الرى التسميدى

الري التسميدي

(محاســـــــن و محاذير)

Fertigation

(Advantages and Disadvantages)



الري التسميدي:
تقنية حديثة للري تُعرّف على أنها عملية الإضافة البطيئة والدقيقة والمتجانسة لماء الري على شكل نقاط أو تيار مائي صغير أو نقاط متقطعة أو مرشات صغيرة، والعناصر الغذائية عن طريق حقنها بواسطة حاقنات خاصة ضمن أنابيب الري وإيصالها إلى منطقة انتشار المجموع الجذري عن طريق النقاطات المتوضعة قرب النبات.
ويتم حقن الأسمدة الذوّابة ضمن نظام الري المغلق مع مياه الري وإضافتها على شكل بقع صغيرة عبر النقاطات أو على طول خط الري عبر فتحات نظامية متوضعة على خط الري.
وتشبه مكونات نظم الري التسميدي مكونات نظم الري بالتنقيط باستثناء وجود حاقنة أو حاقنات للسماد كجزء أساسي من نظام الري التسميدي مما يسهل عملية حقن الأسمدة الذوّابة عبر هذا النظام وبالتالي إيصال المقننات السمادية إلى المنطقة الرطبة حيث المجموع الجذري الفعّال متوضعاً ضمن تلك المنطقة مما يضمن عملية امتصاص العناصر الغذائية وزيادة كفاءة الأسمدة المُضافة.

تصميم نظام الري التسميدي:
إنَّ تصميم نظام الري التسميدي لحقل ما مرتبطاً ارتباطاً وثيقاً بالخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لتربة الحقل والبيئة المحيطة. كما أنه يجب أخذ المميزات الخاصة لكل حقل بعين الاعتبار عند وضع التصميم المناسب لتوظيف نظام ري تسميدي أو بالتنقيط في الحقل المذكور. فالتصميم غير المناسب أو الملائم يمكن أن يهدد العائد الاقتصادي للمزارع وكذلك إنتاج المحصول المروي. في حين يعمل التصميم المناسب والجيد على زيادة الإنتاج كماً ونوعاً وبالتالي العائد الاقتصادي.
وبما أن الاحتياجات المائية للمحصول تلعب دوراً هاماً في معدل إضافة مياه الري للمحصول وكذلك المصدر المائي من حيث الموقع والنوعية ومدى توفر الماء تعتبر عوامل هامة يجب أخذها بعين الاعتبار عن وضع التصميم المناسب لنظام ري تسميدي. فمثلاً تعتبر المياه الجوفية الناجمة عن آبار عميقة مياه محملة عادة بكمية لا بأس بها من المواد العالقة وخاصة الطمي. هذه المياه عادة ما تخفض من كفاءة نظام الفلترة المرتبط كجزء هام من نظام الري التسميدي وفي مثل هذه الحالة يجب التفكير على سبيل المثال بإزاحة جزء من هذه المواد من مياه الري قبل ضخها ضمن نظام الري التسميدي عن طريق ترسيب هذه المواد العالقة ضمن خزانات للترسيب. كذلك نوعية مياه الري وكميتها تفرضان شروط الفلترة وخزانات الأسمدة والحاقنات ونوعية الأنابيب وأقطارها والصمامات اللازمة وتصريف النقاطات وبالتالي جدولة الري. فإذا كان حجم الماء المراد إضافته متغيراً خلال موسم النمو، فإنه من الضروري تصميم نظام الري ليتلاءم وهذه التغيرات.
كذلك من الأمور المرغوب بها وخاصةً في حال توفرها أن يتحقق وجود مصدراً إضافياً للري وكذلك مضخة احتياطية أو التأكد من إمكانية إصلاح الأعطال للمضخات في حال وقوعها فوراً.
هذه الأمور قد لا تكون عاملاً حاسماً عندما يكون مشروع الري مشروعاً تقليدياً ولكن عندما تكون تقنية الري التسميدي أو بالتنقيط هي المعنية فالأمر مختلف تماماً، هنا حجم منطقة الابتلال صغير والاحتياجات المائية مضافة بشكل مدروس والنبات لا يستطيع التعرض لاجهادات مائية كبيرة على عكس المحاصيل المروية بالطرق التقليدية. لذلك فالأمور الطارئة تلعب دوراً كبيراً في تعريض المحصول المروي بطريقة الري التسميدي إلى إجهادات مائية قد تؤدي إلى تلف المحصول بكامله.
كذلك فإنَّ الموقع الطبوغرافي والإدارة والاعتبارات الاقتصادية تأخذ مكانها عند وضع التصاميم المناسبة لمثل هذه النظم من الري.
وكما ذكرنا سابقاً فإنَّ لكل حقل تصميمه المناسب إلاَّ أن هناك مكونات أساسية يجب توفرها في أي نظام ري تسميدي أو بالتنقيط، هذه المكونات هي:
1 - مصدر الماء.
2 - المضخة.
3 - حاقنات وأحواض الأسمدة.
4 - الفلاتر.
5 - الأنابيب الثانوية والرئيسية.
6 - الأنابيب الجانبية (أنابيب السقاية).
المحاسن والمساوئ:
·المحاسن:
يؤمن نظام الري التسميدي عدة ميزات واضحة مقارنةً مع الأنظمة التقليدية، بعض هذه المميزات لها أهمية كبيرة وخاصةً في المناطق الجافة التي تعاني من نقص في الموارد المائية، من هذه الميزات نذكر:
1 - الإنتاجية العالية للمحصول:
أظهرت تجارب إنتاجية المحصول المعتمدة على الري التسميدي بعض الاختلافات في زيادة الإنتاجية بدءاً من زيادات صغيرة وحتى زيادة في الإنتاج تصل إلى 55% مقارنةً مع الطرق الأخرى للري.
2 - سهولة إدارة الحقل :
يعتبر هذا العامل الميزة الرئيسية لنظام الري التسميدي/التنقيط. إنها الميزة المسلم بها من الناحية العلمية كون أداء النظام لا يعرقل أي عملية من العمليات الزراعية الأخرى مثل الحصاد والتقليم ومكافحة الأعشاب الضارة وبنفس الوقت الري. كما يمكن إضافة العناصر المغذية حتى وإن كانت شروط المحصول أو التربة لا تسمح بالدخول إلى الحقل باستخدام التجهيزات التقليدية المعروفة.
3 - تحسين نوعية المحصول:
أدى توظيف تقنية الري التسميدي إلى تحسين نوعية بعض المحاصيل. هذا الكلام يبدو منطقياً لسبب حقيقي هو أنه تحت شروط الري التسميدي يمكن التحكم بشكل كبير في كمية ونوعية العناصر الغذائية والماء المضاف من ناحية وشكل العناصر الغذائية وموعد إضافتها. بالنسبة للمحاصيل ذات القيمة العالية والمروية بالتنقيط كالخس و البندورة والفليفلة ، ومن ثم الحصول عليه من نتائج عملية حتى الآن من حيث الإنتاج كماً ونوعاً يتولد بشكل ملموس في العديد من الحالات ما تمَّ الحصول عليه من خلال طرق الري التقليدية الأخرى.


4 - تحسين كفاءة استعمال المياه:
إنها إحدى الفوائد المباشرة لنظام الري التسميدي. وذلك لعدم وجود رشح عميق أو جريان سطحي (طبعاً في حال كان التصميم وعملية إضافة الماء تعتمدان على الاحتياجات المائية الفعلية للمحصول)، وكذلك أقل تبخر ممكن من سطح التربة كون أن %40-30 فقط من سطح التربة مُرطب والباقي جاف على عكس طريقة الري السطحي حيث يتم ترطيب حوالي 100% من كامل المساحة المروية وبالتالي فإنَّ سطح التبخر يتناسب طرداً ومساحة السطح المرطب.
5 – تحسين كفاءة إضافة الأسمدة والحد من تلوث البيئة:
كون أن عملية إضافة الكمية المطلوبة من السماد إلى منطقة الجذور تتم في الوقت المناسب وحسب حاجة النبات، فإن كفاءة إضافة الأسمدة ستتحسن بشكل كبير، وستنخفض كل أشكال فواقد العناصر الغذائية، وهذا سيقود بالنتيجة إلى الحد من تلوث البيئة والمياه الجوفية أو السطحية القريبة من الحقل.
6 - تخفيض تكاليف اليد العاملة والطاقة:
إذا صُمم النظام بشكل جيد وتم تركيبه بشكل صحيح فإن تكاليف اليد العاملة ستكون في حدها الأدنى وذلك نتيجةً لانخفاض استعمال الماء وعدم الحاجة إلى مضخات كبيرة كما هو الحال مع طرق الري الأخرى.
7 - إمكانية استخدام مياه مالحة:
من الممكن استخدام مياه أكثر ملوحةً في هذا النظام مقارنة مع طرق الري الأخرى كون رطوبة التربة أعلى بشكل دائم ولا تتعرض لدورات جفاف وترطيب مثل طرق الري الأخرى والجهد الرطوبي للتربة منخفض جداً. لذلك فإن تركيز الأملاح في ماء التربة يمكن أن يبقى دون مستوى الخطر. وبذلك نتغلب على مشكلة استخدام مياه مالحة مع الري السطحي حيث أن رطوبة التربة تتراوح بين حد الإشباع أو السعة الحقلية ونقطة الذبول لمدة زمنية طويلة نسبياً مما يهدد المحصول ويسبب الأضرار الناجمة عن تراكم الأملاح على سطح التربة وفي منطقة انتشار الجذور. أيضاً فإن الري التسميدي يُجنِّب الأوراق من الاحتراق والذي يمكن أن يحدث نتيجة للري بالرذاذ لمياه مالحة.

8 - سهولة التحكم بالأمراض والأوبئة والأعشاب الضارة :
إنَّ عدم ابتلال كامل سطح التربة نتيجة إدخال تقنية الري التسميدي تؤدي إلى عدم تعرض أجزاء النبات فوق سطح التربة للبلل كما أنَّ الأعشاب الضارة والفطريات والبكتريا وكل أنواع الأمراض والأوبئة المعتمِدة على الوسط الرطب تكون ضمن الحد الأدنى. علاوة على ذلك فإن الدخول إلى الحقل يكون أكثر سهولة وفي كل الأوقات والتي تسمح بتحكمٍ أفضل وأكثر فعالية بالأعشاب الضارة والأوبئة، إضافةً إلى إمكانية حقن معظم أنواع المبيدات ضمن نظام الري نفسه وهو ما يُسمى بالـChemigation.

·المحاذير:
توجد عدة محاذير لهذا النظام والتي ترتبط أغلبها بتصميم النظام وبنوعية مياه الري والأخطاء الحسابية للاحتياجات المائية للمحصول، ولكن المشاكل الأكثر شيوعاً هي:
1 - انسداد مكونات النظام:
يمكن لمكونات النظام أن تنسد بمواد سواء أكانت بيولوجية أو كيميائية أو فيزيائية (الجسيمات الصغيرة من الرمل والسلت والطين، ومواد عضوية كالأشنيات، ترسبات كل من كربونات الكالسيوم والمنغنيز والحديد وكبريتات الحديد). هذه المشكلة يمكن تجاوزها فلترة جيد وتغطية خزان الماء منعاً لوصول اشعة الشمس وبالتالي الحد من نمو الأشنيات. كذلك إن التحكم بالترسبات الكيميائية ونمو الإشنيات والبكتريا يتطلب معالجة كيميائية وميكانيكية.
2 - محدودية انتشار الجذور:
بما أن نظام الري التسميدي يؤدي إلى ترطيب جزء من منطقة الجذور فإن نمو المجموع الجذري منحصراً في المنطقة المبتلة وبالتالي فإن تركيز الجذور ضمن هذه المنطقة يمكن أن يقلل من مقدرة النبات على مقاومة الرياح ومقاومة الإجهادات المائية.



3 - مشكلة تراكم الأملاح :
كما هو الحال عند بقية طرق الري الأخرى فإن طريقة الري التسميدي تعاني أيضاً من مشكلة الملوحة. وعادةً تتراكم الأملاح على سطح التربة عند حافة منطقة الابتلال ومن الممكن أن تسبب أذىً خطير للنبات إذا انغسلت إلى منطقة انتشار الجذور عند هطل الأمطار الخفيفة وبالتالي انغسال الأملاح المتراكمة إلى منطقة انتشار الجذور والتسبب بأضرار كبيرة نتيجة لذلك وهنا يمكن التغلب على هذه المشكلة بحكمة بسيطة وهي الري أثناء هطول الأمطار الخفيفة وبالتالي إضافة كمية من مياه الري تعادل أو أكثر من احتياجات الغسيل وبنفس الوقت غسل الأملاح بعيداً عن منطقة انتشار الجذور.
4 - احتمالية إضافة كمية زائدة من الأسمدة :
بما أن الري التسميدي هو عملية إضافة السماد مع مياه الري فمن الممكن إضافة كمية مياه ري زائدة ناجمة عن سوء في تقدير المتطلبات المائية للمحصول مما يسبب إضافة كمية زائدة من السماد كون المقنن المائي والسمادي متلازمان وأحياناً إذا كان السماد مضافاً على شكل تركيز في مياه الري فإن أية زيادة في مياه الري ستؤدي حكماً إلى زيادة في المقنن السمادي مما قد يتسبب في أضرار كمية ونوعية.
5 - الأسمدة الذوّابة:
إن واحدة من المتطلبات الرئيسية لتنقية الري التسميدي هو استعمال الأسمدة الذوّابة وفي بعض الحالات قد لا تتوفر مثل هذه الأسمدة وقد يلجأ البعض إلى إضافة أسمدة عادية مما قد يسبب في حدوث مشكلة الانسداد.
6 - تقطع أنابيب الشبكة نتيجة القوارض:
تعتبر القوارض العدو الأول لشبكات الري بالتنقيط؛ وتقوم القوارض بكافة أنواعها بقضم شبكات الري مما يتسبب في وصول كميات كبيرة من المياه إلى بعض المناطق وخاصة قرب الأنابيب نتيجة قضمها وعطش النباتات وتعرضها للإجهادات المائية الكبيرة في المنطقة التي انقطعت عنها مياه الري، وهنا يتطلب مكافحة القوارض بشكل دائم والتأكد من جاهزية الشبكة أثناء الري وإصلاح الأعطال الناتجة عن هذه المشكلة فوراً.

مزج الأسمدة قبل حقنها

هناك قواعد أساسية يجب أخذها دائماً بعين الاعتبار قبل الشروع بعملية مزج الأسمدة تمهيداً بحقنها ومن هذه القواعد نذكر:
1. كقاعدة عامة إملأ حوض المزج بـ %50-75 من كمية الماء المطلوب كي تستعمل في عملية المزج.
2. بشكل دائم أضف الأسمدة السائلة إلى الماء في حوض المزج قبل الأسمدة الجافة و الذوّابة. فالأسمدة السائلة المضافة تطلق كمية من الحرارة تساعد على إعادة درجة حرارة المحلول السمادي إلى الشكل الطبيعي خاصة إذا كانت الأسمدة الجافة المضافة تمتص الحرارة نتيجة ذوبانها.
3. دوماً أضف المكونات الجافة ببطء مع التحريك لتجنب تشكل الكتل الكبيرة غير القابلة للذوبان أو الكتل السمادية الكبيرة بطيئة الذوبان.
4. دائماً أضف الحمض إلى الماء وليس العكس.
5. عند كلورة الماء بغاز الكلور دوماً أضف الكلور إلى الماء وليس العكس.
6. لا تمزج على الإطلاق حمضاً أو سماداً حمضياً مع الكلور سواء أكان الكلور بشكل غاز أو بشكل سائل مثل هايبو كلوريد الصوديوم لإمكانية تشكل غاز الكلور السام. كذلك لا تخزن على الإطلاق الأحماض مع الكلور في نفس الغرفة.
7. لا تحاول على الإطلاق أن تمزج أي من الأمونيا غير المائية anhydrous ammonia أو الأمونيا المائية Haqua ammoniaبشكل مباشر مع أي نوع من الحموض. لإمكانية حدوث تفاعل عنيف و بشكل فوري .
8. لا تحاول أن تمزج محاليل الأسمدة المركزة مباشرة مع محاليل مركزة أخرى.
9. لا تمزج أي مركب يحتوي الكبريتات مع أي مركب آخر يحتوي الكالسيوم. إذ ستكون النتيجة مزيجاً من الجيبس غير قابل للذوبان. فمثلاً حقن أسمدة نترات الكالسيوم وكبريتات الأمونيا ضمن مياه الري سيسبب تشكل كبريت الكالسيوم (الجيبسوم) الانحلال. على الرغم من كون نترات الكالسيوم سريعة الانحلال وكذلك كبريتات الأمونيوم لكنهما سيخلقان مشاكل عندما يُمزَجان سويةً في نفس الحوض مما يؤدي إلى تشكل بلورات الجيبسيوم مسببة انسداد نقاطات الري أو الفلاتر.
10. دوماً تأكد من مصدر بيع المواد الكيميائية عن نوعين المواد ويفضل الحصول على معلومات و بيانات عن هذه المواد وخاصة من ناحية الذوبان أو عدم الانسجام فيما بينها أثناء المزج (urea sulfuric fertilizer).
11. كن حــذراً لأقصى درجــات الحذر عند مزج أسـمدة اليوريا الكبريتية مثل N-pHURIC مع غالبية المركبات الأخرى. هذا النوع من الأسمدة غير منسجم مع عدد من المركبات الأخرى.
12. بما أن المحاليل السمادية تُضاف بجرعات صغيرة جداً وتُحقن عند مواضع منفصلة من أنبوب الري أحياناً، فإن العديد من المشاكل وخاصة من نمط عدم الانسجام والتوافقية ســتختفي نتيجة لذلك. ومن الضروري إجراء اختبار العبوات الزجاجيةJar test عند اتخاذ القرار بحقن المحاليل السمادية ضمن نظام الري.
13. لا تمزج على الإطلاق أسمدةً تحتوي الفوسفور مع أخرى تحتوي الكالسيوم بدون أن تجري أولاً اختبار العبوات الزجاجية Jar test.
14. سيتحد الماء عالي القساوة (المحتوي على كميات كبيرة نسبياً من الكالسيوم و المغنزيوم) مع الفوسفات، مركبات متعددة الفوسفات أو مركبات السلفات لتشكيل مواد غير قابلة للذوبان وبالتالي ستؤدي إلى انسداد النقاطات لذلك يجب الحذر وعدم استخدام مثل هذه المركبات في حال استخدام العسر أو عالي القساوة.







الجدول 1. خيارات معالجة المياه لتجنب مشكلة الانسداد في أنظمة الري بالتنقيط.
المشكلة
خيارات المعالجة
ترسبات الكربونات (بيضاء اللون) HCO3 أكثر من2.0 ميليمكافئ/ل وPH أكبر من 7.5
1-استمرار الحقن: المحافظة على PH بين 5 و 7
2-الحقن على دفعات (slug): المحافظة على PH عند مستوى أقل من 4 ولمدة 30-60 دقيقة يومياً.
ترسبات الحديد (حمراء اللون): تراكيز الحديد أكبر من 0.1 جزء بالمليون ppm.
1-التهوية والترسيب لأكسدة الحديد (معالجة جيدة عند تراكيز عالية من رتبة 10 جزء بالمليون وأكثر).
2-إضافة الكلور–حقن الكلور إلى لترسيب الحديد :
أ-استعمل معدل حقن 0.7 جزء بالمليون كلور لكل 1 جزء بالمليون حديد.
ب-أحقن قبل الفلتر لتنقية المياه من المواد المترسبة قبل دخولها في شبكة الري.
3-خفض الـ PH إلى 4 أو أكثر من ذلك لمدة 30-60 دقيقة يومياً لإذابة ترسبات الحديد.
ترسبات المنغنيز (سوداء اللون): تراكيز المنغنيز أكبر من 0.1 جزء بالمليون .
أحقن 1.3 جزء بالمليون من الكلور لكل 1 جزء من المليون من المنغنيز قبل الفلتر.
بكتريا الحديد (قرمزية اللون) تراكيز الحديد أكبر من 0.1 جزء بالمليون .
احقن الكلور بمعدل 1 جزء بالمليون من الكلور الحر بشكل مستمر أو 10 إلى 20 جزء بالمليون لمدة30-60 دقيقة يومياً.
بكتريا الكبريت (ترسبات قطنية بيضاء) تراكيز الكبريت أكبر من0.1 جزء بالمليون.

- أحقن الكلور بشكل مستمر بمعدل 1 جزء بالمليون لكل من 4 إلى 8 جزء بالمليون من الكبريت الهيدؤروجيني.
أو أحقن الكلور بشكل متقطع بمعدل 1 جزء بالمليون من الكلور الحر لمدة 30-60 دقيقة يومياً.
الأشنيات والطحالب

أضف الكلور بمعدل من 0.5 إلى1جزء بالمليون بشكل مستمر أو 20 جزء بالمليون لمدة 20 دقيقة عند نهاية كل رية.
كبريتات الحديد (ترسبات رملية سوداء) : تراكيز الحديد والكبريت أكبر من 0.1 جزء بالمليون.
إذابة الحديد بحقن حمضٍ بشكل مستمر لتخفيض الـPH إلى ما بين 5 و 7
العوامل الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية المساهمة في انسداد أنظمة الري بالتنقيط.
البيولوجية
(بكتيريا و أشنيات)
الكيميائية
(ترسبات)
الفيزيائية
(جسيمات معلقة)
أ-خيطية،
ب-طحالب،
جـ-ترسبات ميكروبية:
حديد
كبريت
منغنيز


أ-كربونات الكالسيوم،
ب-كبريتات الكالسيوم،
جـ-معادن ثقيلة، أكاسيد مائية، أكاسيد، كربونات، سيليكات، كبريتات،
د-الأسمدة:
فوسفات،
الأمونيا السائلة،
حديد-زنك-نحاس-منغنيز
أ-عضوية:
أشنيات وطحالب، نباتات مائية.
سمك وحلزون…
ب-غير عضوية
رمل،
سيلت،
غضار.

دليل احتمالية انسداد نظام الري حسب نوعية الماء، (Adapted from Bucks and Nakayama, 1980)
نوع المشكلة
مستوى الخطورة
منخفض
متوسط
خطير
فيزيائية :

جسيمات صلبة معلقة
50 ppm >
50-100 ppm
100 ppm <
كيميائية
PH
7.0 >
7.0 - 8.0
8.0 <
أملاح
500 ppm >
500-2000 ppm
2000 ppm <
بيكربونات

100 ppm <

منغنيز(1)
0.1 ppm >
0.1 - 0.5 ppm
1.5 ppm <
حديد كلي (1)
0.2 ppm >
0.2-1.5 ppm
1.5 ppm <
كبريت الهيدروجين
0.2 ppm >
0.2-2.0 ppm
2.0 ppm <
بيولوجية
تجمعات بكتيرية
2.642 / gal >
2.642- 13.21/gal
13.210 / gal <
10,000/L >
10,000 -50,000/L
50,000/L <
عند إجراء الاختبار من أجل الحديد و المنغنيز، نضيف الحمض إلى عينة الماء حتى قيمة PH=3.5 فور الحصول عليها.