اصول کم آبیاری در باغات میوه – بخش اول

مقدمه

در مناطقی که محدودیت منابع آبی وجود دارد، کم‌آبیاری می‌تواند یک راهکار مناسب برای تولید محصول در درختان میوه تحت شرایط کم‌آبی باشد. به دلیل تفاوت بین مراحل رشد رویشی و زایشی در درختان میوه با گیاهان زراعی، می‌توان مدیریت کم‌آبیاری را بر اساس مراحل فنولوژیکی رشد و نمو درختان میوه تنظیم نمود، اما با این وجود تعدادی از باغداران اطلاع دقیقی از مراحل فنولوژی رشد درختان میوه نداشته و جهت دستیابی به محصول مطلوب در طی فصل و تولید محصول در فصل بعدی دقت کافی را در آبیاری محصولشان ندارند. موفقیت در مدیریت کم‌آبیاری تنظیم شده در درختان میوه، بستگی به مراحل فنولوژیکی رشد، زمان رسیدن میوه  (زودرس، متوسط‌رس یا دیررس بود)، نوع سیستم آبیاری، نوع خاک (بافت و عمق خاک) و شرایط اقلیمی محل کاشت دارد.

نیاز آبی درختان میوه

مقدار آب مورد نیاز برای جبران تلفات تبخیر و تعرق گیاه، نیاز آبی نامیده می‌شود. مقدار نیاز آبی وابسته به تبخیر و تعرق است. با توجه به اینکه تبخیر و تعرق در اثر اقلیم محلی و نیز شرایط رشد گیاه تغییر می‌کند، در نتیجه نیاز آبی به صورت زمانی و مکانی متغیر است. نیاز آبی گیاهان مربوط به تبخیر و تعرق در شرایط ایده‌آل رشد گیاه است. تبخیر و تعرق گیاهان آسیب دیده از آفات و حشرات و با تراکم کم متفاوت از گیاهانی است که به خوبی رشد و نمو نموده‌اند.

عوامل موثر بر نیاز آبی درختان میوه

1-      تبخیر و تعرق

تبخیر: فرآیند تبدیل آب مایع به بخار را تبخیر گویند، تبخیر ممکن است از سطوح آزاد آب و یا از سطح مرطوب خاک صورت گیرد.

تعرق گیاهان: گیاهان، مقداری آب به صورت بخار، از راه روزنه‌های هوایی و بشره نازک برگ‌ها و جوانه‌ها و ساقه‌های جوان، دفع می‌کنند، این عمل تعرق نام دارد.

شماتیک تبخیر و تعرق گیاهی

مهم‌ترین عوامل محیطی و اقلیمی موثر بر تبخیر و تبخیر تعرق عبارتند از:

• تابش خورشیدی، به عنوان مهم‌ترین منبع انرژی موثر بر تبخیر شناخته می‌شود. تابش خورشیدی نسبت به عرض جغرافیایی و فصل متغیر است و معمولاً مقدار آن در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر، بیشتر است و در عرض‌های جغرافیایی بالاتر، تغییرات فصلی آن کمتر است. همچنین تابش قابل استفاده‌ی خالص، وابسته به انعکاس پذیری از سطح[1]، شدت تابش‌های موج بلند از سطح زمین و خصوصیات انتقال از اتمسفر است.
• دمای هوا و سطح تبخیر که هردو وابسته به منبع انرژی اصلی یعنی تابش خورشیدی هستند. در اثر توازن انرژی، دمای سطح با افزایش انرژی خورشیدیِ در دسترس افزایش می‌یابد و بخش بزرگ تری از انرژی تبدیل به حرارت محسوس می‌شود. تبدیل انرژی به حرارت محسوس در صورتی که تنها بخشی از انرژی موجود برای تبخیر استفاده شود افزایش می‌یابد. دمای سطح با افزایش شدت تبخیر کاهش می‌یابد و با خشک شدن سطح تبخیر دمای سطح افزایش می‌یابد.
• کمبود فشار بخار (VPD)[2]هوا که وابسته به مقدار بخار آبی است که می‌تواند قبل از اشباع توسط هوا جذب شود، تأثیر بزرگی بر کنترل تبخیر دارد. در مناطق غیر ساحلی که هوا خشکتر است، تبخیر بیشتر است در حالی که در  مناطق ساحلی به دلیل نزدیکی به دریا هوا مرطوبتر و تبخیر کمتر است.
• سرعت باد روی سطح تبخیر.  باد اصلی‌ترین نیروی محرکه‌ای است که می‌تواند لایه مجاور سطح را که در اثر تبخیر تبخیر آب مرطوب شده است با هوای خشکی که مقدار VPD بیشتری دارد جایگزین نماید. با تبخیر آب، هوای روی سطحِ تبخیر به تدریج مرطوب‌تر می‌شود تا جایی که به حالت اشباع در می‌آید و نمی‌تواند بخار بیشتری در خود حفظ کند. اگر هوای مرطوب روی سطح تبخیر با هوای خشکتر جایگزین شود، تبخیر می‌تواند ادامه داشته باشد. تبخیر در محیط‌های باز که در آن جابجایی هوا وجود دارد بیشتر از مکان‌های سرپوشیده است.

سایر عوامل به‌طور معمول در یک مقیاس وسیع‌تر می‌توانند بر تبخیر موثر باشند. الگوی آب و هوای غالب نیز بر تبخیر موثر است. طبیعت سطح تبخیر که می‌تواند الگوی باد را تغییر دهد ممکن است بر تبخیر اثرگذار باشد. روی یک سطح زبر و نامنظم، اصطکاک موجب کاهش سرعت باد می‌شود ولی از سوی دیگر می‌تواند موجب تلاطم و آشفتگی جریان شود که در این صورت در اثر مولفه قائم سرعت باد، تبخیر افزایش خواهد یافت. این اثر اغلب در ارتباط با اثرات توپوگرافی بر روی طبیعت سطوح تبخیر، بیلان انرژی و متغیرهای آب و هوایی موثر بر تبخیر در نظر گرفته می‌شود.

2-     عوامل گیاهی

انواع گیاهان مقادیر متفاوتی از آب را در طول دوره رشد استفاده می‌نمایند. عوامل گیاهی موثر بر نیاز آبی شامل نوع گیاه، رقم و گونه، پایه، سن درخت یا مرحله رشد، سطح برگ، نوع برگ و روزنه‌ها، میزان باردهی و طول و تراکم ریشه هستند. به دلیل تفاوت‌های موجود در الگوی رشد گیاهان، گیاهان متفاوت و حتی ارقام یا گونه‌های متفاوت یک گیاه، نیاز تبخیر و تعرقی متفاوتی از خود نمایش می‌دهند. طول دوره رشد تأثیر مستقیمی بر نیاز آبی کل گیاه دارد. برخی از گیاهان هم در زمستان و هم در تابستان و بهار امکان رشد دارند. چنین گیاهی در فصل زمستان به طور حتم نیاز آبی کمتری نسبت به بهار و تابستان خواهد داشت. گیاهان جوان نیاز آبی کمتری نسبت به گیاهان بالغ دارند.

نمونه‌ای از الگوی تغییرات نیاز آبی در طول فصل رشد

علاوه بر این موارد، سطح برگ (سطح تبخیر) و نحوه بسته شدن روزنه‌ها بر تبخیر و تعرق موثر است. به علاوه، جمعیت گیاهان می‌تواند تبخیر و تعرق را تحت تأثیر قرار دهد به نحوی که کاهش جمعیت منجر به کاهش تبخیر و تعرق خواهد شد.

نیاز آبی گونه‌های مختلف باغی با هم تفاوت دارند و حتی در یک گونه هم در فصول مختلف رشد تفاوت چشمگیری وجود دارد. ترتیب نیاز آبی درختان میوه در یک بیان کلی به صورت زیر است.

در دوران استراحت، مصرف آب توسط درخت به میزان حداقل و در دوران رشد کامل برگ‌ها و استقرار میوه روی درخت، به حداکثر میزان خود می‌رسد و به تدریج با نزدیک شدن به انتهای فصل رشد این نیاز آبی کاهش می‌یابد. بخشی از نیاز آبی یک باغ از بارندگی طبیعی و بخشی هم از طریق آبیاری تامین می‌شود.

تحت شرایط محیطی یکسان، گیاهی با سطح برگ کمتر و سیستم ریشه کوچک تر از نیاز آبی کمتری نسبت به گیاهی با سطح برگ بیشتر و سیستم ریشه متراکم برخوردار خواهد بود. عمق ریشه دوانی بالقوه (Potential Root Depth) پایین‌ترین عمقی است که ریشه گیاه قادر به رسیدن به آن نقطه در خاک باشد. این عمق به نوع گیاه بستگی داشته ولی مستقل از نوع خاک و شرایط آن است. حداکثر عمق ریشه دوانی (Maximum Root Depth) پایین‌ترین عمقی که ریشه گیاه تحت شرایط خاص خاک از جمله موانع فیزیکی و شیمیایی قابلیت دستیابی به آن را دارد که اغلب کمتر از عمق ریشه دوانی بالقوه است. عمق ریشه دوانی موثر (Effective Root Depth) قسمت فوقانی عمق ریشه که گیاه بیشترین جذب آب را از آن قسمت انجام می‌دهد. عمق ریشه موثر به طور تقریبی نصف حداکثر عمق ریشه دوانی در نظر گرفته می‌شود. با توجه به عمق و توسعه ریشه گیاه حدود 70 درصد از آب مصرفی خود را از 50 درصد فوقانی عمق توسعه ریشه جذب می‌کند.

جذب آب توسط سیستم ریشه

تأثیر بافت خاک در میزان و نفوذ آب

خاک به طور مستقیم بر نیاز آبی تأثیرگذار نیست ولی نیاز آبیاری کل گیاه تحت تأثیر خصوصیات ذخیره‌سازی و تخلیه آب در خاک است. علاوه بر نوع خاک، محتوای مواد آلی خاک تأثیر بسیار زیادی بر ظرفیت ذخیره‎سازی و تخلیه آب از خاک دارد.

قدرت نفوذ آب، جهت جریان، نیاز آبی و کارایی مصرف آب در زمین‌های مختلف متفاوت است. میزان و نوع نفوذ آب در زمین به نوع و جنس خاک وابسته است. در زمین‌هایی با بافت خاک شنی، نفوذ آب در خاک به صورت عمودی است. در اراضی رسی سخت، آب به آرامی وارد خاک می‌شود اما در جهت افقی سریع حرکت می‌کند. شدت نفوذ در خاک‌ها از چنین ترتیبی پیروی می‌کند: رسی > سیلتی > شنی. شدت نفوذ و نشت در خاک‌های شنی بسیار بیشتر از خاک‌های سیلتی و رسی است. بنابراین، نیاز آبیاری در طول فصل رشد گیاه در خاک‌های شنی بیشتر از خاک‌های رسی است.

سایر عوامل موثر بر نیاز آبیاری گیاهان شامل باران موثر، آب مورد نیاز برای آبشویی نمک‌ها (یاز آبشویی)، آب مورد نیاز برای آماده‌سازی یا غرقابی زمین و غیره است.

مقایسه سرعت و جهت نفوذ آب در خاک‌های مختلف