دانشنامه جامع جهانی خشکسالی، کمآبی8
فصل هشتم
فناوریهای نوین کاهش مصرف آب کشاورزی در جهان
از آبیاری قطرهای و زیرسطحی تا سنسور، ماهواره، هوش مصنوعی، هیدروژل و کشاورزی دقیق
مقدمه
کاهش مصرف آب کشاورزی یکی از مهمترین موضوعات مدیریت خشکسالی و کمآبی در جهان است. اما یک نکته اساسی وجود دارد: کاهش مصرف آب به معنی فقط کمتر آب دادن به گیاه نیست. اگر مقدار آب آبیاری کاهش پیدا کند ولی گیاه دچار تنش شدید شود و محصول کاهش یابد، ممکن است نتیجه اقتصادی و حتی زیستمحیطی مطلوب نباشد. به همین دلیل، رویکرد جدید کشورهای مختلف به سمت مفهوم: «تولید بیشتر با آب کمتر» یا افزایش بهرهوری آب حرکت کرده است. فائو نیز مدیریت آب کشاورزی را مجموعهای از اقداماتی مانند نوسازی سامانههای آبیاری، مدیریت آب زیرزمینی، آبخیزداری، برداشت آب باران، استفاده از منابع آب غیرمتعارف و افزایش بهرهوری آب میداند. در نتیجه، فناوریهایی مانند:
– آبیاری قطرهای
– آبیاری زیرسطحی
– آبیاری هوشمند
– سنسور رطوبت خاک
– سنجش از دور
– تصاویر ماهوارهای
– پهپاد کشاورزی
– هوش مصنوعی
– مدیریت تبخیر
– مالچ
– کشاورزی حفاظتی
– اصلاح مدیریت خاک
– هیدروژل کشاورزی
– سوپرجاذب کشاورزی
– پلیمر جاذب آب
– پلیمر نگهدارنده آب
– جمعآوری آب باران
– بازچرخانی فاضلاب تصفیهشده
– نمکزدایی آب
– انتخاب ارقام مقاوم به خشکی و شوری
باید بهعنوان اجزای یک سیستم یکپارچه مدیریت آب دیده شوند، نه راهحلهای کاملاً جدا از یکدیگر.
—
۸-۱. نسل جدید مدیریت آب کشاورزی چیست؟
در روشهای سنتی، سؤال اصلی کشاورز این بود: ««چه مقدار آب به زمین بدهم؟»» در کشاورزی دقیق، سؤال بهتری مطرح میشود: ««چه مقدار آب، چه زمانی، در کدام قسمت مزرعه و در چه عمقی لازم است؟» و در پیشرفتهترین سامانهها، سؤال تبدیل میشود به: ««با توجه به رطوبت خاک، وضعیت گیاه، دمای هوا، تبخیر و تعرق، پیشبینی هوا، مرحله رشد و کیفیت آب، چه مقدار آب را دقیقاً چه زمانی در اختیار ریشه قرار دهیم؟»» این تغییر نگاه بسیار مهم است. زیرا ممکن است دو باغ که در فاصله چند کیلومتری یکدیگر قرار دارند، به دلیل تفاوت در:
– نوع خاک
– عمق خاک
– سن درخت
– تراکم ریشه
– شیب زمین
– دمای محیط
– باد
– تابش خورشید
– کیفیت آب
– شوری خاک
– نوع محصول
به مقدار یکسانی آب نیاز نداشته باشند.
—
۸-۲. آبیاری قطرهای؛ یکی از پایههای مدیریت نوین آب
آبیاری قطرهای آب را با دبی پایین و بهصورت کنترلشده در نزدیکی ناحیه ریشه قرار میدهد. مزیت اصلی آن این است که میتوان آب را نسبت به آبیاری سطحی با کنترل بیشتری به منطقه مورد نیاز گیاه رساند. اما یک اشتباه رایج وجود دارد: آبیاری قطرهای بهتنهایی مساوی با مدیریت کامل آب نیست. اگر قطرهچکانها نامناسب باشند، فشار شبکه تنظیم نباشد، فیلترها گرفتگی داشته باشند یا زمان آبیاری بر اساس نیاز واقعی گیاه تعیین نشود، ممکن است بخشی از مزیت سیستم از بین برود. همچنین باید توجه داشت: «افزایش راندمان آبیاری در مزرعه لزوماً به معنی کاهش برداشت آب در مقیاس حوضه آبریز نیست.» اگر آب صرفهجوییشده دوباره برای توسعه سطح زیرکشت مصرف شود، ممکن است برداشت کلی آب کاهش پیدا نکند. بنابراین بهرهوری آب مزرعه و صرفهجویی واقعی آب در حوضه آبریز دو مفهوم متفاوت هستند.
—
۸-۳. آبیاری زیرسطحی؛ رساندن آب به جایی که ریشه قرار دارد
در آبیاری زیرسطحی، لولهها یا نوارهای آبیاری در زیر سطح خاک قرار میگیرند. هدف اصلی این است که آب مستقیماً در محدوده ریشه توزیع شود و بخشی از تلفات سطحی کاهش یابد. این فناوری برای برخی باغها، مزارع ردیفی و مناطق خشک میتواند بسیار جذاب باشد. اما مانند هر فناوری دیگری، محدودیتهایی دارد:
– هزینه اولیه بالاتر
– نیاز به فیلتراسیون مناسب
– احتمال گرفتگی قطرهچکانها
– دشواری تشخیص بعضی خرابیها
– احتمال نفوذ ریشه به تجهیزات
– نیاز به مدیریت فشار
– نیاز به شستوشوی شبکه
بنابراین آبیاری زیرسطحی را نباید صرفاً با عبارت «صرفهجویی قطعی در آب» تبلیغ کرد؛ عملکرد آن به طراحی و شرایط مزرعه وابسته است.
—
۸-۴. آبیاری هوشمند
یکی از مهمترین روندهای کشاورزی مدرن، حرکت از آبیاری بر اساس تقویم به آبیاری بر اساس نیاز واقعی گیاه و خاک است. در روش سنتی ممکن است کشاورز بگوید: ««هر سه روز یکبار آبیاری میکنم.»» اما در آبیاری هوشمند ممکن است سیستم بگوید: ««رطوبت ناحیه ریشه هنوز در محدوده مناسب است؛ آبیاری را به تعویق بینداز.»» یا ««رطوبت خاک از حد تعیینشده پایینتر آمده؛ اکنون آبیاری لازم است.»» این کار با ترکیبی از دادههای زیر امکانپذیر است:
– سنسور رطوبت خاک
– دمای هوا
– رطوبت نسبی
– تابش
– سرعت باد
– بارندگی
– تبخیر و تعرق
– مرحله رشد گیاه
– اطلاعات ماهوارهای
– پیشبینی هواشناسی
—-
۸-۵. سنسور رطوبت خاک؛ یکی از سادهترین فناوریهای کشاورزی دقیق
سنسورهای رطوبت خاک میتوانند اطلاعاتی درباره وضعیت آب در خاک ارائه کنند. انواع مختلفی از حسگرها وجود دارد، از جمله حسگرهای:
– مقاومتی
– خازنی
– TDR
– تنش آب خاک
اما یک نکته بسیار مهم وجود دارد:
نصب اشتباه سنسور میتواند نتیجه اشتباه تولید کند. محل نصب باید با توجه به:
– نوع خاک
– عمق ریشه
– محل خیسشدن خاک
– محل قطرهچکان
– نوع گیاه
انتخاب شود. در یک پژوهش USDA، استفاده از سنسور رطوبت خاک برای برنامهریزی آبیاری در محصولات مختلف بررسی شد و در برخی شرایط، تنظیم آبیاری بر اساس آستانه رطوبت توانست مقدار آب مصرفی را کاهش دهد، در حالی که عملکرد محصول حفظ یا حتی بهتر شد. بنابراین سنسور رطوبت خاک زمانی ارزشمند است که: داده سنسور → تصمیم آبیاری → اجرای دقیق به یک زنجیره کامل تبدیل شود.
—
۸-۶. سنجش از دور و تصاویر ماهوارهای
یکی از بزرگترین تحولات سالهای اخیر، استفاده از ماهواره برای مدیریت آب کشاورزی است. ماهواره میتواند اطلاعاتی درباره:
– پوشش گیاهی
– وضعیت رشد
– تنش گیاه
– دمای سطح
– تبخیر و تعرق
– تغییرات پوشش زمین
– بهرهوری آب
ارائه دهد. فائو سامانه WaPOR را برای پایش بهرهوری آب کشاورزی با استفاده از دادههای ماهوارهای ایجاد کرده است. این سامانه امکان پایش بهرهوری آب در مقیاسهای مختلف را فراهم میکند.
در سال ۲۰۲۶ نیز فائو گزارش کرده است که دادههای WaPOR در پروژههای مدیریت آب کشاورزی، از جمله در عراق، برای تصمیمگیری مبتنی بر داده و بهبود بهرهوری آب مورد استفاده قرار گرفتهاند.
این فناوری برای کشاورزی بزرگ بسیار مهم است. زیرا دیگر لازم نیست مدیر یک مجموعه کشاورزی برای تشخیص وضعیت صدها یا هزاران هکتار، فقط به بازدیدهای زمینی متکی باشد.
—
۸-۷. پهپاد کشاورزی
پهپادها میتوانند اطلاعات بسیار جزئیتری نسبت به بسیاری از تصاویر ماهوارهای فراهم کنند. از پهپاد میتوان برای بررسی:
– تنش آبی
– تفاوت رشد درختان
– لکههای خشک مزرعه
– بیماری
– ضعف گیاه
– مشکلات آبیاری
– نشت یا اختلال سامانه آبیاری
– تغییرات پوشش گیاهی
استفاده کرد. اما پهپاد نیز نباید صرفاً به یک وسیله تصویربرداری تبدیل شود. ارزش واقعی زمانی ایجاد میشود که: تصویر → تحلیل → تشخیص مشکل → اقدام اصلاحی انجام شود.
—
۸-۸. هوش مصنوعی در مدیریت آب کشاورزی
هوش مصنوعی میتواند اطلاعات چند منبع را همزمان تحلیل کند. برای مثال: رطوبت خاک + دمای هوا + پیشبینی بارندگی + سن گیاه + نوع خاک + تصاویر ماهوارهای
میتواند برای پیشنهاد برنامه آبیاری استفاده شود. در آینده، سامانههای هوشمند میتوانند بهجای آنکه صرفاً بر اساس یک آستانه ثابت کار کنند، الگوی مصرف آب مزرعه را در طول زمان یاد بگیرند. برای مثال، سیستم میتواند تشخیص دهد که: ««این قطعه از زمین به دلیل خاک شنی، سریعتر آب از دست میدهد.»» در حالی که قطعه دیگر: ««به دلیل خاک سنگینتر، آب را مدت بیشتری نگه میدارد.»» در نتیجه ممکن است یک برنامه آبیاری واحد برای کل مزرعه مناسب نباشد.
—
۸-۹. آبیاری متغیر در نقاط مختلف مزرعه
یکی از مفاهیم مهم کشاورزی دقیق، Variable Rate Irrigation یا آبیاری با نرخ متغیر است. در این روش، همه قسمتهای مزرعه الزاماً مقدار مساوی آب دریافت نمیکنند. ممکن است اطلاعات سنسورها و ماهواره نشان دهد:
– منطقه A خشکتر است.
– منطقه B رطوبت مناسب دارد.
– منطقه C مشکل زهکشی دارد.
– منطقه D خاک شنی دارد.
در نتیجه، آب بر اساس نیاز هر منطقه توزیع میشود. این فناوری بهخصوص در مزارع بزرگ میتواند اهمیت زیادی پیدا کند.
—
۸-۱۰. تبخیر و مدیریت آب موجود در خاک
گاهی مشکل اصلی این نیست که آب کافی وارد خاک نمیشود؛ بلکه آب واردشده خیلی سریع از سطح خاک تبخیر میشود. برای کاهش این تلفات میتوان از روشهایی مانند:
– مالچ آلی
– مالچ معدنی
– بقایای گیاهی
– پوشش سطح خاک
– مدیریت علفهای هرز
– افزایش ماده آلی
– سایهاندازی مناسب
– آبیاری زیرسطحی
استفاده کرد. در باغها نیز پوشش مناسب خاک اطراف درخت میتواند در مدیریت رطوبت مؤثر باشد. البته نباید پوشش را مستقیماً به تنه درخت چسباند؛ زیرا شرایط نامناسب رطوبتی و بیماریهای مرتبط با طوقه میتواند ایجاد شود.
—
۸-۱۱. افزایش ظرفیت نگهداری آب خاک
یکی از مهمترین بخشهای مدیریت خشکسالی، خود خاک است. اگر خاک آب را مدت کوتاهی نگه دارد، بخشی از آب آبیاری سریعاً از منطقه ریشه خارج میشود. راهکارهای افزایش نگهداری آب میتواند شامل:
– افزایش ماده آلی مناسب
– کمپوست با کیفیت
– مدیریت بقایای گیاهی
– کاهش خاکورزی غیرضروری
– مالچ
– اصلاح ساختمان خاک
– استفاده صحیح از برخی مواد معدنی
– هیدروژلها و سوپرجاذبها
باشد.اما هیچکدام نباید بدون توجه به نوع خاک استفاده شوند.
—
۸-۱۲. سوپرجاذب کشاورزی و هیدروژل؛ ذخیره آب در ناحیه ریشه
در فصلهای قبلی توضیح داده شد که سوپرجاذب کشاورزی، هیدروژل کشاورزی، پلیمر جاذب آب و پلیمر نگهدارنده آب میتوانند مقدار مشخصی از آب را در ساختار خود نگه دارند. این مواد را میتوان در ادبیات تجاری با نامهایی مانند:
– پودر جاذب آب
– ژل نگهدارنده آب
– ژل ذخیره آب خاک
– مواد جاذب رطوبت خاک
– کریستال جاذب آب
– دانه جاذب آب
– سوپر جاذب آب
– جاذب آب کشاورزی
– گرانول جاذب آب
نیز مشاهده کرد. از نظر فنی، باید بین این نامهای تجاری و مشخصات واقعی محصول تفاوت قائل شد. مهمترین موضوعات برای ارزیابی یک پلیاکریلات کشاورزی عبارتاند از:
– میزان جذب آب
– میزان جذب در آب آبیاری واقعی
– رفتار در خاک
– اثر شوری
– رفتار در چرخههای تر و خشک
– اندازه ذرات
– سرعت جذب
– سرعت آزادسازی آب
– پایداری
– سازگاری با گیاه
– هزینه مصرف
بنابراین عبارت: «جذب ۱۵۰ برابر وزن خود» بهتنهایی برای تصمیم کشاورزی کافی نیست. ممکن است یک پلیمر در آب آزمایشگاهی مقدار زیادی آب جذب کند، اما در آب شور و داخل خاک عملکرد متفاوتی داشته باشد.
—
۸-۱۳. ترکیب هیدروژل با آبیاری زیرسطحی
یکی از جذابترین رویکردهای پژوهشی و عملی، ترکیب فناوریهاست. برای مثال: آبیاری زیرسطحی + پلیمر جاذب آب + سنسور رطوبت خاک در این مدل:
1. آبیاری زیرسطحی آب را به ناحیه ریشه نزدیک میکند.
2. هیدروژل یا سوپرجاذب بخشی از آب را در محیط ریشه نگه میدارد.
3. سنسور رطوبت وضعیت خاک را اندازهگیری میکند.
4. سیستم کنترل، زمان آبیاری بعدی را تعیین میکند.
در چنین سیستمی هدف این نیست که «دیگر آبیاری انجام نشود». هدف واقعی این است: «آب کمتر هدر برود و بخش بیشتری از آب مصرفشده در زمان مناسب در اختیار ریشه قرار گیرد.» پژوهشهای جدید نیز بررسی ترکیب سوپرجاذبها با روشهایی مانند مالچ و آبیاری کمآب را بهعنوان حوزهای دارای پتانسیل مطرح کردهاند، هرچند هنوز برای تعیین فرمول، مقدار مصرف و شرایط بهینه، آزمایشهای میدانی بیشتری لازم است.
—
۸-۱۴. آبیاری با کمبود کنترلشده
در برخی محصولات، کشاورز میتواند در مراحل خاصی از رشد، مقدار آب را کمتر از نیاز حداکثری گیاه تعیین کند. این روش را میتوان آبیاری کمبود کنترلشده نامید.اما این روش با «کمآبی دادن تصادفی» تفاوت اساسی دارد. باید مشخص شود:
– چه محصولی؟
– چه مرحلهای از رشد؟
– چه مقدار کاهش آب؟
– خاک چه نوعی دارد؟
– دما چقدر است؟
– آب شور است یا شیرین؟
– هدف حفظ عملکرد است یا صرفهجویی اقتصادی؟
اگر کمآبی کنترل نشده باشد، ممکن است کاهش محصول بیشتر از ارزش آب صرفهجوییشده باشد.
—
۸-۱۵. انتخاب گیاه و رقم مناسب
گاهی بهترین راه کاهش مصرف آب، تغییر روش آبیاری نیست؛ بلکه انتخاب گیاه مناسبتر است. برای مناطق خشک ممکن است انتخاب ارقامی با:
– مقاومت بیشتر به خشکی
– تحمل بیشتر به شوری
– سیستم ریشه مناسب
– دوره رشد مناسب
– نیاز آبی کمتر
مهمتر از خرید تجهیزات گرانقیمت باشد. به همین دلیل، مدیریت آب باید با مدیریت انتخاب محصول ترکیب شود.
—
۸-۱۶. گلخانه و کشاورزی کنترلشده
گلخانهها و سیستمهای کشاورزی کنترلشده میتوانند امکان کنترل دقیقتر:
– آبیاری
– تغذیه
– دما
– رطوبت
– تابش
– محیط ریشه
را فراهم کنند. در سیستمهایی مانند هیدروپونیک نیز آب و عناصر غذایی میتوانند در یک چرخه کنترلشده حرکت کنند. اما این فناوریها الزاماً برای همه محصولات و همه مناطق اقتصادی نیستند. هزینه:
– سازه
– انرژی
– سرمایش
– گرمایش
– تجهیزات
– کنترل
– نیروی انسانی
باید با ارزش محصول مقایسه شود. بنابراین «کمآبی» بهتنهایی دلیل کافی برای احداث گلخانه نیست.
—
۸-۱۷. استفاده از فاضلاب تصفیهشده
یکی دیگر از مسیرهای مهم، افزایش منابع آب قابل استفاده است. فاضلاب تصفیهشده میتواند پس از تصفیه مناسب در برخی کاربردهای کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد. فائو منابع آب غیرمتعارف را شامل فاضلاب، آب زهکش کشاورزی، آب شور و آب حاصل از نمکزدایی میداند. این منابع میتوانند امنیت آب را افزایش دهند، اما نیازمند کنترل شوری، عوامل بیماریزا، آلایندههای شیمیایی و سایر خطرات هستند.
بنابراین: فاضلاب خام ≠ آب آبیاری و استفاده مستقیم از فاضلاب تصفیهنشده برای محصولات کشاورزی میتواند خطرات جدی داشته باشد. استفاده ایمن نیازمند تصفیه و مدیریت مناسب است.
—
۸-۱۸. نمکزدایی آب برای کشاورزی
در مناطقی مانند کشورهای خشک ساحلی، نمکزدایی میتواند بخشی از راهکار تأمین آب باشد. فناوریهایی مانند اسمز معکوس در سالهای اخیر توسعه یافتهاند. اما یک مشکل اساسی وجود دارد:نمکزدایی آب انرژی و سرمایه میخواهد. بنابراین استفاده از آب شیرینشده برای کشاورزی معمولاً زمانی جذابتر است که:
– ارزش محصول بالا باشد
– انرژی قابل تأمین باشد
– آب شیرین طبیعی محدود باشد
– فناوری تصفیه مناسب باشد
– مدیریت پساب شور یا آبنمک نیز حل شده باشد.
فائو در گزارش سال ۲۰۲۵ درباره نمکزدایی برای کشاورزی، پیشرفتهایی مانند بهبود فناوری اسمز معکوس و بهرهوری انرژی را مطرح کرده، اما همچنان هزینه، شیمی آب، مصرف انرژی و مدیریت آبنمک را از چالشهای اصلی میداند.
—
۸-۱۹. جمعآوری آب باران
در مناطق خشک، بارش ممکن است کم باشد اما در بعضی دورهها بارشهای شدید اتفاق بیفتد. اگر آب باران بدون مدیریت از زمین خارج شود، بخشی از یک منبع ارزشمند از دست میرود. راهکارهایی مانند:
– آبگیر
– استخر ذخیره
– بند خاکی
– تراسبندی
– آبخیزداری
– جمعآوری رواناب
– ذخیره آب پشتبام
– هدایت رواناب به محدوده ریشه
میتوانند در شرایط مناسب مفید باشند. هدف این نیست که فقط «آب بیشتری جمع شود»؛ بلکه باید بررسی شود که آیا: آب جمعآوریشده در زمان مناسب و با هزینه قابل قبول در اختیار گیاه قرار میگیرد یا خیر.
—
۸-۲۰. مدیریت آب زیرزمینی
در بسیاری از مناطق خشک، مشکل فقط کمبود بارندگی نیست؛ بلکه برداشت آب زیرزمینی بیش از میزان تغذیه طبیعی است. بنابراین حتی اگر کشاورز آبیاری خود را بهینه کند، در صورت ادامه برداشت بیش از ظرفیت آبخوان، بحران میتواند ادامه پیدا کند. راهکارهای مهم عبارتاند از:
– اندازهگیری برداشت
– کنترل چاهها
– تغذیه مصنوعی آبخوان در شرایط مناسب
– کاهش برداشت
– استفاده از آبهای غیرمتعارف
– تغییر الگوی کشت
– افزایش بهرهوری آب
– جلوگیری از توسعه بیبرنامه سطح زیرکشت
—
۸-۲۱. مدیریت شوری؛ بخش فراموششده کاهش مصرف آب
یک کشاورز ممکن است آب را کاهش دهد، اما اگر نمک در خاک تجمع پیدا کند، در نهایت عملکرد محصول کاهش مییابد. بنابراین: کاهش آب ≠ حذف نیاز به مدیریت شوری در زمینهای شور باید مواردی مانند:
– EC آب
– EC خاک
– زهکشی
– نوع نمک
– SAR
– نیاز گیاه
– کیفیت آب
– مقدار آب آبشویی
– روش آبیاری
بررسی شود. آبیاری زیرسطحی، سوپرجاذب، هیدروژل، گچ کشاورزی یا زئولیت هیچکدام را نباید بهعنوان «نمکزدای قطعی خاک» معرفی کرد. هرکدام نقش متفاوتی دارند.
—
۸-۲۲. نقش زئولیت و مواد معدنی در مدیریت آب خاک
مواد معدنی مانند زئولیت میتوانند در برخی خاکها بر ویژگیهای:
– نگهداری آب
– تبادل یونی
– نگهداری برخی عناصر غذایی
– ساختمان خاک
اثر بگذارند. اما عملکرد آنها به نوع زئولیت، اندازه ذرات، مقدار مصرف و نوع خاک بستگی دارد. بنابراین زئولیت، پرلیت، گچ و پلیاکریلات را نباید بدون آزمایش با یکدیگر یکسان فرض کرد. هر ماده باید بر اساس کارکرد مشخص خود ارزیابی شود.
—
۸-۲۳. ترکیب چند فناوری؛ آینده مدیریت آب کشاورزی
بهترین سیستم لزوماً گرانترین سیستم نیست. یک سیستم موفق میتواند چنین ساختاری داشته باشد:
سطح اول ـ منبع آب
– چاه
– آب سطحی
– آب باران
– آب تصفیهشده
– آب شیرینشده
سطح دوم ـ انتقال
– لولهکشی مناسب
– کاهش نشتی
– کنترل فشار
سطح سوم ـ آبیاری
– قطرهای
– زیرسطحی
– بارانی
– آبیاری دقیق
سطح چهارم ـ خاک
– ماده آلی
– مالچ
– مدیریت ساختمان خاک
– مواد نگهدارنده رطوبت خاک
– در شرایط مناسب سوپرجاذب
سطح پنجم ـ ریشه
– قرارگیری صحیح آب و مواد در ناحیه ریشه
– جلوگیری از تنش شدید
– کنترل شوری
سطح ششم ـ پایش
– سنسور رطوبت خاک
– سنسور EC
– ایستگاه هواشناسی
– تصاویر ماهوارهای
– پهپاد
سطح هفتم ـ تصمیمگیری
– نرمافزار
– کشاورزی دقیق
– الگوریتم
– هوش مصنوعی
این همان چیزی است که میتوان آن را:
«مدیریت یکپارچه آب، خاک و ریشه»
نامید.
—
۸-۲۴. کدام فناوری برای کدام شرایط مناسبتر است؟
مشکل| فناوری یا راهکار مناسب تبخیر زیاد از سطح خاک| مالچ، پوشش خاک، آبیاری زیرسطحی
آبیاری بیش از نیاز| سنسور رطوبت و برنامهریزی آبیاری
توزیع نامناسب آب| اصلاح شبکه و کنترل فشار
خاک شنی و کمظرفیت| افزایش ماده آلی، مدیریت دفعات آبیاری، بررسی سوپرجاذب
کمبود آب در ناحیه ریشه| آبیاری دقیق، زیرسطحی، مدیریت رطوبت خاک
شوری آب| انتخاب گیاه، مدیریت EC، زهکشی، اختلاط آب و مدیریت آبشویی
مزرعه بزرگ| سنجش از دور، ماهواره، کشاورزی دقیق
اختلاف زیاد بین قسمتهای مزرعه| آبیاری متغیر و نقشهبرداری
کمبود شدید منابع آب| تغییر محصول، کاهش برداشت، منابع آب غیرمتعارف
فاضلاب شهری در دسترس| تصفیه و استفاده کنترلشده
آب شور دریا| نمکزدایی در صورت توجیه اقتصادی
بارشهای کوتاه و شدید| آبخیزداری و ذخیره آب باران
خاک با ظرفیت نگهداری آب پایین| اصلاح خاک و بررسی مواد نگهدارنده رطوبت
باغ کمآب| ترکیب آبیاری دقیق، مالچ، پایش رطوبت و مدیریت ریشه
—
۸-۲۵. بهترین روش کاهش مصرف آب کشاورزی چیست؟
پاسخ علمی این است:یک روش واحد که برای تمام زمینها بهترین باشد وجود ندارد. برای یک باغ ممکن است اصلاح آبیاری و استفاده از سنسور بیشترین اثر را داشته باشد. برای مزرعهای دیگر، تغییر روش آبیاری اهمیت بیشتری داشته باشد. برای زمین شنی، مدیریت ظرفیت نگهداری آب اهمیت زیادی پیدا کند. برای زمین شور، کیفیت آب و زهکشی ممکن است مهمتر از مقدار آب باشد. برای مزرعه بزرگ، سنجش از دور و آبیاری دقیق میتواند بسیار ارزشمند باشد. و برای بعضی زمینها، ترکیب: آبیاری زیرسطحی + سنسور رطوبت + مالچ + اصلاح خاک + سوپرجاذب کشاورزی میتواند ارزش بررسی داشته باشد.
—
۸-۲۶. آیا سوپرجاذب میتواند جایگزین آبیاری شود؟
خیر. این یکی از مهمترین نکات این دانشنامه است. سوپرجاذب کشاورزی: منبع آب نیست. این ماده فقط میتواند بخشی از آب موجود را در ساختار خود نگه دارد و در شرایط مناسب به مدیریت رطوبت ناحیه ریشه کمک کند. بنابراین تبلیغاتی مانند: ««با یکبار مصرف سوپرجاذب دیگر نیازی به آبیاری نیست»» از نظر علمی قابل قبول نیست. همچنین: ««یک کیلو پلیاکریلات ۱۵۰ لیتر آب به گیاه میدهد»» نیز بیان دقیقی نیست. عدد جذب آزمایشگاهی با مقدار آبی که گیاه واقعاً میتواند از خاک و پلیمر دریافت کند، یکسان نیست.
—
۸-۲۷. آیا هیدروژل کشاورزی برای همه خاکها مناسب است؟
خیر. عملکرد هیدروژل به عوامل متعددی وابسته است:
– بافت خاک
– شوری
– یونهای موجود در آب
– مقدار مصرف
– نوع پلیمر
– اندازه ذرات
– روش اختلاط
– محل قرارگیری
– گیاه
– دما
– چرخههای خشک و مرطوب
به همین دلیل، انتخاب بهترین سوپرجاذب کشاورزی بدون شناخت خاک و آب امکانپذیر نیست. بهترین محصول برای یک زمین ممکن است برای زمین دیگری انتخاب مناسبی نباشد.
—
۸-۲۸. مدل پیشنهادی برای یک باغ در منطقه خشک
فرض کنیم باغی در منطقهای خشک قرار دارد. به جای اینکه فقط یک محصول خریداری شود، میتوان سیستم را مرحلهبهمرحله بررسی کرد:
مرحله اول
آزمایش آب:
– EC
– pH
– SAR
– TDS
مرحله دوم
آزمایش خاک:
– بافت
– EC
– pH
– ماده آلی
– وضعیت زهکشی
مرحله سوم
بررسی آبیاری:
– دبی قطرهچکان
– فشار
– یکنواختی
– زمان آبیاری
مرحله چهارم
پایش رطوبت:
استفاده از سنسور رطوبت خاک در عمق مناسب ناحیه ریشه.
مرحله پنجم
کاهش تبخیر:
استفاده صحیح از مالچ یا پوشش خاک.
مرحله ششم
در صورت نیاز:
آزمایش سوپرجاذب کشاورزی یا هیدروژل در یک بخش کوچک.
مرحله هفتم
مقایسه:
بخش آزمایشی با بخش شاهد مقایسه شود.
معیارها:
– مقدار آب مصرفی
– رشد
– عملکرد
– وضعیت برگ
– تنش خشکی
– EC خاک
– هزینه
– مقدار محصول
باشد. این روش بسیار قابل اعتمادتر از خرید یک محصول و انتظار برای یک «درصد ثابت صرفهجویی آب» است.
—
۸-۲۹. اشتباهات رایج در استفاده از فناوریهای کاهش مصرف آب
اشتباه اول: کاهش شدید آبیاری
کم کردن آب بدون بررسی نیاز گیاه میتواند باعث افت محصول شود.
اشتباه دوم: اعتماد به عدد جذب آزمایشگاهی
جذب ۱۰۰ یا ۱۵۰ برابر در آب خالص، عملکرد واقعی در خاک شور را نشان نمیدهد.
اشتباه سوم: بیتوجهی به شوری
ممکن است حجم آب کاهش پیدا کند اما شوری خاک افزایش یابد.
اشتباه چهارم: خرید سنسور بدون کالیبراسیون
سنسور ارزان اما بد نصبشده میتواند تصمیم اشتباه تولید کند.
اشتباه پنجم: تصور اینکه قطرهای همیشه کافی است
قطرهای ابزار توزیع آب است؛ برنامهریزی صحیح آبیاری نیز لازم است.
اشتباه ششم: استفاده از آب فاضلاب خام
فاضلاب تصفیهنشده را نباید بدون کنترل و تصفیه مناسب وارد زنجیره تولید کشاورزی کرد.
اشتباه هفتم: تصور اینکه نمکزدایی همیشه اقتصادی است
هزینه انرژی و مدیریت آبنمک باید محاسبه شود.
اشتباه هشتم: استفاده از فناوری بدون محاسبه اقتصادی
ممکن است فناوری از نظر فنی موفق باشد ولی هزینه آن بیشتر از ارزش آب و افزایش محصول باشد