مدرن ترین روش های آبیاری

با افزایش جمعیت جهانی که منجر به افزایش سریع تقاضا برای منابع غذایی می شود، صنعت کشاورزی برای رشد محصولات نیاز به استفاده از مدرن ترین روش های آبیاری برای جلوگیری از گرسنگی در بسیاری از مناطق زمین مورد نیاز است.

تأثیرات تغییرات آب و هوایی ، که با نرخ فعلی، احتمالاً باعث خشکسالی شدید می شود، منابع آبی محدود آب مورد نیاز برای آبیاری محصولات را تحت فشار بیشتری قرار می دهد. ضرورت کاهش این فشار برای چندین دهه آشکار بوده است، و در پاسخ، نشان دادن حقیقت پشت این جمله که “ضرورت مادر اختراع است”، فناوری آبیاری همچنان به اختراع محصولات جدید و بهبود روش‌ ها ادامه می‌ دهد.

مصرف آب شیرین در سطح جهانی

آبیاری محصولات کشاورزی حدود ۷۰ درصد از مصرف آب شیرین در سراسر جهان را تشکیل می دهد. بزرگترین استفاده منفرد، شبه قاره هند است، جایی که هند از طریق ۷۶۱،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰ (متر مکعب – هزاران لیتر)، پاکستان ۱۸۳،۵۰۰،۰۰۰،۰۰۰، و بنگلادش – ۳۵،۸۷۰،۰۰۰،۰۰۰. بزرگترین کاربران دیگر شامل چین با ۵۹۸,۱۰۰,۰۰۰,۰۰۰ و ایالات متحده با ۴۴۴,۳۰۰,۰۰۰,۰۰۰ است.

شبه قاره هند علاوه بر اینکه بزرگترین کاربر مجرد است، یکی از فقیرترین مناطق نیز می باشد. در اینجا، بسیاری از کشاورزان توانایی نصب سیستم های نصب مدرن و پیشرفته را ندارند، که به خودی خود، در کنار شرایط خشک محلی، مسئولیت هدایت آب را حتی بیشتر می کند.

آبیاری سطحی به طور گسترده در هند مورد استفاده قرار می گیرد، اما به دلیل تلفات ناشی از تبخیر و هدف گیری ضعیف، بسیار ناکارآمد است.

کشورهای ثروتمندتر می توانند از فناوری پیشرفته استفاده کنند

کشاورزان در کشورهای ثروتمند در موقعیت بسیار بهتری قرار دارند، زیرا می توانند روش های آبیاری پرهزینه و مدرن را نصب کنند، که همچنین می تواند بهترین استفاده را از آخرین پیشرفت های فناوری در مواردی مانند پیش بینی آب و هوای ماهواره ای داشته باشد.

برای کشاورزی در مقیاس بزرگ، سیستم‌ های آبیاری بارانی و قطره‌ ای دو روش آبیاری مدرن هستند که بهترین نتایج را از نظر مصرف بهینه آب ، کیفیت محصول و بهره‌ وری می‌ دهند.

آبیاری قطره ای

در حالی که آبیاری قطره ای بهترین نوع آبیاری و کار آمدترین روش از نظر مصرف آب است، اما هم از نظر سخت افزاری و هم از نظر نصب گران است. همچنین، بسته به نوع محصولاتی که برای آبیاری استفاده می شود، قیمت محصول ممکن است هزینه مالی را توجیه نکند.

اگر در مورد آبیاری قطره ای زیر سطحی صحبت می کنیم، هزینه نگهداری نیز باید در نظر گرفته شود. از آنجا که در تماس مستقیم با خاک است، سوراخ ها یا قطره چکان ها به طور مرتب مسدود می شوند، به این معنی که برای آشکار کردن، باز کردن انسداد و پوشاندن مجدد اجزای مسدود شده به نیروی کار گران قیمت نیاز است.

علیرغم این واقعیت که آب بسیار کمتری از طریق تبخیر و تعرق از دست می رود و بنابراین به آب کمتری نیاز است، در مزارع بزرگ، آبیاری قطره ای به سادگی از نظر مالی امکان پذیر نیست.

آبیاری بارانی

آبیاری بارانی به اندازه آبیاری قطره ای کارآمد نیست، اما با این وجود بسیار بیشتر از سایر روش های سنتی آبیاری سطحی مانند حوضه ای، مرزی و شیاری است.

هنگامی که صحبت از آبیاری محصولات در مقیاس بزرگ می شود، آبیاری بارانی به جای آبیاری قطره ای ترجیح داده می شود و برای آبیاری چنین مناطق وسیعی از زمین، آب با استفاده از فناوری مرکز محوری تحویل داده می شود.

این نوع سیستم دارای یک بازوی متحرک و متحرک است که روی یک محور مرکزی نصب شده است. نازل ها یا قطره چکان ها در امتداد طول بازوی نوسانی، از قبل با فاصله ثابت هستند. آب تحت فشار در طول بازو رانده می شود و از طریق قطره چکان ها به بیرون می رود. طراحی به گونه‌ ای است که نازل‌ های نزدیک به پیوت که مساحت کمتری را پوشش می‌ دهند، نسبت به نازل‌ هایی که مناطق بزرگ‌ تری را پوشش می‌دهند، جریان کمتری دارند.

سیستم‌ های محوری مرکزی که دارای یک بازوی مستقیم هستند، می‌ توانند گیاهان را در یک منطقه ۱۳۰ هکتاری آبیاری کنند، در حالی که سیستم‌ هایی که دارای یک گوشه یا بازوی چرخشی هستند می‌ توانند آب را به زمین‌ هایی تا ۱۵۵ هکتار برسانند.

در حالی که سیستم های سنتر پیوت کاملا جدید نیستند (این سیستم ها برای اولین بار در اواسط دهه ۱۹۵۰ در ایالات متحده معرفی شدند)، در مقایسه با آنها مدرن هستند.

به آبیاری غرقابی، حوضه ای، مرزی و شیاری که قرن هاست وجود داشته است. اما وقتی آبیاری هوشمند پیشرفته با استفاده از حسگر ها، اینترنت اشیا (اینترنت اشیا)، داده‌ های تولید شده توسط ماهواره‌ های آب و هوا و سایر فناوری‌ های پیشرفته مانند هواپیماهای بدون سرنشین گنجانده شود، از علم امروزی تا حد زیادی بهره می‌ برند. . کارآمدترین استفاده از روش مرکز محوری، همانطور که از این تصویر هوایی مشاهده می شود، با میدان های دایره ای است.

سنسورهای هوشمند

انتقال آب به محصولات کشاورزی در دهه های اخیر متحول شده است. معرفی آبپاش ها و آبیاری قطره ای تفاوت زیادی ایجاد کرده است. تحویل آب بهینه تر، با هدر رفت کمتر، میراث سیستم های آبیاری مدرن است. با این حال، معرفی و استفاده از حسگر هایی است که به کشاورزی اجازه داده است قدم بعدی را بردارد. بدون آنها، کشاورزی هوشمند به سادگی امکان پذیر نخواهد بود.

حسگر های هوشمند داده‌ هایی را فراهم می‌ کنند که کشاورزان را قادر می‌ سازد تا محصولات را با وجود شرایط و چالش‌ های محیطی نظارت و بهینه کنند. حسگر های هوشمند علاوه بر نصب در زمین برای نظارت و گزارش رطوبت خاک، می توانند در ایستگاه های هواشناسی، به علاوه پهپادها و روبات ها نیز نصب شوند. همچنین می‌ توان آن‌ ها را با استفاده از برنامه‌ های تلفن همراه که به صراحت برای این منظور از طریق Wi-Fi با استفاده از برج‌ های سلولی که برنامه‌ های تلفن همراه را تسهیل می‌ کنند، کنترل کرد.

انواع مختلفی از سنسور های موجود عبارتند از:

سنسورهای الکترومکانیکی

برای تشخیص تغذیه خاک از حسگرهای الکترومکانیکی استفاده می شود. نمونه ها به آزمایشگاه آزمایش خاک فرستاده می شوند، جایی که اندازه گیری های خاص، از جمله تعیین pH، با استفاده از الکترودهای انتخاب کننده یون انجام می شود. آنها فعالیت یون های خاصی از جمله نیترات، پتاسیم یا هیدروژن را حس می کنند.

سنسور های مکانیکی خاک

این نوع سنسور با بریدن خاک و ثبت نیروی مورد نیاز برای انجام این کار، اندازه گیری آن توسط مقیاس های فشار یا لودسل ها عمل می کند.

هنگامی که چنین سنسوری از خاک عبور می کند، نیروهای نگهدارنده تجربه شده در حین برش، شکستن و جابجایی خاک را ثبت می کند. مقاومت مکانیکی خاک با یک واحد فشار اندازه گیری می شود که نشان دهنده نسبت نیروی مورد نیاز برای سوراخ کردن محیط خاک است.

سنسور های خاک نوری

حسگر های نوری از نور برای اندازه گیری خواص خاک با اندازه گیری فرکانس های مختلف نور استفاده می کنند. آنها را می توان روی وسایل نقلیه یا هواپیماهای بدون سرنشین قرار داد، که سپس بازتاب خاک و داده های رنگ گیاه را برای پردازش و تجزیه و تحلیل جمع آوری می کنند. آنها می توانند خاک رس، مواد آلی و رطوبت خاک را حس کنند.

سنسور های رطوبت خاک دی الکتریک

سنسور های دی الکتریک رطوبت خاک سطح رطوبت را در خاک اندازه گیری می کنند. آنها می توانند ثابت باشند، در یک زمین در یک عمق و مکان خاص قرار گیرند، یا می توانند دستگاه های کاوشگر قابل حملی باشند که در خاک گیر کرده اند. این نوع سنسور تغییرات ثابت دی الکتریک خاک را اندازه گیری می کند.

سنسور های دما و رطوبت

این نوع سنسور همچنین از سنسور های دی الکتریک مشابه موارد ذکر شده در بالا، همراه با نوع خاصی از دماسنج دیجیتال استفاده می کند. آنها اغلب برای اندازه گیری دما و رطوبت در کشاورزی گلخانه ای و آکواپونیک استفاده می شوند.

سنسورهای مکان

حسگر های موقعیت مکانی را می توان همراه با ماهواره های GPS برای مثلث بندی مناطق خاص با دقت استفاده کرد. آنها می توانند ارتفاع، طول و عرض جغرافیایی را اندازه گیری کنند و اجزای کلیدی ایستگاه های هواشناسی کشاورزی هستند که از داده ها برای تجزیه و تحلیل آب و هوا استفاده می کنند.

به حداکثر رساندن کارایی مدرن ترین روش های آبیاری با فناوری های نوین

به اصطلاح “آبیاری هوشمند” اکنون توسط کشاورزان بیشتر و بیشتر استفاده می شود. برای بهره وری مصرف آب حیاتی است و به طور خاص به هدف ۶ و هدف ۶.۴ کمک می کند. اهداف توسعه پایدار ( SDGs) سازمان ملل متحد .

در سال ۲۰۱۶، بودجه Agritech به بیش از ۳.۲ میلیارد دلار رسید و در سال های آینده به افزایش خود ادامه خواهد داد. استفاده بالقوه از داده های Agritech در صنعت کشاورزی قابل توجه است و مناطقی مانند:

مدیریت آب

تخمین زده می شود که داده های Agritech قادر به صرفه جویی بین ۱۸٪ تا ۳۰٪ از مقدار آبی است که یک مزرعه استفاده می کند. حتی در مزارعی که در حال حاضر از سیستم‌ های آبیاری قطره‌ ای و بارانی غیر هوشمند استفاده می‌ کنند. می تواند با شناسایی مناطقی که در یک مزرعه به آب بیشتری نسبت به سایرین نیاز دارند، به کاهش آبیاری بیش از حد کمک کند.

کود دهی زراعی

سلامت محصول حتی در یک مزرعه متفاوت است. ماهواره‌ های در حال گردش، با استفاده از تصاویر پیشرفته می‌ت وانند مناطقی را که محصولات در معرض تهدید هستند و نیاز به کود دهی بیشتری دارند، شناسایی کنند. بهینه سازی مقدار کود مورد نیاز اثرات نامطلوب این مواد شیمیایی بر محیط زیست ما را کاهش می دهد و همچنین به کشاورزان در کاهش هزینه ها کمک می کند.

اتوماسیون و فناوری ماهواره ای GPS

سامانه ماهواره‌ ای ناوبری جهانی (GNSS) از ماهواره‌ های در حال گردش که توسط آژانس فضایی اروپا راه‌ اندازی شده است، نقشی کلیدی در نظارت بر منابع گرانبهای آب شیرین بازی می‌ کند. همچنین اطلاعات ضروری در مورد چرخه آب ارائه می دهد. GNSS حتی می تواند برای هدایت وسایل نقلیه مزرعه بدون سرنشین از راه دور با استفاده از GPS بسیار دقیق استفاده شود.

نحوه عملکرد آبیاری هوشمند

آبیاری هوشمند از اینترنت اشیا و داده های بزرگ همراه با سیستم های حسی پیشرفته و اتوماسیون استفاده می کند. استقرار آخرین فناوری سیستم حسی به کشاورزان کمک می کند تا رشد محصول و تغییرات محیطی را بهتر درک کنند تا فرآیند آبیاری موثرتر و کارآمدتر شود.

ماهواره های سنتینل (بخشی از برنامه کوپرنیک ESA) علاوه بر نظارت بر سلامت محصولات از فضا که به تعیین نیازهای آبیاری آنها کمک می کند، قادر به مطالعه استفاده از آب در سیستم های آبیاری موجود هستند. این امر دانشمندان Agritech را قادر می‌سازد تا مشخص کنند که در کدام بخش از سیستم‌ها بازده محصول بالاتر از آب آبیاری کمتر است. با مطالعه و درک این پدیده می توان به بهبود شیوه های کشاورزی کمک کرد.

کنترلر های هوشمند سیستم آبیاری

چیزی که روش های آبیاری مدرن را به سطح بالاتری می برد، کنترلر هوشمند است. با استفاده از فناوری‌ های پیشرفته و تصمیم‌ گیری مبتنی بر داده، کنترل‌ کننده هوشمند کلید دستیابی به یک سیستم کشاورزی پایدارتر و کارآمدتر است.

اشتراک گذاری

در whatsapp به اشتراک بگذارید
در twitter به اشتراک بگذارید
در linkedin به اشتراک بگذارید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

×
خرید، استعلام قیمت و مشاوره رایگان
مشاوره رایگان
×