ماشین های آبیاری بارانی با مصرف انرژی کم یا لپا (LEPA) – سیستم آبیاری لپا
با توجه به کاهش شدید کمیت و کیفیت سفره های آب زیرزمینی در اثر برداشت بی رویه از آنها و همچنین کاهش چشمگیر نزولات آسمانی در اغلب استا ن های کشور، استفاده از سیستم های آبیاری با راندمان بالا امری اجتناب ناپذیر است. سیستم های آبیاری تحت فشار ( بارانی و قطره ای) با توجه به انتقال آب در لوله و امکان آبیاری دقیق از راندمان بالایی برخوردار هستند.
در بین سیستم های آبیاری بارانی بالاترین راندمان مربوط به دستگاه های دوار مرکزی (سنتر پیوت) و خطی ( لینیر) است. البته کاربرد این سیستم ها در خاک های سنگین محدودیت هایی داشته و در صورت عدم طراحی صحیح سبب ایجاد رواناب در سطح مزرعه و در نتیجه کاهش محصول می گردد. همچنین کاربرد آب های نامتعارف از طریق این دستگاه ها امکان پذیر نمی باشد. زیرا پاشش آب نامناسب ( شوری بالا ) روی برگ های گیاه سبب سوختگی برگ ها و سرانجام خشک شدن گیاه می گردد. با تحقیقات انجام شده در دنیا در چند سال اخیر راه حل مناسبی برای کاربرد ماشین های آبیاری بارانی با مصرف انرژی کم ( لِپا ) ارائه شده است.
لپا مخفف عبارت Low Energy Precision Application (LEPA) می باشد و در واقع لپا یک سیستم آبیاری بارانی خاص است که شامل عملیات زراعی و عملیات مدیریتی ویژه نیز می شود. در این سیستم برای رسیدن به مقادیر بالای راندمان آبیاری می بایست از کاشت دایره ای، مسدود کردن شیارها و نازل مخصوص استفاده نمود به طوریکه با قرار گرفتن نازل ها در نزدیک زمین از تلفات تبخیر و بادبردگی جلوگیری می شود.
تاریخچه و معرفی سیستم آبیاری لپا
ایده لپا در اوایل دهه 1980 از کوشش های مهندسین کشاورزی در دانشگاه تگزاس آمریکا برای گسترش سیستمی که انرژی مورد نیاز دستگاه دوار مرکزی را کاهش و استفاده بهینه از آب بارندگی و آبیاری را افزایش دهد ایجاد گردید. هدف اساسی این سیستم حذف تلفات تبخیر و باد بردگی و توسعه یک سیستم آبیاری سازگار با شیارهای مسدود بوده است. نمونه اولیه توسط محققان به صورت نازل هایی که تخلیه آب ر ا با سرعت کم در یک الگوی حبابی شکل پخش می کرد، ساخته شد. خروج آب از نازل ها به شکل قطرات پیوسته بود و در ارتفاع 50 تا 100 میلیمتری بالای شیارها قرار می گرفتند. تلفات آب با این سیستم تنها 2 تا 5 درصد بود در حالی که میزان تلفات در سیستم بارانی رایج 25 تا 30 درصد می باشد.
در سال 1983، انجمن ترویج کشاورزی تگزاس وابسته به دانشگاه تگزاس کار بر روی لپا را جهت رسیدن به اهداف زیر ادامه داد:
- کاربردی کردن آزمایشات تجربی.
- توسعه تجاری سیستم لپا که مناسب برای دستگاه های دوار مرکزی موجود و جدید باشد.
- طراحی مناسب و مدیریت صحیح برای محدودیت های موجود.
- تقلیل هزینه های مواد اولیه برای ساخت نازل های لپا.
- و سپس فایق آمدن به مقاومت فروشنده و کشاورز برای توسعه این تکنولوژی.
که در نهایت همکاری محققان با تولیدکنندگان، منجر به تولید سه مدل مختلف از نازل های لپا گردید که در شکل 1 می بینید.
مزایای سیستم آبیاری لپا
1- کاهش تلفات ناشی از تبخیر و بادبردگی.
2- یکنواختی بالای آب آبیاری در سطح مزرعه.
3- افزایش راندمان کاربرد آبیاری تا حد 98 درصد.
4- استفاده از مدل های مختلف نازل برای آبیاری یا سم پاشی
5- عدم خیس شدگی شاخ و برگ گیاهان و در نتیجه امکان استفاده از آب با کیفیت نامتعارف.
6- کاهش آفات و بیماری ها.
7-کاهش مصرف انرژی.
8- خشک ماندن جای چرخ های دستگاه در کشت دایره ای.
9- کاهش تبخیر از سطح خاک با استفاده از نازل نوع حبابی و شیلنگی
10- امکان استفاده از سیستم های دوار مرکزی یا خطی در خاک های سنگین با توجه به کاربرد توام سیستم لپا و مدیریت خاک ورزی
معایب سیستم آبیاری لپا
1- هزینه های بیشتر لوازم و نصب آنها.
2- کنترل رواناب از طریق مسائل مدیریتی مانند ایجاد شیارهای مسدود و کاشت محصولات ردیفی به صورت دایره ای
3- نیاز به شیرهای تنظیم فشار برای جریان مناسب نازل.
4-کاهش احتمالی ظرفیت آبیاری سیستم برای کنترل رواناب.
کاربرد سیستم آبیاری لپا
لپا ترکیبی از یک سیستم آبیاری مکانیکی با مدیریت سطحی خاک برای فراهم کردن و استفاده مفید از تمام مقادیر آب دریافت شده ( بارش و آبیاری ) می باشد. این سیستم با استفاده از نازل هایی که با فشار کم و در نزدیکی سطح زمین عمل می کنند سبب کاهش انرژی می گردد. کار تجربی و آزمون های مزرعه ای نشان داد که ارتفاع بهینه برای نازل لپا بین 20 تا 45 سانتی متر بالای سطح زمین می باشد. همچنین سیستم آبیاری لپا سیستم کارامدی است که از طریق کاهش رواناب و تلفات تبخیر و بادبردگی، سبب افزایش راندمان آبیاری و در نتیجه کاهش مقدار آب آبیاری نسبت به سایر دستگاه های آبیاری می گردد. سیستم های بارانی معمولی طوری طراحی می شوند که شدت پاشش با شدت نفو ذ خاک منطبق باشد ولی سیستم های لپا طوری طراحی می شوند که مقدار کاربرد آب با ذخیره سطحی خاک منطبق گردد، که از طریق مدیریت خاک ورزی و آبیاری صحیح این انطباق ایجاد می گردد. برای کاربرد سیستم لپا در مزرعه می بایست شرایط زیر فراهم گردد:
- شیب کمتر از 1 درصد مزرعه.
- کشت دایره ای و خطی به موازات مسیر چرخ ه ا به ترتیب در سیستم های دوار مرکزی و خطی
- مسدود کردن شیارها در سیستم های دوار مرکزی و خطی.
- استفاده از نازل های با فشار کم
انواع نازل های سیستم ابیاری لپا
یکی از ویژه گی های سیستم لپا این است که نازل های آن در نزدیکی سطح زمین ( بین 20 تا 45 سانتی متری ) واقع شده و به طور معمول در ردیف های یک در میان بسته به شرایط کشت قرار می گیرند. به طور مثال برای محصول ذرت که فاصله شیارها 75 سانتی متر است، فواصل لوله های آبده 1/5 متر از یکدیگر ( شکل 2 ) در طول لوله آبرسان دستگاه قرار می گیرند. به همین علت در واقع سیستم آبیاری لپا می تواند به عنوان یک سیستم آبیاری سطحی در حال حرکت محسوب شود. انواع نازل هایی که در این سیستم کاربرد دارند به شرح زیر می باشند:
1- حبابی، آب را به هر ردیف که به صورت دایره ای یا خطی کشت شده می رساند، که در این نوع از نازل ها تلفات باد و تبخیر از خاک و پوشش گیاهی حداقل است ( شکل 3 ).
2- شیلنگی، مانند نوع حبابی عمل می کند و فقط آب توسط شیلنگ های کوتاه با فشار کم به شیارها وارد می شود ( شکل 4)
3- افشانک، مدل پاششی افقی که برای آبیاری اولیه طراحی شده است و برای جوانه زنی گیاه و همچنین کاربرد علف کش ها و پاشش مواد شیمیایی روی شاخ و برگ گیاهان کوتاه مناسب می باشد. ( شکل 5 )
4- سم پاش، برای پاشش مخلوط آب و ماده شیمیایی داخل پوشش گیاهان بلند مانند ذرت مناسب می باشد. مزیت مدل سم پاش این است که د اخل و سطح پایینی شاخ و برگ ها را می تواند به آسانی تحت تاثیر قرار دهد ( شکل 6 ).
نکته قابل توجه این است که یک کارگر برای تبدیل ناز ل های لپا به یکدیگر در یک دستگاه 400 متری به کمتر از یک ساعت وقت نیاز دارد. همچنین نازل های جدیدی تولید شده که تمامی این حالات را در بر دارد.
مشخصاتتان را وارد کنید 