درسنامه آموزشی تولید و پرورش سبزی و صیفی کلاس دهم امور باغی

واحد یادگیری 2: شایستگی کاشت سبزی و صیفی-آبیاری ثقلی

مقدمه

آیا تا به حال لذت کاشتن سبزیجات را تجربه کرده‌اید؟ لذت زمانی که وقت صرف می‌کنید تا آن‌ها را آبیاری کنید (حتی اگر محصولتان فقط به قدر یک گلدان باشد!) و هر روز با دیدن رشد چند میلی‌متری جوانه‌ها، آنقدر ذوق می‌کنید که انگار خودتان رشد کرده‌اید، برای کاشت سبزی در خانه روش‌های مختلفی وجود دارد. قدم اول انتخاب بذر مناسب و استاندارد است؛ بذر اصلاح‌شده‌ای که روی پایه مادری رسیده باشد. اگر در حیاط منزل باغچه داشته باشید که چه بهتر ولی اگر نبود داخل یک گلدان را پر از خاک کنید از خاک برگ و کمی خاک باغچه می‌توانید استفاده کنید.

استاندارد عملکرد

کاشت 100 مترمربع سبزی (بذر، قلمه، پیاز و...) در یک روز کاری.

کاشت سبزی و صیفی

در رابطه با تصاویر زیر فکر کنید.

در اصطلاح به اندامی که بتواند گیاه جدیدی را ایجاد نماید، بذر می‌گویند.

تکثیر جنسی یا زایشی در آن دخالت مستقیم سلول تخمک و دانه گرده می‌باشد.

تکثیر در گیاهان گلدار به‌وسیله بذر و در گیاهان بی‌گل به‌وسیله هاگ انجام می‌گیرد که اصطلاحا به این‌گونه بذرها، بذرهای زایشی گویند.

ولی در تکثیر غیرجنسی، ازدیاد گیاهان به‌وسیله سلول یا بافت یا اندام یک گیاه مادری انجام می‌گیرد که اصطلاحا این گونه بذرها را بذرهای رویشی گویند.

تکثیر جنسی: انجام با دخالت تخمک و دانه گرده
تکثیر غیرجنسی: انجام به‌وسیله سلول یا بافت یا اندام یک گیاه مادری

روش تکثیر	معایب	محاسن
تکثیر جنسی	امکان از بین رفتن صفات مرغوب پایه مادری	روش ارزان‌تر و راحت‌تر
تکثیر غیرجنسی	روش تکثیر سخت و تخصصی است	حفظ صفات مرغوب گیاه مادری

تکثیر غیرجنسی:

1- قلمه زدن
2- خوابانیدن شاخه
3- پاجوش
4- پیوند
5- کشت بافت
6- تقسیم (غده و پیاز)

منشأ بذر و قسمت‌های مختلف بذرها

انتقال دانۀ گرده از بساک پرچم به روی کلالۀ مادگی (گرده افشانی) ← تشکیل لولۀ گرده ← رشد لولۀ گرده ← ورود لولۀ گرده به داخل تخمدان ← ترکیب یک سلول لولۀ گرده با یک سلول تخم‌زا ← تشکیل رویان یا جنین ← ترکیب سلول دیگر لولۀگرده با سلول قطبی ← تشکیل اندوختۀ بذر ← رشد دیوارۀ تخمدان ← تولید پوستۀ بذر، دانه و میوه

بعضی اوقات پوسته بذر دارای ضمائمی مانند بال یا کرک می‌باشد.

خصوصیات و ویژگی‌های بذر خوب و مناسب کاشت:

1- بذرها آلوده به بیماری نباشد. 2- بذر در شرایط مناسب یعنی رطوبت و دمای کم نگه‌داری شده باشد. 3- رطوبت داخلی بذر در حد مطلوب باشد. 4- بذر باید کاملاً رسیده باشد. 5- درجه خلوص بذر بالا باشد. 6- عاری‌از آفت باشد. 7- بذر سالم باشد و مواد غذایی کافی ذخیره کرده باشد.

طول عمر بذر

ریزی و درشتی بذر در یک رقم خاص اهمیت بسیاری دارد.

بذر ریز ← رویان کوچک‌تر ← گیاهچۀ ضعیف ← عدم امکان سبزشدن گیاهچه
بذر درشت ← رویان بزرگ‌تر ← گیاهچۀ سالم‌تر و قوی‌تر ← امکان سبزشدن گیاهچه

اندازهٔ دانه (بذر) به عوامل زیر بستگی دارد:

1- تغذیه
2- عوامل محیطی
3- نوع گیاه
4- محل میوه‌روی شاخه یا محورگل

برای تعیین اندازه مناسب بذر، وزن هزار دانه آن باید محاسبه شود. 

طول عمر بذر

طول عمر بذر بستگی به: الف) نوع گیاه ب) رقم ج) شرایط نگهداری بذر (رطوبت، دما و ...) دارد. بذرهای گیاهان از نظر طول عمر به سه دسته تقسیم می‌شوند:

- بذرهای کوتاه عمر (از چند روز تا چند ماه و حداکثر یک سال) مانند بذرهای بعضی از درختان غیر مثمر.
- بذرهای متوسط عمر (از 2 تا 3 سال و حداکثر 15 سال) مانند اکثر گیاهان زراعی، سبزی‌ها و صیفی‌ها و گل‌ها.
- بذرهای با عمر طولانی (از 15 تا 20 سال و حداکثر 100 سال) مانند بذرهای علف‌های هرز و گیاهانی که بذرشان پوست سختی دارند.

ادامه جدول طول عمر بذر کتاب همراه هنرجو

خلوص بذر

بذر خالص به بذری گفته می‌شود که عاری از هر گونه بذرهای سایر گیاهان و سایر ارقام به ویژه بذر علف‌های هرز و مواد جامد دیگر (کاه، خاک و ...) باشد.

قوۀ نامیهٔ بذر

قوه نامیه بذر به خاصیت زنده بودن رویان بر می‌گردد و از درصد عددی بذرهای خالصی که قادرند جوانه سالم تولید کنند به‌دست می‌آید. قوه نامیه در تمام بذرهای یکسان نبوده و با گذشت زمان و یا علل دیگر از جمله رطوبت، دما، میزان اکسیژن، میزان گاز کربنیک و نوع گیاه و رقم آن تغییر نموده و دچار کاهش می‌گردد.

عوامل تغییردهنده قوۀ نامیه

1- دما 2- اکسیژن 3- نوع گیاه 4- نوع رقم 5- گاز کربنیک 6- رطوبت

برای تشخیص میزان قوۀ نامیۀ بذرها می‌توان به روش‌های مختلف از جمله روش آزمایشگاهی با استفاده از تترازولیوم و اشعه استفاده کرد.

روش‌های اندازه‌گیری قوه نامیه بذر:

الف: استفاده از ماده تترازولیوم
ب: استفاده از اشعه

سرعت جوانه‌زنی:

تعداد بذرهایی را که از 100 عدد بذر در مدت معین جوانه می‌زند، سرعت جوانه‌زنی آن بذر می‌گویند. در شکل زیر سرعت جوانه‌زنی بذرهای گروه (الف) دو برابر بذرهای (ب) می‌باشد.

قدرت رویش بذر

قدرت رویش بذر عبارت است از نیرویی که توسط آن بذرهای جوانه‌زده می‌توانند از زیر خاک خارج شوند. برای تعیین قدرت رویش بذر می‌توان آن را در زیر قشری از ماسه به عمق مناسب کاشت (در رطوبت و دمای مناسب) قرار دهید. پس از مدتی جوانه از خاک خارج می‌شود در این حالت با شمارش جوانه‌های ظاهر شده قدرت رویش بذر تعیین می‌شود. قدرت رویش بذر به نوع گیاه، عمق کاشت و بافت خاک یا بستر و نیز اندازه بذر (اندوخته آن) بستگی دارد.

درون بذر یا روی سطح آن یا روی بقایای میوه ممکن است عوامل آفات و امراض وجود داشته باشد. برای جلوگیری از آلودگی و بیماری‌ها بایستی نسبت به ضدعفونی بذرها اقدام شود. در ضدعفونی بذر از مواد شیمیایی مختلفی استفاده می‌شود. این مواد ممکن است به‌صورت گرد یا مایع باشند.

در موقع مخلوط‌کردن سم با بذر باید طوری عمل شود که ضمن حفظ قوه نامیه بذر، غلظت اختلاط سم در نظر گرفته شود و سم کاملاً با بذرها به‌طور یکنواخت مخلوط و آغشته گردد.

گاهی اوقات بذر را به همین شکل می‌توان با مواد تقویتی و یا ازتوباکتر مخلوط نمود.

امروزه اغلب بذرهای سبزی‌ها و صیفی‌ها به‌صورت ضدعفونی شده در بازار به فروش می‌رسد. این‌گونه بذرهایی که آغشته به سم می‌باشند معمولا رنگی هستند و از روی رنگ آن‌ها می‌توان بذرهای ضدعفونی شده را تشخیص داد.

تعیین ارزش مصرفی بذر

هدف از تعیین ارزش مصرفی بذر الف: ثابت ماندن تراکم بوته در واحد سطح ب: تعیین مقدار بذر مصرفی در واحد سطح قبل از کاشت

عوامل داخلی و خارجی جوانه‌زدن و سبز کردن بذرها

جوانه‌زدن بذر به دو عامل داخلی و بیرونی بستگی دارد.

عوامل بیرونی: 1- رطوبت 2- حرارت 3- اکسیژن 4- نور 5- بستر
عوامل داخلی: 1- زنده بودن 2- سلامت 3- رسیده بودن 4- کافی بودن اندوخته

معمولا بذرها در رطوبتی بین 25 تا 75 درصد جوانه می‌زنند (رطوبت بیش از حد ممکن است باعث خفگی شود).

اکسیژن هوا جهت متابولیسم اندوخته و عمل تنفس جنین ضروری است؛ لذا بذرها نباید در عمق زیاد یا در خاک‌های بسیار سنگین کشت شوند. زیرا عدم وجود اکسیژن کافی باعث خفگی جنین می‌شود.

بستر بذر باید نرم و قابل نفوذ (مخلوطی از مواد آلی و معدنی) باشد. 

در این ارتباط عمق کاشت و نیز بافت خاک تأثیر بسیار دارد.

رکود بذر و عوامل مؤثر بر آن

1- پوشش بذر 2- وجود مواد باز دارنده 3- اندوخته بذر 4- جنین نارس

گاهی اوقات علی‌رغم اینکه تمام شرایط درونی و بیرونی (محیطی) برای بذرها فراهم می‌شود، ولی بذر جوانه نمی‌زند که این حالت بذر را رکود یا خفتگی بذر نامند. عواملی نظیر پوشش بذر، اندوخته غذایی و یا جنین بذر باعث رکود بذر می‌شود.

برای برطرف کردن رکود بذرهای دارای پوشش‌های سخت و امکان نفوذ‌پذیری آن‌ها به آب و هوا، می‌توان بذرها را خیساند یا خراش‌دهی (مکانیکی یا شیمیایی) روی پوشش بذر انجام داد.

خراش دهی بذر با ابزارهای مختلف

برای انجام خراش‌دهی باید بذرها در ماسه مرطوب و در دمای زمستان زیر باران و برف حداقل به مدت  3ماه در لایه‌های مختلف ماسه و رطوبت نگهداری شده و سپس در اواخر زمستان کشت شوند.

چینه سرمایی یا استراتیفیکاسیون بذر، یکی از راه‌های برطرف‌کردن اثر بازدارنده‌های رشد و رکود بذر است.

کاشت بذر

بعد از آماده‌سازی بذرهای خوب و مناسب، ضدعفونی کردن آن‌ها ودر صورت لزوم، از بین بردن رکود آن‌ها و فراهم‌کردن شرایط داخلی و خارجی بذرها نسبت به کاشت آن اقدام می‌نماییم.

قرار دادن بذر در بستر مناسب به منظور جوانه‌زدن و سبزکردن و رشد و نمو را کاشت گویند.

عوامل تعیین‌کنندۀ روش کشت

1- وسایل کاشت 2- اقلیم منطقه 3- نوع گیاه 4- مقدار آب 5- جنس زمین

روش‌های کاشت

کاشت نشا:

بذر ابتدا در خزانه کاشته‌شده و سپس به زمین اصلی منتقل می‌شود.

کاشت مستقیم بذر:

بذر مستقیما در زمین اصلی کاشته می‌شود.

1- کاشت جوی و پشته:

این روش در مواردی معمول است که گیاه نسبت به فشردگی (سله بستن خاک) و عدم تهویه خاک حساس باشد و کشاورز از جوانه‌زنی و استقرار تمام بذرهای خود مطمئن نباشد. برای انجام این نوع روش کاشت، بایستی: 

زمین را به‌وسیله نهرکن به‌صورت جوی و پشته در آورد.

شیار عمیقی را که نهرکن ایجاد می‌کند جوی و فاصله بین دو جوی تشکیل شده را پشته می‌نامند. عرض پشته‌ها بستگی به نوع گیاه و نوع خاک دارد. در این روش معمولا بذرهایی به‌صورت کپه‌ای کاشت می‌شوند. این طریق بذرکاری برای صیفی جات معمول است.

در این روش قبل از کاشت باید حدود دو سوم عمق جوی به‌وسیله آب آبیاری پرشده و پس از قطع آبیاری و فرونشستن آب در زمین، در نقطه‌ای کمی بالاتر از سطح مرطوب جوی که به آن داغ آب می‌گویند، چاله‌های کوچکی به فواصل معین و مساوی ایجاد کرده و 2 الی 3 بذر را در هر یک از آن‌ها ریخته و روی آن‌ها را با خاک بپوشانید. صیفی‌جاتی مانند خیار، خربزه، هندوانه و کدو به این روش کشت می‌شوند.

2- کاشت در هم:

مراحل کار کشت به شرح زیر است:

الف) محاسبۀ مقدار بذر در واحد سطح (معمولا کمی بیشتر از مندرج در جدول منظور می‌شود) دلایل کشت بذر بیشتر در این روش به شرح زیر است:
ب) بذرپاشی درهم و با دست (این روش بیشتر برای کشت‌های متراکم و کم‌وسعت سبزی وصیفی متداول است)
پ) پوشاندن بذور با شن‌کش یا دندانه پس از بذرپاشی
ت) سبزی‌های برگی مانند تره، جعفری، شنبلیله، گشنیز، اسفناج، انواع ترب و پیاز به طریق دست‌پاش و کرتی کشت می‌شوند.

3- روش ردیفی (بذرکاری):

ویژگی روش بذرکاری ردیفی

- کشت در ردیف‌های موازی + با فواصل منظم + توسط ماشین‌های بذرکار
- احتیاج به عملیات داشت از قبیل وجین، خاک‌دهی پای بوته و غیره دارند (که با ماشین باید انجام شوند)

بذر تعدادی از صیفی‌جات مانند لوبیا، نخود فرنگی و سیب‌زمینی به این طریق کشت می‌شوند.

انواع بذرکارها (یک ردیفه، چندردیفه)

- نیروی محرکه
- اندازه بذر
- نوع گیاه

محاسن بذرکاری ردیفی

- روش سریع و راحتی است
- روش باصرفه‌ای است (صرفه‌جویی در مصرف آب، قرار گرفتن بذرها در عمق مناسب)

فاصله ردیف‌های کشت بسته به نوع بذر قابل تغییر و تنظیم می‌باشند.

4- روش بذر ریزی (کشت خطی):

تفاوت بذر ریزها با بذرکارها:

در بذر کارها فاصلۀ روی ردیف‌ها قابل تنظیم است؛ ولی در روش بذر ریزی که با ماشین‌های خطی کار انجام می‌شود و بذرها پیوسته و یکنواخت روی ردیف‌ها ریخته می‌شوند.

این روش برای بعضی از سبزی‌های برگی ریزدانه معمول است.

نشاکاری

گیاهان نشایی، برخلاف گیاهان غیرنشایی، به قطع کلاهک انتهایی ریشه حساسیتی ندارند و با قطع کلاهک انتهایی ریشه، ریشه‌های فرعی زیادی تولید می‌کنند. ولی گیاهان غیرنشایی به محض قطع کلاهک انتهایی، دیگر قادر به تولید ریشه‌های فرعی نیستند و قدرت جذب خود را از دست داده و از بین می‌روند.

گیاهانی مانند گوجه‌فرنگی، فلفل، بادمجان، کاهو، کلم‌پیچ، کلم‌بروکلی، کرفس، آرتیشو و ... نشایی هستند.

فواید نشاکاری

خزانه محلی است که بذر گیاه موردنظر قبل‌ از کاشت در زمین اصلی ابتدا در آن به‌طور متراکم و نزدیک به‌هم کاشته می‌شود و پس از آنکه گیاه به حد معینی از رشد و نمو رسید (بسته به نوع گیاه) و سپس به زمین اصلی منتقل می‌شود.

انواع خزانه

1- خزانه هوای آزاد 2- خزانه محیط بسته یا کنترل‌شده

مشخصات زمین خزانه

1- از هر نظر قوی و حاصل‌خیز 2- تا حد امکان نزدیک زمین اصلی 3- حتی‌المقدور مجاور تأسیسات آبی و برقی 4- حتی‌المقدور آفتاب‌گیر 5- بافت زمین خزانه سبک و نفوذپذیر و زهکش 6- عاری از هرگونه آفات و امراض و علف هرز

خزانه در هوای آزاد:

قطعه زمین کوچکی در محیط باز برای گیاهان سازگار با محیط است.

1- هدف از احداث خزانه در هوای آزاد پیشرس‌کردن نیست.
2- خزانه هوای آزاد برای کشت گیاهان سازگار با محیط است.

شکل‌های انواع خزانه در محیط بسته

خزانه محیط بسته یا کنترل شده

1- خزانه کنترل‌شده دارای پوشش و برای پیشرس‌کردن می‌باشد.
2- اکثرا برای تولید گیاهان حساس به سرما و خارج از فصل در نظر گرفته می‌شود.

نشا را پس از 4-6 برگه و مقاوم‌شدن و پس از مناسب‌شدن هوا به زمین اصلی انتقال می‌دهند.

ماشین‌های کاشت

استفاده از ابزار کاشت دستی به روش سنتی ← کشت به‌صورت درهم، کپه‌ای یا ردیفی ← در قطعات کوچک

استفاده از روش‌های ماشینی و کشت مکانیزه ← کشت ردیفی، در عمق مناسب و فواصل معین ← در قطعات بزرگ

معایب و مشکلات کاشت به روش دستی

1- هزینه‌های کشت در روش دستی بالاتر از کشت ماشینی است.
2- سرعت پیشرفت کار کم و نیاز به نیروی انسانی بیشتری دارد.
3- معمولا بذر به‌صورت یکنواخت کاشته نشده و بذر بیشتری مصرف می‌شود.
4- کار سخت و مشکل است.
5- بذر در عمق نا مناسب قرار می‌گیرد و احتمال سبزنشدن آن می‌رود و نیاز به عملیات داشت مجدد دارد.

مزایای کشت مکانیزه:

1- رشد خوب گیاهان
2- عملکرد بالاتر
3- صرفه‌جویی در وقت، هزینه و کارگر
4- بالا رفتن کمیت و کیفیت محصول

انواع ماشین‌های کاشت

1- بذرپاش
2- خطی کار
3- ردیف کار (دانه کار-کپه کار)
4- غده کار
5- نشاکار

اگر از ماشین‌های کودپاش برای بذرپاشی استفاده شود، بذرها به‌طور نامنظم و غیریکنواخت در زمین پخش می‌شوند.

اصول کار ماشین‌های کارنده:

1- بازکردن شیار در خاک
2- سنجش مقدار بذر، غده یا نشا
3- انتقال بذر، غده نشا به داخل شیار داخل زمین
4- پوشانیدن بذر یا غده یا نشا یا خاک
5- تثبیت بذر یا غده و یا نشا در خاک

مزایای خطی کارها نسبت به بذرپاش‌ها

1- هزینه اندک عملیات داشت
2- کاشت یکنواخت و در عمل یکسان بذر
3- بی‌نیازی به ماشین‌های دیگر برای زیرخاک کردن بذر
4- کاهش زمان کاشت

برخی از خطی کارها ضمن کاشت بذر کود را در کنار آن در زیر خاک قرار می‌دهند.

خطی کارها به دو صورت طراحی می‌شوند. خطی کارها با چرخ‌های فشاردهنده (عکس)، خطی کارها با چرخ‌های انتهایی (عکس).

ساختمان خطی‌کارها:

1- مخزن بذر 2- وسایل تنظیم عمق کاشت 3- موزع 4- چرخ فشاردهنده 5- سوراخ‌های خروج بذر 6- لوله سقوط 7- شیاربازکن 8- پوشاننده

غده‌کارها

تکثیر سیب‌زمینی و سیب‌زمینی شیرین (سیب‌زمینی ترشی) معمولاً با کشت غده‌های آن انجام می‌گیرد با غده‌کار، غده‌ها در فواصل معین روی ردیف‌ها در داخل خاک کشت می‌شوند.

اساس کار ردیف کار و غده‌کار یکی است.

انواع غده کار:

1- کششی
2- سوارشونده

غده کار:

- موزع خودکار
- موزع نیمه خودکار

نشاکارها

بعضی از سبزی‌ها و صیفی‌جات از قبیل گوجه‌فرنگی، بادمجان، کاهو، کلم و ... را نشا می‌کنند.

در زمین‌های کوچک با دست نشا می‌کنند در اراضی وسیع و مکانیزه با ماشین نشا می‌کنند.

انواع نشاکارها:

1- نشاکار گلدان‌کار
2- خودکار نیمه‌خودکار
3- خودگردان- تراکتوری- موتوری

واحد یادگیری 3: آبیاری ثقلی

آب بعد از هوا مهم‌ترین مادۀ مورد نیاز موجودات زنده است. آب از منابع مهم محیط‌زیست است و زندگی و سلامت همۀ موجودات زنده اعم از انسان‌ها، گیاهان و جانوران به وجود آن بستگی دارد. بیش از سه چهارم کرۀ زمین را آب فراگرفته است، اما بیشتر این آب‌ها دارای نمک می‌باشند و تنها یک درصد کل آب‌های موجود، آب شیرین و قابل استفاده است. تمامی نیازهای انسان‌ها، گیاهان و جانوران ساکن در خشکی و 90 درصد آب آشامیدنی انسان‌ها از همین مقدار تأمین می‌شود. با اینکه مقدار آب قابل استفاده (آب شیرین) در سطح کرۀ‌زمین بسیار محدود است، اما از همین مقدار هم به درستی استفاده نمی‌شود.

مقدمه

آبیاری از نظر علمی تعابیر مختلفی دارد اما به معنای واقعی کلمه، پخش آب روی زمین جهت نفوذ در خاک برای استفاده گیاه و تولید محصول می‌باشد. هر چند فقط 15 درصد از زمین‌های کشاورزی دنیا تحت آبیاری قرار دارند و 85 درصد بقیه به‌صورت دیم و بدون آبیاری مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما نیمی از تولیدات کشاورزی و غذای مردم جهان از همین زمین‌های آبی حاصل می‌شود. که این خود نشان‌دهنده اهمیت و نقش آبیاری در بخش کشاورزی است. به‌طور کلی آبیار یهای نوین به شکل تحت فشار و به دو شکل کلی آبیاری قطرهای و بارانی انجام می‌شود. راندمان آبیاری بارانی تا 70 درصد و آبیاری قطرهای تا 95 درصد است، یعنی در سیستم آبیاری بارانی تا 20 درصد و در سیستم آبیاری قطره‌ای تا 5 درصد آب تلف می‌شود، در حالی‌که در آبیاری مزارع به روش سطحی حتی با انجام هزینه‌های گزاف و تسطیح اراضی راندمان آبیاری از 50 درصد تجاوز نمی‌کند و در وضعیت سنتی که اکثر اراضی کشور ما به همین ترتیب آبیاری می‌شوند این میزان حتی کمتر از 35 درصد می‌باشد. این بدین معنی است که اگر از روش‌های آبیاری بارانی و قطر‌های استفاده نکنیم، 65 درصد آب مزارع از بین می‌رود و با احتساب آب تلف‌شده در کانال‌های انتقال، میزان تلفات از میزان 75 درصد نیز تجاوز می‌کند. لذا با استفاده از سیستم‌های آبیاری تحت فشار می‌توان از تلفات آب جلوگیری کرد تا به رشد اقتصادی و به دنبال آن به توسعه پایدار در همه زمینه‌ها دست یافت.

استاندارد عملکرد

آبیاری 2000 مترمربع در یک ساعت با دبی آب 25 لیتر در ثانیه.

منابع آب

دو نمودار زیر را تفسیر کنید:

به نظر شما چرخة آب، روشنگر چه نکاتی است؟

حدود $\frac{3}{4}$ (سه چهارم) سطح کره زمین را آب فرا گرفته است. 98 درصد آب‌های کره زمین شامل اقیانوس‌ها و دریاها می‌باشد. از 2 درصد باقی‌مانده که آب‌های شیرین است بیشتر آن منجمد است. کمتر از یک درصد آب‌های شیرین برای موجودات خشکی قابل استفاده است که توزیع آن در تمام نقاط کره زمین یکسان نیست.

از کل بارندگی‌ها حدود 36 میلیارد مترمکعب در دشت‌ها نفوذ کرده و 81 میلیارد مترمکعب به‌صورت جریان سطحی در رودخانه‌ها جریان می‌یابد.

آب شیرین منبعی محدود و دیر تجدیدشونده است یعنی با مصرف آن سالیان زیادی طول می‌کشد تا دوباره جایگزین شود. اقیانوس‌ها بخش زیادی از دی‌اکسیدکربن آزادشده در هوا را جذب می‌‌کنند.

منابع آب‌های موجود را می‌توان به این صورت دسته‌بندی کرد:

آب‌ها:

الف) آب‌های سطحی ب) آب‌های زیرزمینی

آب‌های سطحی:

1- اقیانوس‌ها 2- دریاها 3- رودها 4- تالاب‌ها

آب‌های زیرزمینی

1- قنات‌ها 2- چشمه‌ها 3- چاه‌ها

با بخارشدن آب اقیانوس‌ها و دریاها آب شیرین تولید می‌شود.

منابع بزرگ آب‌های سطحی هوای گرم را خنک و هوای سرد را گرم می‌کنند و در تنظیم حرارت و رطوبت مناطق خشک نقش مهمی دارند.

دریاچه‌ها از منابع آب‌های سطحی هستند. آب بعضی دریاچه‌ها شور و بعضی شیرین است. رودخانه‌ها از منابع بزرگ آب شیرین هستند. برای ذخیره آب و همچنین برای تأمین برق، برروی رودخانه‌ها سد می‌سازند.

چرا باید از آلوده‌شدن آب‌های جاری و روان خودداری کرد.

1- آب‌های زیرزمینی:

به مجموعه آب‌های موجود در خلل و فرج خاک‌های کره زمین که به‌صورت اشباع یا غیراشباع وجود دارد، آب زیرزمینی، آبخوان یا سفره آب زیرزمینی گفته می‌شود که به‌صورت سفره آزاد یا تحت فشار وجود دارد. بیش از نود درصد آب آشامیدنی جهان از آب‌های زیرزمینی تأمین می‌شود. بخشی از آب برف و باران که به طبقات زیرین خاک نفوذ می‌کنند سفره آب زیرزمینی را تشکیل می‌دهد. آب‌های زیرزمینی به‌وسیله چشمه، قنات و یا حفرچاه به سطح زمین منتقل و مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آب‌های زیرزمینی بسیار با ارزش بوده و بیشترین منابع آب در سطح کره زمین محسوب می‌شود. مقدار آب ذخیره شده در زیر زمین طی سالیان دراز بیشتر از تمام آب‌های شیرین سطحی موجود می‌باشد. اکثر آب‌ها وقتی به داخل زمین نفوذ می‌کنند به منابع آب زیرزمینی می‌پیوندند. به عبارتی باعث تجدید حیات و تغذیه منابع آبی در زیرزمین می‌شوند.

مخازن زیرزمینی آب در صورتی‌که به‌طور صحیح مورد بهره‌برداری قرار گیرند از مطمئن‌ترین مخازن آبی محسوب می‌شوند.

آیا تاکنون فکر کرده‌اید چرا چاه‌ها را به‌صورت دایره حفر می‌کنند؟

2- چاه‌های آب:

یکی از قدیمی‌ترین روش‌های بهره‌برداری از سفره‌های آب زیرزمینی، حفر چاه در داخل سفره‌هاست. بشر از دوران گذشته با حفر چاه‌های کم عمق و دستی آب موردنیاز خود را جهت مصارف شرب و کشاورزی تأمین می‌کرده است. امروزه با توسعه فناوری می‌توان با ابزار و ادوات پیشرفته از آب‌های زیرزمینی بیشتر بهره‌برداری کرد. در اغلب مناطق کشور معمولا آبدهی چاه‌ها در آغاز فصل بهره‌برداری از منابع آب‌های زیرزمینی به دلیل بالا بودن سطح ایستایی زیاد بوده و به تدریج و با ادامه بهره‌برداری وافت سطح آب کاهش می‌یابد.

چاه آب حفر‌های قائم و دایره‌ای می‌باشد که از سطح زمین شروع شده و تا داخل سفره آبدار زیرزمینی ادامه می‌یابد. در این صورت آب سفره زیرزمینی در اثر نیروی ثقل و حرکت جانبی به درون آن حفره نفوذ کرده و توسط وسایل دستی و یا پمپ استخراج می‌گردد.

به نظر شما عمق چاه به چه چیزهایی بستگی دارد؟

چاه‌های دستی

حفاری این چاه‌ها به‌وسیلۀ افرادی حرف‌های به‌نام مقنّی صورت می‌گیرد. عمق چاه‌ها بستگی به لایه‌های آب‌دار دارد.

چاه‌های نیمه‌عمیق

چاه‌های نیمه‌عمیق تکامل یافتۀ چاه‌های دستی است که به‌منظور کشاورزی در مزارع حفر می‌شود. حفر این چاه‌ها در ایران قدمت زیادی ندارد حفر چاه‌های نیمه‌عمیق غالباً با دست انجام می‌شود.

چاه‌های عمیق

به چاه‌هایی که عمقشان زیاد است و با دستگاه حفاری حفر می‌شوند چاه عمیق گویند. بیشتر چاه‌های کشاورزی و چاه‌هایی که در مناطق خشک و نیمه‌خشک حفر می‌شوند از نوع عمیق می‌باشند. چاه‌های عمیق از سفره‌های مختلف می‌گذرند و می‌توانند آب تمامی آن‌ها را جمع‌آوری نمایند.

چاه‌های آرتزین

نام آرتزین از محلی بنام آرتز واقع در کشور فرانسه که برای اولین‌بار چنین چاهی در آن محل حفاری گردیده گرفته شده است.

هرگاه یک لایه نفوذ‌پذیر آبدار در بین دو لایه غیرقابل نفوذ قرار گرفته باشد، به هنگام حفاری و برخورد به لایه آبدار، سطح آب در داخل چاه بالا آمده و چنانچه فشار به اندازه کافی باشد، آب از دهانه چاه براساس قانون ظروف مرتبطه خارج می‌شود.

3- قنات:

یکی از شاهکارهای فنی مهندسی انسان در دستیابی به آب‌های زیرزمینی و انتقال آن به سطح زمین است که به قنات یا کاریز معروف می‌باشد.

کار احداث قنات در ایران برای تأمین آب کشاورزی، شرب و بهداشت جوامع مسکونی، حداقل 5000 سال سابقه دارد. از آن جمله می‌توان به قنات گناباد با مادر چاهی به عمق 350 متر و قدمتی حدود 2500 سال اشاره کرد. البته حفر قنات در کشورهای همسایه عراق و افغانستان و پاکستان و کشورهای چین و مراکش و الجزایر نیز مرسوم بوده است.

قنات، از یک دهانه یا مظهر که روباز است و همچنین یک مجرای افقی تونل مانند در زیرزمین و چندین چاه عمودی که مجرای زیرزمینی را در فواصل مشخص با سطح زمین مرتبط می‌سازد، تشکیل شده است. چاه‌های عمودی که به آن‌ها در موقع حفر میله هم گفته می‌شود، علاوه‌بر مجاری انتقال مواد حفاری‌شده به خارج، عمل تهویه کانال زیرزمینی را نیز انجام می‌دهد و راه ارتباطی برای لایروبی، تعمیر و بازدید از داخل قنات نیز به شمار می‌رود.

4- چشمه:

معمولاً چشمه‌ها وقتی تشکیل می‌شوند که رسوبات نفوذپذیر مانند قلوه سنگ، شن و ماسه، ماسه سنگ، کنگلومرا و غیره روی رسوبات غیرقابل‌نفوذ قرار گرفته باشد و همچنین آب‌های زیرزمینی از محل‌هایی که دارای مقاومت کمتری بوده مانند شکاف سنگ‌ها خارج می‌شوند. اکثر چشمه‌ها در دامنه کوه‌ها و یا در کف دره‌ها تشکیل می‌شوند.

نقاط خروج طبیعی آب از سفره‌های زیرزمینی را چشمه گویند که معمولا در شرایطی به وجود می‌آید که سفره آبداری در نقطه‌ای با سطح زمین قابل‌نفوذ برای خروج آب تماس پیدا کند.

با توجه به تغییرات شرایط آب و هوایی منطقه، میزان آبدهی چشمه‌ها در زمان‌های مختلف سال متفاوت خواهد بود. باید جهت محاسبه نسبتاً دقیق بیلان، لااقل تغییرات آب‌دهی ماهانه چشمه‌ها محاسبه و منظور گردد و همانند چاه، این امر تنها با انتخاب تعدادی از چشمه‌های شاخص به‌عنوان منابع آب انتخابی و اندازه‌گیری مستمر آن‌ها و تعمیم نتایج حاصل به دیگر چشمه‌ها صورت خواهد گرفت. همان‌گونه که عنوان گردید، انتخاب چشمه‌های شاخص نیز همانند چاه‌ها مستلزم شناخت دقیق مشخصات چشمه و طبقه‌بندی منطقی آن‌ها خواهد بود.

تداوم (رژیم آبدهی)

رژیم یا تداوم آبدهی هر چشمه از مهم‌ترین عوامل هیدروژئولوژیکی چشمه است که اگرچه تاحدی تحت تأثیر شرایط آب و هوایی چشمۀ نوع و میزان بارش، و هیدرولوژیکی منطقه (مقدار رواناب) و حتی پوشش گیاهی و فعالیت‌های انسانی که بر زمان تمرکز و درنتیجه میزان نفوذ جریانات سطحی مؤثر می‌باشند اما بیشتر تابع خصوصیات مخزن و ساختار مظهر چشمه می‌باشد و اگر چه تعیین رژیم آبدهی هر چشمه نیازمند اندازه‌گیری طویل المدت و بررسی تغییرات آبدهی چشمه در گذر زمان می‌باشد اما معمولاً در برگه‌های آماری این پارامتر به‌صورت عبارات کیفی همچون دائمی، فصلی ذکر گردیده است.

حقابه

حقابه عبارت از حق مصرف آبی است که با مدارک قانونی برای کشاورز تعیین شده باشد.

آب‌های دریاها و آب‌های جاری در رودها و انهار طبیعی و دره‌ها و هر مسیر طبیعی دیگر اعم از سطحی و زیرزمینی، و سیلاب‌ها و فاضلاب‌ها و زه آب‌ها و دریاچه‌ها و مرداب‌ها و برکه‌های طبیعی، چشمه سارها و آب‌های معدنی و منابع آب‌های زیرزمینی در اختیار دولت است و طبق مصالح از آن‌ها بهره‌برداری می‌شود. مسئولیت حفظ و نظارت و اجازه بر بهره‌برداری از آن‌ها به دولت محول می‌شود.

وزارت نیرو موظف است میزان مصرف مفید آب برای امور کشاورزی از منابع آب کشور را برای اشخاص که در گذشته حقابه داشته‌اند را تعیین کند. مصرف معقول مقدار آب با توجه به احتیاجات مصرفی که از طرف وزارت نیرو و وزارت کشاورزی تدوین می‌شود تعیین خواهد شد. دارندگان پروانه مصرف ملزم هستند که از آب مطابق با پروانه بهره‌برداری استفاده نمایند.

5- آب‌های سطحی:

قسمتی از بارش‌هایی که به داخل زمین نفوذ نمی‌کند، در سطح زمین جاری گشته و جریان آب‌های سطحی را تشکیل می‌دهد. آب‌های سطحی همچنین ممکن است از منابع آب زیرزمینی به وجود آمده باشند. آب‌های سطحی به دو صورت زیر وجود دارند:

1- به‌صورت جاری در چرخه تولید و مصرف قرار گیرند.
2- به‌صورت آب‌های راکد (دریاچه‌ها و ...) ظاهر شوند.

به نظر شما آب‌ها چگونه به‌طور طبیعی تصفیه می‌شوند؟

آبدهی

مقدار آبی که در واحد زمان از یک منبع آب (چاه، چشمه، قنات، رودخانه، کانال و ...) جریان پیدا می‌کند، آبدهی یا دبی آن منبع می‌گویند و با حرف Q نشان داده می‌شود.

توجه به مثال‌های زیر و روش محاسبات آن‌ها مسئله را کاملاً روشن می‌سازد.

اگر با منبع آبی دارای حجم یا شدت سرعت محدود مواجه هستیم، می‌توانیم از ظروفی که حجم آن مشخص است، استفاده کنیم؛ یعنی اگر یک ظرف 4 لیتری را طی 2 ثانیه از آب ورودی پر کنیم، میزان دبی 2 لیتر بر ثانیه یا 0/002 متر مکعب بر ثانیه می‌باشد.

واحدها در آبدهی:

آبدهی جریان آب را برحسب مترمکعب در ثانیه، مترمکعب در ساعت و یا لیتر در ثانیه بیان می‌کنند. واحد مترمکعب در ثانیه برای دبی‌های زیاد مثل رودخانه و کانال‌های بزرگ و واحد لیتر در ثانیه برای جریان‌های آب چاه‌ها و آبی که وارد جوی‌ها می‌شود به کار می‌رود.

روش‌های اندازه‌گیری آبدهی جریان آب

مقدار آبدهی را از روش ساده زیر نیز می‌توان برای دبی رودخانه‌ها یا کانال‌ها محاسبه کرد:

1- فاصله مشخصی از رودخانه یا کانال (مثلا 10 متر) را انتخاب و مشخص می‌کنیم.

2- جسمی سبکتر از آب نظیر یونولیت، چوب یا چوب‌پنبه را در ابتدای فاصله مذکور رها ساخته و زمان را تا نقطه پایان محاسبه می‌کنیم. بدین طریق سرعت آب براساس (m/s) متر برثانیه تعیین می‌شود. 

به‌عنوان مثال، اگر منبع آبی ما رودخانه‌ای با عرض‌ها و اعماق گوناگون باشد:

- ابتدا یک عرض از رودخانه را مشخص و آن را دقیقا اندازه‌گیری می‌کنیم.
- سپس در همان عرض مشخص‌شده، در چندین نقطه عمق آب را اندازه‌گیری و بدین طریق میانگین عمق آب به‌دست می‌آید.
- اکنون می‌توانیم جهت سهولت در محاسبه سطح مقطع، آن را مستطیل فرض کنیم؛ در این صورت سطح مقطع برابر است با میانگین عمق آب ضربدر عرض مشخص شده. 
- در نتیجه با تعیین سرعت متوسط آب با روش فوق، میزان آبدهی رودخانه مذکور حاصل می‌شود.

توانایی محاسبه میزان دبی به تولید پرورش‌دهندگان سبزی و صیفی این امکان را می‌دهد تا به جواب پرسش‌هایی که در ابتدای این مبحث دست نیافتنی می‌کرد، رسیده و عملیات پرورشی بهتر و مبتنی بر اصول علمی ساده و در عین حال بسیار کارآمد انجام گیرد.

روش‌های انتقال آب از منبع تا مزرعه

آب از طریق انهار آبیاری درجه یک به انهار درجه دو و به همین ترتیب تا جوی‌های ابتدای قطعات مزرعه در اثر نیروی ثقل یا شیب زمین جریان می‌یابد.

کانال‌های درجه دو، کانال‌هایی می‌باشند که آب را از کانال درجه یک تحویل گرفته و به کانال‌های فرعی درجه سه منتقل می‌کنند. مساحت محدوده عمل آن‌ها 5000-1000 هکتار است. دبی جریان بین 5-1 مترمکعب در ثانیه است.

کانال‌های درجه سه کانال‌های فرعی می‌باشند که مساحت محدوده عمل آن‌ها 1000-200 هکتار است و برنامه گردش و تقسیم آب در بین مزارع معمولا از این کانال‌ها شروع می‌شود.

کانال‌های درجه چهار کانال‌های فرعی هستند که مساحت محدوده عمل آن‌ها 75-60 هکتار است و آب را به انهار مزرعه تحویل می‌دهند.

انهار مزرعه کانال‌های خاکی هستند که حدود 8-5 قطعه زراعی را که مساحت هریک حدود 3 هکتار است تحت پوشش قرار می‌دهند و محدوده عمل آن‌ها 24-15 هکتار است.گاهی انهار مزرعه ساده و موقتی هستند و گاهی به‌صورت دائمی ایجاد می‌شوند. سطح آب در آن‌ها به اندازه حدود 15-10 سانتی‌متر بالاتر از سطح زمین زراعی باشد. عمق آب در انهار مزرعه حداقل 30 سانتی‌متر می‌باشد.

در حال حاضر اکثر مزارع به روش سطحی، آبیاری می‌شوند در یک مساحت 100 هکتاری در صورتی که طول فاروها 200 متر باشد به حدود 5000 متر جوی سر مزرعه نیاز است. بخشی از اتلاف آب از جوی‌ها به‌واسطه نفوذ آن در خاک که حدود 4 میلی‌متر در ساعت می‌باشد و از طرف دیگر حدود 3 میلی‌متر در روز از طریق تبخیر از بین می‌رود.

وقتی آبیاری تمام می‌شود محل جوی‌ها به‌صورت یک مانع گل‌آلود باقی می‌ماند که دسترسی به مزرعه را مشکل می‌سازد. ولی در آبیاری با لوله‌های دریچه‌دار تمامی آب مورد استفاده قرار می‌گیرد و خشک‌بودن سر مزرعه و عدم وجود پستی و بلندی جوی‌ها، دسترسی به مزرعه را بسیار ساده می‌نماید. آبیاری با لوله‌های دریچه‌دار مساحت کمتری را نسبت به جوی‌ها در مزرعه اشغال می‌کند و موجب افزایش سطح زیر کشت می‌شود. به لحاظ اینکه آب در یک مسیر بسته حرکت می‌کند، امکان انتقال بذر علف‌های هرز داخل مزرعه و رشد آن‌ها وجود ندارد و مصرف علف‌کش‌ها را نیز کاهش می‌دهد.

هدف از ایجاد نهر:

1- انتقال آب از کانال‌های آبیاری و رساندن به مزرعه و کرت‌ها
2- جمع‌آوری و ذخیره آب حاصل از بارندگی در مناطق نسبتاً کم آب
3- گیاهان کاشته‌شده به روش جوی پشته
4- خارج‌کردن آب در مناطق با خاک‌های مرطوب (ایجاد زهکش)

متغیرهای مؤثر در ایجاد نهر:

1- شکل نهر- عمق نهر
2- مقدار جریان
3- نوع محصول- نوع خاک
4- شیب زمین- طول نهر

بر اساس نوع نیاز مزرعه هر یک از چهار سیستم طراحی جوی ذکر شده می‌توانند انتخاب گردند.

همان‌طور که گفته شد هدف از طراحی این سیستم‌ها می‌تواند انتقال آب، ذخیره رطوبت، ایجاد زهکش مناسب و یا تأمین آب مورد استفاده در سیستم آبیاری ثقلی باشد.

نهرها در این سیستم می‌توانند هم به‌صورت دستی و هم توسط تجهیزات دیگر و یا با بهره‌گیری از ماشین‌ها ساخته شوند. به علاوه اینکه ساخت نهرها می‌تواند هر ساله تجدید شود و یا اینکه به‌صورت نیمه دائم باشد که در این صورت لازم است در هرسال نهرها را بازرسی کرد و در صورت نیاز اصلاح کرد. در تعریف دیگر کشت بر روی نهرهای ساخته‌شده در سال زراعی قبل با به‌کارگیری شخم هزینه‌های حاصل جهت کنترل علف‌های هرز در مرز بین ردیف‌ها، کاهش می‌دهد. سرزنی (تمیزکردن ردیف‌ها) در حدود پنج سانتی‌متر پایین‌تر از بالای نهرها در زمان کاشت، جهت کار کارنده‌ها ایجاد می‌شود. در بعضی شرایط (چون خاک‌های سنگین و رسی و یا نهرهای خیلی کوتاه) بهتر است که عملیات سرزنی را حذف کرد و کاشت را بدون انجام عملیات خاک‌ورزی و در بالای نهرها انجام داد. از آنجایی که در این نوع خاک‌ورزی نهرها در سال‌های متمادی ثابت باقی می‌مانند، رفت و آمد بایستی کنترل شود. بنابراین با گذشت زمان خاک بین ردیف‌ها به علاوۀ سطح ردیف‌ها کمتر دچار فشردگی می‌شوند. اگرچه هیچ فرمول مشخصی جهت خاک‌ورزی جوی و پشته‌ای نوشته نشده است، ولی مراحلی برای شروع کار وجود دارد.

برای شروع، محصول موردنظر خود را در بهار همچون کشت‌های معمولی بکارید. به یاد داشته باشید که ردیف‌ها برای سال‌های متمادی در محل اولیۀ خود باقی خواهند ماند. بنابراین طرح مناسب و موردنظر خود را انتخاب کنید. بسیاری از سبزی و صیفی‌کاران استفاده‌کننده از این نوع خاک‌ورزی و یا فروشندگان تجهیزات این سیستم می‌توانند شما را در طراحی سیستم یاری کنند. رانندگی دقیق در طی شخم‌زنی یکی از نیازهای اساسی است برای آبیاری مناسب، شکل جویچه نیز مهم است. برای تهیۀ جوی و پشته از جویچه‌ساز استفاده می‌شود جویچه‌ها معمولاً به شکل v درست می‌شوند.

مقدار جریان: هر نهر باید آنقدر عریض باشد تا بتواند آب را منتقل کند و صدمه‌ای ایجاد نکند هر چه مقدار جریان آب زیاد باشد عرض نهر هم باید افزایش یابد.

نوع خاک:

حرکت آب در مجرای خاکی مهم‌ترین عامل در آبیاری سطحی است آب درون نهر علاوه‌بر کف در دیواره‌های آن نیز نفوذ می‌کند قسمت بالای پشته جویچه نیز از طریق فرایندی موسوم به جریان مویینگی مرطوب می‌شود در خاک‌های شنی که الگوی مرطوب‌شدن تقریبا عمودی و حرکت جانبی آب معمولا کم است لازم است فاصلة بین جویچه‌ها نزدیک هم و کمتر از خاک رسی باشد. درخاک رسی الگوی مرطوب‌شدن خاک به‌صورت گوه‌ای است و نشت جانبی نیز علاوه‌بر نشت عمودی وجود دارد بنابراین فاصله نهرها را بیشتر می‌گیرند.

انواع آن‌ها

کانال‌های مصنوعی:

1- کانال پایه‌دار 2- تند آبراه 3- شیب‌شکن 4- آبرو 5- تونل با جریان آزاد 6- تبدیل

کانال‌های طبیعی:

رودخانه‌ها

دلایل احداث کانال‌های پوشش‌دار: 1- کاهش هزینه‌های نگهداری 2- جلوگیری از نشت و هدر رفتن آب 3- داشتن مقطع پایدار 4- استفاده از سرعت‌های مناسب در انتقال آب

عوامل مؤثر در طراحی نهر:

1- شیب طولی 2- سطح مقطع 3- شیب جانبی 4- حداقل سرعت مجاز آب 5- عمق آزاد

شیب طولی

شیب کانال از شیب عمومی زمین تبعیت می‌کند و بهترین شیب استفاده از توپوگرافی اراضی طرح می‌باشد شیب کف کانال در طرح‌های مختلف متغیر و از 1 تا 22 در هزار و حتی گاهی اوقات با شیب‌هایی حدود 0/1 در هزار طراحی می‌کنند.

سطح مقطع

منظور از بهترین سطح مقطع آن است که برای یک سطح مقطع مشخص حداقل محیط خیس شده وجود داشته باشد و ظرفیت انتقال به حداکثر برسد. بهترین مقطع نیم‌دایره است ولی متداول‌ترین مقطع در کانال‌های آبرسانی ذوزنقه‌ای و مستطیلی است.

شیب جانبی

به مشخصات فنی مصالحی که کانال در آن احداث می‌شود بستگی دارد.

سرعت مجاز

به حداقل سرعتی که مواد معلق در کانال ته‌نشین نشده و گیاهان آبزی در آن رشد نکنند.

عمق آزاد:

فاصله عمودی سطح آزاد آب تا بالای پوششی کانال و همچنین فاصله عمودی سطح آزاد آب تا بالای خاکریز کانال عمق آزاد گفته می‌شود.

جوی‌های بدون پوشش (فرسایشی)

این کانال معمول‌ترین نوع کانال به شمار می‌آیند که بر روی زمین حفر می‌شوند و خاک‌های حفاری شده به منظور تشکیل خاکریز کنار کانال مورد استفاده قرار می‌گیرد. پایداری بدنه این کانال‌ها نیز می‌بایست به نحوی تأمین شود تا کانال شکل و کشش خود را حفظ نماید. کانال‌های فرسایشی براساس حداکثر سرعت مجاز طراحی می‌شوند.

جوی‌های پوشش‌دار (غیر فرسایشی)

کانال‌ها را می‌توان از مصالح مختلفی چون خاک رس کوبیده شده، بتن، آجر، آسفالت و ورقه‌های پی‌وی‌سی پوشش داد. در این صورت از رشد علف‌های هرز، فرسایش خاک، نفوذ، دیواره و ... جلوگیری کرده و بازده انتقال آب را افزایش داده‌ایم. کانال‌هایی که بدنه آن‌ها با بتن یا مواد سخت دیگر ساخته شده باشد به نام کانال‌های غیرفرسایشی نامیده می‌شوند. ابعاد این کانال‌ها براساس فرمول‌های جریان یکنواخت، و در نظر داشتن کارایی هیدرولیکی به‌دست می‌آید.

عوامل مؤثر در تلفات آب

مصرف آب در بخش کشاورزی ایران 22 درصد بیشتر از متوسط مصرف جهانی آب در این بخش می‌باشد؛ به‌طوری که حدود 92 درصد مصرف آب، مختص بخش کشاورزی است و همچنین متوسط مصرف آب جهان در این بخش حدود 70 درصد است. طبق گزارش سازمان (فائو) راندمان آبیاری کشاورزی در ایران از کشورهای مشابه خود از نظر اقلیمی، اجتماعی و اقتصادی از قبیل هند، چین، مصر، سوریه، پاکستان، ترکیه و حتی لیبی کمتر می‌باشد.

کارایی مصرف آب، مقدار ماده خشکی که توسط گیاه به ازاء هر مترمکعب آب حاصل می‌شود تعریف شده است؛ مقدار ماده خشک تولیدشده به ازای هر مترمکعب آب مصرفی در کشور ما در مقایسه با سایر کشورها بسیار پایین می‌باشد.

طرح کشت در محیط‌های کنترل‌شده:

محیط‌های کنترل‌شده محیط‌های هستند که تمام یا یکی از عوامل رشد و نمو گیاه تحت کنترل و نظارت هوشمندانه است. در این مکان میزان آب مصرفی گیاه به مقدار زیادی کاهش می‌یابد و عملکرد محصول افزایش قابل توجهی پیدا می‌کند. از این محیط‌ها می‌توان به کشت هیدروپونیک اشاره کرد.

علف‌های هرز میزان قابل‌توجهی از آب را که باید به مصرف کشاورزی برسد خود مصرف می‌کنند. در مزرعه‌ای که هر قطره آب ارزش حیاتی دارد اهمیت این مسئله بیشتر محسوس خواهد بود. وجود علف‌های هرز در کنار و کف کانال‌های آبیاری به کُندشدن جریان آب و مصرف آن می‌انجامد. تراکم زیاد علف‌های هرز آبزی سبب بسته‌شدن سیستم‌های زهکشی و آبیاری و متوقف‌شدن جریان آب در کانال‌ها می‌شود. این‌گونه علف‌ها با انسداد دریچه‌های کنترل، خطوط توزیع آب، لوله‌های ناقل آب، آب‌پخش‌کن‌های سیستم‌های آبیاری بارانی و سایر وسایل، از حرکت آب جلوگیری کرده باعث پس‌زدن آب و اخلال در سیستم‌های زهکشی و در نتیجه انباشته‌شدن آب در مزارع می‌شوند. به علت اینکه علف‌های هرز مواد زائد و معلق در آب را می‌گیرند سبب پرشدن آبراهه‌ها نیز می‌شوند.

تجمع مواد گیاهی و رسوبات در نهرهای طبیعی، کانال‌ها، و دریاچه‌ها، آن‌ها را به مرداب و باتلاق تبدیل می‌کند. در مقایسه با میزان تبخیر از سطح آزاد آب، بسیاری از گیاهان هرز آبزی آب را چند برابر بیشتر تبخیر می‌کنند و موجب هدررفتن آب بیشتری می‌شوند. تراکم علف‌های هرز آبزی از تلاطم آب و موجدارشدن آن جلوگیری می‌کند و در نتیجه محیط آرام و مناسبی را برای تکثیر حشرات مضر مثل، پشه‌ها، و موجوداتی مانند زالوها و حلزون‌ها و میزبانان موجودات زیان‌آور میکروسکوپی فراهم می‌سازند. آب محتوی مجموعه‌ای از جلبک‌های میکروسکوپی سبز آبی است که اغلب باعث مسمومیت دام‌ها و حیواناتی می‌شوند که آب را می‌نوشند. بدمزه‌شدن و تغییر رنگ‌دادن آب‌های آشامیدنی ذخیره شده در مخازن و آب انبارها و بوجودآمدن بوی نامطبوع نیز از دیگر زیان‌های گیاهان آبزی می‌شود.

نحوه ترمیم بندها و نهرها و جوی‌ها

در رابطه با تصاویر زیر نظر دهید.

چگونه می‌توان از این مشکلات جلوگیری کرد؟

گاهی اوقات کارفرما به دلیل مشکلات اجتماعی در منطقه، قادر به اجرای نهرها طبق طراحی اولیه نبوده و مجبور به تغییر مسیر یا کاهش تعدادی از نهرهای فرعی می‌شود. این وضعیت باعث کاهش کارآیی آن‌ها شده و می‌تواند از جمله مشکلات باشد. برای اطمینان از عملکرد درست سامانه‌های زهکشی باید در برنامه بهره‌برداری و نگهداری آن‌ها بازدیدهای ادواری گنجانده شده و طبق برنامه عمل گردد. انجام نگرفتن به موقع بازدیدها می‌تواند از جمله خطراتی باشد که سامانه‌های زهکشی در دوران بهره‌برداری با آن مواجه خواهد شد. اگر اشکالات جزیی به وجود آمده در اولین فرصت برطرف گردد، از خسارات جبران‌ناپذیر آینده جلوگیری خواهد شد. بنابراین توصیه می‌شود که بازدیدها با دقت زیادی انجام پذیرد. از جمله مواردی که هنگام بازدید باید بررسی گردد بررسی و آزمایش کیفیت آب خروجی از نهرها است که می‌تواند میزان و نوع املاح موجود در خاک را مشخص کند. در مناطقی که گیاهان در داخل نهرها می‌رویند، گرفتگی نهرها و در پاره‌ای موارد تخریب آن‌ها اتفاق می‌افتد. استفاده از مواد شیمیایی برای از بین‌بردن گیاهان می‌تواند در این ارتباط کمک نماید. با استفاده از مواد شیمیایی یا روش‌های مکانیکی مانند سوزاندن نیز می‌توان این مشکل را برطرف کرد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که بخش عمده نهرها از محل بودجه عمومی ساخته می‌شود و زارعین مشارکت چندانی در این ارتباط ندارند.

مشکلات پیش روی نهرها

- رسوب‌گذاری
- عدم طراحی متناسب و انطباق نهرها با شرایط منطقه
- میزان استفاده نامناسب از نهرها 
- شرایط طبیعی منطقه و جنس خاک مسیر
- تراز تخلیه و اتصالات نهر
- نشتی نهرها

ایجاد نهرها از نظر شیب، عرض وعمق برای انتقال آب

روش‌های آبیاری سطحی

به‌منظور پخش کینواخت آب روی سطح خاک و آبیاری مناسب محصولات کشاورزی روش‌های متفاوتی وجود دارد. آبیاری به روش سنتی یا قدیمی که شامل آبیاری نواری، شیاری‌(نشتی) و کرتی است.

آبیاری سنتی:

آبیاری شیاری (نشتی یا جوی و نهر آبی):

در این روش آب را در شیارهایی که در بین دو ردیف کشت ایجاد کرده‌اند وارد می‌کنند. برای جلوگیری از شسته‌شدن خاک، شیارهایی را روی خط تراز درست می‌کنند. در بعضی جاها نیز برای این که طول زمین یکسان باشد شیارها را عمود بر شیب زمین درست می‌کنند. در این روش وقتی آب وارد شیاری می‌شود باید مواظب بود که آن شیار از آب لبریز نشود؛ چون باعث خرابی شیار می‌شود.این روش آبیاری برای خاک‌های ماسه‌ای یا خاک‌های سبک و نیز خاک‌هایی که پس از خشک‌شدن ترک‌های بزرگ بر می‌دارند مناسب نیست. با این روش می‌توان بیشتر محصولات که به‌صورت ردیفی کاشته می‌شوند مثل لوبیا سبز-باقلا-بادمجان-بامیه و... را آبیاری کرد. 

آبیاری کرتی:

رایج‌ترین روش آبیاری در ایران، آبیاری کرتی است. علت آن نیز وجود فرهنگ سنتی استفاده از این آبیاری در بین کشاورزان و نیاز نداشتن به ماشین‌آلات پیشرفته است. در این روش کرت‌ها را به شکل چهار گوش یا شکل‌های دیگر درست می‌کنند. آبیاری به‌صورت کرتی برای خاک‌هایی که آب در آن‌ها کمتر نفوذ می‌کند مناسب است. این روش برای زمین‌های صاف و بدون شیب مناسب است. با این روش می‌توان گیاهانی مانند: حبوبات، یونجه، برنج، باغ‌های میوه و سبزی را آبیاری کرد. از این روش می‌توان برای آب‌شویی خاک‌های شور نیز استفاده کرد.

لوله‌های دریچه‌دار

در آبیاری سنتی انجام عملیاتی نظیر کندن جوی‌ها و یا ساختن دیواره برای انتقال آب، نصب سد و آب‌بند در جایی که زمین کمی شیب داشته باشد لازم بوده که بسیار مشکل و هزینه‌بر است. در صورتی‌که در آبیاری با استفاده از لوله‌های دریچه‌دار، کار ساده است، یعنی فقط کافی است دریچه‌ها را باز و بسته کنیم.

استفاده از روش آبیاری با لوله‌های دریچه‌دار، گامی به سمت اصلاح الگوی مصرف می‌باشد چرا که باعث صرفه‌جویی در مصرف آب، انرژی، نیروی انسانی و افزایش راندمان آبیاری می‌گردد.

آب از لوله‌های دریچه‌دار در سطح خاک جریان‌یافته و با نفوذ تدریجی در خاک در اختیار ریشه گیاه قرار می‌گیرد. روش‌های آبیاری سطحی بدلیل پایین‌بودن سرمایه‌گذاری اولیه، هزینه کم تعمیر و نگهداری و نیاز به انرژی کمتر نسبت به روش‌های دیگر آبیاری، یکی از قدیمی‌ترین روش‌های آبیاری در دنیا می‌باشد. پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی روش‌های آبیاری سطحی به‌طور قابل ملاحظه‌ای برتری سیستم‌های تحت فشار را از نظر بازدهی کاهش داده و یا در برخی شرایط از بین برده است. با توجه به مشکلات و مسائلی که در استفاده از نهرهای خاکی برای آبرسانی به مزارع وجود دارد، ایجاب می‌کند تا دیگر روش‌هایی که برای این منظور می‌تواند به کار برده شود نیز مورد ارزیابی قرار گیرد تا ضمن حفظ مزایای آبیاری سطحی از معایب آن کاسته گردد. استفاده از لوله‌های دریچه‌دار از جمله تکنیک‌هایی است که باعث حذف برخی از نقاط ضعف آبیاری سطحی گردیده است. در آبیاری با این روش، لوله‌های پلی‌اتیلن نرم مجهز به دریچه‌های قابل تنظیم جایگزین نهرهای خاکی داخل مزرعه (کانال‌های درجه 4) می‌گردند. نتایج ارزیابی صورت گرفته در کشور‌های مختلف جهان اعم از استرالیا، چین و مصر و ایران نشان می‌دهد که کاربرد لوله‌های دریچه‌دار در روش‌های آبیاری سطحی باعث کاهش مصرف آب به میزان 28-25 درصد و افزایش راندمان کاربرد آب تا حدود 30 درصد نسبت به روش‌های سنتی می‌گردد.

استفاده از لوله‌های دریچه‌دار جهت بهبود روش‌های آبیاری سطحی به ویژه آبیاری ردیفی از دهه 1960 میلادی در دنیا رواج یافت. لوله‌های اولیه از جنس آلومینیوم ساخته می‌شدند، اما با پیشرفت صنایع پتروشیمی و تولید مواد پلیمری و پی‌وی‌سی، به تدریج این مواد جایگزین آلومینیوم شده و سیستمی بسیار مقرون‌به‌صرفه، سبک و کارآمد را پدید آورده‌اند که قادر است جایگزین جوی‌ها و کانال‌های سنتی درسیستم رایج آبیاری سطحی گردد. استفاده از لوله‌های دریچه‌دار ابزار اصلی برای بهبود سیستم‌های آبیاری سطحی به شمار می‌آید.

نصب، راه‌اندازی و کاربرد این سیستم بسیار آسان است و نیاز به دوره‌های آموزشی خاصی ندارد و هزینه تعمیر و نگهداری آن ناچیز است. همچنین لوله‌ها پس از استهلاک قابل بازیافت بوده، بقایای آن سبب آلودگی محیط‌زیست نمی‌گردد. این لوله‌ها در زراعت‌های مختلف و همچنین در باغات میوه جهت آبیاری قابل استفاده است. می‌توان از آن‌ها بدون نصب دریچه و صرفا برای انتقال آب در صنایع، کاخانجات، دامداری‌ها و گلخانه‌ها نیز استفاده کرد. لوله‌های دریچه‌دار در مقایسه با سایر سیستم‌های نوین آبیاری، بسیار کم‌هزینه بوده و اجرای آن تقریبا برای کشت تمامی محصولات زراعی و حتی در زمین‌های کوچک و خرده مالکی مقرون‌به‌صرفه است.

لوله‌های نواری

سیستم آبیاری لوله‌های نواری (تیپ) نسل جدیدی از لوله‌ها برای آبیاری است.

لوله نواری قطره‌چکان سرخودی است که به سادگی و به سرعت نصب می‌گردد و از کارایی بالایی نیز برخوردار است و شامل قسمت‌های زیر می‌باشد:

1- مجرای اصلی عبور آب 2- روزنه‌های ورودی آب 3- کانال زیگزاگ کناری (پلاک) 4- روزنه یا دریپر

این لوله‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که روزنه‌های ورودی آب- کانال زیگزاگ کناری- دیپر- یک واحد منسجم را تشکیل می‌دهند.

آب از روزنه‌های ورودی آب به داخل کانال زیگزاگ که برای پایین‌آوردن فشار خروجی آب پیش‌بینی شده است هدایت می‌شود این روزنه‌ها خود به‌صورت یک صافی عمل کرده و از ورود ذرات معلق احتمالی موجود در آب به مجرای زیگزاگ جلوگیری می‌نماید. یعنی در عمل هر قطره چکان به‌طور جداگانه دارای یک فیلتر و یک مجرای پایین‌آورنده فشار بوده که به‌صورت مستقل عمل کرده و در فشار مشخص دبی خروجی آن ثابت می‌باشد. (دبی کلیه خروجی‌ها در طول خط آبده تقریبا ثابت می‌باشد).

روش‌های نگهداری

- هنگام پهن کردن لوله روی زمین کشیده نشود.
- اتصالات به درستی آب‌بندی گردد.
- انتهای لوله‌های نواری حدود 1 تا 2 متر زیادتر از طول نوار در نظر گرفته شود تا بتواند هنگام انقباض و یا انبساط طولی کارایی لازم راداشته باشد.
- در طول فصل کشت مراقب گرفتگی لوله‌ها بوده و مدام لوله‌ها را از نظر نشتی و غیره کنترل نمایند.
- درهنگام جمع‌آوری لوله‌ها را تمیز کرده و به آرامی کشش لازم برروی حلقه‌ها جمع کرد.
- برای آب آبیاری مورداستفاده که احتمال گرفتگی زیاد می‌باشد می‌توان 3 بار در طی دوره رشد گیاه و به مقدار 5 کیلوگرم به ازای هر هکتار از اسید نیتریک با غلظت حدود 70 درصد استفاده کرد.
- هنگام استفاده از سیستم فشارسنج‌های نصب‌شده برروی کنترل مرکزی فشار موردنیاز سیستم را رعایت کرده و در صورتی‌که اختلاف فشارسنج ورودی و خروجی بیش از 4 متر شود نسبت به تمیز کردن فیلترها اقدام کنید.
- لازم است هر دو روز یک‌بار سیستم کنترل گردد.
- هیچ‌گونه کود فسفری یا سموم فسفردار در سیستم وارد نشده و در داخل تانک کود نیز ریخته نشود.
- غلظت هر نوع کودی که به تانک کود اضافه می‌گردد می‌بایست 1 الی 2 در هزار باشد.

آبیاری تحت‌فشار

آبیاری تحت‌فشار روش جدیدی از آبیاری است که در آن آب با فشار وارد لوله‌های اصلی و فرعی شده و از سوراخ‌هایی که به آن‌ها قطره‌چکان، آب‌پاش، آب‌فشان و یا نازل می‌گویند، به‌صورت قطره یا ذرات ریز خارج می‌شود و بدین طریق از تلفات آب در عمل انتقال به درون مزرعه جلوگیری و آب به اندازه‌ای که لازم است به مزرعه و محصول داده می‌شود. آبیاری تحت فشار به دو روش آبیاری بارانی و قطره‌ای تقسیم می‌گردد که راندمان آبیاری در روش بارانی از 32 درصد به 70 درصد و در روش قطره‌ای به 90 درصد افزایش می‌یابد.

آبیاری بارانی

سیستم آبیاری بارانی روشی است که در آن آب تحت تأثیر فشار ایجادشده به‌وسیله موتور پمپ، وارد لوله‌های مسیر شده و از طریق آب‌پاش‌ها به اطراف پخش می‌شود که به‌طور کلی به دو دسته سیستم‌های لوله‌ای یا کلاسیک از قبیل سیستم کلاسیک ثابت و متحرک و سیستم‌های مکانیکی نظیر سیستم دوار مرکزی تقسیم می‌شود. 

آبیاری قطره‌ای

آبیاری قطره‌ای یکی از روش‌های پیشرفته و تکامل‌یافته آبیاری تحت‌فشار می‌باشد که در آن، آب به‌صورت قطره قطره توسط قطره‌چکان به میزان لازم در اختیار درختان و انواع محصولات وجینی قرار می‌گیرد و فقط منطقة اطراف ریشه را خیس می‌کند، در واقع در این روش با مصرف حداقل آب، نیاز آبی گیاه تأمین می‌گردد.

ویژگی‌ها و مزایای آبیاری تحت فشار

1- صرفه‌جویی در مصرف آب
2- عدم نیاز به تسطیح اراضی
3- توزیع یکنواخت آب در مزرعه
4- افزایش کمی و کیفی محصول
5- سهولت در انجام عملیات زراعی
6- قابل استفاده برای تمام گیاهان
7- کنترل فرسایش خاک و رواناب سطحی
8- جلوگیری از سله بستن و حفظ پوکی خاک
9- عدم نیاز به ایجاد نهرهای خاکی درون مزرعه و نهرهای زهکشی
10- امکان انجام آبیاری همراه با کودپاشی و سمپاشی و پخش یکنواخت آن‌ها
11- عدم نیاز به نیروی کارگر زیاد به دلیل ثابت‌بودن اجزای سیستم
12- واردنشدن بذر علف‌های هرز به مزرعه به دلیل انتقال آب از طریق لوله‌ها
13- عدم امکان رویش بذر علف‌های هرز به‌دلیل مرطوب‌شدن فقط بخشی از سطح خاک اطراف ریشه (آبیاری قطره‌ای)

مزایای آبیاری نواری

1- لوله‌های نواری سبک بوده و به سهولت قابل حمل و نصب می‌باشند.
2- لوله‌های نواری را می‌توان بدون آنکه نیازی به تسطیح زیاد زمین باشد درمزارع وسیع حتی به‌صورت مکانیزه و همزمان با کشت بذر (به وسیله تراکتور) نصب کرد.
3- لوله‌های نواری را می‌توان راحت‌تر از لوله‌های 16 و قطره‌چکان نصب کرد و با توجه به این که نیاز به فشار پایین دارد بدون استفاده از پمپ هم می‌توان نصب کرد.
4- لوله‌های نواری را می‌توان زیر خاک قرار داد و درنتیجه به علت اشباع‌نشدن خاک و عدم ایجاد سله در سطح آن ریشه گیاه به‌راحتی تنفس کرده و همواره از اکسیژن کافی بهره‌مند می‌گردد.
5- در نوبت آبیاری آب کمتری مصرف شده و درنتیجه راندمان می‌تواند تا 95 درصد افزایش یابد.
6- به علت افزایش سطح زیرکشت و افزایش تولید محصول در واحد سطح و صرفه‌جویی در مصرف آب سرمایه‌گذاری در زمینه تولید محصولات کشاورزی اقتصادی‌تر می‌گردد.
7- با استفاده از سیستم آبیاری نواری می‌توان کودهای شیمیایی موادغذایی و سموم را به‌طور مستقیم و در مراحل مختلف رشد گیاهی به ریشه رسانده و در مصرف آن‌ها حداکثر صرفه‌جویی را کرد.
8- رشد علف‌های هرز کمتر شده و کنترل آن‌ها در مزارع آسان‌تر می‌گردد.
9- لوله‌های نواری را می‌توان توسط دستگاه مخصوص جمع‌آوری و برای فصل کشت بعدی نگهداری کرد.

معایب آبیاری نواری

- هزینه زیاد به سرمایه‌گذاری بیشتری نسبت به سایر روش‌ها بیشتر است.
- عمر مفید لوله‌های نواری نسبت به سایر روش‌ها کمتر می‌باشد.
- در شوری بالای آب و بالابودن میزان بی‌کربنات بالا احتمال گرفتگی و انسداد لوله‌های آبیاری زیاد می‌باشد.
- مثل سایر روش‌ها لوله‌های نواری ثابت نبوده و بایستی برای برداشت جمع‌آوری گردد.
- احتمال آسیب‌دیدگی لوله‌ها درهنگام جمع‌آوری لوله‌ها وجود دارد.