شرایط و نحوه انجام آبیاری قطره ای گیاهان و بارور کردن زمین



موضوع:
شرایط و نحوه انجام آبیاری قطره ای گیاهان و بارور کردن زمین

خلاصه مطالب:
آبیاری قطره ای روش موثری برای حاصلخیز نمودن زمین است و جدا از ویژگیهای خاص محیطی و ارگانیسم موجود در خاک، این روش می‎تواند به افزایش کیفیت محصول و خاک زمین کمک کند.
برای دستیابی به شرایط ایده آل در میزان حاصلخیزی زمین نیاز به دانش کافی و آشنایی با روشهای مغذی نمودن و غنی کردن خاک داریم، تامین مواد مغذی خاک از طریق تکنولوژی تزریق مواد و یا برنامه های علمی آبیاری و علاوه بر اینها تکنیکهای جدید پرورش خاک و یا غلات می‎تواند امکانپذیر باشد.
استفاده از این تکنیکها علاوه بر کمک به افزایش کیفیت محصول می‎تواند در کاهش صدمات محیطی موثر بر کیفیت محصول و خاک نیز تاثیر گذار باشد.
یک آبیاری اصولی و علمی می‎تواند به اندازه تاثیر یک خاک مغذی و حاصلخیز بر کیفیت محصول اثرگذار باشد. استفاده از روشهای آبیاری اصولی و علمی با کاهش میزان رطوبت غیرضروری زمین می‎تواند در کاهش آلودگیها و بیماریهای موجود در خاک مرطوب نیز موثر باشد.
در واقع استفاده از روش آبیاری قطره ای کنترل امراض و آفات موجود در زمین را نیز آسانتر می کند. برای دستیابی به روش ایده آل نیاز به مدیریت دانش و مهارت کافی است، در بحث فوق اطلاعات مهمی در خصوص اجزا و برنامه های اصلی که در طرح ریزی و ارزیابی یک برنامه باروری موثرند ارائه شده است.
فراهم کردن مواد مغذی موردنیاز خاک:
در طرح ریزی یک برنامه تغذیه و تامین مواد مغذی خاک نیاز به دانش کافی و اطلاع از وضعیت مواد معدنی موجود در خاک است. بسیاری از خاکها به طور ذاتی حجم وسیعی از مواد معدنی و مغذی را دارا هستند و استفاده از روش آبیاری نادرست و یا تغذیه نادرست خاک، می‎تواند به آن آسیب رسانده و صدمات جدی به خاک وارد نماید. برنامه مناسب برای تقویت و بارور نمودن خاک از منطقه ای به منطقه دیگر متفاوت است به همین دلیل انجام تحقیقات آزمایشگاهی پیش از اعمال برنامه ها روی زمین امری ضروری و اجتناب ناپذیر است.
خاکها دارای انواع ترکیبات معدنی و یا آلی نیتروژن هستند، میزان این ترکیبات در خاکها با هم متفاوت است اما بیشتر مواقع خاکها دارای میزان بیشتری NO3 هستند و NO4 معمولاً 20% حجم مواد معدنی خاک را به خود اختصاص می‎دهد. تشخیص دقیق میزان نیتروژن در حالت ترکیبات معدنی کار مشکلی است اما به هر حال آگاهی از میزان این ترکیبات در خاک امری ضروری است و به طور عموم میزان ترکیبات معدنی نیتروژن در 5/0 تا 2 کیلوگرم خاک برای تخمین زدن میزان کلی آن لازم است. (Magdoff, 1991)
برخلاف نیتروژن و ترکیبات آن تشخیص میزان K , P در خاک با استفاده از آزمایشهای شیمیایی ساده امکانپذیر است. تشخیص میزان این مواد نیز بستگی به شرایط خاص محلی و خصوصیات خاک موجود در هر محل دارد. در مناطق جنوبی خاکهای ماسه ای اسیدی سرشار از P و K وجود دارد. تشخیص میزان K و P در خاکهای معدنی در مناطق غربی از طریق استفاده از بی کربناتها و استات آمونیوم امکانپذیر است، Reisenauer , 1983 ) ، خاکهای معدنی مناطق غربی معمولاً از حجم K پتاسیم بالایی برخوردار هستند و میزان حاصلخیزی آنها با گذشت زمان افزایش می یابد، میزان P فسفر موجود در این خاکها نیز در حد مطلوبی قرار دارد. میزان پتاسیم K در خاکهای مناطق جنوب شرقی معمولاً کمتر است، گرچه که میزان فسفر به این عوامل بستگی ندارد و با افزایش دفعات کاشت محصول میزان P موجود در خاک افزایش می یابد.
میزان مواد مغذی موردنیاز:
سبزیجات مختلف در میزان مواد معدنی موردنیاز با هم تفاوت دارند، به طور عموم، N، P و K در انواع مختلف گیاهان دارای حجم یکسانی هستند، میوه جات و سبزیهایی مثل گوجه فرنگی، فلفل و هندوانه تا زمان گل دهی به مواد معدنی زیادی نیاز ندارند. به طور کلی حجم مواد معدنی موردنیاز در میوه ها نسبت به غلات بسیار کمتر است. اما حجم این مواد در سبزیجاتی مثل کرفس، کاهو و بسیاری از انواع غلات بسیار بالاست و البته حجم این مواد درست پیش از برداشت محصول در این نوع سبزیجات افزایش می یابد.
باید دقت شود که روشهای تقویت و باروری زمین براساس خصوصیات منطقه ای و محلی خاک و محصول متفاوت است و به همین علت تشخیص تفاوتهای موجود در خاک مناطق مختلف برای تدوین یک برنامه مناسب و موثر بسیار ضروری است.

روشهای آبیاری قطری:
یکی از مهمترین فوایدی که آبیاری قطره ای دربردارد تزریق مواد معدنی و مغذی موردنیاز خاک به آب است که در آبیاری قطره ای وارد خاک می شود، بیشترین موادی که به این طریق وارد خاک می‎شوند N و K هستند. گیاهان به K (پتاسیم) و N (نیتروژن) بیشتر از مواد دیگر نیازمندند و استفاده از این روش برای تامین مواد مغذی موردنیاز خاک بسیار موثر و کاربردی است. به علت شست و شوی N و K از سطح خاک
در اکثر مواقع برای جبران این کمبود از روش تزریق و آبیاری قطره ای استفاده می‎شود. علاوه بر آن تزریق این مواد به آب از مشکلاتی مثل انباشته شدن و یا رسوب املاح نیز جلوگیری می کند. فسفر، کلسیم Ca ، Mg و بسیاری مواد معدنی دیگر را می‎توان از طریق تزریق به آب و آبیاری قطره ای وارد خاک نمود و از رسوب و ته نشین شدن آنها نیز جلوگیری کرد.
برای جلوگیری از انباشتن و رسوب موادی مثل PH , Fe , Mg , Ca و کربنات و بی کربناتها باید میزان موردنیاز خاک و محصول کاشته شده در آن را در نظر گرفت اما به طور معمول با افزایش میزان PH ، میزان وقوع رسوب نیز افزایش می یابد.
منابع مواد معدنی:
همانطور که ذکر شد انواع متفاوتی از مواد تقویتی را می‎توان به روش تزریق و آبیاری قطره ای وارد خاک نمود. منابع دارای N (نیتروژن) عموماً شامل محلولهای نیترات اوره- آمونیوم، نیترات آمونیوم، نیترات کلسیم و نیترات پتاسیم هستند. پتاسیم نیز می‎تواند از طریق کلرید پتاسیم، سولفات پتاسیم، تیوسولفات پتاسیم، و یا نیترات پتاسیم تامین شود. منابع دارای فسر محدودتر هستند، اسید فسفریک یا محلول فسفات آمونیوم معمولاً برای تامین فسفر استفاده می‎شوند. فسفات پتاسیم نیز در دسترس است اما به طور معمول استفاده نمی‎شود.
انتخاب تقویت کننده مناسب برای شرایط و اهداف خاص به چند عامل بستگی دارد:
شرایط مواد معدنی موجود در خاک، آلودگیها، میزان حلالیت و قیمت و ارزش آن. حجم معینی از NO3 – N و NO4-N (یا اوره) در هر خاک وجود دارد که به شرایط محیطی بستگی دارد. در آب و هوای سرد 25-50% از N موردنیاز باید از منابع NO3 تامین شود. (Hochmuth and Hanlon 1995).
در هوای گرم فرآیند نیتراته شدن به سرعت اتفاق می افتد و امکان استفاده بیشتر از ترکیبات مغذی آمونیاک را فراهم می آورد، چرا که این تقویت کننده ها نسبت به تقویت کننده های نیتراتی قیمت کمتری دارند.
قابلیت حل شدن یکی از فاکتورهایی است که در انتخاب مواد مغذی تامین کننده پتاسیم اهمیت دارد. کلرید پتاسیم ماده ای است گران و قابل حل شدن اما میزان نمک موجود در ترکیبات آن بالاست و نمک معمولاً ماده حیاتی و موردنیاز غلات و سبزیجات نیست، سولفات پتاسیم قابلیت حل شدن کمتری نسبت به کلرید پتاسیم دارد اما قیمت آن کمتر است و میزان ترکیبات نمک نیز در آن محدودتر است. تیوسولفات پتاسیم و نیترات آن نیز قابلیت حل شدن بالایی دارند اما بسیار گران هستند. به طور معمول در آبیاری قطره ای و روش تزریق، از تزریق کلرید پتاسیم استفاده می‎شود و البته این روش در مناطق غربی معمول است و در جنوب شرق به طور معمول از نیترات پتاسیم استفاده می‎شود.
به طور کلی دلیل قاطع و مشخصی برای استفاده از نوع خاصی از تقویت کننده ها وجود ندارد و انتخاب نوع مناسب مواد تقویت کننده بیشتر بستگی به ویژگیهای خاص محیطی، منطقه ای و نوع محصول دارد.
محلول تقویتی P (فسفر) و یا اسید فسفریک ممکن است دارای آلودگیهایی باشد که موجب ایجاد رسوباتی در خطوط آبیاری قطره ای شود، اما به هر حال با کمی دقت در میزان مواد و نحوه انجام تزریق و توجه به جزئیات، استفاده از اسید فسفریک و محلول فسفات آمونیوم نیز با موفقیت انجام خواهد شد.
برنامه های تقویتی خاک:
یک برنامه تقویتی مفید و موثر به سه عامل بستگی دارد:
توجه به نیاز خاص محصول موردنظر، توجه به زمان فرستادن املاح به محصول و خاک و کنترل آبیاری برای کاهش احتمال رسوب و ته نشین شدن مواد معدنی در ریشه ها و یا خاک.
اما به هر حال همانگونه که قبلا نیز ذکر شد توجه به نوع خاک و نتایج تحقیقات اولیه انجام شده بر روی آن و ویژگیهای خاص هر زمین از مهمترین عوامل تعیین کننده نوع و میزان مواد هستند.
در بعضی مناطق حجم کمی از N و K (20-30%) و قسمت عظیمی P (فسفر) برای رفع نیازهای خاک موردنیاز است و یا در فصولی مثل ماههای اولیه سال اصلا بعضی مناطق نیاز به آبیاری ندارند.
نیاز به فسفر نیز دلایل متعددی دارد:
منابع فسفر محلول (مثل اسید فسفریک) نسبت به پودر آن بسیار گرانتر هستند و استفاده از آنها باعث ایجاد رسوب در خطوط آبیاری می‎شود. جابجایی فسفر رسوب شده نیز بسیار مشکل است و علاوه بر آن رسوب این مواد باعث افزایش PH بافت خاک می‎شود. به همین علت در استفاده از این مواد باید دقت کافی به خرج داد و میزان حجم موادی که استفاده می‎شود مناسب و به اندازه باشد.
تشخیص نیازهای فصلی خاک و محصولات کاشته شده در آن به N ، P و K از طریق دقت و بررسی شرایط و ویژگیهای خاک پیش از کاشت قابل بررسی و تخمین است و پیش از وارد شدن محصول به فصول رشد و برداشت بایستی از میزان املاح موجود و حجم موردنیاز خاک اطلاع پیدا کرد. نیازهای اساسی و پایه ای خاک و یا محصول ارتباطی به شرایط محیطی یا آب و هوایی ندارد و هر محصول با هر خاکی نیاز به انواعی از مواد مغذی دارد که این نیازها استاندارد هستند. به عنوان مثال هندوانه ای که در اوایل بهار رشد می کند نیاز به همان حجم از مواد معدنی که هندوانه دیگری که در تابستان یا پاییز رشد می کند به آن نیاز دارد و این نیاز به فصل برداشت محصول ارتباطی ندارد.
به طور ایده آل و کاملاً اصولی تشخیص و معین کردن مواد موردنیاز هر محصول با توجه به تغییرات روزانه محصول (GDD) growing degree day امکانپذیر خواهد بود. و به طور عموم نیز توجه به نتایج اطلاعات و تحقیقات قبلی می‎تواند به تدوین یک برنامه تقویتی عمومی و موثر کمک کند. (Table 1)
این برنامه ها می‎توانند براساس تحقیقاتی که در گذشته انجام شده و اطلاعات و تجربیات تولید کنندگان و فروشندگان تدوین شوند (Hachmuth 1992) . برای تعدادی از محصولات مثل کدو، پیش بینی مواد و شرایط موردنیاز با توجه به دیگر محصولات مشابه امکانپذیر است.
این برنامه ها باید بتواند کمبودهای موجود در خاک را تخمین زده و رفع نماید، توجه به این نکته نیز مهم است که تقویت کننده ها و در واقع یک تقویت کننده واقعی باید بتواند مواد موردنیاز خاک را تامین نماید.
در تامین N و K ، و دیگر مواد تقویتی موردنیاز خاک باید به قیمت تقویت کننده ها نیز توجه شود. وجود املاح نیترات در آبهای زیرزمینی در بعضی مناطق مسئله جدی است که باید به آن توجه شود و در این مناطق استفاده از مواد که دارای ترکیبات نیتروژن باشند موجب رسوب و ته نشینی آن خواهد شد.
(Pier and Doerge , 1995 , Thompson & Doerge 1995)
وجود املاح سنگین نیتروژن خصوصا در نمونه ترکیبات NH4-N می‎تواند در محصولاتی مثل گوجه فرنگی و فلفل مشکلاتی ایجاد نماید. وجود املاح تقویت کننده K (پتاسیم) در بعضی محصولات می‎تواند از سایز و اندازه محصولات خاصی چون سیب زمینی و توت فرنگی بکاهد.
(Hochmuth et al , 1993 , Albregts et al, 1996)
مواد مغذی می‎توانند در زمانهای مختلف تزریق شوند (به طور روزانه یا ماهانه) و این بستگی به روش و برنامه طراحی شده برای آبیاری و تقویت خاک دارد، نوع خاک و روش نگهداری محصول نیز بر این زمانها و مقادیر آن موثر است. به طور مثال خاک های ماسه ای که قابلیت نگهداری مواد معدنی را در خود ندارند به تزریق و تقویت بیشتری نیازمندند و برای پرورش دهندگان و تولید کنندگان نیز استفاده از روش تزریق با توجه به شرایط خاص هر یک از آنها متفاوت خواهد بود و اندازه و قیمت و نوع پمپ تزریق کننده متفاوت است.
تقویت و حاصلخیز نمودن خاک در بسیاری از مناطق به اندازه دستیابی به یک روش صحیح برای انجام این عمل در طول رشد محصول اهمیت ندارد، بعضی از پرورش دهندگان فکر می کنند که استفاده از هر روش آبیاری با استفاده از دستگاههای کنترل اتوماتیک می‎تواند مفید باشد و ریسک و احتمال بروز مشکلاتی مشکل رسوب مواد و یا استفاده از مقادیر نادرست مواد را نیز کاهش می‎دهد.
تزریق به دو روش توده ای و مرحله مرحله انجام می شود، در روش توده ای لوله های آبیاری کننده باید دارای نشانه خاصی باشند تا بتوانند مواد را در آب پخش کنند. تقویت کننده باید به گونه ای در آب تزریق شود که زمان کافی برای عملکرد سیستم به طور کامل وجود داشته باشد.
در خاکهای ماسه ای فلوریدا دوره و زمان کافی برای طی این چرخه از 45 دقیقه برای محصولات جوان و تازه رشد کرده تا 5/1 ساعت برای محصولاتی که به رشد کامل رسیده اند کافی به نظر می رسد.
بررسی لزوم وجود مواد مغذی و معدنی:
برنامه های آبیاری اصولی که به آنها اشاره شد در بیشتر موقعیتها مواد معدنی مناسب و موردنیاز را برای خاک تامین می کنند، چرا که وجود مواد معدنی کافی در خاک برای رشد بهتر و کیفیت بیشتر محصول اهمیت زیادی دارد. در بعضی از انواع محصولات امکان بررسی ترکیبات نیتروژن NO3-N موجود در خاک معمولاً قبل از مرحله کاشت وجود دارد و بعد از آن نمونه برداری نتیجه مطلوب را در بر نخواهد داشت. از زمانی که اضافه کردن مواد معدنی و نیتروژن به خاک از طریق آبیاری قطری انجام می‎شود امکان تامین مواد موردنیاز به حد کافی برای محصولات و خاک زراعتی بیشتر فراهم شده و نتایج بهتری دربرداشته است، به طوری که به تدریج بر کیفیت عملکرد و نحوه کار این روش افزوده شده و هر روز پیشرفتهایی در این زمینه حاصل می‎شود.
در حال حاضر تکنیکهای متفاوتی برای تخمین میزان نیتروژن وجود دارد و یکی از آنها استفاده از تیوبهای حلال خاک به نام Suction Lysimeter است. این وسیله شبیه فنجان سرامیکی است که به تیوبهای عمیقی متصل شده است و در خاک قرار می‎گیرد و عملیات نمونه برداری و وکیوم خاک را انجام داده و آب نیز از خاکهای اطراف دستگاه وارد تیوب می شود، مراحل خاصی انجام شده و میزان نیترات موجود در خاک سنجیده می شود. اما استفاده از روش Suction Lysimetry محدودیتهایی هم به دنبال دارد، اول اینکه هر قسمت از زمین دارای ویژگیهایی متفاوت با قسمتهای دیگر است و زمانی که NO3-N به وسیله فشار هوا به جلو رانده می‎شود ممکن است حجمی از آن در مسیر ته نشین شده و یا در قسمتهایی از مسیر بماند، البته این مشکل نسبتاً قابل حل است و با نمونه برداری های مکرر از قسمتهای مختلف قابل جبران خواهد بود، اما مطمئناً هزینه و زمان زیادی صرف انجام این کار خواهد شد. تجزیه و تحلیل دقیق و اصولی نتیجه کار نیز مشکل ساز است به طور عموم مقدار بیش از 75 میلی گرم بر لیتر نیتروژن گواهی این مطلب است که میزان نیتروژن موجود در خاک به اندازه ای است که می‎تواند نیازهای اساسی و اولیه خاک و محصول کاشته شده را رفع نماید.
مقدار ترکیبات نیتروژن NO3-N کمتر از این حد احتمالاً برای محصول مشکل ساز بوده و نمی تواند نیازهای اولیه محصول را تامین نماید.
یکی دیگر از روشهای تخمین زدن میزان نیترات موجود در خاک روش "quick test" است که در سال 1994 به نام استاندارد Hartz پیشنهاد و ارائه شده است. این روش این مزیت را دارد که می‎تواند میزان نیتروژن موجود در خاک را در عمق ریشه گیاه تشخیص داده و حتی کامپوزیتها و ترکیباتی را هم که دارای نیتروژن هستند تشخیص داده و مقدار آنها را تخمین می زند.
به طور کلی در این روش وجود بیش از 20 mg/liter نیتروژن می‎تواند نیازهای اولیه خاک را به میزان کافی رفع نماید. به تدریج این روشاهی تست و آبیاری و تقویت خاک بایستی وارد چرخه تولید و کاشت محصولات کشاورزی شده و جزئی از فرآیند تولید، کاشت و برداشت شود.
امروزه روشهای متفاوتی برای این تحقیقات استفاده می‎شود و در زمینه های مختلف توسعه یافته اند. در فلوریدا (Hochmuth 1991) و در کالیفرنیا (Reisenauer 1983) استانداردهایی هستند که اصول پیشنهادی آنها مورد استفاده قرار می‎گیرد و این استانداردها با وجود اندک مشکلاتی که دارند به هر حال در اکثر موارد مورد استفاده قرار می گیرند.

فهرست مطالب
خلاصه مطالب: 1
فراهم کردن مواد مغذی موردنیاز خاک: 2
میزان مواد مغذی موردنیاز: 3
روشهای آبیاری قطری: 4
منابع مواد معدنی: 4
برنامه های تقویتی خاک: 6
بررسی لزوم وجود مواد مغذی و معدنی: 10

1

13