دانلود.دانلود فایل.تحقیق.کشاورزی.آبیاری قطره ای

تحقیق ابیاری قطره ای نهایی

کلیات:

نگاهی به تاریخ آب و آبیاری در جهان نشان می دهد که در سال های اخیر روشهای 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 روشها موثر بوده اند. از روشهای جدید آبیاری که به سرعت در کشورهای مختلف رو به گسترش است روش به اصطلاح قطره ای (tickle) است. آبیاری قطره ای به کلیه روشهایی گفته می شود که در آنها آب به مقدار کم و حدود 1 تا 10 لیتر در ساعت به آرامی در نزدیک گیاه ریخته می شود. بهمین دلیل این روشهای را آبیاری با حجم کم (low volume irrigation) نامیده اند. آب ممکن است از بالا ریخته شده و در سطح خاک پخش شود( مانند خرد آبپاشها) و یا آنکه مستقیما در سطح خاک ریخته شود ( مانند قطره چکانهای سطحی) .

در بعضی روشها نیز آب از زیر سطح خاک وارد منطقه ریشه ها می شود (روش قطره ای 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 (emitter) نام دارد. خروج آب از این وسیله ممکن است بصورت قطره، حباب، و یا یک جریان کوچک و پیوسته باشد.

حتی وسیله پخش ممکن است یک آبپاش بسیار کوچک باشد. قطره چکان ها طوری طراحی و ساخته می شوند که فشار آب را کاهش داده و به حدود 20 تا 200 کیلوپاسکال (2/0تا2 آتمسفر) برسانند. بنابراین روش قطره ای نیز یکی از روشهای آبیاری تحت فشار به حساب می آید که در آن فشار آب بسیار کم است.

واژه های آبیاری قطره ای و یا قطره چکان نباید تنها قطره را در ذهن تداعی کند زیرا این روش طیف وسیع و گسترده ای از آبیاریها را شامل می شود که اسامی مختلفی به آن اطلاق شده است. از جمله این اسامی می توان واژه های آبیاری موضعی ( localized irrigation) خرد آبیاری، آبیاری میکرو و آبیاری قطره چکانی را نام برد که همگی مترادف یکدیگرند. اما از جایی که واژه قطره ای بیشتر توصیف کننده ماهیت این روش می باشد در اکثر نوشته های علمی از آن استفاده می شود. مانند واژه بارانی که بجایsprinkle برای تعدادی از روشها که در انها عمل آبیاری حالتی شبیه بارندگی را تداعی می کند بکار برده می شود. در صورتی که sprinkle خود به معنی باران نیست. از دیگر واژه هایی که در نوشته های علمی برای آبیاری قطره ای ذکر شده است می توان به آبیاری با جریان روزانه( daily flow irrigation)، آبیاری روز به روز (diurnal irrigation) و آبیاری چکه ای (drop irrigation) اشاره کرد که هر کدام بر حسب سلیقه متخصصان انتخاب شده است. در یک طبقه بندی ساده روشهای خرد آبیاری بر حسب دبی خروجی به دو گروه: قطره ای که در آنها دبی خروجی کمتر از 10 لیتر در ساعت و میکروجت و حبابی ( bubbler) که در آنها دبی قطره چکان بیشتر از 10 لیتر در ساعت تقسیم می شوند. اما این نوع طبقه بندی ها نیز قراردادی بوده و از جامعیت برخوردار نمی باشد. در هر حال همان گونه که مثلا شیوه آبیاری بارانی شامل مجموعه ای از روشها و وسایل مختلف است روشهای آبیاری قطره ای نیز بسیار متنوعند.

تاریخچه آبیاری قطره ای:

برخلاف روشهای آبیاری سطحی، که قدمت آنها در بعضی مناطق دنیا به 6000 سال قبل از میلاد می رسد، آبیاری قطره ای از یک طرف روشی جدید و تاریخچه ای کوتاه دارد و از طرف دیگر سابقه آن نیز بسیار طولانی است. مثلا چینی ها و فلسطینی ها در صحاری نزدیک دریا و یا دامنه تپه ها تخته
سنگ هایی را در مقابل باد قرار می دادند تا شبانگاه که سنگ زودتر و شدیدتر از هوا سرد می شود نسیم گرم و مرطوب دریا در برخورد با آن تقطیر شود. بدین ترتیب قطرات آبی که از سنگ می چکید به پای درخت و یا بوته ای که در آنجا کشت شده بود هدایت می گردید. این خود نمونه ای از یک سیستم آبیاری قطره ای با قدمت هزاران ساله است. لذا نمی توان برای شروع آبیاری قطره ای تاریخ مشخصی را ذکر کرد.

شاید در این مورد به تعداد کسانی که بتوانند اظهار نظر نمایند روایت وجود داشته باشد. اما اگر آبیاری قطره ای را به مفهوم علمی و امروزی آن در نظر بگیریم اولین گزارشها در مورد اجرای این روش مربوط به سال 1860 در آلمان است که در ان از لوله های سفالی زیرزمینی برای آبیاری استفاده می شد. در سال 1913 میلادی نیز کاربرد لوله های روزنه دار زیرزمینی در امریکا گردید. اما این روش در آن زمان بسیار گران تمام می شد و نتوانست به سرعت گسترش یابد. با این وجود از سال 1920 به بعد استفاده از لوله های روزنه دار زیرزمینی در کشورهای فرانسه، آلمان و شوروی سابق معمول گردید. (Davis,1974).

با توسعه صنایع پلاستیک در ایام جنگ جهانی دوم و سال های بعد از آن، کاربرد لوله های پلاستیک در آبیاری قطره ای مقرون بصرفه گردید. بطوری که به دلیل قابلیت انعطاف به آسانی می شد این لوله ها را از کنار بوته ها یا درختان عبور داده و با سوراخ کردن آنها، که به مراتب ساده تر از لوله های فلزی صورت می گرفت قطرات یا جریان کوچکی از آب را خارج و برای آبیاری مورد استفاده قرار داد. بنابراین بسیاری از متخصصان شروع فن آوری آبیاری قطره ای را از همین زمان می دانند. استفاده از لوله های پلاستیک در آبیاری گیاهان گلخانه ای از اواخر سال های دهه 1940 در انگلستان شروع شد سپس این لوله های در آبیاری زیرزمینی در آلمان بکار گرفته شد و روش جدیدی بنام آبیاری زیرزمینی با لوله های پلاستیک ابداع گردید. استفاده از لوله پلاستیک در آبیاری گیاهان گلخانه ای که برای اولین بار در انگلستان توسط بلاس به ثبت رسید در سال 1953 توسط دو شرکت تجارتی به نام های کامرون و رایت – رین به اجرا گذاشته شد. این دو شرکت برای اولین بار نام آبیاری تریکل یا قطره چکانی را بر آن نهادند. البته قبل از آن فرد دیگری بنام سه لستر در سال 1951 روش جدیدی را برای آبیاری استادیوم ورزشی بازی های المپیک رم به ثبت رسانده بود. سه لستر در سال 1960 نام آبیاری دریپ یا قطره ای را بر روش خود نهاده بود. بنابراین مشاهده می شود که این افراد بدون اطلاع از یکدیگر نام های متفاوتی را به یک روش مشابه اطلاق کرده اند.

نوشته های علمی موجود در زمینه عملی کردن روشهای آبیاری قطره ای در مزرعه نشان دهنده آن است که این روش در سال 1963 در اسرائیل و در سال 1964 در امریکا بکار گرفته شد. یک مهندس اسرائیلی که به طور تصادفی نام وی نیز بلاس می باشد در یک منطقه مشاهده کرد که رشد درختی که در مجاورت یک شیر آب قرار داشت و اتفاقا این شیر چکه می کرد نسبت به سایر درخت ها بیشتر است. این موضوع وی را به این فکر انداخت که شاید بتوان برای آبیاری درخت ها نیز از روش قطره ای استفاده کرد. نامبرده ساخت اولین قطره چکان را بنام خود به ثبت رسانید. غالبا نام های ال. بلاس ( انگلیسی) و اس. بلاس( اسرائیلی) با یکدیگر اشتباه می شود، حال آنکه بلاس انگلیسی آبیاری قطره ای را در انگلستان فقط برای گیاهان گلخانه ای بکار برد در صورتی که بلاس اسرائیلی این روش را براساس آزمایش های قبلی خود در دانشگاه عبرو (Hebrew) در اوایل سال های 1960 در بیابان های نگف به مراحله اجرا در آورد. بهمین دلیل اکثر متخصصان آبیاری مرکز ابداع و توسعه روش های آبیاری قطره ای را اسرائیل م ی دانند. در اسرائیل چند عامل عمده در ابداع و توسعه این روش موثر بوده اند. اولین عامل، کمبود شدید آب و بالا بودن تبخیر تعرق بود، که نیاز به روشهای آبیاری کارآمد را ایجاب می نمود. عامل دوم نیاز به توسعه روشهایی از آبیاری بود که بتوان آنها را به سادگی خود کار نموده تا نیازی به کارگران آبیار که تامین امنیت جانی آنها بخصوص در شبها مشکل بود نباشد. عامل دیگر سبک بودن بافت خاک و بکارگیری شیب تپه ها برای زراعت و عدم تناسب آنها با روشهای آبیاری سطحی بود. البته در کنار این عوامل مهیایی شرایط فنی، مواد مورد مصرف در ساخت لوله ها و قطره چکانها، کمک و سرمایه گذاریهای زیاد سایر کشورها و کارگران ماهر و اموزش دیده را نیز نباید از نظر دور داشت. با وجودیکه اسرائیلیها در آبیاری زراعتها و باغات شیوه های کارآمدی مانند قطره ای را با کار گرفته اند اما کمبود آب در این کشور ایجاب نموده است که علاوه بر استفاده از فنون جدید استراتژی کشت را نیز تغییر داده و در بهره گیری از منابع آب همراه با روشهای خرد آبیاری سیاست و الگوی کشت طوری اعمال شود که با این روشها محصولاتی تولید گردد که امکان تولید آنها یا در سایر نقاط دنیا وجود نداشته و یا گران تمام می شود. با فروش این نوع محصولات به بازارهای مختلف جهان در آمد حاصله از هر واحد آب مصرفی افزایش می یابد.

مفهوم آبیاری قطره ای بتدریج از اسرائیل به کشورهای آمریکایی شمالی، استرالیا، افریقای جنوبی و سرانجام به تمام نقاط جهان گسترش پیدا کرده و بعنوان یک روش کارآمد مورد قبول واقع گردید. در این رابطه سابقه علمی آبیاری قطره ای بقدری کوتاه است که حتی در کتاب معروف آبیاری زمین های زراعی (Irrigation of Agricultural lands) که در سال 1967 توسط انجمن زراعت امریکا منتشر گردید نامی از آبیاری قطره ای یا خرد آبیاری برده نشده است و درواقع آنچه در زمینه بصورت علمی موجود است پس از سال 1967 می باشد. اولین کنگره بین المللی آبیاری قطره ای در سال 1971 در شهر تل آویو اسرائیل برگزار و در آن 24 مقاله علمی ارائه گردید. از آن سال به بعد این کنگره هر چند سال یکبار در یکی از نقاط دنیا تشکیل و در ان دانشمندان برجسته از کشورهای مختلف جهان گرد هم می آیند تا نتایج تحقیقات و تجربیات خود را ارائه کنند. تا بحال چندین کنگره مهم در این زمینه برگزار شده است که آخرین آنها کنفرانس بین المللی روشهای خرد آبیاری در آوریل سال 1995 در شهر اورلاند و (Orlando) در ایالت فلوریدای امریکا بوده است. علاوه بر کنفرانسهای بین المللی، هر سال کارگاههای آموزشی، سمینارها و سمپوزیومهای منطقه ای نیز در این زمینه برگزار می گردد.

بطور خلاصه تاریخ کوتاه و مدون آبیاری قطره ای را می توان به سه شاخه تقسیم کرد: ال. بلاس در انگلستان، اس. بلاس در اسرائیل و سه لستر درایتالیا که هر یک مستقل از دیگری کار خود را در توسعه روش جدید ادامه می دادند و همانطور که گفته شد نام آبیاری تریکل برای اولین بار توسط شرکت هایی که در انگلستان ساخت و فروش لوله و اتصالات پلاستیکی را برای این روش اغاز کرده بودند بکار برده شد. اما نام آبیاری دریپ در ابتدا توسط سه لستر استاد ایتالیایی پیشنهاد گردید که بعدا وی متوجه گردید که هیچکدام از نام های دریپ یا تریکل برای روش جدید مناسب نیستند. به این دلیل سه لستر برای آن دسته از روشهای آبیاری که آب را به دفعات و به مقدار کم در اختیار گیاه قرار می دهند نام آبیاری جرعه ای (گالپ،gulp) یا جرعه جرعه(سیپ،sip) را بکار برد که البته این واژه ها نیز فاقد جامعیت بوده و چون ماهیت این روشها یکسان است لذا این اسامی در واقع مترادف یکدیگر می باشند.

پیشرفتهای جدید آبیاری قطره ای در دنیا را باید مرهون صنایع پلاستیک سازی و بخصوص پلی اتیلن دانست. پلی اتیلن (PE) در سال 1935 برحسب تصادف در یک آزمایشگاه مواد شیمیایی در انگلیس تولید شد. پلاستیک پلی اتیلن زمانی بوجود می آید که گاز اتیلن، که خود ترکیبی از گازهای طبیعی و سوخت های فسیلی دیگر می باشد، تحت فشار و دمای زیاد قرار گیرد. در سال های اول تنها نوع پلی اتیلن سنگین (High Density,HD) شناخته شده بود که در فشارهای نسبتا کم ( حدود 2000 کیلوپاسکال) ایجاد می شود. این نوع پلی اتیلن برای ساخت وسایل نسبتا شکننده و سخت بکار می رود اما در سال 1948 نوعی دیگر از پلی اتیلن با چگالی کم ( Low Density,LD) در شرایط فشار زیاد (20000 کیلوپاسکال) تولید گردید که به سرعت در کارخانجات پلاستیک سازی گسترش یافت. این نوع پلی اتیلن برای ملزومات آبیاری قطره ای بسیار مناسب و ارزان بود و از آن زمان به بعد بیشتر وسایل آبیاری قطره ای با این نوع پلاستیک که به نام پلی اتیلن سبک معروف است ساخته می شود.

در سال 1977 صنایع پلاستیک که بنام پلی اتیلن سبک را که در فشارهای پایین ایجاد می شود تولید نمودند که به مقدار زیاد از هزینه های تولید کاسته می شد. این پلی اتیلن که به نام (Linear low density polyethylene) LLDPE معروف است علاوه بر انعطاف لازم مقاومت زیادی در برابر فشارها و تنشهای وارده دارد.

وضعیت آبیاری قطره ای در جهان:

گسترش روشهای مختلف آبیاری قطره ای در سال های اخیر بسیار چشمگیر بوده است. در سال 1982 یک گروه کاری از کمیسیون بین المللی آبیاری و زهکشی (ICID) بررسی آماری وضعیت آبیاری قطره ای را در سطح جهان به عهده گرفت که گزارش آن در سال 1984 در بولتن کمیسیون مذکور منتشر گردید. این گروه در سال 1986 دومین بررسی خود را آغاز و گزارش مربوطه در سال 1988 انتشار یافت (Abbot,1989) بار دیگر در سال 1991 سومین بررسی توسط این گروه صورت گرفت که نتایج آن در پانزدهمین اجلاس کمیسیون بین المللی آبیاری و زهکشی در سال 1993 انتشار یافت. براساس این گزارش وسعت کل اراضی دنیا که تا سال 1991 با روش قطره ای آبیاری
می شدند بالغ بر 987،768،1 هکتار براورد شده است که نسبت به 5 سال قبل از آن ( سال 1986) حدود 63 درصد و نسبت به 10 سال قبل تر، یعنی سال 1981، بیش از 329 درصد رشد داشته است (Bucks,1993) نتایج بررسی آماری گروه کاری نشان می دهد که عمده ترین عواملی که در بکارگیری روشهای قطره ای دخالت داشته اند بالا بودن دستمزدها، گران بودن قیمت آب، کمبود آب، شور بودن آب، عدم امکان استفاده از سایر روشهای آبیاری ( مثلا کشت درختان میوه در شیب تپه ها) امکان کاربرد سم و کود همراه با آب و در نهایت مناسب بودن این سیستم در زراعت گلخانه ای بوده است.

آمریکا با حدود 606،000 هکتار آبیاری قطره ای در صدر کشورهای دنیا در بکارگیری از روشهای خرد آبیاری می باشد. سطح زیر کشت آبیاری قطره ای در این کشور نسبت به سال 1986 حدود 55 درصد افزایش داشته است. در وضعیت کنونی اسپانیا با 160،000 هکتار خرد آبیاری مقام دوم را دارا می باشد که گسترش وسعت این اراضی نسبت به سال 1986 قریب به 24 درصد رشد داشته است.

افریقای جنوبی با 144،000 و اسرائیل با 104،302 هکتار اراضی آبیاری قطره ای از دیگر کشورهای پیشرو در این زمینه به شمار می روند. از ایران آمار دقیقی برای سال 1991 در اختیار نمی باشد اما داده های منتشر شده توسط کمیسیون بین المللی آبیاری و زهکشی نشان می دهد که در سال 1980 حدود 800 هکتاربا این روش آبیاری می شوند. این رقم براساس گزارشهایی بوده که توسط کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران ارائه شده است. در چند سال اخیر این روش در ایران توسعه نسبتا زیادی داشته است. هر چند آمار رسمی از سطح زیر کشت به ر وش قطره ای وجود ندارد اما براساس اطلاعات اداره کل توسعه روشهای آبیاری تحت فشار، وسعت زمین های که تا سال 1376 (1997) بصورت قطره ای آبیاری می شدند و یا حداقل برای آنها طرح آبیاری قطره ای در دست اجرا بوده است بالغ بر 45000 هکتار می باشد. بطوری که مشاهده می شود کشورهای امریکا، اسپانیا، استرالیا، افریقای جنوبی و اسرائیل از نظر سطح زیر کشت، پنج کشور مقدم دنیا در این زمینه بشمار می روند. وسعت زمین های کشت شده با روش خرد آبیاری در 5 ساله 86-1981 آفریقای جنوبی 5/2 و در برخی از کشورها مانند تایلند تا 11 برابر افزایش پیدا کرده است. هر چند هنوز فقط 8/0 تا یک درصد از کل اراضی آبی دنیا با روش قطره ای آبیاری می شوند و این رقم نسبت به روشهای آبیاری سطحی بسیار ناچیز می باشد اما درصد این اراضی در کشورهای مختلف بیانگر این واقعیت است که هر جا آب به لحاظ کمی و یا کیفی وضعیت بحرانی داشته است این روش بیشتر گسترش پیدا کرده است. مثلا در سال 1991 در قبرس بیش از 71 درصد اراضی فاریاب به روش قطره ای آبیاری می شدند و با این رقم در کشورهای کم آبی اسرائیل و اردن به ترتیب 48 و 21 درصد بوده است.

شامل ورد 104 صفحه ای