Close ad

ممارسات ذكية وحلول مبتكرة لترشيد استخدام المياه

18-12-2023 | 11:59
ممارسات ذكية وحلول مبتكرة لترشيد استخدام المياهالرى الحديث
فاروق الحاج
بوابة الأهرام الزراعي نقلاً عن

- التحول إلى نظم الرى الحديثة ضرورة لترشيد المياه وتوفيرها لاستصلاح المزيد من الأراضى

موضوعات مقترحة

- نظم الرى الحديثة توفر فى المياه والسماد والطاقة وتؤدى إلى زيادة الإنتاج الزراعى

- الرى تحت السطحى والرى المسامى أحد الحلول التى تتناسب مع الأراضى المستصلحة

التوسع فى نظام الشتل واستنباط الأصناف قليلة العمر وإضافة الأسمدة البلدية وسائل فعالة لتقليل الهدر فى المياه

- ضرورة تقريب بخاخات المياه من سطح الأرض لتقليل البخر فى حالة الرى بالرش المحورى

يعتبر ترشيد استخدام مياه الرى فى مصر أمراً بالغ الأهمية، نظراً لتحديات الأمن المائى والتغيرات المناخية التى تواجهها، وكذلك من أجل توفير المياه وتوجيهها لاستصلاح المزيد من الأراضى الجديدة، مما يؤكد على الضرورة الملحة لتحسين إدارة المياه فى القطاع الزراعى، وذلك من خلال التطرق إلى الأساليب التكنولوجية والممارسات الزراعية المستدامة للمحافظة على مصادر المياه وتقليل الفاقد منها، وتسليط الضوء على الأثر الإيجابى لتنمية نظم الرى الحديثة فى تحسين كفاءة استخدام المياه، إلى جانب أهمية توعية المزارعين بأساليب الرى الفعالة وتشجيعهم على اتباع ممارسات تحقق توازنًا بين الإنتاج الزراعى والحفاظ على الموارد المائية فى نفس الوقت.. وحول الجهود التى تبذل فى هذا المجال والطرق الحديثة فى ترشيد استخدام مياه الرى قامت "الأهرام الزراعى" بإجراء هذا الموضوع   ..

قال الدكتور عبد الهادى خميس الأستاذ بقسم المقننات  المائية والرى الحقلى بمعهد بحوث الأراضى والمياه مركز البحوث الزراعية، تعتبر الموارد المائية العامل الأكثر تحديداً للإنتاج الزراعى، وأحد الدعامات الرئيسية لتحقيق أهداف الأمن الغذائى، كما أنها من أهم محددات التوسع فى المساحة المزروعة، إضافة إلى تأثيرها على طبيعة وكمية الإنتاج الزراعى، إذ يمثل القطاع الزراعى فى مصر المستهلك الأكبر للمياه مقارنة مع الأنشطة الأخرى، الأمر الذى يؤكد أن الحاجة قد أصبحت ملحة لترشيد استهلاك المياه فى القطاع الزراعى مما حدا بالدولة المصرية إلى وضع كثير من الإجراءات، ومنها تطوير الرى السطحى والتحول إلى نظم الرى الحديثة فى الزراعة وكذلك نظم الرى تحت سطحى، مشيراً ويعد تحسين كفاءة الرى من أهم الأولويات نحو الاستخدام الأمثل للمياه ليس لترشيد مياه الرى فحسب، بل لرفع إنتاج المحاصيل إلى مستويات أعلى وزيادة إنتاجية وحدة المياه.

تحت السطحى

 وتابع من أساليب ترشيد المياه هو التحول إلى نظم الرى الحديثة، والتى تضمن المحافظة على المياه وكذلك الأسمدة والمبيدات، وإيقاف تسرب المياه من الصمامات والتأكد من عدم تسرب المياه بعد إغلاق نظام الرى، ووضع الذى يعمل على تعديل وقت التشغيل لنظام الرى بشكل دورى بما يتناسب مع حاجة النباتات للمياه، وتطبيق الرى تحت السطحى بالزراعة.

ثم تحدث عن تطبيق الرى بالتنقيط تحت السطحى موضحاً أنه نظام يعتمد على رى النبات فى منطقة الجذور عن طريق وضع أنابيب بلاستيكية مثقبه تحت التربة، وهو طريقة لإمداد النباتات بالماء بإضافته تحت سطح الأرض مباشرة، حيث إن الرى تحت السطحى يرتكز بصفة أساسية على تنظيم لعمق مستوى الماء، وهو فى تنظيمه الدقيق يعتبر خليطاً من نظام الرى ونظام الصرف معاً، بمعنى أن تنظيم بُعد مستوى الماء الأرضى يجب أن يوفر الرطوبة الملائمة لمقابلة الاحتياجات المائية للنباتات، ويتم استخدامه فى المحاصيل التى تتم زراعتها فى شكل خطوط مثل الطماطم  والبصل وكذلك فى أشجار الفاكهة.

شروط النجاح

وكشف عن الشروط التى ينبغى توافرها لضمان نجاح الرى تحت السطحى، وهى استواء منسوب سطح الأرض، وأن تكون الأرض متجانسة القوام وعميقة لحد ما عالية النفاذية، وخلو الأرض المروية أو المياه المستخدمة فى الرى من الأملاح بقدر الإمكان، وعدم قرب الطبقة الصلبة الصماء تحت سطح الأرض حتى تسهل حركة الماء رأسياً وأفقياً، لافتاً وعند انخفاض كمية الأمطار السنوية فإنه يلزم على الأقل رية سطحية غزيرة لغسيل الأملاح وقد يستخدم لذلك الرى بالرش، كما يجب تنظيم مستوى الماء الأرضى تبعاً لموسم نمو المحاصيل المزروعة ودورة حياتها، بما يتناسب مع انتشار الجذور، مع ضرورة الإلمام بطبيعة نمو جذور المحاصيل المختلفة واحتياجاتها المائية لسلامة تنفيذ الرى تحت السطحى .

مميزات وعيوب 

وأضاف "خميس" أما عن مميزات الرى تحت السطحى، فتتمثل فى: التوفير فى كمية المياه المستخدمة نظراً لقلة الفقد الناتج بسبب البخر أثناء عملية الرى وبعدها، وكذلك تخفيض نفقات الرى نظراً لعدم الحاجة إلى أيدٍ عاملة تشرف باستمرار أثناء عملية الرى، وسهولة إجراء عمليات الخدمة الزراعية وخصوصاً فى حالة استخدام الآلات الزراعية، وعدم تعرض الطبقة السطحية للانجراف نتيجة جريان الماء على السطح، كما أنه يمكن استخدامه فى جميع الأراضى خصوصاً ذات النفاذية العالية، والتى سعتها الحقلية المعتادة منخفضة، والتى تفشل فى ريها جميع الطرق الأخرى .

وأشار أما عيوب الرى تحت السطحى فتشمل ارتفاع التكاليف الإنشائية الأولية، كما تحتاج شبكة الرى إلى صيانة مستمرة لتجنب انسدادها، وعدم انتظام توزيع الرطوبة بالأرض، حيث تكون الرطوبة مرتفعة بالقرب من الفتحات عن غيرها ولذا ينبغى تقارب المواسير لضمان انتظام توزيع الرطوبة، كاشفاً: ويعتبر استخدام شبكة الرى بالأراضى المالحة قليل الفائدة نظراً لعدم قدرتها على غسيل الأملاح .

وسائل أخرى

كما أشار "خميس" إلى بعض الوسائل الأخرى التى تقلل من كميات المياه المهدرة، مثل نظام الشتل وتقليل فترة المحاصيل بالأرض المستديمة، وتقريب بخاخات المياه من سطح الأرض لتقليل البخر فى حالة الرى بالرش المحورى، وإضافة الأسمدة البلدية إلى التربة فى حقول الفاكهة والمحاصيل، لتقليل البخر من سطح التربة وزيادة قدرتها على الاحتفاظ بالماء، والصيانة والتشغيل المستمر للمنشآت (القنوات والأحواض والخطوط) وأجهزة الرى (المولدات والمضخات والرشاشات والمنقطات والمحابس وغيرها) حيث إنها تحتاج إلى صيانة بين وقت وآخر، لأن عدم الالتزام بمثل هذه الصيانة سيؤدى حتماً إلى انخفاض الكفاءة وبالتالى إلى استهلاك أكثر للمياه.

طريقة مبتكرة

وتحدث الدكتور محمد الحجرى رئيس وحدة الرى والصرف بمركز بحوث الصحراء، عن الدراسة التى أجراها حول الطريقة  المبتكرة لزراعة الأرز فى باطن الخطوط والتى تساعد فى توفير كمية مياه الرى المضافة بطريقة (سومر) لمواجهة تحديات توفير مياه الرى فى المحاصيل الاستراتيجية، والتى قد تم تسجيلها بمكتب براءات الاختراع، كما أنها حصدت 4 جوائز إقليمية ودولية هى: جائزة توفير المياه لشباب المهنيين من الهيئة الدولية للرى والصرف 2016، وجائزة شباب علماء العرب من هيئة دعم البحوث فى الدول النامية – المنطقة العربية 2016، وجائزة كاشيدا للتميز على مستوى الباحثين فى مجال الهندسة الزراعية من الجمعية المصرية للهندسة الزراعية 2019، وجائزة أفضل تقنية لتوفير المياه وإعادة استخدامها من الملجس العربى للمياه 2022، مشيراً علاوة على ذلك فقد تم اعتماد التقنية من قبل مكتب تعاون دول الجنوب التابع للأمم المتحدة كأحد حلول أزمة المياه.

وتابع: كما كان السيد القصير وزير الزراعة واستصلاح الأراضى قد وجه بضرورة إجراء تجربة حقلية للتقييم الهندسى والاقتصادى لهذه الطريقة المبتكرة فى زراعة الأرز (سومر) تمهيداً لتعميمها فى زراعات الأرز بالجمهورية، موضحاً أن تجربة التقييم قد تمت بالفعل بقرية قرملة مركز بلبيس  بمحافظة الشرقية على مساحة 2 فدان  موسم 2023 / 2024.

وقال أن تقنية زراعة الأرز فى باطن الخطوط أحد الابتكارت التى تم تنفيذها فى عام 2014، مشيراً إلى أن الدراسة اختارت محصول الأرز باعتباره أكثر المحاصيل استهلاكاً للمياه، على أن تتم الزراعة فى خطوط داخل الأرض بدلاً من الأحواض، وأتتم فى باطن الخط بالتحديد، ووجد أن هذه الطريقة أدت إلى استخدام 50% فقط من المياه التى كان يتم استهلاكها محصول الأرز.

وأشار: ولكى تتم هذه العملية بشكل جيد يجب تنفيذ توصيات وزارة الزراعة فى  ألا يزيد ارتفاع منسوب المياه عند زراعة الأرز عن 7 سم، مع وجود إدارة رى جيدة وتسوية للأرض بالليزر وذلك لرفع كفاءة الرى السطحى، حيث يؤدى ذلك إلى توفير المياه والأسمدة والمبيدات معاً.

الرى المسامى

ثم تحدث "الحجرى" عن طريقة مبتكرة أخرى لتوفير مياه الرى وهى الرى المسامى (الفخارى) حيث يستبدل فيه الخراطيم البلاستيك بشكل من أشكال الفخار يتم التحكم فى مسماتها وحجمها وشكلها ومعدل مرور المياه منها، ويتم دفنها تحت سطح الأرض وتعتبر بمثابة رى تحت سطحى، مما يقلل من كمية المياه التى تفقد بالبخر أو فى الرشح العميق، مشيراً إلى أن النقطاطات المسامية يتم دمجها فى شبكة الرى بالأرض، لذا فهى تتعاطى مع التربة نفسها بمعنى لو التربة شرهة للمياه وجافة فإنها تشفط احتياجاتها من المياه عن طريق هذه المسام.

وأوضح أن نظام نقاط  الرى المسامى المُصنع من الخامات الأرضية والمسجل تحت طلب الحصول على براءة اختراع تحت رقم (155 / 2019) بأكاديمية البحث العلمى، وذو الأشكال المتعددة طبقا لغرض الاستخدام، له مميزات عديدة منها تنظيم التصرف ذاتياً، والتعاطى مع ثوابت الرطوبة الأرضية، وتحلية وترشيح المياه المالحة، وسهولة تركيبه، وتوفير الطاقة المستخدمة للتشغيل، كما أنه آمن وصديق للبيئة حيث إن مصنوع من مكونات صديقة للبيئة وهى الخامات الأرضية، فضلاً عن رخص ثمنه مقارنة بالأنواع الأخرى من النقاطات المستخدمة لنفس الغرض، كما نجحت المادة الفخارية فى تقليل نسبة ملوحة المياه بمقدار 4500 جزء بالمليون لكنها تحتاج لغسيل دورى.

ابتكارات عدة

وتابع حالياً يتم العمل على عدة ابتكارات تدعم نظام الرى المسامى ليعمل ذاتياً (أتوماتيكاً) طبقاً لثوابت الرطوبة الأرضية، كما سيتم ابتكار نظام ذكى بيئى يعمل ذاتياً تبعا للعوامل المناخية، حيث لا تحتاج تلك المنظومة أى نوع من أنواع الطاقة المضافة، أو أى تدخل للعنصر البشرى فى إدارة تشغيل النظام سوى الصيانة فقط.

وأشار "الحجرى" إلى أن هناك دراسة أخرى يتم البحث فيها وهى تحت الاختبار حالياً، بنفس الفكرة السابقة ولكن بفارق وهو أن التحكم يكون عن طريق محابس، موضحاً فعندما تكون الأرض شرهة تسحب من المياه وعندما تتشبع يتم غلق المحبس، وهذا أشبه بالضغط الأسموزى، بمعنى أن المياه تنتقل عن طريق المسام بتصرفات قليلة من مكان لآخر وفقاً لنسبة التركيز والضغط، وإذا حدث توازن فهناك محبس آخر يتم عمله يعتمد على التدفق العكسى، وهى طريقة مميكنة ونظيفة ورخيصة فى السعر، وهناك برنامج محلى بتمويل المركز لعمل دورة غسيل أتوماتيك للفخار ببعض العناصر لتقليل ملوحة المياه.

وقال لقد أثبتت التجارب والتقييم الحقلى للنقاطات المسامية فى بعض المزارع  ببلبيس – محافظة الشرقية وكذلك مدينة السلام  فى أرض رملية عند زراعة الذرة والثوم وحشيشة الليمون أنه تم توفير ما يقرب من 50 % من مياه الرى المضافة باستخدام النقاط المسامى المبتكر مقارنة بالرى فى حالة استخدام النقاط ذات التصرف 4 لترات/ساعة و المعروف تجارياً بـ (جى آر)

ممارسات ذكية

ويقول الدكتور أحمد محمد طه الأستاذ بقسم المقننات المائية بمعهد بحوث الأراضى والمياه فى إحدى النشرات الفنية الصادرة عن الإدارة العامة للثقافة الزراعية بوزارة الزراعة: أنه نظراً لأن الزراعة تستهلك أكثر من 85 % من إجمالى مصادر المياه فى مصر فقد كان من الضرورة الملحة تطوير نظام الرى بالأراضى القديمة واستخدام نظام الرى بالرش والتنقيط بالأراضى المستصلحة، وذلك لتحقيق التنمية الزراعية وتوفير مياه الرى فى ذات الوقت، وأنه بات من الضرورى إدارة مياه الرى باستخدام نظم تكفل التوزيع الأمثل وتتميز بانتظامية متجانسة وقدرة تحكم عالية فى إضافة المياه والسماد، حيث تكفل هذه الأنظمة توفير المياه والسماد والطاقة المستخدمة للتشغيل، مما يؤدى إلى زيادة الإنتاج الزراعى كماً ونوعاً.

 وأوضح "طه" أن الإنتاج الغذائى المستدام يستلزم استخدام الممارسات الذكية لتحسين كمية ونوعية المحاصيل، وأن استخدام المياه والأسمدة على وجه الخصوص على مستوى المزرعة تم تحديده كعامل مساهم مهم فى الاستراتيجية، وأنه مطلوب لمعالجة مشاكل ندرة المياه وممارسة الزراعة المكثفة، حيث يعتبر التسميد أحد هذه الممارسات.

وكشف أن تطبيق الأسمدة المعدنية المذابة ومحسنات التربة وغيرها من المنتجات القابلة للذوبان فى الماء لجذور المحاصيل يتم من خلال مياه الرى، وأن التسميد يرتبط ارتباطاً مباشراً بأنظمة الرى المضغوطة وإدارة المياه، وأن أنظمة الرى بالتنقيط والرى الدقيق عالية الكفاءة هى الأنسب للتسميد، وأن الأسمدة القابلة للذوبان فى الماء يتم نقل التركيزات التى تتطلبها المحاصيل منها من خلال مجرى الرى إلى تربة مبللة وهذا يقلل من استخدام المياه والأسمدة.

وتابع يعتبر التسميد تقنية زراعية توفر فرصة ممتازة لتقليل التلوث البيئى عن طريق زيادة كفاءة استخدام الأسمدة وزيادة العائد منها، وأن فهم الأساسيات للقضايا المتعلقة بالاختيار المناسب لمركبات الأسمدة المستخدمة فى زراعة المحاصيل المختلفة أمراً ضرورياً لتحقيق أعلى إنتاجية وزيادة الأمن الغذائى وتقليل التلوث، وهو أيضا يساهم إلى حد كبير فى زيادة كفاءة استخدام المياه وإنتاجيتها.

 وشدد على أهمية نظم توحيد توزيع الرى وتأثيرها على كفاءة التسميد، وطرق الحقن الفعالة للأسمدة الكيميائية من خلال نظام الرى، وتحديد أنواع الأسمدة القابلة للذوبان فى الماء، وتأثير ممارسات التسميد باستخدام أنظمة الرى المضغوط (رشاشات وقطرات) على المحاصيل المختلفة.

وأوضح أن أهم ما يتميز به نظام الرى بالرش عدم الحاجة إلى إجراء تسوية للأرض، كما أنه يعمل على رفع كفاءة استخدام المياه وذلك بسبب تقليل فقد المياه بالرشح العميق، كما أنه يقلل من حدوث الانجراف فى الأراضى شديدة الانحدار، ويوفر فى التكاليف نتيجة قلة استخدام الأيدى العاملة، كما أنه يتميز بسهولة إضافة الأسمدة مع مياه الرى والتحكم فى عمليات قياس تصرف المياه، وسهولة استخدام الميكنة الزراعية.

أما أهم مايميز نظام الرى بالتنقيط فهو العمل على ترطيب المجموع الجذرى والتخفيف من تركيز الأملاح نتيجة لإضافة المياه على فترات قصيرة وبمعدلات منخفضة، ويؤدى هذا النظام إلى تحسين الجودة وزيادة الإنتاج فى المحاصيل النامية ويرجع ذلك إلى تهيئته للظروف الجيدة لنمو النباتات من حيث الرطوبة والتهوية فى منطقة الجذور، وعدم تعرض النباتات للعطش أو الإجهاد الرطوبى، كما أنه يوفر أيضاً فى الأيدى العاملة والطاقة والأسمدة.

كلمات البحث
اقرأ أيضًا:
الأكثر قراءة