شبکه‌های آبیاری و زهکشی دو بخش مکمل مدیریت آب در زمین کشاورزی‌اند. آبیاری، آب موردنیاز گیاه را تأمین می‌کند و زهکشی، آب اضافی را از سطح یا لایه‌های خاک خارج می‌سازد. هدف، ایجاد تعادل است. طبق قانون طلایی کشاورزی “رساندن آب بیشتر همیشه منجر به رشد بهتر نمی‌شود و تخلیه بی‌حساب آب نیز می‌تواند رطوبت موردنیاز گیاه را از بین می برد” در ادامه قصد داریم به جزئیات ناگفته شبکه های آبیاری و زهکشی بپردازیم.
شبکه آبیاری و زهکشی چه تفاوتی دارند؟
شبکه آبیاری مسیر رساندن آب از منبع تا مزرعه و محدوده ریشه گیاه را فراهم می‌کند. این مسیر ممکن است از آبگیر، کانال اصلی، خطوط لوله، مخزن، پمپ و تجهیزات توزیع تشکیل شود. بسته به روش اجرا، آب روی سطح زمین جریان پیدا می‌کند، به‌صورت بارانی پخش می‌شود یا از قطره‌چکان به خاک می‌رسد. انتخاب روش، به شرایط زمین و بهره‌برداری وابسته است.
شبکه زهکشی وظیفه دیگری دارد، کنترل آب اضافی. این شبکه می‌تواند رواناب سطحی را جمع کند یا با کمک زهکش‌های زیرزمینی، سطح ایستابی، یعنی سطح آب زیرزمینی، را در محدوده مناسب نگه دارد. زهکشی زیرزمینی معمولاً آب قابل تخلیه از منافذ خاک را خارج می‌کند، نه اینکه تمام رطوبت قابل استفاده گیاه را بیرون بکشد. عملکرد واقعی به طراحی و ویژگی خاک بستگی دارد. آشنایی با روش‌های زهکشی خاک کمک می کند تا بهترین روش را پیاده سازی کنید
ضرورت هماهنگی بین شبکه های آبیاری و زهکشی
هماهنگی دو شبکه اهمیت زیادی دارد. اگر آبیاری بیش از نیاز انجام شود، بخشی از آب مصرفی به بار اضافی شبکه زهکشی تبدیل می‌شود. در مقابل، وقتی خروج آب کافی نباشد، افزایش دفعات آبیاری می‌تواند مشکل ماندآبی را تشدید کند. مدیریت درست صرفاً با افزودن لوله و کانال انجام نمی گیرید؛ نقطه شروع مدیریت صحیح مصرف از تنظیم مقدار و زمان آبیاری آغاز می شود.
چرا زمین کشاورزی به زهکشی نیاز پیدا می‌کند؟
نیاز به زهکشی زمانی مطرح می‌شود که آب اضافی، استفاده از زمین یا رشد گیاه را مختل کند. بارندگی، نشت کانال، آبیاری بیش‌ازحد و بالا بودن آب زیرزمینی از علت‌های احتمالی‌اند. گاهی نیز لایه کم‌نفوذ یا مانعی در مسیر جریان، خروج طبیعی آب را محدود می‌کند. تشخیص علت مهم است، زیرا همه این وضعیت‌ها با یک راهکار اصلاح نمی‌شوند. اشباع طولانی خاک، تبادل هوا را محدود می‌کند و اکسیژن کمتری به ریشه می‌رسد. پیامد آن می‌تواند ضعف رشد و اختلال در جذب مواد غذایی باشد. اما مدت تحمل ماندآبی برای همه گیاهان یکسان نیست و به گونه، مرحله رشد، دما و شرایط خاک وابسته است. بنابراین نمی‌توان گفت که تمام محصولات پس از چند ساعت ماندآبی از بین می‌روند.
البته ناگفته نماند که زهکشی فقط مسئله مناطق پرباران نیست. در اراضی آبی مناطق خشک نیز نشت آب و آبیاری نامناسب ممکن است سطح آب زیرزمینی را بالا بیاورد. وقتی آب زیرزمینی شور باشد، خطر تجمع نمک هم مطرح می‌شود. به همین دلیل، توسعه آبیاری بدون بررسی مسیر خروج آب می‌تواند مشکلات تازه‌ای برای خاک ایجاد کند.
زهکشی سطحی بهتر است یا زیرزمینی؟
- زهکشی سطحی: زهکشی سطحی برای مدیریت آب جمع‌شده روی زمین طراحی می‌شود. تسطیح مناسب، شیارها و کانال‌های روباز می‌توانند آب را به خروجی هدایت کنند. این روش زمانی مفید است که مشکل اصلی، تجمع رواناب یا پستی‌وبلندی نامناسب سطح باشد. البته شیب و مسیر خروج باید طوری انتخاب شوند که تخلیه آب، فرسایش یا خسارت در زمین پایین‌دست ایجاد نکند.
- زهکشی زیرزمینی: زهکشی زیرزمینی بیشتر برای کنترل آب درون خاک و سطح ایستابی به کار می‌رود. لوله‌های جمع‌کننده در عمق و فاصله محاسبه‌شده نصب می‌شوند و آب را به کلکتور یا مسیر خروج می‌رسانند. این روش سطح زمین را کمتر اشغال می‌کند، اما بررسی خاک و کنترل اجرا در آن اهمیت زیادی دارد. عمق بیشتر یا فاصله کمتر لوله‌ها همیشه انتخاب اقتصادی و مناسب‌تری نیست.
بعضی زمین‌ها به ترکیب هر دو روش نیاز دارند. برای مثال: ممکن است شیارهای سطحی آب بارندگی را جمع کنند، اما کنترل آب زیرزمینی همچنان به زهکش مدفون وابسته باشد. انتخاب باید بر اساس منشأ مشکل انجام شود. خرید لوله پیش از این بررسی، احتمال اجرای شبکه‌ای پرهزینه و کم‌اثر را افزایش می‌دهد.
زهکشی چگونه به کنترل شوری کمک می‌کند؟
زهکشی، مسیر خروج آب و نمک‌های محلول را فراهم می‌کند، اما به‌تنهایی نمک خاک را نمی‌شوید. برای انتقال نمک از ناحیه ریشه، باید آب کافی از خاک عبور کند و امکان خروج آن وجود داشته باشد. این کار آبشویی نام دارد. مقدار آب لازم به کیفیت آب آبیاری، شوری خاک و حساسیت محصول بستگی دارد. آبشویی بدون خروج مناسب می‌تواند نتیجه نامطلوبی داشته باشد. اگر آب اضافه در خاک بماند، سطح ایستابی بالا می‌آید و مشکل ماندآبی به شوری اضافه می‌شود. از طرف دیگر، هر خاک شور الزاماً با افزایش آبیاری اصلاح نمی‌شود. وضعیت سدیمی بودن خاک و نفوذپذیری نیز باید در آزمایش و طراحی بررسی شوند.
زهاب خروجی هم باید مدیریت شود. آبی که از مزرعه بیرون می‌رود ممکن است نمک یا مواد مغذی محلول حمل کند و برای تخلیه یا استفاده مجدد، محدودیت داشته باشد. بنابراین، هدایت مستقیم زهاب به نزدیک‌ترین نهر راهکار عمومی قابل قبولی نیست. کیفیت آب و ظرفیت پذیرش مسیر پایین‌دست باید بررسی شوند.
طراحی و انتخاب تجهیزات از کجا شروع می‌شود؟
طراحی با شناخت زمین آغاز می‌شود. نقشه ارتفاعی، بافت و نفوذپذیری خاک، نوسان آب زیرزمینی و وضعیت خروجی از اطلاعات پایه‌اند. نوع محصول و برنامه آبیاری نیز باید مشخص باشند. بدون خروجی مناسب، حتی شبکه داخلی درست‌اجراشده هم ممکن است نتواند آب را تخلیه کند.
تجهیزات آبیاری باید با دبی، فشار و کیفیت آب هماهنگ شوند. در سامانه قطره‌ای، فیلتراسیون و کنترل فشار اهمیت دارد، در حالی که آبیاری سطحی به توزیع مناسب جریان و وضعیت تسطیح وابسته است. هیچ روشی برای همه مزارع بهترین نیست. هزینه انرژی، توان نگهداری و مهارت بهره‌بردار نیز بخشی از تصمیم‌اند.
در زهکشی لوله‌ای، قطر، شیب، عمق نصب و مشخصات سوراخ‌ها باید با طرح سازگار باشند. فیلتر یا پوشش اطراف لوله نیز بر اساس خاک انتخاب می‌شود. هر لوله مشبکی برای هر زمینی مناسب نیست و لوله جمع‌کننده آب را نباید با خط انتقال زهاب یکسان فرض کرد. نقشه اجرایی باید این تفاوت‌ها را روشن کند. استفاده از لوله های پلی اتیلن در این پروژه بسیار رایج است اما باید تفاوت های لوله پلی‌اتیلن برای آب شرب و کشاورزی را در نظر داشته باشید.
مزایا و محدودیت‌های شبکه را چگونه ارزیابی کنیم؟
شبکه مناسب می‌تواند شرایط تهویه ریشه و دسترسی به مزرعه را بهتر کند. کاهش ماندآبی همچنین فرصت انجام به‌موقع عملیات کشاورزی را افزایش می‌دهد. با این حال، میزان افزایش عملکرد محصول به محدودیت اصلی مزرعه وابسته است. اگر مشکل عمده تغذیه، شوری یا مدیریت کشت باشد، زهکشی به‌تنهایی پاسخ کامل نمی‌دهد.
زهکشی الزاماً مصرف آب آبیاری را کاهش نمی‌دهد. تخلیه بیش‌از نیاز ممکن است نگهداشت آب را کمتر کند، به‌ویژه در زمین‌هایی که در دوره خشک به رطوبت ذخیره‌شده نیاز دارند. در شرایط مناسب، مدیریت کنترل‌شده خروجی می‌تواند کمک‌کننده باشد. این روش هم به طراحی و بهره‌برداری فعال نیاز دارد.
هزینه محیط زیستی را نیز باید کنار هزینه نصب دید. زهکش زیرزمینی می‌تواند مسیر انتقال نیترات و بعضی مواد مغذی به آب‌های سطحی ایجاد کند. پس برنامه کوددهی، پایش زهاب و نگهداری خروجی بخشی از مدیریت شبکه‌اند. موفقیت پروژه فقط با سرعت تخلیه آب سنجیده نمی‌شود و به نحوه نصب لوله پلی اتیلن در ترانشه و کیفیت اجرا نیز بستگی دارد.
توصیه پایانی درباره شبکه های آبیاری و زهکشی
شبکه‌های آبیاری و زهکشی باید تعادل آب در محدوده ریشه را برقرار کنند. پیش از اجرا، علت کم‌آبی یا ماندآبی، ویژگی خاک و امکان مدیریت زهاب را مشخص کنید. سپس درباره روش، تجهیزات و هزینه تصمیم بگیرید. برای برآورد پروژه، اطلاعات زمین و نتایج آزمایش آب و خاک را در اختیار طراح قرار دهید تا پیشنهاد فنی به شرایط واقعی مزرعه متکی باشد.
