تحقیق مقاله کود آبیاری

مقدمه 

با توجه به افزایش سریع جمعیت کشور، نیاز به تولید بیشتر مواد غذایی احساس می‪گردد. بهترین راه برای نیل به این هدف و همچنین تامین قسمتی از ارز مورد نیاز، افزایش تولید در واحد سطح است. در بین نهادهای کشاورزی، اضافه نمودن متعادل کودهای شیمیایی بیشتر از سایر نهادها در افزایش تولید محصولات کشاورزی موثر است. نظر به اینکه تولید کنندگان محصولات کشاورزی کشور برای تولید بیشتر، مصرف کودهای شیمیایی را افزایش دادند ولی در عمل به علت محدودیت‪های زمین، آب و اقلیم و به خصوص عدم مدیریت کارآ در مسایل آب و کود، افزایش کمی و کیفی عمل کرد مورد انتظار حاصل نشد و در نتیجه تعادل عناصر غذایی خاک بهم خورده و مسایل عمده زیست محیطی مطرح شده است بنابر این افزایش تولید در واحد سطح و بهبود کمی و کیفی عملکرد هرچه بیشتر محصولات زراعی و باغی، نیاز به توجه خاصی دارد همچنین مدرنیزه کردن سیستمهای آبیاری و تبدیل آنها از روشهای رایج زارعین (سطحی) به سیستمهای تحت فشار (قطره‪ای) می‪تواند نقش مهمی را در این مسئله داشته باشد چرا که استقاده از این سیستمها ( تحت فشار) باعث افزایش راندمان مصرف آب شده و به عبارت دیگر میزان تولید محصول را به ازای هر واحد آب افزایش می‪دهد.

ترکیب این دو فاکتور (آب و کود) و یا به اصطلاح کود دهی با آبیاری (Fertigation) از محاسن ویژای برخوردار می‪باشد که موفقیت در این روش مستلزم داشتن آگاهی کافی در رابطه با نیاز آبی و نیاز کودی هر محصول است. در این روش به دلیل استفاده بهینه از مصرف آب و کود، آلودگی محیط زیست به حداقل رسیده و تقسیط مصرف کودها در مراحل حساس و مورد نیاز گیاه به سهولت انجام می‪پذیرد. همچنین از هدر رفتن کود بدلیل کنترل غلظت عناصر غذایی در خاک جلوگیری شده و مطابق با نیاز رشد گیاه، در اختیار آن قرار داده می‪شود از طرف دیگر به دلیل حلالیت یکنواخت کودها در آب آبیاری، جذب آن بهتر صورت می‪گیرد.

تعریف

به کار بردن مواد شیمیایی کشاورزی همراه آب آبیاری در سیستمهای آبیاری قطرای و بارانی یکی از اهداف این سیستمها می‪باشد. اصطلاح عمومی برای این عمل «تزریق مواد شیمیایی به آب آبیاری یا Chemigation » می باشد. مواد شیمیایی شامل انواع کودهای محلول، علفکشها، حشره کشها و غیره می‪تواند به داخل سیستم آبیاری تزریق شود. این اصطلاح در مورد انواع کودها « تزریق کود به آب آبیاری یا Fertigation » نامیده می‪شود که از اهداف ویژه انواع سیستمهای آبیاری قطره‪ای و بارانی است.1

تزریق کود به آب آبیاری، شامل حل کردن کودهای محلول در آب و کاربرد آن از طریق سیستمهای قطره‪ای و بارانی می‪باشد. که روشی موثر، آسان و اقتصادی است. و مناسب بودن آن به شرایط خاک و محصول، روش آبیاری، کیفیت آب، نوع کود و مسایل اقتصادی بستگی دارد. این روش معمولاً در خاک‪های درشت بافت دارای امتیاز بیشتری نسبت به خاکهای ریز بافت است. این مساله به نوع کود و چگونگی حرکت آن در خاک بستگی دارد.2

کود آبیاری کاربرد کود مایع در یک سیستم آبیاری می باشد. میکروآبیاری و کود آبیاری امکان کنترل دقیق آب و مواد مغذی را ارئه می کنند سود عمده ی کود آبیاری این است که نسبت به لوازم پراکنده سنتی ، انعطاف پذیری بیشتر دارد و مواد مغذی به کار گرفته شده را بهتر کنترل می‪کند. در این روش کودها هنگامی مصرف می شوند که لازم است و در مقادیر کم به کار گرفته می شوند در نتیجه مواد مغذی قابل حل در آب ، کمتر در معرض فرو شسته شدن به وسیله بارندگی زیاد یا آبیاری بیش از حد می‪باشند.3

با کودآبیاری، گیاه هرزمان که آبیاری شود تغذیه هم می‌شود، و مواد مغذی لازم را تا آبیاری بعدی دریافت می‪کند.4

کاربرد مواد مغذی به همراه سیستمهای آبیاری کود آبیاری است (ادغام کودوآبیاری ) رایج ترین ماده مغذی به کار گرفته‌شده درکود آبیاری نیتروژن است.سایرعناصرشامل فسفر،پتاسیم،سولفور،روی وآهن به مقدارکمترمصرف می‌شوند.5

آبیاری قطره ای زیر سطحی وسیله ی موثری برای به کارگیری آب و مواد مغذی برای محصولات یکساله است. بطور کلی حداقل 10 تا 30 درصد آب در مقایسه با سیستمهای آبیاری پیوسته ی سطحی ذخیره می شود بنابر این استفاده ی فزاینده ی آبیاری قطره ای زیر سطحی و کود آبیاری با نیتروژن مایع در آینده ی قابل تحمل برای تولید محصول در مناطق خشک حتی اگر منابع آب کاهش یابد، دخالت خواهد کرد. 6

ضرورت کود آبیاری

تزریق کود به آب آبیاری، مخصوصاً ازت در نواحی خشک به منظور بهبود حاصلخیزی در مزارعی که با سیستم آبیاری قطره‪ای یا زیر سطحی آبیاری می‪شوند‪، ضروری می‪باشد. این ضرورت به دلیل آن است که کود خشک پخش شده روی سطح خاک ممکن است همراه با آب آبیاری به سمت منطقه ریشه حرکت نکند. کودهای ازت و دیگر کودها را می‪توان در زمان کشت با خاک مخلوط کرد اما باید فقط در مناطقی که بطور کامل توسط بارندگی یا آبیاری مرطوب می‪شوند، وارد خاک گردند. پخش کودها در سطح خاک در مزارع تحت آبیاری قطره‪ای در مناطق خشک بدلیل حجم کوچک و نامنظم خاک مرطوب شده، از راندمان خوبی برخوردار نمی‪باشد. بافت خاک از جمله عواملی است که در راندمان کود دهی با آبیاری موثر می‪باشد. این روش معمولاً در خاکهای درشت بافت دارای امتیاز بیشتری نسبت به خاکهای ریز بافت است.1

مزیت کود آبیاری

هر گیاه اعم از گیاهان زراعی و یا باغی نیازهای متفاوتی نسبت به انواع عناصر غذایی در طول دوره رشد خود دارند. به اینصورت که در برخی از مراحل رشد خود نیاز بیشتری به بعضی از عناصر دارند. با روش تزریق کود در سیستمهای تحت فشار به بهترین صورت ممکن می توان مواد غذایی را برحسب نیاز گیاه، مصرف کرد. از طرف دیگر این روش تقسیط کود معمولاًً اقتصادی‪تر از سایر روشهای کوددهی می باشد. 2

کود آبیاری با نیتروژن مایع ، باعث بهینه سازی محصول‪، کیفیت و بازگشت اقتصادی می شود. بدون آنکه نیتروژن آب خاک را کاهش دهد. (Doerge, Pier  1995، تامسون و Doerge 1996 ).3

این تکنیک هزینه های کود دهی را از راه حذف عملیات کاهش می دهد. این روش همچنین کارآیی مواد مغذی را از طریق استفاده آنها در زمانی که گیاه نیاز بیشتری دارد، بهبود می بخشد. همچنین با این روش تصفیه ی خاک یا دنیتری فیکاسیون4 (گازی) که نیتروژن را کاهش می‌دهد و کاهش هدررفتن خروج مواد مغذی نیز امکان پذیر می‪شود.5

کودآبیاری به آرامی دانسیته و طول ریشه را افزایش می دهد همچنان که آب وارد خاک می شود کود را هم در سراسر منطقه ریشه حمل می کند. کود آبیاری روی گلها نتایج فوری دارد. چمن ها نسبتاً سریع سبز می شوند و نتایج قابل توجهی روی درختان و بوته‪ها در طول سال دارد در کود آبیاری همه‪ی مقدار مصرف ماهانه کود به یک باره با کود خشک و یا در یک چرخه کم، از طریق یک سیستم آبیاری بیشتر اهداف کود دهی را ارضا می‪کند.6

از دیگر مزایای کوددهی با سیستم آبیاری1:

- کاهش مقدار کود مصرفی که سبب افزایش راندمان کودی می‪گردد.

- افزایش راندمان مصرف آب (WUE) یا به عبارت دیگر میزان محصول تولیدی به ازای واحد مصرف آب، افزیش می‪یابد (صرفه جویی در مصرف آب).

- تزریق کود به داخل سیستم که شامل عناصر پر مصرف (ازت، فسفر و پتاس) و عناصر کم مصرف (آهن، روی، مس، بر و غیره) می‪باشد. ضمن آنکه مصرف کود توام با آبیاری عمل کرد را افزایش می‪دهد و باعث کاهش هزینه‪های کارگری می‪شود.

- باعث کاهش آلودگی محیط زیست می شود.

- کودهای مورد نیاز گیاه در همه مواقع در اختیار گیاه می‪توانند قرار گیرند.

دلایل توسعه‪ی روش کود آبیاری در کشور2

1- در کود آبیاری امکان مصرف کم، مکرر، مداوم و تقسیطی عناصر غذایی در طول دوره‪ی رشد مطابق با نیاز گیاه وجود دارد همچنین پخش یکنواخت کود در خاک و توزیع یکنواخت آن در طول دوره رشد امکان پذیر است.

2- در کود آبیاری راندمان مصرف آب بالا بوده و کارآیی مصرف کود بیشتر و توصیه‪ی کودی راحتتر است. در این صورت مقدار کوددهی مصرفی به مقدار واقعی برداشت عناصر غذایی نزدیکتراست.

3- با تنظیم مقدار مواد غذایی مصرفی در هر مرحله کود آبیاری و تطبیق عمق کود آبیاری بر اساس عمق فعالیت ریشه، می توان آبشویی عناصر غذایی را کنترل نمود. به این ترتیب با کاهش هدر رفتن عناصر، از آلودگی منابع خاک، آب و هوا نیز جلوگیری می‪شود.

4- به علت توزیع یکنواخت عناصر غذایی در خاک، رشد محصول در مزرعه یکنواخت بوده و رسیدن محصول هم زمان است که این امر تاثیر مهمی در کاهش ضایعات برداشت خواهد داشت.

5- با مصرف عناصر غذایی، مطابق با نیاز گیاه در طی دوره رشد، رشد محصول متعادل بوده و زمان رسیدگی آن تسریع می‪یابد.

6- حتی مواد غذایی در شرایطی که خاک وضعیت محدود کننده‪ای برای مصرف برخی کودها دارد می‪تواند در این روش با کارآیی بیشتری در اختیار گیاه قرار گیرد.

7- استفاده آسان از کودهای مرکب قابل حل همراه با عناصر کم مصرف که معمولاً به واسطه مقادیر مورد مصرف بسیار ناچیزشان به صورت مصرف خاکی مشکل است.

8- مصرف عناصرغذایی بطورتقسیطی درمقادیر کم ولی مداوم ازجذب بیش ازاندازه عناصرمثل نیتروژن وپتاسیم جلوگیری می‪کند.

9- به علت اینکه از سیستم آبیاری قطره‪ای استفاده می‪شود، معمولاً به دلیل مرطوب بودن سطح خاک در اطراف گیاه، اثرات خشکی کاهش یافته و در نهایت موجب افزایش کارآیی فتوسنتز در گیاه می‪شود.

10- با رفع کمبود عناصر غذایی مورد نیاز محصول، عملکرد بیشتر بوده و کارآیی مصرف کود بالاتر است. به دنبال افزایش عملکرد، کیفیت محصول نیز ارتقاء پیدا می‪کند.

11- این روش، برای تغذیه گیاهان گلخانه‪ای که معمولاً به خاکهای بسیار سبک بازه‪کش خوب نیاز دارند، ترجیح دارد. معمولاً بسترهای کشت دارای ظرفیت تبادل کاتیونی پایینی هستند بنابر این مواد غذایی باید به اندازه کافی همواره در محلول خاک باشند. به این ترتیب کود آبیاری یکی از روشهای موثر برای صرفه جویی در مقدار کود مصرفی است.

12- در سیستم آب – خاک – گیاه، آب و مواد غذایی نقش همیار دارند و همراهی این دو برای رشد بهینه گیاه ضروری است. هنگامی که آب محدود کننده عمل کرد باشد، واکنش گیاه به مواد غذایی مصرف شده کم است. همچنین زمانی که مواد غذایی عامل محدود کننده رشد گیاه باشد، پاسخ به آب مصرفی کمتر است. بنابراین با انجام کود آبیاری می‪توان با افزایش عملکرد، راندمان مصرف کود و کارآیی مصرف آب را نیز بهبود بخشید.

13- در روش مصرف یکباره کودها، افزایش فشار اُسمزی محلول خاک فعالیت گیاه را ممکن است تحت تاثیر قراردهد. در کود آبیاری بدلیل استفاده از مقادیر کمتر کود درهر مرحله‪ی کود آبیاری، زیان ناشی از افزایش فشار اُسمزی به مراتب کمتر است.

روشهای آبیاری1

همه‪ی فواید کود آبیاری زمانی آشکار می‪گردد که یک روش آبیاری صحیح برای برآورد نیاز گیاه بکار گرفته شود. در کود آبیاری، کود به حالت محلول در اختیار گیاه قرار می‪گیرد بنابر این مدیریت آبیاری بسیار مهم و از عوامل کلیدی موثر بر کارآیی کود آبیاری است. مقدار رطوبت قابل دسترس برای ریشه گیاه در روشهای مختلف آبیاری متفاوت است راندمان آبیاری، یکنواختی پخش و توزیع آب، عواملی مهم در کود آبیاری هستند. بالا بردن راندمان آبیاری و پخش و توزیع یکنواخت آن، کارآیی این روش را افزایش می‪دهد. در روشهای مختلف آبیاری، میزان این عوامل متفاوت هستند به این دلیل کارآیی کود آبیاری در روشهای مختلف آبیاری متغیر است کود آبیاری با روشهای آبیاری: 1- بارانی 2- قطره‪ای 3- زیر زمینی 4- سطحی اجرا می‪شود. که به دو مورد اشاره می‪کنیم.

کود آبیاری به روش زیر زمینی2

در این روش آب از طریق لوله‪هایی در زیر خاک جریان پیدا نموده و در ناحیه گسترش ریشه به تدریج با فشار پایین مورد مصرف قرار می‪گیرد از آنجا که مصرف آب به صورت موضعی و متمرکز است، قابلیت دسترسی عناصر در روش کود آبیاری بسیار زیاد است. این امر نقش مهمی در افزایش راندمان مصرف عناصر غذایی بویژه عناصر کم تحرک و غیر پویا در خاک ایفا می‪کند. با مصرف موضعی آب و عناصر غذایی، رشد علفهای هرز نیز در پای گیاه و رقابت آنها برای جذب آب و مواد غذایی بطور قابل ملاحظه‪ای کاهش می‪یابد.

ضرورت و مزیت آبیاری قطره‪ای و بارانی برای توزیع کود

چندین مزیت در استفاده از آبیاری قطره‪ای و بارانی برای توزیع کودها وجود دارد. اولین مزیت اینکه‪، هر دو عمل آبیاری و کود دهی با کمی زحمت بیشتر نسبت به عمل انجام آبیاری به تنهایی، می‪تواند باهم صورت گیرد. این مسئله خصوصاً در مناطق خشک و نیمه خشک که انجام هر دو عمل آبیاری و کود دهی در بیشتر موارد باهم برنامه ریزی می‪شود، مهم است. دومین مزیت امکان کنترل دقیق نه تنها بر عمق کود دهی بلکه روی توزیع کود توسط لوله‪های فرعی آبیاری می‪باشد.1

نفوذ کود به داخل خاک را می‪توان به وسیله تنظیم طول مدت زمان آبیاری کنترل کرد. یکنواختی توزیع کود می‪تواند به خوبی یکنواختی در توزیع آب باشد. به صورتی که در روش آبیاری سطحی که یکنواختی توزیع کمتر از روش قطرای است یکنواختی توزیع کود نیز مناسب نمی‪باشد. معمولاً در روش قطره‪ای بهترین یکنواختی توزیع کود به دست می‪آید. در این روش غلظت نسبتاً ثابتی از عناصر غذایی در محدوده‪ی رشد ریشه بوجود می‪آید.مثلاًَََ در این روش آبیاری، محلول خاک حاوی 60 تا150 پی پی ام ازت نیتراتی است در حالیکه در روش آبیاری بارانی غلظت ازت نیتراتی از صفر تا 300 پی پی ام تغییر می‪کند. اگر سیستم آبیاری بطور مطلوب طراحی شده و بطور شایسته‪ای بهره برداری گردد، هم توزیع کود و هم توزیع آب مطلوب خواهد بود.2

آزمایشی برای بررسی تاثیر روش‪های مختلف آبیاری همراه با مصرف متعادل کودهای شیمیایی بر عملکرد کمی و کیفی و همچنین کارآیی مصرف آب در مرکبات در سال زراعی 80-1379 در شرق مازندران پیاده گردید (اسدی و همکاران، 1381). این آزمایش بصورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با چهار تکرار در یکی از باغهای مرکبات نکا در اجرا شد. در آبیاری سطحی، کودهای مورد نظر در سایه انداز (Drip line) پخش و سپس با خاک سطحی کاملاً مخلوط شد. در آبیاری قطره‪ای، کودهای مورد نظر در تانکر حل شده و سپس بصورت محلول با استفاده از قطره چکانها بطور تدریجی در اختیار درخت قرار گرفت. عمل کرد کل درخت، قطر و وزن متوسط میوه، اسیدیته عصاره میوه، میزان کل مواد جامد محلول، غلظت عناصر غذایی برگ و کارآیی مصرف آب به ازاء هر کیلو گرم میوه تولیدی به عنوان پاسخهای گیاهی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد بکارگیری آبیاری قطره‪ای موجب افزایش غلظت منیزیم، پتاسیم، فسفر و کاهش غلظت منگنز، ازت و روی برگ شد. تاثیر روشهای مختلف آبیاری قطره‪ای و سطحی بر عملکرد، عملکرد متوسط، وزن و قطر متوسط میوه و اسیدیته عصاره و در صد مواد جامد محلول عصاره در جداول یک و دو ارائه شده است.3