تبخير و تعرق به عنوان يکي از مؤلفه های مؤثر در چرخه هيدرولوژي، نقش قابل ملاحظه ای در اقليم منطقه ای و جهاني دارد. ترکیب دو فرآیند جداگانه که آب به وسیله آن از سطح خاک به صورت تبخیر و از گیاه به صورت تعرق تلف شده، تبخیر – تعرق نامیده می شود. تبخیر – تعرق به طور همزمان صورت گرفته و روش ساده ای برای تفکیک این دو فرآیند وجود ندارد. علاوه بر آب در دسترس، تبخیر از سطح کشت، به طور عمده، تابع بخش (کسر) تابع ورودی به خاک است. با افزایش رشد و سایه اندازی پوشش گیاهی مقدار تابش کاهش می یابد. در آغاز رشد گیاه، آب به طور عمده به صورت تبخیر از خاک تلف می شود. از این رو با کامل شدن پوشش گیاهی تعرق جزء اصلی فرآیند اتلاف آب است. رابطه اجزای تبخیر – تعرق و نمایه سطح برگ (Leaf Area Index ( LAI )) در شکل زیر نشان داده شده است. همچنین در هنگام کشت، جزء تبخیر نزدیک به 100 درصد فرآیند تبخیر – تعرق را تشکیل می دهد. از همین رو، با رشد گیاه و کامل شدن پوشش گیاهی، تعرق بیشتر از 90 درصد آن می باشد. در این مقاله به ضریب گیاهی که یکی از عوامل به منظور محاسبه تبخیر و تعرق است.
در تمام روش هایی که توسط آن ها تبخیر – تعرق گیاه مرجع (ETo) یا تبخیر تعرق پتانسیل (ETp) محاسبه می شود برای آن که بتوان نتایج حاصله را به سطوح پوشش گیاهی مورد نظر تعمیم داد لازم است مقادیر بدست آمده را در ضریب گیاهی Kc ضرب نمود. همین طور که در رابطه زیر مشاهده می کنید. که در آن ETc تبخیر – تعرق گیاه بر حسب میلی متر بر روز است. ضریب گیاهی بستگی به عواملی مانند نوع گیاه، مرحله رشد و شرایط آب و هوایی محل دارد.
ضریب گیاهی یک مقدار ثابت نبوده و مقدار آن در طول دوره رویش گیاه تغییر می کند. برای تعیین ضریب گیاهی و استفاده از آن جهت تبدیل ETo به تبخیر – تعرق گیاه مورد نظر بر اساس روش پیشنهادی FAO برای دوره رویش گیاه منحنی تغییرات ضریب گیاهی رسم می شود تا در هر مرحله از رشد ضریبی متناسب با همان مرحله اعمال شود. در این روش فرض شده است که ضریب گیاهی ابتدای رشد گیاه تا مرحله برداشت متغیر است. هر چند این تغییرات خطی نیست ولی کل دوره رویش به چهاد بخش تقسیم شده است که در هر قسمت تغییرات ضریب گیاهی به صورت یک خط مشخص می شود. بنابراین اولین قدم این است که دوره رشد گیاه را به چهار بخش تقسیم کنیم. اساس این تقسیم بندی یه شرح زیر است:
- مرحله ابتدایی رشد: یعنی از زمان کاشت تا هنگامی که گیاه 10 درصد سطح زمین را بپوشاند.
- مرحله رشد و توسعه گیاه: از انتهای مرحله ابتدایی تا زمانی که گیاه به حداکثر رشد رسیده و حدود 70 تا 80 درصد سطح زمین را در بر بگیرد.
- مرحله میانی: از انتهای مرحله توسعه تا زمانی که گیاه در حال کامل شدن می باشد.
- مرحله نهایی: از انتهای مرحله میانی تا مرحله برداشت محصول.
مراحل مختلف رشد در هر منطقه بسته به شرایط آب و هوایی متفاوت است و اگر اصلاع دقیقی از آن در دست نباشد می بایست با مروجین و زارعین منطقه مذاکره و اطلاعات لازم کسب گردد. پس از آن که دوره رشد گیاه به چهار مرحله تقسیم شد برای رسم منحنی ضریب گیاهی قدم بعدی آن است که ضریب گیاهی را برای مرحله اول رشد (Kc-ini)، دوره میانی رشد (Kc-mid) و نقطه آخر مرحله چهارم (Kc-end) از جدولی بدست می آید که در اینترنت آن را خواهید یافت. حال با داشتن ضریب گیاهی در مرحله ابتدایی، مرحله سوم و انتهای مرحله چهارم قادر خواهیم بود منحنی Kc را برای کل دوره رشد به صورت زیر رسم کنید.
طریقه رسم منحنی ضریب گیاهی
ابتدا دو محور متعامد در نظر گرفته می شود که محور افقی را برای زمان (طول دوره رشد) و محور عمودی را برای Kc مدرج می کنیم. در محور افقی طول دوره های چهارگانه رشد را مشخص کرده و از نقاط ابتدا و انتهای هر دوره (A’,B’,…) خطوط عمودی بر محور افقی اخراج می کنیم. به عنوان مثال در شکل بالا از شروع کاشت دوره های چهارگانه مشخص شده است. از محور عمودی یک خط افقی را از نقطه ای که ارتفاع آن برابر Kc-ini یعنی ضریب گیاهی در مرحله ابتدایی رشد باشد رسم می کنیم تا خطوط عمودی مربوط به ابتدا و انتهای دوره ابتدایی رشد قطع کند. این خط (AB) قسمتی از منحنی ضریب گیاهی خواهد بود که نشان می دهد در طول دوره اولیه رشد ضریب گیاهی ثابت و مقدار آن برابر Kc-ini می باشد.
سپس به همین طریق بالا، از روی محور y ها (محور عمودی) و از نقطه ای که برابر Kc-mid در مرحله سوم رشد باشد خط افقی رسم می کنیم تا خطوط عمودی مربوط به ابتدا و انتهای مرحله سوم را قطع کند. بدین ترتیب یک قطعه خط افقی دیگر (CD) که قسمتی از منحنی ضریب گیاهی در محله سوم رشد نیز ثابت در نظر گرفته می شود. حال انتهای قطعه خط افقی اول را به ابتدای قطعه خط افقی دوم وصل می کنیم تا قسمت دیگری از منحنی که در واقع تغییرات ضریب گیاهی در مرحله دوم رشد است بدست آید (BC).
حال روی محور عمودی مقدار ضریب گیاهی در مرحله چهارم (Kc-end) را مشخص کرده و از آن یک خط افقی رسم می کنیم تا خط عمودی مربوط به انتهای مرحله چهارم را در نقطه ای قطع کند (E). سپس این نقطه ره به انتهای قطعه خط افقی دوم یا قطعه خط مربوط به ضریب گیاهی در مرحله آخر رشد است (DE) بدست می آید. بدین ترتیب منحنی تغییرات ضریب گیاهی که مشتمل بر چهار قطعه خط است بدست می آید.
تجارب نشان داده است که این چهار قطعه خط با منحنی واقعی ضریب گیاهی بسیار مطابقت دارند. با داشتن این منحنی که محور افقی آن روزهای دوره رشد است به ازای هر روز می تون ضریب گیاهی (Kc) را بدست آورده و در ETo مربوط به آن روز ضرب کرد تا در نهایت نیاز آبی یا تبخیر – تعرق گیاه مورد نظر (ETcrop) بدست آید. البته آن چه بدست می آید تبخیر و تعرق گیاه در شرایط استاندارد است ولی به هر حال هیچ زارعی معمولا در وضعیت استاندارد زراعت نمی کند. برای در نظر گرفتن این موضوع ضریب دیگری (Ks) نیز در ETcrop ضرب می شود تا تبخیر – تعرق در شرایط غیر استاندارد بدست آید.
برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص تبخیر – تعرق گیاه در شرایط واقعی و غیر استاندارد به نشریه شماره 56 آبیاری و زهکشی فائو مراجعه کنید.
