طراحی سیستم آبیاری جویچه‌ای

آبيارى جويچه‌اى (رديف) رايج‌ترين شيوه براى آبيارى محصولات زراعى رديفى است. در مقايسه با ساير روش‌هاى آبياري، اطلاعات ما درمورد اين روش کمتر از شيوه‌هاى ديگر است. در اين شيوه آب روى تمام سطح خاک جريان نمى‌يابد، بلکه درون جويچه‌هاى باريک موسوم به فارو، که بين دو رديف گياه کاشته شده قرار گرفته‌اند، محدود مى‌شود. آب به‌تدريج در کف و کناره‌هاى شيار نفوذ مى‌کند و خاک مرطوب مى‌شود. نفوذ آب به داخل جدار و کف جويچه‌ها را Intake و سرعت نفوذ به جدار جويچه را Intake Rate گويند. آبيارى فارو (رديفي) را مى‌توان براى انواع گياهان رديفي، خاک‌هاى مختلف و شيوه‌هاى زراعى متعدد به کار برد. با وجود اين، لازم است شکل و طول شيارها و فاصلهٔ بين آنها مناسب باشد و مديريت خوبى اعمال شود تا نتيجهٔ مطلوب بدست آيد.

براى اجراى آبيارى خوب و مناسب شکل شيارها حائز اهميت هستند. شيارها معمولاً به شکل V هستند، عرض آنها بين ۲۵ تا ۴۰ ميلى‌متر و عمق‌شان بين ۱۵ تا ۳۰ سانتى‌متر است. ولى اين ارقام با توجه به مقدار جريان، نوع خاک و نوع محصول متغير است.

هر شيار مشابه يک کانال باريک است و مى‌بايستى به‌قدر کافى عريض باشد تا آب را منتقل کرده و صدمه‌اى به شيارها وارد نشود. هر جه مقدار جريان زياد باشد عرض شيار نيز بايستى افزايش يابد.

درخاک‌هاى رسى آب به‌کندى در خاک نفوذ مى‌کند و به همين دليل گاهى لازم است شيارها کم‌عمق و عريض باشند تا سطح خاکى که با آب تماس پيدا مى‌کند افزايش يابد و آب سريع‌تر جذب شود. اگر شيار خيلى باريک باشد آب قبل از اينکه فرصتى براى نفوذ در خاک داشته باشد به‌ سرعت انتهاى شيار مى‌رسد. لذا در مواردى که شيار بيش از حد باريک باشد ممکن است بذرهايى که در قسمت پشته قرار گرفته‌اند جوانه نزنند.

در خاک‌هاى شنى آب سريع‌تر از خاک‌هاى رسى نفوذ مى‌کند. در اين موارد بايستى آب به سرعت در شيار حرکت کند تا زياد در خاک نفوذ نکند. به همين دليل در خاک‌هاى شنى از شيارهاى باريک و عميق استفاده مى‌شود تا سطح خاکى که با آب تماس پيدا مى‌کند کم باشد و در نتيجه آب کمترى جذب خاک شود. وقتى بذر پاشيده شده يا بوته نشا مى‌شود بهتر است پشته‌ها کاملاً مرطوب شوند. اينکار با استفاده از شيارهاى کم‌عمق بهتر انجام مى‌شود. با رشد سيستم ريشه مى‌توان عمق شيار را زياد کرد تا دبى جريان درشيار و درنتيجه مقدار نفوذ آب افزايش يابد. در مورد گياهان پاييزه و بهاره شيب ديوارهٔ پشته گاهى تغيير داده مى‌شود تا سطح خاکى که در معرض گرماى خورشيد قرار مى‌گيرد افزايش يابد و خاک سريع‌تر گرم شود. از نظر آبيارى حرکت آب در منافذ خاک مهمترين عامل است. آب درون شيار علاوه بر کف، در ديواره‌هاى آن نيز نفوذ مى‌کند. قسمت بالاى پشتهٔ شيار نيز از طريق فرآيندى موسوم به جريان مويينه‌اى مرطوب مى‌شود. فاصلهٔ بين شيارها بايد آن قدر باشد که خاک پشته‌ها به‌خوبى مرطوب شود و اين موضوع به نوع خاک بستگى دارد.

در خاک‌هاى شنى حرکت جانبى آب معمولاً کم است، بنابراين لازم است شيارها نزديک هم باشند (با فاصلهٔ حداکثر نيم‌متر). در خاک‌هاى رسى ديواره‌هاى شيار بيشتر مرطوب مى‌شوند و فاصلهٔ شيارها مى‌تواند تا ۲/۱ متر يا بيشتر باشد. در چنين مواردى اگر فاصلهٔ شيارها خيلى زياد باشد قسمتى از خاک واقع در بين آنها خشکى باقى مى‌ماند و به گياهان موجود در اين قسمت‌ها آب کافى نمى‌رسد.

براى سهولت در انجام عمليات زراعى معمولاً فاصله بين رديف‌هاى گياه ۷۵/۰ تا يک متر است. بعضى از گياهان، از جمله سبزى‌ها، را مى‌توان به‌صورت دو رديفى کاشت. در چنين مواردى عرض پشته بايستى بيشتر از عرض گياهان يک رديفى باشد.

در بيشتر مزراع وسايل موجود براى زراعت و برداشت محصول نيز در تعيين فاصله شيارها نقش دارند. در اين قبيل مزارع فاصلهٔ بين رديف‌ها در مورد انواع گياهان و خاک‌هاى مختلف يکسان انتخاب مى‌شود تا بتوان در تمام قسمت‌هاى مزرعه از ابزارهاى مشابه استفاده کرد. با وجود اين، بهتر است فاصلهٔ رديف‌ها به گونه‌اى باشد که رطوبت کافى به تمام قسمت‌هاى مزرعه برسد.

انتخاب طول شيار به عوامل زير بستگى دادرد که از آن جمله مى‌توان موارد زير را نام برد:

۱. نوع خاک

۲. مقدار جريان

۳. عمق آبياري

۴. اندازه و شکل مزرعه

۵. شيب زمين

۶. شيوهٔ زراعت

در تعيين طول شيار موارد بالا مهمترين عوامل هستند. براى درک اين موضوع بهتر است نحوهٔ آبيارى شيارها را به ياد آوريد.

موقع آبيارى خاک‌هاى شني، آب به‌سرعت در خاک نفوذ مى‌کند. به اين دليل شيارها بايستى کوتاه باشند تا آب زودتر به انتهاى مزرعه برسد، حتى زمانى که مقدار جريان زياد است. اگر طول شيار به‌نسبت مقدار جريان خيلى زياد باشد در نزديکى کانال آب زيادى بر اثر نفوذ در عمق هدر مى‌رود.

برعکس در خاک‌هاى رسى آب به‌کندى در خاک نفوذ مى‌کند، بنابراين شيارها مى‌توانند طولانى تر از خاک‌هاى شنى باشند، حتى زمانى که مقدار جريان کم است. اگر طول شيار به نسبت مقدار جريان زياد نباشد روان‌آب ايجاد مى‌شود، زيرا بر خلاف کرت‌ها زمين غرقاب نمى‌شود و جريان آب بايستى به‌قدرى دوام داشته باشد که خاک بتواند آب کافى جذب کند.

در خاک‌هاى مشابه اگر مقدار جريان زياد باشد شيار مى‌تواند طولانى انتخاب شود، زيرا آب به سرعت به طرف پائين شيار پيش مى‌رود. با وجود اين، افزايش مقدار جريان نيز بايستى محدود اشد تا خطر فرسايش خاک به وجود نيايد. به کارگيرى عمق آبيارى زياد نيز لازمه‌اش طولانى بودن شيارها است، زيرا در اين‌صورت براى توزيع آب زمان بيشترى وجود دارد. طول شيارهايى که روى زمين شيبدار احداث مى‌شوند نيز مى‌تواند زياد باشد، زيرا با افزايش شيب زمين سرعت حرکت آب نيز زياد مى‌شود. با وجود اين، روى زمين‌هاى شيب‌دار هميشه خطر فرسايش خاک وجود دارد. اگر شيب زمين بيشتر باشد بايستى مقدار جريان کمترى مورد استفاده قرار گيرد تا فرسايش خاک رخ ندهد. به‌عبارت ديگر در چنين مواردى طول شيارها بايستى کم باشد.

گاهى ممکن است در عمل مجبور شويم طول شيار را محدود کنيم. براى مثال در مزارع کوچک طول شيار حداکثر مى‌تواند به اندازهٔ طول مزرعه باشد. مزارع بزرگ را نيز مى‌توانيم به و قسمت مساوى يا بيشتر تقسيم کنيم، مشابه‌کارى که در مورد نوارها انجام مى‌شود به هر يک از شيارها به نسبت مساوى آب منتقل مى‌شود.

از نظر کشاورزى بهتر است شيارها حتى‌الا‌مکان طولانى باشند تا کانال و زهکش کمترى ايجاد و در نتيجه زمين کمترى از اين طريق اشغال شود. از طرفى مکانيزه کردن کشاورزى نيز ساده‌تر صورت مى‌گيرد. در‌صورتى که شيارها کوتاه باشند مراقبت زيادى لازم دارند، زيرا جريان آب ‌به‌طور منظم بايستى از يک شيار به شيار يدگر هدايت شود.

استفاده از تراکتور درمزرعه نيز بر طول شيارها اثر مى‌گذارد. چرخ‌هاى تراکتور سبب کوبيده شدن خاک شيارها مى‌شوند و اينکار موجب کاهش ميزان نفوذ آب در خاک مى‌شود. استفاده از تراکتور در خاک‌هاى شنى مى‌تواند مفيد باشد، به‌طورى که مى‌توان به‌طول شيارها افزود، بدون اينکه آبى در اثر نفوذ در عمق هدر رود. با وجود اين، در چنين مواردى لازم است که تمام شيارها بطور يکسان کوبيده شوند وگرنه سرعت پيش‌روى آب در قسمت‌هاى مختلف متفاوت خواهد بود.

بهتر است شيارها شيب يکنواختى داشته باشند. اگر شيار دست کم ۵% درصد شيب داشته باشد آب به‌طرف پايين زمين حرکت مى‌کند و آب اضافى را نيز مى‌توان زه‌کشى کرد. حداکثر شيب فارو به خطر فرسايش خاک بستگى دارد. خطر فرسايش در شيارها به‌مراتب بحرانى‌تر از نوارهاست، زيرا در مورد شيارها آب در درون يک کانال باريک محدود مى‌شود و به‌سادگى مى‌تواند خاک را بفرسايد.

درصورت امکان بهتر است شيارها به‌طور مستقيم، به موازات کنارهٔ مزرعه و همسو با شيب اصلى زمين ايجاد شوند. درصورتى‌که زمين شيب تند داشته باشد مى‌‌توان شيارها را به‌نحوى ساخت که شيب اصلى را قطع کنند. با اينکار شيب شيار کم مى‌شود. گاهى روى زمين‌هاى ناهموار شيارها در امتداد کنتور زمين (خط تراز زمين) ايجاد مى‌شوند. اينگونه شيارها را شيار کنتورى (Contour) مى‌نامند. در چنين مواردى نيز براى زراعت و آبيارى شيارها به مهارت زيادى نياز است. شيار کنتورى روى خاک‌هاى که سله مى‌بندند نبايستى ايجاد شود. بعضى از شيارها روى زمين‌هاى هموار ايجاد مى‌شوند، لکن اينکار معمولاً در آبيارى خاک‌هاى رسى سنگين که ميزان نفوذپذيرى کمى دارند اعمال مى‌شود.

بيشتر گياهان رديفي، از قبيل سبزى‌ها، پنبه، چغندرقند وسيب‌زمينى را مى‌توان با روش آبيارى رديفى آبيارى کرد. دراين مورد گياهان معمولاً روى پشته‌هاى وقاع در بين شيارها کاشته مى‌شوند.

باغ‌ها و تاکستان‌ها را نيز مى‌توان با روش رديفى آبيارى کرد. موقعى که درختان هنوز نهال‌هاى کوچکى هستند به کمک يک شيار مى‌توان خاک اطراف ريشه را به‌قدر کافى مرطوب کرد. با رشد درختان مى‌توان بين آنها شيارهاى بيشترى ايجاد کرد. گاهى ترکيب شيارها به‌شکل خاصى است، مثلاً زيگزاگ، تا توزيع آب در خاک بهتر انجام شود. يکى از مزاياى استفاده از شيار اين است که موقع آبياري، تمام سطح خاک مرطوب نمى‌شود وضمن آبيارى نيز مى‌توان در باغ تردد کرد.

اگر آبى که براى آبيارى به مصرف مى‌رسد نمک داشته باشد و گياهانى که قرار است کاشته شوند نسبت به نمک حساسيت داشته باشند معمولاً گياهان را روى ديوارهٔ شيار مى‌کارند نه روى پشته، زيرا آن مقدار نمکى که با آب شسته نمى‌شود و وارد خاک نمى‌گردد معمولاً روى پشته جمع مى‌شود. در مناطق خشک که آبيارى به‌صورت محدود انجام مى‌شود غالباً گياهان را درون شيار مى‌کارند. با اين کار گياهان بيشترين آب ممکن را جذب مى‌کنند و در اطراف آنها نيز نمکى وجود نخواهد داشت.