انواع آبیاری تحت فشار چیست ؟

آبیاری تحت فشار به انگلیسی pressurized irrigation systems نوعی از آبیاری است که آب را تحت فشاری بیش از یک اتمسفر به مزارع می رساند. آبیاری بارانی و آبیاری موضعی دو روش آبیاری تحت فشار محسوب می شوند.

برای استفاده از آبیاری تحت فشار نیاز به پیش نیازهای متعددی است همین امر سبب شده است تا استفاده از این روش آبیاری با وجود کارایی بسیار بالایی که دارد دچار محدودیت هایی شود. برای راه اندازی سیستم آبیاری تحت فشار نیاز به سرمایه گذاری های کلانی می باشد همچنین باید قبل از راه اندازی زمین های کشاورزی یکپارچه سازی شوند.

یکی از دلایلی که تا به امروز آبیاری تحت فشار نتوانسته در کشور ما جایگزین روش های آبیاری سطحی موجود شود محدودیت های ذاتی این سیستم نظیر شوری آب و گرفتگی می باشد.

تاریخچه آبیاری تحت فشار

از زمانیکه بشر شروع به کشاورزی کرد دست یافتن به سیستم آبیاری مناسب همیشه مورد نیاز بود. برای هزاران سال با حفر کانال های خاکی، آب را به زمین های کشاورزی می رساندند. با افزایش جمعیت نیاز بشر به تولید محصولات کشاورزی افزایش یافت. بزرگ شدن مزارع و همچنین کمبود آب و گران شدن نیروی انسانی و توسعه فناوری باعث شد تا سیستم های نوین آبیاری طراحی شوند که موجب افزایش راندمان و کارایی می شدند. توسعه این سیستم ها ادامه پیدا کرد تا اینکه سیستم آبیاری تحت فشار امروزی متولد شد. با این روش آب به جای کانال، از طریق لوله و تحت فشار اولیه به مزارع می رسد.

مزایای آبیاری تحت فشار

• افزایش کارایی و راندمان
• اتوماسیون بالا
• توزیع یکنواخت آب در کل مزرعه
• صرفه جویی در مصرف آب و افزایش راندمان و بالا رفتن سطح زیر کشت
• آبیاری مزارع به میزان دلخواه
• افزایش استفاده از تکنولوژی و کاهش استفاده از نیروی انسانی و راحتتر شدن کشاورزی
• امکان آبیاری مزارع با شیب زیاد و توپوگرافی نامناسب
• پخش مناسب و توزیع یکنواخت کود در سطح مزرعه
• مقابله با گرما و سرمازدگی محصولات کشاورزی
• مقاوم در برابر تغییر آب و هوا: با سیستم آبیاری تحت فشار می توان تغییرات آب و هوایی و دما و رطوبت را کنترل کرد.

معرفی انواع سیستم های آبیاری تحت فشار

همانطور که پیش از این اشاره شد، آبیاری تحت فشار به دو روش آبیاری بارانی Sprinkler irrigation و آبیاری موضعی Trickle irrigation – Micro irrigation انجام می شود.

این روش های آبیاری راندمان بسیار بالایی دارند تا جایی که کارایی در آبیاری موضعی تا ۸۰ درصد و در آبیاری بارانی تا ۷۰ درصد افزایش می یابد. لوله های مورد نیاز در آبیاری تحت فشار معمولا لوله های پلی اتیلن با فشار کاری ۴ و ۶ اتمسفر هستند. حداقل فشار مورد نیاز برای آبیاری بارانی نیز ۳٫۵ اتمسفر و برای آبیاری موضعی ۲٫۵ اتمسفر می باشد.

آبیاری فشار بالا برای آب های شور مناسب نیست زیرا با کاهش میزان آب شویی خاک باعث افزایش شوری خاک می شود. در ادامه به بررسی انواع آبیاری تحت فشار می پردازیم.

آبیاری موضعی

آبیاری موضعی به دوصورت آبیاری قطره ای و آبیاری نواری یا خطی انجام می شود.

انواع سیستم های آبیاری موضعی

1. سیستم آبیاری قطره‌ای
2. سیستم آبیاری زیرزمینی با لوله‌های تراوا یا قطره چکان دار مناسب برای استفاده در زیر خاک و آبیاری باغات.
3. سیستم آبیاری بابلر : که آب را با استفاده از قطره چکان با دبی بالا- ۲۰ الی ۲۰۰ لیتر در ساعت انتقال می دهد و مناسب برای آبیاری باغات است.
4. سیستم آبیاری نواری یا خطی با استفاده از نوار تیپ : این روش آبیاری برای مزارع با کاشت ردیفی ، مانند مزارع کاشت گوجه فرنگی مناسب می باشد.

در آبیاری قطره ای، آب از منبع و به کمک یک پمپ به داخل لوله ها پمپ می شود. در ابتدای خط لوله باید از فیلتر استفاده شود تا شن و مواد معلق آب گرفته شود. در آخر آب با عبور از شبکه لوله اصلی وارد لوله های آبیاری ۱۶ و یا ۲۰ میلیمتری می شود. لوله های آبیاری دارای قطره چکان هایی با فاصله و فشار معینی می باشند که آب را فشار کم و دبی معین بصورت قطره ای یا افشانه ریز به پای گیاه می رسانند.

در این روش آبیاری به میزان زیادی از اتلاف آب جلوگیری می شود و آب در حد نیاز به ریشه گیاه می رسد.

بیشتر بخوانید : برطرف نمودن گرفتگی سیستم‌های آبیاری قطره‌ای

آبیاری بارانی

 در سیستم آبیاری بارانی از آبپاش ها برای رساندن آب به سطح مزرعه استفاده می شود. آبیاری بارانی دارای انواع مختلفی می باشد که بیشتر برای آبیاری مزارع کاربرد دارند.

انواع آبیاری بارانی :

• سیستم آبیاری بارانی ثابت : در این نوع از آبیاری تمام زمین لوله گذاری می شود. لوله های پلی اتیلن بصورت نواری در سطح مزرعه قرار داده می شوند و آبپاش ها بصورت ثابت روی آنها نصب می شوند. این نوع از سیستم آبیاری بارانی برای آبیاری فضای سبز بسیار مناسب است.
• سیستم آبیاری بارانی نیمه ثابت : مانند آبیاری ثابت لوله های پلی اتیلن در سراسر مزرعه در زیر خاک قرار داده می شوند ولی آبپاش های دیگر ثابت نیستند. در آبیاری نیمه ثابت آبپاش ها بصورت دستی در مناطقی که برای قرار دادن آبپاش ها بر روی لوله پلی اتیلن در نظرگرفته شده است جابجا می شوند.
• سیستم آبیاری بارانی گان : درسیستم آبیاری گان یا تفنگی از یک آبپاش با دبی بالا برای آبیاری مزرعه استفاده می شود. آبپاش بوسیله لوله ای که با قرقره جمع می شود به پمپ اصلی متصل می شود و بیشتر به عنوان آبیاری تکمیلی مورد استفاده قرار می گیرد.   
• دستگاه آبیاری بارانی رول لاین : در این سیستم آبیاری یک لوله فولادی در مرکز چرخها قرار دارد که روی آن به فاصله ۱۲ متری آبپاش نصب شده است. در سیستم آبیاری رولی کل سیستم توسط چرخ ها در کل مزرعه حرکت می کند و یک زمین مستطیل شکل به مساحت ۱۰ هکتار و در طی تقریبا ۱۲ شبانه روز آبیاری می کند.
• سیستم آبیاری بارانی کلاسیک : در آبیاری بارانی کلاسیک لوله های پلی اتیلن در یک خط چیده و به هم وصل می شوند و آبپاش ها روی این لوله ها قرار می گیرند. این لوله های فرعی به لوله اصلی متصل می شوند و آبیاری بارانی در طول باله به فاصله حدود ۲۰ الی ۳۰ متر انجام می شود.

بیشتر بخوانید : معرفی لوله پلی اتیلن کشاورزی

اجزای اصلی سیستم آبیاری تحت فشار

پمپ آب : پمپ، آب را از منبع آب به لوله های اصلی و فرعی می رساند. اگر منبع آب از سطح مزرعه بالاتر باشد، این اختلاف ارتفاع تامین کننده فشار لازم برای آبیاری خواهد بود و دیگر نیازی به پمپ نیست. علاوه بر این پمپ باید با ایجاد فشار بر افت فشار داخل لوله ها غلبه کند تا آب بطور یکنواخت به داخل قطره چکان ها و آب پاش ها توزیع شود.

فیلتر: وظیفه فیلتر پاکسازی آب از ذرات ریزو درشت و انواع جلبک های شناور در آب می باشد تا باعث گرفتگی قطره چکان ها و آبپاش ها نشوند.

لوله های اصلی و فرعی : لوله ها آب را از منبع آب به مزارع می رسانند و بیشتر از جنس لوله های پلی اتیلنی می باشند.

قطره چکان ها و یا گسیلنده ها : در نهایت آب از طریق گسیلنده ها با دبی و فشار معین به پای گیاه می رسند.

برخی محدودیت های آبیاری تحت فشار

پیاده سازی آبیاری تحت فشار دارای محدودیت هایی است و قابل اجرا در هر مزرعه ای نیست. برخی از موانع این نوع سیستم آبیاری در زیر بررسی شده است:

شوری آب : شور بودن آب یکی از بزرگترین موانعی است که در پیاده سازی این سیستم آبیاری با آن روبه رو می شویم. در آبیاری بارانی و قطره ای نباید EC بیشتر از ۳۰۰۰ میلی موس بر سانتیمتر مربع باشد. اما آبیاری بابلر می تواند شوری تا ۶۰۰۰ میلی موس را هم تحمل کند.

وزش باد : مانع بعدی در راه اندازی این سیستم وزش باد می باشد و امکان پیاده سازی آن در مناطق بادخیز وجود ندارد.

توپوگرافی زمین : توپوگرافی زمین و وجود تپه ها و چاله ها مانع اجرای سیستم آبیاری بارانی می شود. سیستم آبیاری موضعی در زمین های ناهموار قابل اجراست ولی برای اجرای آن متحمل هزینه های بیشتری می شوید.

نامناسب بودن شکل زمین : در آبیاری بارانی شکل زمین باید هندسی باشد. اگر زمین شکل هندسی منظمی نداشته باشد باید هزینه بیشتری انجام داد و از روش های آبیاری بارانی ثابت و نیمه ثابت بهره برد.

برخی محدودیت های دیگر که باعث می شود کشاورزان در راه اندازی این سیستم دچار مشکل شوند هزینه بالای راه اندازی اولیه آن می باشد. همچنین این سیستم نیاز به بررسی و تعمیر دوره ای اتصالات و لوله ها دارد.

بیشتر بخوانید : انواع آبیاری و روش های جدید آبیاری در جهان

هزینه آبیاری تحت فشار

هزینه آبیاری تحت فشار به عوامل مختلفی بستگی دارد که در زیر به بررسی آنها پرداخته ایم :

• نوع سیستم آبیاری مورد نظر : سیستم آبیاری موضعی بیشترین هزینه را دارد. بعد از آن سیستم آبیاری بارانی می باشد و سیستم آبیاری کم فشار کمترین هزینه پیاده سازی را دارد.
• وسعت زمین : هرچقدر زمین زیر کشت وسیع تر باشد هزینه پیاده سازی این سیستم در واحد سطح کمتر خواهد شد.
• فاصله منبع آب تا زمین کشاورزی
• نیاز به وجود استخر ذخیره ساز آب
• کیفیت و قیمت تجهیزات مورد استفاده

در صورتیکه در طراحی سیستم آبیاری تحت فشار استانداردهای لازم رعایت شده باشد  و از سیستم به درستی استفاده شود ، هزینه ها در کمتر از ۵ سال بازگشت خواهد داشت.

بیشتر بخوانید : جدیدترین روش آبیاری زیر سطحی

اهمیت آبیاری تحت فشار

امروزه با افزایش خشکسالی و کاهش منابع آبی ، کشورهای زیادی برای تولید محصولات کشاورزی دچار بحران شده اند و به دنبال راهی برای مدیریت منابع آبی خود هستند. استفاده از آبیاری تحت فشار سبب می شود تا با توزیع مناسب آب، مصرف آب به حداقل برسد. اگرچه سیستم آبیاری تحت فشار دارای هزینه های زیادی است، اما با توجه به شرایط فعلی کره زمین و کاهش منابع آبی، بهترین روش برای مدیریت و صرفه جویی در مصرف آب برای کشاوزی می باشد.