لوله زهکش یکی از عناصر حیاتی در مدیریت هوشمندانه منابع آب کشاورزی است، به ویژه در مزارعی که از روش آبیاری غرقابی استفاده می کنند. در چنین سیستم هایی، حجم زیادی از آب به سطح خاک وارد می شود و اگر این آب به صورت مناسب از مزرعه خارج نشود، می تواند مشکلاتی نظیر ماندآبی، کاهش اکسیژن خاک، پوسیدگی ریشه گیاهان و در نهایت افت شدید عملکرد را به دنبال داشته باشد. نصب و استفاده از لوله زهکش راهکاری علمی و مهندسی برای جمع آوری و هدایت آب های اضافی آبیاری به خارج از محدوده ریشه گیاهان است.

ضرورت استفاده از لوله زهکش در مزارع غرقابی

در روش آبیاری غرقابی، مزرعه با لایه ای از آب پوشانده می شود تا رطوبت مورد نیاز گیاه تأمین گردد. اما در بسیاری از موارد، خاک ظرفیت جذب این مقدار آب را ندارد یا نفوذپذیری آن پایین است. در نتیجه، بخشی از آب در سطح خاک باقی می ماند و موجب اشباع بیش از حد ناحیه ریشه می شود. این شرایط، علاوه بر خفگی ریشه ها، باعث رشد قارچ ها، کاهش تهویه خاک و کاهش بازدهی کودهای شیمیایی می گردد. لوله های زهکش با جمع آوری آب مازاد و انتقال آن به کانال های خروجی یا مخازن ذخیره، از این آسیب ها جلوگیری می کنند و تعادل رطوبتی خاک را حفظ می نمایند.

نحوه عملکرد لوله زهکش در هدایت آب های اضافی

ساختار لوله زهکش معمولاً از جنس پلی اتیلن با دیواره دوجداره و سوراخ های منظم در بدنه است. این سوراخ ها به گونه ای طراحی شده اند که آب اضافی از خاک اطراف وارد لوله شده و سپس به سمت خروجی هدایت شود. مسیر حرکت آب معمولاً با استفاده از شیب زمین تنظیم می شود تا نیازی به پمپاژ نباشد.

در برخی پروژه ها از لایه های فیلتر شنی یا ژئوتکستایل در اطراف لوله استفاده می شود تا مانع ورود ذرات ریز خاک و انسداد سوراخ ها شوند. این سیستم در نهایت آب را به چاهک های جمع آوری یا کانال های خروجی منتقل می کند تا از ماندن طولانی مدت رطوبت در خاک جلوگیری شود.

مزایای استفاده از لوله زهکش در مزارع آبیاری غرقابی

استفاده از لوله های زهکش تنها برای جلوگیری از ماندآبی نیست، بلکه مزایای گسترده تری نیز دارد:

1.        افزایش بازده آبیاری:

زهکشی مناسب باعث می شود آب در سطح ریشه ها به صورت یکنواخت توزیع شده و جذب مؤثرتری داشته باشد.

2.        کاهش شوری خاک:

در مزارعی که آبیاری غرقابی با آب نیمه شور انجام می شود، بخشی از نمک در سطح خاک تجمع می یابد. زهکشی مناسب، این نمک ها را به لایه های پایین تر یا خارج از مزرعه منتقل می کند و مانع شور شدن خاک می شود.

3.        افزایش تهویه خاک:

خروج آب اضافی باعث افزایش نفوذ اکسیژن در خاک می شود که برای تنفس ریشه ها ضروری است.

4.        کاهش فرسایش سطحی:

با هدایت کنترل شده آب، احتمال تخریب سطح مزرعه و شسته شدن مواد آلی کاهش می یابد.

5.        جلوگیری از بیماری های ریشه ای:

بسیاری از بیماری های قارچی در محیط های اشباع رشد می کنند. زهکشی مناسب احتمال بروز این بیماری ها را کاهش می دهد.

6.        بهبود ساختار خاک:

حذف آب های راکد از لایه های زیرین خاک باعث افزایش نفوذپذیری و پایداری ساختمان خاک می شود.

انواع لوله زهکش مورد استفاده در کشاورزی

لوله زهکش بسته به نوع زمین و شرایط آبیاری در چند نوع مختلف تولید می شوند:

·         لوله زهکش مشبک (سوراخ دار):

رایج ترین نوع که درون خاک دفن می شود و از طریق سوراخ ها، آب اضافی را جمع آوری می کند.

·         لوله زهکش دارای فیلتر ژئوتکستایل:

در خاک های ریزدانه و رسی که احتمال گرفتگی بالاست، این نوع کاربرد دارد. پارچه ژئوتکستایل مانع ورود ذرات ریز می شود.

·         لوله زهکش دوجداره کاروگیت:

دارای استحکام بالا برای نصب در اعماق زیاد و زمین های با بار ترافیکی بالا است.

·         لوله زهکش PVC یا پلی اتیلن سبک:

برای زمین های زراعی با عمق زهکشی کم و فشار کم مناسب اند.

طراحی سیستم زهکشی در مزارع غرقابی

برای طراحی مؤثر یک سیستم زهکشی، پارامترهای متعددی باید در نظر گرفته شود از جمله:

·         نوع خاک (رسی، شنی، لومی)

·         شیب طبیعی زمین

·         عمق سطح ایستابی آب

·         حجم آب آبیاری در هر نوبت

·         نوع محصول و حساسیت آن به رطوبت

به طور معمول لوله های زهکش در عمق 1 تا 1.5 متری زمین و با فاصله 15 تا 50 متری از یکدیگر نصب می شوند. هدف از این طراحی، ایجاد شبکه ای زیرزمینی است که بتواند آب اضافی را به سرعت جذب و تخلیه کند.

اثر زهکشی بر بهره وری محصولات کشاورزی

در زمین هایی که زهکشی به درستی انجام می شود، رشد گیاهان به طور قابل توجهی افزایش می یابد. علت این امر آن است که ریشه ها در خاکی با تهویه مناسب و رطوبت کنترل شده بهتر رشد می کنند. همچنین، کاهش غلظت نمک ها و جلوگیری از خفگی ریشه، سبب جذب بهتر عناصر غذایی مانند نیتروژن و پتاسیم می شود. مطالعات میدانی نشان داده اند که استفاده از سیستم زهکشی زیرزمینی می تواند عملکرد گندم، برنج و ذرت را تا 20 تا 40 درصد افزایش دهد.

جمع آوری و استفاده مجدد از آب زهکشی شده

در شرایط کم آبی، آب خارج شده از لوله های زهکش را می توان پس از عبور از حوضچه های ته نشینی و تصفیه ساده، دوباره برای آبیاری یا تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی استفاده کرد. این روش علاوه بر صرفه جویی در مصرف آب، از آلودگی منابع طبیعی جلوگیری می کند. در برخی مزارع پیشرفته، سیستم زهکشی به صورت هوشمند کنترل می شود تا در دوره های خشک، بخشی از آب در خاک نگه داشته شود.

نگهداری و پایش سیستم لوله زهکش

برای عملکرد بهینه، سیستم زهکشی باید به طور منظم مورد بازرسی و شست وشو قرار گیرد. تجمع رسوب، ریشه گیاهان یا مواد آلی می تواند موجب گرفتگی سوراخ های لوله شود. معمولاً هر 1 تا 2 سال یک بار شست وشوی شبکه با آب پرفشار یا مواد شیمیایی مجاز توصیه می شود. نصب منهول های دسترسی در مسیر نیز امکان بازرسی سریع تر را فراهم می کند.

به کارگیری لوله زهکش در مزارع غرقابی، روشی علمی و پایدار برای کنترل رطوبت، بهبود کیفیت خاک و افزایش بهره وری محصولات است. این لوله ها با هدایت دقیق آب های اضافی آبیاری، از هدررفت منابع آب جلوگیری کرده و ضمن جلوگیری از شور شدن و تخریب خاک، سلامت گیاهان را تضمین می کنند. در دنیای امروز که بحران کم آبی و فرسایش خاک تهدیدی جدی برای کشاورزی محسوب می شود، توسعه سیستم های زهکشی زیرسطحی می تواند گامی مهم در جهت کشاورزی پایدار و بهره ور باشد.