مروری بر آبیاری کوزه ای به کمک لوله های سفالی

به کار گیری روشهای مدرن آبیاری یکی از راههای استفاده بهینه از منابع آب است و با توجه به اینکه اکثر آب مورد استفاده در ایران در زمینه کشاورزی است مدیریت صحیح در این زمینه بسیار اهمیت دارد .

---

به کار گیری روشهای مدرن آبیاری یکی از راههای استفاده بهینه از منابع آب است و با توجه به اینکه اکثر آب مورد استفاده در ایران در زمینه کشاورزی است مدیریت صحیح در این زمینه بسیار اهمیت دارد .
افزایش کارایی مصرف آب با برنامه ریزی صحیح و استفاده از روش های مناسب آبیاری دو راهکار جهت استفاده بهینه از آب است. روش آبیاری زیر سطحی در ایران در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته و تحقیقاتی در این زمینه انجام شده است
انتخاب روش آبیاری صحیح در هر اقلیم ، یک هنر است. روش های سنتی آبیاری، همراه با نوآوری های جدید، هنوز هم می توانند پر کاربرد و مفید باشند . یکی ازاین روشهای سنتی و سودمند آبیاری کوزه ای است
در این روش گودالی را در زمین حفر می کنند و کوزه بزرگی را در آن قرار می دهند سپس اطراف کوزه را با مخلوطی از خاک و کود حیوانی پر می کردند و بعد بذر را در اطراف آن می کارند.
این روش سنتی آبیاری تقریبا از پنجاه سال پیش به دلیل اینکه کارگذاری و پر کردن کوزه های سفالی به نیروی کار زیادی نیاز داشت، و شخم زدن با ماشین آلات را دشوار می کرد منسوخ شده است .
با آبیاری کوزه ای حتی می توان از آبهایی که میزان شوری آنها بیش از حد معمول است، در کشاورزی استفاده کرد. این سیستم بسیار کم مصرف است و خاصیت \"خود تنظیمی\" دارد و از هدر رفتن آب گرانبها جلوگیری می کند. امروزه مزایای آبیاری کوزه ای در سطح جهانی باز شناخته شده و عده ای تلاش میکنند که آن را به اصطلاح مدرنیزه کنند.
واقعیت این است که ایران در منطقه ای نیمه خشک و حتی خشک واقع شده و مردمان این سرزمین از عهد باستان با مشکل کمبود آب در بسیاری از نقاط ایران رودررو بوده اند. اما برخی از کارشناسان می گویند که بخش کشاورزی ایران می تواند چند برابر نفت درآمد داشته باشد و دلیلی که برای مدعای خود می آورند این است که ایران به خاطر اقلیم ویژه که دارد می تواند در هر چهار فصل در مناطقی از این سرزمین پهناور محصولات متنوع کشاورزی تولید کند. حتی اگر این ادعا را هم بپذیریم، مشکل بزرگ در راه تحقق آن تامین آب شیرین است کیمیایی که همیشه بر سر آن جنگ و دعوا بوده است. منابع آب تجدید پذیر در کشور ما قابل افزایش نیست و گاهی هم خشکسالی های ویرانگر داریم. با این همه ، گرچه منابع آب کشورمان محدود است، اما با استفاده از همین منابع و جلوگیری از به هدر رفتن آب می توانیم بر میزان تولیدات کشاورز بیافزاییم. در واقع مشکل اصلی در نادرست بودن شیوه آبیاری ماست به طوری که تنها بخشی از منابع آب نصیب گیاهان می شود و بخش بزرگتر به هدر می رود .
آبیاری زیر سطحی
روش دیگر برای استفاده بهینه از آب \"آبیاری زیر سطحی\" است. در این روش ، شبکه ای از لوله های لاستیکی استفاده می شود که در عمق حدود ۳۰تا ۴۰سانتی متری زمین کار گذاشته می شوند. اگر این کار به درستی صورت بگیرد ، سطح خاک خشک می ماند و کل آب به مصرف رشد گیاه می رسد. در روش زیر سطحی امکان استفاده از ماشین آلات سنگین کشاورزی وجود دارد اما چند مشکل عمده راه را بر استفاده از این روش تنگ کرده اند:
یکی اینکه گیاه به تدریج به درون قطره چکانها و یا منافذ لوله های متخلخل ریشه می دواند، و سرانجام لوله ها به طور کامل مسدود می شوند. مشکل سوم این است که برخی لوله های متخلخل همچون لوله های لاستیکی ، از مواد بازیافتی مانند تایر اتومبیل درست می شوند که حاوی مقداری کاد میم است. کاد میم هم یک عنصر فلزی سنگین است که خاک و غذا را آلوده و مسموم می کند. یک مشکل دیگر توزیع نا همگون آب از منافذ این لوله ها است : منافذ به طور یکنواخت باز نمی شوند ، در نتیجه آب در بعضی قسمتها تلف می شود و رطوبت ان به سطح خاک می رسد و سطح خاک شوره می بندد . همچنین ریشه گیاهان می توانند به داخل منافذ بزرگتر نفوذ و رشد کنند .
و دیگر اینکه هزینه استفاده از این روش بسیار زیاد است. در این روش برای آبیاری محصولات عمده زراعی باید بین هر دو خط لوله کشی۷۰ سانتی متر فاصله باشد. در نتیجه برای تجهیز هر هکتار زمین به حدود ۱۴کیلومتر لوله نیاز است.
توزیع رطوبت در بهترین حالت ، در منطقه ریشه گیاه در روش آبیاری زیر سطحی است . در این حالت سطح خاک خشک می ماند و نشت تدریجی آب از لوله متخلخل به گونه ای صورت می گیرد که تلفات به سمت عمق وجود نداشته باشد .
آبیاری کوزه ای
در مورد آبیاری کوزه ای قبلا هم اشاراتی داشتیم ، و اکنون اضافه می کنیم که تراوش آب از جداره کوزه های سفالی کاربردهای مختلفی را سبب شده است. مهمترین این کاربردها نگهداری و خنک کردن آب است . آبی که از جداره کوزه تراوش می کند ، بر اثر مکش مولکولی هوا به بخار تبدیل می گردد و به ازای هر میلی لیتر ، ۵۳۰کالری انرژی به صورت گرما از جداره کوزه خارج می شود. این فرایند آب داخل کوزه را خنک می کند .
کاربرد دیگر کوزه ، تصفیه فیزیکی آب در مناطقی است که در تهیه آب آشامیدنی مشکل دارند. در این مناطق ، آب را پس از ته نشین شدن مواد معلق آن ، درون کوزه ای می ریزند.
به تدریج آب زلالی از جداره کوزه تراوش می کند و در ظرفی که زیر کوزه قرار دارد ذخیره می شود .
کاربرد مهمتر کوزه در آبیاری بوده است. ساده تر ین مثال برای این روش آبیاری کوزه های سبزی هستند که در مراسم نوروز مورد استفاده قرار می گیرند .
جداره کوزه سفالی ، بر خلاف جداره لوله های متخلخل لاستیکی ، دارای خصوصیاتی است که آن را با خاک هماهنگ می کند. بنابراین هدایت هیدرولیکی میان جداره کوزه و خاک قطع نمی شود و نوعی اثر متقابل میان آنها به وجود می آید که می توان آن را خاصیت\" خود تنظیمی\" نامید. تنظیم خود کار میزان آب دهی به خاک فقط در روش های پیشرفته و پر هزینه آبیاری که مجهز به ساز و کار های کنترل و هدایت خودکار مصنوعی هستند وجود دارد(برای مثال تانسیومتری را در خاک قرار داده و هر وقت پتانسیل آن کمتر از حد تعریف شده برای دستگاه شد آبیاری شروع می شود و به مجرد اینکه پتانسیل خاک به حد مطلوب که برای دستگاه تعریف می شود رسید دستگاه آبیاری به طور اتوماتیک قطع می شود.) و حال آنکه کوزه قدیمی خودمان هم همین کار را انجام می دهد. پس از کارگذاری کوزه در خاک ، جداره کوزه تحت تاثیر مکش خاک خشک ، آب بیشتری به خاک می دهد. اما یکی دو روز بعد که خاک اطراف کوزه به حد کافی مرطوب شد، آب دهی کوزه به خاک کاهش می یابد. سپس با رشد گیاهان در منطقه مرطوب اطراف کوزه و کاهش رطوبت خاک، کوزه آب دهی خود را از سر می گیرد این ساز و کار از نفوذ آب به اعماق بیشتر ممانعت می کند و سطح خاک نیز چندان خیس نمی شود . در نتیجه کارایی آب (یعنی وزن محصول تولیدی به کیلو گرم به ازای هر متر مکعب آب مصرف شده ) به حداکثر ممکن می رسد .
در حال حاضر سیستم های سفالی مختلفی ابداع شده اند که یا به صورت تحت فشار (با استفاده از پمپ آب ) یا به صورت ثقلی (با استفاده از فشار اندک ناشی از اختلاف سطح)کار می کنند. این روش ها را \"کپسول سفالی\" می نامند و وجه مشترک میان آنها این است که قطعات سفالی با استفاده ا لوله های رابط به یکدیگر متصل می شوند . دو مشکل عمده در استفاده از این روش ها وجود دارد که یکی هزینه زیاد و دیگری قرار گرفتن قطعات آنها در سطح یا عمق کم خاک است که مانع استفاده از ماشین آلات برای انجام عملیات کاشت ، داشت و برداشت می شود.
آبیاری به روش زیر سطحی با لوله های سفالی
به دلیل اشکالات نامبرده در آبیاری کوزه ای کشاورزان در استفاده از این روش محرومند. به این دلیل از روش زیر سطحی استفاده می شود.
این روش که ترکیبی از روشهای کوزه ای و زیر سطحی است مبتنی بر استفاده از لوله هایی است که به روش زیر سطحی در عمق خاک کاشته می شوند اما جنس آنها به جای لاستیک سفال است و از ساز و کار اختلاف سطح برای هدایت آب در آنها استفاده می شود.
سفال در خاک تجزیه نمی شود و خاک را آلوده نمی کند. نمونه هایی از لوله های سفالی غیر متخلخل که از آنها برای انتقال آب استفاده می شده در خرابه های باستانی کشور سوریه یافت شده که با آنکه بیش از پنج هزار سال از عمر آنها می گذرد هنوز هم سالم باقی مانده اند، از آن جالبتر شبکه انتقال آب با لوله های سفالی است که در حفریات باستان شناختی \"شهر سوخته\" در سیستان و بلوچستان یافت شده است.
لوله های سفالی که پس از سالها تحقیق و آزمایش تولید شده خاصیت آب دهی و مقاومت زیادی دارند این لوله ها با طول حدود ۳۳و قطر خارجی ۲تا ۳سانتی متر تولید و با اتصالاتی از جنس مواد پلاستیکی به هم متصل می شوند. بدین ترتیب خطوط لوله متخلخل و انعطاف پذیری به وجود می آید که به صورت یک شبکه زیر سطحی در عمق مناسب خاک نصب می شوند (بسته به اینکه کشت زراعی ،باغی ،بوته کاری یا فضای سبز باشد، عمق کار گذاری لوله ها کار می کند.
آب با فشار کمی که از اختلاف سطح زمین و عمق کار گذاری لوله ها ناشی می شود ، در لوله ها جریان می یابد و به تدریج به خاک نشت می کند. مکش خاک خشک به بیرون آمدن آب از لوله های سفالی کمک می کند . با مرطوب شدن خاک اطراف لوله ها مکش و آب دهی به خاک کاهش می یابد. این همان فرآیندی است که پیشتر با اصطلاح \"خود تنظیمی\" از آن یاد کردیم. استفاده از سفال مزایای دیگری نیز نسبت به لوله های لاستیکی دارد. یکی اینکه هزینه تولید آن بسیار کمتر از لوله های لاستیکی است دیگر اینکه آب دهی لوله های سفالی بر خلاف لوله های لاستیکی یکنواخت است. این مزیت مانع اتلاف آب در اعماق بیشتر یا خیس شدن سطح خاک می شود یعنی تبخیر سطحی حذف می شود و از آب بدون تجمع نمک در سطح خاک و شوره بستن حداکثر استفاده می شود.
مزیت دیگر این است که خاک و انرژی مورد نیاز برای تولید لوله های سفالی در کشور نامحدود است و همین مزیت سبب می شود که هزینه تولید این لوله ها نسبت به لوله های لاستیکی و پلی اتیلن به یک چهارم تقلیل می یابد.
دکتر باستانی بررسی میزان عملی بودن نظریه خود از سال ۱۳۷۰به بررسی عملکرد روش آبیاری زیر سطحی در منطقه ای واقع در کرج پرداخت . این روش آبیاری با لوله های سفالی جمعاِ در ۲۰قطعه مورد آزمایش قرار گرفت. به تدریج بخشی از تحقیقات نیز در زمینه بازدهی کود شیمیایی و استفاده از آب شور در آبیاری درختان پسته توسط دو تن از همکاران او به اجرا در آمد که به صورت دانشنامه دکتری از سوی آنان ارائه شد. دکتر باستانی برای مقایسه بازده روش های مختلف آبیاری یکی از قطعات تحقیقاتی را چهار قسمت نمود و در هر چهار قطعه ذرت دانه ای کاشت اما در یکی از قطعات از روش آبیاری شیاری، در دومی از روش آبیاری بارانی ، در سومی از روش آبیاری قطره ای و در چهارمی از روش آبیاری زیر سطحی ابداعی خود استفاده کرد.
جدول زیر نتایج مقایسه ای روش های مختلف آبیاری در چهار مزرعه ذرت دانه ای را نشان می دهد:

روش آبیاری	عملکرد (تن در هکتار)	آب مصرفی(متر مکعب در هکتار)	کارایی آب مصرفی (کیلوگرم دانه به ازای  متر مکعب)
بارانی (میکرو)	6.1	12380	5.
شیاری	10.4	9440	1.1
قطره ای	7.8	7066	1.1
زیر سطحی	11.1	4360	2.53

داده های جدول نشان می دهند که نسبت کارایی آب در\" روش زیر سطحی با لوله های سفالی\" در مقایسه با آبیاری شیاری ۳.۲برابر است. به علاوه در قطعات آزمایشی آبیاری شیاری بازده بسیار خوبی داشته در حالی که در زمین های کشاورزی بازده واقعی نیمی از این مقدار است در نتیجه نسبت کارایی آب در تولید محصول به روش زیر سطحی در عمل به حدود ۴برابر میرسد. در آزمایش های انجام شده معلوم شد که عملیات شخم یا رفت و آمد ماشین آلات بسیار سنگین هیچ صدمه ای به این شبکه لوله کشی وارد نمی سازد.