«نجات آب» ــ ۲۱ | راهکار پیشرو «آبیاری کوزه‌ای»
آبیاری کوزه‌ای، به روش‌های گوناگون می‌تواند برای صرفه‌جویی در مصرف آب به کار گرفته شود.
خبرگزاری تسنیم؛ گروه اقتصادی ــ در پی تغییرات اقلیمی، در مناطق خشک و نیمه‌خشک، افزایش دما و کاهش بارش، فشار مضاعفی بر منابع آب کشاورزی وارد کرده است. در چنین بستر اقلیمی، آبیاری کوزه‌ای ــ قرار دادن کوزه‌های سفالیِ بدون لعاب در خاک و پرکردنِ دوره‌ای آن‌ها با آب ــ به‌عنوان یک فناوری کم‌هزینه و کم‌مصرف مطرح است. اصل کارکرد ساده است: آب تحت اختلاف پتانسیل رطوبتی بین دیوارهٔ متخلخل کوزه و خاکِ پیرامون، به‌صورت تدریجی نشت می‌کند و دقیقاً در محدودهٔ ریشه در دسترس گیاه قرار می‌گیرد؛ با خشک‌تر شدن خاک، شار خروجی افزایش می‌یابد و با تر شدن خاک، کاهش پیدا می‌کند، بنابراین سامانه به‌صورت «خودتنظیم» عمل می‌کند. این ویژگی، تبخیر سطحی و رواناب را به حداقل می‌رساند، توزیع رطوبت را در حجم مؤثر ریشه پایدار می‌کند و نیاز به زمان‌بندی‌های پیچیدهٔ آبیاری را کاهش می‌دهد.
بیشتر بخوانید
در گلستان‌ها و باغ‌های خرد، این روش برای استقرار نهال‌ها، سبزیجات و گیاهان باغچه‌ای به‌ویژه مفید است؛ زیرا آب مستقیماً در نزدیکی ریشه تأمین می‌شود و توسعهٔ ریشه را به‌سوی رطوبت پایدار هدایت می‌کند. در کنار این مزیت‌ها، آبیاری کوزه‌ای زیربنای مناسبی برای تلفیق با روش‌های دیگر مانند مالچ‌پاشی، جمع‌آوری آب باران و تغذیهٔ موضعی فراهم می‌سازد. همین منطق فنی ــ یعنی رساندنِ آب به‌اندازهٔ نیاز، در مکانِ درست و در زمانِ مناسب ــ چراییِ اهمیت این زیرموضوع را تبیین می‌کند.
ضرورت و اهمیت
از آنجا که کشاورزی خرد و خانوادگی سهم قابل توجهی در امنیت غذایی مناطق کم‌آب دارد، راهکاری که با هزینهٔ اولیهٔ پایین، قطعات کوچک و نیروی کار محدود قابل اجرا باشد، اهمیت راهبردی دارد. آبیاری کوزه‌ای در چنین بافتی برجسته است: مواد اولیهٔ محلی و ساده (سفالِ بی‌لعاب)، نیاز اندک به انرژی پمپاژ (یا حتی بدون پمپ)، و کاهش چشمگیر مؤلفه‌های هدررفت آب (تبخیر، رواناب، آبیاری خارج از ناحیهٔ ریشه). مرورهای پژوهشی و اسناد ترویجی نشان می‌دهد این روش، در شرایط مناسب بافت خاک و انتخاب درست اندازه و تخلخل کوزه، می‌تواند بهره‌وری آب را به‌طور معناداری نسبت به روش‌های سطحی افزایش دهد و به سطحی نزدیک به کارایی آبیاری قطره‌ای دست یابد، درحالی‌که هزینه و پیچیدگی کمتری دارد.
در سطح خانوار، مزیت دیگر، سادگی بهره‌برداری است: با یک درپوش ساده برای کاهش تبخیر از دهانه، امکان پرکردنِ دوره‌ای وجود دارد و نیاز به حضور مستمر کاربر کمتر می‌شود. از منظر تاب‌آوری اقلیمی، قرارگیری آب در زیرسطح، حساسیت کمتری به باد و گرمای شدید دارد و خطر بیماری‌های برگی ناشی از خیس‌شدنِ شاخ‌وبرگ را کاهش می‌دهد. این مجموعه دلایل ــ پایین‌بودن هزینهٔ سرمایه‌ای، خودتنظیمی هیدرولیکی، و صرفه‌جویی واقعی در آب ــ ضرورت پرداختنِ جدی به آبیاری کوزه‌ای را نشان می‌دهد.
چالش‌ها
باوجود سادگی، آبیاری کوزه‌ای بدون چالش نیست. نخست، «مقیاس‌پذیری»: این روش ماهیتاً موضعی است و برای سطوح بسیار بزرگ، نیازمند شبکه‌سازی (اتصال چند کوزه، یا گذار به لوله‌های سفالی متخلخل) است تا هزینهٔ نگهداشت و نیروی انسانی کنترل شود. دوم، «کیفیت ساخت»: تخلخل، ضخامت دیواره، و یکنواختی سفال بر شار خروجی اثر می‌گذارد؛ کوزه‌های بسیار متخلخل ممکن است آب را سریع‌تر از نیاز آزاد کنند و کوزه‌های کم‌تخلخل، پاسخ‌دهی کند داشته باشند. سوم، «بافت و شیمی خاک»: در خاک‌های بسیار شنی، مرطوب‌سازی عمقی‌تر و شعاعیِ کمتر رخ می‌دهد؛ در خاک‌های سنگین، پخش افقی بهتر است اما خطر اشباع موضعی وجود دارد. همچنین، انباشت نمک در مرز جبههٔ ترشوندگی محتمل است که نیازمند شست‌وشوی دوره‌ای مزرعه است. چهارم، «نگهداشت»: ترک‌خوردگی، ریشه‌دوانی داخل کوزه، رسوب‌گیری دهانه و رشد جلبک در صورت نبود درپوش، از مسائل رایج است. پنجم، «انتخاب محصول»: گیاهان با ریشهٔ سطحیِ پراکنده یا کشت‌های انبوه ردیفی (مثل غلات) برای این روش مناسب نیستند، درحالی‌که سبزیجاتِ ردیف‌پذیر و نهال‌ها عموماً سازگارند.
روش انجام
الف) پایش و هدف‌گذاری. ابتدا خاک (بافت، شوری)، اقلیم (دما، باد، تبخیر) و محصول هدف ارزیابی شود. هدف کنترل (حفظ رطوبتِ مناسب در ناحیهٔ ریشه، کاهش تنش اوج) مشخص گردد.
ب) انتخاب کوزه. معیارهای کلیدی: تخلخل یکنواخت، بدون لعاب، استحکام مکانیکی، حجم متناسب با نیاز آبی گیاه (برای سبزیجات معمولاً چند لیتر و برای نهال‌ها بزرگ‌تر). دیواره‌های بسیار نازک یا بسیار ضخیم هردو مسئله‌سازند.
ج) نصب. کوزه تا گردن در خاک دفن شود؛ حلقهٔ گردن اندکی بیرون باشد تا پرکردن و درپوش‌گذاری آسان شود. فاصلهٔ کوزه‌ها تابع شعاع ترشوندگی و الگوی کشت است (برای ردیفی‌ها، بین دو بوته؛ برای نهال، یک کوزه در یک‌سو یا دو کوزه در دو سوی نهال).
د) بهره‌برداری. دهانه با درپوش نفوذناپذیر پوشانده شود تا تبخیر و ورود حشرات کاهش یابد. بسامد پرکردن تابع اقلیم و اندازهٔ کوزه است (چند روز تا یک هفته). از افزودن کودهای غلیظ به داخل کوزه پرهیز شود؛ تغذیه می‌تواند در خاکِ اطراف یا با غلظت‌های کم و کنترل‌شده انجام گیرد.
ه) نگهداشت. بازرسی دوره‌ای (ترک، ریشه‌دوانی، رسوب)، شست‌وشوی ملایم داخل کوزه در پایان فصل، و در صورت نیاز جمع‌آوری و نگهداری در فصل سرد برای کاهش آسیب یخ‌زدگی.
و) توسعهٔ مقیاس. برای قطعات بزرگ‌تر، اتصال چند کوزه به یک مخزنِ مرتفع کوچک با لولهٔ کم‌فشار، یا استفاده از لوله‌های سفالی متخلخلِ مدفون پیشنهاد می‌شود. این توالیِ ساده، گذار از آزمایشِ کوچک‌مقیاس به بهره‌برداریِ پایدار را تسهیل می‌کند.
تأثیرات اقتصادی
ساخت و تهیهٔ کوزهٔ سفالیِ بی‌لعاب در بسیاری مناطق با کارگاه‌های محلی ممکن است و همین، هزینهٔ سرمایه‌ای را پایین نگه می‌دارد. در مقایسه با سامانه‌های تحت‌فشار (قطره‌ای)، پیچیدگی فنی و نیاز به قطعات جایگزین کمتر است و انرژی پمپاژ—در صورت استفاده از مخزن ثقلی—ناچیز خواهد بود. کاهش تلفات تبخیر و رواناب و تمرکز آب در ناحیهٔ ریشه، مصرف آب را نسبت به روش‌های سطحی به‌طور محسوسی پایین می‌آورد؛ مطالعات دانشگاهی روی سامانه‌های کوزه‌ای و لولهٔ سفالیِ متخلخل، کارایی بالای مصرف آب و الگوهای ترشوندگی سازگار با رشد ریشه را گزارش کرده‌اند.
از سمت درآمد، ثبات رطوبت و کاهش تنش گرمایی به بهبود کیفیت و یکنواختی محصول می‌انجامد و ریسک شکست در موج‌های گرما را کاهش می‌دهد. در مناطق دور از شبکهٔ برق، این روش یک مزیت اقتصادی مضاعف دارد، زیرا بدون مصرف انرژیِ پیوسته می‌تواند پاسخگو باشد. در جمع‌بندی، نسبت منفعت به هزینهٔ آبیاری کوزه‌ای در مقیاس‌های خرد و نیمه‌خرد عموماً مثبت است؛ با این‌حال، برای سطوح بزرگ، هزینهٔ نیروی کارِ شارژ دوره‌ای باید با راهکارهای شبکه‌ای یا گذار به لوله‌های سفالی متخلخل مدیریت شود. این تصویر اقتصادی، زمینه را برای تدوین دستورالعمل‌های ترویجی و حمایت‌های خرد اعتباری فراهم می‌کند.
هیدرولیک و فیزیک خاکِ آبیاری کوزه‌ای
رفتار شار خروجی کوزه تابع اختلاف پتانسیل ماتریک خاک و ستون آب درون کوزه است؛ بنابراین سامانه به خشک و تر شدنِ ناحیهٔ ریشه پاسخ می‌دهد و بدون تجهیزات کنترلی پیچیده، عرضه را با «تقاضای ریشه» همسو می‌کند. الگوی ترشوندگی به بافت خاک وابسته است: در خاک‌های سبک، نفوذ عمقی‌تر و شعاع ترشوندگی کمتر، و در خاک‌های سنگین، پخش افقی گسترده‌تر است. برای مدل‌سازی و طراحی، پژوهش‌های مبتنی بر HYDRUS در سامانه‌های سفالیِ متخلخل (لولهٔ سفالی) نشان داده‌اند می‌توان توزیع رطوبت را با دقت مناسب پیش‌بینی کرد و موقعیت بهینهٔ منابع سفالی را تعیین نمود.
از منظر شوری، چون آب از دیوارهٔ سفالی به‌صورت تدریجی وارد خاک می‌شود، حرکت نمک‌ها به‌سمت مرزِ جبههٔ ترشوندگی رخ می‌دهد؛ با آبیاری شست‌وشوی دوره‌ای (به‌ویژه پیش از کشت بعدی) می‌توان تجمع را مدیریت کرد. کیفیت آب آبیاری بر گرفتگی منافذ داخلی سفال نیز اثر دارد؛ آب‌های بسیار سخت می‌توانند با رسوب کربناتی نفوذپذیری مؤثر را کاهش دهند و نیاز به شست‌وشوی دوره‌ای را افزایش دهند. این چارچوبِ هیدرولیکی، مبنای انتخاب اندازهٔ کوزه، فواصل نصب و راهبرد بهره‌برداری است.
انتخاب محصول و الگوهای کاشت
گیاهانی که از یک منبع رطوبتیِ موضعی بهره می‌برند، کاندیدهای مناسب هستند: سبزیجات بوته‌ای و ردیفی (گوجه‌فرنگی، بادمجان، فلفل)، خیار و کدوها، و نهال درختان میوه در دورهٔ استقرار. برای نهال‌ها، یک یا دو کوزه در اطراف تنه، با شعاع ترشوندگی کافی، کارآمد است؛ پس از استقرار و گسترش ریشه، می‌توان بسامدِ پرکردن یا تعداد کوزه‌ها را کاهش داد. برای کشت‌های انبوه با ریشهٔ سطحیِ گسترده (غلات)، این روش اقتصادی نیست مگر در باغچه‌های کوچک یا در ردیف‌های حاشیه‌ای. در اقلیم‌های بسیار گرم و خشک، ترکیب آبیاری کوزه‌ای با مالچِ آلی، سایه‌دهیِ موضعی و بادشکن‌های سبک، پایداری رطوبت را به‌طرز معناداری افزایش می‌دهد.
در گل‌گلدانی و باغچهٔ شهری، نصب کوزه‌های کوچک در هر گلدان یا هر باکس، با درپوش مناسب، امکان نگهداشت رطوبت چندروزه را فراهم می‌کند و نیاز به حضور روزانه را می‌کاهد.
دستورالعمل‌های ترویجی بر تطبیق اندازه و تخلخل کوزه با نیاز آبیِ گونهٔ گیاهی تأکید دارند؛ کوزهٔ بزرگ برای گیاهِ کم‌نیاز، می‌تواند به اشباع موضعی و تهویهٔ نامناسب خاک منجر شود، و کوزهٔ کوچک برای گیاهِ پرنیاز، پاسخگوی تبخیر–تعرق نیست. این تطبیقِ ساده، کارایی سامانه را به‌خوبی افزایش می‌دهد.
استانداردسازی، ساخت و کنترل کیفیت
برای پایداری اجرایی، استانداردهای سادهٔ محلی پیشنهاد می‌شود: تعیین محدودهٔ تخلخل مؤثر (آزمون نفوذپذیری سادهٔ کوزه با آب تمیز)، یکنواختی ضخامت دیواره، استحکام مکانیکی، و سازگاری شیمیایی با آبِ منطقه. کارگاه‌های سفالگری می‌توانند با قالب‌های تکرارپذیر، اندازه‌های مرسوم (کوچک، متوسط، بزرگ) تولید کنند و با برچسب‌گذاریِ حجم اسمی و دِبیِ تقریبی (در شرایط مرجع) به کاربر در انتخاب کمک نمایند. برای بهره‌برداران، استفاده از درپوش‌های مناسب، حلقهٔ گردن مقاوم و لبهٔ کمی بالاتر از سطح خاک توصیه می‌شود تا آلودگی وارد مخزن نشود و تبخیرِ آزاد کاهش یابد.
در مقیاس بزرگ‌تر، اگر نیاز آبی قطعه از ظرفیت منطقی کوزه‌ها فراتر رود، گذار به «سامانهٔ سفالیِ خطی» (لولهٔ سفالی متخلخل) با همان منطق نفوذ جانبی، منطقی است؛ پژوهش‌های میدانی و شبیه‌سازی‌های عددی، امکان طراحیِ مبتنی بر هدفِ رطوبتی را تأیید کرده‌اند.
بدین‌ترتیب، از «تک‌کوزهٔ باغچه» تا «شبکهٔ سفالی در مزرعه»، زنجیره‌ای پیوسته و قابل استانداردسازی شکل می‌گیرد.
پایش، نگهداشت و ایمنی بهره‌برداری
پایشِ ساده اما منظم، کلید دوام سامانه است: بازبینی ترک‌های ریز، بررسی ریشه‌دوانی احتمالی به داخل مخزن، رسوب‌گیری دهانه، و تمیزکاری ملایم در پایان فصل. برای کاهش رشد جلبک، درپوش مات و جلوگیری از ورود نور مستقیم ضروری است. در مناطق سرد، خارج‌کردن یا تخلیهٔ کامل کوزه‌ها پیش از یخ‌زدگی توصیه می‌شود تا ترک ساختاری ایجاد نشود. کیفیت آبِ ورودی باید مناسب باشد؛ در صورت سختی زیاد، رسوب‌زدایی دوره‌ای با آب نرم‌تر یا اسیدِ بسیار رقیق (مطابق دستورالعمل ترویجی) می‌تواند نفوذپذیری مؤثر را حفظ کند.
برای سنجش کارایی، دو شاخص کاربردی هستند: (الف) بسامد پرکردن—هرچه فاصلهٔ بین دو شارژ پایدارتر و طولانی‌تر باشد، تطبیق خوبی بین اندازهٔ کوزه و نیاز گیاه برقرار است؛ (ب) رطوبت خاک—اندازه‌گیری سادهٔ رطوبت (حسگر ارزان یا روش‌های دستی) در شعاع ترشوندگی، به اصلاح فاصله‌ها و اندازه‌ها کمک می‌کند. با اجرای این روتینِ نگهداشت، سامانهٔ کوزه‌ای می‌تواند چند فصل زراعی کارآیی خود را حفظ کند و نیاز به تعمیرات ناگهانی کاهش می‌یابد.
نقشهٔ راه پیاده‌سازی و جمع‌بندی
برای گذار از ایده به اجرا، یک نقشهٔ راه پنج‌گانه پیشنهاد می‌شود:
آغاز کوچک و داده‌محور: یک قطعهٔ آزمایشی با دو–سه گونهٔ گیاهی انتخاب و اندازه‌های مختلف کوزه آزمون شود؛ بسامد پرکردن و شاخص‌های رشد ثبت گردد.
استانداردسازی محلی: با همکاری کارگاه‌های سفالگری، اندازه‌ها و محدودهٔ تخلخل متعارف تعیین و برچسب‌گذاری شود؛ دستورالعمل نصب و نگهداشت ساده تدوین گردد.
تلفیق با اقدامات مکمل: مالچ آلی، بادشکن سبک، جمع‌آوری آب باران و سایه‌دهیِ موضعی برای افزایش کارایی ترکیب شود.
توسعهٔ مقیاس: در صورت نیاز، چند کوزه به مخزن ثقلی کوچک متصل یا به سامانهٔ لولهٔ سفالیِ متخلخل ارتقا یابد؛ طراحی بر پایهٔ شبیه‌سازی/محاسبات سادهٔ ترشوندگی انجام شود.
ترویج و پشتیبانی: بستهٔ آموزشی کوتاه برای کشاورزان خرد، همراه با خطوط اعتباریِ خرد برای خرید کوزه و ابزار نصب تهیه شود؛ مزرعهٔ نمایشی برای انتقال تجربه ایجاد گردد.
جمع‌بندی آن‌که آبیاری کوزه‌ای، به‌واسطهٔ خودتنظیمی هیدرولیکی، هزینهٔ پایین، و تمرکز آب در ناحیهٔ ریشه، یکی از مؤثرترین گزینه‌ها برای ارتقای بهره‌وری آب در مقیاس خرد و نیمه‌خرد است. چالش‌های مقیاس‌پذیری و نگهداشت با استانداردسازی و طراحی شبکه‌ای قابل مدیریت است. ادبیات علمی و ترویجی موجود پشتوانهٔ فنی کافی برای اجرای مطمئن فراهم کرده است. آغاز با قطعهٔ کوچک، ارزیابی داده‌محور، و توسعهٔ تدریجی—مسیر عملی و کم‌ریسکِ استقرار این فناوری است.
---
منابعی برای مطالعه بیشتر
[1] Bainbridge, D.A. (2001). Buried clay pot irrigation: A little-known but very efficient traditional method of irrigation. Agricultural Water Management, 48(2), 79–88. اطلاعات بیشتر:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378377400001190
[2] Abu-Zreig, M.M., et al. (2006). The auto-regulative capability of pitcher irrigation system. Agricultural Water Management, 84(3), 272–276. اطلاعات بیشتر:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378377406001338
[3] Alemi, M.H., et al. (1981). Distribution of water and salt in soil under trickle and pot irrigation. Agricultural Water Management, 3(2), 195–203. اطلاعات بیشتر:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0378377481900032
[4] Arizona Cooperative Extension. (2021). Irrigating with Ollas (AZ1911).اطلاعات بیشتر: https://extension.arizona.edu/sites/default/files/2024-08/az1911-2021.pdf
[5] FAO – Family Farming. (2021). Pitcher irrigation.اطلاعات بیشتر:https://www.fao.org/family-farming/detail/en/c/1401660/
[6] Mahler, E., et al. (2024). Innovations in Clay-Based Irrigation Technologies—A Systematic Review. Sustainability, 16(16), 7029. اطلاعات بیشتر: https://www.mdpi.com/2071-1050/16/16/7029
[7] Siyal, A.A., van Genuchten, M.Th., Skaggs, T.H. (2009). Measured and simulated soil wetting patterns during subsurface porous clay pipe irrigation. USDA-ARS (HYDRUS study). اطلاعات بیشتر: https://www.ars.usda.gov/arsuserfiles/20360500/pdf_pubs/P2266.pdf
[8] Siyal, A.A., van Genuchten, M.Th., Skaggs, T.H. (2009). Performance of Pitcher Irrigation System.اطلاعات بیشتر: https://www.pc-progress.com/Documents/RVGenugten/400_2009_Siyal_Pitcher_irrigation_SS.pdf
[9] Riley County (K-State) Extension.Olla (Pitcher) Irrigation – Guidance Sheet.اطلاعات بیشتر: https://www.riley.k-state.edu/docs/lawnandgardenandother/olla.pdf
[10] Savva, A.P. & Frenken, K. (2002). Irrigation Manual. FAO. (اشاره به کاربرد کوزه‌های مدفون در ایران). اطلاعات بیشتر: https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/8de388c3-69f3-4c6e-b46d-240a5486e93f/content
[11] Khan, M.S., et al. (2022). Optimizing soil moisture in subsurface irrigation system based on porous clay capsule technique.
[12] Alemi, M.H., et al. (1981). Distribution of water and salt... (همان منبع [3] برای بحث شوری و الگوی ترشوندگی). اطلاعات بیشتر:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0378377481900032
[13] Ansari, H., et al. (2015). Pitcher irrigation in urban landscape species (case study). International Journal of Farming and Allied Sciences. اطلاعات بیشتر: https://ijfas.com/wp-content/uploads/2015/12/610-620.pdf
[14] Bainbridge, D.A. (2001). (مرور تاریخی و توصیفی تکمیلی بر کارایی). اطلاعات بیشتر: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2001AgWM...48...79B/abstract
[15] Siyal, A.A., van Genuchten, M.Th., Skaggs, T.H. (2009). (HYDRUS و الگوهای ترشوندگی در سامانهٔ سفالی خطی). اطلاعات بیشتر: https://www.ars.usda.gov/arsuserfiles/20360500/pdf_pubs/P2266.pdf
[16] Hatungimana, J.C., et al. (2022). Water saving and water productivity under buried clay pot irrigation vs. drip. African Journal of Food, Agriculture, Nutrition and Development, 22(3). اطلاعات بیشتر: https://ajfand.net/Volume23/No3/Hatungimana23155.pdf
انتهای پیام/
