عنوان :

مقاله آب و کشاورزی

تعداد صفحات : ۴۹

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

تمامی جانوران زنده اعم از انسان و گیاه و یا جانوران همواره در‌طول دوره زندگی ‌خویش نیازمند به آب است و حیات بدون وجود آن غیرممکن است. آب مایع حیات و لازمه‌‌ زندگی‌است.

یک گیاه علفی سریع‌الرشد عمدتاً از آب تشکیل‌شده‌است و محتوی آب گیاه بین ۷۰ تا‌۹۰ درصد‌می‌باشد که بسته به سن گیاه، گونه گیاه، بافت گیاه موردنظر و محیط متفاوت است.

در این مقاله درباره آب استفاده در گیاه، چگونگی جذب و حرکت آب، تبخیر و تعرق، معرفی سیستم آبیاری قطره‌ای، جنبه‌های مثبت و منفی در آبیاری قطره‌ای و نمونه‌ای از طراحی یک سیستم آبیاری قطره‌ای و … توضیح می دهد.

سیستم آبیاری قطره ای ، آب با فشار کم (حدود یک اتمسفر) پس از گذشتن از دستگاه کنترل مرکزی (در صورت نیاز توأم با کود محلول) بوسیله لوله‌هائی که در کل سطوح زمین پخش‌شده، پس از عبور از قطره‌چکانهایی که در محل‌های مناسب در مجاورت گیاه قرارداده‌شده‌اند، بصورت قطره قطره و بطور ممتد به اندازه نیاز گیاه به خاک‌داده‌می‌شود.

واژه های کلیدی: آب، گیاه، تبخیر و تعرق، سیستم ابیاری قطره ای

فهرست مطالب

مقدمه    ۱
آب قابل استفاده در گیاه    ۲
چگونگی جذب و حرکت آب    ۳
تبخیر و تعریق    ۴
عوامل محیطی مؤثر بر تبخیر و تعریق    ۵
تبخیر و تعریق بالقوه    ۶
راندمان مصرف آب    ۹
تاریخچه    ۱۱
معرفی سیستم آبیاری قطره‌ای    ۱۳
جنبه‌های مثبت و منفی در آبیاری قطره‌ای    ۱۵
بافت خاک و نفوذپذیری    ۲۰
شوری و قلیائیت خاک    ۲۰
وجود لایه محدودکننده در پروفیل خاک    ۲۱
نوع زراعت    ۳۰
راهبری سیستم آبیاری قطره‌ای    ۳۳
نمونه‌ای از طراحی یک سیستم آبیاری قطره‌ای    ۴۲
فهرست منابع    ۴۵

فهرست منابع 

 ۱ـ سرمدنیا، غلامحسین و عوض کوچکی. ۱۳۷۴٫ فیزیولوژی گیاهان زراعی انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.

۲ـ فرشی، علی‌اصغر و محمدرضا شریفی. ۱۳۷۶ برآورد آب موردنیاز گیاهان عمده زراعی کشور، مؤسسه تحقیقات خاک و آب. نشر آزمون کشاورزی کرج، جلد یک.

۳ـ فرشی، علی‌اصغر و محمد رضا شریفی. ۱۳۷۶٫ برآورد آب موردنیاز گیاهان عمده زراعی کشور، مؤسسه تحقیقات خاک و آب. نشر آزمون کشاورزی کرج، جلد دو.

۴ـ صحاف، مهندس بیوک فرشی، دکتر علی‌اصغر. ۱۳۷۸٫ آبیاری قطره‌ای. انتشارات نشرآموزش کشاورزی.

۵ـ علیزاده، امین و خیابانی، حمید.۱۳۷۲، آبیاری قطره‌ای، انتشارات آستان قدس رضوی.

۶ـ ملکوتی، دکتر محمد جعفر.۱۳۷۶٫ تأمین نیازهای خاک، انتشارات دانشگاه تربیت مدرس.

۷ـ قهرمان، دکتر احمد. ۱۳۷۹٫ فیزیولوژی گیاهی، انتشارات دانشگاه تهران.

مقدمه:

تمامی جانوران زنده اعم از انسان و گیاه و یا جانوران همواره در‌طول دوره زندگی ‌خویش نیازمند به آب است و حیات بدون وجود آن غیرممکن است. آب مایع حیات و لازمه‌‌ زندگی‌است.

یک گیاه علفی سریع‌الرشد عمدتاً از آب تشکیل‌شده‌است و محتوی آب گیاه بین ۷۰ تا‌۹۰ درصد‌می‌باشد که بسته به سن گیاه، گونه گیاه، بافت گیاه موردنظر و محیط متفاوت است.

بنابه دلایل زیر می‌توان فهمید که آب برای بسیاری از فعالیتهای گیاهی لازم‌است:

اول آنکه حلاّ ل‌ بوده و محیطی مناسب برای واکنش‌های شیمیائی فراهم‌می‌نماید.

دوم آنکه محیط مناسب برای انتقال موادآلی و معدنی می‌باشد.

سوم‌آنکه محیطی مناسب است که موجب تورم سلول‌های گیاهی‌می‌شود. آماس باعث بزرگ‌شدن سلول، ساختارگیاه و شکل‌گیری آن می‌گردد.

چهارم آنکه باعث آبگیری و خنثی‌سازی بار الکتریکی روی مولکولهای کلوئیدی می‌شود.

دیگر آنکه ماده خام فتوسنتزی فرآیندهای هیدرولتیکی و سایر واکنش‌های گیاهی را تشکیل‌می‌دهد[۱].

باید دانست که ریشه گیاه در خاکهای نسبتاً مرطوب نفوذ‌می‌کند در حالی که ساقه و برگها در محیط نسبتاً خشک رشد‌می‌نمایند. به همین خاطر است که آب از خاک به داخل گیاه نفوذ‌کرده و به اتمسفر برمی‌گردد که این امر در جهت کاهش انرژی پتانسیل صورت‌می‌گیرد.

رشد گیاه تابع وجود آب است بدین معنی که هر وقت آب محدود‌باشد رشد نیز کاهش‌می‌یابد ودر نتیجه عملکرد نیز کاهش‌می‌یابد. مقدار کاهش عملکرد متأثر از ژنوتیپ، شدت کمبود آب و مرحله نمو گیاه می‌باشد.

 آب قابل استفاده در گیاه

ریشه گیاهان در خاک مرطوب رشدنموده و آب را تازمانی که پتانسیل آب خاک به یک حد بحرانی برسد از خاک می‌گیرند. آب قابل استفاده گیاه به آبی‌گفته‌می‌شود که آن مقدار از آبی که خاک می‌تواند از طریق ریشه گیاهان خارج‌گردد و یا تفاوت محتوی آب ظرفیت مزرعه و درصد پژمردگی دائم[۲].

رطوبت قابل استفاده از خاک متأثر از خواص کلوئیدی خاک همچون سطح ویژه ذرات خاک می‌باشد.‌مثلاً یک خاک رُسی لومی حدود ۲۰درصد وزن خود آب قابل استفاده‌دارد. درحالی که یک خاک دارای بافت سبکتر مانند یک خاک شنی ریز حدود ۷درصد وزن خود آب قابل استفاده دارد. باید توجه‌کرد یک خاک دارای بافت شنی ریز کمتر از ۸ سانتیمتر آب در هر متر عمق خاک نگهداری می‌کند در حالی که یک خاک با بافت رُسی لومی حدود ۱۷ سانتیمتر آب قابل استفاده در هر متر عمق خاک نگهداری می‌کند.

 چگونگی جذب و حرکت آب

در مقایسه با گیاهان یا خاک، هوا معمولاً دارای پتانسیل آب بسیار کم می‌باشد. چونکه یک برگ زنده معمولاً دارای پتانسیل آب بیش از ۱۵- بار می‌باشد. بنابراین یک اختلاف انرژی زیادی بین هوا و برگ وجوددارد که موجب استمرار حرکت آب به صورت بخار از برگ به هوا می‌گردد. وقتی اتلاف آب از گیاه صورت نمی‌گیرد مثلاً در شب پتانسیل آب گیاه با پتانسیل آب خاک به حالت تعادل نزدیک‌می‌شوند. اگر روزنه‌ها باز باشند اتلاف آب از برگ‌ها به طور مستمر ادامه داشته و موجب‌می‌شود که پتانسیل آب برگ نسبت به پتانسیل آب دمبرگ کاهش‌می‌یابد. این جریان از محل پتانسیل آب زیاد به کم حرکت می‌کند. لذا از دمبرگ به برگ جریان می‌یابد. این جریان آب پتانسیل آب دمبرگ را که از حالت تعادل با پتانسیل آب ساقه‌می‌باشد کاهش داده و لذا آب از ساقه به طرف دمبرگ جریان‌می‌یابد. این اختلاف انرژی تا ریشه و خاک نیز ادامه دارد به عبارت دیگر در سیستم انتقال آب از خاک به ریشه یک اختلاف پتانسیل به‌وجود می‌آید. سرعت جذب اب و حرکت آن در داخل گیاه بستگی به محتوی رطوبت خاک، تماس ریشه و خاک، مقاومت‌های گیاه و خاک در برابر جریان آب و اختلاف پتانسیل آب موجود دارد[۳].

تبخیر و تعرق

با توجه به تعریف تبخیر و تعرق که عبارتند از مجموع آبی که در مزرعه از طریق تبخیر و تعرق از گیاه از دست‌می‌رود را گویند. تبخیر یک فرآیند وابسته به انرژی است که متضمن تغییر از حالت مایع به بخارمی‌باشد. شدت تعرق تابع اختلاف فشار بخار مقاومت در برابر جریان آب و توانایی گیاه و خاک از نظر انتقال آب به جایگاه تعرق‌می‌باشد.

تعرق عمدتاً نیروی محرکه جهت به جریان‌انداختن آب جذب‌شده در گیاه را علیرغم وجود نیروی ثقل و مقاومت‌های اصطکاکی موجود در مسیر آب در گیاه تأمین‌می‌کند. سرعت جذب فعال آب نقش ناچیزی در جذب آب ایفا‌می‌نمایند ووقتی این مکانیزم‌ها مشخص‌می‌شوند که تعرق کم‌بوده و یا متوقف‌شده‌است.

مقدار تبخیر و تعرق در سطح یک جامعه گیاهی تابع اختلاف پتانسیل آب بین خاک و هوای خارج و مقاومت موجود در سر راه حرکت آب به داخل گیاه یا حرکت آب به سطح خاک‌می‌باشد. تشعشع خورشیدی، درجه حرارت، رطوبت نسبی و باد عوامل محیطی عمده‌ای هستند که تبخیر و تعرق را اثر‌می‌گذارند. بسته‌شدن روزنه‌ها، تعداد و اندازه روزنه‌ها، مقدار برگ و خصوصیات برگ عوامل گیاهی هستند که مقاومت در سرراه انتقال آب از خاک به هوا را تشکیل‌می‌دهند.

 عوامل محیطی مؤثر بر تبخیر و تعرق

اتلاف آب از گیاه توسط عوامل گیاهی و محیطی تعیین‌می‌شود. اثر عوامل محیطی روی تبخیر و تعرق بنام نیاز اتمسفری یا نیاز تبخیری نامیده‌می‌شود.

هرقدر این نیاز بیشتر باشد سرعت تبخیر آب از سطح آزاد بیشتر‌می‌شود. از عواملی که این نیاز را تحت تأثیر قرارمی‌دهند عبارتند از:

تشعشع خورشید، درجه حرارت، رطوبت نسبی و باد. مثلاً با افزایش درجه حرارت این نیاز افزایش‌می‌یابد. یا اینکه نیاز اتمسفری با رطوبت نسبی رابطه عکس‌دارد. یعنی اینکه با افزایش رطوبت تبخیر و تعرق کاهش‌می‌یابد. باید توجه‌نمود که تعرق موقعی صورت‌می‌گیرد که بخار آب از طریق روزنه‌ها به بیرون منتشر می‌شود. در هوای آرام یک مانع اختلاف انتشار متشکل از یک لایه آب در اطراف روزنه‌ها ایجادمی‌شود که شیب انتشار برگ و هوا کاهش‌‌می‌یابد. بدین‌معنی که آبی از سطوح مرطوب درونی برگ به بیرون منتشر می‌شود در مقابل خود به یک لایه آب از بیرون برگ روبرو‌می‌شود. این لایه شیب انتشار بین برگ و هوا را در نتیجه تعرق کاهش‌می‌دهد. وقتی هوای متلاطم رطوبت موجود در نزدیکی برگ را دورمی‌سازد اختلاف آب داخل برگ ودر هوای مجاور روزنه‌ها افزایش‌می‌یابد و انتشار آب از برگ افزایش‌می‌یابد.

علاوه بر موارد فوق‌الذکر عوامل گیاهی نیز براین مقدارمؤثر می‌باشند مثل بسته‌شدن روزنه‌ها که در این صورت میزان تعرق کمتر می‌شود. که خود بازو بسته‌شدن روزنه‌ها نیز تحت عواملی همچون میزان نور و رطوبت‌می‌باشند. از عوامل مؤثر دیگر می‌توان به تعداد روزنه‌ها و اندازه آنها اشاره‌نمود. هرچقدر این تعداد بیشتر و اندازه آنها بیشتر تبخیر و تعرق نیز افزایش‌می‌یابد.

سطح برگ نیز یکی از عوامل مؤثر دیگری است. که هر چقدر بیشتر، میزان تبخیر و تعرق نیز افزایش‌می‌یابد. برگهای بسیاری از گیاهان دارای برگهای تاخورده یا پیچشی می‌باشند. مثلاً در بلوگراس، سطح برگی که در معرض خورشید قرارمی‌گیرد با تاشدن برگ کاهش‌می‌یابد. و یا گیاه سویا برگ‌های خود را آنچنان می‌پیچد که کرکهای نقره‌ای سطح تحتانی برگها ظاهر‌شده و می‌تواند نور بیشتری را منعکس‌کنند.

عمق ریشه و گسترش آنها در خاک یکی از عوامل مؤثر بر تبخیر و تعرق می‌باشد. هر چه عمق ریشه افزایش‌یابد آب قابل استفاده گیاه نیز افزایش‌می‌یابد. همچنین گسترش ریشه تخلیه آب را از هر واحد حجم خاک قبل از آن که رطوبت آن به حد پژمردگی دائمی‌برسد افزایش‌می‌دهد[۴].