تأثير التناوب بالري السيـحي والتنقيط وملوحة ماء الري على خصائص التربة ونمو النبات في تربة طينية
تأثير التناوب بالري السيـحي والتنقيط وملوحة ماء الري على خصائص التربة ونمو النبات في تربة طينية
تعد عملية الري من الركائز الأساسية التي يعتمد عليها في زيادة الإنتاج الزراعي خصوصاً في المناطق الجافة وشبه الجافة، إذ تكون الأمطار غير كافية لسد احتياج المحاصيل من مياه الري، فضلا عن تدهور نوعية المياه المستخدمة في الري من مصادرها الأخرى وانخفاض كفاءة استخدام هذه الموارد. ويقترن نقص المياه بشكل عام بتدهور نوعيتها، بسبب التلوث وتزايد ملوحتها، وينجم التلوث عن مصادر ثابتة مثل مياه الصرف الصحي، ومن مصادر غير ثابتة كالأسمدة، والمبيدات ، وزيادة ملوحة المياه الجوفية والتربة ، بسبب تسرب مياه البحر أو الإفراط في استغلال المياه للري .
 |
| تأثير التناوب بالري السيـحي والتنقيط وملوحة ماء الري على خصائص التربة ونمو النبات في تربة طينية |
يعتبر التوسع الكبير للري السطحي التقليدي في معظم المناطق الجافة وشبه الجافة هو المؤثر الأول في مستوى تدني كفاءة استخدام هذه الموارد، إذ إن الزراعة المروية تستحوذ على 89% من جملة الاستخدامات المائية في هذه المناطق، وأن 85% من هذه الزراعة المروية تستخدم رياً سطحياً تقليدياً، وان المتوسط العام لكفاءة الري السطحي التقليدي في الوطن العربي عموماً تصل الى 38% اعتماداً على نسجة التربة وجودة بناءها.
تأثير ملوحة ماء الري على بعض خصائص التربة الفيزيائية
1- الكثافة الظاهرية
تتأثر الكثافة الظاهرية للتربة بمحتوى مياه الري من الأملاح ، فقد وجد التميمي (1985) و Tedeschi et al. ( 1996 ) ، زيادة قيم الكثافة الظاهرية للتربة معنوياً مع زيادة قيم التوصيل الكهربائي ونسبة إمتزاز الصوديوم لمياه الري ، وعزى السبب إلى تحطم التجمعات الكبيرة ذات الأقطار ( 8- 4 ) ملم ، وانخفاض نسبتها وزيادة نسبة التجمعات الصغيرة ذات الأقطار ( 0.1 ـ 0.5 ) ملم، عند الري بمياه تحتوي على تركيز من الأملاح، مما يؤدي الى انخفاض في نسبة الفراغات البينية وحجمها بين التجمعات مؤدية إلى ارتفاع الكثافة الظاهرية.
توصل العزاوي (1986) عند إجراء تجربة لدراسة تأثير الري بمياه ملوحتها 0.99، 4.30، 5.00 و 8.85 ديسي سيمنز.م-1 على الكثافة الظاهرية للتربة بعد الزراعة، لاحظ ارتفاع في قيم الكثافة الظاهرية للتربة مع زيادة ملوحة مياه الري المستخدمة وأشار أيضاً إلى زيادة الكثافة الظاهرية مع العمق.
لاحــظ Cullu et al.(2000) ارتفاع قيم الكثافة الظاهرية لثلاثة أنواع من الترب الطينية النسجة ذات توصيل كهربائي 0.82، 4.51، 7.03 ديسي سيمنز.م-1 وفيها بلغت الكثافة الظاهرية 1.25، 1.30 و 1.53 ميكاغرام. م-3 ، وعلى التوالي، نتيجة تأثرها بالملوحة العالية الناتجة من ارتفاع المياه الأرضية المالحة.
2- ثبات تجمعات التربة
تتأثر تجمعات التربة ودرجة ثباتها بالمحتوى الملحي لمياه الري ، فقد وجـــد ( Clarke et al.,(1967، إن تدهور بناء معظم الترب وانخفاض ثبات تجمعتها بالماء يرجع إلى انخفاض محتوى التربة من المادة العضوية، والى الزراعة الكثيفة، والري بالغمر المـباشر، اذ يعد الماء من أهم القوى المؤثرة على تحطيم وتكسير التجمعات ، ويأتي تأثير الماء غالباً إما من خلال الابتلال السريع وحصول اختلاف في تمدد الأجزاء المختلفة من تجمعات التربة ، أو من تأثير الماء على حصر الهواء داخل المسامات وحصول مايسمى بالانفجارات الهوائية (Al-Sheikhly and Al-Duri ., 1998). ووجد كل من Ayers & Westcott ( 1984) انخفاضا” في ثبات تجمعات التربة بسبب زيادة تركيز أيون الصوديوم إذ أن أيونات الكاربونات والبيكاربونات تتحد مع أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم مكونة كاربونات الكالسيوم وكاربونات المغنيسيوم، ومن ثم تنخفض تراكيز أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم ويزداد تركيز أيون الصوديوم ونسبة امتزازة على معقد التبادل مسبباً انخفاض في ثبات التجمعات . وأشـار الكبيسي (1982) إلى إن الزيادة في ثبات تجمعات التربة بزيادة نسبة الكالسيوم على معقد التبادل لم تكن زيادة طردية مستمرة فعندما كانت نسبة الكالسيوم على معقد التبادل 13% كان معدل القطر الموزون 0.40 ملم ، ولكن عندما أصبحت نسبة الكالسيوم على معقد التـبادل بين 45-70% وصلت قيمة معدل القطر الموزون الى أعلى قيمة لها وهي 1.2 ملم، وانخفض معدل القطر الموزون للتربة إلى 0.75 ملم عندما بلغت نسبة الكالسيوم على معقد التبادل 85% فأكثر.
3- الايصالية المائية المشبعة
أكد Pupisky and Shainberg (1979) إن زيادة نسبة إمتزاز الصوديوم من 0 إلى 05 أدت إلى خفض قيمة الايصالية المائية المشبعة للتربة وعزوا السبب إلى تشتت التربة وانسداد مساماتها وانتفاخ الأطيان فيها .وأشار كل من Park and O’connor (1980) إلى انخفاض غير معنوي في قيم الايصالية المائية المشبعة للترب الرملية والطينية، عند استخدام خمسة أنواع من المياه الصودوية الملحية ذات المواد الصلبة الذائبة الكلية 1250، 2500، 5000، 10000 و 15000 ملغرام. لتر-1 ونسبة إمتزاز الصوديوم 16، 22، 32، 44 و57 حيث بلغت قيمة الايصالية المائية المشبعة للتربة الرملية ولجميع المياه المستخدمة 5.64، 5.59، 5.30، 5.23 و5.06 م. يوم-1 وللتربة الطينية 0.0168، 0.0136، 0.0158، 0.0156 و 0.0149 م. يوم-1 ، علماً بان قيمة التوصيل الكهربائي ونسبة إمتزاز الصوديوم لكلا التربتين كانت 0.83 و 0.91 و 1.67 و 4.19 ديسي سيمنز.م-1 على التوالي.
وجد Hadas and Frenkel (1982) انخفاض معدل غيض الماء والايصالية المائية لتربة طينية رويت بمياه صودوية ملحية لفترة طويلة, ولكن بعد معاملة التربة بالجبس ارتفعت قيم الايصالية المائية المشبعة ومعدل غيض الماء في التربة، وعزى السبب إلى توافر مصدر للكالسيوم الذي حل محل الصوديوم في التربة.
4- غيض الماء في التربة
بين Shainberg et al. (1971) ان انسداد مسامات التربة نتيجة تفرقة الطين ونقله تعد الميكانيكية الرئيسة في خفض قيمة نفاذية التربة . وبين (1971) Hillel أن انخفاض سرعة غيض المياه في التربة يعود لعدة أسباب منها انخفاض الجهد الهيكلي، وانخفاض قابلية التربة على توصيل المياه، وتدهور تجمعات التربة، نتيجة الري بمياه تحوي على نسبة عالية من ايون الصوديوم . ووجد Singh and Narin (1980) حصول زيادة في نسبة امتزاز الصوديوم لمستخلص العجينة المشبعة مع زيادة نسبة الصوديوم في مياه الري عند استعمال مياه توصيلها الكهربائي 4 ، 8 ، 12 و 16 ديسي سيمنز.م-1 في تربة مزيجة رملية، مما أدى إلى انخفاض معدل الغيض للتربة. وأشـار كـل من (1992) Meek et. al. (1993) Pikul & Zuzel إلى أن معدل الغيض يتناقص بفعل انخفاض قابلية التربة على توصيل المياه بسبب تحطم تجمعاتها وتدهور بنائها التدريجي، نتيجة لحصر الهواء وانتفاخ أطيان التربة نتيجة عمليات التشتت التي يحدثها ايون الصوديوم .ووجد كل من (1984).Rengasmy et al و النابلسي (1997) إن استخدام المياه الحاوية على ايون الصوديوم لإغراض الري يؤدي إلى تحطم تجمعات التربة نتيجة عمليات التشتت التي يحدثها ايون الصوديوم، وان هنالك ارتباطا معنويا موجبا بين تركيز الصوديوم ونسبة التفريق للطين في طبقات التربة السطحية وتحت السطحية.
تأثير ملوحة ماء الري في بعض الخصائص الكيميائية للتربة
إن من أهم تأثيرات الأملاح الذائبة في مياه الري على خواص التربة الكيميائية هي زيادة التوصيل الكهربائي لمحلول التربة، اذ وجدت علاقة خط مستقيم بين تركيز الأملاح الموجودة في محلول التربة مع قيم التوصيل الكهربائي لها .
يعد التوصيل الكهربائي (Electrical conductivity) EC أكثر الطرائق تعبيرا عن الملوحة في التربة ومياه الري (FAO, 1999) ، اذ يمكن تحويل قيمها الى قيم الضغط الأزموزي الذي يمثل احد أسباب عجز النبات عن امتصاص الماء اللازم لإتمام فعالياته الحيوية . فقد وجـد Parra and Guz-Romero (1977) إن استعمال مياه تم تحضيرها من ملحي كلوريد الصوديوم وكلوريدات الكالسيوم وبمستويات 2480، 3880، 6690، 9600 جزء بالمليون لري محصول الباقلاء في تربة رسوبية مزيجية أدى إلى رفع قيم التوصيل الكهربائي في طبقة التربة السطحية (40 cm) الى 2.5 ، 4 و 6 ديسي سيمنز.م-1 للمعاملات الثلاث الأخيرة .
أشار التميمي (1985) الى الزيادة المعنوية للتوصل الكهربائي للتربة مع زيادة قيم التوصيل الكهربائي لماء الري وكذلك زيادة تراكيز كل من الكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم في التربة بزيادة تركيزها في ماء الري. وفي تربة مزيجة طينية غرينية ذات توصيل كهربائي مقداره 0.86 ديسي سيمنز.م-1 روي محصول الحنطة بمياه ذات توصيل كهربائي مقداره 0.99، 4.30، 5.00 و 8.85 ديسي سيمنز.م-1 ، فوجد إن هنالك زيادة عالية المعنوية في ملوحة التربة وبمعدل 2.14، 6.62، 7.40، 11.30 مرة لكل من معاملات ملوحة مياه الري، على التوالي (العزاوي، 1986).
بين علاوي وآخرون( 1981 ) إن استعمال مياه مصنعة من ملحي كلوريد الصوديوم والكالسيوم بتراكيز 7.5، 22.5، 45، 90 ملي مكافيء/لتر في سقي محصول عباد الشمس في تربة مزيجة وبثلاثة مستويات من SAR مع التركيزيين الأخيرين، أدى الى زيادة كبيرة في قيم التوصيل الكهربائي لمستخلص العجينة المشبعة للتربة، اذ بلغت بالمعاملتين الأخيرتين 7 و12 ديسي سيمنز.م-1 على التوالي .
استخدام المياه المالحة في الري
لقد بين Kovda (1973) ان نسبة المياه المالحة إلى مجموع مياه الري في أربعة بلدان استخدمت فيها المياه المالحة في الري، اذ وجد أن 10% من مياه الري في الولايات المتحدة تتراوح ملوحتها بين 2.25 و 5.00 ديسي سيمنز.م-1 ، كان أكثر من نصفها تزيد ملوحته عن 4 ديسي سيمنز.م-1 ، وفي فلسطين المحتلة كانت 4% من المياه المستخدمة في الري تتراوح ملوحتها بين 2.25 و 6 ديسي سيمنز.م-1 ، بينما ترتفع هذه النسبة إلى 40% في الهند.
بين Dhir et al., (1980) أن الاستخدام العشوائي لمياه الري المالحة يؤدي إلى نتائج سلبية على الحاصل والتربة والبيئة، نتيجة التراكم الملحي أو التأثير الأيوني الخاص ويعتمد ذلك بدرجة كبيرة على عمليات إدارة التربة والماء والنبات، لكن الاستخدام الأمثل للمياه يعتمد على إدارة مناسبة للمحصول والتربة والمياه والمحافظة على إنتاجية الأرض ، ومنع تدهورها، والسيطرة على التلوث الذي يرافق هذا الاستخدام، كما استخدم Ayars et. al. (1992) المياه المالحة لوحدها أو مخلوطة مع مياه عذبة وأكدوا خلالها دور هذه المياه في زيادة ملوحة التربة وخصوصاً الطبقة السطحية فيها.
تأثير طرق الري على بعض خصائص التربة.
الري بالتنقيط
ذكر Isrealsien and Hansen (1962) عند مقارنتهم لكفاءة الإضافة لطرق ري مختلفة ، إن كفاءة الإضافة تصل إلى %60 في الري السطحي و%75 في الري بالرش بينما تصل الى %95 في الري بالتنقيط ، كما أكد Goldberg and Shmeulli (1970) إن للري بالتنقيط أهمية بارزة في نمو النباتات التي لا تستطيع النمو تحت أنظمة الري الأخرى كالري بالغمر والمروز، بسبب مشاكل ملوحة التربة والمياه ، وانه يكون ملائماً تماماً في المناطق الصحراوية والجافة وقليلة المياه.
ذكر Myers and Locascio (1972) إن استخدام الري بالتنقيط يمنع تطور أي شد رطوبي عالِ بالتربة ويحافظ على مستوى رطوبي عند حدود السعة الحقلية ، وباستمرار، ويستخدم نصف كمية المياه المستخدمة بطريقة الري بالمروز.
بين Bernstein and Francois(1973) في دراستهما الحقلية لمقارنة التراكم الملحي في التربة باستخدام ثلاث طرق للري ( الرش والمروز والتنقيط ) ، إن أعلى تراكم ملحي تحت نظام الري بالتنقيط ظهر في الطبقة السطحية 2.5 سم وعند منتصف المسافة بين المنقطات ، إذ بلغت الايصالية الكهربائية 14.2 ديسي سيمنز.م-1 ، ولم يلاحظ أي تراكم مـلحي في الطـبقة 30-15 سم وذلـك عند استـخدام مياه منخفضة الملوحة ، في حين بلغت قيمة الايصالية الكهربائية في سطح التربة وعند منتصف المسافة بين المنقطات 50 ديسي سيمنز.م-1 عـند استـخدام مياه ري عالية الملوحة ، وحصلت زيادة قليلة في تركيز الاملاح تحت السطح ، وعزيا سبب تراكم الأملاح في سطح التربة إلى دور الخاصية الشعرية المتأثرة بالتبخر من سطح التربة، وتوصل الباحثان نفساهما إلى إن نظام الري بالتنقيط وفّر ثلث كمية ماء الري المستخدمة مقارنة بنظامي الري بالرش والمروز . وقد أشارت الأبحاث بأن الري بالتنقيط يحافظ على بناء التربة وإمكانية استخدام مياه مالحة لا يمكن استخدامها في طرق الري الأخرى.
اقرأ ايضا : دراسة بعض المعايير الهيدروليكية لمنظومة الري بالتنقيط الشريطي و تأثير محسنات التربة في بعض خصائص التربة ونمو نبات الحنطة (.Triticum aestivum L)
الري السيحي
ذكر Hillel (1960) إن الري بالغمر أدى إلى تكوين طبقة متصلبة على سطح التربة نتيجة لتحطيم تجمعات التربة، وأشار أن لطرق الري تأثيراً مباشراً في سرعة تكوين القشرة السطحية.
أشار Kemper et al .1975 إلى إن الري بالغمر يؤدي إلى تهدم بناء التربة مكوناً قشرة متصلبة على السطح وفي حالة الري بكميات كبيرة بعد الجفاف تؤدي إلى توحل السطح مما يؤدي الى تكوين طبقة متصلبة على السطح تؤثر على غيض الماء .
أشار Sharma et al. (1977) في دراسة مختبرية لتأثير طرق الترطيب المختلفة على تصلب القشرة ان الري بالغمر السطحي أدى إلى تكوين قشرة ذات صلابة أعلى مقارنة بطرق الري بالخاصية الشعرية. وأشار الطيف والحديثي (1988) بأنه لتقييم نظام الري (الشريطي أو المروز) يجب معرفة حالة التقدم للماء على سطح التربة باتجاه نهاية المضمار، وحالة انحسار الماء بعد قطع الجريان ومدة بقاء الماء على سطح التربة (مدة الغمر)، فضلا عن دالة الغيض ، لذا فانه من الضروري إيجاد طرائق ري سطحية أكثر كفاءة أو من خلال إدارة عمليات الري بصورة أفضل (Younts et al., 1996).
ذكر Amer (1997) إن التصاريف العالية تسبب زيادة مفقودات السيح السطحي بالمقارنة مع التصاريف الواطئة وذلك جراء سرع التقدم العالية. تؤكد الدراسات أن الري السيحي والإمطار والجريان السطحي للماء تعمل على التأثير السلبي على خصائص التربة إذ تعمل على تعرية التربة فضلا عن ذلك فإنها تعمل على انضغاط ورص التربة (Shock et al.,1997).
تأثير ملوحة ماء الري وطرق الري في نمو النبات
أشارت بيانات منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة FAO (1985) إلى إن المحاصيل الزراعية تتفاوت فيما بينها من ناحية تحملها للملوحة. وأشار Bernstein and Francois(1973) في دراستهما الحقلية لمقارنة التراكم الملحي في التربة باستخدام ثلاث طرائق للري ( الرش والمروز والتنقيط ) ، إن أعلى تراكم ملحي تحت نظام الري بالتنقيط ظهر في الطبقة السطحية 2.5 سم وعند منتصف المسافة بين المنقطات ، إذ بلغت الايصالية الكهربائية 14.2 ديسي سيمنز.م-1 ولم يلاحظ أي تراكم مـلحي في الطـبقة 30-15 سم وذلـك عند استـخدام مياه منخفضة الملوحة ، في حين بلغت قيمة الايصالية الكهربائية في سطح التربة وعند منتصف المسافة بين المنقطات 50 ديسي سيمنز.م-1 عـند استـخدام مياه ري عالية الملوحة ، وحصلت زيادة قليلة في تركيز الأملاح تحت السطح ، وقد ذكر Rawlins and Raats(1975) إن استخدام معامل غسل قليل حتى مع فترات ري متقاربة يؤدي إلى قلة غسل الأملاح خلال مقد التربة ومن ثم زيادة تجمع الأملاح في المنطقة الجذرية.
أن الأيونات الداخلة في تركيب الأملاح والمسببة زيادة ملوحة التربة مثل الصوديوم، الكلور، الكالسيوم، المغنسيوم، الكبريتات والبيكاربونات يمكن ان تسبب زيادة تركيزها تأثيرات نوعية خاصة في نمو النبات وإنتاج المحاصيل، من خلال تأثيراتها السمية في النبات، او من خلال تأثيرها في التوازن الغذائي بين العناصر الغذائية في وسط النمو، إذ أن زيادة الملوحة تسبب حدوث نقص الكالسيوم في كثير من المحاصيل الزراعية مثل الطماطة والفلفل والكرفس (Bernestein, 1975) .
تأثير التناوب بطرائق الري على خصائص التربة ونمو النبات
ذكر فرج وآخرون (2001) فـي دراسة قامت بها على تربة طينية غرينية ملوحتها 7.2 ديسي سيمنز.م-1 لمعرفة تأثير تراكيز ملوحة مياه الري البالغة 3، 6 و 9 ديسي سيمنز.م-1 وملوحة ماء النهر والبالغة 1.2 ديسي سيمنز.م-1 ،على نمو النباتات الذرة الصفراء، إن زيـادة مستوى ملوحة مياه الري الى 6 ديسي سيمنز.م-1 عند استخدام أسلوب الري المستمر ليس لها تأثير سلبي على وزن المادة الجافة ، في حين انخفض الوزن الجاف للجزء الخضري بصورة معنوية عند زيادة ملوحة مياه الري فوق المستوى 6 ديسي سيمنز.م-1 وكان مقدار الانخفاض 33.66% عند المستوى الملحي 9 ديسي سيمنز.م-1 ، مع تفوق معاملات الري المتناوب( ريتان بماء نهر تليها رية واحدة بالمياه المالحة 3 او 6 او 9 ديسي سيمنز.م-1 وريتان ماء مالح للمستويات 3 او 6 ديسي سيمنز.م-1 تليها ريه واحدة بماء النهر) على المعاملات الأخرى في وزن المادة الجافة ، وكذلك حصلت زيادة معنوية في طول النبات عند استعمال أسلوب الري المتناوب وعند المعاملة التي استخدم فيها ريتان مياه عذبة تليها ريه واحدة بالمياه المالحة ذات التوصيل الكهربائي 3 او 6 او 9 ديسي سيمنز.م-1 .
