الضوابط الحاكمة لصلاحية المياه للري
روابط سريعة :-
كتب: د.صبحي فهمي يعتبر نهر النيل والترع الرئيسية المصدر الرئيسي لري الأراضى المزروعة في مصر، بالإضافة إلى المياه الجوفية التي تعتبر المصدر المكمل وتزداد أهميتها في العديد من المناطق الصحراوية وتتعدد مشاكل المياه في مصر تبعا لنوعية مصادر المياه ومدى تعرضها للتلوث والذى قد يشمل:
ـ زيادة تركيز الأملاح الذائبة.
ـ زيادة الملوثات العضوية.
ـ زيادة تركيز المركبات النتروجينية وأملاح الفوسفور التي تؤدي إلى تضاعف معدلات نمو الطحالب والنباتات المائية.
من هنا لزم تحليل عينات من المياه قبل التصريح باستخدامها فى الري مع الأخذ فى الاعتبار خواص كل من الأرض والمحصول المزروع وقبل إجراء التحليل لعينة المياه يجب معرفة كيفية أخذ العينة والاحتياطيات الواجب مراعاتها عند أخذ عينات المياه للتحليل والتى يمكن ذكرها كالتالي:
1ـ غسل زجاجة نظيفة غسلا جيدا ويجب إلا تكون سبق استخدامها فى تعبئة المبيدات.
2ـ فى حالة الرغبة فى تقدير عنصر البورون يراعى اخذ عينة المياه فى زجاجة بلاستيك.
3ـ عند أخذ عينة من الترع والمصارف يجب أن تؤخذ من منتصف المجرى المائي وعلى عمق 20 – 30 سم حتى تكون العينة ممثلة تمثيلا صحيحا لتلك المياه.
4ـ عند اخذ عينة من مياه البئر تؤخذ بعد تشغيل البئر بمدة لا تقل عن نصف ساعة.
5ـ يجب ان تملئ زجاجة العينة بالماء تماما حتى لا نترك فراغ يملئة الهواء ما يؤدى الى نشاط بعض الميكروبات ان وجدة فى عينة المباه ويؤثر على مكونات العينة.
6ـ يجب تحليل عينة المياه فور وصولها للمعمل وإذا لم نتمكن من تحليلها تحفظ فى الثلاجة على درجة 4 مئوى او قد يوضع عليها ثلاث نقط من الكلورفورم او التولوين، ثم توضع فى الثلاجة (لإيقاف النشاط الميكروبى الذى يمكن ان يؤثر على مكونات العينة).
التحليلات التي تجرى على عينة المياه
تحليل ميكانيكي: خاصة فى حالة احتواء المياه على بعض الرواسب حيث تقدر نسبتها وأقطارها (للاستفادة منها فى اختيار الفلتر الشبكى المناسب الذى يستخدم فى شبكات الرى).
تقدير حموضة او قلوية المياه (pH): تتراوح حموضة مياه الرى بين 5-8.4 فى حالة انخفاض حموضة مياه الرى مع زيادة ملوحتها تعمل على تأكل الانابيب الحاملة لها –كما يعمل على زيادة ذوبان عناصر سامة مثل الالمونيوم ,زيادة تركيز المنجنيز والحديد اما فى حالة زيادة pH عن 8 مع زيادة محتوى الماء من الكالسيوم يؤدى الى ترسيب الكالسيوم وانسداد شبكة الرى، لذا وجب فى هذه الحالة اضافة بعض الاحماض الى الماء لخفض قيمة pH.
تحليل كميائي: ويشمل هذا التحليل على ما ياتي:
ـ تقدير درجة التوصيل الكهربي.
ـ تقدير الانيونات (الكربونات – البيكربونات – الكلوريدات – الكبريتات) والتى تمثل الشق الحامضى بالإضافة الى ان احتواء مياه الري على نسب عالية من أملاح الكربونات والكبريتات قليلة الذوبان تؤدى إلى ترسبها على الاوراق عند الرى بالرش ورغم ان هذه الترسيبات غير سامة إلا إنها تؤدى الى الحد من النشاط البيولوجى للورقة (التمثيل الضوئي – النتح)، وفى حالة الرى بالتنقيط تؤدى زيادة بيكربونات الكالسيوم الى انسداد النقاطات.
ـ تقدبر الكاتيونات (الكالسيوم – الماغنسيوم – الصوديوم – البوتاسيوم) والتى تمثل الشق القاعدى.
ـ تقدير النتروجين النتراتى (حيث ان زيادته تؤدى الى وقف امتصاص عنصر البورنب بالإضافة الى ان زيادة تركيز النتروجين في مياه الرى يؤدى إلى تأخر نضج الثمار وتكون نوعيتها رديئة، كما تسبب رقود القمح والشعير أما في نباتات المراعى تؤدى إلى تراكم النترات بها مما يكون لها تأثير سلبى على الحيوانات المستهلكة لها .وهذا بالإضافة إلى إنها تعمل على نمو الطحالب والنباتات المائية مما يعمل على انسداد الأنابيب والمحابس والرشاشات.
ـ تقدير البورون الذائب: حيث يعتبر من العناصر الاساسية التى يحتاجها النبات بكميات قليلة وزيادته تؤدي إلى تسمم للنبات ويجب عند تقديره يراعى أخذ عينة الماء فى زجاجة بلاستيك أو فى زجاج خالي من البورون.
الحكم على صلاحية المياه للري
قسمت المياه على أساس صلاحيتها للرى فى الجدول التالى والذى أعده العالمان سنة 1976 وعدل سنة 1985 وقسم فيها الماء على اساس مدى ملائمتها للرى Westcot & Ayers، ومدى حدوث مشاكل نتيجة لنوعيتها إلى ما يلي:
| مقياس لنوعية مياه الرى |
درجة حدوث مشاكل |
||
| لا توجد | متوسطة | شديدة | |
| 1- ملوحة المياة ECw | 0.7 | 0.7 – 3 | < 3 |
| 2- مجموع الأملاح الذائبة بالملليجرام TDS | > 450 | 450 – 2000 | < 2000 |
| 3- نسبة الصوديوم
أ/ فى حالة الرى السطحى ب/ فى حالة الرى بالرش |
< 3 < 3 |
——
3 – 9 < 3 |
> 9 < 9 |
| 4- نسبة الكلوريد بالملليمكافئ / لتر أ/ فى حالة الرى السطحيب/ فى حالة الرى بالرش |
< 4 < 3 |
——–
4 – 10 < 3 |
> 10 |
| 5- تركيز البورون بالمليجرام / لتر | > 0.7 | 0.7 – 3 | < 3 |
| 6- تركيز النتيروجين بالمليجرام / لتر | > 5 | 5 – 30 | < 30 |
| 7- تركيز البيكربونات (ملليمكافئ لتر) | > 1.5 | 1.5 – 8.5 | < 8.5 |
| 8 –حموضة أو قلوية المياه PH | 6.5 – 8 | 6.5 – 8 | < 8 |
ـ معظم الاشجار الخشبية تعتبر حساسة لايون الصوديومو الكلور فى حين أغلب المحاصيل الحولية تعتبر غير حساسة.
ـ فى حالة الرى بالرش فإن المحاصيل الحساسة تتأثر بزيادة الصوديوم او الكلوريد عن 3 ملليمكافئ|لتر.
تقديرات اخرى يمكن إجرائها على عينة المياه
1ـ الملوحة الفعالة Effective salinity: حيث يجب الأخذ فى الاعتبار ما يطراء على تركيب مياه الرى وتركيزها بعد اضافتها للتربة حيث قد تتحول بيكربونات الكالسيوم والماغنسيوم الموجودة فى مياه الرى الى راسب من كربونات الكالسيوم والماغنسيوم لذا يجب ان يطرح من التركيز الكلى للاملاح فى ماء الرى ما يترسب من كربونات الكالسيوم والماغنسيوم وكبريتات الكالسيوم لمعرفة التركيز المتبقى والذى يطلق عليه الملوحة الفعاله او المؤثرة.
الملوحة الفعالة = التركيز الكلى للأملاح – ما يترسب من كربونات الكالسيوم والماغنسيوم.
مثال: مياه ذات ملوحة = 4,2 ديسمنيز\متر.
تحتوى على بيكربونات = 2.4 ملليمكافىء / لتر.
تحتوى على كبريتات = 25.1 ملليمكافىء/ لتر.
تحتوى على الكالسيوم = 14.1 ملليمكافىء / لتر.
تحتوى على الماغنسيوم = 13.1 ملليمكافىء / لتر.
الحل:
تركيز الاملاح بالمليمكافىء / لتر = 4.2 × 10 =42
مجموع الكاتيونات = 14.1 + 13.1 = 27.2
اى ان مجموع الانيونات اكبر من مجموع الكاتيونات بمقدار 0.3
لذا فانه عندما يصل تركيز هذه العناصر لحاصل اذابتها بالمحلول الارضى فسوف تترسب بالتربة.
وبالتالى تكون الملوحة الفعالة هنا = 42 – 27.2 = 14.8 مللمكافىء / لتر= 1.48 ديسمنيز\سم
2ـ ترسيب الحديد: احيانا نجد بعض مياه الابار تحتوى على كمية ملموسة من الحديد ما قد يسبب مشاكل كثيرة خاصة فى شبكات الرى، لذا يمكن التخلص من هذه المشكلة بأكثر من وسيلة منها:
– بتهوية الماء في برك واسعة او بضخ الماء فيها فيعمل على ترسيب الحديد(حيث يتعرض الحديد للاكسدة بالهواء ويعطى اكسيد الحديديك وهو راسب بنى محمر).
– قد يرسب بإضافة الكلورين بمعدل (1مليجرام /لتر) ويفصل الحديد عن الماء باستعمال المرشحات.
– يمكن استعمال الاحماض لإزالة تر سيبات الحديد وكربونات الكالسيوم باستعمال المعادلة الاتية:
ـ كمية الحامض (لتر) المستعمل /م3ماء = عدد ملليمكافات الحامض لكل لتر /عيارية الحامض.
مثال: استخدم 30ملليمكافى حمض كبرتيك /لتر وتركيز الحامض (95%) وذلك لخفض حموضة 1م3من الماء . فكم لتر من الحامض المذكور يكفى ذلك؟
كمية الحامض بالتر /م3ماء =30/36=0.833لتر
3ـ تقدير عسر الماء: الماء اما يسر او عسر، والعسر نوعان مؤقت ومستديم.. العسر المؤقت: ينتج عن وجود املاح الكالسيوم و| او الماغنسيوم على صورة بيكربونات ويمكن ازالته بتسخين الماء، حيث ترسب البيكربونات هلى صورة كربونات كما فى المعادلة الاتية:
بيكربونات الكالسيوم ______حرارة __ كربونات كالسيوم + ماء + ثانى اكسيد الكربون.
أما العسر المستديم: ينتج عن وجود املاح الكالسيوم و| أو الماغنسيوم على صورة كلوريد او كبريتات او نترات والتى يمكن ترسيبها على صورة كربونات بمعاملة المياه بكربونات الصوديوم كما فى المعادلة التاليه:
كلوريد الكالسيوم + كربونات الصوديوم _________ كربونات كالسيوم + كلوريد صوديوم.
خلط مياه الري
تعتبر عملية خلط مياه الرى من العمليات الضرورية فى حالة وجود مصدر مائى مرتفع الملوحة ومتواجد بكميات كبيرة وأخر منخفض الملوحة ومتواجد بكميات قليلة (على الرغم من ان عملية الخلط هذه تقلل من صلاحية المياه ذات الملوحة المنخفضة)، إلا إننا قد نلجأ إليها فى حالة قلة المياه او عند الرغية فى التوسع الزراعى فى الاراضى الملحية والملحية القلوية ومثال ذلك:
استخدام مياه الصرف عن طريق خلطها بمياه الري بنسب معينة تتوقف على ملوحة كلا المصدرين وفى هذا الصدد نستخدم المعادله التالية لمعرفة درجة ملوحة الخليط الناتج:
درجة ملوحة مياه الخليط = (درجة ملوحة مياه المصدر الاول × نسبة الخلط) + (درجة ملوحة المصدر الثاني × نسبة الخلط).
وعلى سبيل المثال:
ـ مياه مرتفعة الملوحة حيث تصل درجة التوصيل الكهربى لها 4 ديسمنيز\سم (تعتبر مياه غير صالحه للرى) وهذه متوفره وهناك مصدر اخر درجة التوصيل الكهربى لها 2,ديسمنيز\سم (صالحة للرى) إلا إنها تصرفها منخفض لذا يمكننا اجراء عملية الخلط باحدى الطرق الاتية:
ـ خلط المصدر الاول بنسبة 20% والمصدر الثانى بنسبة 80% فيكون ناتج الخلط درجة التوصيل الكهربى له = (4× 20\100) + (2,× 80\100) = 96,0 ديسمنيز\سم.
ـ خلط المصدر الاول بنسبة 40% والمصدر الثانى بنسبة 60% فيكون ناتج الخلط درجة التوصيل الكهربى له = (4× 40\100) + (2,× 60\100) = 72,1 ديسمنيز\سم.
ـ خلط المصدر الاول بنسبة 50% والمصدر الثانى بنسبة 50% فيكون ناتج الخلط درجة التوصيل الكهربى له = (4× 50\100) + (2,× 50\100) = 1,2 ديسمنيز\سم.
لذا يمكننا اختيار نسبة الخلط وفقا لنوع المحصول المراد زراعته ومدى تحملة لملوحة مياه الرى (الناتج من الخلط) وبهذه الطريقة يمكن التقليل من خطورة مياه الرى المرتفعة الملوحة والاستفادة منها مع الاهتمام بعمليات الصرف واعطاء الاحتياجات الغسيلية لغسيل الأملاح الزائدة.
*تقدير PHC: ويقصد به تركيز ايون الهيدروجين المحسوبة وهى فى حالة اتزان مع كربونات الكالسيوم وثانى اكسيد الكربون بالتربة PHC=(PK2 – PKC)+P(Ca+Mg)+P(alk.)
وتستخرج هذه القيم من جداول خاصة، حيث تشير:
ـ (PK2 – PKC)*: القيمة المقابلة لمجموع الكاتيونات (Na+(Ca+Mg ملليمكافئ|لتر.
ـ P(Ca+Mg)*: القيمة المقابلة لمجموع (Ca+Mg ملليمكافئ|لتر).
ـ P(alk.)*: القيمة المقابلة لمجموع (CO3+HCO ملليمكافئ|لتر).
يلاحظ ان قيمة PHC أعلى من 8.4 تدل على ان المياه تميل الى اذابة كربونات الكالسيوم من التربة فى حين اذا انخفضت عن 8.4 تدل على ان المياه تميل لترسيب الكالسيوم الموجود بها وليس لديها القدرة على اذابة الكربونات من التربة.
ـ تقدير SAR: ويقصد به المعدل النظرى لامتصاص الصوديوم الموجود بالماء بعد اضافته للتربة واتزانها مع كربونات الكالسيوم وثانى اكسيد الكربون بالتربة.
SARAdj =SAR [ 1 + (8.4 – PHC)] ويدل ارتفاع قيم SARAdj. عن 9 على وجود ايون الصوديوم بهذه المياه بمستوى خطر على كل من التربة والنبات.
*المادة العلمية: أستاذ بمعهد بحوث الأراضي والمياه والبيئة بمركز البحوث الزراعية.
