إدارة مياة الري وتقليل الفاقد فيها والمحافظة عليها

تقليل فاقد مياه الري

مقدمة

يعد الماء منذ القدم ولغاية اليوم مصدراً رئيساً ومهماً تعتمد عليه الزراعة الأروائية، ولكن هذه المصادر المائية محدودة، وأن للوحدة المائية كلفتها الاقتصادية، وعليه فمن الضروري الاستفادة من المياه والحد من التبذير وذلك بإتباع كافة الطرق التي تحقق كفاءة عالية في الاستخدام. بالنسبة للملكة العربية السعودية تعد المصادر المائية محدودة، كما أن النهضة الزراعية والتوسع الزراعي أدى إلى استنزاف كميات كبيرة من المياه، خاصة الجوفية منها، فالقطاع الزراعي في المملكة يعد أكبر مستهلك للمياه، ويقدر حجم الطلب على المياه للاستخدام في الأغراض الزراعة عام 1410 هـ حوالي 9600 مليون متر مكعب، ومن المتوقع أن تزيد إلى 14000 مليون متر مكعب عام 1420 هـ، ذلك نظراً للزيادة المتوقعة في مساحة الأراضي الزراعية في المستقبل.

بشكل عام لا توجد التوعية الكافية بين المزارعين للحفاظ على مصادر المياه، ويعود السبب في ذلك إلى عدة أمور، أهمها:

1) الاعتقاد السائد بأن زيادة إضافة المياه للمحاصيل بالضرورة يؤدي إلى زيادة الإنتاجية لوحدة المساحة، هذا قد يكون صحيحاً لغاية حد معين ولكن بعد ذلك لا تكون هناك أي فائدة متوقعة عند إضافة المزيد من المياه، وهذا تم مناقشته في الفصل السابق.

2) يعتبر المزارع بأن الماء المستنزف من البئر الموجود ضمن مزرعته أو حيازته ملك خاص به، وله الحق أن يستنزفه بالطريقة والكيفية التي يراها مناسبة لرغباته دون إعطاء أي أهمية أو أولوية للحفاظ على هذا المصدر المهم والحيوي لتقدم ورفاهية المواطنين، خاصة وأن الأضرار الناجمة عن الإفراط في استخدام المياه غير ملموسة أو منظورة في الوقت الحالين بل بالعكس فمن المهم للمزارع أو المستثمر ما يستطيع أن يحققه من عوائد وأرباح بأقصر وقت ممكن.

3) التهاون والتغاضي عن كفاءة استخدام المياه في المزرعة أو أثناء النقل.

4) عدم متابعته للمستجدات والتقنيات الحديثة في الأجهزة والمعدات المستخدمة في الري أو للقياسات والسيطرة على المياه. ولا شك أن استخدام طرق الري الحديثة يؤدي إلى رفع كفاءة الري وزيادة الوفر في هذه المياه مقارنة مع الطرق التقليدية للري "كالري السطحي الذي يشتمل على الري بالغمر "، ففي هذا النوع من طرق الري يستفيد النبات من جزء قليل من هذه المياه ويتسرب جزء كبير أسفل منطقة الجذور، ويتبخر الجزء الباقي من سطح الأرض.

ومن الطرق التي تستخدم في توفير المياه ورفع كفاءة الري هي طريقة الري بالرش والري بالتنقيط، ولهذه الطرق مزايا عديدة مقارنة بالطرق التقليدية، فهي قد تحافظ وتوفر نسبة عالية جداً من مياه الري، ولقد سبق أن تم تغطية ومناقشة هذه المزايا وطرق التصميم والاستخدام في مقررات أخرى مما يجعلنا لا نكرر هذه المواضيع هنا مرة أخرى.

طرق المحافظة على الرطوبة

يمكن إتباع بعض الوسائل للحفاظ على الرطوبة وتقليل الفاقد المائي أثناء العمليات الزراعية، ومن أهم هذه الطرق ما يلي:

1- تغطية سطح التربة المزروعة بمادة تقلل البخر من سطح التربة، كتغطيتها بمواد بلاستيكية أو بواسطة بعض الأعشاب أو بقايا بعض النباتات.

2- استخدام بعض المحسنات الكيمائية وإضافتها إلى التربة مثل حبيبات البليمور، التي تساعد على الاحتفاظ بالرطوبة لفترة أطول ولها القدرة على امتصاص رطوبة الجو أيضاً، كما أنه تساعد على حركة الماء وتسهيل وصوله إلى جذور النبات قبل تبخره من سطح التربة.

3- زراعة مصدات الرياح للمساعدة على تهيئة بيئة مناسبة لتخفيض درجة حرارة الجو المحيط مع توفير رطوبة نسبية عالية تساعد النباتات على استنفاذ كميات أقل من مياه الري.

4- إضافة بعض المواد الكيميائية على أوراق النباتات التي تساعد على تقليل النتح، ولكن لقد ثبت بالتجارب بأن هذه الطريقة قد تؤثر على النباتات بشكل سلبي، فلذا لا يفضل استخدامها.

5- الاستعانة بأجهزة قياس رطوبة التربة لتحديد الموعد المناسب للري وتحديد كميات المياه الواجب إضافتها حسب الحاجة الفعلية.

6- تقليم شجيرات الزينة وأشجار الفاكهة من حين لآخر للمساعدة على تقليل البخر-نتح من الأشجار غي المشذبة.

7- اختيار المحاصيل التي يمكنها مقاومة الجفاف والتي تكون احتياجاتها المائية قليلة.

كفاءة الري

يتم نقل ماء الري من مصادره إلى الحقول وتجهيزه للمحاصيل الزراعية بطرق مختلفة، وبعبارة أخرى فأن ماء الري ينقل من نقطة ضخه وحتى مكان استغلاله من قبل النبات، وعليه يتخلل هذه العملية بعض الفاقد المائي تؤثر على كفاءة الري، وفيما يلي بعض المصطلحات المتنوعة لكفاءة الري والتي يمكن من خلال معرفتها التوصل إلى الأسلوب الأمثل في إيصال الماء بكفاءة عالية:

1-كفاءة نقل الماء

هي كفاءة نقل الماء من مصدر الضخ حتى وصوله بداية الحقل، يشمل ذلك حساب الفاقد المائي نتيجة للبخر والرشح من قنوات نقل الماء إضافة لتلك الفواقد الناتجة عن طريق النتح من قبل النباتات النامية على ضفاف القناة. ويمكن تقدير هذه الكفاءة باستخدام المعادلة التالية:

(1) ……………………………………………E_{c = 100 *}W_f /W_r…………………………………..

E_c= كفاءة نقل الماء

W_f = كمية المياه الواصلة إلى بداية الحقل

W_r= كمية المياه التي يتم ضخها من المصدر

2- كفاءة إضافة الماء

وهي تمثل نسبة كمية المياه المخزونة في المنطقة الجذرية للمحصول في التربة إلى كمية المياه الواصلة إلى بداية الحقل.

(2)………………………………E_{a = 100 *}W_{s /}W_f………… …………...

E_a= كفاءة إضافة الماء

W_s= كمية المياه المخزونة في منطقة الجذور

W_f= كمية المياه الواصلة إلى بداية الحقل

إن كفاءة إضافة المياه تبين مصادر الفاقد المائي في الحقل، والتي تكون على هيئة فاقد جريان سطحي (R_f) وفاقد تسرب عميق (D_f) أسفل منطقة الجذور، وعليه فأن:

(3)………………………………………………………………..W_f = W_s + R_f +D_f

إذن:

(4)…………E_{a = 100 *}W_f - ( R_f +D_f)/W_f

……………

وهذا يوضح بأن الفاقد المائي لا يعتمد على طريقة الري المتبعة فقط، وإنما على جملة من العوامل المشاركة في زيادة حجم الفاقد والتقليل من كفاءة الري وتشمل هذه على: (1) مقدار التصرف (2) خواص التربة (3) العمق (4) النفاذية (5) تركيب طبقات التربة (6) مدى استواء سطح الأرض (7) خواص النبات.

بناء على ما تقدم يتبين بأن كفاءة الري بطريقة الري السطحي تتراوح ما بين 40% و 60%، أما بطريقة الري بالرش فهي 60% - 75%، وطريقة الري بالتنقيط فتصل إلى أكثر من 90%.

3- كفاءة استعمال الماء

وهي نسبة كمية الماء المستغل بفائدة من قبل النبات خلال موسم النمو لتلك المياه المنقولة إلى الحقل.

(5)………………..…… E_{u = 100 *} W_{u /} W_d

E_u = كفاءة استعمال الماء

W_u= كمية الماء المستغل بفائدة من قبل النبات

W_d= كمية الماء المنقول إلى الحقل

4-كفاءة خزن الماء

هي نسبة كمية الماء المخزون في منطقة الجذور إلى كمية الماء المستنفذ من قبل النبات قبل الري.

(6)……………………… E_{s = 100*}W_{s /} W_n ………………….

E_s = كفاءة خزن الماء

W_s= كمية الماء المخزون في منطقة الجذور

W_n= كمية الماء المستنفذ بواسطة النبات في منطقة الجذور

وتصبح قيمة كفاءة الخزن مهمة جداً حينما لا تكون كمية الماء المخزون في منطقة الجذور كافية خلال فترة الري لما لها من تأثير على عملية غسل الأملاح من التربة وضرورة زيادته إلى القدر الذي يضمن ذلك.

5-كفاءة المقنن المائي

(7)………………… E_cu =100* W_{cu /} W_d ………………..

E_cu = كفاءة المقنن المائي

W_cu= المقنن المائي للمحصول

W_d= كمية الماء المفقودة بواسطة التسرب العميق والبخر وتلك المستنفذة من قبل منطقة الجذور

وبدلالة هذه الكفاءة يمكن معرفة مقدار الماء المفقود بالبخر والتسرب العميق نتيجة كثافة الغطاء النباتي ونفاذية التربة العالية، ونوع التربة، ونظام توزيع المجموعة الجذرية للمحصول.

6- كفاءة توزيع الماء

تبين هذه الكفاءة دلالة مدى تجانس توزيع الماء ضمن منطقة الجذور، مما يؤدي إلى استجابة النبات للنمو بشكل جيد في حالة التوزيع المتجانس وبعكسه في حالة عدم التوزيع بشكل متجانس ضمن منطقة الجذور، وهذا يؤدي إلى جفاف قطاع التربة مما يتطلب عندئذِ إضافة الماء لتجنب ما قد ينجم من جفاف وظهور الأملاح. ومعادلة كفاءة توزيع الماء يمكن أن تكتب بالصيغة التالية:

( Cool

………… E_d = 100 ( 1- y/d) .…………………..

E_d = كفاءة التوزيع

d= متوسط عمق الماء المخزون في منطقة الجذور

y= الزيادة أو النقصان عن معدل عمق الماء القياسي في منطقة الجذور

يمكن بواسطة هذه المعادلة تقييم طريقة الري نفسها بمواقع مختلفة، كما يمكن بواسطتها المقارنة بين كفاءة التوزيع لطرق الري المختلفة. القيم المنخفضة لكفاءة التوزيع تعني ضرورة إضافة كمية ماء إضافية أكثر بالإضافة إلى زيادة فترة التشغيل وما يرافقها من زيادة في التكاليف مقارنة بقيم كفاءة التوزيع العالية.