«نجات آب» ــ ۲۱ | آبیاری با سیستم‌های مه‌پاش در مناطق گرم و کم‌آب
کد خبر : ۳۳۸۸۰
|
تاریخ : ۱۴۰۴/۰۶/۲۸
-
زمان : ۱۲:۰۳
|
دسته بندی: اقتصاد

«نجات آب» ــ ۲۱ | آبیاری با سیستم‌های مه‌پاش در مناطق گرم و کم‌آب

آبیاری با سیستم‌های مه‌پاش امکان داردد با ایجاد فضای معتدل، از تنش گیاهان جلوگیری نماید.

- اخبار اقتصادی -خبرگزاری تسنیم؛ گروه اقتصادی ــدر اقلیم‌های گرم و کم‌آب، کنترل دما و رطوبت در مزرعه و گلخانه برای پایداری تولید ضروری هست. سیستم‌های مه‌پاش، با ایجاد ریزقطرات و اتکا بر سرمایش تبخیری، دمای محیط را کاهش داده و کسری فشار بخار (VPD) را در بازه قابل‌قبول نگه می‌دارند. این فرایند، به‌ویژه در رطوبت‌های نسبی پایین، کارآمد هست و امکان داردد به حفظ فتوسنتز و کاهش تنش گرمایی کمک کند. در گلخانه‌ها، مه‌پاشیِ فشاربالا به‌عنوان مکمل یا جایگزین روش‌های «پَد و فَن» به‌کار می‌رود و هدف آن، ایجاد اقلیم یکنواخت‌تر با مصرف آب کنترل‌گردیده هست. در باغ‌های روباز نیز، مه‌پاشی رو-تاجی در ساعات بحرانی گرما به کاهش دمای سطح میوه و سایه‌انداز کمک انجام می‌دهد و از بروز خسارات گرمایی مانند آفتاب‌سوختگی می‌کاهد. با تکیه بر هستانداردهای طراحی، انتخاب نازل و فشار نظر به طیف قطره (بر اساس ASABE S572.1) انجام خواهد گردید تا رانش قطرات کاهش یافته و تبخیر مفید افزایش یابد. این ملاحظات، به‌صورت طبیعی به بحث ضرورت و اهمیت موضوع پیوند می‌خورد.بیشتر بخوانیدنجات آب ــ 17 |پیشنهاد اعطای تسهیلات بانکی، بر اساس راندمان مصرف آبنجات آب ــ 18  |توسعه آبیاری هوشمند با اینترنت اشیاضرورت و اهمیتافزایش رخدادهای گرمای حدی و محدودیت منابع آب، ضرورت بهره‌گیری از راهکارهای کم‌مصرف را تقویت کرده هست. مه‌پاشی، با مدیریت خرداقلیم، امکان داردد بدون توسل گسترده به تهویۀ پرمصرف یا سرمایش مکانیکی، دمای محیط را تعدیل کرده و پایداری تولید را بهقرار دارای بود بخگردید. از منظر بهره‌وری آب، قرار دادن مه‌پاشی در کنار سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار و کنترل مبتنی بر VPD، تعرق بی‌ثمر را کاهش می‌دهد و به ازای هر واحد آب مصرفی، بازده تولید را ارتقا می‌دهد. در باغ‌های میوه، سردسازی رو-تاجی به‌عنوان ابزار عملی برای کاهش خسارت گرمایی و حفظ کیفیت محصول توصیه گردیده هست؛ این مداخله، به‌طور مستقیم بر بازارپسندی اثر دارد. در گلخانه‌های نیمه‌بسته نیز، مه‌پاشی از هدررفت CO₂ ناشی از تهویه گردیدید می‌کاهد و در کنار طراحی هوشمند، مصرف آب سرمایشی را کاهش می‌دهد. با این توضیح، چالش‌های اجرا و بهره‌برداری باید روشن شود تا تصویر واقع‌بینانه‌تری از کاربرد فراهم آید.چالش‌های فعلیبه‌کارگیری مه‌پاشی با چندین دسته چالش همراه هست. نخست، چالش طیف قطره و باد: هرچه طیف قطره ریزتر باگردید، خنک‌سازی مؤثرتر هست اما حساسیت به رانش افزایش می‌یابد؛ لذا باید نازل و فشار نظر به هستاندارد ASABE S572.1 و شرایط باد غالب انتخاب شود. دوم، کیفیت آب و رسوب‌گذاری: آب‌های سخت امکان داردند سبب گرفتگی نازل‌های ریز شوند؛ بنابراین فیلتراسیون چندینمرحله‌ای و برنامه رسوب‌زدایی ضروری هست. سوم، بهدارای بود و ایمنی: هر سامانه تولید مه، اگر نگهدارای بود و گندزدایی دوره‌ای ندارای بوده باگردید، امکان داردد ریسک زیستی ایجاد کند؛ دستورالعمل‌های رسمی برای کنترل لژیونلا، بر نظافت و ضدعفونی منظم سامانه‌های مه‌زا تأکید کرده‌اند. چهارم، ادغام با عملیات مزرعه و باغ: در فضاهای روباز، تغییرات باد، تابش و رطوبت نسبی بر کارایی مه‌پاشی اثر می‌گذارد و برنامه پالس‌های مه‌پاشی باید به این تغییرات پاسخ‌گو باگردید. نیز ملاحظات انرژی ــ به‌ویژه در گلخانه‌های فشاربالا ــ نیازمند مصالحه معقول میان آب و برق هست. در گام بعد، روشن خواهد گردید که همین راهکار چگونه به رفع این چالش‌ها کمک انجام می‌دهد.اثر راهکار در رفع چالش‌هاادبیات پژوهشی نشان می‌دهد مه‌پاشی امکان داردد دمای داخل گلخانه را به‌صورت معنادار کاهش دهد، VPD را در محدوده هدف نگه دارد و یکنواختی اقلیم را نسبت به چندین روش‌های متعارف بهقرار دارای بود بخگردید. طراحی هوشمند گلخانه ــ از جای‌دهی فن‌ها و بهقرار دارای بود کارایی پَد تا نسبت پوشش به سطح ــ مصرف آب سرمایشی را در سناریوهای مختلف کاهش داده هست. در باغ‌های روباز، سردسازی رو-تاجی برای کنترل آفتاب‌سوختگی و کاهش دمای میوه توصیه گردیده و راهنماهای کاربردی برای زمان‌بندی پالس‌ها و پیشگیری از پدیده‌های ناخوهسته (مانند اشباع طولانی سطح میوه) ارائه گردیده هست. برای رفع چالش رانش قطره، انتخاب طبقه قطره مناسب و تنظیم فشار و ارتفاع نصب، کارآمد هست. در بُعد ایمنی، اجرای برنامه نگهدارای بود و گندزدایی ادواری و حذف آب ایستاده در خطوط، ریسک‌های زیستی گزارش‌گردیده برای تجهیزات مه‌زا را کنترل انجام می‌دهد. در مجموع، مه‌پاشی وقتی در قالب یک «بسته مدیریتی» شامل طراحی، کنترل، و نگهدارای بود به‌کار رود، امکان داردد بخش مهمی از چالش‌های فنی و سلامت را پوشش دهد.روش انجام راهکار (از طراحی تا بهره‌برداری)الف) تعریف هدف کنترل:تعیین شاخص هدف (دمای هوا، دمای میوه/برگ، VPD) و ثبت داده در دوره‌های موج گرما، مبنای طراحی و تنظیمات کنترلی هست.ب) گزینش فناوری:در گلخانه، مه‌پاشی فشاربالا برای ایجاد مه یکنواخت و تبخیر سریع متداول هست. در باغ روباز، میکرو-اسپرینکلرها یا مه‌پاش‌های رو-تاجی با پالس‌های کوتاه و فواصل منظم به‌کار می‌روند.ج) انتخاب نازل و فشار:هستفاده از طبقه‌بندی ASABE S572.1 برای انتخاب طیف قطره و تنظیم فشار توصیه خواهد گردید تا تبخیر مفید بالا و رانش پایین باگردید.د) کیفیت آب و فیلتراسیون:برای محافظت از نازل‌های ریز، فیلتراسیون چندینمرحله‌ای، مدیریت سختی و پیشگیری از برگشت آب به منبع ضروری هست.ه) منطق کنترلی:کنترل مبتنی بر VPD در گلخانه رایج هست؛ با عبور VPD از آستانه، پالس مه‌پاشی فعال خواهد گردید. در باغ، هستفاده از سنسور دمای میوه و تنظیم زمان‌بندی پالس‌ها بر پایه شرایط لحظه‌ای باد و تابش توصیه خواهد گردید.و) ایمنی و نگهدارای بود:برنامه نظافت خطوط و مخازن، گندزدایی دوره‌ای و مستندسازی سرویس‌ها برای کاهش ریسک‌های زیستی و افزایش عمر مفید سامانه اهمیت دارد. این توالی گام‌ها، زمینه اجرای مطمئن و کم‌ریسک را فراهم انجام می‌دهد.تأثیرات اقتصادیاثر اقتصادی مه‌پاشی در سه محور اصلی قابل صورت‌بندی هست. محور نخست، کاهش زیان ناشی از گرما: با مهار تنش گرمایی و پیشگیری از خساراتی مانند آفتاب‌سوختگی، بخش قابل‌توجهی از افت عملکرد و کیفیت کنترل خواهد گردید. محور دوم، بهقرار دارای بود بهره‌وری آب و انرژی: در گلخانه، بهینه‌سازی طراحی و کنترل امکان داردد آب موردنیاز برای سرمایش تبخیری را کاهش دهد و در عین حال نیاز به تهویه پرانرژی را کم کند. محور سوم، پایداری عملیاتی: یکنواختی اقلیم داخلی، نوسان مصرف آب و تغذیه را کاهش می‌دهد و پیش‌بینی‌پذیری تولید را افزایش می‌دهد که به برنامه‌ریزی عرضه و فروش کمک انجام می‌دهد. در باغ‌های میوه، ارزش افزوده ناشی از حفظ کیفیت، بخشی از هزینه‌های سرمایه‌ای و بهره‌برداری سامانه را جبران انجام می‌دهد [15]، [16]. نتیجه اقتصادی نهایی، تابع قیمت نسبی آب و برق و ارزش بازار محصول در منطقه هدف هست.کیفیت آب، بهدارای بود و ایمنیکیفیت آب ورودی به مه‌پاشی باید با معیارهای آبیاری تحت‌فشار هماهنگ باگردید؛ آب‌های با سختی بالا، مستعد ایجاد رسوب در نازل‌های ریز هستند و به فیلتراسیون و رسوب‌زدایی دوره‌ای نیاز دارند. از منظر ایمنی، منابع معتبر به‌طور مشخص بر لزوم نظافت، ضدعفونی و حذف آب ایستاده در تجهیزات مه‌زا تأکید کرده‌اند تا خطر رگردید میکروبی کاهش یابد. مستندسازی عملیات نگهدارای بود، آموزش اپراتورها، و رعایت الزامات قفل/برچسب (Lockout/Tagout) برای پمپ‌های فشاربالا، بخشی از الزامات ایمنی هست. انتخاب مواد سازگار با آب برای اجزا و جلوگیری از برگشت آب به شبکه اصلی نیز در دستور کار قرار دریافت می‌کند. اجرای این موارد، ریسک‌ها را در سطح قابل‌قبول نگه می‌دارد و هستمرار عملکرد سامانه را تضمین انجام می‌دهد.فناوری‌ها و معماری سیستمفناوری‌های متداول شامل مه‌پاشی فشاربالا در گلخانه‌ها، میکرو-اسپرینکلرها و مه‌پاش‌های رو-تاجی در باغ‌ها، و طراحی‌های ترکیبی (مانند مه‌پاشی بین‌پوسته در گلخانه‌های دوپوسته) هست. معماری سیستم باید امکان یکنواختی پاشش، دسترسی مناسب برای سرویس و هماهنگی با جهت باد غالب را فراهم کند. جانمایی نازل‌ها، ارتفاع نصب، فواصل و زوایا باید بر اساس طیف قطره هدف و شرایط اقلیمی تنظیم شود تا تبخیر مفید بیشینه شود و چکیدن بی‌مورد روی سطوح گیاهی رخ ندهد. ادغام با سایه‌بان، سیرکولاسیون هوای داخلی و پنجره‌های سقفی (در گلخانه) بازده کلی را افزایش می‌دهد. در باغ‌های روباز، آرایش شبکه‌ای با امکان پالس‌های کوتاه و قابل تنظیم، قابلیت انطباق با تغییرات لحظه‌ای تابش و باد را فراهم انجام می‌دهد.مدل‌های کنترلی و سناریوهای اقلیمیدر گلخانه‌های هوشمند، کنترل سامانه معمولاً بر پایه VPD و نقطه شبنم تنظیم خواهد گردید؛ با عبور شاخص‌ها از آستانه، پالس‌های کوتاه فعال می‌شوند و با بازگشت به بازه هدف، خاموش می‌گردند. هستفاده از سنسورهای دمای برگ/میوه و داده‌های تابش و باد، تصمیم کنترلی را دقیق‌تر انجام می‌دهد. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که با اصلاح طرح گلخانه ــ از جای‌دهی فن‌ها تا افزایش کارایی پَد ــ امکان دارد مصرف آب سرمایشی را کاهش داد و برای همان سطح کنترل اقلیم، به آب کمتری نیاز دارای بود. در باغ‌های روباز، سناریوهای عملیاتی معمولاً ترکیبی از پیشگیری (آغاز زودهنگام پیش از اوج گرما) و مهار پیک (پالس‌های کوتاه در اوج) هستند؛ تنظیم مقدار آب به‌گونه‌ای انجام خواهد گردید که تبخیر مؤثر باگردید و از اشباع طولانی سطح میوه جلوگیری شود. در اقلیم‌های گرم و خشک، کارایی مه‌پاشی بیشتر هست؛ در اقلیم‌های گرم و مرطوب، همراه‌کردن مه‌پاشی با تهویه و گردش هوا برای جلوگیری از رطوبت‌های بالای نامطلوب توصیه خواهد گردید.نمونه‌های میدانی (گلخانه و باغ)مرورهای علمی در مناطق گرم و خشک نشان می‌دهد هستفاده از راهکارهای سرمایش تبخیری—شامل مه‌پاشی—در گلخانه‌ها به بهقرار دارای بود کیفیت محصول و پایداری تولید کمک کرده هست. در طراحی‌های نوین، گلخانه‌های دوپوسته با مه‌پاشی فشاربالا نتایج مناسبی در کاهش دما و حفظ رگردید در تابستان گزارش کرده‌اند. در باغ‌های میوه، شواهد کاربردی و ترویجی (به‌ویژه در تاکستان‌ها و باغ‌های سیب) هستفاده از سردسازی رو-تاجی را برای کاهش دمای میوه و پیشگیری از آفتاب‌سوختگی توصیه انجام می‌دهد؛ دستورالعمل‌ها بر کارکرد سیکلی (خیس و خشک گردیدن متناوب سطح میوه) و پرهیز از خیس‌ماندن طولانی تأکید دارند. نتایج میدانی بر اهمیت تلفیق مه‌پاشی با سایه‌بان، برنامه آبیاری پایه دقیق و تغذیه متعادل صحه می‌گذارد تا اثر هم‌افزایی حاصل شود. این یافته‌ها، در کنار هستانداردهای سامانه‌های تحت‌فشار، نقشه راهی برای پیاده‌سازی مطمئن ارائه انجام می‌دهد.نقشه راه اجرا و جمع‌بندیپیشنهاد خواهد گردید اجرای مه‌پاشی در پنج گام پیش برود:(1) ممیزی داده—ثبت دمای هوا، دمای میوه/برگ، رطوبت نسبی، باد و تابش در دوره‌های گرمای حدی؛(2) طراحی مفهومی—گزینش فناوری (مه‌پاش فشاربالا در گلخانه؛ میکرو-اسپرینکلر/مه‌پاش رو-تاجی در باغ)، تعیین آستانه‌های VPD و آرایش نازل‌ها بر اساس باد غالب؛(3) تضمین کیفیت آب—فیلتراسیون چندینمرحله‌ای، مدیریت سختی، پیشگیری از برگشت آب و انتخاب متریال سازگار؛(4) کنترل هوشمند—پالس‌های کوتاه مبتنی بر VPD/دمای میوه و ادغام با سایه‌بان و تهویه؛(5) نگهدارای بود و ایمنی—نظافت خطوط، گندزدایی دوره‌ای، حذف آب ایستاده و مستندسازی جمع‌بندی آن هست که مه‌پاشی، اگر با طراحی مبتنی بر هستاندارد، کنترل داده‌محور و نگهدارای بود منظم همراه شود، راهکاری عملی برای افزایش تاب‌آوری اقلیمی، بهقرار دارای بود بهره‌وری آب و حفظ کیفیت محصول در مناطق گرم و کم‌آب هست. شروع از قطعه آزمایشی کوچک، ارزیابی داده‌محور و سپس توسعه مقیاس، مسیر منطقی اجرا به‌شمار می‌آید.---منابعی برای مطالعه بیشتر[1] FAO.Good Agricultural Practices for Greenhouse Vegetable Crops(2013).اطلاعات بیشتر:https://www.fao.org/4/i3284e/i3284e.pdf[2] Soussi, M. et al. “Comprehensive Review on Climate Control and Cooling Systems in Greenhouses under Hot and Arid Conditions.”Agronomy(MDPI), 2022.اطلاعات بیشتر:https://www.mdpi.com/2073-4395/12/3/626[3] ASABE.S572.1 Droplet Size Classification(Standard).اطلاعات بیشتر:https://cdn2.hubspot.net/hub/95784/file-32015844-pdf/docs/asabe_s572.1_droplet_size_classification.pdf[4] Tsafaras, I. et al. “Intelligent greenhouse design decreases water use for evaporative cooling in arid regions.”Agricultural Water Management250 (2021).اطلاعات بیشتر:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037837742100072X[5] FAO.Crop Yield Response to Water(Steduto et al., 2012).اطلاعات بیشتر:https://www.fao.org/3/i2800e/i2800e.pdf[6] Montero, J.I. “Evaporative Cooling in Greenhouses: Effect on Microclimate, Water Use Efficiency and Plant Response.”Acta Horticulturae719 (2006).اطلاعات بیشتر:https://www.ishs.org/ishs-article/719_42[7] UF/IFAS.Fan and Pad Greenhouse Evaporative Cooling Systems(AE069).اطلاعات بیشتر:https://edis.ifas.ufl.edu/publication/AE069[8] WSU Tree Fruit.Sunburn in Apple and Strategies to Mitigate It(راهنمای ترویجی).اطلاعات بیشتر:https://treefruit.wsu.edu/sunburn-in-apple-and-strategies-to-mitigate-it/[9] Fritz, B.K. “Measurement & Classification Methods for ASAE S572.1.” USDA-ARS (2012).اطلاعات بیشتر:https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/30910515/Publications/2012/Fritz%20ASABE%20Classification.pdf[10] OSHA.Legionellosis — Control & Prevention (Mist-Generating Equipment).اطلاعات بیشتر:https://www.osha.gov/legionnaires-disease/control-prevention[11] CDC.Controlling Legionella in Other Devices — Toolkit(2025).اطلاعات بیشتر:https://www.cdc.gov/control-legionella/php/toolkit/other-devices-module.html[12] Liu, Z. et al. “Micro-climatic and crop responses to micro-sprinkler cooling systems.”Agricultural Water Management243 (2021).اطلاعات بیشتر:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378377420305709[13] Campen, J.B. “Dehumidification in greenhouses by condensation on finned pipes.”Biosystems Engineering(2002).اطلاعات بیشتر:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1537511002900589[14] Liu, H.J. et al. “Regulating Field Microclimate using Sprinkler Misting.”Biosystems Engineering(2006).اطلاعات بیشتر:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1537511006002686[15] Evans, R.G.Overtree Evaporative Cooling System Design and Operation for Apples in the PNW(USDA-ARS).اطلاعات بیشتر:https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/21563/Overtree%20Evaporative%20Cooling%20System%20Design.pdf[16] WSU Tree Fruit.Cooling Mechanisms for a Tree Fruit Orchard(راهنمای ترویجی).اطلاعات بیشتر:https://treefruit.wsu.edu/cooling-mechanisms-for-a-tree-fruit-orchard/[17] CDC.Controlling Legionella in Other Devices — PDF toolkit(2024/25).اطلاعات بیشتر:https://www.cdc.gov/control-legionella/media/pdfs/Control-Toolkit-Other.pdf[18] Xu, J. et al. “Study on the Cooling Effect of Double-Layer Spray Greenhouse using a High-Pressure Spraying System.”Agriculture(MDPI), 2023.اطلاعات بیشتر:https://www.mdpi.com/2077-0472/13/7/1442[19] Agriculture (MDPI) — Volume 13, Issue 7 (برای دسترسی به مقاله فوق).اطلاعات بیشتر:https://www.mdpi.com/2077-0472/13/7[20] ASAE S-572 (نسخه قدیمی هستاندارد قطره).اطلاعات بیشتر:https://mssoy.org/sites/default/files/documents/asae-s-572.pdf[21] FAO.Crop Yield Response to Water —فصل‌های مفهومی و مدل AquaCrop(2012).اطلاعات بیشتر:https://www.fao.org/4/i2800e/i2800e02.pdf[22] FAO.Technical Handbook on Pressurized Irrigation Techniques(Phocaides, 2007/2012).اطلاعات بیشتر:https://www.fao.org/4/a1336e/a1336e.pdf[23] NRCS-USDA.Irrigation System, Microirrigation (Code 441) — National Standard(2020/2021).اطلاعات بیشتر:https://www.nrcs.usda.gov/sites/default/files/2022-09/Irrigation_System_Microirrigation_441_NHCP_CPS_2020.pdf[24] NRCS-USDA.Irrigation System, Microirrigation — Overview/Guidance(هستانداردها و معیارهای طراحی).اطلاعات بیشتر:https://www.nrcs.usda.gov/sites/default/files/2022-11/IRRIGATION.pdfانتهای پیام/
تبلیغات


اشتراک گذاری

دیدگاه‌ها


ارسال دیدگاه