الإدارة المتكاملة للمياه مع المحاصيل البستانية

إعداد: أ.د.عطية الجيار

أستاذ بمعهد بحوث الأراضي والمياه والبيئة بمركز البحوث الزراعية

تعني الإدارة المتكاملة للمياه تجميع كل القطع معا، على أن يؤخذ في الاعتبار الجوانب الاجتماعية والبيئية والتقنية. وتشمل القضايا المُثيرة للقلق ما يلي: توفير المنتديات؛ إعادة تشكيل عمليات التخطيط؛ تنسيق إدارة الأراضي والموارد المائية؛ تحديد الروابط بين مصادر المياه وجودة المياه؛ وضع بروتوكولات للإدارة المتكاملة لمستجمعات المياه؛ معالجة التحديات المؤسسية؛ حماية واستعادة النظم الطبيعية؛ إعادة صياغة المشاريع القائمة؛ معرفة آراء المجتمع؛ توضيح مخاطر التعليم والاتصال؛ توحيد التكنولوجيا والسياسة؛ تكوين الشراكات والتأكيد على التدابير الوقائية. الأولوية القصوى لإدارة الموارد المائية هي زيادة الطلب على المياه في ظل الموارد المائية المحدودة.

تابعونا على قناة الفلاح اليوم

تابعونا على صفحة الفلاح اليوم على فيس بوك

تعتبر الموارد المائية أساس التنمية المستدامة، لذا يجب أن يعتمد النهج المستدام على استخدام وإدارة الموارد المائية. في القرن الحادي والعشرين، يواجه العالم أزمة مياه كبرى. وتنبع المشاكل من الأخطاء في إدارة الموارد المائية. وبالتالي، فإن الاستخدام المستدام للموارد المائية أمر بالغ الأهمية للبشرية. وتعرف التنمية المستدامة بأنها أهداف العرض واحتياجات اليوم دون المساس بأهداف ومتطلبات الأجيال القادمة.

ينبغي النظر في الأهداف طويلة المدى بدلاً من الأهداف قصيرة المدى في تقييم الموارد المائية. يشكل هذا النهج فكرة الإدارة المتكاملة للموارد المائية للمحاصيل البستانية. تصف هذه الورقة تطور استخدام المياه فيما يتعلق بالإنتاجية، وكيفية تطور وإدارة أنظمة الري، واستراتيجية لاستكشاف التحديات والفرص للحفاظ على المياه في المحاصيل البستانية للتنمية المستدامة.

أولا: مقدمة

إن الإدارة المستدامة للموارد المائية مهمة جدا للنظام البيئي من حيث توفير الأساس للتنمية المستدامة لأن الموارد المائية قضية حيوية للإنسان. يعد بناء الوعي بالإدارة المستدامة وإصدار الشهادات أمرا مهما أيضا في هندسة الموارد المائية. إن تكامل البيئة بكل مواردها الطبيعية والتزامها بتحقيق كافة خطط التحسين في فلسفة التنمية المستدامة ينبع من ضرورة الإدارة المتكاملة للموارد المائية.

ولأن الزراعة تنطوي دائما على مخاطر اقتصادية، فقد سعت البشرية منذ فترة طويلة إلى إيجاد طرق للحد من مخاطر الطقس التي تؤثر على الزراعة. وحتى في الحضارات المبكرة، لاحظ المزارعون أن التطبيق التكميلي للمياه على الأرض يمكن أن يقلل من آثار الجفاف.

لقد تم فهم المستأجرين الأساسيين للري على الأقل منذ زمن الحضارة السومرية قبل أكثر من 6000 عام: يحتاج المرء إلى الحصول على الماء على الأرض، والاحتفاظ به هناك طالما كانت هناك حاجة إليه، والتخلص منه عندما لا يعود موجودا. مطلوب، واحتفظ بالمياه غير المرغوب فيها. ومع ذلك، فقد استغرق الأمر عدة قرون من الري حتى أدركت البشرية أن الري يمكن أن يكون له عواقب بيئية سلبية، خاصة بسبب تراكم الملح، وأن ممارسات الري يجب أن تدار للتحكم في الملح.

تشكل هذه الآثار السلبية، جنبًا إلى جنب مع الآثار المجتمعية السلبية غير المباشرة الناجمة عن تحويل المياه الزراعية، تهديدا لمستقبل الري ويجب معالجته بشكل مناسب إذا أردنا أن تصبح البستنة المروية نظام إدارة مستدامًا.

يؤدي الطلب المتزايد على المياه لاستخدامات أخرى في مجتمعنا إلى جانب ندرة المياه إلى ضغوط غير مسبوقة لتقليل حصة المياه العذبة المستخدمة في الري. وحتى وقت قريب، كان المجتمع المحلي يستجيب للطلب المتزايد على المياه من خلال تطوير إمدادات جديدة.

لم يعد هذا ممكنا في كثير من الحالات اليوم، نظرا للتكاليف الاقتصادية والبيئية للتطورات الجديدة في مجال المياه المصادر تتجاوز الفوائد المتصورة. البديل للتنمية الجديدة هو الحفاظ على الموارد الموجودة. ولذلك فإن الزراعة، باعتبارها المستخدم الرئيسي للمياه المتنوعة، تخضع لرقابة دقيقة. وتعتبر المياه المخصصة للاستخدام الزراعي هي الأولى التي تعتبر مصدرا جديداً للإمدادات لاستخدامات أخرى، خاصة في حالات ندرتها. والواقع أن إعادة تخصيص المياه من الزراعة إلى القطاعات الأخرى قد بدأت بالفعل في العديد من المناطق، ومن المتوقع أن تزداد في المستقبل.

في حين أن الزراعة مطلوبة للتخلي عن المياه، فإن النمو السكاني في العالم يتطلب الزراعة لزيادة إنتاج الغذاء. وبحلول عام 2025، سيحتاج العالم إلى زيادة في الحبوب بنسبة 40%، ويتجه أيضا نحو زيادة استهلاك الفواكه والخضروات. ولن يتم حل هذا الصراع في السنوات المقبلة ما لم نتمكن من مواجهة التحدي المتمثل في زيادة إنتاجية المحاصيل عن كل وحدة من المياه المستهلكة، وخاصة في البستنة المروية، وهو القطاع الذي كانت المياه تستخدم فيه بسخاء حتى وقت قريب.

1ـ الإدارة المتكاملة للموارد المائية

أصبحت مبادئ الإدارة المتكاملة لحل أزمة المياه العالمية في المقدمة في ظل التطورات التي حدثت في السنوات الأخيرة. وقد وضع التوجيه الإطاري للمياه في الاتحاد الأوروبي، والذي تم تنفيذه في عام 2000، سياسات مائية مع نهج إدارة قائم على مستجمعات المياه، وحمايتها من الموارد المائية والتحكم فيها من حيث الكمية والنوعية. وفيما يتعلق بسياسة الإدارة المستدامة، يجب التعامل مع الظاهرة الاجتماعية والبيئية والاقتصادية والتقنية والمؤسسية ككل. وتعتمد الإدارة المتكاملة للموارد المائية على الإدارة العادلة والفعالة والاستخدام المستدام للمياه.

يتم توفير تكامل الوسائط البيئية من خلال دمج العوامل الاجتماعية والاقتصادية والسياسية والمؤسسية والفنية والقانونية مع العوامل البيئية (الاستدامة)، وتكامل التخصص، وتكامل الجهات الفاعلة (التنسيق)، وتكامل الموارد المالية، وتكامل أدوات الإدارة، والمناخ التغيير والمخاطر في الإدارة المتكاملة للموارد المائية. يجب أن يتكون نموذج الإدارة المتكاملة من مراحل التحديد ونظام البيانات ونظام دعم القرار والتنفيذ والتفتيش ومناقشة المراحل على التوالي.

يجب على أصحاب المصلحة في الطلب على المياه توفير نهج عمل تشاركي أثناء ممارسة جميع المراحل. يجب أن يؤخذ في الاعتبار توزيع الموارد المائية حسب مجال الاستخدام في الإدارة المتكاملة للموارد المائية لتحليل أصحاب المصلحة. مجاعة المياه وتلوث المياه وقضايا إدارة المياه تلزم بالتعامل مع مستجمعات المياه من خلال الإدارة المتكاملة للموارد المائية في جميع الموارد المائية. تكامل البيئة بكل مواردها الطبيعية والالتزام بتحقيق كافة خطط التحسين في فلسفة الاستدامة ويؤدي التطور إلى ضرورة الإدارة المتكاملة للموارد المائية. ولا يمكن تحقيق حماية الموارد المائية وتوفيرها للاستخدام المستدام إلا من خلال نظام الإدارة المتكاملة.

وهناك حاجة إلى تحسين التنسيق والتعاون بين وكالات تخطيط وإدارة الموارد المائية. يجب أن تكون سياقات التخطيط والإدارة متسقة مع القضايا التي تعالجها، ويجب أن تعترف بتفاعلات النظام البيئي ذات الصلة. إن الأمر يتطلب منتديات موضوعية لمعالجة الأبعاد الحقيقية لمشاكل إدارة المياه، وجلب أصحاب المصلحة إلى طاولة المفاوضات، والتوصل إلى توافق في الآراء. وينبغي لخطط الإدارة المتكاملة للمياه أن تقود عمليات صنع القرار بشأن الموارد المائية وأن تكون بمثابة أساس لتطوير البرامج التنظيمية. يلعب المعلمون دورا مهما في تطوير وتنفيذ استراتيجيات الإدارة المتكاملة للمياه.

تعد وظائف التدريس والبحث والخدمات في الجامعات مناسبة بشكل مثالي لتثقيف جمهور متنوع حول قضايا إدارة المياه. ويجب أن تأخذ سياسات إدارة المياه أبعاداً عالمية. ويجب تحسين التنسيق والتعاون بين الوكالات الحكومية الدولية. ويجب أن يتم فهم العمليات السياسية بشكل أفضل وتشكيلها بحيث تركز على الأساليب الشاملة لإدارة الأراضي والمياه. ويجب التأكيد على التدابير الوقائية، بدلا من التدابير العلاجية.

2ـ كفاءة المياه في البستنة

يتم استهلاك المياه المستخدمة في الري عن طريق التبخر من أسطح المحاصيل أو التربة، وقد يتم فقدها أيضًا بسبب الجريان السطحي أو الترشيح العميق. وفي كثير من الحالات، يمكن استرداد هذه المياه المفقودة داخل الحوض وإعادة استخدامها، وإن كان ذلك مع بعض التدهور في الجودة. يهدف الحفاظ على المياه إلى زيادة كفاءة الري عن طريق تغيير طريقة الري، فمثلا قد لا يؤدي إلى توفير صافي في المياه إذا كانت الخسائر المحفوظة قابلة للعكس. يتم تعريف إنتاجية المياه (WP) على أنها نسبة العائد إلى التبخر. وعلى النقيض من تحسينات الكفاءة، فإن تحسين WP من خلال زيادة الغلة و/أو تقليل ET يؤدي إلى توفير صافي، وبالتالي تقليل متطلبات المياه الزراعية.

تختلف إنتاجية المياه في الزراعة المروية بشكل كبير وتعتمد على العديد من العوامل البيوفيزيائية والإدارية. وبما أن الاختلافات في الفوسفور الأبيض بين المحاصيل تكون حسب الحجم، فإن العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على الفسفور الأبيض هو القيمة الاقتصادية للمنتج. وعادة ما تكون منتجات البستنة ذات قيمة عالية، وبالتالي فإن الفوسفور الأبيض يفوق عادة منتجات المحاصيل الحقلية. وباستخدام قيم المحاصيل الحالية وخصائص ET لزراعة كاليفورنيا، يبلغ حجم الفسفور الأبيض للذرة حوالي 0.20 دولار/م3، مقارنة بـ 0.70 دولار/م3 للوز، و5.00 دولار/م3 للفراولة، وأكثر من ذلك لمحاصيل الدفيئة ونباتات الزينة. زينة.

من الأمثلة المتطرفة على ذلك محاصيل الخضروات التي تمت زراعتها تحت البلاستيك في جنوب شرق إسبانيا خلال فترة الركود. ويؤدي الجمع بين أسعار السوق المرتفعة وانخفاض ET إلى WP يبلغ حوالي 10 دولارات للمتر المكعب. وعلى الرغم من أنها مثيرة للإعجاب، إلا أن هذه القيمة لا يمكن أن تتنافس مع قيمة الاستخدامات الصناعية والحضرية.

مع ذلك، فهو يساعد في تفسير الاتجاه نحو تحويل المناطق المروية من المحاصيل منخفضة القيمة والمحاصيل الخام إلى المحاصيل البستانية في العديد من المناطق التي تعاني من ندرة المياه في الولايات المتحدة، وهو اتجاه من المرجح أن يزداد في جميع أنحاء العالم.

3ـ وجهات نظر تاريخية

تاريخ الري يوازي تاريخ الزراعة نفسها، حيث حدثت التطورات الزراعية المبكرة في الهلال الخصيب في بيئة قاحلة. وبعد عام 1900، تسارع تطور الري في الولايات المتحدة حيث أدى النمو السكاني إلى زيادة إنتاج الغذاء، وتكرر هذا النمط على أساس عالمي خلال معظم القرن العشرين. خلال العقدين الأخيرين من القرن، ظلت المساحة المروية في الولايات المتحدة مستقرة نسبيا عند حوالي 20 مليون هكتار على الرغم من الاختلافات الإقليمية وبعض التوسع في منتصف التسعينيات.

تمثل الأراضي المروية حاليا 18% من جميع المحاصيل، ولكن حوالي 50% من جميع المحاصيل. هذه الإنتاجية العالية للزراعة المروية، إلى جانب تغير أنماط التغذية المدفوعة جزئيا بإدراج الفواكه والخضروات كمكونات أساسية لنظام غذائي صحي، أدى إلى الوضع اليوم حيث يتم حصاد ثلثي الخضروات وثلاثة أرباع الفاكهة المنتجة في الولايات المتحدة من الري. المناطق.

4ـ المنطقة شبه القاحلة

وليس من المستغرب أن يبدأ تطوير الري في الولايات المتحدة في منطقة شبه جافة، حيث جعل هطول الأمطار المحدود للغاية الري ضروريًا للتنمية الزراعية القابلة للحياة. هناك أدلة على انتشار الري على نطاق واسع في وادي نهر الملح في ولاية أريزونا وغيرها من المناطق القاحلة.

جلب الإسبان الري إلى نيو مكسيكو في القرن السادس عشر، وقام سكان بعثاتهم في كاليفورنيا بتطوير الأراضي المروية بعد القرن السابع عشر. حدث تطوير الري الحديث خلال القرن التاسع عشر، وبحلول عام 1870، كان هناك أكثر من 60 ألف فدان من المحاصيل البستانية المروية في السهول المحيطة بلوس أنجلوس وحدها.

وبحلول نهاية القرن، كان هناك حوالي 1.5 مليون فدان من الأراضي المروية في كاليفورنيا، وحوالي ثلثيها مخصصان للمحاصيل البستانية. وقد ساعد عدد من التطورات المؤسسية، بما في ذلك تشكيل مناطق الري المنظمة، على تعزيز نمو الري، مع توسع الأراضي المروية في كاليفورنيا إلى 4.5 مليون فدان بحلول عام 1930، أي حوالي 50٪ من المساحة الحالية. بعد ذلك، تباطأ التوسع في تطوير الري حتى نهاية الحرب العالمية الثانية.

في ذلك الوقت، كان إجمالي المساحة المروية في الولايات الغربية السبعة عشر حوالي 20 مليون فدان، والتي تضاعفت في الثلاثين عامًا التالية إلى 43 مليون فدان. كما توسع الري بشكل كبير في بقية أنحاء الولايات المتحدة بعد عام 1950، حيث انتقل من مليون إلى سبعة ملايين فدان في عام 1978.

تأثرت النتائج بشدة بطبيعة التربة التي عمل عليها مع قدرة تخزين مياه التربة العالية وعمق غير محدود تقريبا، وأشار إلى أن آخرين قد تحققوا من أن محاصيل الأشجار يمكنها استخراج 300 إلى 400 ملم من المياه من هذه الأنواع من التربة دون التسبب في ضغوط كبيرة على مياه الأشجار  تم أخذ عينات التربة يدويًا لحساب معدلات استخدام المستهلك البستاني، وتم وضع مبادئ توجيهية لإدارة الري لمعظم محاصيل الأشجار في كاليفورنيا  وفي دراسات لاحقة أن الري يمكن أن يتأخر حتى استنفاده. الجزء الرئيسي من منطقة الجذر إلى درجة الذبول الدائم دون خسارة في المحصول.

يجب أن يكون هذا المستوى من إمدادات المياه كافيا في ظل الظروف البستانية التي كانت موجودة خلال تلك الأوقات، بما في ذلك الأشجار ذات المسافات الواسعة، لتجنب التأثيرات السلبية على المحصول مع عدم تكرار الري الذي أدى إلى جفاف التربة للغاية في الجزء الأكبر من الجذر. منطقة. وقد يستغرق الأمر عقودًا حتى يتم فهم ديناميكيات المياه في النظام الجوي للتربة.

5ـ المنطقة الرطبة

تشهد العديد من الولايات الرطبة في جنوب شرق الولايات المتحدة هطول أمطار يزيد عن 1200 ملم/السنة. تمت زراعة الحمضيات والعديد من المحاصيل الأخرى بنجاح في فلوريدا دون ري. إذا كانت الأمطار السنوية تتطابق مع الموسم الموسمي أو تتجاوزه، أن ري الحمضيات لم يكن اقتصاديا في فلوريدا. أن الري أدى إلى زيادة الغلة بما يكفي لجعله يستحق الاستثمار. تشمل الأسباب الرئيسية التي تجعل الري مفيدا في المناطق الجنوبية الشرقية الرطبة التربة وتقلب هطول الأمطار والتغيرات في تكنولوجيا الري.

من كارولينا عبر جورجيا وفلوريدا، يحتوي السهل الساحلي على مساحات واسعة من التربة الرملية ذات القدرة المنخفضة على الاحتفاظ بالمياه. يمكن أن يصل المحتوى المائي في السعة الحقلية لبعض ترب الحمضيات في فلوريدا إلى 6%، ويمكن أن يصل الماء المتوفر إلى 0.049 سم3. ولا تتمتع هذه الترب بقدرة التخزين المؤقتة اللازمة للتعامل مع فترات الجفاف القصيرة ويصبح الري اللازمة لتحسين الغلة. أن هطول الأمطار تراوح بين 836 إلى 1758 ملم في عامين متتاليين. تسببت العديد من أحداث النينيو في هطول أمطار قياسية في ديسمبر في فلوريدا.

عادة ما يكون هذا شهرا جافا. وكانت هناك أيضا فترات جفاف دورية في الجنوب الشرقي. وبالإضافة إلى الحد من غلة المحاصيل، أدت حالات الجفاف هذه إلى حرائق الغابات، مع ما يترتب على ذلك من أضرار بيئية. بالإضافة إلى التباين السنوي، يمكن أن يكون هطول الأمطار موضعيا تماما في المكان والزمان ولا يأتي بالضرورة عند الحاجة.

في بعض أجزاء الجنوب الشرقي، تنتج أنماط هطول الأمطار فترات جافة ورطبة واضحة جدا، كما هو الحال في فلوريدا، حيث يسقط أكثر من 60٪ من الأمطار بين يونيو وسبتمبر. تعتبر مجموعة الزهور والفاكهة فترات حرجة للحمضيات والعديد من المحاصيل الأخرى، وتحدث خلال موسم الجفاف في فلوريدا. قلة الأمطار أو عدم كفاية الري خلال هذه الفترات يمكن أن تقلل بشكل كبير من الغلة.

أن الري لم يكن مجديا اقتصاديا، عندما كانت طرق الري السائدة هي الفيضانات (في بساتين الأخشاب الساحلية والمسطحة)، والرشاشات العلوية، والأنابيب المثقبة المحمولة، والحجم السداسي. خلال فترات الجفاف، تعمل الرشاشات عادةً كل 10 إلى 14 يوما، وغالبا ما يؤخر المزارعون بدء الري لعدة أيام، على أمل أن يقضي المطر على هذه الحاجة. وبالتالي، لم يتم تطبيق الري دائمًا في الوقت المناسب. تطور الإجهاد المائي وانخفضت غلة الفاكهة.

أن الري يمكن أن يكون اقتصاديًا بالنسبة للحمضيات، حتى في السنوات التي يتزايد فيها هطول الأمطار. ومن خلال الحفاظ على رطوبة التربة أعلى من مستوى تصريف ثلث المياه المتاحة في الفترة من يناير/كانون الثاني إلى يونيو/حزيران، واستنفاد الثلثين خلال بقية العام، زادت غلات الضوابط المروية.

تم إدخال الري بالرش الصغير إلى فلوريدا من جنوب أفريقيا في أوائل السبعينيات. عندما وجد أن هذه الأنظمة توفر بعض الحماية من الصقيع للحمضيات، تم تركيب مرشات صغيرة على آلاف الهكتارات من الحمضيات في فلوريدا. أصبحت فلوريدا واحدة من أسرع أسواق الري الصغيرة نموا في الولايات المتحدة خلال الثمانينيات.

يتم الآن ري معظم مناطق الحمضيات في فلوريدا بمرشات صغيرة نظرا للميزة المزدوجة المتمثلة في الري عالي التردد بالإضافة إلى الحماية من الصقيع. وتشير التقديرات إلى أنه في عام 1994، كان حوالي 20% من إجمالي المساحة المروية الصغيرة في الولايات المتحدة عبارة عن محاصيل الفاكهة في فلوريدا.

ثانيا: تجهيز الري في المحاصيل البستانية

1ـ متطلبات الاستخدام الاستهلاكي

أسفرت الأبحاث النظرية والتجريبية حول التبخر من الأسطح المحصورة عن عدة طرق لحساب ET، وهو المدخل الأساسي لتحديد كمية المياه التي سيتم تطبيقها. تم تطوير الإجراءات القياسية لحساب ET بنجاح ولكن تم تعديلها مؤخرًا. تعتمد جميع الطرق على حساب المرجع ET مضروبا في عامل المحصول المحدد تجريبيا (Kc) والذي يتضمن ميزات محددة لكل محصول. في الوقت الحاضر، توجد تقديرات جيدة لقيم Kc بالنسبة لمعظم المحاصيل البستانية، على الرغم من أن معظم أبحاث Kc قد أجريت على المحاصيل الحقلية الرئيسية.

الاستثناء الوحيد هو عدم وجود معلومات كافية عن الاحتياجات المائية لبستان الأشجار الصغيرة. تم استخدام العلاقة بين ET والمنطقة المظللة الأرضية، التي تم تطويرها لأشجار اللوز الصغيرة بنجاح مع الأشجار المتساقطة وغيرها من أشجار الفاكهة الخضراء لضبط بستان ET ناضج مع تلك الموجودة في مظلة شجرة متنامية. على الرغم من تجريبها، فإن دقة تقديرات ET كافية لمعظم تطبيقات الإدارة، على الرغم من وجود نماذج ميكانيكية أكثر تعتمد على نظرية التبخر.

يمكن أن يؤدي نقص المياه إلى تقليل نتح المحاصيل (T) إما عن طريق التأثير على النمو الخضري، وبالتالي تقليل حجم المظلة، أو عن طريق إغلاق الثغور، وبالتالي تقليل تسليم المظلة. بسبب الخطية بين اعتراض الإشعاع وإنتاج الكتلة الحيوية، فإن تقليل T عن طريق تطوير ستائر صغيرة عادة ما يقلل من الفسفور الأبيض ويجب تجنبه في البستنة المكثفة.

هناك خيار آخر، وهو تنظيم المظلة T عن طريق إغلاق الثغور، ويقدم بعضا منها الاختلافات المثيرة للاهتمام والاستغلال بين المحاصيل البستانية. ومن المعروف أن T يتم التحكم فيه عن طريق الثغور. يتم تنظيم نتح المظلات بواسطة موصلية الهواء والمظلة، ويعتمد مدى تأثر T بالتغيرات في توصيل الثغور على الحجم النسبي للاثنين.

تحتوي المظلات الطويلة الخشنة مثل تلك الموجودة في البساتين على موصلات هوائية أكثر بكثير من تلك المظلات القصيرة الناعمة للمحاصيل الحقلية والخضروات. تقترن ستائر الأشجار جيدا بالجو وتتبادل ثاني أكسيد الكربون والماء بشكل فعال مع بيئتها، في حين أن المظلات القصيرة، خاصة في ظل الرياح المنخفضة، تكون مقترنة بشكل سيئ وتوفر مقاومة أكبر للانتقال الجماعي.

في ظل الاقتران الضعيف، يؤدي إغلاق الثغور إلى زيادة درجة حرارة المحصول، مما يؤدي بدوره إلى زيادة تدرج ضغط البخار بين الورقة والجو، مما يزيد من T. في هذه الحالة، تكون السيطرة على الثغور غير فعالة في السيطرة على T وكبيرة يتناقص حجمها (وهذا يؤثر أيضا على عملية التمثيل الضوئي بشكل كبير) هناك حاجة لتقليل المظلة T. على العكس من ذلك، في البساتين جيدة الاقتران، يمنع النقل الفعال للحرارة من الأوراق حدوث فرق كبير بين المظلة ودرجة حرارة الهواء ويوجد تقريبا العلاقة الخطية بين النتح وموصل المظلة. يبلغ ارتفاع أشجار الزيتون 3 أمتار وتغطي حوالي 50% من الغطاء الأرضي، وجدت حساسية نسبية لـ T للتغيرات في اتصال المظلة تبلغ حوالي 0.9 خلال معظم اليوم.

بالتالي، فإن الانخفاض المحدد في توصيل الثغور سوف يقلل من T الزيتون بنفس المقدار تقريبًا. على النقيض من ذلك، أظهرت قياسات مماثلة على الثوم مع غطاء كامل حساسية T لانخفاض في الثغور أقل من 0.3، مما يعني أن الانخفاض النسبي في T سيكون أقل من 30٪ انخفاضًا في التوصيل. وبالتالي، فمن الواضح أن الثغور المغلقة سيكون لها تأثير متغير على T اعتمادا على خصائص مظلة المحصول وبيئتها.

2ـ طرق الري

هناك عدد من تقنيات الري السطحي المستخدمة في البستنة ولكن جميعها لها قيود أساسية. يتم تحديد عمق المياه المطبقة من خلال معدل تسرب التربة. ومع الري السطحي، والتصاميم الهندسية الأفضل، والإدارة، وإعداد الأرض (التسوية بالليزر)، يتم الآن استخدام تقنيات جديدة للتحكم في عمق التطبيق وتوزيع المياه بشكل موحد قدر الإمكان عبر الحقل. ومع ذلك، لا يمكن التغلب على التباين المتأصل في معدلات استهلاك مياه التربة، وبالتالي التباين في المياه المتسربة داخل الحقل.عندما لم تكن التسوية ممكنة، وعلى الرغم من أن أنظمة الرش الأولية كانت تتطلب متطلبات عمل أكثر من الأنظمة السطحية، إلا أن أنظمة المجموعات الصلبة والروبوتية الحالية تتطلب القليل من العمل.

يتأثر التوزيع الموحد للمياه المطبقة بواسطة رذاذ الرياح مما يؤدي أيضا إلى زيادة تبخر الرش وفقدان الانجراف في المناخات القاحلة. علاوة على ذلك، يمكن أن يمثل الري بالرش مشكلة في البساتين بسبب اعتراض المظلة لأنماط الرش مما يؤدي إلى سوء التوزيع.

يعمل البستانيون وعامة الناس على ربط الري بالتنقيط أو الري بالتنقيط باستخدام المياه بكفاءة. يتكون الري بالتنقيط من نظام دائم من الأنابيب البلاستيكية التي تستخدم أجهزة الإرسال لتحديد موقع المياه بالقرب من النباتات الفردية باستخدام تطبيق عالي التردد ومعدلات تصريف منخفضة.

يمكن أن يكون الري السطحي فعالا في التربة العادية ذات معدل تسرب متوسط إلى منخفض ولكنه غير فعال في التربة غير المتجانسة و/أو مع الأنسجة الخفيفة. لقد هيمن اختراع الري بالرش في الأربعينيات من القرن العشرين على توزيع المياه المتسربة بعيدا عن التربة. وأصبح من الممكن بعد ذلك تطبيق أي عمق مطلوب على المناطق.

ظهرت التقارير البحثية الأولى حول هذه الطريقة بعد عدة سنوات من إتاحتها تجاريًا. وقد أظهرت الأبحاث أنه بالإضافة إلى تحسين التوحيد في توزيع المياه، يمكن للري بالتنقيط أن يزيد من كفاءة استخدام الأسمدة عن طريق الحقن المباشر، ويسمح بوصول أفضل إلى المعدات الميدانية، ويقلل من الأمراض الفطرية المرتبطة بالرطوبة، ويقلل من انتشار الأعشاب الضارة. ومن ناحية أخرى، فقد ثبت أن مكافحة الأعشاب الضارة في المناطق الرطبة في كثير من الأحيان أمر صعب بسبب الانهيار المتسارع لمبيدات الأعشاب.

تعمل الرشاشات الصغيرة، وهي تقنية التقطير الإضافي لتقنية التنقيط، على ترطيب مساحة سطح أكبر بأشكال نموذجية مختلفة وتعمل بتردد بين الرشاشات التنقيطية والرشاشات الصدمية التقليدية. من السهل أيضًا معرفة ما إذا كانت الرشاشات الصغيرة مسدودة أم لا.

أدت المزايا التشغيلية والإدارية للمرشات وأنظمة الري الصغيرة (بالتنقيط والرشاشات الدقيقة) إلى تحول كبير في الولايات المتحدة من الري السطحي إلى هذه الطرق المدمجة. أنه بين عامي 1979 و1994، انخفضت المساحة المروية السطحية في الولايات المتحدة من الثلثين إلى النصف إجمالي الأراضي المروية، ادى إلى أن استخدام الري الجزئي زاد بسرعة كبيرة خلال هذه الفترة بمعدل نمو سنوي يزيد عن 400%.

وقد بلغت هذه المساحة مليون هكتار عام 2000 أي 5% من إجمالي المساحة المروية. داخل الولايات المتحدة، تمتلك كاليفورنيا أكبر مساحة في الري الصغير، لكن العديد من الولايات الأخرى، بما في ذلك فلوريدا وجورجيا وهاواي وميشيغان وتكساس، لديها مساحة كبيرة تقع في المناطق الرطبة. إن أنظمة الري الموجودة الآن أكثر من كافية لتزويد البستنة بمجموعة واسعة من الخيارات لاستخدام المياه بكفاءة وبشكل موحد، إلى درجة أن الاعتبارات الاقتصادية والاجتماعية غالبا ما تحدد الاختيار النهائي للطريقة والمعدات.

3ـ جدولة الري

جدولة الري هي طريقة منهجية يمكن من خلالها للمنتج تحديد وقت الري وكمية المياه التي سيتم استخدامها. الهدف من برنامج الجدولة الفعال هو تزويد النباتات بالمياه الكافية مع تقليل الخسائر الناجمة عن الترشيح العميق أو الجريان السطحي. وتعتمد جدولة الري على التربة والمحاصيل والجو ونظام الري والعوامل التشغيلية. تتطلب الجدولة الصحيحة للري أساسا سليمًا لاتخاذ قرارات الري.

يتراوح مستوى اتخاذ القرار من الخبرة الشخصية إلى اعتماد الممارسات والتقنيات القائمة على الأدوات المدعومة بالكمبيوتر والتي يمكنها تقييم التربة والمياه والغلاف الجوي. يمكن أن تعتمد تقنيات جدولة الري على قياس مياه التربة، أو بيانات الأرصاد الجوية، أو مراقبة إجهاد النبات. طرق الجدولة التقليدية هي قياس محتوى مياه التربة أو حساب أو قياس معدلات التبخر. أدت الأبحاث في فسيولوجيا النبات إلى طرق الجدولة من خلال مراقبة ضغط تورم الأوراق وقطر الساق وتدفق النسغ.

مع استخدام تقنيات الري بالرش السطحي والمحمول، والعمل الذي يتعين إكماله، كان الهدف الأساسي للإدارة هو الري بشكل منتظم قدر الإمكان. الشاغل الرئيسي هو مطابقة التطبيقات لمتطلبات المحاصيل. في حين أن معظم عمليات الري تستخدم أساليب بديهية أو نوعية للتبويب، فقد تمت دراسة هذا الموضوع على نطاق واسع في مجال البستنة وتم اقتراح العديد من التدابير الكمية بناءً على ميزانية المياه والتربة ومؤشرات النباتات. ربما تكون طريقة ميزانية المياه هي تقنية الجدولة الأكثر استخداما.

في الري السطحي، يتمثل النهج في حساب مخزون مياه التربة المتاحة والاستنزاف المسموح به العتبة. بعد ذلك، تتم موازنة مدخلات هطول الأمطار والري المعدلة من أجل التطبيق الفعال مقابل إنتاجية المحاصيل ET والجريان السطحي والترشيح.

إن زيادة توافر بيانات ET المحلية والإقليمية، والتوسع في الري الجزئي، حيث يتم تنفيذ معلومات ميزانية المياه بسهولة أكبر، شجع المزارعين على اعتماد تكنولوجيا ميزانية المياه. وقد ساهمت النماذج الحاسوبية الرائدة التي وضعها، والتي عززت جدولة الري العلمية في الولايات المتحدة على مدى العقود الثلاثة الماضية، في نجاح هذه التكنولوجيا.

مراقبة رطوبة التربة هي إجراء جدولة آخر يستخدم في البستنة. كان أول جهاز يستخدم لقياس حالة مياه التربة هو مقياس توتر العين، الذي طوره لوس أنجلوس ريتشاردز. تاريخيًا، كانت العتبة الرئيسية لمقياس توتر العين هي النطاق الضيق نسبيا لعمل إمكانات مياه التربة، مما جعل استخدامه مع طرق الري السطحي إشكاليا بسبب النطاق الواسع لمحتويات مياه التربة بين الريات.

من ثم، فمن الأفضل استخدامه لإدارة الري في التربة الضحلة و/أو الرملية. وبدلا من تقييم إمكانات مياه التربة، يقيس المسبار النيوتروني محتوى الرطوبة، وبالتالي يمكن استخدامه لتقييم كميات المياه اللازمة لإعادة ملء خصائص التربة. ومع ذلك، فإن الانخفاض المستمر في الري السطحي، حيث هذه المعلومات هي الأكثر قابلية للتطبيق، وزيادة المتطلبات التنظيمية للمواد المشعة في الوقت الحاضر، يضعف الحماس لتقنية الرصد هذه.

شهد العقد الماضي جهودا متجددة لتطوير جيل جديد من أجهزة استشعار رطوبة التربة استنادا إلى خصائص كهربائية معينة، مثل المقاومة والسعة وقياس المجال الزمني للانعكاس. وتشمل الميزات الجديدة الرصد المستمر وتقييم الاتجاهات باستخدام البرامج المناسبة. تتطلب جميع هذه المستشعرات الجديدة تثبيتًا دقيقًا للغاية نظرًا لصغر مجال القياس. أحد القيود المهمة على مراقبة رطوبة التربة هو صعوبة التكيف مع التنوع المكاني لخصائص مياه التربة وتوزيع مياه الري.

على الرغم من أن تحسين الكتلة الحيوية النباتية أو إنتاج الفاكهة هو هدف الري، إلا أن النبات نادرا ما يكون محور التركيز الأساسي لتقنيات جدولة الري. على الرغم من وجود مجموعة متنوعة من الطرق لتقييم حالة مياه النبات بشكل مباشر أو غير مباشر، إلا أن هناك القليل من الاقتراحات لاستخدام مثل هذه القياسات لجدولة الري في البستنة.

تم قياس درجة حرارة المظلة بالأشعة تحت الحمراء، وهي تقنية قياس غير مباشرة تستخدم في المحاصيل الزراعية، والآن أدى تحسين المعرفة باستجابات النباتات للمياه إلى جانب التطورات الأخيرة في معدات المراقبة وأجهزة الاستشعار إلى توليد اهتمام متجدد بنهج الجدولة، وهذا هو لري أشجار الفاكهة.

المعلمة المحددة لقياس حالة المياه في النبات هي إمكانات المياه. واقترح استخدام الساق التي تقاس على ورقة مغطاة مما يجعلها أقل ارتباطا بالبيئة الجوية وأقل تنوعا من قياسات الأوراق التي تتأثر بسلوك الثغور وموعد تظليل الورقة. وقد وجد أن الساق كانت مؤشرا أفضل للإجهاد المائي من أوراق الفجر أو الظهيرة.

يعتمد مؤشر آخر لحالة الماء على تقلبات قطر الساق اليومية التي ترتبط ارتباطا مباشرا بالتغيرات في حالة ماء النبات. تسمح التطورات الحديثة في تكنولوجيا الاستشعار بالمراقبة المستمرة لقطر الساق أو الفاكهة.

ويتطلب الاعتماد التجاري لهذه المؤشرات للتبويب معرفة كيفية تأثير القياسات على الإنتاجية، وهي مسألة معقدة بسبب اختلاف الأنواع والعمليات في حساسيتها للإجهاد المائي. ومع ذلك، هناك بعض الأساليب التجارية الواعدة لجدولة النباتات لسقي أشجار الفاكهة، استخدام الجذع في البرقوق.

اقترح استخدام نمو الفاكهة لجدولة الري في التفاح وقدم بروتوكولات تعتمد على قياسات قطر الساق لجدولة الري في البساتين. تقليل احتياجات الري في البستنة ومع نمو السكان، ليس هناك شك في أنه في المستقبل القريب سيتم تحويل بعض المياه المستخدمة حاليا في الزراعة إلى القطاعات المتنافسة في المجتمع. بالنسبة للمحاصيل البستانية في المناطق المروية بكثافة مثل كاليفورنيا وفلوريدا، حيث أصبح استخدام الري بالتنقيط والري الصغير على نطاق واسع، فإن كفاءة التطبيق في الأنظمة جيدة التصميم والصيانة والإدارة مرتفعة بالفعل. تم إنشاء المكونين المطلوبين لنهج ميزانية المياه لجدولة الري Kc وET بعد عقود من البحث.

4ـ تقليل التبخر السطحي

إحدى الطرق الواضحة لتقليل ET هي تقليل أو إزالة E لأنه ليس له تأثير مباشر على إنتاج المحاصيل كما هو الحال مع T. في محاصيل الخضروات، تكون مدخرات E المحتملة عن طريق التحول إلى التقطير ضئيلة، كما تم تقييمها في دراسة مقياس ذوبان، حيث كان التنقيط ET والطماطم المروية متساويين. ومع ذلك، في محاصيل الأشجار، تكون وفورات E في السنوات الأولى للبستان كبيرة عندما يتم تغيير النظام السطحي إلى الري الصغير. خلال العقدين الماضيين، تم تطوير بواعث التنقيط لمكافحة تسلل الجذور، وهو العامل الأكثر إزعاجا في تطور التنقيط تحت السطح.

5ـ عجز الري وإدارة الإجهاد

إن عدم استخدام المساحات المزروعة أو التحول إلى المحاصيل الشتوية التي تستخدم مياها أقل من المحاصيل الصيفية هو الطريقة الأكثر مباشرة لتقليل الطلب على المياه للعمليات الزراعية الحديثة والفعالة وهو تقليل الاستهلاك الفعلي للنباتات. الري العجزي هو تطبيق الماء تحت معدل ET ويمكن القيام به بعدة طرق.

الري الناقص أو المستمر للعجز هو التطبيق المنتظم للمياه في جزء ثابت من ET المحتمل طوال الموسم. يتم تنفيذ RDI من خلال فرض عجز في المياه فقط في مراحل معينة من نمو المحاصيل. وينبغي أن يكون مفهوما أنه، اعتمادا على مستويات مياه التربة المخزنة وأنماط هطول الأمطار وكمياتها، فإن الري الناقص قد يؤدي أو لا يقلل من ET إلى أقصى إمكاناته.

ولم يتم بعد استكشاف إمكانية توفير مياه الري من العجز في محاصيل البستان. ويرجع ذلك إلى قلة الري في معظم المحاصيل الحقلية والصفرية، وعادةً ما تقلل نباتات المحاصيل الأقدم والأكثر بحثا من الإنتاجية، وبالتالي فإن الربح يتناسب طرديًا مع حجم العجز في ET. إن احتمالات تقليل ET في العديد من محاصيل الخضروات محدودة أيضا لأن معظم العلاقات بين المحصول و ET خطية.

مع ذلك، فإن طبيعة إنتاج محاصيل الأشجار، حيث تكون الفاكهة بدلاً من الكتلة الحيوية منتجًا قابلاً للتسويق وتكون جودة الفاكهة مهمة، توفر القدرة على استخدام العجز في الري لتقليل استخدام المياه مع الحفاظ على ربحية المزرعة أو حتى تحسينها دون تغييرات في المساحة المزروعة و/أو أنماط المحاصيل.

زيادة المساحة التي يمكن فيها استخدام الري العجزي بشكل فعال لتوفير المياه عن طريق تقليل T. كان العمل الأولي لـ RDI في السبعينيات في أستراليا ونيوزيلندا يهدف إلى تقليل النمو الخضري، وبالتالي التقليم الصيفي، في أشجار الخوخ المتأخرة النضج. وكانت وفورات المياه المرتبطة بها ذات أهمية ثانوية.

نجح الباحثون في الحفاظ على الغلة أو حتى زيادتها عندما ركزوا فقط على الأشجار في مراحل نمو الفاكهة البطيئة ووفروا حوالي 25% من ET المحتملة. حاول الباحثون في إسبانيا وكاليفورنيا إعادة إنتاج هذه النتائج في ظل ظروف مختلفة وفشلوا. وهذا ما يفسر خصوصية نتائج RDI وكيف تتطلب قابلية التحويل تعديلات على التنوع ونوع التربة والطلب التبخري.

السمة المشتركة للعديد من أنظمة الري العجزية هي تحسين جودة الفاكهة، كما ذكر أوريو وماغنيس منذ فترة طويلة. نفذت الاحتجاجات العديد من التجارب التي أظهرت بوضوح أن النقص المعتدل في المياه يعزز جودة التفاح. من خلال العمل مع البرتقال السرة الناضج، وجد أن إنتاجية الفاكهة والمياه ترتبط ارتباطا خطيا ولكن مع ميل أعلى من العلاقة 1:1. على عكس مظهر الفاكهة، غالبا ما تحتوي المحاصيل البستانية على مكونات إنتاجية فريدة أخرى يمكن استخدامها لتقليل T دون تقليل أرباح المزرعة. أحد الأمثلة على ذلك هو ترطيب الفاكهة في بساتين الخوخ.

أظهر أنه في غضون 6 إلى 8 أسابيع قبل الحصاد، يمكن أن يقلل الإجهاد المائي من ترطيب الفاكهة دون التأثير على وزن الثمار الجافة أو الحمل اللاحق للفواكه. بالإضافة إلى ذلك، يتم توفير الطاقة و200 إلى 250 ملم من الماء، كما يجب تجفيف البرقوق في الأفران. يحدث النمو السريع للنواة وبنية القشرة في الأسابيع الثلاثة إلى الأربعة الأولى من الموسم ولكن النمو السريع للنواة لا يبدأ إلا في الأسبوع العاشر تقريبا. لذلك، يمكن أن يكون RDI (100 إلى 200 ملم من الماء أقل من ET المحتمل) بين هاتين الفترتين دون آثار سلبية على الإنتاج. في الزيتون، أثبت أن العلاقة بين ET والعائد خطية.

قد يكون نقص الري بعد الحصاد طريقة أخرى للحفاظ على المياه في بعض الأنواع. مع وجود أشجار الخوخ في موسم الحصاد المبكر، فإن تقليل عدد الري السطحي بعد الحصاد بأكثر من النصف لم يؤثر سلباً على إنتاج البساتين لاحقاً. يجب في كثير من الأحيان التمييز بين التأثيرات الإيجابية الحالية والمحتملة لـ RDI.

مثال على ذلك يمكن العثور عليه في أشجار اللوز. أن الضغط المعتدل الذي يفرضه نظام SDI (المياه المطبقة بنسبة 85% من ET) لا يؤثر على الإنتاج. ومع ذلك، فقد شملت النتائج الأكثر أهمية أنظمة RDI المتوسطة إلى الشديدة قبل الحصاد (أبريل-يوليو). أدت هذه الاستراتيجيات إلى تقليل حجم المظلة ووزن النواة الفردية ولكن لم يكن لها أي تأثير على حمل الفاكهة.

بمعنى آخر، تتمتع أشجار RDI الأصغر حجما بكثافة فواكه أعلى من الأشجار المروية بالكامل. وبالتالي، فإن زيادة كثافة الزراعة في ظل RDI يمكن أن تزيد الغلة مقارنة بالبساتين المروية بالكامل بكثافة قياسية. علاوة على ذلك، فإن هذا النوع من RDI سيعالج مشكلتين صحيتين حاسمتين تواجهان الصناعة – الحروق الزراعية والغبار أثناء الحصاد. سيتم تقليل الأول أو التخلص منه بسبب الانخفاض الكبير في الغطاء النباتي وبقايا التقليم.

سيتم التخلص من هذا الأخير لأن التقسيم المبكر للهيكل سيسمح للمكسرات بالتجفيف على الأشجار وحصادها مباشرة في صناديق أو ناقلات، بدلا من التجفيف والحصاد على الأرض، وهي الممارسة الحالية التي ينتج الغبار أثناء المسح واسترجاع الجوز. سيتم أيضا القضاء على أضرار النمل والعدوى البكتيرية التي تنتقل عن طريق التربة باستخدام هذه التقنية المعتمدة على RDI. العنب هو محصول آخر حيث أدت إدارة الإجهاد إلى تحسين جودة الفاكهة. في الواقع، كان ري عنب النبيذ غير قانوني حتى وقت قريب في بعض البلدان، مثل إسبانيا، وذلك ببساطة بسبب التأثير السلبي الملحوظ على جودة النبيذ.

يؤدي نقص الماء إلى تقليل حجم الثمار عند الحصاد وبالتالي زيادة نسبة القشرة إلى اللب، مما يؤدي إلى الحصول على لون ونكهة أكثر ملاءمة. ينعكس انخفاض عائد RDI في التوت الأصغر والأقل لكل مجموعة وعدد أقل من العناقيد لكل كرمة. عادة ما يقول علماء البيئة أن هذا أكثر من مجرد تعويض عن تحسين جودة النبيذ.

في الآونة الأخيرة، والمفيدة جوانب التجفيف الجزئي لمنطقة الجذر (PRD) – وهي تقنية يتم فيها تطبيق العجز عن طريق الري بالتناوب على كل جانب من الشجرة أو الكرمة كل أسبوعين تقريبا في إنتاج عنب النبيذ، وقد اكتسبت الكثير من الاهتمام باعتبارها تقنية تطبق RDI لتحسين جودة النبيذ بينما تقليل T. والفرضية وراء هذا النهج هي أن الإشارات الهرمونية الصادرة من الجزء الجاف من الجذور تغير التقسيم وتقلل النمو الخضري، مما يسمح باختراق الضوء بشكل أفضل مما يحسن جودة الثمرة.

ومع ذلك، بشأن مقارنة التفاح بأنظمة RDI وPRD المطبقة تقليديا، لم يبلغ عن وجود اختلافات في الإنتاجية ومعايير الجودة بين طرق التنسيب، وبالتالي لا يدعم المطالبات الإيجابية من قبل مؤيدي PRD من هذين النوعين. يجب أن يعتمد تقليل متطلبات مياه المحاصيل في البستنة على تقييم منهجي لفوائد إدارة الإجهاد. هناك حاجة ملحة للاستثمار في البحوث اللازمة لتوثيق فوائد الإجهاد من حيث 1) تحسين جودة الفاكهة، 2) تقليل استخدام المستهلك أو متطلبات الري، و 3) تحسين أرباح المزارعين. وبدون فوائد مثبتة، لن يتم اعتماد استراتيجيات إدارة الإجهاد من قبل معظم المزارعين.

6ـ زيادة الإمدادات: استخدام المياه المستصلحة

وتتمثل إحدى الفوائد غير المباشرة لنقص الري في الاستخدام الأكثر كفاءة لهطول الأمطار، حيث أن الاستنفاد الجزئي للمياه في التربة يسمح بتجميع الأمطار داخل منطقة جذور المحاصيل، وبالتالي تقليل خسائر الصرف. يمكن للتطورات الحالية في التنبؤ بالطقس أن تساعد في تطوير استراتيجيات ري مرنة للعجز تترك بعض القدرة التخزينية للأمطار المتوقعة. وينبغي تصميم جداول الري المستقبلية لتحقيق الاستخدام الأكثر فعالية للرياح الموسمية كوسيلة لزيادة الإمدادات المتاحة.

المياه البديلة هي مصدر المياه. المياه المعالجة هي مياه الصرف الصحي المعالجة التي يتم إعادة تدويرها واستخدامها مرة أخرى. في الماضي، كان يتم التعامل مع التخلص من مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية بشكل عام عن طريق معالجة مياه الصرف الصحي ومن ثم التخلص منها بطريقة أكثر ملاءمة.

عادةً ما يعني هذا تصريف المياه من نهر أو بحيرة قريبة، أو رشها في أحد الحقول، أو تحميلها في حوض ترشيح. كان التخلص منها هو الاعتبار الأساسي حيث استمرت كمية المياه العادمة في الزيادة كنتيجة حتمية للنمو السكاني. ومع زيادة حجم مياه الصرف الصحي، أثيرت مخاوف بشأن تأثيرها على مواقع الصرف. وأدى ذلك إلى النظر في استخدامات بديلة مثل الري.

رفض مزارعو الحمضيات في فلوريدا في البداية استخدام المياه المستصلحة بسبب المخاوف بشأن التلوث المحتمل بالمعادن الثقيلة، ومشاكل الأمراض المحتملة، والفيضانات، وقلة المرونة في استخدام المياه خلال فترات الأمطار الغزيرة. كما أثار المزارعون مخاوف بشأن التصورات العامة ويخشون من تدهور جودة المحاصيل ثمار الأشجار المروية بالمياه المعالجة.

ثبت أن المخاوف لا أساس لها من الصحة، وكان أداء الحمضيات جيدا جدا حتى عند معدلات الري المفرطة (2500 مم / سنة) بالمياه المعالجة. تُستخدم المياه المستصلحة الآن في حوالي 80 ألف هكتار من المناطق العامة وملاعب الجولف والمحاصيل الزراعية في فلوريدا.

قد أدت العديد من حالات الجفاف الشديدة إلى زيادة الاهتمام باستخدام المياه المستصلحة، وتتصدر فلوريدا الآن البلاد في إجمالي تدفق إعادة الاستخدام، تليها كاليفورنيا وتكساس وأريزونا. ستستمر الولايات الأربع التي تمثل أكثر من 90% من إعادة استخدام المياه في الولايات المتحدة وسيستمر استخدام مصدر موثوق لمياه الري في الزيادة المستقبلية.

ثالثا: الإدارة الإستراتيجية للموارد المائية في المحاصيل البستانية

تشير الإدارة الإستراتيجية للموارد المائية إلى جميع الطلبات المتنافسة على المياه وتسعى إلى تخصيص المياه على أساس عادل لتلبية جميع الاستخدامات والطلبات. إن إرادة معالجة المياه وإعادة استخدامها لها دور حاسم في تحقيق الاستدامة التنمية في القطاعات العامة والصناعية والزراعية. هناك تقنيات موجودة للتحكم في العديد من أنواع الملوثات. وسيكون التحدي المستقبلي هو السيطرة على الملوثات الدقيقة والمعادن الثقيلة.

بالنسبة للصناعات كثيفة الاستخدام للمياه، سيصبح تقليل استهلاك المياه أمرا ضروريا، وسيكون عاملا رئيسيا في تحديد مدى توافق المنتجات الصناعية مع السوق. بالنسبة للقطاع الزراعي، ستكون هناك حاجة إلى تقنيات ري جديدة لتقليل استهلاك المياه ومنع استخراج المياه الجوفية بشكل غير مستدام. الإدارة الاستراتيجية للمياه هي الأنشطة المتعلقة بالتخطيط والتطوير والتوزيع وإدارة الاستخدام الأمثل للموارد المائية.

ويعيش خمس سكان العالم، أي أكثر من 1,2 مليار نسمة، في مناطق تعاني من ندرة المياه، حيث لا توجد مياه كافية لتلبية جميع الاحتياجات. ويعيش 1,6 مليار شخص إضافي في مناطق تعاني من ندرة المياه لأسباب اقتصادية، حيث يجعل نقص الاستثمار في المياه أو عدم كفاية القدرات البشرية من المستحيل على السلطات تلبية الطلب على المياه.

لقد تم إجراء تحسينات في توحيد تطبيقات الري وإدارة جدولته بشكل مطرد خلال القرن الماضي، مما أدى إلى زيادة إنتاجية المياه، وخاصة بالنسبة للمحاصيل البستانية. إن انخفاض توافر المياه وارتفاع التكاليف وزيادة المخاوف البيئية المتعلقة بنقل المياه الزراعية هي قضايا لن يتمكن المزارعون من تجاهلها في المستقبل.

لن تكون الحلول سهلة وربما متعددة الأوجه. ومن المؤكد أن إعادة استخدام مياه الصرف الصحي في محاصيل زراعية مختارة سوف تتوسع. ومع ذلك، فإننا نعتقد أن فرص تحسين كفاءة التطبيق وتطوير إمدادات جديدة من المياه الزراعية ستكون محدودة بشكل متزايد في المستقبل.

هناك إمكانيات أكبر لتطوير طرق أكثر دقة لجدولة الري التي تستخدم التربة وبشكل أوضح حالة مياه المحاصيل كمحفزات لتطبيق مياه الري. وسيتطلب ذلك تقنيات أفضل لمراقبة حالة المياه، بما في ذلك أجهزة استشعار قوية وبأسعار معقولة يمكن ربطها بوحدات تحكم النظام الأوتوماتيكية.

في المستقبل، ينبغي أن يكون استخدام الري المهيكل المعوق (RDI) أكثر انتشارا، خاصة في المناطق ذات تكاليف المياه المرتفعة والمحاصيل ذات القيمة العالية. وسيعتمد الابتكار في مجال البحث والتطوير على وعي المزارعين بقدرتهم على توفير كميات كبيرة من المياه مع إدارة الإجهاد المائي لتحسين بعض مكونات الإنتاج في عدد من الأشجار وكروم العنب المهمة. وعلى نطاق أوسع، فإن تحسين توافر معلومات ET أكثر دقة سيشجع بشكل متزايد على اعتماد جدولة علمية للري حيث لا يكون إجهاد النبات مرغوبا فيه.

مع استمرار الأبحاث في توفير معلومات وتقنيات جديدة، فمن المرجح أن يتم استبدال العلاقات العدائية في كثير من الأحيان بين المصالح الحضرية والزراعية والبيئية في مجال الموارد المائية بجو أكثر تعاونية يتم إنشاؤه حول حقائق علمية ثابتة.

المراجع

Bonachela, S., F. Orgaz, F.J. Villalobos, and E. Fereres. 2001. Soil evaporation from drip-irrigated olive orchards. Irr. Sci. 20:65–71.

Caspari, H.W., T. Einhorn, S.Neal, P. Aspach, and B.G. Leib. 2002. Irrigation volume rather than placement determines response of apple to deficit irrigation. XXVI Intl. Hort. Congr., Toronto, Canada. p. 346.

Goldhamer, D.A. and E. Fereres. 2001. Irrigation scheduling protocols using con- tinuously recorded trunk diameter measurements. Irr. Sci. 20:115–125.

Goldhamer, D.A. and M. Viveros. 2000. Effects of preharvest irrigation cutoff durations and postharvest water deprivation on almond tree performance. Irr. Sci. 19:125–131.

Goldhamer, D.A., M. Salinas, C. Crisosto, K.R. Day, M. Soler, and A. Moriana. 2002. Effects of regulated deficit irrigation and partial root zone drying on late harvest peach tree performance. Acta Hort. 592(1):343–350.

Howell, T.A. 2001. Enhancing water use efficiency in irrigated agriculture. Agron. J. 93:281-289.

Lampinen, B.D., K.A. Shackel, S.M. Southwick, and W.H. Olson. 2001. Deficit irrigation strategies using midday stem water potential in prune. Irr. Sci. 20:47–54.

Naor, A. 2000. Midday stem water potential as a plant water stress indicator for irrigation scheduling in fruit trees. Acta Hort. 537:447–454.

Parsons, L.R., T.A. Wheaton, D.P.H. Tucker, and J.D. Whitney. 1982. Low volume microsprinkler irrigation for citrus cold protection. Proc. Fla. State Hort. Soc. 95:20–23.

Phene, C.J., R.B. Hutmacher, K.R. Davis, and R.L. McCormick. 1990. Water- fertilizer management of processing tomatoes. Acta Hort. 277:137–143.

Stoll, M., B.R. Loveys, and P.R. Dry. 2000. Hormonal changes induced by partial rootzone drying of irrigated grapevine. J. Exp. Bot. 51:1627-1634.

Villalobos, F.J., F. Orgaz, L. Testi, and E. Fereres. 2000. Measurement and modeling of evapotranspiration of olive (Olea europaea L.) orchards. Euro. J. Agron. 13:155–163.