آبیاری نقش مهمی در تولید جهانی غذا دارد و دستیابی به استفاده کارآمد از منابع آب آبیاری برای تضمین امنیت غذایی بسیار مهم است. در بسیاری از مناطق کشاورزی در سراسر جهان، عدم تطابق بین منابع آب و خاک وجود دارد، با آب موجود محدود و راندمان مصرف کم آب. استخراج بیش از حد-آبهای زیرزمینی، منابع آب را به یک عامل محدودکننده برای توسعه کشاورزی، بهویژه در مناطقی مانند دشت چین شمالی، دره سند، و دشتهای مرتفع و مرکزی ایالات متحده تبدیل کرده است.
جایگزینی آبیاری سطحی سنتی با فنآوریهای آبیاری میکرو{0} کارآمد میتواند کارایی مصرف آب را بهبود بخشد، کمبود آب را کاهش دهد و توسعه کشاورزی پایدار را تضمین کند. آبیاری قطرهای کارآمدترین فنآوری میکرو-آبیاری است، با راندمان مصرف آب بسیار بالاتر از آبیاری بارانی (60%-80%) و آبیاری سطحی (50%-60%)، که تا 90% میرسد و مزایای قابل توجهی در صرفهجویی در مصرف آب ارائه میدهد.
آبیاری قطرهای زیرسطحی، یک فنآوری پیشرفته- صرفهجویی در مصرف آب که از آبیاری قطرهای توسعه یافته است، آب و کود مایع را مستقیماً از طریق شبکه آبیاری قطرهای که در لایه خاکورزی قرار دارد به منطقه ریشه محصولات میرساند. این روش مقادیر کمی آب را در دوره های طولانی و در فرکانس های بالا فراهم می کند که باعث رشد محصول، صرفه جویی در مصرف آب و کود و افزایش عملکرد می شود. این سیستم به طور موثر نفوذ عمیق و تبخیر خاک را کاهش میدهد، کارایی مصرف آب را بهبود میبخشد، نیروی کار را کاهش میدهد، و کارایی مدیریت عملیاتی را افزایش میدهد، و آن را به یکی از کارآمدترین روشهای آبیاری-در دسترس تبدیل میکند.
کسب بهترین نتایج به معنای تسلط بر سه حوزه کلیدی دانش فنی{0}}چگونه است. ما در عمق هر یک فرو خواهیم رفت.
* تجهیزات و یکنواختی:بخش های فیزیکی سیستم شما
* مدیریت آبیاری:چگونه همه چیز را برنامه ریزی و اجرا می کنید.
* طرح بندی سیستم:جایی که اجزاء را در زمینه خود قرار می دهید.
این راهنما هر پارامتر را به طور کامل تجزیه می کند. شما یاد خواهید گرفت که یک سیستم SDI را طراحی و مدیریت کنید که در عین صرفه جویی در منابع گرانبها، بهره وری را افزایش می دهد.
1. تجهیزات SDI و یکنواختی
قدرت لقاح
کود دهی آبیاری را با کود در یک فرآیند دقیق ترکیب می کند. SDI برای این رویکرد عالی است.
این ترکیب مواد مغذی را مستقیماً به ناحیه فعال ریشه می رساند. مثل این است که با قاشق- محصول خود را دقیقاً در زمانی که به آن نیاز دارد، تغذیه میکنید. اما این فقط با تجهیزات{3}}کیفیت بالا و قابل اعتماد که آب و مواد مغذی را به طور یکنواخت پخش می کند، کار می کند.
انتخاب نوار قطره ای مناسب
نوار آبیاری قطره ای قلب سیستم SDI شماست. این جزء اصلی تحویل است و انتخاب صحیح آن بر مدت زمان دوام سیستم شما و عملکرد آن تأثیر می گذارد.
هیچ یک-اندازه-براساس همه انتخابها وجود ندارد. شما باید آن را با شرایط زمین خاص خود مطابقت دهید. این شامل نوع محصول، بافت خاک و کیفیت آب شما می شود.
انتخاب صحیح نوار قطره ای برای موفقیت سیستم بسیار مهم است.
1. نرخ جریان:ساطع کننده های با دبی پایین اغلب بهترین عملکرد را دارند. این میزان مصرف آب شما را با سرعتی که خاک شما می تواند آن را جذب کند مطابقت می دهد و از رواناب و از دست دادن آب عمیق جلوگیری می کند.
2. فاصله امیتر:فاصله بین قطره چکان ها باید متناسب با فاصله محصول و الگوی خیس شدن خاک باشد. این یک منطقه مرطوب مداوم در امتداد ردیف محصول شما ایجاد می کند.
3. ضخامت دیوار:این تعیین می کند که نوار شما چقدر بادوام است و چقدر دوام می آورد. دیوارهای ضخیمتر برای نصبهای چند ساله یا دائمی بهتر عمل میکنند زیرا فشار خاک و آسیبهای احتمالی را کنترل میکنند.
4. مقاومت در برابر گرفتگی:گرفتگی بزرگترین خطر عملیاتی در سیستم های SDI است. به دنبال قطره چکانهایی با ویژگیهای پیشرفته ضد گرفتگی-، مانند مسیرهای جریان آشفته و مناطق فیلتراسیون داخلی بزرگ باشید.
اگر گزینه های بادوام و کارآمد می خواهید، آنها را از تولید کنندگان متخصص تهیه کنید. به عنوان مثال،سینوآمختلف ارائه می دهدراه حل های نوار قطره ای طراحی شده استبرای نیازهای مختلف کشاورزی
اندازه گیری موفقیت سیستم
یکنواختی آبیاری راه اصلی برای قضاوت در مورد کیفیت و عملکرد سیستم SDI شما است. میزان پخش یکنواخت آب در کل مزرعه شما را اندازه گیری می کند.
ما از ضریب یکنواختی کریستینسن (CU) به عنوان معیار استاندارد استفاده می کنیم. این ضریب نشان می دهد که میزان مصرف آب شما به صورت درصد چقدر یکنواخت است.
مقدار CU بالای 90% برای SDI عالی است. مقادیر بین 80 تا 90 درصد خوب هستند. هر چیزی کمتر از 80٪ به این معنی است که سیستم شما عملکرد ضعیفی دارد و مشکلات جدی دارد که به عملکرد محصول و مصرف آب آسیب می رساند.
عوامل متعددی دشمنان اصلی یکنواختی بالا هستند.
1. گرفتگی امیتر:این مهمترین دلیل یکنواختی ضعیف است. لکه های خشک و زیر{1}گیاهان آبیاری شده ایجاد می کند.
2. تغییرات فشار:اینها از تغییرات ارتفاع در مزرعه شما یا خطوط قطره ای بیش از حد طولانی ناشی می شوند. برخی از مناطق بسیار بیشتر از مناطق دیگر آب دریافت می کنند.
3. انحرافات ساخت (CV):وجود ناسازگاری در نحوه ساخت قطره چکان ها می تواند باعث اختلاف جریان از یک قطره چکان به قطره چکان دیگر شود.
مزیت جبران فشار{{0}
نوار قطره ای{0} جبران کننده فشار (PC) فناوری است که به طور خاص برای مبارزه با مشکلات یکنواختی مربوط به فشار{1} ساخته شده است.
با قرار دادن یک دیافراگم سیلیکونی انعطاف پذیر در داخل هر قطره چکان کار می کند. این دیافراگم برای کنترل اندازه عبور آب خم می شود. حتی زمانی که فشار ورودی تغییر می کند، سرعت جریان را تقریباً ثابت نگه می دارد.
انتخاب بین نوار استاندارد و PC کاملاً به شرایط زمین و نیازهای عملکرد شما بستگی دارد.
|
ویژگی
|
نوار قطره ای استاندارد (غیر{0}}رایانه).
|
نوار قطره{0} جبران کننده (رایانه) فشار
|
|
بهترین حالت استفاده
|
زمین های کوتاه و تراز با حداقل تغییرات فشار.
|
زمین شیب دار، مسیرهای جانبی طولانی، جایی که یکنواختی بالا بسیار مهم است.
|
|
یکنواختی
|
با تغییر فشار کاهش می یابد.
|
جریان ثابت را در محدوده فشار وسیعی حفظ می کند.
|
|
هزینه
|
هزینه اولیه کمتر
|
هزینه اولیه بالاتر
|
|
خطر گرفتگی
|
اگر فشار خیلی کم افت کند می تواند بیشتر باشد.
|
اغلب قابلیتهای خود{0}}شستشوی بهتری دارد.
|
|
طراحی سیستم
|
نیاز به طراحی هیدرولیک دقیق تری دارد.
|
انعطاف پذیری طراحی بیشتری را ارائه می دهد.
|
2. مدیریت آبیاری زمین های کشاورزی
رویکرد SDI
سیستم های SDI بر اساس اصول کاملاً متفاوتی نسبت به روش های سنتی سیل یا اسپرینکلر کار می کنند. رویکرد حجم کم، فرکانس بالا است.
رویدادهای آبیاری کوچکتر هستند اما بیشتر اتفاق می افتد. این از یک بار در روز تا یک بار در چند روز متغیر است. این رویکرد مزایای عمده ای را ارائه می دهد.
رطوبت خاک را به طور مداوم در منطقه ریشه حفظ می کند. شما از چرخه «ضیافت یا قحطی» آبیاری کمتکرار و سنگین اجتناب میکنید.
این روش همچنین به طور چشمگیری از دست دادن آب به زهکشی عمیق زیر ریشه ها را کاهش می دهد. تبخیر سطحی را به طور کامل از بین می برد. این اصول کشاورزی دقیق است که در عمل اعمال می شود.
سیستم های SDI بر اساس اصول کاملاً متفاوتی نسبت به روش های سنتی سیل یا اسپرینکلر کار می کنند. رویکرد حجم کم، فرکانس بالا است.
رویدادهای آبیاری کوچکتر هستند اما بیشتر اتفاق می افتد. این از یک بار در روز تا یک بار در چند روز متغیر است. این رویکرد مزایای عمده ای را ارائه می دهد.
رطوبت خاک را به طور مداوم در منطقه ریشه حفظ می کند. شما از چرخه «ضیافت یا قحطی» آبیاری کمتکرار و سنگین اجتناب میکنید.
این روش همچنین به طور چشمگیری از دست دادن آب به زهکشی عمیق زیر ریشه ها را کاهش می دهد. تبخیر سطحی را به طور کامل از بین می برد. این اصول کشاورزی دقیق است که در عمل اعمال می شود.
برنامه ریزی خود را بسازید
سهمیه آبیاری ایده آل (میزان آبیاری که مصرف می کنید) و تعداد دفعات آن در سنگ تعیین نشده است. شما باید آنها را به صورت پویا بر اساس چندین عامل مرتبط مدیریت کنید.
یک برنامه آبیاری موفق تعادل دقیق است. عوامل اصلی تصمیم گیری عبارتند از:
1. گونه های محصول و مرحله رشد:نیاز گیاه به آب به طور چشمگیری از جوانه زنی و رشد تا گلدهی و رشد میوه تغییر می کند.
2. خصوصیات خاک:ظرفیت نگهداری آب و نفوذپذیری خاک شما بسیار مهم است. خاک های شنی آب کمتری را در خود نگه می دارند و نسبت به خاک های رسی به کاربردهای مکرر و کوچکتر نیاز دارند.
3. شرایط آب و هوایی:نرخ تبخیر و تعرق روزانه (ET) مصرف روزانه آب محصول شما را افزایش می دهد. دما، تابش خورشید، رطوبت و باد همگی بر این امر تأثیر می گذارند.
مطالعات به طور مداوم نشان می دهد که SDI می تواند کارایی مصرف آب (WUE) را تا 25-50% در روش های سطحی بهبود بخشد. یکی از دلایل اصلی، توانایی ایجاد زمانبندی دقیقی است که نیازهای آبی محصول را بدون اعمال بیش از- مطابقت میدهد. کاهش مناسب حجم آبیاری از سطوح "آبیاری بیش از حد" به طور قابل توجهی WUE را بدون آسیب رساندن به عملکرد افزایش می دهد.
برش{0}}راهبردهای خاص
توصیه عمومی ارزش محدودی دارد. هنر واقعی مدیریت آبیاری، تطبیق استراتژی ها برای محصولات خاص است.
تجربه میدانی ما نشان می دهد که چگونه این استراتژی ها در عمل متفاوت هستند.
برای محصولاتی مانند ذرت، مراحل حیاتی بندکشی و پر شدن دانه-به تنش آبی بسیار حساس است. در این دوره افزایش دفعات آبیاری به روزانه یا یک روز در میان ضروری است. تطبیق دقیق نرخ ET روزانه از کاهش برگشت ناپذیر عملکرد جلوگیری می کند.
برای محصولات کم عمق-مثل خربزه یا پیاز، رویکرد متفاوت بهتر جواب میدهد. فرکانس بالاتر با حجم کمتر در هر رویداد سیستم ریشه کم عمق را به طور مداوم مرطوب نگه می دارد. این از هدر رفتن آب و مواد مغذی با فشار دادن آنها به زیر ناحیه فعال ریشه جلوگیری می کند.
تله "بیشتر بهتر است".
در حالی که اطمینان از آب کافی کلیدی است، اعتقاد به "بیشتر بهتر است" یک اشتباه خطرناک و معکوس در مدیریت آبیاری است.
آبیاری بیش از حد در یک سیستم SDI اثرات منفی واضح و قابل اندازه گیری دارد.
آبیاری بیش از حد- منجر به افزایش هزینه انرژی ناشی از پمپاژ غیر ضروری می شود. این به طور مستقیم بر درآمد مزرعه شما تأثیر می گذارد.
باعث شستشوی مواد مغذی با ارزش به ویژه نیتروژن در زیر ناحیه ریشه می شود. این باعث می شود که آنها برای محصول در دسترس نباشند و به طور بالقوه آب های زیرزمینی را آلوده کنند.
این عمل همچنین منابع گرانبهای آب را از طریق زهکشی عمیق هدر می دهد. این یکی از اهداف اصلی پذیرش SDI را شکست می دهد. در انواع خاک های سنگین تر، حتی می تواند باعث کمبود اکسیژن در ناحیه ریشه شود که ریشه ها را خفه می کند و باعث بیماری می شود.
3. طرح بندی نوار قطره ای
عمق، فاصله، منطقه مرطوب
جایی که شما به طور فیزیکی نوار آبیاری قطره ای را قرار می دهید یکی از دائمی ترین تصمیمات در نصب SDI است. دو پارامتر تعیین کننده عمق دفن و فاصله خطوط قطره ای هستند.
این دو انتخاب با هم حجم خاک خیس شده را طراحی می کنند که ریشه های محصول شما در آن زندگی می کنند و تغذیه می کنند. این تصمیم یک مبادله مهم-بین هزینه اولیه، اثربخشی کشاورزی و موفقیت عملیاتی بلندمدت-است.
عمق دفن متداول برای سیستم های SDI از 20 سانتی متر برای سبزیجات با ریشه کم عمق تا عمق 70 سانتی متر برای محصولات باغی دائمی متغیر است.
قرار دادن عمیق تر ({0}} سانتی متر) از نوار در برابر تجهیزات خاکورزی محافظت می کند و تبخیر سطح را کاملاً از بین می برد. با این حال، ممکن است برای جوانه زدن موثر برخی از بذرها خیلی عمیق باشد.
قرار دادن کم عمق (20-30 سانتی متر) می تواند با خیس کردن سطح به جوانه زنی محصول کمک کند. اما محافظت کمتری در برابر آسیب های مکانیکی ارائه می دهد و می تواند توسط روش های کشت خاص مختل شود.
به طور مشابه، فاصله خطوط یک تصمیم بسیار مهم است. فاصله باریک، مانند یک خط قطره در هر ردیف محصول، برای محصولات با ارزش- با تراکم بالا رایج است. فاصله گسترده تر، مانند یک خط برای هر دو ردیف، به طور قابل توجهی هزینه مواد اولیه و نیروی کار را کاهش می دهد. اما به توانایی خاک برای حرکت آب به طرفین متکی است.
چارچوب تصمیم گیری چیدمان
برای هدایت این انتخاب ها، از یک چارچوب تصمیم گیری عملی بر اساس سه متغیر مهم استفاده می کنیم: خاک، محصول و عملیات مزرعه.
عامل تصمیم 1: نوع خاک
● اگر خاک شنی با حرکت آب به سمت پایین دارید، باید از فاصله باریکتر و عمق بالقوه کمتر استفاده کنید. این آب را در ناحیه ریشه متمرکز می کند و از ریزش مستقیم آن به پایین جلوگیری می کند.
● اگر خاک رسی یا لومی با حرکت جانبی خوب دارید، انعطاف پذیری لازم برای استفاده از فاصله وسیع تر را دارید. این می تواند هزینه اولیه سیستم را کاهش دهد.
عامل تصمیم 2: نوع محصول
● اگر محصولات کم عمق-ریشه و متراکم مانند کاهو، پیاز یا توت فرنگی رشد میکنید، عمق دفن کمتر (۲۰ تا ۳۰ سانتیمتر) و فاصله باریک (یک خط در هر یک یا دو ردیف) بهینه است.
● اگر محصولاتی با ریشههای عمیق و با فاصله زیاد مانند ذرت، گوجهفرنگی، یا درختان میوه رشد میکنید، دفن عمیقتر (30-50+ سانتیمتر) و فاصله بیشتر مناسبتر و مقرون به صرفهتر است.
عامل تصمیم 3: شیوه های خاک ورزی
● اگر خاکورزی عمیق معمولی را انجام میدهید، باید نوار قطرهای را زیر حداکثر عمق خاکورزی دفن کنید. این از آسیب های فاجعه آمیز جلوگیری می کند.
● اگر بدون{0}}خاکورزی یا حداقل خاکورزی را تمرین کنید، انعطافپذیری بسیار بیشتری خواهید داشت. می توانید با خیال راحت اعماق کمتری را در نظر بگیرید که ممکن است به استقرار محصول کمک کند.
هزینه در مقابل عملکرد
انتخاب گسترده ترین فاصله خطوط قطره ای ممکن وسوسه انگیز است. این به طور مستقیم میزان نیاز نوار آبیاری قطرهای را کاهش میدهد و هزینههای کار مواد و نصب را کاهش میدهد.
در حالی که برخی از مطالعات در شرایط خاص تأثیر کمترین عملکرد را از فاصله گذاری گسترده تر نشان می دهند، توصیه ما این است که محتاط باشید. این رویکرد ریسک قابل توجهی دارد.
در مناطق خشک یا نیمه خشک، یا در مزارع با خاک های شنی، خیساندن ناکافی از فاصله بسیار وسیع می تواند "مناطق خشک" بین خطوط قطره ایجاد کند. این منجر به رشد ضعیف ریشه، کمبود مواد مغذی، و تفاوت قابل توجه عملکرد در سراسر مزرعه می شود.
در نهایت، بهینه سازی طرح سیستم در مورد به حداکثر رساندن بهره وری آب آبیاری (€/m³ یا $/گالن) است. این بازده اقتصادی برای هر واحد آب مصرفی است. این فقط به حداقل رساندن سرمایه اولیه نیست.
نتیجه گیری
تسلط بر آبیاری قطره ای زیرسطحی سفری به قلب کشاورزی دقیق است. این امر مستلزم درک چگونگی عملکرد اجزای سیستم، عملیات و طرح فیزیکی با خاک و محصول است.
موفقیت بر سه رکن فنی استوار است که با هم کار می کنند:
1. انتخاب تجهیزات مناسب، مخصوصاً نوار آبیاری قطرهای با کیفیت بالا، برای دستیابی و حفظ یکنواختی آبیاری بالا.
2. اجرای برنامه آبیاری پویا، مدیریت سهمیه و فراوانی برای مطابقت با نیازهای دقیق محصول، خاک و اقلیم.
3. طراحی استراتژیک طرح سیستم، بهینه سازی عمق دفن و فاصله خطوط برای ایجاد یک محیط ریشه کامل و محافظت از سرمایه گذاری.
با تسلط بر این پارامترهای فنی کلیدی، آبیاری قطرهای زیرسطحی از یک روش آبیاری ساده به یک ابزار قدرتمند داده{0}} تبدیل میشود. بازده را به حداکثر می رساند و در عین حال از با ارزش ترین منبع ما محافظت می کند: آب.