«نجات آب» ـ ۸ | «دروازه‌بانی آب» برای نفوذ سیلاب‌ها و رواناب‌های سطحی، با اقدامات بیولوژیک
استفاده از اقدامات بیولوژیک مانند مالچ‌گذاری، پوشش گیاهی دائمی، کشت‌های پوششی و نوارهای گیاهی، یکی از مؤثرترین راهکارهای کاهش رواناب سطحی و جلوگیری از فرسایش خاک است.
خبرگزاری تسنیم؛ گروه اقتصادی ــ در بسیاری از مناطق کشاورزی کشور، رواناب سطحی پس از بارش و آبیاری، منجر به فرسایش شدید خاک، انتقال مواد مغذی، نیتروژن و فسفر به آب‌های سطحی و از بین بردن ساختار خاک می‌شود. این فرآیند به‌ویژه در مناطق کم‌بارش و شیب‌دار، تهدیدی بزرگ برای تولید پایدار و حفظ منابع آب است. در مقابل، اقدامات بیولوژیک شامل مالچ‌گذاری، کشت پوششی، کشت ترکیبی و نوارهای گیاهی حفاظتی، نرمشی طبیعی برای کنترل رواناب و بهبود شرایط خاک فراهم می‌آورد. این روش‌ها به‌جای ساخت سازه‌های مهندسی سنگین، با استفاده از گیاه، پوشش خاک و مدیریت کشاورزی، نفوذ آب در خاک را افزایش می‌دهد و دفن مواد مغذی را کنترل می‌کنند. به‌خلاف روش‌های شیمیایی یا مکانیکی که گاه غیرقابل تطبیق یا پرهزینه‌اند، تکنیک‌های بیولوژیک قابلیت گه‌گاه اجرا در کشاورزی کوچک تا متوسط دارند و با هزینه کم، تأثیراتی مستمر بر بهبود ساختار خاک، کاهش فرسایش و افزایش بهره‌وری آب ایجاد می‌کنند، این رویکرد که همزمان علمی و بومی است، می‌تواند ستون تحولی در نظام مدیریت آب کشور باشد.
در همین زمینه بیشتر بخوانید
معرفی و اصول کلی
روش‌های بیولوژیک برای کنترل رواناب بر چند پایه استوارند: 1) مالچ‌گذاری خاک؛ استفاده از کاه، پوشش گیاهی خشک یا شن با خاصیت متخلخل که تبخیر را کاهش داده و نفوذ آب افزایش می‌یابد؛ 2) کشت پوششی؛ گیاهان کوتاه یا لگوم‌ها مانند شبدر یا سوئیچ‌گراس که پوشش سطح خاک را ایجاد می‌کنند؛ 3) نوارهای گیاهی حفاظتی (filter strips) یا کانال‌های سبز که جریان آب ناشی از زمین آزاد را کند ساخته و رسوبات و مواد مغذی را به دام می‌اندازند؛ 4) کشت ترکیبی یا intercropping که با افزایش پوشش زنده، اثر تغذیه‌ای و نگهداری خاک را بیشتر می‌کند. همه این روش‌ها بر پایه حفظ پوشش خاک، تثبیت ساختار مواد آلی، افزایش ظرفیت نگهداری آب و کاهش سرعت جریان سطحی طراحی شده‌اند. مطالعات متاآنالیز در هند نشان داده مالچ‌گذاری و intercropping به‌ترتیب 3–15٪ و 5–18٪ رواناب سطحی و فرسایش را کاهش داده‌اند. در بسیاری از کشورها مانند آمریکا، استفاده از vegetative filter strips بر اساس قوانین محیط‌زیستی اجباری شده و اثربخشی آن در کاهش نیتروژن و فسفر و رسوب اثبات گردیده است.
ضرورت‌ها، ظرفیت‌ها و مشکلات حل‌شونده
بحران آبی و کیفیت خاک در مزارع ایران ناشی از برداشت نامناسب، استفاده بی‌رویه کود شیمیایی و ناپایداری الگوی کشت است. رواناب سطحی علاوه بر ضایعات خاک، مواد مغذی مانند نیتروژن و فسفر را به منابع آبی منتقل می‌کند و باعث آلودگی و اتلاف محصول‌پذیر خاک می‌شود. اقدامات بیولوژیک ظرفیت دارد تا: نفوذ آب در خاک را افزایش دهد، فرسایش و رسوب را کاهش دهد، مواد مغذی را حفظ کند، تنوع زیستی محلی را ارتقاء دهد، هزینه‌های مصرف آب و کود را کاهش دهد و استفاده پایدار منابع را تضمین کند. این روش‌ها برخلاف سازه‌های پرهزینه و پیچیده، قابل بومی‌سازی، مقیاس‌پذیر و هم‌خوان با محیط محلی هستند. مشکلات ناشی از هدررفت منابع، کاهش کیفیت آب، فرسایش، تراکم خاک و درآمد ناپایدار کشاورزان با این رویکرد قابل کاهش است.
فرآیند کلی انجام
اجرای این رویکرد از انتخاب گونه‌های پوششی مناسب آغاز می‌شود (مانند شبدر، کاه‌مالچ، سوئیچ‌گراس). زمین به‌گونه‌ای آماده می‌شود که شیار شخم حداقلی یا بدون شخم باشد. مالچ نازک به‌صورت یکنواخت روی سطح پخش می‌شود تا تبخیر سطحی کاهش یابد. نوارهای حفاظتی گیاهی در خطوط تراز یا پایین شیب کشت می‌شوند تا رواناب را هدایت و کند کنند. در صورت نیاز، کشت پوششی بین خطوط اصلی اجرا می‌شود تا پوشش خاک همواره حفظ شود. پس از بارندگی، عملکرد کاهش رواناب اندازه‌گیری و ثبت می‌شود. نگهداری شامل برداشت یا تجدید مالچ، پاکسازی نوارها و تغذیه خاک بلافاصله پس از برداشت محصول است. کشاورزان باید آموزش‌دیده باشند تا زمان شخم، انتخاب گونه و نگهداری مناسب را رعایت کنند.
انواع کاربردها
این روش در کاربردهای متنوعی کاربرد دارد: (الف) خاک‌های شیب‌دار کشاورزی برای کنترل رواناب و فرسایش؛ (ب) مزارع فصلی خشک برای حفظ رطوبت خاک؛ (ج) مناطق با خاک سبک و حساس به شست‌وشوی مواد مغذی؛ (د) سیستم‌های کشاورزی اکولوژیک و ارگانیک؛ (هـ) مناطق شهری-کشاورزی مانند باغات حاشیه‌ای برای جلوگیری از ورود آلاینده‌ها به آب‌های سطحی؛ (و) مزارعی که با فرهنگ استفاده از کود شیمیایی مواجه‌اند و پوشش گیاهی می‌تواند مواد مغذی را بازگرداند.
مزایا نسبت به روش سنتی
روش‌های سنتی مثل کانال‌سازی، بستر بتنی یا سازه‌های خاکی، هزینه بالا و اثر محیطی دارند. در مقابل، اقدامات بیولوژیک مزایای مهمی دارند: کاهش رواناب و فرسایش، هزینه کم اجرای اولیه، قابلیت پوشش چندمنظوره (تغذیه خاک، تنوع زیستی)، کاهش نیترات و فسفر در رواناب، قابلیت تطبیق با کشاورزی کوچک و مشارکت کشاورز، و اثر پایداری بلندمدت بر ساختار خاک و بهره‌وری آب.
چالش‌ها و محدودیت‌ها
مهم‌ترین چالش‌ها شامل نیاز به آموزش بهره‌برداران، پذیرش و تغییر الگوی کشت، پایداری پوشش گیاهی در شرایط خشکسالی، مراقبت و نگهداری ساختارهای زنده، امکان مصرف زمین برای پوشش به‌جای محصول، ارتقای مالی و زمان‌بر بودن اثرات است. برخی خاک‌ها مانند بسیار رسوبی یا سنگلاخی ممکن است کارایی پایین‌تری داشته باشند. موفقیت این روش نیازمند حمایت مستمر تحقیقاتی، مشارکت دولت و تشریک مساعی کشاورزان است.
استانداردها و دستورالعمل بین‌المللی
سازمان‌هایی مانند FAO، USDA NRCS و EPA ایالات متحده دستورالعمل‌هایی برای vegetative filter strips، bioretention و conservation tillage منتشر کرده‌اند. دستورالعمل‌های FAO پوشش‌گذاری، no-till، شخم حداقلی، کشت پوششی، و استفاده از نوار حفاظتی برای حفظ خاک را توصیه می‌کنند.
پیشرفت‌های نوین
نوآوری‌های اخیر شامل افزودن biochar به media در bioretention برای جذب نیتروژن و باکتری‌ها، اصلاح رسانه خاکی برای افزایش فیلتراسیون، و ترکیب با میکروبیوم خاک برای افزایش جذب نیترات است. همچنین بررسی مواردی مانند superhydrophobic sand mulch و پوشش‌های نانو برای کاهش تبخیر مطرح شده‌اند. مدل‌های تلفیقی پیشرفته در بهینه‌سازی طراحی بیولوژیک نیز در حال گسترش‌اند.
آینده‌شناسی و توصیه‌ها
برای ایران توصیه می‌شود طرح‌های پایلوت در مناطق شیب‌دار و کم‌آب کشور با پوشش گیاهی مناسب و مالچ محلی، همراه با آموزش کشاورزان و ساخت شبکه آزمایشی در همکاری با نهادهای پژوهشی و ترویجی، اجرا شود. تدوین دستورالعمل بومی، ساخت مکانیزم حمایتی مالی و اعتباری کوچک، و بومی‌سازی گونه‌های پوششی ضروری است. در بلندمدت، این اقدامات می‌توانند تبدیل به جزء جدایی‌ناپذیر نظام کشاورزی پایدار شوند.
جمع‌بندی
اجرای روش‌های بیولوژیک برای جلوگیری از رواناب سطحی نمایانگر راهکاری طبیعی، پایدار و مؤثر در مواجهه با بحران آب و فرسایش خاک است. این اقدامات اگرچه ساده به‌نظر می‌رسند، اما تأثیر عمیقی بر نفوذ آب، ساختار خاک، کیفیت محیط زیست و قیمت مصرف‌کننده دارند. با اجرای پوشش گیاهی، مالچ‌گذاری، نوارهای فیلتر و تغییر الگوی کشت، می‌توانیم آبیاری پایدار، کاهش آلاینده‌ها و حفاظت محیطی را تحکیم کنیم. اگرچه محدودیت‌هایی وجود دارد، ولی با آموزش مناسب، سیاست‌های حمایتی و مشارکت کشاورزان، این روش می‌تواند ستون تحولی در کشاورزی ایران باشد و راه را برای بهره‌وری و پایداری منابع آب هموار سازد.
انتهای پیام/
