی است بکار رود و یا دو عدد قطره چکان با 4 شاخه خروجی و یا سه عدد قطره‌چکان هر کدام با دو شاخه خروجی مورد استفاده قرار گیرد بهر حال تعداد قطره‌چکان‌ها و همچنین تعداد شاخه‌ها قابل تغییراند در این آرایش بایستی سعی شود نقاط ریزش در بیشترین فاصله ممکن که سطح خشکی در بینشان ایجاد نگردد قرار داده شود تا بدینوسیله حداکثر سطح خیس شده بدست آید. در مقایسه با استقرار لوله فرعی دو ردیفه این آرایش ارزانتر می‌باشد ولی اشکال عمده آن ثابت کردن نقاط ریزش و مشکل بودن نصب، جمع‌آوری و نگهداری این نوع آرایش است.

برای کسب حداکثر سطح خیس شده فاصله لوله طرفین ردیف کشت بایستی تا حدی زیاد باشد که میزان P W برای فاصله قطره‌چکان‌های مورد نظر کمتر از 100 % نشود.

ـ آرایش مستقیم یک ردیفه

در این نوع استقرار برای هر ردیف کاشت یک ردیف لوله فرعی اختصاص یافته و قطره‌چکان‌ها با فواصل ( معمولاً مساوی ) روی آن قرار می‌گیرند. حاصل کار ایجاد یک نوار مرطوب ( نسبتاً همگن ) در طول ردیف کشت خواهد بود.

این روش آرایش یک آرایش ساده‌ای است که کار گذاری آن براحتی انجام می‌گیرد. مخصوصاً اگر از قطره چکان‌های داخل خط A و یا از لوله‌های فرعی قطره‌چکانی استفاده شود، می‌توان آنرا براحتی نصب و به سهولت جمع آوری نمود. بطور کلی این آرایش در کشت‌های ردیفی گیاهان یک ساله که در آن نیاز به ایجاد نوار مرطوب در طول ردیف کشت است مناسب و قابل توصیه می‌باشد. در باغات با فاصله کشت زیاد درختان در روی ردیف، امکان عدم استفاده ریشه از نوار مرطوب شده در فاصله بین درختان روی ردیف وجود دارد، بنابراین در فاصله کاشت درختان ( در روی ردیف ) بیش از 6 متر این آرایش توصیه نمی‌شود.

در این حالت استفاده از روشهای آرایشی لوپ ( حلقه‌ای ) با استفاده از قطره‌چکان‌های چند شاخه‌ای در اطراف درخت مورد توصیه است .

آرایش قطره چکانها بصورت زیگزاک

در این نوع آرایش برای هر ردیف یک عدد لوله فرعی قرار داده می شود ولی در کنار درخت، لوله دور زده و به میسر خود ادامه میدهد. قطره چکانها معمولاً فقط در اطراف درخت استقرار می یابد .
این نوع استقرار بدلیل مشکلاتی که در نصب و همچنین جمع آوری و نگهداری لوله های فرعی ایجاد می نماید کمتر از سایر روشها کاربرد دارد.

ـ آرایش مستقیم دو ردیفی

این آرایش در باغات میوه مسن، مخصوصاً موقعی که نوع درختان کشت شده دارای ریشه‌های توسعه یافته و پراکنده‌ای است توصیه می‌گردد. در این روش آرایش قطره‌چکان چنانکه مشاهده میگردد از دو ردیف لوله فرعی و در دو طرف ردیف کاشت استفاده می‌شود.