آشنایی با سیستم آبیاری زیرسطحی

سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی یا subsurface drip irrigation سیستمی است که در سال‌های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تکنیک آبیاری، محل خروج آب در زیر زمین قرار داشته و آب مورد نیاز گیاه از طریق لوله‌های آبیاری قطره‌ای که در زیر زمین تعبیه می‌شود، تأمین می‌گردد. لوله‌های جانبی در این نوع آبیاری در عمق ۱۰ تا ۶۰ سانتی متری خاک قرار گرفته و به همین دلیل و با به حداقل رسیدن تلفات تبخیر، از کارایی و راندمان بالاتری برخوردار است. از آنجایی که آبیاری زیر سطح زمین کشاورزی رخ می‌دهد، برخلاف آبیاری‌های سطحی و سنتی مواردی از قبیل پوسته پوسته شدن سطح خاک، آبگیری اشباع، تبخیر، ایجاد روان آب در سطح خاک (فرسایش خاک) و… تقریباً از بین می‌رود. در این روش به دلیل تحویل مستقیم آب به ریشه گیاه، رشد علف‌های هرز بسیار کاهش یافته و این یکی از مزایایی اصلی این روش است.

طراحی یک سیستم آبیاری زیرسطحی مانند سیستم آبیاری قطره‌ای رو سطحی بوده و به‌طورکلی شامل: بخش تصفیه آب، سیستم پمپاژ، شیرهای تنظیم‌کننده فشار و جریان، واحد تزریق کود، سیستم فیلتراسیون، لوله‌های پلی‌اتیلن و نوارهای انتقال آب می‌باشد. تصفیه آب در این روش بسیار اهمیت دارد. این روش آبیاری در مقیاس متوسط و بزرگ قابلیت خودکار شدن را داشته و به‌طورکلی یک روش نوین آبیاری محسوب می‌شود. در قدیم و در نقاط کویری کشور خودمان نیز به‌نوعی سنتی از روش زیرسطحی جهت آبیاری استفاده می‌شد که آبیاری کوزه‌ای نامیده می‌شود. در این روش از کوزه‌های سفالی و خاصیت تراوایی جداره‌های کوزه‌ها بهره گرفته می‌شود.

۵ مزیت اصلی آبیاری زیرسطحی

1. کاهش قابل توجه تبخیر آب
2. توزیع یکنواخت آب به محصولات
3. حفظ بهینه رطوبت خاک در اطراف ریشه با آبیاری مکرر
4. افزایش توان تنظیم مقدار آب و جلوگیری از هدر رفت آب ناشی از ایجاد روان آب و یا تبخیر
5. عملکرد عالی در مناطق بادخیز و خشک

معایب و محدودیت‌های آبیاری زیرسطحی

1. تجمع نمک در اطراف ریشه و مناطق مرطوب هنگام استفاده از آب شور برای آبیاری
2. ریسک گرفتگی نازل‌ها
3. انسداد و معیوب شدن نازل‌ها توسط ریشه
4. آسیب‌دیدگی لوله‌ها توسط ماشین‌آلات سنگین
5. ریسک جویده شدن نوارها توسط جوندگان

زمانی که آب‌شور باشد نمک در جلوی جبهه پیشروی رطوبت خاک تجمع پیدا می‌کند. در سیستم آبیاری زیرسطحی این تجمع نمک بیشتر در بالا نزدیک سطح زمین و میان لترال ها صورت می‌گیرد. در هنگام نبود بارندگی کافی نمک‌ها در منطقه توسعه ریشه تجمع یافته و باعث کاهش عملکرد محصول می‌شوند. برای رفع این مشکل در سال‌های خشک و کم باران، لازم است در انتهای زمستان یا قبل از شروع عملیات کاشت، نسبت به آبشویی سطحی اقدام شود. سایر محدودیت‌ها و مشکلات نیز با تدابیر به‌موقع قابل پیشگیری و دارای راه‌حل می‌باشد.

بررسی اجزای یک سیستم آبیاری زیرسطحی

۱) حوضچه تصفیه

۲) سیستم پمپاژ:

پمپ، فشار لازم برای عملکرد مناسب سیستم را تأمین می‌کند. قدرت پمپ بستگی به دبی و فشار لازم برای تلفات افت، توپوگرافی زمین، فشار کارکرد سامانه و تلفات فشار در فیلترها و سایر اجزای سامانه است که توسط طراح در نظر گرفته می‌شود. سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی معمولاً به فشار کارکرد پایینی نیاز دارد. حداقل لازم حدود ۱۰۰ کیلو پاسکال می‌باشد.

۳) شیرهای تنظیم‌کننده:

در این بخش شیرهایی جهت تنظیم فشار، قطع و وصل کردن آب، شیرهای یک‌طرفه جهت جلوگیری از برگشت آب تعبیه می‌گردد.

۴) واحد تزریق کود یا ونتوری:

همان‌طور که از عنوان این بخش پیداست، این قسمت شامل تجهیزاتی برای تزریق کودهای مناسب جهت کاربرد آن‌ها همراه با آب و به‌صورت کودآبیاری است.

۵) ایستگاه فیلتراسیون:

این بخش در سیستم آبیاری زیرسطحی بسیار حائز اهمیت است و عملکرد مناسب و انجام فیلتراسیون صحیح بسیار مهم است.

۶) شیر شست‌وشو:

در انتهای هر بلوک یا واحد آبیاری، لترال ها به یک مانیفلد که شستشوی سامانه را به عهده دارد، متصل‌اند. در انتهای مانیفلد مذکور شیر تخلیه قرار دارد. مانیفلد شستشو، رسوبات و مواد اضافی باقیمانده در لترال ها می‌شوید و آن‌ها را به محل خاص می‌فرستد و فشار در لترال ها را متعادل می‌کند.

۷) لوله‌های پلی‌اتیلن:

این لوله‌ها وظیفه دریافت آب از منبع و سیستم پمپاژ و با فشار مشخص و انتقال به قطره‌چکان‌ها را دارد همچنین این لوله‌ها بخش‌های مختلف سیستم زیرسطحی را به هم متصل می‌کنند.

۸) لوله‌های قطره‌چکان دار:

لوله‌های قطره‌چکان دار از مهم‌ترین قسمت‌های سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی است. دقت در انتخاب قطره‌چکان‌ها اهمیت زیادی دارد و تضمین‌کننده طول عمر سیستم و یکنواختی پخش آب در زیر سطح خاک است. ساختار بیشتر قطره‌چکان‌ها بدین گونه است که جریان آب در آن‌ها به‌صورت متلاطم بوده و سپس آب از سوراخ قطره‌چکان‌ها به‌صورت قطره خارج می‌شود. به طورکلی در این روش آب مورد نیاز ، از ۳ طریق و به طور مستقیم با حداقل تبخیر در اختیار گیاه قرار می گیرد:

1. لوله های قطره چکان دار
2. لوله های تراوا
3. کپسول رسی متخلخل

مزیت کپسول رسی و لوله های تراوا نسبت به لوله های قطره چکان دار، عدم گرفتگی منافذ خروجی آب توسط ریشه های گیاهان می باشد.

عملکرد و عمر هر سیستم آبیاری زیرسطحی بستگی به نحوه طراحی، بهره‌برداری و نگهداری آن سیستم دارد. سیستم‌های زیرسطحی باید به‌صورت خودکار کنترل‌شده و یا باید به‌صورت منظم مورد بازرسی دستی قرار گیرند. تعمیر لوله‌های دفن شده هزینه‌بر، دست و پاگیر و دشوار بوده و برای جلوگیری از جویده شدن لوله‌ها توسط جوندگان باید اقدامات اساسی صورت پذیرد. اجزای مختلف مکانیکی مانند پمپ‌ها، دریچه‌ها و فیلترها نیز باید به خوبی نگهداری شده و به‌صورت مکرر مورد بازدید قرار گیرند.