گزینه های نوبرای توسعه پایدار کشاورزی در مناطق نیمه خشک

متخصصین علوم کشاورزی برای جوامع ساکن در مناطق نیمه خشک, نیازمند تغییر نگرش علمی خود درباره مفهوم ”توسعه“ و به کارگیری ”سیستم های پیشرفته فن آوری“ کشاورزی, مصرف بهینه آب و انرژی, حفظ زیست بوم و منظرسازی ۱ می باشند

متخصصین علوم کشاورزی برای جوامع ساکن در مناطق نیمه خشک، نیازمند تغییر نگرش علمی خود درباره مفهوم ”توسعه“ و به‌کارگیری ”سیستم‌های پیشرفته فن‌آوری“ کشاورزی، مصرف بهینه آب و انرژی، حفظ زیست بوم و منظرسازی (۱) می‌باشند. برای دستیابی به عمل‌کرد بهینه در مناطق خشک و نیمه خشک، یکی از گزینه‌های نو شناخت و به‌کارگیری روش‌های نوین آبیاری است.

زیرا به‌کارگیری فن‌آوری‌های نو، موجب افزایش مؤثر بازده مصرف آب و پیشگیری از انباشت املاح در ناحیه رشد ریشه شده و عملکرد بیشتری را به ارمغان خواهد آورد. پیامد بی‌چون و چرای افزایش شهرنشینی متمرکز در مناطق نیمه خشک جهان، چیزی جزء تقاضای فزاینده آب و فشار بر منابع آبی محدود این مناطق نیست. از این رو استفاده دوباره از آب‌های یک‌بار مصرف شده، همچون پساب‌های خانگی و زه آب‌ها به موضوعی پرچالش اما نو تبدیل شده است.

در حال حاضر در برخی کشورها، فاضلاب‌های خانگی پس از تصفیه‌های فیزیکی و یا بیولوژیک برای آبیاری درختان و فضاهای سبز با موفقیتی نسبی به‌کار گرفته شده‌اند. همچنین به‌منظور مدیریت هوشمند منابع آب در مقیاس‌های بزرگ، کاربرد سنجش‌گرها دمائی مادون‌قرمز برای تعیین نیاز آبی گیاهان مختلف عملی شده است.

افزون بر این، استقرار ”شبکه‌های هوشمند اطلاع‌رسانی هواشناسی“ و دریافت اطلاعات ثبت شده در این مراکز، امکان بهینه‌سازی راندمان مصرف آب ابیاری را فراهم آورده است. یکی دیگر از گزینه‌های نوین برای بهره‌برداری از منابع موجود در مناطق خشک و نیمه خشک، توجه به ”تنوع زیستی“ فراهم آمده در این مناطق همچون امکان استفاده ازگیاهان جایگزین مانند گیاهان شورپسند، گیاهان داروئی و زینتی می‌باشد.

● مقدمه

این واقعیت انکارناپذیر است که ”زیستن“ بدون آب امکان پذیر نیست. متأسفانه به‌رغم آنکه بیش از ۷۰ درصد سطح کره زمین پوشیده از آب است، نزدیک به ۹۹ درصد آن را آب دریاها و یخچال‌های طبیعی تشکیل می‌دهد و تنها حدود ۲ درصد سطح کره زمین را آب‌های قابل دسترس و مناسب برای مصارف گوناگون شامل می‌شود (۱).

منابع آب قابل استفاده به‌شدت و به‌طوری فزاینده در معرض آلودگی آلاینده‌هائی همچون فاضلاب‌های خام (تصفیه نشده)، پساب‌های صنعتی، باقی مانده‌های سموم و کودهای شیمیائی محلول قرار دارند. به‌طوری‌که همه ساله حجمی معادل ۲۰ میلیارد تن ضایعات و آلاینده به چنین منابع آبی قابل دسترسی تخلیه می‌گردد. (۸) بدین ترتیب و با توجه به افزایش روز افزون جمعیت جهان، سهم دسترسی انسان به منابع خاک کشاورزی و آب مطلوب، شدیداً رو به کاهش است.

بنابراین، متخصصین کشاورزی باید فن‌آوری‌های نوینی را برای رویاروئی با کاهش کمی و کیفی منابع آب و خاک به‌کار گیرند. (۵) در این راستا، برنامه‌هائی جند برای دستیابی به این مم وجود دارد که در زیر به برخی از آنها پرداخته می‌شود.

● مدیریت و حفاظت از آب

▪ آبیاری قطره‌ای:

کاربرد روش‌های نوین آبیاری، راندمان کاربرد آب را در مقایسه با روش‌های مرسوم (آبیاری غرقابی و جوی پشته) به‌طوری چشمگیر افزایش داده است. سیستم آبیاری قطره‌ای شامل خطوطی از لوله‌های پلاستیکی است که بر روی آنها سوراخ‌هائی تعبیه گردیده که این خطوط را باید در امتداد ردیف‌های کشت مستقر کرد. این قبیل خطوط لوله را می‌توان بر روی سطح خاک و یا در زیر سطح آن قرار داد تا بدین ترتیب آب با تواتر زیاد (تناوب کوتاه مدت) از راه روزنه‌ها در اختیار گیاه قرار گیرد.

آبیاری قطره‌ای، بهترین روش صرفه‌جوئی در میزان مصرف آب است. ضمن آن‌که در این روش، امکان کاربرد همزمان کود نیز وجود داشته و در نیروی انسانی و هزینه‌های مربوط به ادوات کشاورزی صرفه‌جوئی می‌شود. یکی از ویژگی‌های این روش، صرفه‌جوئی در میزان آب کاربردی تا حد ۵۰ درصد کمتر در دوره رشد گیاه در مقایسه با روش‌های غرقابی، جوی پشته و حتی سیستم آبیاری بارانی است. این موضوع، به‌ویژه در مورد خاک‌های سبک بافت صدق می‌نماید. (۱۰) به‌طور کلی،راندمان کاربرد آب در روش آبیاری قطره‌ای ۹۰ تا ۹۵ درصد است. حال آنکه در روش‌های بارانی و جوی پشته حداکثر راندمان مصرف آب به ترتیب ۷۰ و ۶۰ تا ۸۰ درصد گزارش شده است. برخی نتایج حاصل از کاربرد مؤثر آبیاری در روش قطره‌ای نشان می‌دهد که: در شمال آفریقا، عملکرد گوجه‌فرنگی در روش آبیاری قطره‌ای دو برابر روش بارانی است. در شمال ایالت کالیفرنیا نیز عملکرد گوجه‌فرنگی در روش قطره‌ای ۵/۲۶ درصد افزایش و از نظر اندازه محصول ۷/۱۳ درصد در مقایسه با روش جوی پشته بهبود داشت است. از آبیاری قطره‌ای عمل‌کرد توت‌فرنگی را در این ایالت ۵/۱۲ درصد نسبت به روش جوی پشته افزایش داده است.

● آبیاری قطره‌ای به‌همراه مالچ:

کاربرد مالچ یعنی پوشانیدن سطح خاک اطراف گیاهان (بوته‌ها) به‌وسیله مواد آلی و یا مصنوعی روشی دیگر برای صرفه‌جوئی بیشتر در مصرف آب است. بدین ترتیب، محیط مناسبتری برای رشد گیاه فراهم آمده و عملکرد افزایش می‌یابد. (۲) تنها در کشور چین، سالیانه بیش از ۸/۲ میلیون هکتار مالچ پلاستیکی برای گیاهانی همچون صیفی‌جات، میوه‌های بوته‌ای، پنبه، چغندر قند، ذرت و بادام زمینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. چنانچه مالچ مصرفی از نوع پلاستیکی باشد، بهتر است که خطوط لوله آبیاری به روش قطره‌ای در زیر سطح مالچ قرار گیرد. کاربرد توامان آبیاری قطره‌ای و مالچ، به‌طور معمول موجب افزایش معن‌دار عملکرد می‌شود. همچنین، در این حالت می‌توان آب آبیاری و کود محلول را به‌طور مستقیم در ناحیه رشد ریشه در زیر سطح مالچ قرار دارد. در آزمایشی که در ایالت نیوچرسی انجام شد، مشخص گردید که روش آبیاری قطره‌ای، مالچ و بدون آبیاری و مالچ و روش آبیاری به‌همراه مالچ عملکرد بادنجان را در تیمارهای (بدون مالچ و بدون آبیاری)، بدون مالچ و آبیاری قطره‌ای، مالچ و بدون آبیاری و مالچ روش آبیاری قطره‌ای به ترتیب تا، ۶۵/۰۹، ۸۴/۲۶، ۸۸/۰۳، ۱۱۱/۱۸ تن در هکتار افزایش می‌دهد.

▪ کشاورزی در محیط کنترل شده:

این قبیل سیستم‌های کنترل شده کشاورزی، رشد و نمو گیاه را به‌طور کامل در بخش‌های زیرین (ریشه‌ها) و هوائی (آسمانه) کنترل و تنظیم می‌نماید. در این ظرایط، تولید محصولات در گلخانه‌ها و یا در سازه‌های کاملاً محصور که در آن امکان مهار دمای هوا و خاک، رطوبت، ترکیب گاز اتمسفر، نور، آب و مواد غذائی در آن وجود دارد، به انجام می‌رسد آب کشت نوع کاملی از این روش است. فناوری که در آن برای رشد نمو گیاه در محلول غذائی با و یا بدون کاربد بستر رویش مصنوعی (محیط متخلخل استقرار گیاه)، مانند مواردی از کاربرد: شن، ماسه، ورمیکولیت، ذرات ریزدانه سنگ شکسته، پرلیت، خاک پیت، اندام‌های خرد شده گیاهی و خاک اره استفاده به‌عمل می‌آید. استفاده از چنین مواردی تنها برای تأمین تکیه گاه مکانیکی گیاه می‌باشد. از جمله مزیت‌های اصولی روش آب کشت (هیدروپونیک)، امکان پرورش متراکم گیاهان پر محصول، تولید گیاه در شرایط نبود خاک مناسب، بهره‌مندی کاملاً مؤثر از آب و کود و استفاده حداقل از مجموعه پیچیده (فیزیکی، شیمیائی و بیولوژیک) خاک است.

استفاده از این فناوری موجب چنان تحولی در تولید محصولات مربوطه گردیده است که تصور دستیابی به آن در گذشته هرگز وجود نداشته است. به‌عنوان مثال درایالت آریزونا، عملکرد گوجه‌فرنگی به حدود ۶۰ کیلوگرم در هر متر مربع در سال رسیده است. آینده چنین سیستم‌های امروزه آثار مثبت خود را نمودار ساخته به‌طوری که در مقایسه با نیم قرن گذشته تصور آن، غیر ممکن می‌نمود. به‌خصوص در مناطق خشک (بیابانی) که منابع انرژی طبیعی (نور و درجه حرارت حاصل از تابش خورشید) به‌میزان بسیار قابل توجهی و بدون نیاز به‌صرف هزینه همواره فراهم است.

● سنجش از دور (دور کاوی):

فن‌آوری عصر فضا، امروزه به سطح مزارع نیز راه یافته است. به‌طوری که امکان این‌که ”چه‌مقدار“ و ”چگونه“ آب مورد نیاز گیاهان را با کاربرد ابزاری همچون حرارت سنج‌های مادون‌قرمز که به رایانه‌ها متصل هستند، فراهم آورده است (۹).

یکی از فن‌آوری‌های مرتبط با آبیاری که به‌عنوان ”شاخص یا نمایه تنش آبی گیاه“ دانسته می‌شود پیشینه‌ای به سال ۱۹۸۰ دارد که به‌وسیله کارشناسان سرویس تحقیقات کشاورزی“ آزمایشگاه حفاظت آب آمریکا معرفی شد. استفاده از این فن‌آوری برای گیاهانی مانند پنبه، نوعی گردو، گندم و هندوانه با موفقیت به‌کار رفته است. موارد توفیق برای تولید وش پنبه منجر به افزایش یک عدل محصول در مقایسه با متوسط عملکرد و برای گردوی آمریکائی با کاهش میزان آب آبیاری به میزان ۳۰ درصد طی مدت سه سال زراعی، گردیده است. پژوهش‌هائی درباره برخی گیاهان از جمله چمن علفی، باغ‌های سیب، انگور مجلسی و ذرت همچنان در جریان می‌باشد. این موفقیت برای کلیه گیاهان زراعی و باغی نبوده، به‌طوری که برای گیاهانی نظیر کاهو درختان لیمو کارآئی نداشته است.

با این حال انتظار می‌رود که در آینده‌ای نه چندان دور هواپیماهای مجهز به اسکنرهای حرارتی مادن‌قرمز بتوانند برنامه‌ریزی آبیاری صدها هکتار اراضی تحت کشت را در مدت چند ”ثانیه“ انجام دهند.

● شبکه اطلاعاتی هواشناسی:

پدیده‌های جوی می‌توانند به‌طوری بسیار مؤثر بر سودمندی عملیات کشاورزی و باغبانی اثرگذار باشند.

طیف وسیعی از اقدامات مرتبط با تولید محصولات همچون انتخاب کولتیوارهای مناسب، تاریخ کشت، زمان آبیاری، مدیریت آفات، مدیریت بیماری‌ها و دوره مناسب برداشت محصولات وابسته به شرایط اقلیمی منطقه مورد نظر است (۹). استفاده صحیح و منطقی از اطلاعات هواشناسی نه تنها می‌تواند از بروز شرایط غیر مطلوب جلوگیری نماید،بلکه قادر است که توانمندی تولید محصولات را نیزفزونی داده و یا در شرایطی هزینه‌های تولید فرآورده‌ها راکاهش دهد و موجب صرفه‌جوئی در مصرف آب آبیاری گردیده و در مجموع منتج به سود بیشتری شود.

مولدان بخش کشاورزی در حال حاضر می‌توانند از جایگاه جدیدی به نام ”پایگاه اطلاعات هواشناسی“ که به‌طور اخص برای نیازهای کشاورزی طراحی و ابداع گردیده، کمک یابند. به‌عنوان مثال در ایالت آریزونا، این پایگاه اطلاعاتی تحت عنوان ”شبکه هواشناسی آریزونا“، ترکیبی از رایانه‌ها و تجهیزات پایش محیط می‌باشد که قادر است اطلاعات هواشناسی را در اختیار کاربر آن قرار دهد. در این ایستگاه داده‌های دما (هوا، خاک)، رطوبت نسبی، تشعشع خورشیدی، بارندگی و سرعت باد، اندازه‌‌گیری و ثبت می‌گردد.

رایانه‌های موجود نیز به‌طور منظم اطلاعات ارسالی از این ایستگاه را دریافت و ضمن پردازش و فرآوری داده‌ها نسبت به خلاصه کردن آنها اقدام می‌نمایند. از جمله اطلاعات قابل دسترسی در این شبکه هواشناسی می‌توان بهارقام روزانه و ساعتی پارامترهای مورد پایش، واحدهای حرارتی مورد نیاز برای پیش‌بینی وضعیت گیاهی، روند توسعه یا مراحل تکاملی آفات و برآورد تبخیر و تعرق گیاهی که برای برنامه‌ریزی آبیاری مورد نیاز است، اشاره نمود.

● کشاورزی دقیق:

این واژه که گاه تحت عنوان کشت و کار دقق نیز نامیده می‌شود، به معنی انتخاب خاک مناسب برای کشت، انتخاب نوع گیاه و مدیریت دام‌ها است (۱۱). به‌طوری‌که در شرایط متفاوت و موجود تطابق پذیر بوده و امکان انجام یا انتخاب آن در محدوده هر مزرعه اختصاصی نیز وجود داشته باشد.

امروزه، چهار نوع فن‌آوری پیشرفته کشاورزی دقیق را هدایت می‌نمایند که عبارتند از:

سنجنده‌های الکترونیکی ماشین‌های زمینی (که اغلب تحت عناوین پایشگرهای عملکرد یا ماشین‌های برداشت نامیده می‌شوند)، سیستم‌های اطلاعات جغرافیائی، سیستم‌های موقعیت‌یاب جغرافیائی و نرم‌افزارهای سیستم تصمیم‌گیری (تصمیم‌سازی) که برای تجزیه، تحلیل و برنامه‌ریزی به‌کار گرفته می‌شوند.

چنین ترکیبی با اجزاء فن‌آوری‌های گفته شده و با کاربرد رایانه و استعانت از ماهواره می‌تواند رهنمودهای لازم و یا ارزیابی مؤثر بودن عملکرد اقداماتی نظیر: غبار یا محلول پاشی برای کنترل آفات و بیماری‌های گیاهی، مدیریت آبیاری، کاربرد کودهای شیمیائی را به میزان مطلوب و مورد نظر، نحوه اثر بخش بودن کاربرد علف کش‌ها، کشت و کار دقیق و جایگزین مناسب بذور را در بستر کشت به انجام رساند.

● تلفیق پرورش آبزیان و سیستم‌های کشاورزی

افزایش هزینه‌های استحصال و کاربرد آب برای آبیاری در مناطق خشک از مواردی می‌باشد که در سطح جهانی متخصصین کشاورزی را به تفکر و تعمق واداشته است. برخی پژوهش‌گران بر این باورند که در مناطقی همچون آریزونا، سیستم‌های ذخیره، انتقال و توزیع آب (برای اهداف کشاورزی و آبیاری) از نظر فیزیکی مشابهت نسبی با حوضچه‌ها آبراهه‌های سنتی پرورش آبزیان (به‌خصوص ماهیان گرم‌آبزی) دارند.

در حال حاضر، برنامه‌های تحقیقاتی به‌منظور تلفیق پرورش ماهی در اراضی کشاورزی مبتنی بر آبیاری اصولی در جریان است تا بتوان موارد استفاده و کاربرد از آب را آن‌گونه توسعه داد که هزینه‌های انرژی مصرفی برای استحصال و یا پمپاژ آب را از طریق تولید (جانبی) فرآورده غذائی دیگری (ماهی) جبران نمود.

به‌عنوان مثال مدل‌های تحلیل حساسیت مربوط به حوضچه‌های پرورش ماهی که در آن برقراری جریان آب به روش‌های متعارف انجام می‌شود، نمایانگر آنست که در محدوده‌های هزینه‌ای ۱۰ تا ۲۰ دلار برای هر ۴/۱۲۳۳ متر مکعب آب (برابر با یک آکر ـ فوت) شرایط برابری ”مخارج با منافع“ حاصل می‌گردد و این در شرایطی است که هزینه‌های تأمین آب برای مزارع در ایالت آریزونا از رقم ذکر شده بیشتر می‌باشد.

بنابراین هرگاه ”آب مورد نیاز برای پرورش ماهیان گرم آبزی“ به‌دلیل آنکه حقابه مربوط به آبیاری زراعت در مزرعه و آب بهای آن مورد احتساب قرار گرفته است، مجانی تلقی گردد، بنابراین بازگشت سهمی از هزینه (مخارج) مترتبه می‌تواند نوید بخش باشد.

کاربرد سیستم آبرسانی (آبیاری) موجود، از جمله کانال‌ها و به‌طور ترجیحی هرگاه عملیات آبیاری همزمان با نیازهای پرورش آبزیان نباشد، شرایط را حاصل می‌نماید. زیرا همان‌گونه که مشخص است، سیستم کانال‌ها و یا حوضچه‌های ذخیره آبی که قبلاً ساخته شده‌اند، مورد استفاده قرار گرفته و هزینه‌های سرمایه‌ای و اولیه احداث این قبیل سازه‌ها را که پیش نیاز برنامه‌های پرورش آبزیان است، به‌طور قابل ملاحظه‌ای کاهش خواهد داد.

لیکن به هر حال، پرورش آبزیان (به‌خصوص ماهی) برخلاف عملیات آبیاری مزارع، نیازمند به پایش لحظه‌ای دارد، به‌خصوص هرگاه این اقدام در کانال‌های کم عرض و جویچه‌های آبیاری و یا آبرسانی به انجام رسد، که در این شرایط برقراری جریان کمی از آب با کیفیت مناسب و به‌طور مداوم بایستی در آبراهه‌ها وجود داشته باشد. زیرا به‌عنوان مثال قطع ورود و عدم جریان آب ممکن است باعث تلف شدن بچه ماهی‌های پرورشی گردد. برای رفع یا تعدیل این مشکل، بایستی عملیات آبیاری را متوازن نمود و یا نسبت به احداث (ساخت) تجهیزات نگهداری و پرورش ماهی در مجاورت محدوده مورد نظراقدام شود.

به‌نحوی که ابتدا آب تخصیصی برای عملیات آبیاری را به حوضچه یا آبراهه‌های پرورش ماهی منحرف و سپس آن را برای آبیاری مزارع دوباره به طریق ثقلی و یا پمپاژ محل مورد نظر در مزرعه هدایت نمود.

تلفیق پرورش آبزیان با آبیاری نه تنها موجب بهره‌مندی مؤثر از هر واحد آب مصرفی است، که در شرایط بهره‌برداری از اراضی در مناطق خشک برای تولید مواد غذائی و فرآورده‌های خام صنعتی بسیار ضروری می‌باشد، بلکه به‌دلیل افزایش قیمت آب استحصالی، این قبیل اقدامات می‌تواند متضمن سودآوری بیشتری گردد.

● کاربرد فاضلاب‌های تصفیه شده برای آبیاری

در مناطق خشک و نیمه خشک که کمبود منابع آبی از عوامل مهم محدود کننده توسعه کشاورزی پایدار می‌باشد، کاربرد فاضلاب‌های تصفیه شده به‌طوری قابل ملاحظه روبه افزایش است تا بخشی از کمبود آب مورد نیاز را تأمین نماید. (۶) این مهم در شرایطی است که مخارج استحصال و انتقال آب مناسب برای امور آبیاری در حال افزایش می‌باشد.

از آنجا که متقاضیان محدودی برای دریافت و مصرف این قبیل آبها وجود دارد، فعلاً رقابت قابل ملاحظه‌ای در این زمینه به چشم نمی‌خورد.

لیکن پیش‌بینی می‌شود، در آینده‌ای نزدیک، کاربرد این قبیل آب‌ها برای مصارف آبیاری فضاهای سبز، زمین‌های ورزشی و یا گیاهانی که به‌طور مستقیم مورد مصرف خوراکی قرار نمی‌گیرند، افزایش یابد. (۶) از مزیت‌های قابل توجه کاربرد فاضلاب‌های تصفیه شده برای درختستان‌ها و پارک‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

ـ چمن‌های علوفه‌ای، گیاهانی پر مصرف از نظر نیاز آبی می‌باشند. همچنین به‌دلیل همیشه سبز بودننیاز به مقادیر زیادی مواد غذائی دارند.

بدین دلیل کاربرد فاضلاب‌های تصفیه شده که سرشار از مواد غذائی مورد نیاز گیاهان می‌باشند به‌وسیله گیاهان جذب و مصرف گردیده و بدین ترتیب خطرات ناشی از نفوذ و آلایندگی آب‌های زیرزمینی در این مناطق می‌تواند متصور نباشد (۳).

ـ به‌دلیل آنکه فاضلاب به‌طور مستمر تولید می‌گردد، موارد کاربرد آن نیز بایستی به‌طور دائمی باشد. به‌عنوان مثال علف چمنی، نوعی گیاه چند ساله است که دارای دوره‌های قطع مصرف آب از جمله موارد کشت، بذردهی، برداشت ـ که در کلیه این ادوار عملیات آبیاری بایستی متوقف شود و در مجموع این اوقات، زمانی قابل ملاحظه است که گیاه چمن علفی وجود نداشته باشد.

ـ از آنجا که زمین‌های ورزشی و پارک‌ها در حواشی شهرها می‌باشند، مخارج انتقال فاضلاب‌های تصفیه شده برای آبیاری آنها چندان قابل ملاحظه نیست.

ـ مسائل مربوط به بهداشت محیط زیست و حفظ سلامت انسان به هنگام کاربرد پساب‌های تصفیه شده برای اراضی چمنی و پارک‌ها به مراتب کمتر از شرایطی استکه درآن این قبیل آب‌ها برای آبیاری گیاهان خوراکی مصرف می‌شوند.

ـ مسائلی که ممکن است در مورد کاربرد آب‌های تصفیه شده (فاضلاب‌ها) بر روی خاک‌ها ایجاد گردد، به‌خصوص از دیدگاه اثرات اجتماعی و اقتصادی در شرایط کاربرد این قبیل آب‌ها برای آبیاری اراضی ورزشی و پارک‌ها کمتر از آن است، که کاربرد چنین آب‌هائی به منظور آبیاری محصولات کشاورزی به‌طور مستقیم موردمصرف قرار گیرند.

● ایجاد درختستان مقاوم به خشکی

واژهزیر سکیپ یا مقاوم به خشکی ”از عبارت یونانی“، ”زیروس“ به معنی خشکی اشتقاق یافته است.

---