Sulama

Sulama, mahsullerin, peyzaj bitkilerinin ve çimenlerin büyümesine yardımcı olmak için toprağa kontrollü olarak su verilmesidir. Sulama, 5.000 yılı aşkın bir süredir tarımın ana özelliklerinden biri olmuştur ve dünya çapında birçok kültür tarafından geliştirilmiştir. Sulama, kuru alanlarda ve ortalamanın altında yağış alınan zamanlarda mahsullerin yetiştirilmesine, peyzajın korunmasına ve bozulmuş toprakların yeniden yeşillendirilmesine yardımcı olur. Bu kullanımlara ek olarak sulama, mahsulleri dondan korumak, tahıl tarlalarında yabani ot büyümesini engellemek ve toprak konsolidasyonunu önlemek için de kullanılır. Ayrıca hayvanları serinletmek, tozu azaltmak, kanalizasyon suyunu bertaraf etmek ve madencilik faaliyetlerini desteklemek için de kullanılır. Yüzey ve yüzey altı sularının belirli bir yerden uzaklaştırılmasını sağlayan drenaj ise genellikle sulama ile birlikte incelenir.

Bitkilere suyun nasıl verildiğine göre farklılık gösteren çeşitli sulama yöntemleri vardır. Yerçekimli sulama olarak da bilinen yüzey sulama, en eski sulama şeklidir ve binlerce yıldır kullanılmaktadır. Fıskiyeli sulamada su, tarla içinde bir veya daha fazla merkezi noktaya borularla iletilir ve yüksek basınçlı fıskiyelerle dağıtılır. Mikro sulama, suyu düşük basınç altında borulu bir ağ üzerinden dağıtan ve her bitkiye küçük miktarda su deşarj eden bir sistemdir. Mikro sulama, fıskiyeli sulamaya göre daha az basınç ve su akışı kullanır. Damla sulama, suyu doğrudan bitkilerin kök bölgesine iletir. Toprak altı sulama, uzun yıllardır yüksek su tablalarına sahip bölgelerde tarla bitkilerinde kullanılmaktadır. Bitkilerin kök bölgesinin altındaki toprağı nemlendirmek için su tablasının yapay olarak yükseltilmesini içerir.

Sulama suyu yeraltı suyundan (kaynaklardan veya kuyulardan çıkarılan), yüzey suyundan (nehirlerden, göllerden veya rezervuarlardan çekilen) veya arıtılmış atık su, tuzdan arındırılmış su, drenaj suyu veya sis toplama gibi geleneksel olmayan kaynaklardan gelebilir. Sulama, yağmurla beslenen tarım olarak dünyanın birçok yerinde yaygın olan yağışa ek olabilir veya mahsullerin nadiren yağıştan herhangi bir katkıya dayandığı tam sulama olabilir. Tam sulama daha az yaygındır ve yalnızca çok düşük yağış alan kurak arazilerde veya yağmurlu mevsimlerin dışında yarı kurak alanlarda mahsul yetiştirildiğinde görülür.

Sulamanın çevresel etkileri, sulamanın bir sonucu olarak toprak ve suyun miktar ve kalitesinde meydana gelen değişikliklerle ve nehir havzalarında ve bir sulama projesinin mansabında doğal ve sosyal koşullar üzerindeki müteakip etkilerle ilgilidir. Bu etkiler, sulama planının kurulması ve işletilmesinden kaynaklanan hidrolojik koşulların değişmesinden kaynaklanmaktadır. Bu sorunlardan bazıları aşırı su çekimi yoluyla yeraltı akiferlerinin tükenmesidir. Toprak, kötü dağıtım homojenliği veya yönetim nedeniyle aşırı sulanabilir, su ve kimyasal israfına ve su kirliliğine yol açabilir. Aşırı sulama, yükselen su tablalarından derin drenaja neden olabilir ve bu da bir tür yüzey altı arazi drenajı ile su tablası kontrolü gerektiren sulama tuzluluğu sorunlarına yol açabilir.

Arkeolojik araştırmalar, yağmura dayalı tarımda mahsulleri desteklemek için yeterli doğal yağış bulunmayan alanlarda sulama yapıldığına dair kanıtlar buldu. Teknolojinin bilinen en eski kullanımı, bugünkü İran'ın güneybatısındaki Huzistan'da MÖ altıncı bin yıla kadar uzanır.^[1][2]

Sulama İndus Vadisi Uygarlığı'nin alüvyal ovalarında suyun manipülasyon aracı olarak kullanılmıştı, uygulamasının MÖ 4500 civarında başlamış olduğu ve tarımsal yerleşimlerinin büyüklüğünü ve verimini büyük ölçüde arttırdığı tahmin edilmektedir.^[3] İndus Vadisi Uygarlığı, MÖ 3000 tarihine uzanan Girnar 'daki yapay rezervuarlar ve MÖ 2600'den kalan kanal sulama sistemi dahil olmak üzere karmaşık sulama ve su depolama sistemleri geliştirdi . Sulama amacıyla kullanılan geniş bir kanal ağıyla büyük ölçekli tarım uygulandı.^[3][4]

Mezopotamya ovasında çiftçiler M.Ö en az üçüncü binyıldan beri sulama kullandılar.^[5] Çok yıllık sulama geliştirdiler, tarlada oluşturdukları küçük kanallar matrisi ile büyüme mevsimi boyunca bitkileri düzenli olarak suladılar.^[6] Eski Mısırlılar, Nil'in taşmasınını kullanarak, bentlerle çevrili toprak alanlarını su altında bırakmak için “havza sulama” uyguladılar. Mühendisler su fazlasını akarsuya geri yönlendirene kadar, sel suyu, bereketli tortu çökene kadar kalırdı.^[7] Firavun III. Amenemhat'ün, on ikinci hanedanlık'ta, (yaklaşık MÖ 1800) Feyyum Vahası'nın doğal gölünü kurak mevsimlerde kullanılmak üzere fazla su depolamak için bir rezervuar olarak kullandığına ilişkin kanıtlar mevcut. Göl, her yıl Nil'in taşması ile genişlerdi.^[8]

Eski Nübyeliler, sakia denilen su çarkı benzeri bir alet kullanarak bir sulama şekli geliştirdiler. Sulama, Nübye'de MÖ üçüncü ve ikinci bin yıllar arasında bir tarihte başlamıştır.^[9] Şimdi Sudan'ın olduğu yerde Nil Nehri ve diğer nehirlerden akacak sel sularına bağlıydı.^[10]

Sahra altı Afrika'da sulama, MÖ birinci veya ikinci bin yıllarına kadar Nijer Bölgesi bölgesi kültürlerine ve medeniyetlerine ulaştı ve yağışlı sezon taşkınları ve su hasadına dayanıyordu.^[11][12]

Kolomb öncesi Amerika'da, Suriye, Hindistan ve Çin'in erken dönemlerinde, “teras sulama” ile ilgili kanıtlar ortaya çıkmaktadır.^[7] Peru'daki And Dağları'nın Zana Vadisi'nde, arkeologlar, radyoakbon ölçümüne göre MÖ 4. bin yılına, MÖ 3. bin yılına ve MS 9. yüzyılına ait üç sulama kanalı kalıntısı tespit etmişlerdir. Bu kanallar Yeni Dünya 'da sulamaya dair ilk kaydı teşkil eder. Dördüncü binyıl kanalının altında MÖ 5. binyıl'dan kalma olasılığı olan bir kanalın izleri bulundu.^[13]

Eski Persler (şimdiki İran), doğal yağışın yetersiz olduğu bölgelerde arpa büyütmek için MÖ 6. binyıl öncesine kadar sulama kullandı.^[14] Antik İran'da MÖ 800'lerde geliştirilen Kehrizler, günümüzde hala kullanılan en eski sulama yöntemleri arasındadır. Günümüzde Asya, Orta Doğu ve Kuzey Afrika'da da bulunurlar. Sistem, yer altı suyuna erişim sağlamak üzere uçurumların ve dik tepelerin kenarlarına kazılan nazikçe eğimli tüneller ve dikey kuyulardan oluşan bir ağı içermektedir.^[15] Çemberin etrafı kilden yapılmış çanaklarla çevrili suyun akışından gücünü alan (ya da su kaynağının durgun olduğu yerden hayvanlar vasıtasıyla) bir çeşit su çarkı olan Noria ilk kez Kuzey Afrika'daki Roma yerleşimcileri arasında bu zamanlarda kullanılmaya başlanmıştır. MÖ 150 yılına kadar kadar çanaklar, suya girerken daha kolay bir dolum sağlamak için valflerle donatılmıştı.^[16]

Yaklaşık MÖ 300 yıllarında Kral Pandukabhaya dönemine dayanan ve takip eden bin yıl boyunca sürekli gelişmiş olan en eski Sri Lanka sulama sistemi, antik dünyanın en karmaşık sulama sistemlerinden biriydi. Yeraltı kanallarına ek olarak, Sinhalalar, su depolamak için tamamen yapay rezervuarlar yapan ilk insanlardır. ^{[kaynak belirtilmeli]} Bu rezervuarlar ve kanal sistemleri daha çok yetiştirmek için çok su gereken Çeltik tarlalarını sulamak için kullanılırdı. Bu sulama sistemlerinin çoğu, ileri ve hassas mühendislik nedeniyle Anuradhapura ve Polonnaruwa 'da bugüne kadar hala zarar görmemiş durumda varlığını korumaktadır. Kral Parakrama Bahu döneminde (MS 1153-1186), sistem kapsamlı bir şekilde restore edilmiş ve genişletilmiştir.^[17]

Çin'in bilinen en eski hidrolik mühendisleri, her ikisi de büyük sulama projeleri üzerinde çalışmış olan İlkbahar ve Sonbahar Dönemindeki Sunshu Ao (MÖ 6'ncı yüzyıl) ve Savaşan Devletlerin dönemindeki Ximen Bao'ydu (MÖ 5'inci yüzyıl). Eski Çin'in Qin eyaletine ait Siçuan bölgesinde, geniş bir tarım alanını sulamak için MÖ 256 yılında inşa edilen, Çinli hidrolojist ve sulama mühendisi Li Bingin'in tasarladığı Dujiangyan Sulama Sistemi bugün hala işler durumdadır.^[18] MS 2. yüzyıla gelindiğinde Han Hanedanlığı döneminde Çin, suyu daha düşük bir seviyeden daha yüksek bir seviyeye yükselten su çarkı kullandı.^[19] Bunlar manuel ayak pedalı, hidrolik su çarkları veya öküzler tarafından çekilen dönen mekanik tekerlekler gücüyle hareket ediyordu.^[20] Bu su, kentsel yerleşim bölgeleri ve saray bahçeleri gibi bayındırlık hizmetleri için ama daha çok tarım arazisi kanalları ve tarlalar için kullanılmıştır.^[21]

Joseon Hanedanlığı'nın Koreli bir mühendisi olan Jang Yeong-sil, Kral Sejong'un aktif yönetiminde, 1441'de dünyanın ilk yağmur ölçeri olan uryanggye'yi (Korece:우량계) icat etti. Tarımsal uygulamalar için yağmuru ölçmek ve toplamak için ülke çapında bir sistemin bir parçası olarak sulama tanklarına kuruldu. Bu araçla, planlamacılar ve çiftçiler ankette ^[hangileri?] toplanan bilgileri daha iyi kullanabiliyorlardı.^[22]

ABD'nin şu anki alanında bilinen en eski tarımsal sulama kanalı sistemi MÖ 1200 ve MÖ 800 yıllarına dayanmaktadır ve 2009 yılında Arizona, Marana'da keşfedilmiştir.^[23] Sulama kanalı sistemi Hohokam kültürünün iki bin yıl öncesine ve tanımlanamayan bir kültüre aittir. Kuzey Amerika'da Hohokam, ekinlerini sulamak için sulama kanalları kullanan bilinen tek kültürdü ve sulama sistemleri, MS 1300 yılına kadar Güneybatı'da en geniş popülasyona su sağladı. Hohokam çeşitli tarım arayışlarında bentler ile birleştirilmiş basit kanallardan oluşan bir karışım oluşturdu. 7. ve 14. yüzyıllar arasında, eski Yakın Doğu, Mısır ve Çin'de kullanılanların karmaşıklığına rakip olan aşağı Salt ve orta Gila Nehirleri boyunca geniş sulama ağları inşa ve muhafaza ettiler. Bunlar, ileri mühendislik teknolojilerinin yararı olmadan nispeten basit kazı araçları kullanılarak inşa edildi ve erozyon ve siltasyonu dengeleyecek şekilde mil başına birkaç ayak eğim elde edildi. Hohokam, yabani bitki çeşitlerini toplamanın yanı sıra, pamuk, tütün, mısır, fasulye ve kabak çeşitlerini de yetiştirmiştir. Hohokam Kronolojisinin sonlarında, temel olarak gıda ve lif olarak agave yetiştirmek için yaygın kuru tarım sistemlerini kullandılar. Zorlu çöl şartlarında ve kurak iklimde hayati önem taşıyan ve kanal sulamaya dayanan tarımsal stratejilere güvenmeleri, kırsal nüfusun istikrarlı kent merkezlerinde toplanmasının temelini oluşturmuştur.^[24]

2000 yılında toplam verimli arazi dünya çapında 2.788.000 km²'dir (689 milyon dönüm) ve sulama altyapısı ile donatılmıştır. Bu alanın yaklaşık % 68'i Asya'da, % 17'si Amerika'da, % 9'u Avrupa'da, % 5'i Afrika'da ve % 1'i Okyanusya'dadır. Yüksek sulama yoğunluğuna sahip en geniş bitişik alanlar şunlardır:

* Kuzey Hindistan ve Pakistan'da Ganj ve İndus nehirleri boyunca

* Çin'deki He, Huang He ve Yangtze havzalarında

* Mısır ve Sudan'da Nil nehri boyunca

* Mississippi-Missouri nehri havzasında, Büyük Güney Ovalarında ve Kaliforniya'nın bazı bölgelerinde

Daha küçük sulama alanları, dünyanın hemen hemen tüm nüfus youğunluğu olan bölgelerine yayılmıştır.^[25]

2012 yılına kadar, sulanan arazinin tahmini alanı, neredeyse Hindistan'ın büyüklüğü olan toplam 3.242.917 km²'ye (801 milyon dönüm) yükselmiştir.^[26]

• Gıda üretiminde artış: Ürün veriminde artış, gıda üretiminde artışa neden olur, böylece toplumun yanı sıra insanları da geliştirir
• Kuraklığa karşı koruma: Herhangi bir bölgede uygun sulama tesislerinin sağlanması, mahsullerin kıtlık ve kuraklıktan zarar görmesine karşı koruma sağlar.
• Gelir üretimi: Düzenli su temini sağlandığında, çiftçiler düşük kalitede veya düşük fiyatlı ürünler yerine üstün nitelikli veya yüksek fiyatlı ürünler yetiştirebilirler. Sonuç olarak, gelir elde edilir.
• Karışık Ekim: Aynı alanda iki ya da daha fazla ürünü birlikte yetiştirmek anlamına gelir. Bu uygulama, hava koşulları bir mahsul için elverişli değilse diğer mahsuller için uygun olabileceği şekilde takip edilir. Ancak yeterli su temini sağlanırsa, karma ekin ihtiyacı ortadan kalkar.^[27]

Birkaç sulama yöntemi vardır. Suyun bitkilere nasıl tedarik edildiğine göre değişir. Amaç, suyu bitkilere mümkün olduğunca eşit şekilde uygulamaktır, böylece her bir bitki ne çok fazla ne de çok az olacak şekilde ihtiyaç duyduğu su miktarını elde eder.

Yüzeysel sulama en eski sulama şeklidir ve binlerce yıldır kullanılmaktadır. Yüzey sulama sistemlerinde su, ıslatmak ve toprağa sızmak için tarım alanlarının yüzeyinde hareket eder. Yüzey sulama karık, sınır şeridi veya havza sulama olarak alt gruplara ayrılabilir. Sıklıkla taşma sulama veya salma sulama olarak adlandırılır çünkü işlenen araziyi tamamen su kaplaması veya buna yakın bir durumla sonuçlanabilir. Tarihsel olarak, bu tarımsal alanların sulanmasında en yaygın yöntem olmuştur ve halen dünyanın birçok yerinde kullanılmaktadır.

Sulama kaynağından gelen su seviyelerinin izin verdiği yerlerde, seviyeler genellikle toprakla hendekler vasıtasıyla kontrol edilir. Bu, yöntemin her bir ayrı alanda taşırma sulama uygulamak veya su seviyesini kontrol etmek için kullanıldığı teraslanmış pirinç tarlalarında görülür. Bazı durumlarda su, insan veya hayvan gücü ile toprağın seviyesine pompalanır veya yükseltilir. Yüzey sulamanın su uygulama etkinliği tipik olarak diğer sulama şekillerinden daha düşüktür.

Yüzeysel sulama, bazı alanlarda, örneğin Phoenix, Arizona ve çevresindeki arazileri sulamak için bile kullanılır. Sulanan alan bir banket ile çevrilidir ve su yerel bir sulama bölgesi tarafından belirlenen bir programa göre verilir.^[28]

Mikro sulama, bazen lokalize sulama, düşük hacimli sulama veya damlama sulama, suyun düşük basınçta önceden belirlenmiş bir düzende olan borulardan oluşmuş bir ağ ile dağıtıldığı sistemdir ve her bitkinin kendisine veya hemen yanına küçük miktarlarla uygulanır. Ayrı ayrı damlatıcılar kullanan geleneksel damlama sulama, yeraltı damlama sulama (SDI), mikro sprey veya mikro yağmurlama sulama ve mini fıskiye sulamanın hepsi bu sulama yöntemleri kategorisine dahildir.^[29]

Damlama sulama olarak da bilinen damla sulama (veya mikro sulama), adından da anlaşıldığı gibi işlev görür. Bu sistemde su tam köklerin bulunduğu yere düşer. Su bitkilerin kök bölgesine veya yakınlarına damla damla verilir. Bu yöntem en fazla su verimliliğinin olduğu sulama yöntemi olabilir ve eğer uygun şekilde yönetilirse buharlaşma ve kaçan su miktarı en aza indirilir. Doğru şekilde yönetildiğinde sulama alanı su verimliliği, tipik olarak yüzde 80 ila 90 arasındadır.

Modern tarımda, damla sulama buharlaşmayı daha da azaltacak şekilde sıklıkla plastik malç ile birleştirilir ve aynı zamanda gübre verme aracıdır. İşlem fertigasyon olarak bilinir.

Bir damla sistemi çok uzun süre çalıştırılırsa veya dağıtım miktarı çok yüksekse, suyun kök bölgesinin altına indiği derin süzülme gerçekleşebilir. Damla sulama yöntemleri, çok ileri teknolojili ve bilgisayarlı olanlardan düşük teknolojili ve emek yoğun olanlara kadar değişmektedir. Düşük enerjili merkezi pivot sistemleri ve yüzey sulama sistemleri hariç, genellikle diğer çoğu sistem için olduğundan daha düşük su basınçlarına ihtiyaç duyulur. Sistem, bir tarla boyunca tekbiçimli veya bitki türlerinin karışımını içeren bir arazideki ayrı bitkilere hassas su dağıtımı yapabilecek şekilde tasarlanabilir. Dik yokuşlardaki basıncı ayarlamak zor olsa da, basınç dengeleyici damlatıcılar mevcuttur, bu nedenle alanın düz olması gerekmez. İleri teknoloji çözümler, bilgisayarlı vana grubundan uzanan boru hatları boyunca yer alan hassas kalibre edilmiş damlatıcıları içerir.

Yağmurlama veya tepeden sulamada, su, alandaki bir veya daha fazla merkezi bölgeye borularla taşınır ve üstten yüksek basınçlı fıskiye veya tabancalarla dağıtılır. Kalıcı olarak monte edilmiş yükselticilerin üzerine monte edilmiş fıskiye, sprey veya tabancaları kullanan bir sisteme genellikle kalıcı sulama sistemi denir. Dönen daha yüksek basınçlı yağmurlamalara rotor denir ve bir bilye, dişli ya da darbe mekanizması vasıtasıyla tahrik edilir. Rotorlar tam veya kısmi bir dairede dönecek şekilde tasarlanabilir. Tabancalar, genel olarak 275 ila 900 kPa'lık çok yüksek basınçlarda ve 3 ila 76 L/sn'lik debilerde, genellikle 10 ila 50 mm aralığında meme çaplarına sahip olmaları farkları dışında rotorlar gibidir. Tabancalar sadece sulama için değil, aynı zamanda toz bastırma ve ağaç kesme gibi endüstriyel uygulamalar için de kullanılır.

Fıskiyeler ayrıca bir hortum ile su kaynağına bağlı hareketli platformlara da monte edilebilir. Otomatik hareket eden Gezici yağmurlama sistemi olarak bilinen tekerlekli ve hareketli sistemler, küçük çiftlikler, spor alanları, parklar, meralar ve gözetimsiz mezarlıklar gibi alanları sulayabilir. Bunların çoğu, çelik bir tambur üzerine sarılmış uzun bir polietilen boru kullanır. Tambur, sulama suyu veya küçük bir benzinli motor vasıtasıyla hareket eder. Hortum tamburun üzerine sarıldıkça, fıskiye alan boyunca çekilir. Fıskiye tambura geri döndüğünde, sistem kapanır. Bu tür bir sistem çoğunlukla bir "su makaralı" gezici sulama fıskiyesi olarak bilinir ve toz bastırma, sulama ve atık suların toprak uygulaması için yaygın olarak kullanılır.

Diğer sistemler, yağmurlama platformu bir kablo ile çekilirken arkadan sürüklenerek gelen yassı bir lastik hortum kullanır.

Merkezi pivot sulama, uzunluğu boyunca konumlandırılmış fıskiyeleri olan, tekerlekli kulelere monte edilen, makaslarla desteklenmiş birleştirilen boru parçalarını (genellikle galvanize çelik ya da alüminyum) kullanan bir fıskiye sulama şeklidir.^[30] Sistem dairesel bir şekilde hareket eder ve dairenin ortasındaki dönme noktasından gelen su ile beslenir. Bu sistemler dünyanın her yerinde bulunur ve kullanılır ve her türlü arazinin sulanmasına izin verir. Yeni sistemler resimde gösterildiği gibi damla yağmurlama başlıklarına sahiptir.

2017'den itibaren, çoğu merkezi pivot sistemlerinde, borunun tepesine takılı U-biçimli bir borudan sarkan, ekinin üstünden en fazla birkaç ayağa (en fazla) yerleştirilen yağmurlama başlıkları bulunan ve böylece buharlaşma kayıplarını sınırlayan düşürücüler vardır. Düşürücüler ayrıca, suyu doğrudan ürünler arasına zemine bırakan çekme hortumları veya dağıtıcılarla da kullanılabilir. Ekinler genellikle merkez eksene uyması için dairesel biçimde ekilir. Bu tür bir sistem LEPA (Düşük Enerji Hassas Uygulama) olarak bilinir. Başlangıçta, merkez pivotların çoğu su gücü ile hareket ediyordu. Bunlar hidrolik sistemler (T-L Sulama) ve elektrik motorlu sistemler (Reinke, Valley, Zimmatic) ile değiştirildi. Birçok modern pivotta GPS cihazları bulunur.^[31]

Orta noktasına kalıcı olarak tutturulmuş yaklaşık 1,5 m çapında "bir tekerleğe sahip boru serisi" ve uzunluğu boyunca fıskiyeler birleştirilmiştir. Bir ucundan büyük bir hortum kullanarak su verilir. Arazinin bir şeridine yeterli sulama uygulandıktan sonra, hortum çıkarılır, su sistemden boşaltılır ve düzenek elle ya da amaca yönelik bir mekanizma ile yuvarlanır, böylece fıskiyeler arazide farklı bir konuma getirilir. Hortum tekrar bağlanır. İşlem, tüm alan sulanacak şekilde tekrarlanır.

Bu sistemin montajı bir merkez pivottan daha ucuzdur, ancak çalışması çok daha fazla emek gerektirir - tarlada otomatik olarak hareket etmez: sabit bir şeritte su uygular, boşaltılmalı ve daha sonra yeni bir şeride götürülmelidir. Çoğu sistem 100 veya 130 mm (4 veya 5 inç) çapında alüminyum boru kullanır. Boru hem su taşıma aracı hem de tüm tekerlekleri döndürmek için bir dingil olarak iki amaca hizmet eder. Bir tahrik sistemi (çoğu zaman tekerlekli hattın ortasına yakın bulunur) kenetlenmiş boru bölümlerini tek bir aks olarak döndürerek tüm tekerlekli hattı hareket ettirir. Sistem yanlış hizalanmışsa, ayrı tekerlek konumlarının manuel olarak ayarlanması gerekebilir.

Tekerlek hattı sistemleri taşıyabilecekleri su miktarı ve sulanabilecek mahsullerin yüksekliği ile sınırlıdır. Yanal bir hareket sisteminin yararlı bir özelliği, hat hareket ederken tarla şekline uyum sağlayan kolayca ayrılabilen bölümlerden oluşmasıdır. En sık olarak küçük, doğrusal veya tuhaf biçimli alanlar, tepelik veya dağlık bölgeler için veya iş gücünün ucuz olduğu bölgelerde kullanılırlar.

Taşınabilir olan hortum ucunda yağmurlamanın aksine çim yağmurlama sistemi kalıcı olarak kurulur. Yağmurlama sistemleri konutlarda, ticari alanlarda, kiliselerde ve okullarda, halka açık parklarda ve mezarlıklarda ve golf sahalarında kurulmaktadır. Estetik bir manzara için önemli olduğundan, bu sulama sistemlerinin bileşenlerinin çoğu toprak altına gizlenmiştir. Tipik bir çim yağmurlama sistemi, su kaynağının kapasitesi ile sınırlandırılmış bir veya daha fazla bölgeden oluşacaktır. Her bölge, peyzajın belirlenmiş bir bölümünü kapsayacaktır. Arazi, genellikle mikroiklim, bitki materyali türü ve sulama ekipmanı tipine göre bölünecektir. Bir peyzaj sulama sistemi ayrıca damla sulama, dağıtıcılar veya fıskiyelerin yanı sıra diğer ekipmanın olduğu bölgeleri içerebilir.

Manuel sistemler hala kullanılsa da, çim yağmurlama sistemlerinin çoğu, bazen saat veya zamanlayıcı olarak adlandırılan sulama denetleyicisi kullanılarak otomatik olarak çalıştırılabilir. Çoğu otomatik sistem elektrikli selenoid valf kullanır. Her bölge, denetleyiciye bağlı olan bu vanalardan bir veya daha fazlasına sahiptir. Kontrolör valfa güç gönderdiğinde, valf açılır ve suyun o bölgedeki fıskiyelere akmasını sağlar.

Çim sulamada kullanılan, pop-up püskürtme başlıkları ve rotorlar olmak üzere iki ana tip fıskiye tipi vardır. Püskürtme başlıkları sabit bir püskürtme düzenine sahipken, rotorlar dönen bir veya daha fazla akışa sahiptir. Pop-up püskürtme başlıkları daha küçük alanları sulamak için kullanılırken, rotorlar daha büyük alanlar için kullanılır. Golf sahası rotorları bazen o kadar büyüktür ki, tek bir fıskiye bir valf ile birleştirilir ve 'valfli kafa' olarak adlandırılır. Bir çim alanda kullanıldığında, fıskiyeler, başın üst kısmı zemin yüzeyi ile aynı hizada olacak şekilde monte edilir. Sistem basınçlandırıldığında, kafa yerden dışarı çıkar ve vana kapanıp o bölgenin suyunu kesene kadar istenen alanı sular. Yandan geçen hatta basınç olmadığında, fıskiye kafası tekrar toprağa geri çekilecektir. Çiçek ekili yerlerde veya çalılık alanlarda, yağmurlama makineleri zemin yükselticilerine monte edilebilir veya bir çim alandaki gibi daha uzun boylu pop-up fıskiyeleri kullanılabilir ve kurulabilir.

Birçok hortum ucu fıskiye modeli vardır. Birçoğu daha büyük tarımsal ve peyzaj fıskiyelerinin bahçe hortumu ile çalışabilecek boyutlarda daha küçük versiyonlarıdır. Bazılarında geçici olarak toprağa saplanmalarına izin veren kazık tipi bir taban bulunurken diğerleri hortuma takılıyken de sürüklenebilmeleri için tasarlanmış kızak tipi tabana sahiptir.

Alttansulama uzun yıllardır tarla bitkilerinde yüksek su tablası bulunan alanlarda kullanılmaktadır. toprağın, bitkilerin kök bölgesinin altından nemlenmesini sağlamak için su tablasını yapay olarak yükseltme yöntemidir. Genellikle bu sistemler ovalarda veya nehir vadilerinde bulunan çayırlarda bulunur ve drenaj altyapısı ile birleştirilir. Pompa istasyonları, kanallar, savaklar ve kapılardan oluşabilen sistem, bu hendek ağındaki su seviyesini arttırmasına veya azaltmasına imkân verir ve böylece su tablasını kontrol etmesini sağlar.

Alttansulama, genellikle saksı bitkileri için ticari sera üretiminde de kullanılır. Su, aşağıdan verilir, yukarı doğru emilir ve fazlalık geri dönüşüm için toplanır. Tipik olarak, bir su ve besin çözeltisi bir kabı doldurur ya da bir kanaldan 10-20 dakikalık kısa bir süre boyunca akar ve daha sonra tekrar kullanılmak üzere bir bekleme tankına geri pompalanır. Seralarda alttan sulama, oldukça karmaşık, pahalı ekipman ve yönetim gerektirir. Avantajları su ve besin tasarrufu ve azaltılmış sistem bakımı ve otomasyon sayesinde iş gücü tasarrufudur. Temelde ve pratikte yüzeyaltı havza sulamasına benzer.

Başka bir alttansulama tipi, alttansulamalı saksı olarak da bilinen kendi kendini sulayan kaptır. Bu, polyester ip gibi bir tür fitilleme malzemesine sahip bir rezervuar üzerinde duran bir saksıdan oluşur. Su fitilden kılcallık ile yukarı taşınır.^[34][35] Benzer bir teknik, fitil yatağıdır; Bu da kılcal hareket kullanır.

Yüzey altı Tekstil Sulama (SSTI), çöl kumlarından ağır killere kadar tüm toprak dokularında alttan sulama için özel olarak tasarlanmış bir teknolojidir. Tipik bir yeraltı tekstil sulama sistemi geçirimsiz bir taban katmanına (genellikle polietilen veya polipropilen), bu taban boyunca uzanan bir damlatma hattına, damlatma hattının üstünde bir jeotekstil tabakasına ve son olarak da jeotekstilin üzerinde dar bir geçirimsiz katmana sahiptir (şemaya bakınız). Standart damla sulamadan farklı olarak, damlatma borusundaki damlatıcıların aralığı, jeotekstil, kumaş boyunca suyu damlatıcıdan 2 metreye kadar götürdüğü için kritik değildir. Geçirimsiz katman etkili bir şekilde yapay su tablası oluşturur.

Sulama suyu yeraltı suyundan (kaynaklardan veya kuyulardan çıkarılan), yüzey suyundan (nehirlerden, göllerden veya rezervuarlardan çekilmiş) veya arıtılmış atık su, tuzu giderilmiş su, drenaj suyu veya sis toplanması gibi geleneksel olmayan kaynaklardan gelebilir. Yüzey suyu kullanan özel bir sulama şekli, sel suyu hasadı da denilen feyazan sulamasıdır. Bir sel durumunda, su bir baraj, kapak ve kanal ağı kullanılarak normalde kuru olan dere yataklarına yönlendirilir ve geniş alanlara yayılır. Toprakta depolanan nem bitkileri yetiştirmek için bundan sonra kullanılacaktır. Feyazan sulama alanları özellikle yarı kurak veya kurak, dağlık bölgelerde bulunur. Sel suyu hasadı kabul edilen sulama yöntemlerine ait olmakla birlikte, yağmur suyu hasadı genellikle bir sulama şekli olarak kabul edilmez. Yağmur suyu hasadı, çatılardan veya kullanılmayan alanlardan gelen suyun toplanması ve bunun biriktirilmesidir.

Küresel olarak üretilen atık suyun yaklaşık % 90'ı, özellikle düşük gelirli ülkelerde arıtılmadan kalmakta ve yaygın su kirliliğine neden olmaktadır. Artan oranda tarım, arıtılmamış atık suları sulama suyu kaynağı olarak kullanmaktadır. Şehirler taze ürünler için kazançlı pazarlar sağlar, bu nedenle çiftçiler için caziptirler. Ancak, tarım, sanayi ve belediye kullanımı ile giderek daha az su kaynağı için rekabet etmek zorunda kaldığından, çiftçilere genellikle kanalizasyon dahil kentsel atıklarla kirlenmiş suları doğrudan mahsullerini sulamak için kullanmaktan başka seçenek kalmaz. Özellikle insanlar bu kirli su ile sulanan çiğ sebzeleri yediğinde, patojen yüklü suyun kullanılmasından önemli sağlık tehlikeleri kaynaklanabilir. Uluslararası Su Yönetimi Enstitüsü, atık su ile sulama risklerini değerlendirmek ve azaltmak amacıyla Hindistan, Pakistan, Vietnam, Gana, Etiyopya, Meksika ve diğer ülkelerde çeşitli projelerde çalışmıştır. Çiftçilerin çeşitli risk azaltma davranışlarını benimsemeleri için teşvik edildikleri, atık su kullanımına 'çoklu engel' yaklaşımını savunuyorlar. Bunlar, patojenlerin güneş ışığında ölmesine izin vermek için hasattan birkaç gün önce sulamayı kesmek, çiğ olarak tüketilecek yaprakları kirletmeyecek şekilde dikkatlice sulamak, dezenfektanla sebzeleri temizlemek veya çiftçilikte kullanılan dışkı kaynaklı lağım tortusunun insan gübresi olarak kullanılmadan önce kurumasını sağlamayı içerir.^[36] Dünya Sağlık Örgütü güvenli su kullanımı için kılavuzlar geliştirmiştir.

Nemli havanın gece boyunca geçtiği ülkelerde, soğuk yüzeylerde yoğunlaşan su toplanabilir. Bu, Lanzarote'deki üzüm bağlarında, suyu yoğunlaştırmak için taşlar kullanılarak uygulanmaktadır. Sis toplayıcıları ayrıca kanvas veya folyodan da imal edilmiştir. Klima ünitelerindeki yoğuşma suyunun su kaynağı olarak kullanılması da, geniş kentsel alanlarda daha popüler hale gelmektedir.

Modern sulama yöntemleri, tüm tarlaya eşit miktarda su sağlamak için yeterince verimlidir, böylece her bir bitki ihtiyaç duyduğu su miktarına elde eder, ne çok fazla ne de çok az.^[37] Alandaki su kullanım etkinliği aşağıdaki gibi belirlenebilir:

• Alan Suyu Verimliliği (%) = (Mahsul Tarafından Alınan Su ÷ Sahaya Uygulanan Su) x 100

1960'lara kadar ortak algı, suyun sonsuz bir kaynak olduğu idi. O zaman, gezegende, günümüzdeki insan sayısının yarısından daha azı vardı. İnsanlar bugünkü kadar zengin değildiler, daha az kalori tüketiyorlardı ve daha az et yiyorlardı, bu yüzden yiyeceklerini üretmek için daha az suya ihtiyaç duyuyorlardı. Şu anda nehirlerden aldığımız su hacminin üçte birine ihtiyaçları vardı. Bugün su kaynakları için rekabet çok daha yoğundur. Bunun nedeni şu anda gezegende yedi milyardan fazla insanın bulunması, üretimi aşırı su kullanımı gerektiren et ve sebze tüketiminin artması ve sanayi, kentleşme ve biyoyakıt ürünleri ile ilgili su için rekabetin artmasıdır. Küresel bir su krizinden kaçınmak için, çiftçiler, artan gıda talebini karşılamak üzere üretkenliği artırma yönünde çaba sarf ediyorlar ve sanayi ve şehirler suyu daha verimli kullanmak için yeni yollar buluyor.^[38]

Başarılı tarım, çiftçilerin suya yeterli erişime sahip olmasına bağlıdır. Bununla birlikte, su kıtlığı, dünyanın birçok yerinde tarım için zaten kritik bir kısıtlamadır. Tarım konusunda, Dünya Bankası gıda üretimini ve su yönetimini, giderek büyüyen bir tartışmayı teşvik eden daha küresel bir konu olarak hedeflemektedir.^[39] Fiziksel su kıtlığı, ekosistemlerin etkin bir şekilde çalışması için gerekenler de dahil tüm talepleri karşılayacak kadar su bulunmamasıdır. Kurak bölgeler sıklıkla fiziksel su kıtlığından muzdariptir. Aynı zamanda, suyun bol gibi göründüğü, ancak kaynakların aşırı kullanıldığı yerlerde de ortaya çıkar. Bu, genellikle sulama için, su ile ilgili altyapının aşırı derecede gelişmesi durumunda olabilir. Fiziksel su kıtlığı belirtileri çevresel bozulma ve azalan yeraltı suyunu içerir. Bu arada ekonomik kıtlık, su ile ilgili yatırım eksikliğinden veya su talebini karşılamak için yetersiz insan kapasitesinden kaynaklanır. Ekonomik su kıtlığı semptomları, insanların çoğunlukla evsel ve tarımsal kullanım için nehirlerden su almak zorunda kalmasıyla birlikte bir altyapı eksikliğini içerir. Günümüzde 2,8 milyar insan su kıtlığı olan yerlerde yaşıyor.^[40]

Sulama planları, olumsuz çevresel etkiyi en aza indirirken çok sayıda mühendislik ve ekonomik problemi çözmeyi içerir.^[41]

• Yüzeysel su hakları için rekabet.^[42]
• Yeraltı akiferlerinin tükenmesi. 20. yüzyılın ortalarında, dizel ve elektrik motorlarının ortaya çıkışı, yeraltı suyunu büyük akiferlerden drenaj havzalarının doldurabileceğinden daha hızlı pompalayabilen sistemlere yol açtı. Bu da kalıcı akifer kapasitesi kaybına, su kalitesinin düşmesine, toprak bozulmalarına ve diğer sorunlara neden olabilir. Kuzey Çin ovası, Pencap ve ABD'nin Büyük Ovaları gibi alanlarda gıda üretiminin geleceği bu fenomen tarafından tehdit ediliyor.^[43][44]
• Zemin oturması (örneğin, New Orleans)
• Bitki için sadece yeterince su vermek veya az sulamak, yüksek buharlaşma olan bölgelerde, toprak yüzeyinde toksik tuzların birikmesi ile artan toprak tuzluluğuna neden olan düşük toprak tuzluluk kontrolüne yol açar. Bu, ya tuzları uzaklaştırmak için süzülmeyi ya da tuzları uzaklaştırmak için drenaj yöntemini gerektirir. Damlama hatları kullanıldığında, süzülme en iyi şekilde belirli aralıklarla (sadece çok az fazladan miktarda su ile) uygulanır, böylece tuz bitki köklerinin alt seviyesine geri düşürülür.^[45][46]
• Zayıf dağılım düzgünlüğü veya yönetimi nedeniyle aşırı sulama, su ve kimyasal israfına yol açar ve su kirliliğine neden olabilir.^[47]
• Derin drenaj su tablolarının yükselmesine neden olabilir. Bazı durumlarda bu, sulama tuzluluk sorunlarına yol açacaktır. Bu da, bir çeşit yeraltı arazi drenajı ile su temini kontrolünü gerektirecektir.^[48][49]
• Tuzlu su veya yüksek sodyumlu su ile sulama, alkalin toprak oluşumu nedeniyle toprak yapısına zarar verebilir.
• Filtrelerin tıkanması: Filtreleri, damlama tesisatlarını ve nozülleri tıkayan çoğunlukla yosunlardır. Sulama sistemlerinde yosun kontrolü için UV ve ultrasonik yöntem kullanılabilir.^[50][51]
• Sulama teknolojisinin ve teknolojideki değişikliklerin sürdürülebilir ve toplu bir şekilde yönetilmesinde küçük işletmelere yardımcı olmak.^[52]

2016'da yapılan bir araştırma, tarımı sulamaya bağımlı olan ülkelerin diğer ülkelere göre otokratik olma ihtimalinin yüksek olduğunu tespit etti. Çalışmanın yazarları etkinin tarihsel kökenleri olduğunu öne sürüyorlar: sulama, kurak alanlarda toprak elitlerinin suyu ve ekilebilir alanı tekelleştirmelerine izin verdi. Bu, seçkinlerin daha güçlü olmalarını ve demokratikleşmeye daha iyi karşı çıkmalarını sağladı.^[53]

• 
  Bir merkez-pivot sulama sisteminin merkezi
• 
  Mikro sulama hatlarındaki sızıntılar
• 
  Türkiye, Osmaniye'de bir sulama kanalı
• 
  ABD, New York, Plainville'deki yaban mersinlerinin fıskiye sulama yöntemiyle sulanışı
• 
  Hindistan, Tamil Nadu'da sulama
• 
  ABD, Pensilvanya, Montour County'de bir sulama kanalı
• 
  Sri Lanka, Sigiriya'daki su bahçeleri
• 
  Türkiye, Bursa'daki bir bahçeyi sulayan mikro fıskiye

Wikimedia Commons'ta Sulama ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır.

• Uluslararası Sulama ve Drenaj Komisyonu (ICID)
• ABD Tarım Bakanlığı, Su Kalitesi Bilgi Merkezi'nde sulama hakkında bilgiler
• AQUASTAT: FAO'nun su ve tarım hakkındaki küresel bilgi sistemi
• "How Farmers Reshaped a Region and Solved Drought" - Hindistan, Racastan, Laporiyah'taki çiftçilerin Laxman Singh ve Vishnu Sharma'nın önderliğinde kuraklık problemlerini akıllı sulama yöntemleriyle nasıl çözdüklerine dair bir video, YouTube.