به منظور طراحی سیستم آبیاری منظم و دقیق لازم است ابتدا منطقه جغرافیایی خود را از لحاظ رطوبت هوا و شرایط بارندگی بشناسیم .
آبیاری در گلخانه ها دارای اهمیت بسیاری است . در آنجا شرایط ویژه ای حاکم می باشد ، املاح موجود داخل آب به مرور زمان موجب مسدود شدن لوله ها شده و یا در اثر پوسیدگی بعضی از نقاط ، سوراخهایی در لوله های آب ایجاد می شود که ضمن تلف شدن مقدار زیادی آب چنانچه این پوسیدگیها نزدیک بستر نباتات باشند گیاهان را از بین خواهند برد . لذا لوله های آبیا ری باید هر چند مدت یکبار دقیقًا بررسی شده در صورتی که نواقصی مشاهده شد بلافاصله مرتفع گردد .. ضد عفونی لوله های آبیاری با محلولهای شیمیایی یکی دیگر از مسایل مهمی است که در هر نوع سیستم آبیاری باید صورت پذیرد .
متدهای مختلف آبیاری در گلخانه
در سالهای اخیر روشهای آبیاری تغییرات بسیار نموده و آبیاری مجموعه ای از گیاهان در یک مرحله نسبت به آبیاری تک تک آنها به طور جداگانه متداول گردیده است بزرگترین مزیت سیستمهای مدرن آبیاری در مقایسه با آبیاری دستی کارآیی فوق العاده، بخش یکنواخت آب و هزینه کم آنها از نظر نیروی انسانی میباشد .
آبیاری سقفی شامل یک خط لوله انتقال آب است که سرتا سر سالن کشیده می شود و رایزرها و نازل هایی در سقف یا کف سالن نصب شده اند و در ارتفاعی بالاتر از گیاهان قرار می گیرند و آب را بر روی گیاهان اسپری می کنند که معمولاً ارتفاع ۶۰ سانتی متری برای گل هایی که آپارتمانی هستند و ۱۸۰ سانتی متری برای گل های دیگر استفاده می گردد.
در روش آبیاری سقفی نازل الگوی چرخش ۳۶۰ درجه ای را انجام می دهد تا سطح آبیاری به صورت یکنواخت انجام گیرد
مزایای استفاده از روش سقفی در سیستم آبیاری گلخانه عبارت است از :
کاهش تبخیر و تعرق از سطح گیاه
آبیاری گلخانه مه پاش
روش آبیاری گلخانه ای مه پاش در گلخانه تولید گیاهان قلمه ای و نشاء کاربرد دارد. در این روش آب به صورت قطرات بسیار ریز و به صورت متناوب بر روی محیط کشت پخش می شوند و موجب کاهش درجه حرارت شده و رطوبت نسبی مورد نیاز قلمه ها و نشاء را تامین می کند.
آبیاری حصیری گلخانه
در آبیاری حصیری یک وسیله ی ثابت برای گلدان ها موجود است. یک زیر حصیری با لوله های آبرسانی قطره ای T شکل رطوبت ثابتی را ایجاد می کنند.
زمانی که گلدان بر روی حصیر مخصوص آبیاری باشد رطوبت از حصیر بالا آمده و از طریق سوراخ های زه کشی شده وارد خاک گلدان می گردد و گلدان به جذب رطوبت ادامه می دهد تا جایی که به طور کامل مرطوب شود. زمانی که سطح بالایی خاک به دلیل تبخیر رطوبت از دست می دهد دوباره خاک گلدان شروع به جذب رطوبت حصیر می کند.
سیستم آبیاری هوشمند گلخانه
یکی از راهکار های کارآمد در کشت محصولات گلخانه ای اجرای سیستم هوشمند آبیاری در گلخانه ها است. سیستم آبیاری هوشمند در گلخانه در بهینه شدن یا هدر رفتن آب و انرژی تاثیر مستقیم دارد.
از مزایای سیستم هوشمند آبیاری استفاده از آن در پروژه های تحقیقاتی و پژوهشی است. از آنجایی که اطلاعات و زمان بندی های آبیاری ثبت و درج می گردد، بعداز انجام فرایند آبیاری می توان یک گزارش کامل از جزئیات روند آبیاری تهیه نمود.
شاید در ابتدا کار، هزینه های مربوط به مکانیزه کردن سیستم آبیاری و نصب سنسور ها و عملگر های هوشمند بالا به نظر برسد، اما در دراز مدت و با توجه به امکان ارتقاء گلخانه، روشی کاملاً اقتصادی و به صرفه است. چراکه در بکار گیری نیروی انسانی، مصرف آب، زمان و غیره صرفه جویی می شود و از بسیاری از هزینه های آتی جلوگیری می گردد.
اساس کار اجرای سیستم آبیاری هوشمند در گلخانه ها مشخص نمودن شرایط اقلیمی، شناسایی رطوبت هوا و خاک، شناسایی اطلاعات خاک و کشت مورد نظر (شوری، اسیدی)، میزان نیاز گیاه به آب و مواد مغذی و میزان آب در منبع است.
آبیاری گلخانه سنتی، دستی یا سطحی
آبیاری دستی (Hand Watering) سنتی ترین نوع آبیاری است که امروزه به دلیل غیر اقتصادی بودن مورد استفاده قرار نمی گیرد. روش آبیاری سطحی در تولید محصولات صیفی کمتر استفاده می شود. مکانیزم این روش به این صورت است که آب به وسیله یک جوب به گلخانه هدایت می شود. روش آبیاری سطحی دارای انواع کرتی، جوی، پشته ای و نواری است. در سیستم آبیاری کرتی از کرت های قلمه که روی آن ها آب به جریان در می آید و هیچ کنترلی در آن صورت نمی گیرد استفاده می شود. اما در روش جوی و پشته ای که مخصوص گیاهان صیفی است از جوی های فاروی در طول گلخانه و هدایت آب به فاروها به صورت نشتی استفاده می گردد. کسانی که کار گلخانه ای انجام می دهند به هیچ عنوان از این روش استفاده نمی کنند مگر در حالت خیلی خاص که بستگی به نوع گیاه با نیاز آبی ویژه باشد و یا در منطقه جغرافیایی خیلی خشک و متفاوت وجود داشته باشد. این روش بسیار هزینه بر است و مقدار آبدهی گیاهان یکنواخت نبوده و همچنین وقت گیر و خسته کننده است. به طور کلی اگر از این روش به عنوان روش آبیاری استفاده شود؛ باید از شیر فشار شکن در انتهای شلنگ به عنوان کم کردن فشار آب خروجی استفاده شود تا از شسته شدن و از بین رفتن ترکیب خاک جلوگیری گردد.
آبیاری گلخانه زیر سطحی یا نشتی یا تراوا
در آبیاری تراوا از لوله های متخلخل اسفنجی آب، کود، سم و مواد مغذی در فضای مرطوب که به صورت مستقیم به ریشه رسانده می شود، استفاده می گردد. این روش مانند آبیاری قطره ای است با این تفاوت که به صورت زیر زمینی و نشتی انجام می گیرد. مزیت های روش آبیاری تراوا عبارت است از:
جلوگیری از رشد علف های هرز
عدم نیاز به مسطح کردن زمین
آبیاری محیطی گلخانه
آبیاری محیطی (Perimeter Watering) برای گلخانه هایی که باغچه ای بوده و بستر ثابت دارند مناسب اند. لوله لی فلت و یا لوله پلی اتیلن و نازل پلاستیکی اجزای سازنده این نوع آبیاری اند که نازل های آب را بر روی سطح خاک، زیر شاخه و برگ اسپری می کنند. نازل در این روش از نایلون و یا پلاستیک ساخته می شود. برای آبیاری، نازل ها بر اساس نیاز با زاویه های ۴۵، ۹۰ و ۱۸۰ درجه تنظیم می شوند.
آبیاری تحت فشار گلخانه
آبیاری تحت فشار به دلیل راندمان بالا امروزه برای گلخانه ها بسیار مناسب است:
آبیاری گلخانه تحت فشار قطره ای
آبیاری قطره ای یکی از بهترین و کارآمد ترین روش برای آبیاری گلخانه است. راندمان این روش بین ۹۰ تا ۹۵ درصد است که به نسبت سایر روش ها که راندمانی بین ۶۰ تا ۷۰ درصد دارند، بسیار مناسب و قابل توجه است. در این روش آبیاری از لوله های پلی اتیلن و قطره چکان و با فشار مناسب آب انجام می گیرد. آب در این روش باید کیفیت مناسبی داشته و همچنین از نمک و املاح کمتری برخوردار باشد. رایج ترین سیستم آبیاری برای تولید صیفی جات آبیاری قطره ای می باشد که توسط نوار آبیاری قطره ای در گلخانه ها انجام می شود. از جمله مزیت های این روش می توان به موارد زیر اشاره کرد:
کاهش رشد علف های هرز و همچنین کاهش هزینه های از بین بردن این علف ها
آبیاری در این روش راندمان بالایی داشته و مصرف آب کاهش می یابد.
از برخی سموم و کودها می توان در این روش آبیاری همراه با آب استفاده نمود.
آب مورد نیاز هر گیاه را می توان تفکیک کرد.
طراحی سیستم آبیاری تحت فشار قطره ای در گلخانه
طراحی سیستم آبیاری تحت فشار در یک واحد گلخانه ای متاثر از شرایط اقلیمی، فصل کشت، الگوی کشت، نوع محصول و غیره می باشد. پیشنهاد ما طراحی سیستم آبیاری تحت فشار داخل یک واحد گلخانه ای بر اساس الگوی کشت گیاه گوجه فرنگی می باشد. الگوی کشت گوجه فرنگی به صورت ۴۵/۰×۴۵/۰×۲۰/۱ (فاصله بوته ها بر روی ردیف از یکدیگر ۴۵/۰ و فاصله ردیف ها ۴۵/۰ و عرض راهرو ۲۰/۱ متر) در نظر گرفته شده است، که در هر دهانه ۸ متری تعداد ۵ ردیف دو تایی قرار می گیرد. در نتیجه در هر دهانه تعداد ۱۰ ردیف گیاه قرار خواهد گرفت. طول گلخانه برابر با ۵/۴۷ متر است که از طرفین گلخانه مجموع ۳ متر به عنوان فضای خالی به منظور سهولت در امور گلخانه و غیره در نظر گرفته شده است.
بنابراین رو طول ردیف کشت ۵/۴۴ متر می باشد تعداد گیاه در هر ردیف برابر با ۹۹ بوته و در هر دهانه برابر با ۹۹۰ بوته می باشد. برای هر بوته یک عدد خروجی آب ۲ لیتر در ساعت منظور شده است. در نتیجه دبی لحظه ای در مورد الگوی کشت گوجه فرنگی برابر است با:
یک لیتر در ثانیه= (۴۵/۴۴۵۰×۱۰×۲×۲×۳۶۰۰/۱)
برای هر ردیف گیاه نیز دو ردیف لوله تیپ ۱۶ میلی متر منظور خواهد شد تا ضمن توانایی بر توزیع آب در مورد الگوی کشت گوجه فرنگی بتواند جوابگوی تامین آب سایر الگو های کشت نیز باشد.
از این رو جهت سهولت کار بهره بردار در استفاده از سیستم آبیاری برای کشت انواع سبزی و صیفی، شبکه آبیاری واحد های گلخانه ای بر اساس گیاه گوجه فرنگی طراحی شده است چون دبی لحظه ای در این مورد از بقیه موارد بیشتر می باشد و در نتیجه قطر لوله های مورد نیاز داخل گلخانه از سایر الگو های کشت بزرگ تر می باشد.
سیستم آبیاری طراحی شده به ترتیبی است که در هر بار آبیاری دو دهانه، آبیاری خواهد شد. بدین ترتیب که برای هر دو دهانه یک شیر برقی سایز ۱ اینچ منظور شده است که با فرمان گرفتن از کنترلر تعبیه شده در گلخانه، باز شده و عمل آبیاری انجام خواهد شد و سپس شیر برقی دوم عمل می نماید.
دبی لحظه ای مورد نیاز داخل یک گلخانه مستقل از تعداد دهانه ها برابر با ۱ لیتر در ثانیه است (در این مورد پیشنهادی) و سیستم آبیاری اتوماتیک داخل گلخانه برای تامین این میزان آب طراحی می شود و قطر لوله های داخل گلخانه بر اساس آن طراحی می شود.
سیستم آبیاری اتوماتیک گلخانه
آبیاری هوشمند در گلخانه مستلزم آبیاری اتوماتیک با استفاده از ابزارهایی مانند: پمپ، منبع، لوله های آبرسانی، کنترلر و تایمر، شیربرقی، آبپاش و قطره چکان، نازل و اتصالات می باشد.
آبیاری اتوماتیک گلخانه به معنی آن است که فرایند آبیاری از ابتدا تا انتها، توسط دستگاه و عملگر ها صورت گیرد و نیروی انسانی دخالتی نداشته باشد.
با نصب دستگاه های کنترل کننده و سنسور در گلخانه مواردی مانند : رطوبت خاک، درجه دمای داخل گلخانه و حرارت خاک اندازه گیری و درج می گردد. مقدار آن به تایمر یا کنترلر هایی که به سیستم متصل اند هشدار داده و کنترلر با توجه به فرمانی که از قبل توسط اوپراتور گرفته است در ایام و ساعت های مناسب گیاه در انشعابات اصلی و فرعی دستور باز و بسته شدن شیربرقی ها را صادر می کند. در بعضی موارد شیربرقی به لوله های پلی اتیلن متصل شده که توسط آبپاش، آبیاری بارانی صورت گیرد و در بعضی موارد بر حسب نوع نیاز گیاه به آب از طریق قطره چکان نصب شده روی لوله آب به خاک و ریشه گیاه می رسد.
مزایای سیستم آبیاری اتوماتیک و هوشمند گلخانه
حفظ سلامتی گیاه با کنترل زمان و مقدار آبیاری
صرفه جویی در زمان، مصرف آب و انرژی نیروی انسانی
ثبت دائمی مشخصات و سنجش کمبود های خاک و زمان مورد نیاز آبیاری
کنترل و تغییر میزان جریان و فشار آب از راه دور
دارای آلارم هشدار در زمان قطعی دستگاه
خطرات احتمالی در گلخانه هایی که سیستم آبیاری هوشمند ندارند:
احتمال آبیاری بیش از حد توسط اوپراتور نا آشنا و افزایش شوری خاک و صدمه به ریشه گیاه
احتمال خشکی گیاه به دلیل آبیاری نامتوازن
احتمال فراموشی کشاورز در آبیاری دستی سنتی
در سیستم های آبیاری اتوماتیک می توان با استفاده از تایمر هایی از راه دور برنامه آبیاری را هوشمند کنترل نمود. تایمر های دیجیتالی، بلوتوثی و پیامکی در برند های مختلف داخلی و خارجی در بازار هستند که هوشمند سازی آبیاری گلخانه را میسر می سازد.
سیستم آبیاری در گلخانه هیدروپونیک
در آبیاری گلخانه هیدروپونیک با توجه به نیاز گیاه به مواد مغذی و آب مستقیم ریشه گیاه هدف قرار می گیرد. آبیاری هیدروپونیک می تواندتا ۸۰ % مصرف آب را کاهش دهد و نسبت به روش غیر هیدروپونیک، آن مقدار از آبی که معمولاً در خاک تبخیر می شد حفظ می گردد.
انواع روش های آبیاری در گلخانه هیدروپونیک
ریشه در معرض هوا: در این روش قسمتی از ریشه داخل گلدان و مواد مغذی و قسمت دیگری از آن در هوای آزاد و در معرض اکسیژن قرار می گیرد. از مخزن زیرین آب به داخل محفظه گلدان ها پمپ می شود و از طرف دیگر آن توسط لوله تخلیه خارج می شود که باعث سیرکوله شدن آب و مواد مغذی در این سیستم می باشد.
ریشه در معرض هوا : در این روش قسمتی از ریشه داخل گلدان و مواد مغذی و قسمت دیگری از آن در هوای آزاد و در معرض اکسیژن قرار می گیرد. از مخزن زیرین آب به داخل محفظه گلدان ها پمپ می شود و از طرف دیگر آن توسط لوله تخلیه خارج می شود که باعث سیرکوله شدن آب و مواد مغذی در این سیستم می باشد.
ریشه در محلول : در این روش ریشه گیاه در آب و مواد مغذی غوطه ور است. از طریق پمپ هوا، هوا به داخل مخزن و سنگ هوا منتقل می شود تا اکسیژن محلول فراهم شده و به ریشه گیاه جذب شود.
روش تخلیه : در این روش ریشه گیاه در یک مدت مشخص داخل مخزن و در محلول مواد غذایی و آب غرق می باشد. پس از هشدار زمان سنج که به سیستم متصل است، آب داخل مخزن به دستور تایمر و توسط لوله تخلیه خارج می شود و مدتی ریشه تنها در معرض اکسیژن هوا قرار می گیرد.
قطره ای : روش قطره ای از متداول ترین روش های آبیاری هیدروپونیک است. به وسیله پمپ و تایمر محلول مواد مغذی از مخزن وارد لوله آبیاری شده و به صورت قطره ای ریشه گیاه را آبیاری می کند. این روش در صرفه جویی مصرف آب و استفاده مجدد از مواد مغذی بسیار کارآمد می باشد.
محاسبه نیاز آبی گلخانه
با توسعه روز افزون دانش کشاورزی، در برآورد مقدار نیاز محصولات گلخانه ای به آب، روش هایی ارائه گردیده است اما با توجه به شرایط آب و هوایی، محاسبه مقدار آب مصرفی به صورت دقیق، امری اجتناب ناپذیر است.
سه پارامتر: تبخیر، تعرق گیاه و تعرق مرجع در محاسبه نیاز آبی محصولات حائز اهمیت می باشد.
گام اول جهت برآورد مقدار آب مصرفی در کل گلخانه، محاسبه نیاز مصرفی هر بوته در ردیف شمارش و پس از آن تعداد کل ردیف های گلخانه محاسبه و در این عدد ضرب می شود. پارامتر های تلفات آب که در بالا ذکر شده از عدد مقدار نهایی کسر شده و مقدار مورد نیاز آب در هر ساعت با توجه به زمان و سیستم آبرسانی کل گلخانه برآورد می گردد.
مثال :
مقدار مصرف آب برای یک بوته خیار در هر ساعت: ۰.۷ لیتر
تعداد بوته ها در یک ردیف: ۱۰۰
تعداد ردیف ها در گلخانه: ۴۵
مقدار تلفات تبخیر یا تعرق: ۲۰۰ لیتر
۳۱۵۰=۴۵*۱۰۰*۰.۷
۲۹۵۰=۳۱۵۰-۲۰۰
پاسخ : ۲۹۵۰ لیتر در ساعت
با استفاده از سیستمهای مدرن آبیاری به طور صحیح و متناسب با گلخانه علاوه بر حذف مشکلات آبرسانی و هزینه های کارگر در میزان مصرف آب صرفه جویی به عمل خواهد آمد .
تعیین مقدار آب مورد لزوم در گلخانه
حدود ٩٠ % وزن گیاه را آب تشکیل داده ، در حالی که مقدار آبی که گیاه جذب می نماید خیلی بیشتر است زیرا نباتات مقداری آب در اثر تبخیر و تعریق از سطح برگها و ساقه ها از دست میدهند . آزمایشات نشان داده است مقدار آبی که روزانه به وسیله تبخیر و تعریق برخی از نباتات از دست میدهد حدود ٢ برابر وزن آنها میباشد .
میزان تبخیر آب از سطح خاک بستگی به درجه حرارت ، نوع خاک ، جریان هوا ، رطوبت خاک و هوا و سطحی از خاک که در مقابل نور آفتاب قرار میگیرد دارد.
نکات مهم درباره آبیاری گلخانه
برای آبیاری گلخانه باید ساخت کار و بستر خاک مناسب بوده و زهکشی شده باشد .
اگر در بستر گیاه به درستی زه کشی انجام نشده باشد و هوای لازم برای گیاه در دسترس نباشد، آبیاری نمی تواند درست انجام شود. به همین دلیل هوای کافی در منطقه ریشه برای رشد گیاه الزامی است.
عمل آبیاری گلخانه باید به صورت کامل در هر بار صورت گیرد .
آبیاری نیمه کاره و جسته و گریخته برای گیاه مناسب نیست. خاک بایستی کاملاً مربوط شود و به تمامی قسمت های بستر و نقاط انتهایی ریشه نیز به مقدار کافی آبرسانی انجام گیرد. به عنوان یک قانون کلی ۱۰ تا ۱۵ درصد آبیاری اضافی برای محصولات این امکان را فراهم می کند که آبیاری به طور کامل انجام شده است.
بهترین زمان آبیاری گلخانه قبل از شروع تنش آبی گیاه است .
آبیاری بیش از حد موجب کاهش هوای کافی در ریشه گیاه و بروز مشکلات عدیده ای در رشد گیاه می شود، آبیاری باید دقیقا قبل از ورودی گیاه به مرحله تنش آبی باشد. با استفاده از ظاهر و علایم شاخ و برگ گیاه می توان به این زمان پی برد. مثلاً از بافت، رنگ و کدر بودن رنگ گیاه می شود مقدار تنش آبی آن را پی برد.
در این مقاله سعی شده در رابطه با آبرسانی نکاتی در حد آموزش و آشنایی گردآوری شود و به اطلاع شما رسانده شود برای مشاوره گرفتن و طراحی با متخصصان گلخانه بازیار تماس حاصل فرمائید یا فرم مخصوص در ارتباط با ما را پر کرده تا در اولین فرصت با شما تماس حاصل فرمائیم.
این مقاله ترجمه و بر گرفته شده از :
http://www.greenhouse-management.com/greenhouse_management/irrigation_water_greenhouses/water_supply_greenhouses.htm
https://greenhouseemporium.com/blogs/greenhouse-gardening/greenhouse-irrigation-systems
