إدارة الري “بإيجاز”
مقال لـ«الدكتور عطية الجيار».. أستاذ بمعهد بحوث الأراضي والمياه والبيئة بمركز البحوث الزراعية
تتضمن إدارة الري نهج منظم لتحديد متطلبات الري والجدولة، ومن الملاحظ أن متطلبات الري هي كمية المياه التي يجب توفيرها عن طريق الري للمحصول، حيث يشمل متطلب المياه المستخدمة للاستخدام الاستهلاكي للمحاصيل، والحفاظ على توازن الملح المناسب، ومنطقة الجذر والتغلب على عدم انتظام وعدم كفاءة نظام الري.
تابعونا على صفحة الفلاح اليوم على فيس بوك
لا تشمل متطلبات الري المياه من المصادر الطبيعية (مثل هطول الأمطار) التي يمكن للمحصول استخدامها بفعالية.
بشكل عام، تعتمد المتطلبات على عجز رطوبة التربة الذي يتم تحديدها باستخدام نموذج توازن التربة والمياه أو تقدير متطلبات المياه والمحاصيل باستخدام طريقة توازن الطاقة. جدولة الري هي عملية تحديد وقت الري وكمية المياه التي يجب استخدامها في كل ري.
اقرأ المزيد: استخدام نظم المعلومات الجغرافية في إدارة الري
تعد الجدولة المناسبة أمرا ضروريا للاستخدام الفعال للمياه والطاقة ومدخلات الزراعة الأخرى مثل الأسمدة، وعادة ما يتم تنسيق الجدولة مع الأنشطة الزراعية الأخرى بما في ذلك الزراعة والتطبيق الكيميائي. تتمثل فوائد الجدولة المناسبة في تحسين العائد والجودة والحفاظ على طاقة المياه وخفض تكلفة الإنتاج، ويمكن تحديد عملية جدولة الري بناءً على حالة رطوبة النبات أو التربة.
أ) مؤشرات النبات
مؤشر النبات هو الطريقة المباشرة لتحديد وقت الري، حيث أن الهدف الأساسي هو إمداد المصنع بالمياه التي يحتاجونها، ومتى تكون هناك حاجة إليها؟. قد يشير المظهر البصري للذبول وأوراق الشجر أو معدل النمو المنخفض لقطر الساق وارتفاعه إلى متطلبات الري.
اقرأ المزيد: تحسين إدارة الري الحقلي
يرتبط ارتفاع درجة حرارة الأوراق بانخفاض النتح بسبب إغلاق الثغور، ويشير تراكم الزيادة في درجة الحرارة إلى ما بعد الحد الحرج إلى وقت الري.
ب) مؤشرات التربة
تشير رطوبة التربة إلى محتوى الماء الحالي في التربة، الري مطلوب للحفاظ على هذه الرطوبة داخل السعة الحقلية. يوفر عجز رطوبة التربة المقدرة للمياه المروية، ويمكن أيضا الحكم على محتوى الماء في التربة بناءً على مظهر وشعور التربة التي تتطلب ذلك خبرة فى الري. المؤشر الأكثر دقة هو أخذ عينات من التربة؛ وزنها وتجفيفها في الفرن.
اقرأ المزيد: إدارة الري لتجنب الإجهاد
مع ذلك، لا يمكن أن توفر هذه الطريقة المدمرة النتيجة على الفور في الموقع، وتتيح طرق مثل إمكانات مياه التربة أو الموصلية الكهربائية القياس في الموقع باستخدام مقياس التوتر والكتلة المسامية وتشتت النيوترون.
ج) الميزانية المائية المطلوبة لتطبيق الري
الطريقة الشائعة لتحديد كمية الري هي ملء منطقة الجذر بالسعة الحقلية باستخدام تقنية الميزانية المائية، وليس من الضروري ملء السعة المودعة للسماح بالترسيب أو أثناء الإمداد المحدود بالمياه. يمكن تطبيق الري على المحصول عند الري الكامل أو الري الناقص اعتمادا على حالة المحاصيل. يتم توفير مياه الري الكاملة عند متطلبات الري بالكامل للحصول على أقصى نتيجة إنتاجية.
اقرأ المزيد: معامل المحصول لنخيل البلح وإدارة الري
مع ذلك، فإن تجاوز الري الكامل قد يقلل من غلة المحاصيل بسبب تقليل تهوية التربة وتقييد تبادل الغازات بين التربة والجو. يتم توفير مياه الري للتربة التي تعاني من نقص جزئيا من متطلبات الري، ومع ذلك فإنه سيقلل من الغلة، حيث يتم استخدام كميات أقل من المياه والطاقة ومدخلات الإنتاج الأخرى للزراعة.
يتم استخدام الري الناقص بشكل فعال عندما يحد نظام إمداد المياه من توافر المياه أو يكون العائد الاقتصادي منخفضا، ويتم تحقيق ذلك من خلال السماح بإجهاد النبات المخطط له خلال فترة واحدة أو أكثر من موسم النمو.
يتم توفير المياه بشكل كافٍ خلال مرحلة النمو الحرجة لتعظيم كفاءة استخدام المياه. ركزت هذه الطريقة على الاستبدال الجزئي واستنفاد المياه تحت السعة الحقلية لزيادة الإنتاج لكل وحدة مياه أو طاقة بدلا من زيادة الإنتاج لكل وحدة أرض.
اقرأ المزيد: كيفية إدارة الري في مشاتل الفاكهة؟
د) نهج الري الدقيق
مع تطور تكنولوجيا المعلومات، يظهر الري الدقيق ويصبح جدول أعمال رئيسي للإدارة المثلى للري. يُعرَّف الري الدقيق بأنه التطبيق الدقيق والثمين للمياه لتلبية الاحتياجات المائية المحددة للنباتات الفردية أو وحدات الإدارة وتقليل الآثار البيئية الضارة.
ومن ثم، فإن السمة المهمة لنظام الري الدقيق هي أن توقيت ووضع وحجم المياه المستخدمة يجب أن يتناسب مع الطلب على المياه للنبات مما يؤدي إلى تقليل الفاقد غير النتح والاستجابات المثلى لإنتاج المحاصيل.
اقرأ المزيد: إدارة الري خلال المرحلة الحالية لأشجار الفاكهة
لقد بدأ مشروع مدته خمس سنوات لتطوير نظام توفير المياه الفائق للزراعة منذ عام 2011 في إطار البحث الأساسي التطوري للعلوم والتكنولوجيا (CREST) بتمويل من اليابان للعلوم والتكنولوجيا (JST) بعنوان نظام توفير المياه للزراعة الدقيقة (WSSPA). يشتمل النظام المتقدم على ثلاثة عناصر مهمة لتداول المياه في نظام نبات التربة على النحو التالي:
اولا: تقنية الري الشعري تحت الأرض لتلبية الانخفاض الطفيف في إمكانية المياه حول منطقة الجذور أثناء امتصاص الماء.
ثانيا: تقنية الأجهزة الخاصة بسعة التربة المائية والإجهاد المائي للنبات.
ثالثا: نظام تكييف هواء / تحكم بيئي مخفض للطاقة وعالي الكفاءة في الدفيئة مع تقنية تنقية المياه وإعادة تدوير المياه.
اقرأ المزيد: إدارة الري لنباتات الخيار المزروعة تحت الصوب الزراعية
ركزت هذه الدراسة فقط على العنصر الأول لتطوير تقنية ري جديدة تعتمد على التدرج المحتمل للمياه لامتصاص النبات. تتأثر الاحتياجات المائية للنباتات بالعديد من العوامل الفيزيائية مثل درجة الحرارة والرطوبة والرياح والغطاء السحابي وحجم / عمر / حالة النباتات والوقت من العام.
وبالتالي فإن تحديد الحاجة إلى المياه ليس بالأمر السهل الذي يتطلب جهازا محددا وقياسات دقيقة لمختلف المعايير الفيزيائية. تم تطوير طريقة الري تحت السطحي باستخدام نظام الشعيرات المائية الليفية عن طريق النباتات، والقياس في الوقت الحقيقي للتبخر، وعدم ترشيح الماء والمغذيات، وتقليل التبخر من التربة. تتمتع هذه الطريقة بإمكانيات كبيرة لتلبية متطلبات المياه لتلبية احتياجات النباتات من المياه.
يوضح الشكل السابق نموذج نظام الري تحت السطحي القائم على الشعيرات المائية. يتم استخدام شعيرات ذو نفاذية عالية كسلسلة لنقل المياه من الخزان مباشرة إلى منطقة التجذير. الماء الذي يتدفق إلى منطقة الجذور مدفوع بقوة الشعيرات المائية ضد الجاذبية. يستمر الماء في التدفق لأعلى ويشكل منطقة ترطيب داخل التربة الجافة.
اقرأ المزيد: الإدارة الجيدة لعملية الري والتسميد للمحافظة على نشاط جذور النباتات
تنتشر منطقة الترطيب تدريجياً بسبب عملية التسلل وإعادة التوزيع حتى يتم توازن التدرج المحتمل بين الشعيرات والتربة. في الوقت نفسه انخفضت الرطوبة داخل منطقة الترطيب بسبب التبخر وامتصاص مياه الجذور، وبالتالي تصبح منطقة الترطيب أصغر وتزيد من التدرج مرة أخرى وتستأنف تدفق المياه.
اقرأ المزيد: إدارة الري لمحاصيل الخضر والفاكهة خلال الموجة الحارة
تعد ديناميكيات توزيع المياه شرطا أساسيا لتصميم وتشغيل نظام الري القائم على الشعيرات المائية، ويتنوع التوزيع بشكل مستمر يتوافق مع خصائص التربة ومعدل الري والتبخر وامتصاص الجذور. لذلك فإن التحكم الدقيق في مستوى الماء في الخزان يمكن أن ينتج منطقة ترطيب تكيفية لنمو النبات. الدراسات النظرية والتجريبية مطلوبة لتوضيح ديناميكيات الري تحت السطحي القائم على الشعيرات المائية.
يمكن اعتبار الأبحاث السابقة للري تحت السطحي كمراجع مثل تحليلات الارتشاح ذات الصلة وممارسات نظام الري. تشير دراسات أخرى إلى التفاعل المتبادل بين التربة وامتصاص الماء من قبل النباتات. ومع ذلك فإن تقنية الري تختلف عن تلك الموجودة في الري التقليدي.
اقرأ المزيد: إدارة مياه الري اقتصادياً
وبالتالي يلزم التخطيط لمزيد من الدراسات لتحديد الخصائص الأساسية لتدفق المياه وتوزيعها في نظام الري الشعري واستراتيجية إدارة هذا النظام لتكييف الحاجة الديناميكية للمياه حسب النبات.
المراجع
Azhar, A.H. and Perera, B.J.C. 2006. Modelling water uptake by plants using improved
algorithms. Pakistan Journal of Water Resources, 10(2), 33-42.
Bahat, M., Inbar, G., Yaniv, O. and Schneider, M. 2000. A fuzzy irrigation controller.
Engineering Application of Artificial Intelligence. 13, 137-145.
Boonen, C., Joniaux, O., Janssens, K., Berckmans, D., Lemeur, R., Kharoubi, A., and Pien, H.
- Modeling dynamic behaviour of leaf temperature at three-dimensional positions
to step variations in air temperature and light. Transaction of the ASAE, 43(6), p. 1755-
1766.
Mahajan, G. and Singh, K.G. 2006. Response of Greenhouse tomato to irrigation and fertigation. Agricultural Water Management, 84, 202-206.
Markicevic, B. Hoff, K., Li, H. and Navaz, H.K. 2012. Capillary force driven primary and
secondary unidirectional flow of wetting liquid into porous medium. International
Journal of Multiphase Flow, 39, 193–204.
