น้ำเป็นปัจจัยหลักสำหรับการเพาะปลูกพืช ภายใต้สภาพการปลูกพืชที่มีน้ำเพียงพอ ธาตุอาหารอุดมสมบูรณ์ สภาพฟ้าอากาศเหมาะสมแล้วพืชสามารถสังเคราะห์แสงสร้างอาหารนำไปใช้ในการเจริญเติบโต เก็บสะสมอาหารให้เป็นผลผลิตที่มนุษย์ต้องการได้อย่างเต็มที่ การปลูกพืชจึงต้องให้ได้รับน้ำอย่างเพียงพอและเหมาะสมตามระยะเวลาที่ต้องการ สภาพการปลูกพืชที่อาศัยน้ำฝนตามฤดูกาลเพียงอย่างเดียว อาจมีโอกาสที่พืชจะขาดน้ำในระยะใดระยะหนึ่งได้มาก เช่นเมื่อประสบกับปัญหาฝนทิ้งช่วงจนพืชขาดน้ำรุนแรงจนกระทั่งตายได้ หรือหากฝนตกมากเกินไปจนทำให้เกิดน้ำท่วมขังจนต้นพืชเหี่ยวเฉาเนื่องจากรากขาดอากาศจนกระทั่งตายได้เช่นกัน ดังนั้นการจัดการให้พืชปลูกได้รับน้ำอย่างเพียงพอและเหมาะสมจะต้องใช้การชลประทานเข้าช่วย ตามความหมายแล้วการชลประทานเป็นการให้น้ำแก่พืชโดยการเพิ่มความชื้นให้แก่ดินเพื่อให้ดินมีความชุ่มชื้นพอเหมาะแก่การเจริญเติบโตของพืช และรวมความถึงการจัดหาน้ำและการส่งน้ำเพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าวข้างต้นด้วย ในการ จัดการชลประทานให้กับพืชปลูกจึงต้องคำนึงถึงน้ำ ดิน และพืชตลอดเวลา
ปริมาณการใช้น้ำของพืช เป็นปริมาณน้ำทั้งหมดที่สูญเสียจากพื้นที่เพาะปลูกสู่บรรยากาศในรูปของไอน้ำ จากกระบวนการที่สำคัญคือ การคายน้ำของพืช และการระเหย
การคายน้ำของพืช เป็นการที่พืชดูดน้ำไปจากดินเข้าสู่ลำต้นไปสู่ใบและสูญเสียไปในบรรยากาศในรูปของไอน้ำทางรูเปิดปากใบ โดยเซลล์ใบของพืชบริเวณรูเปิดปากใบอยู่ติดกับท่อลำเลียงน้ำ (รูปที่ 9.1) เมื่อน้ำจากเซลล์ใบถูกคายออกไป ทำให้เซลล์ใบเหี่ยวและมีแรงดูดน้ำจากท่อลำเลียงน้ำมากขึ้น เป็นผลให้น้ำเคลื่อนย้ายจากลำต้นเข้าสู่ใบ เมื่อน้ำในลำต้นน้อย ทำให้รากพืชต้องดูดน้ำจากดินเพิ่มขึ้น ดังนั้นถ้าดินมีความชื้นอย่างเพียงพออยู่ตลอดเวลา อัตราที่พืชดูดน้ำจากดินจะขึ้นอยู่กับอัตราการคายน้ำ (transpiration rate) แต่ถ้าความชื้นในดินลดลงจนไม่เพียงพอกับความต้องการของพืช อัตราการคายน้ำก็จะขึ้นอยู่กับอัตราที่พืชดูดน้ำได้จากดิน การคายน้ำของพืชเป็นการระเหยของน้ำในช่องอากาศระหว่างเซลล์ของใบ (intercellular space) และแพร่กระจาย (diffuse) ออกจากรูเปิดปากใบสู่บรรยากาศช่องอากาศในใบจะมีไอน้ำอยู่เกือบอิ่มตัว การคายน้ำของพืชจึงขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างความเข้มข้นของไอน้ำในใบกับบริเวณรอบๆ ใบ ดังนั้นถ้าอากาศแห้ง หรือความชื้นสัมพัทธ์ต่ำ ไอน้ำในบรรยากาศมี
รูปที่ 9.1 เซลล์ใบของพืชที่มีรูเปิดปากใบ(Klein and Klein,1988)
น้อย พืชก็ยิ่งมีการคายน้ำมากขึ้น และเมื่อใบของพืชได้รับพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ จะทำให้ใบมีอุณหภูมิสูงกว่าบรรยากาศที่อยู่รอบๆ ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิทั้ง 2 บริเวณนี้ อาจจะมากถึง 3-6 ° C เมื่ออุณหภูมิของบรรยากาศสูงขึ้นทำให้ความชื้นที่จุดอิ่มตัวสูงขึ้น ดังนั้นใบพืชซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่าจะมีความเข้มข้นของไอน้ำในช่องอากาศในใบมากกว่าบริเวณรอบ ๆ ซึ่งทำให้การแพร่กระจายของไอน้ำจากรูเปิดปากใบสูงขึ้นและพืชจะมีการคายน้ำเพิ่มขึ้น การคายน้ำของพืชเมื่อเกิดขึ้นติดต่อกันทำให้ไอน้ำในบรรยากาศรอบๆ ต้นพืชมีความเข้มข้นสูงขึ้น เป็นผลให้อัตราการคายน้ำลดลง แต่ถ้าหากมีลมพัดมาพัดพาไอน้ำรอบๆ ต้นพืชไป อัตราการคายน้ำของพืชก็จะเพิ่มสูงขึ้น เมื่อระดับความชื้นในดินลดลง หรืออัตราการคายน้ำของพืชสูงกว่าอัตราที่พืชดูดน้ำได้จากดิน พืชก็จะเหี่ยว รูเปิดปากใบจะปิด การคายน้ำของพืชจะลดลงหรือหยุดการคายน้ำ กลไกดังกล่าวเป็นการป้องกันไม่ให้พืชต้องได้รับความเสียหายมาก เพราะการที่พืชไม่มีการคายน้ำจะทำให้เซลล์เหี่ยว และลดการสังเคราะห์แสงลง เป็นผลให้การเจริญเติบโตของพืชลดลง ดังนั้นในทางปฏิบัติดูแลรักษาพืชปลูก จึงมีทางป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายแก่พืช โดยพยายามจัดให้พืชนั้นมีน้ำใช้อย่างพอเพียงตลอดเวลา และทำให้ดินมีคุณสมบัติที่จะทำให้รากพืชสามารถแพร่กระจายออกไปได้อย่างกว้างขวางและลึก ซึ่งจะทำให้พืชดูดน้ำไปใช้อย่างเพียงพออยู่ตลอดเวลา
การระเหยน้ำ เป็นการแพร่กระจาย ของน้ำในรูปของไอน้ำจากผิวดินสู่บรรยากาศ อัตราการระเหยจะขึ้นอยู่กับลักษณะของผิวดินที่มีการระเหย ความแตกต่างระหว่างความดันไอน้ำ ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ลม แสงแดด ความเร็วของลมและความกดดันของบรรยากาศ ฯลฯ นอกจากนั้นการเขตกรรม เช่น วิธีการให้น้ำ การจัดการดิน หรือวิธีการเพาะปลูกพืชล้วนมีผลต่อการระเหยน้ำ การให้น้ำแก่พืชครั้งละน้อย ๆ แต่ให้บ่อยครั้งจะทำให้มีการสูญเสียน้ำโดยการระเหยมากขึ้น ถ้าหากให้น้ำแก่พืชในปริมาณเท่ากัน แต่ให้น้อยครั้งลงจะช่วยลดการระเหยได้มาก เพราะผิวดินมีการเปียกน้อยครั้ง และน้ำซึมลงไปเก็บไว้ในดินได้ลึกกว่า ซึ่งเป็นผลให้น้ำที่พืชจะดูดไปใช้ได้มากกว่า การให้น้ำแก่พืชโดยวิธีให้น้ำท่วมผิวดิน โอกาสการระเหยน้ำจากผิวดินและผิวน้ำโดยตรงเกิดขึ้นได้มาก ส่วนการให้น้ำแบบฉีดฝอย ซึ่งมีระยะเวลาการให้น้ำยาวนาน จะมีการสูญเสียน้ำเนื่องจากการระเหยมากกว่าการให้น้ำแบบอื่น อย่างไรก็ตามการระเหยจากผิวดินผิวน้ำและจากที่เกาะอยู่ตามใบและต้นพืช ก่อให้เกิดประโยชน์กับพืชโดยการที่พลังงานความร้อนส่วนนั้นไม่ถูกใช้ไปในการทำให้เกิดการคายน้ำของพืชเพิ่มขึ้น ในพื้นที่ที่ปลูกพืชต้นชิดกัน เช่น พวกข้าว หรือหญ้าเลี้ยงสัตว์ การระเหยน้ำจากผิวดินจะลดลง ทั้งนี้เพราะนอกจากพืชจะใช้ความชื้นในดินไปในการคายน้ำเป็นจำนวนมากแล้ว ใบของพืชยังปกคลุมมิให้แดดส่องไปถึงผิวดิน และความหนาแน่นของต้นพืชจะช่วยป้องกันมิให้ลมพัดพาเอาอากาศรอบต้นพืชซึ่งมีไอน้ำมากไปจากพื้นที่เพาะปลูกอย่างรวดเร็วอีกด้วย
การระเหยของน้ำจากผิวดินจะถูกควบคุมจากเนื้อดินด้วย ดินที่มีการไหลซึมของความชื้น (capillary movement) สูงจะมีการระเหยจากผิวดินมาก ในทางตรงกันข้าม ดินที่มีเนื้อหยาบซึ่งมีการไหลซึมของความชื้นได้ช้ากว่าจะมีการระเหยจากผิวดินได้น้อย แต่อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิ ความเร็วลม ความชื้นของอากาศ ฯลฯ จะมีผลต่อการระเหยลง น้ำจากผิวดินดังกล่าวตลอดเวลา การคลุมดิน และการให้ร่มเงาแก่ดิน จะช่วยลดการระเหยจากผิวดินลงได้
ดังที่ได้นำเสนอในเนื้อหาบทที่ 3 ว่าดินประกอบด้วยสสาร 3 สถานะ คือของแข็งทั้งอินทรีย์วัตถุและอนินทรีย์วัตถุ ของเหลวซึ่งส่วนใหญ่คือน้ำ และแก๊ส เนื้อดินและโครงสร้างของดินจะกำหนดขนาดช่องว่างของเม็ดดินให้เป็นที่อยู่ของน้ำและแก๊ส ดินที่มีเนื้อหยาบ เช่นดินทรายมีคุณสมบัติให้น้ำซึมผ่านได้ง่าย แต่อุ้มน้ำไว้ได้น้อย ในทางตรงกันข้ามดินเนื้อละเอียดเช่นดินเหนียว มีคุณสมบัติให้น้ำซึมผ่านได้ยากจึงอุ้มน้ำไว้ได้มาก ทั้งดินเนื้อหยาบและละเอียดเกินไป จึงมีคุณสมบัติในการอุ้มน้ำและระบายน้ำไม่เหมาะสมตามความต้องการของพืช ดินที่เหมาะต่อการเพาะปลูกพืชและสามารถจัดการชลประทานได้เหมาะสมควรเป็นดินเนื้อปานกลางที่สามารถเก็บกักและระบายน้ำได้ดี ช่วยให้น้ำที่ถูกส่งเข้ามายังบริเวณรากพืชจะถูกดูดยึดเก็บกักเอาไว้ใช้ได้มากและหากน้ำมากเกินความต้องการดินก็สามารถระบายออกไปได้ดี
น้ำในดินหรือความชื้นที่พืชดูดไปใช้ได้ (available moisture) เป็นน้ำดูดซึม (capillary water) ตั้งแต่ระดับความชื้นชลประทาน (field capacity) คือความชื้นในดินหลังจากน้ำอิสระถูก ระบายออกไปแล้ว จนถึงความชื้นที่จุดเหี่ยวถาวร (permament wilting point) คือความชื้นในดินที่มีน้อยจนกระทั่งพืชไม่สามารถดูดมาใช้ทดแทนการคายน้ำจนพืชเหี่ยวเฉาอย่างถาวร ดังรูปที่ 9.2
โดยทั่วไปน้ำที่พืชดูดเข้าไปใช้ในการเจริญเติบโตจะได้มาจาก 4 แหล่งด้วยกันคือ
1) ความชื้นที่ยังมีอยู่ในดินตามช่องว่างระหว่างเม็ดดิน ความชื้นดังกล่าวถ้ามีปริมาณมากพอพืชก็สามารถนำไปใช้ได้ บางพื้นที่อาจจะได้รับเพิ่มเติมจากฝนที่ตกนอกฤดูกาลเพาะปลูกด้วย อย่างไรก็ตามน้ำจากแหล่ง
รูปที่ 9.2 การจำแนกความชื้นในดินและความชื้นที่พืชนำไปใช้ได้และไม่ได้
นี้มีให้พืชเอาไปใช้ไม่มากนัก โดยเฉพาะพืชที่มีรากตื้น เพราะดินชั้นบนจะมีการสูญเสียน้ำโดยการระเหยจากผิวดินไปได้มากกว่าดินชั้นล่าง
2) น้ำใต้ดิน ถ้าหากน้ำใต้ดินอยู่ในระดับที่จะซึมขึ้นมาถึงเขตรากได้ รากพืชก็สามารถใช้น้ำส่วนนี้ได้ แต่น้ำต้องมีคุณภาพดี ไม่มีการสะสมของเกลือในเขตรากขึ้นจนทำให้กระทบกระเทือนต่อการเจริญเติบโตของพืช
3) ฝนที่ตกในฤดูกาลเพาะปลูก ซึ่งพืชอาจนำไปใช้ได้เพียงบางส่วนเท่านั้น โดยจะถูกกำหนดจากปัจจัยหลายอย่างด้วยกัน เช่น อัตราและปริมาณของฝน อัตราการซึมของน้ำลงไปในดิน ความสามารถเก็บกักน้ำของดิน และความชื้นเดิมของดินก่อนฝนตก เป็นต้น ถ้าอัตราที่ฝนตกสูงกว่าอัตราที่น้ำฝนจะซึมลงไปในดิน ส่วนที่เกินก็จะกลายเป็นน้ำผิวดิน (runoff) ไหลลงสู่แม่น้ำลำคลอง หรือถ้าปริมาณที่ซึมลงไปในดินมากกว่าที่ดินจะเก็บไว้ได้ก็จะมีการซึมเลยเขตรากพืชออกไปอีก ดังนั้นปริมาณน้ำฝนที่พืชจะนำไปใช้ได้อย่างแท้จริงจึงจำกัดอยู่เฉพาะส่วนที่เก็บกักอยู่ในเขตรากหรือในแปลงปลูกที่พืชสามารถนำไปใช้ได้เท่านั้น
4) น้ำชลประทานที่จะต้องจัดหามาให้แก่พืชปลูกเพิ่มเติมจากข้อ 1 ถึง 3 เนื่องจากว่าความชื้นที่เหลืออยู่ในดินและที่ซึมขึ้นมาจากใต้ดินมีปริมาณไม่มาก ดังนั้นน้ำชลประทานที่จัดหามาเพิ่มเติมให้กับพืชคือปริมาณน้ำที่พืชต้องการสำหรับการระเหยและคายน้ำรวมกับน้ำที่จะนำไปใช้เพื่อเหตุผลอื่น เช่น ควบคุมความเข้มข้นของเกลือในเขตราก
ในการกำหนดการให้น้ำแก่พืชเพื่อให้พืชเจริญเติบโตและให้ผลตอบแทนสูงนั้นจะคำนึงถึงว่า เมื่อไรจึงจะควรให้น้ำแก่พืชและให้เป็นปริมาณเท่าใด ซึ่งในทางปฏิบัติจะต้องคำนึงถึงปัจจัยที่กำหนด 3 ประการคือพืชดินและน้ำ ดังนี้คือ
1) ปริมาณน้ำที่พืชต้องการที่ช่วงเวลาต่าง ๆ ตลอดอายุพืช
2) ความสามารถในการอุ้มน้ำของดินในเขตราก
3) ปริมาณของน้ำที่จะหามาทำการชลประทานได้
ปริมาณน้ำที่พืชต้องการที่ช่วงเวลาต่างๆ ตลอดอายุของพืชและความสามารถอุ้มน้ำของดินในเขตราก เป็นข้อมูลสำคัญเบื้องต้นซึ่งจะต้องนำมาใช้หาความถี่ในการให้น้ำและปริมาณน้ำที่จะต้องให้แต่ละครั้ง อย่างไรก็ตามในบางครั้งไม่สามารถให้น้ำแก่พืชได้เต็มจำนวนตามที่พืชต้องการเสมอไปเนื่องจากว่าน้ำที่มีอยู่นั้นมีจำนวนจำกัด หรือในขณะที่พืชกำลังต้องการน้ำนั้น ยังไม่ถึงกำหนดส่งน้ำจากโครงการชลประทาน ดังนั้นจึงต้องทราบด้วยว่าจะมีน้ำที่สามารถให้แก่พืชได้อย่างแน่นอนเท่าไรและมีกำหนดการส่งน้ำมาอย่างไร เพื่อจะได้จัดเวลาที่ยอมให้พืชขาดน้ำอยู่ในช่วงที่จะกระทบกระเทือนต่อผลผลิตน้อยที่สุด หรือถ้ามีน้ำอย่างเพียงพอแต่ไม่ตรงกับที่พืชต้องการจะได้จัดเตรียมเก็บกักน้ำไว้ใช้ในช่วงที่มิได้มีการส่งน้ำด้วย
พืชที่กำลังเจริญเติบโตย่อมมีการใช้น้ำอยู่ตลอดเวลา อัตราการใช้น้ำจะขึ้นอยู่กับชนิดและอายุของพืช อุณหภูมิ และสภาพของภูมิอากาศอื่นๆ การให้น้ำแก่พืชในแต่ละครั้ง ปริมาณที่ให้ควรเพียงพอกับความต้องการน้ำของพืชไปจนกว่ากำหนดการให้น้ำคราวหน้า พืชเกือบทุกชนิดจะให้ผลผลิตลดลง หรือคุณภาพเลวลง ถ้ามีการขาดน้ำที่ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง ช่วงเวลาที่เมื่อมีการขาดน้ำ แล้วจะก่อให้เกิดความเสียหายแก่ผลผลิตมากที่สุดเรียกว่าช่วงวิกฤติ (critical period) ดังนั้นในช่วงเวลาดังกล่าวจะต้องคอยรักษาดินให้มีความชุ่มชื้นอยู่เสมอ ช่วงเวลาวิกฤติของพืชปลูกบางชนิดแสดงไว้ในตารางที่ 9.1
ตารางที่ 9.1 แสดงช่วงวิกฤติในการขาดน้ำของพืชปลูกบางชนิด
ชนิดพืช
|
ช่วงวิกฤติ
|
กะหล่ำปลี
|
เริ่มออกดอกจนเก็บเกี่ยว
|
กะหล่ำดอก
|
ตลอดฤดูกาลปลูก
|
ข้าวโพด
|
ผลิดอกจนถึงติดฝัก
|
ถั่ว
|
ผลิดอกจนถึงออกฝัก
|
ธัญพืช
|
ตั้งท้องออกรวง
|
ฝ้าย
|
ผลิดอกจนถึงสมอแก่
|
มะเขือเทศ
|
ผลิดอกออกผล
|
ไม้ผลประเภทส้ม
|
ผลิดอกออกผล
|
ยาสูบ
|
สูงประมาณ 50 ซม. ถึงผลิดอก
|
อ้อย
|
ช่วงเจริญเติบโตเต็มที่
|
คงเป็นการยากที่จะรักษาความชื้นของดินให้อยู่ที่ระดับใดระดับหนึ่งตลอดฤดูกาลเพาะปลูกได้ นอกจากนั้นพืชแต่ละชนิดยังต้องการดินที่มีความชื้นแตกต่างกัน พืชบางชนิดต้องการดินที่มีความชื้นสูงตลอดเวลาจึงจะให้ผลผลิตคุณภาพดีในขณะที่พืชหลายชนิดต้องการความชื้นแต่ละระยะการเจริญเติบโตแตกต่างกัน ในไม้ผลเขตร้อนชื้นหลายชนิด เช่น ทุเรียน เงาะ มังคุด ลางสาด ลองกอง และส้มโอ เป็นต้น จะมีการเจริญเติบโตทางลำต้น เช่น การแตกใบและยอดอ่อนมากในช่วงฤดูฝน หรือเมื่อได้รับน้ำและความชื้นสูงติดต่อกันนาน แต่เมื่อฝนลดลงหรือเข้าสู่ช่วงหน้าแล้ง อัตราการเจริญเติบโตทางลำต้นจะค่อย ๆ ลดลง เกิดการพักตัว สะสมอาหาร จนนำไปสู่การออกดอก ดังนั้นการออกดอกของไม้ผลเขตร้อนชื้นหลายชนิด เกี่ยวข้องอยู่กับความชื้นของดินและความชื้นบรรยากาศตลอดเวลา ไม้ผลเหล่านี้จะออกดอกในสภาพความชื้นของดินและบรรยากาศค่อนข้างต่ำ แต่ในช่วงเวลาดังกล่าวหากมีฝนตกลงมามาก และติดต่อกันนานจะส่งผลทำให้เกิดการเจริญเติบโตทางลำต้นแทนที่การออกดอกได้
กำหนดการให้น้ำแก่พืชปลูก นอกจากพิจารณาถึงคุณสมบัติของดินและความต้องการของพืชที่ปลูกแล้ว ปัจจัยอื่นที่จะต้องพิจารณาร่วมด้วย คือ สภาพภูมิอากาศ เช่น รังสีดวงอาทิตย์ อุณหภูมิ และความชื้น บรรยากาศ และการจัดการเพาะปลูก เช่น ฤดูกาลที่ทำการเพาะปลูกและเก็บเกี่ยว ความหนาแน่นของพืชปลูก การใช้ปุ๋ย เป็นต้น
การให้น้ำแก่พืชอาจทำได้หลายวิธีการที่จะเลือกวิธีใดวิธีหนึ่งจะต้องพิจารณาลักษณะของภูมิประเทศ คุณสมบัติของดิน ลักษณะของพื้นที่ที่ได้เตรียมไว้ พืชที่จะปลูก วิธีการเพาะปลูก เงินทุน ตลอดจนน้ำต้นทุนที่จะนำมาให้แก่พืช โดยทั่วไปวิธีการให้น้ำ แบ่งออกเป็น 4 แบบใหญ่ๆ ด้วยกันคือ การให้น้ำแบบฉีดฝอย (sprinkler irrigation) การให้น้ำทางผิวดิน (surface irrgation) การให้น้ำทางใต้ผิวดิน (subsurface irrigation) และการให้น้ำแบบหยด (drip irrigation)
การชลประทานแบบนี้จะให้น้ำแก่พืชโดยการฉีดน้ำจากหัวฉีดขึ้นไปในอากาศแล้วให้หยดน้ำตกลงมาเป็นฝอย โดยมีรูปทรงการแผ่กระกระจายของหยดน้ำสม่ำเสมอ และอัตราของน้ำที่ตกลงบนผิวดินมีค่าน้อยกว่าอัตราการซึมของน้ำผ่านผิวดิน ระบบชลประทานแบบฉีดฝอยอาจแบ่งออกเป็น 3 ประเภทด้วยกัน คือ
1) แบบติดตั้งอยู่กับที่ (permanent system)
2) แบบเคลื่อนย้ายได้เพียงบางส่วน (semiportable system)
3) แบบเคลื่อนย้ายได้ทั้งหมด (portable system)
ประสิทธิภาพในการให้น้ำของการชลประทานฉีดฝอยอยู่ระหว่าง 75-85 เปอร์เซ็นต์ โดยมีอุปกรณ์ที่เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของการให้น้ำแบบฉีดฝอย (รูปที่ 9.3) ดังนี้
1) เครื่องสูบน้ำ (pumping unit) ทำหน้าที่สูบน้ำจากแหล่งน้ำและเพิ่มความดันให้กับหัวจ่ายน้ำ
2) ท่อประธาน (mainline pipe unit) ทำหน้าที่ส่งน้ำจากเครื่องสูบน้ำไปสู่ท่อแยก
3) ท่อแยก (lateral pipe unit) ทำหน้าที่ส่งน้ำจากท่อประธานให้กับหัวจ่ายน้ำ
4) หัวจ่ายน้ำ (sprinkler unit) ทำหน้าที่จ่ายน้ำให้กับพืชปลูก โดยส่วนใหญ่จะจ่ายน้ำโดยการหมุนหัวฉีดเป็นวงกลมในแนวราบ (rotary sprinkler)
 |
 |
รูปที่ 9.3 อุปกรณ์ของระบบให้น้ำแบบฉีดฝอย
ข้อดีของการให้น้ำแบบฉีดฝอย คือ
1) ลดการเสียพื้นที่จากการจัดทำระบบชลประทาน เช่น การขุดคูร่องน้ำลงได้
2) มีประสิทธิภาพในการให้น้ำสูง
3) ใช้น้ำเพื่อประโยชน์ทางการเกษตรหรืออื่นๆ ร่วมกันได้ เช่น ใช้ในบ้านใช้เลี้ยงสัตว์
4) การให้น้ำแบบให้น้อย ๆ แต่บ่อยครั้ง เช่น การให้น้ำแก่พืชรากตื้นหรือพืชที่เริ่มงอกจะมีประโยชน์มาก
5) สามารถพ่วงการให้ปุ๋ยและสารเคมีอื่นๆ ร่วมไปกับระบบการให้น้ำแบบนี้ได้
ข้อเสียของการให้น้ำแบบฉีดฝอย คือ
1) ค่าลงทุนครั้งแรกสูงมาก และอาจต้องเสียค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษาและดำเนินการสูง
2) การเคลื่อนย้ายทำได้แต่ไม่สะดวก
3) มีผลทำให้การแพร่กระจายและแข่งขันของวัชพืชเกิดขึ้นได้มาก
4) การสูญเสียน้ำไปโดยการระเหยจะเกิดขึ้นได้มาก
การชลประทานแบบนี้ให้น้ำโดยการขังหรือปล่อยให้น้ำไหลไปบนผิวดินและซึมลงไปในดินตรงบริเวณที่มีรากพืช การให้น้ำทางผิวดินอาจแบ่งออกเป็น 2 ลักษณะใหญ่ด้วยกันคือ (รูปที่ 9.4 และ 9.5)
1) แบบให้น้ำท่วมผิวดินเป็นแปลงใหญ่ (flooding)
2) แบบให้น้ำท่วมเฉพาะในร่องคู (furrow)
รูปที่ 9.4. การให้น้ำทางผิวดิน แบบท่วมผิวดินแปลงใหญ่ (บน) และแบบท่วมเฉพาะในร่องคู (ล่าง)
สำหรับวิธีการให้น้ำท่วมเป็นผืนใหญ่นั้น โดยปกติแล้วต้องการอัตราการให้น้ำมากกว่าแบบให้น้ำท่วมเฉพาะในร่องคู ในแปลงปลูกที่ไม่มีความลาดเทจะต้องการอัตราการให้น้ำมากกว่าแปลงปลูกที่มีความลาดเทเพราะแปลงที่ไม่มีความลาดเทน้ำจะไหลไปถึงจุดต่าง ๆ ในแปลงได้ช้า ดังนั้นจะต้องให้น้ำด้วยอัตราสูงเพื่อให้น้ำท่วมแผ่ไปทั้งแปลง หรือไหลจากหัวร่องไปถึงท้ายร่องอย่างรวดเร็ว การให้น้ำกับแปลงลาดเท ถ้าหากน้ำไหลไปถึงท้ายแปลงแล้วจะต้องลดอัตราการให้น้ำลง เพราะมิฉะนั้นน้ำจะไหลเลยท้ายแปลงออกไป ทำให้เกิดการสูญเสียน้ำโดยเปล่าประโยชน์
 | |
1. ท่วมเป็นผืนยาว
(graded border)
|
1. ร่องคู่ลาด
(graded furrow
|
2. ท่วมเป็นอ่าง
(basin)
|
2. ร่องคูราบ
(level furrow)
|
3. ท่วมเป็นผืนตามแนวเส้นของเนิน
(contour levee)
|
3. ร่องดูตามแนวเส้นของเนิน
(contour furrow)
|
4. ท่วมจากคูตามแนวเส้นของเนิน
(contour ditch)
|
4. ร่องคูเล็ก
(corrugation)
|
รูปที่ 9.5 แผนผังแสดงวิธีการให้น้ำทางผิวดินแบบต่าง ๆ
จากการที่มีวิธีการให้น้ำทางผิวดินหลายวิธีทำให้ประสิทธิภาพในการให้น้ำจึงแตกต่างกันไปได้มาก แต่โดยเฉลี่ยแล้วประสิทธิภาพในการให้น้ำจะอยู่ระหว่าง 40-80 เปอร์เซ็นต์
ข้อดีของการให้น้ำทางผิวดิน คือ
1) สามารถใช้ได้ดีกับดินและพืชเกือบทุกชนิด
2) มีความคล่องตัวสูง โดยสามารถให้น้ำแก่พืชในระยะเวลาอันสั้น เมื่อเปรียบเทียบกับระยะเวลาที่ไม่ได้ให้น้ำ เช่น อาจให้น้ำแก่พืช 10 วันต่อครั้ง โดยใช้เวลาให้น้ำเพียงวันเดียวหรือสองวัน
3) ถ้ามีน้ำอยู่แล้วจะให้น้ำแก่พืชเมื่อไรก็ได้ โดยไม่ต้องอาศัยเครื่องมืออื่น ๆ ฉะนั้นความเสียหายของพืชอันเนื่องมาจากจัดหาน้ำให้ไม่ทันจึงมีโอกาสเกิดขึ้นน้อย
4) หากมีการออกแบบและให้น้ำที่เหมาะสม จะทำให้การให้น้ำแบบนี้มีประสิทธิภาพสูงมาก
ข้อเสียของการให้น้ำทางผิวดิน
1) พื้นที่ไม่ราบเรียบและลาดเทไม่สม่ำเสมอจะไม่เหมาะสมกับการให้น้ำแบบนี้
2) อาจเกิดการกัดเซาะแปลงขึ้นหากพื้นที่มีความลาดเทมาก
3) คันดินและคูน้ำอาจเป็นสิ่งกีดขวางการทำงานของเครื่องจักรกลเกษตร
4) ส่วนมากต้องการความรู้และแรงงานในการให้น้ำแบบนี้ค่อนข้างสูง
การชลประทานแบบนี้เป็นการให้น้ำโดยการยกระดับน้ำใต้ดินให้ขึ้นมาอยู่ในระดับที่น้ำจะไหลซึมขึ้นมาสู่เขตรากได้ วิธีการเพิ่มระดับน้ำใต้ดินอาจทำได้ 2 แบบ (รูปที่ 9.6) คือ
1) โดยการให้น้ำในคู
2) โดยการให้น้ำในท่อซึ่งฝังไว้ใต้ดิน
 |
 |
รูปที่ 9.6 การให้น้ำทางใต้ผิวดินแบบคูเปิด (บน) และแบบท่อฝังดิน (ล่าง)
ความลึกของระดับน้ำใต้ดินขณะให้น้ำจะอยู่ระหว่าง 30-60 ซม. แต่โดยทั่วไปแล้วการให้น้ำแบบทางใต้ผิวดินไม่ค่อยนิยมเพราะมีข้อจำกัดมาก ประสิทธิภาพในการให้น้ำจะมีค่าระหว่าง 30-50 เปอร์เซ็นต์ แต่บางแห่งมีโอกาสสูงถึง 70-80 เปอร์เซ็นต์ ได้ ถ้าหากพื้นที่มีความเหมาะสม การให้น้ำทางใต้ผิวดินเหมาะสมที่จะใช้กับดินที่มีเนื้อดินชนิดเดียวกัน และการดูดซึมน้ำพอที่จะปล่อยให้น้ำไหลลงไปในดินได้เร็วทั้งด้านข้างและแนวดิ่ง น้ำจะลงไปภายในระดับความลึกพอสมควรใต้เขตรากพืช ชั้นดินก็จะต้องมีวัตถุรองรับเพื่อมิให้เกิดการสูญเสียโดยการไหลลึกลงไปในดินในจำนวนที่มากเกินไป โดยมีชั้นที่น้ำเกือบจะผ่านลงไปไม่ได้ในดินชั้นล่าง หรือโดยมีระดับน้ำใต้ดินสูงซึ่งจะทำให้สามารถรักษาระดับน้ำที่เข้าไปใต้ดินได้ตลอดฤดูปลูก การให้น้ำทางใต้ผิวดินเหมาะสมที่จะใช้กับพืชผัก พืชไร่ ทุ่งหญ้าเลี้ยงสตว์ พืชอาหารสัตว์ และสวนไม้ประดับ
ข้อดีของการให้น้ำทางใต้ผิวดิน
1) สามารถใช้ได้กับดินที่มีอัตราการซึมของน้ำเข้าไปในดินสูง แต่มีความสามารถเก็บน้ำไว้ได้น้อย ซึ่งไม่เหมาะกับการให้น้ำทางผิวดิน
2) สามารถควบคุมน้ำใต้ดินให้อยู่ในระดับที่จะเป็นประโยชน์ต่อพืชที่อายุต่างๆ ได้
3) มีการสูญเสียน้ำเนื่องจากการระเหยน้อยมาก
4) การแพร่กระจายของเมล็ดวัชพืชเนื่องจากถูกน้ำพัดพาไปน้อย
5) ระบบการให้น้ำทางดินอาจใช้เป็นระบบระบายน้ำได้ด้วย
ข้อเสียของการให้น้ำทางใต้ผิวดิน
1) เนื่องจากวิธีนี้ต้องการให้มีชั้นดินที่น้ำซึมผ่านได้ยากหรือมีระดับน้ำใต้ดินอยู่ในเขตรากและดินจะต้องมีความสามารถให้น้ำซึมผ่านได้ดีพอสมควร ดังนั้นจึงใช้ได้กับพื้นที่เพียงบางส่วนเท่านั้น
2) โดยปกติแล้วพื้นที่ที่อยู่ข้างเคียงจะต้องให้น้ำวิธีนี้เหมือนกัน มิฉะนั้นจะก่อให้เกิดปัญหาเรื่องการระบายน้ำได้
3) น้ำชลประทานต้องมีคุณภาพดี มิฉะนั้นจะเกิดปัญหาเรื่องการสะสมของเกลือบนผิวดินและในเขตรากขึ้นได้
4) สามารถใช้ได้กับพืชเพียงบางชนิด พืชที่มีรากลึก เช่น พืชสวน และพืชยืนต้นไม่เหมาะที่จะให้น้ำโดยวิธีนี้
เป็นการให้น้ำแก่พืชที่จุดใดจุดหนึ่งหรือหลายๆ จุดบนผิวดินหรือในเขตราก โดยอัตราที่ให้นั้นไม่มากพอที่จะทำให้ดินในเขตรากอิ่มน้ำเป็นบริเวณกว้าง โดยปกติแล้วผิวดินจะเปียกแต่เฉพาะตรงจุดที่ให้น้ำเท่านั้น การชลประทานแบบนี้จะให้ประสิทธิภาพในการให้น้ำสูงมาก เนื่องจากมีการสูญเสียโดยการระเหยน้อย ดังนั้นผลผลิตต่อหนึ่งหน่วยปริมาตรของน้ำที่ใช้จึงมากกว่าการชลประทานแบบอื่นๆ สามารถที่จะนำไปใช้กับการปลูกพืชแทบทุกชนิด ทั้งไม้ยืนต้น พืชผัก พืชไร่ และไม้ดอกไม้ประดับ ส่วนประกอบที่สำคัญของระบบการให้น้ำแบบหยด (ดังรูปที่ 9.7)
1) หัวปล่อยน้ำ (emitter) ทำหน้าที่ควบคุมปริมาณการไหลของน้ำจากท่อแขนงไปสู่พื้นดินจำนวนหัวปล่อยน้ำต่อจำนวนต้นพืชแตกต่างกันตามขนาดและความต้องการน้ำของพืช เช่น ในพืชไร่หรือพืชผักใช้หัวปล่อยน้ำ 1 หัวต่อพืชหลายต้น แต่ถ้าเป็นไม้ผลยืนต้นอาจใช้หัวปล่อยน้ำ 1-8 หัวต่อต้น
รูปที่ 9.7 ระบบการให้น้ำแบบหยดในสวนไม้ผล
2) ท่อแขนง (lateral) เป็นท่อแยกมาจากท่อประธานวางขนานไปกับแถวพืช ถ้าเป็นการปลูกพืชแบบแถวแคบ เช่น พืชไร่หรือพืชผักอาจใช้ท่อแขนง 1 แนวสำหรับพืช 1-12 แถว แต่ถ้าเป็นการปลูกพืชแบบแถวห่าง เช่นไม้ผลยืนต้นจะใช้ท่อแขนง 1 แนวต่อการปลูก 1 แถว
3) ท่อแยกประธาน (submain) อาจจะไม่มีก็ได้ ถ้าหากการวางระบบท่อไม่ซับซ้อน และท่อแขนงแยกออกไปจากท่อประธานโดยตรง
4) ท่อประธาน (mainline) เป็นท่อใหญ่ซึ่งนำน้ำจากแหล่งน้ำมาเชื่อมกับท่อแยกประธานหรือท่อแขนง โดยทั่วไปใช้ท่อขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 2 นิ้ว
5) ถังกรองน้ำ (filter tank) ทำหน้าที่กรองน้ำให้สะอาดป้องกันปัญหาการอุดต้นที่หัวปล่อยน้ำ
6) แหล่งน้ำและเครื่องสูบน้ำ ปริมาณการใช้น้ำอาจไม่มาก แต่น้ำต้องสะอาด
ข้อดีของการให้น้ำแบบหยด คือ
1) สามารถใช้น้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด สามารถรักษาระดับความชื้นในดินรอบต้นพืชให้อยู่ในเกณฑ์พอเหมาะตลอดเวลา
2) ประหยัดแรงงาน ใช้กำลังคนในการจัดการน้อย
3) สามารถป้องกันและควบคุมโรคและแมลงศัตรูพืชได้ เพราะน้ำหยดเป็นบริเวณเฉพาะทำให้โรคและแมลงศัตรูพืชระบาดได้น้อย
4) ป้องกันการสะสมเกลือ ใช้ได้ผลดีมากในบริเวณที่เป็นดินเค็ม เพราะน้ำที่หยดลงไปในดินจะไปทำให้เกลือในบริเวณที่น้ำหยดเจือจางลงไปมาก
5) เพิ่มประสิทธิภาพในการใช้ปุ๋ย เพราะปุ๋ยที่ให้บริเวณโคนต้น สามารถละลายน้ำให้พืชดูดไปใช้ได้อย่างเต็มที่
ข้อเสียและปัญหาการให้น้ำแบบหยด คือ
1) เกิดการอุดตันที่หัวปล่อยได้ง่าย หากการกรองน้ำทำได้ไม่ดีพอ
2) สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายในการติดตั้งค่อนข้างสูงในครั้งแรก
3) จำกัดการเจริญของรากพืชให้อยู่หนาแน่นเฉพาะบริเวณที่เปียกน้ำ
น้ำที่ใช้สำหรับการเพาะปลูกพืช ซึ่งถูกส่งมาจากแหล่งน้ำที่มีการเก็บในที่ห่างไกลจากแปลงปลูกพืช จะมีการสูญเสียโดยการระเหย รั่วซึม ตลอดจนถูกวัชพืชนำไปใช้จำนวนมากเช่นกัน การสูญเสียจะเพิ่มมากขึ้นตามระยะทางของแปลงปลูกกับแหล่งน้ำ ดังนั้นจึงควรให้มีการใช้น้ำให้มีประสิทธิภาพสูงสุด เพราะถึงแม้ว่าจะไม่มีการสูญเสียน้ำในบริเวณแปลงปลูกไปมาก แต่การสูญเสียที่เกิดขึ้นตั้งแต่เมื่อส่งน้ำออกไปจากแหล่งกักเก็บและคูคลองที่ส่งน้ำก็นับว่ามากอยู่แล้ว ในการชลประทานแบบผิวดินบนพื้นที่มีความลาดเท จะมีน้ำส่วนหนึ่ง และค่อนข้างมากที่ไหลเลยท้ายแปลงออกไป กลายเป็นน้ำผิวดิน ถ้าหากน้ำส่วนนี้มีปริมาณมากพอก็ควรจะได้มีการเก็บรวบรวมนำมาใช้อีก โดยการทำร่องระบายน้ำ นำน้ำไปรวมไว้ที่ต่ำสุดของพื้นที่แล้วใช้เครื่องสูบกลับมาสู่คูส่งน้ำอีก ในกรณีการปลูกพืชที่ต้องการให้มีการระบายน้ำดี ก็อาจเลือกใช้พื้นที่และระบบการชลประทานที่มีความลาดเทพอสมควรพร้อมกับจัดระบบระบายน้ำไว้ให้ดี หากพื้นที่มีความลาดเทมาก เช่น ที่สูง อาจเลือกใช้ระบบชลประทานที่วางขวางกับเส้นชันความสูง เช่น แบบ contour furrow แต่ไม่ควรเลือกใช้ร่องคูที่มีทิศทางไปตามความลาดเทหลัก เพราะจะทำให้เกิดการกัดเซาะในร่องอย่างรุนแรง และโอกาสที่น้ำฝนจะซึมลงไปในดินเก็บไว้ให้พืชใช้ได้ลดลง
ที่มาhttp://www.natres.psu.ac.th/Department/PlantScience/510-111web/book/book%20content.htm/chapter09/agri_09.htm
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น