انواع ابیاری

یک سیستم آبیاری طوری طراحی می­‌شود که مقدار دقیق آب مورد نیاز محصول را در طول سال بطور روزانه تامین نماید. مقدار آب مورد نیاز بستگی به منطقه کشت، محصول مورد کشت، شرایط آب و هوایی، زمان و فصل کشت و اینکه آیا گلخانه دارای سیستم تهویه و گرمایشی است، دارد. نیاز آبی هم بسته به ترکیب خاک، اندازه ظرف، نوع ظرف و یا همان بستر محصول می‌تواند متفاوت باشد. روش آبیاری در گلخانه‌ها تاثیر بسزایی در کیفیت محصولات دارد، بنابراین اهمیت انتخاب یک روش مناسب و درست آبیاری، بسیار مهم و حیاتی است.

برخی بر این باورند که انتخاب روش آبیاری در گلخانه‌ها موضوع ساده و پیش‌پا افتاده‌ای است. اما افراد با تجربه و متخصص، باور دارند برای انتخاب روش آبیاری گلخانه‌ای باید تمامی جوانب بررسی شود. انتخاب روش آبیاری باید بر پایه اصول و منطق باشد تا از بروز ضرر و زیان جلوگیری نماید و بهره‌وری را نیز افزایش دهد. آگاهی از انواع روش‌های مختلف آبیاری در گلخانه‌ها، می‌تواند ما را در انتخاب بهترین روش کمک شایانی نماید.

سه اصل کلی در آبیاری

قانون اول: از یک بستر و خاک با ساختار خوب و زهکشی شده استفاده کنید.

اگر بستر گیاه به خوبی زهکشی نشده باشد و هوای کافی در اطراف ریشه موجود نباشد، عملیات آبیاری نمی‌توند به خوبی صورت گیرد. به همین خاطر بستر دارای هوای کافی در منطقه ریشه، برای رشد گیاهان کاملا ضروری است. ترکیب خاک بایستی با یک فرمولاسیون که متناسب با شرایط گلخانه است، مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین خاک مزرعه به تنهایی جوابگوی نیاز گیاه نیست.

قانون دوم: در هر بار آبیاری، عملیات آبیاری باید به صورت کامل انجام گیرد.

از انجام آبیاری مقطعی و نیمه‌کاره اجتناب نمایید. در هر بار آبیاری، خاک بایستی کاملا مرطوب شود و به تمامی قسمت‌های بستر و نقاط انتهایی ریشه نیز به مقدار کافی آب برسد. به عنوان یک قاعده کلی 10 الی 15 درصد آبیاری اضافی برای محصولات، می‌تواند خیال ما را از این بابت راحت نماید. به طور کلی نیاز آبی گلخانه‌ای در بستر‌های مبتنی بر خاک حدود 20 لیتر بازای هر متر مکعب و برای گلدان‌ها حدود 0.3 تا 0.35 لیتر بازای گلدان‌هایی با قطر 16.5 سانتی‌متر می‌باشد.

قانون سوم: آبیاری بایستی دقیقا قبل از شروع تنش آبی گیاه انجام شود.

از آنجایی که آبیاری بیش از حد، منجر به کاهش هوای کافی در ریشه و بروز مشکلاتی در رشد گیاه می‌شود، آبیاری باید دقیقا قبل از ورود گیاه به مرحله تنش آبی انجام شود. اما چطور می‌توانیم تنش اولیه آبی گیاه را تشخیص دهیم؟ پاسخ ظاهر و علایم شاخ و برگ گیاه است. برای مثال از بافت، رنگ و کدر بودن رنگ گیاه، می‌توان برای تشخیص میزان تنش آبی آن استفاده کرد. نباید فراموش کرد که تشخیص نیاز آبی گیاه، به نوع محصول نیز بستگی دارد. برای گیاهانی که علائم ظاهری خاصی برای تشخیص تنش آبی ندارند، از رنگ و وزن خاک نیز می‌توان نیاز آبی گیاه را تشخیص داد.

روش‌های آبیاری گلخانه‌

آبیاری دستی یا سنتی (Hand Watering)

قدیمی‌ترین روش آبیاری، روش آبیاری دستی است که امروزه دیگر بسیار نامتعارف و غیر اقتصادی است. در حال حاضر، پرورش‌دهندگان گلخانه‌ای از این روش استفاده نمی‌کنند مگر در شرایط خیلی خاص، مانند پرورش گیاهان خاص با نیاز‌های آبی ویژه و یا در مناطق جغرافیایی بسیار خشک و متفاوت. بررسی‌ها نشان می‌دهد که هزینه این روش در همان سال اول برابر با اجرای سیستم‌های نوین آبیاری می‌باشد و بنابراین استفاده از این روش به جز در موارد خیلی خاص، هیچ دلیل موجهی ندارد. در این روش مقدار آب دریافتی توسط گیاهان یکنواخت نیست و در عین حال، آبیاری دستی فرآیندی وقت‌گیر و خسته کننده می‌باشد. ولی درهر حال اگر از این روش آبیاری استفاده می‌کنید حتما در انتهای شلنگ آبیاری از وسیله فشار شکن استفاده نمایید. این وسیله نیروی فشار آب خروجی را کم کرده و از شسته شدن بستر خاک و بهم ریختن ترکیب خاک جلوگیری می‌کند.

آبیاری محیطی (Perimeter Watering)

این روش آبیاری برای گلخانه‌های باغچه‌ای با بستر ثابت قابل استفاده است. در این سیستم آبیاری عموما از لوله لی‌فلت و یا لوله‎‌های پلی اتیلن و نازل‌های پلاستیکی استفاده می‌شود که نازل‌های پلاستیکی آب را بر روی سطح خاک، زیر شاخه و برگ‌ها اسپری می‌کند. نازل‌ها در این روش از نایلون و یا پلاستیک سخت ساخته شده است. برای آبیاری، نازل‌ها بر اساس نیاز با زاویه‌های 45، 90 و 180 درجه تنظیم می‌شوند تا آب را اسپری کنند.

توجه به این نکته حائز اهمیت است که استفاده از لوله‌های سخت پلی اتیلن دارای معایبی می‌باشد. این لوله‌ها بخاطر نداشتن انعطاف لازم، پس از مدتی جابجا شده و تغییر مکان می‌دهد که باعث به هم خوردن زاویه نازل‌ها شده که ممکن است نازل‌ها از داخل گلدان‌ها خارج شوند. لذا برای جلوگیری از این مشکلات پیشنهاد می‌شود از لوله‌های انعطاف پذیر لی‌فلت استفاده شود. استفاده از لوله‌های تاشوی لیفلت، مضاف بر اینکه باعث برطرف شدن این مشکل می‌شود، مزیت‌های زیادی نیز دارد، مانند راحتی نصب و جابجایی، مقرون به صرفه بودن وطول عمر بالاتر.

آبیاری سقفی یا آبشاری (Overhead Sprinklers)

در حالی که در بیشتر محصولات زراعی برای جلوگیری از بیماری، شاخه‌های گیاهان باید خشک نگه داشته شوند، تعداد کمی از محصولات زراعی وجود دارند که می‌توانند شاخ و برگ مرطوب را تحمل نمایند. این دسته از گیاهان که در برابر رطوبت شاخ و برگ مقاوم هستند را به راحتی می‌توان با روش آبیاری سقفی آبیاری نمود.

بسیاری از گلها و برخی از گیاهان سبز جزء این دسته‌اند، که می‌توان آنها را توسط این روش آبیاری نمود. این روش آبیاری شامل یه خط لوله اصلی انتقال آب می‌باشد که سرتاسر سالن کشیده شده است. در این روش، رایزر‌ها و نازل‌هایی که در سقف یا کف سالن نصب شده‌اند و در ارتفاعی بالاتر از گیاه قرار می‌گیرند و آب را بر روی گیاه اسپری می‌کنند. ارتفاع 60 سانتیمتری برای آبیاری گل‌های آپارتمانی و ارتفاع 180 سانتیمتری برای گلهای دیگر، مناسب است. در این روش، حرکت نازل به گونه‌ای است که یک الگوی چرخش 360درجه‌ای را به طور مداوم طی می‌کند تا سطح پاشش یکنواختی در آبیاری مهیا شود. در این روش سینی‌هایی برای جمع‌آوری آب بین گلدان‌ها استفاده می‌شود تا از هدر رفت آب نیز، جلوگیری شود. نصب این سینی‌ها طوری هست که با داشتن یک شیب بسیار کم، آب بین گلدان‌ها را به سمت منبع هدایت می‌کند.

آبیاری مه پاشی (Boom Watering)

آبیاری مه پاش شامل یک لوله اصلی آب است که سرتاسر سقف گلخانه در جهت طولی کشیده شده است. این لوله مجهز به نازل‌هایی است که می‌توانند آب یا محلول کود و موادمغذی را بر روی محصول بپاشند. در حالت توسعه یافته این روش، نازل‌ها بر روی یک تسمه سوار هستند که بوسیله یک موتور الکتریکی جابجا می‌شوند. مقدار آب خروجی با سرعت نازل که از بالای گیاهان عبور می‌کند، تنظیم می‌شود.

این روش که در گلخانه‌ها کاربرد دارد، اغلب برای تکثیر گیاهان قلمه ای و تولید نشاء ایده‌ال است.در این روش آب به صورت قطرات بسیار ریز به طور متناوب بر روی محیط کشت پخش شده و موجب کاهش درجه حرارت محیط و تامین رطوبت نسبی مورد نیاز قلمه‌ها و نشاء می‌شود.

آبیاری قطره‌ای (Drip Irrigation)

روش آبیاری قطره‌ای روش بسیار کارآمدی است که در آن، آب در فواصل مکرر و قابل تنظیم از طریق قطره چکان‌ها و دریپرها که در امتداد مسیر لترال قرار دارند، به گیاه منتقل می‌شود. سیستم آبیاری قطره‌ای به عنوان بخش کامل و اساسی در طرح جامع آبیاری مورد استفاده قرار می‌گیرد و این روش به عنوان کامل‌ترین و بهترین روش برای آبیاری و انتقال یکنواخت کود و مواد مغذی به گیاه شناخته می‌شود. این روش با مصرف بهینه و ناچیز آب، کود و مواد مغذی، تولید بهینه‌ای را نیز به ارمغان می‌آورد. راندمان روش آبیاری قطره‌ای بین 90 تا 95 درصد تخمین زده می‌شود، که به نسبت سایر روش‌ها که در بهترین حالت راندمانی بین 60 الی 70 درصد دارند، بسیار چشم گیر است. آبیاری قطره‌ای نه تنها برای گلخانه‌ها بلکه برای محیط‌های باز و مزارع، به ویژه مناطق خشک و نیمه خشک نیز بسیار کارآمد و مناسب است.

یکی از معایبی که به روش آبیاری قطره‌ای وارد می‌شود، هزینه نسبتا بالای این روش نسبت به سایر روش‌هاست. با این‌حال متخصصان بر این باورند که مقایسه هزینه‌های اجرای سیستم آبیاری بایستی با در نظر گرفتن تمامی جوانب مانند راندمان سیستم، هزینه نگهداری، خروجی محصول، کیفیت محصول و… انجام گیرد. نتیجه تحقیقات نشان دهنده آنست که در بلندمدت استفاده از این سیستم، صرفه اقتصادی دارد.

آبیاری با لوله تراوا (متخلخل یا نشتی)

آبیاری زیرسطحی تراوا سیستمی است که با استفاده از لوله های متخلخل اسفنجی آب، کود، سم و موارد مغذی را در یک فضای رطوبتی مستقیما در اختیار ریشه قرار می‌دهد. پیاده‌سازی این روش همانند آبیاری قطره ای است، با این تفاوت که به صورت زیر زمینی و نشتی انجام می شود. برای این کار می توان لوله ها را در عمق ۲۰ تا ۲۵ سانتی‌متری درون شیارهایی داخل زمین قرار داد و با خاک روی آن ها را پوشاند. از مزایای این سیستم این است که به راحتی آب، مواد غذایی و سموم نباتی را در اختیار ریشه قرار می‌گیرد. ممانعت از رشد علف های هرز، عدم نیاز به تسطیح زمین و انجام تهویه از دیگر مزایای این روش می‌باشد.

آبیاری از قدیمی‌ترین فعالیت‌های بشری بوده که اصلی‌ترین هدف آن افزایش تولید محصولات کشاورزی است. در آبیاری رطوبت خاک باید در حدی حفظ شود که گیاه دچار کمبود آب نشود. باید توجه داشت که کمبود رطوبت در خاک همان قدر برای گیاه مشکل‌ساز است که رطوبت بیش اندازه خاک. بنابراین نباید در آبیاری زیاده‌روی کرد، زیرا باعث می‌شود گیاه از رطوبت بیش از اندازه آسیب ببیند و عملکرد محصول پایین بیاید. هدف آبیاری در بعضی موارد می‌تواند کنترل دمای هوا، رطوبت هوا و کاهش آفات و بیماری‌های گیاهی باشد.

انواع روش‌های آبیاری را می‌توان در دو دسته کلی آبیاری سطحی و آبیاری تحت فشار طبقه‌بندی کرد. اصلی‌ترین تفاوت بین روش‌های آبیاری سطحی و تحت فشار، نوع نیروی به‌کار رفته برای توزیع آب در مزرعه است. در آبیاری سطحی آب به‌کمک نیروی جاذبه زمین یا نیروی ثقل در روی زمین پخش می‌شود. به‌همین علت نام دیگر آبیاری سطحی، آبیاری ثقلی است. در آبیاری تحت فشار از پمپ و لوله برای انتقال آب و از پاشنده‌ها برای پخش آب در سطح مزرعه استفاده می‌گردد. منظور از پاشنده‌ها، آبپاش‌ها یا قطره‌چکان‌ها هستند که بر روی لوله‌ای به نام لوله جانبی قرار دارند. لوله جانبی را لوله لترال نیز می‌نامند.

الف-انواع روش‌های آبیاری سطحی

آبیاری سطحی قدیمی ترین و رایج ترین روش آبیاری در کشاورزی است. آبیاری سطحی را می توان به انواع مختلف تقسیم بندی کرد؛ ولی بارزترین تقسیم بندی ها به ترتیب زیر است:

1.آبیاری کرتی

2.آبیاری نواری

3.آبیاری جویچه ای(فارو)

4. آبیاری غرقابی

 تفاوت بین روش های مختلف آبیاری سطحی بصورت عنوانی مطرح است. یعنی مثالا سیستم نواری یا کرتی میتواند به سیستم جویچه ای هم تبدیل شود. آبیاری سیلابی به این صورت است که آب به سادگی می تواند روی سطح زمین جریان پیدا کند، بدون اینکه هیچ گونه تنظیمی بر یکنواختی توزیع آب در مزرعه درنظر گرفته  شود. بنابراین برای تنظیم میزان تقاضا و یکنواختی به هیچ تلاشی نیاز نیست. اگر بخواهیم این نوع آبیاری را کنترل کنیم باید آن را به یکی از سیستمهایآبیاری نواری، کرتی یا جویچهای تبدیل کنیم. مراحل آبیاری یک زمین در شکل نشان داده شده است.

مزایای آبیاری سطحی:

• سادگی و عدم نیاز به دستگاه و تجهیزات پیچیده
• هزینه سرمایه‌گذاری اولیه پایین
• عدم نیاز به انرژی

معایب آبیاری سطحی:

• در مواردی که شیب زمین زیاد است نمی‌توان از این روش آبیاری استفاده کرد و باید زمین تسطیح یا شیب‌بندی شود که هزینه زیادی دارد.
• آبیاری سطحی برای خاک‌های سبک و شنی مناسب نیست.
• آبیاری سطحی به نیروی کار بیشتری نسبت به روش‌های آبیاری تحت فشار نیاز دارد.
• راندمان آبیاری سطحی پایین است که باعث هدر رفت آب می‌شود.
• آبیاری سطحی نیاز به دبی آب بالایی دارد.

آب از طریق مخزن یا آزادانه (ثقلی) وارد زمین می شود و یا با پمپ آب زیرزمینی به بالای زمین انتقال داده می شود و اضافه آب از طریق زهکش خارج می شود. برای هر کدام از اجزای انتقال،توزیع و زهکش آب در مزرعه: طراحی، چگونگی عملکرد، حفظ ونگهداری سازه، کنترل و تنظیم آب لازم است. 

مراحل آبیاری سطحی

چهار فاز عمومی در آبیاری سطحی مطرح است:-1 فاز پیشروی -2 فاز ذخیره و توزیع رطوبت -3 فاز تخلیه -4 فاز پسروی. این مراحل در شکل نمایش داده شده اند. فاز پیشروی از وقتی که آب وارد زمین می شود تا وقتیکه آب به انتهای زمین برسد، ادامه می یابد و این زمان، زمان پیشرفت نام دارد. از انتهای فاز پیشروی تا زمانی که جریان ورودی قطع میشود فاز مرطوب شدن یا فاز ذخیره نامیده می شود. در فاز ذخیره، آب مورد نیاز دورترین نقاط مزرعه که زمان نفوذ کمتری در فاز پیشروی داشته اند نیز فراهم می شود. بعد از قطع جریان ورودی، آب از ابتدای مزرعه زهکش شده و یا در خاک نفوذ میکند و سطح خاک نمایان می شود که این مرحله فاز تخلیه نامیده میشود. پس از نمایان شدن سطح خاک در ابتدای مزرعه فاز پسروی شروع میشود که تا محو شدن کامل آب از روی سطح خاک ادامه دارد. در مزارعی که شیب کمی دارند فاز تخلیه و پسروی تقریباً هم زمان در تمام سطح مزرعه رخ میدهد.

معیارهای انتخاب نوع آبیاری سطحی

برای انتخاب سیستم آبیاری سطحی در هر منطقه ، عوامل زیر باید بررسی  شوند: 

1-هزینه های سیستم و متعلقات آن

2-اندازه و شکل زمین

3-موجودی آب، میزان نفوذ آب در خاک مزرعه

4-وضعیت و چگونگی دسترسی به آب از مخزن (زمان دسترسی به آب، انتقال آب، حمل آب و مدت زمان تحویل آب)

5-آب و هوا

6-الگوی کشت

7-سابقه ی تاریخی و تجربه

8-توجه به ابزار تسطیح اراضی

برگرفته از کتاب آبیاری سطحی؛ طراحی به روش تجربی و نیمه تجربی

به تلاش دکتر سید حسن طباطبایی، دکتر پیام نجفی، مهندس سودابه گلستانی کرمانی

ب-انواع روش‌های آبیاری تحت فشار

با توجه به جدید بودن این شیوه آبیاری، سیستم‌های آبیاری تحت فشار را سیستم‌های نوین آبیاری نیز می‌نامند. روش‌های آبیاری تحت فشار به دو دسته کلی آبیاری بارانی و آبیاری قطره‌ای تقسیم‌بندی می‌شوند. همان‌طور که پیداست، در آبیاری بارانی، آب به‌صورت قطرات مشابه باران از آبپاش‌ها خارج شده و بر روی گیاه و زمین کشاورزی می‌بارد و در روش آبیاری قطره‌ای، آب از قطره‌چکان‌ها به‌صورت قطره‌ای یا چکه‌ای خارج می‌گردد. تفاوت دیگر بین روش‌های آبیاری بارانی و قطره‌ای در مساحت خیس شده زمین است. به‌طوری که در آبیاری بارانی تمام مزرعه آبیاری می‌گردد اما در آبیاری قطره‌ای تنها محدوده اطراف گیاه آبیاری می‌شود. به‌همین علت آبیاری قطره‌ای را آبیاری موضعی نیز می‌گویند. آبیاری به‌صورت موضعی در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای باعث مصرف کمتر آب و افزایش راندمان آبیاری نسبت به سیستم‌های آبیاری بارانی می‌گردد. همچنین بین آبیاری بارانی و آبیاری قطره‌ای از لحاظ فشار آب در سیستم تفاوت وجود دارد. به‌طوری که در سیستم‌های آبیاری بارانی به فشار بیشتری نسبت به سیستم‌های آبیاری قطره‌ای نیاز است. در ادامه به اصلی‌ترین مزایای روش‌های آبیاری تحت فشار اشاره شده است.

مزایای آبیاری تحت فشار

• راندمان بالا در آبیاری
• بالا بردن کیفیت و کمیت محصولات تولیدی کشاورزی
• یکنواختی پخش آب در سطح زمین
• قابلیت آبیاری در زمین‌های ناهموار و شیب‌دار که نمی‌توان به روش آبیاری سطحی آنها را آبیاری کرد.
• قابلیت اتوماسیون بالا
• امکان پخش کود یا سم همزمان با آبیاری
• نیاز کمتر به نیروی کارگری
• امکان استفاده از آبیاری تحت فشار برای کنترل دمای هوا در مواقع یخبندان یا گرمازدگی

مزایای آبیاری تحت فشار نسبت به آبیاری سطحی

• یکنواختی بیشتر پخش آب در زمین های ناهمگن
• آبیاری اراضی ناهموار و شیبدار
• انجام آبیاری های سبک یا سنگین
• تسهیل در خودکار شدن آبیاری در آبیاری تحت فشار و امکان پخش هم زمان کود و سم با آب
• نیاز کمتر به کارگر در آبیاری تحت فشار

معایب سیستم های آبیاری تحت فشار نسبت به آبیاری سطحی

• هزینه های سرمایه گذاری اولیه
• هزینه راهبری و تعمیرات و نگهداری
• کیفیت آب
• ناسازگاری برخی گیاهان به روش های آبیاری تحت فشار
• نوسانات مقدار جریان آب
• ناهنجاری در شکل و ابعاد زمین
• شرایط آب و هوایی
• نفوذپذیری خاک

آبیاری بارانی

آبیاری بارانی از روش های نوین آبیاری در دنیا می باشد که استفاده از آن در سال های اخیر بسیار رایج شده است. به طور کلی می توان گفت که آبیاری بارانی از زمانی که لوله های سبک با اتصالات سریع و آسان به بازار آمد، توسعه یافته و پیشرفت کرده است.

در آبیاری بارانی که یکی از روش های آبیاری تحت فشار است، آب با فشار بیش از یک اتمسفر در لوله ها جریان پیدا می کند و سپس به شکل قطرات ریز توسط آب پاش ها به روی گیاه ها پاشیده می شود. ساختمان آب‌ پاش ها طوری است که هنگامی که با فشار از آن خارج می‌شود به صورت قطرات ریز و درشت درآمده و مشابه باران در سطح مزرعه ریخته می‌شود. آبیاری بارانی در آبیاری تحت فشار به چند دسته تقسیم می شود که شامل آبیاری بارانی ثابت، آبیاری بارانی نیمه ثابت، آبیاری بارانی با جابجایی متفاوت است.

مزایا و معایب آبیاری بارانی

هر نوع روش آبیاری دارای یک سری معایب و مزایایی است که با در نظر گرفتن مجموعه این معایب و مزایا باید اقدام به انتخاب و طراحی روش آبیاری نمود .

توانایی ها و مزایای آبیاری بارانی:

• تهویه خاک به راحتی انجام می شود .
• مبارزه با یخبندان، آفات و انگل ها میسر است .
• هزینه نیروی کارگری در مقایسه با روش های آبیاری سطحی کمتر است .
• تلفات به صورت رواناب و فرسایش خاک در این روش به حداقل می رسد .
• راندمان آبیاری در مقایسه با روش های سنتی بیشتر است .
• بازده محصولات آبیاری بارانی در اغلب موارد بیشتر از آبیاری سطحی است .
• زمین کمتری برای مسیر انتقال آب هدر می رود .
•  امکان آبیاری در اراضی کم عمق وجود دارد .
• در اغلب محصولات آبیاری بارانی باعث افزایش رشد می شود .
•  امکان آبیاری در اغلب خاک ها وجود دارد .
•  امکان آبیاری در اراضی شیب دار وجود دارد .
•  امکان آبیاری در اغلب شرایط آب و هوایی وجود دارد .

معایب آبیاری بارانی :

• در صورت وجود باد یکنواختی توزیع کاهش می یابد .
• کمبود توان فنی در مناطق دورافتاده وجود دارد .
• شدت تبخیر در مناطق گرم و خشک زیاد بوده لذا تلفات در این مناطق زیاد است .
• در مناطقی که باد شدید است تلفات آب زیاد است .
• به دلیل خسارت زدن به برگ محصولات، در این روش استفاده از آب های با کیفیت پایین ممکن نیست .

شرایطی که آبیاری بارانی توصیه می شود

• برای آبیاری گیاهانی که دارای ریشه کم عمق هستند .
• در اراضی با شیب زیاد و با عمق کم خاک زراعی
• در اراضی با نفوذ پذیری زیاد
• در مورد محصولاتی که به صورت متراکم کشت می شوند .

انواع روش‌های آبیاری بارانی

اجزاء اصلی یک سیستم آبیاری بارانی شامل پمپ، لوله اصلی، لوله جانبی و آبپاش‌ها می‌باشند. روش‌های طبقه‌بندی مختلفی برای سیستم‌های آبیاری بارانی ارائه شده است. در یکی از این روش‌ها، سیستم‌های آبیاری بارانی به دو دسته کلاسیک (غیر مکانیزه) و مکانیزه طبقه‌بندی می‌شوند. سایر روش‌های طبقه‌بندی شامل طبقه‌بندی بر اساس کاربرد کشاورزی و طبقه‌بندی بر اساس قابلیت حمل و نقل می‌باشد. برای آشنایی بیشتر این طبقه بندی و مطالعه آنها کلیک نمایید.

طبقه‌بندی سیستم‌های آبیاری بارانی بر اساس کاربرد کشاورزی

روش‌های آبیاری بارانی کلاسیک به روش‌هایی گفته می‌شود که در آنها جابجایی آبپاش‌ها یا لوله‌های جانبی به‌کمک نیروی کارگری انجام می‌شود. انواع روش‌های کلاسیک شامل کلاسیک کاملاً متحرک، کلاسیک نیمه‌متحرک، کلاسیک ثابت با آبپاش‌های متحرک، کلاسیک کاملاً ثابت و کلاسیک شیلنگی با قرقره است.

روش‌های آبیاری بارانی مکانیزه

در روش‌های آبیاری بارانی مکانیزه، برای جابجایی آبپاش‌ها و لوله جانبی از انرژی الکتریسیته یا انرژی حاصل از سوخت استفاده می‌شود تا آبیاری با سهولت بیشتر و نیروی کارگری کمتر انجام شود. روش‌های آبیاری بارانی مکانیزه مناسب اراضی وسیع و یکپارچه هستند و تکنولوژی به‌کار رفته در آنها از روش‌های کلاسیک پیچیده‌تر است. از جمله روش‌های آبیاری بارانی مکانیزه می‌توان به سیستم آبیاری لوله چرخدار (ویل موو)، سیستم آبیاری ارّابه‌ای، سیستم آبیاری متحرک خطی (لینیر) و سیستم آبیاری عقربه‌ای (سنترپیوت) اشاره کرد. شکل 3 سیستم آبیاری سنترپیوت را نشان می‌دهد.

انواع روش‌های آبیاری قطره‌ای

اجزاء مختلف یک سیستم آبیاری قطره‌ای می‌تواند شامل ایستگاه پمپاژ، تجهیزات تصفیه آب، تانک تزریق کود و مواد شیمیایی، لوله اصلی، لوله جانبی و قطره‌چکان‌ها یا گسیلنده‌ها باشد. سیستم‌های آبیاری قطره‌ای را می‌توان در چهار دسته زیر قرار داد:

1. آبیاری قطره‌ای (Drip irrigation)
2. آبیاری اسپری (Spray irrigation)
3. آبیاری بابلر (Bubbler irrigation)
4. آبیاری زیرسطحی (Subsurface irrigation)

آبیاری قطره‌ای : در این روش آب با شدت جریان کم و به‌صورت قطره‌ای بر روی سطح خاک اعمال می‌شود و خاک اطراف گیاه را مرطوب می‌نماید.

آبیاری قطره ای

آبیاری قطره ای یکی دیگر از روش های آبیاری تحت فشار است که به دلیل اعمال عمق آبیاری کم از روش های مفید و سودمند آبیاری می باشد. در این سیستم آبیاری تحت فشار، آب بوسیله پمپ از منبع به داخل شبکه پمپ شده ضمن عبور از سیلیکون ( فیلتر گردایی ) شن و مواد خارجی آن ته نشین می گردد. در این روش آب با فشاری بیش از یک اتمسفر از منبع تا محل مصرف انتقال می یابد.

 پخش آرام آب بر روی سطح خاک یا زیر خاک به صورت قطره های جدا یا پیوسته یا به صورت اسپری ریز با فشار کم توسط قطره چکان هایی که در طول خط انتقال قرار دارند، می باشد. برخی قطره‌ چکان ها 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 دایمی مانند گوجه فرنگی، لوله فرعی و قطره چکان ها را با هم به صورت یک واحد قابل جدا ساختن می‌سازند که یا سوراخ هایی به فواصل ۲۲ تا ۹۰ سانتی متری دارند مانند لوله دو محفظه‌ای و یا دیواره‌های متخلخلی دارند که آب از آنها به بیرون تراوش می‌نماید .

آبیاری قطره ای روش موثری در تحویل آب مورد نیاز گیاه در محدوده توسعه ریشه داخل خاک است و این امکان را بوجود می آورد که عمل آبیاری تا حد رفع نیاز آبی گیاه انجام می‌شود. بنابراین در این روش به میزان زیادی از اتلاف آب به صورت نفوذ عمقی، ایجاد روان آب سطحی و تبخیر در مقایسه با روش های سنتی و بارانی کاسته می شود.

سیستم‌های مختلف آبیاری قطره ای

• سیستم آبیاری قطره ای قطره چکان در خط
• سیستم آبیاری زیرزمینی با لوله‌های تراوا
• سیستم آبیاری بابلر
•  سیستم آبیاری قطره ای نواری
•  آبیاری قطره ای ثقلی

محاسن و مزایای آبیاری قطره ای

• صرفه‌جویی در میزان آب و هزینه
• عملیات زراعی آسانتر
• به کارگیری آب شور
• عدم تشکیل رواناب سطحی و جلوگیری از فرسایش خاک
• تنظیم میزان آب مورد نیاز برای انواع خاک‌ها و کشت‌ها در فصول مختلف زراعی
• تهویه مناسب خاک و یکنواختی پخش آب در سطح مزرعه و عدم نیاز به زهکشی مزرعه
• افزایش محصول در واحد سطح در مقایسه با آبیاری سنتی
• عدم نیاز به تسطیح اراضی در این روش
• جلوگیری از سله بستن و حفظ پوکی خاک
• عدم نیاز به ایجاد نهرهای خاکی درون مزرعه و نهرهای زهکش و استفاده بهینه از کل   زمین
• قابل استفاده برای تمام گیاهان
• امکان انجام آبیاری همراه با کود پاشی و سمپاشی و پخش یکنواخت آنها
• وارد نشدن بذر علفهای هرز به مزرعه به دلیل انتقال آب از طریق لوله‌ها
• سهولت در انجام عملیات زراعی
• تبخیر سطحی در آبیاری قطره‌ای به حداقل می‌رسد و ­از خارج شدن آب از محوطه ریشه  جلوگیری می‌گردد .
• عدم امکان رویش بذر علفهای هرز به دلیل مرطوب شدن فقط بخشی از سطح خاک اطراف ریشه گیاه اصلی ( آبیاری قطره‌ای )
• افزایش کیفی و کمی محصول
• عدم نیاز به نیروی کارگر زیاد به دلیل ثابت بودن اجزای سیستم

نقش لوله پلی اتیلن در آبیاری تحت فشار

لوله پلی اتیلن بیشترین مصرف را نسبت به سایر لوله ها در شبکه های آبیاری تحت فشار دارد و از اسراف و اتلاف آب جلوگیری می کند. ضریب هیزن ویلیام این لوله ۱۴۰ می باشد و محاسبه قطر لوله بر اساس قطر دهانه قطر دهانه خارجی لوله است و بر حسب میلی متر می باشد. فشار کارکرد آن ۵/۲-۴-۶-۱۰ اتمسفر است. و اتصالات آن رزوه ای و جوشی است.

سایز های لوله پلی اتیلن ۱۶-۲۰-۲۵-۳۲-۴۰-۵۰-۶۳-۷۵-۹۰-۱۱۰-۱۲۵-۱۴۰-۱۶۰-۱۸۰-۲۰۰-۲۲۵-۲۵۰-۲۸۰-۳۱۵ میلی متر است.

آبیاری اسپری 

در این روش آب به‌صورت اسپری بر روی خاک پاشیده می‌شود و محیط اطراف درخت را آبیاری می‌کند.

آبیاری بابلر

بابلر یا آبفشان نوعی گسیلنده آبیاری قطره‌ای است که بر روی یک پایه در کنار درخت یا بوته گیاه نصب می‌شود و آب را به صورت ********ری مانند و به قطر حدود ۶۰ سانتیمتر پخش می‌نماید. معمولاً نیاز آبی یک درخت با استفاده از یک آبفشان  به خوبی تأمین می‌شود.

آبدهی نسبتاً بالای بابلر (دبی خروجی از ۳۰ تا ۴۰۰ لیتر در ساعت) باعث شده است تا از این وسیله در تبدیل آبیاری سطحی نخلستان‌ها و باغات قدیمی به آبیاری قطره‌ای استفاده شود. در حال حاضر در نخلستان‌هاو باغات قدیمی پسته و مرکبات قدیمی عملکرد خوبی از خود نشان داده است.

در بابلر امکان گرفتگی در اثر املاح موجود در آب بسیار کاهش یافته و در نتیجه هزینه نگهداری آن نسبت به سایر روش‌های آبیاری موضعی پایین تر است. بنابر این در مناطقی که کیفیت آب نامطلوبی دارد می‌تواند مؤثر واقع شود. همچنین به دلیل حجم آب خروجی زیاد، مدت زمان مورد نیاز برای آبیاری توسط بابلر کمتر از سایر قطره‌چکان‌هاو گسیلنده‌ها می‌باشد.

همچنین از بابلر می‌توان برای آبیاری چندین درخت و یا بوته استفاده نمود. برای این منظور نیاز است تا جویچه‌ای تعبیه شود که بتواند آب خروجی را هدایت نماید و به پای گیاه مورد نظر برساند.

 موارد استفاده از بابلر

1. آبیاری درختان و باغات، خصوصاً آبیاری نخیلات، پسته، مرکبات و درختان بزرگ و کهنسال
2. آبیاری بوته‌ها و گلکاری‌ها در فضای سبز
3. آبیاری در زمین‌هایی که کیفیت آب نامطلوب دارند

آبیاری زیرسطحی

آبیاری قطره‌ای زیرسطحی یک سیستم آبیاری بسیار کارآمد است که از لوله یا نوار‌های قطره ای مدفون شده در خاک تشکیل شده است و وظیفه تامین آب مورد نیاز ریشه را به عهده دارد. از آنجایی که آبیاری زیر سطح زمین کشاورزی رخ می‌دهد (برخلاف آبیاری قطره‌ای روسطحی و آبیاری سنتی)، مواردی از قبیل پوسته پوسته شدن سطح خاک، آبگیری اشباع، تبخیر، ایجاد روان آب در سطح خاک (فرسایش خاک) و… تقریبا از بین می‌رود. سیستم آبیاری زیر سطحی دارای عملکرد ساده‌ای دارد، بدین ترتیب که مرطوب شدن و فرآیند آبیاری در اطراف نوار‌ها و لوله‌ها اتفاق می‌افتد و آب از همه جهات نوار آبیاری خارج می‌شود. در این روش آب به طور مستقیم در ناحیه ریشه نفوذ کرده و برخلاف آبیاری سطحی که بیشتر سطح خاک را مرطوب و منجر به رشد علف های هرز می‌شود، این مشکل را به صورت چشمگیری کاهش داده و در نتیجه جوانه زنی علف‌های هرز سالانه نیز کاهش می‌یابد. در روش آبیاری زیر سطحی استفاده از منابع آبی در این روش بسیار بهینه می‌شود.

اصول پایه‌ای طراحی آبیاری قطره ای زیرسطحی

سیستم آبیاری زیرسطحی دارای طراحی مشابه آبیاری قطره‌ای روسطحی است. یک طرح عمومی آبیاری زیرسطحی شامل: یک حوضچه تصفیه، واحد پمپاژ، شیر تنظیم‌کننده فشار، شیرهای جلوگیری از برگشت جریان، واحد تزریق کود (ونتوری)، سیستم فیلتراسیون، شیرهای شستشو، لوله‌های PVC و نوارهای انتقال آب به ریشه است. در این روش لوله و نوارکشی بسته به محصول و نوع خاک (جاذبه مویرگی) از 10 تا 60 سانتیمتر زیر سطح خاک دفن می‌شود. در صورت عدم تنظیم صحیح جریان آب، احتمال گرفتگی بیشتر خواهد شد. بنابراین تصفیه آب در این روش بسیار ضروری است.

آبیاری زیر سطحی عموما یک فناوری پیشرفته است که از آن برای استفاده در مقیاس متوسط و بزرگ به طور خودکار استفاده می‌شود. این روش برای بسیاری از محصولات باغی و زراعی قابل استفاده است. برای مثال آبیاری زیر سطحی ذرت، یکی از تکنولوژی‌های نوین و کارآمد در آبیاری این محصول است.

جالب است بدانید که از قدیم الایام در مناطق حاشیه کویری ایران از روشی به نام آبیاری کوزه‌ای استفاده می‌شده است که در واقع نوع سنتی روش آبیاری زیرسطحی به‌شمار می‌رود. در آبیاری کوزه‌ای یک ظرف سفالین قابل نفوذ در داخل خاک و نزدیک پای درخت یا گیاه قرار داده می‌شود و آب به‌صورت دستی به داخل کوزه ریخته شده و از جداره ظرف به‌تدریج جذب خاک و گیاه می‌شود. امروزه استفاده از روش آبیاری کوزه‌ای مجدداً مورد توجه قرار گرفته و آب مورد نیاز ظروف سفالین یا همان کوزه‌ها به ‌وسیله لوله‌های انتقال آب تأمین می‌گردد که موجب سهولت استفاده از این روش آبیاری شده است. این روش کم هزینه‌تر و ساده‌تر برای آبیاری زیر سطحی می‌تواند به همان اندازه برای مقیاس کوچک‌تر مفید و موثر باشد.

هزینه آبیاری زیر سطحی

تخمین‌ها حاکی از این است که هزینه سرمایه‌گذاری در یک سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی بالاست. هزینه‌ها بسته به منبع آب، کیفیت آب‌، درجه نیاز به تصفیه آب، انتخاب مواد، خصوصیات خاک و درجه اتوماسیون متفاوت است. طول عمر عمومی این سیستم بین 12 الی 15 سال است که می‌توان با نگهداری مناسب و استفاده از مواد با کیفیت طول عمر آن را افزایش داد.

نگهداری و افزایش عمر سیستم

عملکرد و عمر هر سیستم آبیاری زیرسطحی بستگی به نحوه طراحی، عملکرد و نگهداری آن سیستم دارد. سیستم‌های زیر سطحی باید به صورت خودکار کنترل شده و یا باید به صورت 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 به صورت مکرر مورد بازدید قرار گیرند.

بخش فیلتراسیون یک سیستم آبیاری زیرسطحی در مقیاس بزرگ بسیار پیچیده بوده و عملکرد مناسب آن برای کل سیستم بسیار مهم و حیاتی است. نگهداری از سه فیلتر اصلی سیستم شامل جداکننده‌های گریز از مرکز (فیلترهای هیدروسیکلون)، فیلترهای دیسکی و توری و فیلترهای شن و ماسه (مدیا) بایستی به دقت انجام پذیرد.

این سیستم‌ها بایستی به گونه‌ای طرحی شوند که خطوط اصلی و فرعی قابلیت شستشو داشته باشند. شستشوی خطوط اصلی می‌تواند اتوماتیک یا دستی باشد. توجه به این نکته ضروری است که خطوط بایستی در فصول رشد، حداقل هر 2 هفته یکبار شستشو شوند.

جنبه‌های بهداشتی

در صورتی که برای آبیاری از آب فاضلاب استفاده شود، تصفیه این آب فرآیند بسیار مهمی است. در حالتی که آب مورد استفاده به درستی تصفیه نشده باشد (بطور مثال: سطح بالای پاتوژن در آب) ممکن است خطرات بهداشتی را ایجاد کند. قبل از آبیاری اقدامات تصفیه مناسب باید صورت پذیرد تا از خطرات احتمالی آن جلوگیری شود. با این حال، خطرات بهداشتی ناشی از آبیاری قطره‌ای زیرسطحی به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند، چرا که آب آبیاری در منطقه ریشه تخلیه شده و از این رو از تماس مستقیم محصولات زراعی و پرسنل جلوگیری به عمل می‌آید.