«حقن الأسمدة» في مياه الري

إعداد: أ.د.صبحي فهمي منصور

أستاذ بمعهد بحوث الأراضى والمياه والبيئة – مركز البحوث الزراعية

الري التسميدي او الرسمدة او الفرتكة هو عبارة عن اضافة السماد خلال نظام ري من خلال حقن السماد او اضافته الى مياه الري.

تابعونا على قناة الفلاح اليوم

تابعونا على صفحة الفلاح اليوم على فيس بوك

أهم فوائد الري المسمد

1ـ النبات يمتص المغذيات بكفاءة اعلى لأنها تضاف الى الجذر او الاوراق مباشرةَ.

2ـ السماد السائل المستعمل في الري المسمد ينتشر بشكل جيد في ماء الري مما يجعل المغذيات جاهزة بشكل مباشر للامتصاص بواسطة جذور النباتات في حالة التسميد مع الري بالتنقيط و بواسطة الاوراق في حالة التسميد الورقي للنباتات.

3ـ أنظمة الري المسمد مصممه لأضافه كميات الأسمدة بالكميات والاوقات ومدة الاضافة المرغوبة مع كل رية.

4ـ التغذية البطيئة توفر نمواَ متساوياَ ويجعل النبات صحياَ و اكثر مقاومة للأمراض والحشرات.

5ـ مع الري المسمد تكون المغذيات اكثر جاهزية وبشكل يتناسب مع الامتصاص اي تكون جاهزة حيوياَ واكثر من 95% من المغذيات تمتص بوساطة جذور النباتات. (مما يعني اقل فقدان بالغسيل والتعرية والتطاير ومن ثم اقل تلوث للبيئة).

الأهداف المرغوبة في الري المسمد

1ـ تعظيم الربحية من خلال المحافظة على اعلى انتاج والتي يتحقق من خلال الاضافة الصحيحة لكميات السماد والماء.

2ـ تعظيم الربحية من خلال تقليل التأثير السلبي على البيئة الناتج عن الغسيل العالي للسماد خارج منطقة الجذور.

أجهزة الحقن Injection Equipments  

من أهم العوامل التى يجب ان تؤخذ فى الاعتبار عند اختيار جهاز توزيع الاسمدة درجة ودقة تركيز السماد المطلوب دفعه فى شبكة الرى بالاضافة الى مدى امكانية نقل الجهاز وتكلفته ومدى سهولة تشغيله. وفيما أهم النظم الشائعة لحقن الكيماويات فى مياه الرى

أ- أنظمة فوارق الضغط Differential Pressure Systems

ويعرف أحيانا بأسم خزان الاسمدة. وفى هذا النظام يتم التشغيل بأحداث فرق بسيط فى الضغط بين المدخل والمخرج لانابيب الخزان ويتم ذلك بواسطة صمام لتخفيض الضغط أو انبوب فنشورى يوضع بين خط التدفق الداخلى وخط التدفق الخارجى مما يؤدى الى تدفق المياه خلال الخزان. ويعتبر التحكم الدقيق فى كميات الاسمدة ومعدل تدفقها داخل النظام امرا على جانب كبير الاهمية

ويتغير تركيز المواد الكيمائية التى تحقن فى الخط الرئيسى لنظام الرى بواسطة أجهزة فوارق الضغط بصفة مستمرة مع مرور الوقت ومن ثم فمن المتوقع ظهور مشكلة عدم انتظام تركيز السماد فى مياه الرى طوال فترة التسميد حيث يقل التركيز تدريجيا اثناء التشغيل وتعد الاجهزة المستخدمة فى نظام فوارق الضغط من النوع البسيط ولا تتطلب تشغيلها مضخات ذات محركات اضافية لعملية الحقن. ويجب وضع صمام يعمل فى اتجاه واحد ليمنع السائل من التدفق العسكى والرجوع الى نقطة التزويد. ويتوقف حجم الخزان على درجة تركيز محلول الاسمدة المطلوب دفعها فى شبكة الرى والكمية الاجمالية للمواد الكيميائية المراد استخدامها والتى تتوقف على المساحة ونوع المحصول

ب- مضخات الحقن Injection pumps 

يمكن صنع خزانات المضخة هذه من المواد الرخيصة خفيفة الوزن ويمكن ترك هذا الخزان مكشوفا او مفتوحا ولذلك يسمى الخزان المفتوح

وتتحرك مضخة الحقن بواسطة محرك خارجى أو بضغط المياه الموجودة فى الخط الرئيسى. وفى حالة استخدام مضخات الحقن فأنه يمكن التحكم فى معدل الحقن ومن ثم درجة تركيز الاسمدة فى خطوط الرى حسب ما هو مطلوب وذلك (بتغير سرعة حركة كباس الحقن أو استبدال فوهات خروج المحلول السمادى) كما يمكن الحصول على أيه درجة من التركيز فى الخط الرئيسى خلال أى فترة أثناء التشغيل

وعلى عكس أجهزة نظم فوارق الضغط فان تركيز الاسمدة فى مياه الرى يظل ثابتا طوال فترة تشغيل الحاقن ومن أهم انواع أجهزة حقن الاسمدة تلك التى تعتمد على الحركة الترددية كباس المضخة الهيدروليكية.

حساب معدل حقن الأسمدة Fertilizers Injection Rate 

يتوقف معدل حقن الاسمدة على التركيز الاساسى لها فى المركب السمادى المستخدم والتركيز المطلوب دفعه من العناصر الغذائية فى مياه الرى وتستخدم المعادلة الاتية:-

Qr = Fr × A / Nc. T. Tr

تركيز السماد المطلوب (مجم/م2) = Qr، حيث أن:

معدل حقن الاسمدة (لتر/ساعة) = Fr

المساحة المطلوب تسميدها(م2) = A

تركيز العنصر فى السماد المستخدم (ملجم/لتر) = Nc

زمن الرى (ساعة) = T

النسبة بين زمن التسميد الى الزمن الكلى الرى = Tr

يمكن حساب تركيز الاسمدة فى مياه الري باستخدام المعادلة الاتية:ـ 

CF = 100 Fr / D،  حيث أن:

 تركيز الاسمدة فى مياه الرى (ملجم/لتر) = CF

كمية المياه المارة أثناء فترة التسميد (م3) = D

معدل التسميد المطلوب (كجم/فدان) = Fr

ج- إضافة الكيماويات بالري Chemigation

يطلق عليه فى بعض الاحيان المعالجة الكيميائية للماء وهى اضافة بعض الاحماض والمبيدات الفطرية والبكترية التى تجعل الماء صالحا للرى بالتنقيط وتحمى النقاطات من الانسداد وتعدل رقم الحموضة.

أ- الأحماض Acids

ويستخدم أقل الاحماض تكلفة بتركيزات كافية لمعادلة كربونات الكالسيوم والحديد والبيكربونات المترسبة ومن هذه الاحماض حامض النتريك وحامض الكبريتيك وحامض الفوسفوريك. ولكنها تعمل على خفض رقم الحموضة ويفضل اضافة حامض النتريك أو الفوسفوريك أثناء الزراعة وبالتركيزات الموصى بها ويضاف حامض الهيد روكلوريك أو الكبريتيك قبل او بعد الزراعة أى فى وجود نبات وتستخدم بتركيزات تصل الى 2% لغسيل الشبكة

ب- المضادات البكتيرية Bactericides

تضاف لمنع البكتيريا والطحالب أو لتنشيط تكاثرها وتستعمل أيضا لمعاملة الماء المرتفع فى رقم PH، ويضاف لذلك هيبوكلوريت الكالسيوم وهيبوكلوريت الصوديوم وغاز الكلور وتضاف هذه المواد بتركيزات 0,5 – 10 جزء فى المليون ولا يوصى بأستعمالها عند استخدام مياه رى تحتوى على حديد ذائب أعلى من 4 جزء فى المليون حتى لا يؤدى الى تكوين راسب من كلوريد الحديديك الذى لا يمكن ترشيحه.

اذا لزم الامر PH ويجب قياس الكيماويات بأنتظام بعد المرشحات للتعديل، ويساعد وجود الكبريت والحديد الى ايجاد بيئة مائية ملائمة لنمو البكتيريا واذا زاد تركيز الحديد والكبريت عن 0,05 جزء فى المليون يجب وضع خطة لاضافة الكلور أسبوعيا أو كل اسبوعين. ويجب مراعاة الاجراءات الاتية عند اضافة الكلور أو مشتقاته:-

1ـ يعتبر زمن اضافة الكلور أهم من التركيز فالاضافة الاسبوعية بتركيز 10جزء فى المليون لمدة 4 ساعات أفضل من الاضافة بتركيز 40 جزء فى المليون لمدة ساعتين.

2ـ أقصى تركيز للكلور هو 40 جزء فى المليون حيث تعمل التركيزات الاعلى زيادة ترسيب المواد الصلبة وعند الضرورة الى زيادة التركيز يجب اختبار ترسيبات كل من الكالسيوم والحديد.

3ـ يضاف الكلور قبل المرشح الرملى لحجز المواد المترسبة.

4ـ اذا حدث انسداد فى النقاطات بعد استعمال تركيز 40 جزء فى المليون لمدة 4 ساعات فيتم تنظيف النقاطات يدويا وبعد ذلك يتم استخدام الكلور بالتركيز الاقل.

علما بأن: 1 جز بالمليون (=(1ppm 1 ملجم / لتر = 1 ملجم / كجم

1% =  10000 جز بالمليون

الصور التجارية المتواجد عليها الكلور هى: الصوديوم حبيبات او سائل محتواه من الكلور  5 – 15% كلور (Naocl):ـ

أ- هيبوكلوريد 65 – 70 %كلور محتواه من الكلور  Ca (ocl)2.

ب-  هيبوكلوريد الكالسيوم صلبة.

ملاحظات يجب مراعاتها     

يؤدي حقن الأسمدة خلال نظام الري بالتنقيط إلى استخدام المغذيات بكميات مناسبة وفي الوقت الذي يكون فيه النبات قابل للاستفادة من تلك الأسمدة المضافة يجب أن تتم عملية الحقن في فترة معينة لتسمح بعمل عملية الغسيل لخراطيم الري من الأسمدة بدون إحداث ري زائد في الاراضي الرملية دورة الري تستغرق حوالي 45 دقيقة للنباتات غير المثمرة وحوالي 1,5 ساعة للنباتات المثمرة، ولابد من تنظيم عملية الحقن لاتمام عملية الري والتسميد خلال دورة الري الواحدة.

إذا كانت دورة الري أكبر من 1,5 ساعة في الأراضي الرملية وذلك للنباتات المثمرة فإنه توجد مخاطر من حدوث عملية غسيل للأسمدة أسفل منطقة انتشار الجذور. من المهم جدا عند تصميم نظام الري وحقن الأسمدة التأكد من إمكانية حقن للأسمدة وغسيلها من خراطيم الري خلال وقت ملائم بدون التعرض لمخاطر الري الزائد أثناء عملية التسميد.

إضافة الأسمدة المعدنية خلال نظم الري Fertigation

Fertigation حيث يطلق على تسميد النباتات من خلال مياه الري، وذلك من خلال وضع برنامج يعبر عن كميات الأسمدة وأنواعها التي تضاف في وقت معين من المراحل المختلفة لنمو النبات للوصول إلى المحصول الأمثل في الكم والجودة.

يراعى عند وضع برنامج تسميد من خلال مياه الري:ـ

1ـ إضافة الأسمدة بالطريقة والمعدل والمناوبة التي تناسب طريقة الري المستخدمة ومعدلات مياه الري والخواص الطبيعية للتربة ، لتقليل فاقد الأسمدة بالغسيل أو التطاير.

2ـ اختبار أنواع الأسمدة والتحكم في درجة حموضة مياه الري بما يناسب خـواص التربـة  لتقليل تفاعلات الترسيب بين الأسـمدة ومكونات التربة.

3ـ استخدام الطرق المناسبة لإذابة الأسمدة المضافة وفصل الرواسب ، بحيث لا ينـدفع في شبكة الري إلا رائق الأسمدة لتقليل احتمالات انسداد الشبكة.

4ـ إضافة الاحتياجات السمادية في الوقت المناسب وبالكمية والنسبة السمادية التي تتناسـب مع القدرة الإنتاجية للأرض، ومرحلة النمو وعمر النبات ودرجة تحملها للملوحة، لتقليل احتمال تعرض النبات لمشاكل الملوحة.

5ـ العمل على زيادة كفاءة توزيع السماد في منطقة انتشار الجذور، والعمل على تحقيق أكبر عائد اقتصادي.

لوضع برنامج سمادي ناجح من خلال مياه الري يجب أخذ العوامل التالية في الاعتبار:ـ

1ـ التركيب الكيماوي لمياه الري.

2ـ نوعية السماد (نسبة العنصر السمادي، الكمية، نسبة النقاوة والشوائب، امكانية الخلط).

3ـ نوعية التربة (حالة الصرف، الخواص الكيماوية والطبيعية، درجـة PH.

4ـ الخصوبة ونسبة المادة العضوية، محتوى العناصر الغذائية بها، نسبة الجـبس والجيـر النشط.

5ـ العوامل المناخية (درجة الحرارة، الرطوبة النسبية، سرعة الرياح، شدة الاضاءة).

6ـ النبات (النوع، الصنف، العمر، المحصول المتوقع، توزيع الجذور، التحمل للملوحة، طول موسم النمو، مرحلة النمو، معدل الاستهلاك المائي خلال مراحل النمو المختلفـة) (يتم الاسترشاد بالنظم الخبيرة في هذا المجال).

7ـ العوامل الاقتصادية (تكاليف جميع مدخلات برنامج التسميد والعمالة والعائد المتوقع).

أما عن برنامج التسميد من خلال الري فيتوقف على:

1ـ نوعية مياه الري (خاصة محتواها من الكالسيوم  والصوديوم والكبريتات والكلوريد.

2ـ الصرف الجيد (سواء كان طبيعياً أو صناعياً).

3ـ إضافة الاحتياجات الغسيلية الملائمة (تتوقف على نوع مياه الري ونوع النبات).

4ـ استخدام الطرق المناسبة لإذابة وترويق الأسمدة شحيحة الذوبان (مثل سلفات البوتاسـيوم ونترات الجير).

5ـ إضافة الأحماض بالكميات المناسبة حتى تصل حموضة مياه الري إلى 5,5 – 6 وتفضل أحماض النيتريـك  والكبريتيك والفوسفوريك بتركيز 55 – 60% بجانب أنها مصادر غذائية، كما أنها تعمل علـى خفـض حموضة التربة مما تيسر امتصاص العناصر الغذائية خاصة الصغرى.

وضع برنامج سمادي حقيقي يعبر عن الاحتياجات الفعلية للنبات لذا يجب الاستفادة مـن نتـائج تحليل التربة والنبات، وتعديل البرنامج السمادي المتبع، كما هو في الجدول التالي:

التعديل في برنامج التسميد	مستوى العنصر في الأرض أو النبات
يضاف العنصر بزيادة كميته من 50 – 100% لبرنامج التسميد المتبع	منخفض جدا
يضاف العنصر بزيادة كميته من 25 – 50% لبرنامج التسميد المتبع	منخفض
لايلزم تعديل لبرنامج التسميد وكمية العنصر المضافة كافية	عادى
تنخفض كمية العنصر المضافة فى برنامج التسميد المتبع بنسبة 25 – 50%	مرتفع
تنخفض كمية العنصر المضافة فى برنامج التسميد المتبع بنسبة 50 – 100%	مرتفع جداً

أهم الخصائص الواجب توافرها بالأسمدة المستخدمة في نظام الري مع التسميد

1ـ ألا تسمح بحدوث ترسيبات داخل شبكات الري.

2ـ آمنة الاستخدام في الحقل.

3ـ ليس لها تأثيرات جانبية ضارة على الأرض والنبات.

4ـ كاملة الذوبان في الماء.

5ـ لا تتفاعل مع المركبات أو الأسمدة الأخرى التي تضاف معها خلال مياه الري.

6ـ معامل الملوحة لها منخفض الفوسفاتية حامضية التـأثير وكذا تفضل الأسمدة.

عموماً فإن الأسمدة الذائبة في الماء أو الرائقة أو المحتوية على عنصر أو عناصر غذائية في صورة سائلة تكون ملائمة للاستخدام والإضافة من خلال أجهزة حقن الأسمدة.