تأثير ملوحة مياه الري في الجهد التنافذي وعلاقته بالتبخر – نتح المحصول الذرة الصفراء

 تأثير ملوحة مياه الري في الجهد التنافذي وعلاقته بالتبخر – نتح المحصول الذرة الصفراء

تأثير ملوحة مياه الري في الجهد التنافذي وعلاقته بالتبخر – نتح المحصول الذرة الصفراء

Summery الخلاصة

تعد دراسة الاستهلاك المائي من المواضيع المهمة، ولاسيما في المناطق الجافة وشبه الجافة كما في ظروف العراق، وأصبحت أكثر اهمية في مناطق واسعة من العالم بسبب التأثير المباشر لعوامل المناخ المختلفة في جودة وجاهزية مياه الري وخصائص التربة، والتي تؤثر مجتمعة في هيدروليكية ماء التربة والنبات وصحة النبات، لذلك يجب دراسة العوامل المؤثرة في الاستهلاك المائي مشتملة على الظروف المناخية، وظروف التربة، ونوعية مياه الري لتحقيق امكانية استثمارها بشكل علمي في الانتاج الزراعي.

نفذت تجربة حقلية خلال الموسم الخريفي 2022، في حقول كلية الزراعة جامعة الأنبار ضمن مركز محافظة الانبار – مدينة الرمادي الواقعة عند خط طول 432002 شرقاً ودائرة عرض 332535 شمالاً، بهدف دراسة علاقة الجهد التنافذي بالتبخر – نتح لنبات الذرة الصفراء وتأثيره في بعض معايير الاستهلاك الماني الفعلي وجدولة الارواء باستخدام مياه ري مختلفة الملوحة اشتملت التجربة على عاملين للدراسة هما ملوحة مياه الري والتبخر والنتح، إذ استخدم

في التجربة ثلاث مستويات ملحية (EC) وكالاتي:

• ماء مقطر ملوحته 0.07 ديسي سيمنز م (50).
• ماء ملوحته 2 ديسي سيمنز م (1).
• ماء ملوحته 4 ديسي سيمنز م (2).

اما عامل التبخر والنتح فتضمن ثلاث معاملات وكالاتي:

• معاملة التبخر – نتح (مع الزراعة) ويرمز لها (ET).
• معاملة النتح بحجب التبخر بتغطية سطح التربة بالبولي اثلين الابيض) ويرمز لها (T). 
• معاملة التبخر بدون زراعة ويرمز لها بالرمز (E).

استخدم في التجربة تصميم القطاعات العشوائية الكاملة (R.C.B.D)، وبأربعة مكررات وزعت بانتظام على اربعة خطوط تماثل خطوط الزراعة الحقلية. استخدمت اللايسميترات الوزنية (Weighting Lysimeters) في تنفيذ التجربة الحقلية جمعت مادة التربة الدراسة من حقول المحطة البحثية الثانية في الحامضية التابعة لكلية الزراعة جامعة الأنبار ضمن الأفق السطحي     (30-0 سم). جففت التربة هوائيا، ثم طحنت ومررت عبر منخل قطر فتحاته 2 ملم ملئت اللايسميترات بتربة الدراسة بكثافة ظاهرية 1.24 ميكا غرام . 

زرعت بذور الذرة الصفراء صنف تركيبية 7 في اللايسميترات بتاريخ 2022/7/20. استخدمت ثلاثة أحواض للتبخر من الأنموذج الامريكي (Class-A) بواقع حوض لكل نوعية مياه. تم ري جميع المعاملات مباشرة بعد الزراعة بإضافة 66.12 ملم ماء مقطر لكل وحدة تجريبية (رية الانبات)، وتم اعتماد نسبة استنفاذ 50% من الماء الجاهز للربات اللاحقة.

بوشر بالوزن الدوري لللاليسمترات كل 12 ساعة منذ أول يوم للزراعة ولجميع المعاملات ومن خلاله حسب التبخر – نتح اليومي والتراكمي من اللايسميترات الخاصة بمعاملة التبخر – نتح (ETa)، وحسب النتح اليومي والتراكمي من اللايسميترات الخاصة بمعاملة النتح (T)، والتبخر اليومي والتراكمي من اللايسميترات غير المزروعة لمعاملة التبخر (E)، والتبخر المرجعي اليومي والتراكمي من أحواض التبخر الخاصة بكل نوعية مياه، وحسب الاستهلاك المائي باستخدام معادلة خروفة (1985) باعتماد البيانات المناخية لمنطقة الدراسة حسب معامل المحصول لكل نوعية مياه وخلال مراحل نمو النبات، كما حسب الاستهلاك المائي الكلي وعدد الريات ومعدل فاصلة الارواء لكل نوعية مياه حسب التغاير في الجهد التنافذي وعلاقته بملوحة مياه الري والمحتوى الرطوبي للتربة مع العمق، وكذلك حسب التطور الزمني للجهد التنافذي حتى نهاية موسم نمو النبات وعلاقته بالتبخر – نتح والنتح والتبخر كل على حده، وقيست بعض صفات النمو الخضري المحصول الذرة الصفراء ذات العلاقة بمكونات الاستهلاك المائي، مثل ارتفاع النبات والمساحة الورقية، ودليل المساحة الورقية، والوزن الجاف للمجموع الخضري والجذري، كما حسبت كفاءة استعمال المياه والحاصل النسبي العملي لتطبيق معاملات المياه مختلفة الملوحة.

ويمكن ايجاز اهم النتائج التي تم الحصول عليها بالاتي:

1- انخفضت قيم التبخر – نتح الفعلي (ET) بزيادة تركيز الأملاح في مياه الري، وبنسبة %24 للمستوى 2 ديسي سيمنز م و 45% للمستوى 4 ديسي سيمنز م، كما إن

الانخفاض في التبخر – نتح بدء مبكراً لمعاملة المياه المالحة مقارنة بمعاملة الماء المقطر.

2- أدى استعمال المياه المالحة الى خفض النتح الفعلي (Ta) بزيادة تركيز الأملاح في مياه الري، وبنسبة 34.55% للمستوى 2 ديسي سيمنز م وبنسبة 49.95% للمستوى 4 ديسي سيمنز م مقارنة بمعاملة الماء المقطر. 

3- أعطت معاملة الماء المقطر أعلى قيم للتبخر الفعلي (Ea) وانخفض عنها بنسبة 25.1% للمستوى 2 ديسي سيمنز م م وبنسبة 34.5% للمستوى 4 ديسي سيمنز م  4 – غير استعمال المياه المالحة في الري من توقيتات جدولة الإرواء، إذ انخفض إجمالي عدد الريات من 81 رية المعاملة الماء المقطر الى 46 رية للمستوى 4 ديسي سيمنز م، وارتفع معدل فاصلة الإرواء من 27.80 ساعة لمعاملة الماء المقطر الى 48.51 ساعة للمستوى 4 ديسي سيمنز م، وانخفض اجمالي اعماق مياه الري من 1253.28 ملم المعاملة الماء المقطر الى 740.31 ملم للمستوى الثاني 4 ديسي سيمنز 

5- انخفضت قيم التبخر المرجعي (EO) المقاسة من أحواض التبخر بارتفاع ملوحة مياه الريء مقارنة بقيمها للماء المقطر وبنسب 10.04% و 14.41% للمستويين 2 و 4 ديسي سيمنز م بالتتابع، وتحت تأثير نفس الظروف المناخية لمنطقة الدراسة، كما انخفض الاستهلاك المائي المرجعي (ETO) المقاس باحواض التبخر بنسبة 9.8% و 13.6% للمستويين 2 و 4 ديسي سيمنز م بالتتابع، مقارنة بمعاملة الماء المقطر.

6- انخفضت قيم معامل المحصول المعاملات المياه المالحة من 0.59 و 0.84 و 1.55 0.47 و 1.82 و 1.48 لمعاملة الماء المقطر إلى 0.59 و 0.78 و 1.05 و 0.70 و للمستوى 4 ديسي سيمنز م خلال مراحل نمو النبات النشوء والنمو الخضري والتزهير وتكوين الحبوب ومرحلة النضج بالتتابع.

7- بينت منحنيات تطور الجهد التنافذي وجود علاقة طردية بين ملوحة مياه الري وقيم الجهد التنافذي المعاملات المياه المالحة، بينما بقيت قيم الجهد التنافذي ثابتة تقريباً لمعاملة الماء المقطر على طول موسم النمو لجميع معاملات التجربة.

8 – بينت منحنيات تطور الجهد التنافذي المعاملات التجربة وجود علاقة عكسية بين معدل التغير اليومي في الاستهلاك المائي الفعلي (ET) وقيم الجهد التنافذي المعاملات المياه المالحة للمستويين 2 و 4 ديسي سيمنز م على طول موسم نمو النبات، بينما كانت العلاقة طردية المعاملة الماء المقطر، إذ ازدادت قيم الاستهلاك المائي الفعلي بثبوت قيم الجهد التنافذي حتى نهاية موسم نمو النبات.

9- أدت زيادة ملوحة مياه الري الى خفض قيم ارتفاع النبات بنسبة 20.0 و 21.3 % للمستوى 2 ديسي سيمنز م وبنسبة 42.2 و 41.8 % للمستوى 4 ديسي سيمنز م مقارنة بمعاملة الماء المقطر، المعاملتي التبخر – نتح والنتح بالتتابع، كما انخفضت قيم ارتفاع النبات المقاسة اسبوعياً لمعاملة المياه المالحة مقارنة بمعاملة الماء المقطر وينسب مختلفة ومتزايدة بزيادة ملوحة مياه الري حتى نهاية موسم النمو.

 10 – أدى استخدام المياه المالحة الى خفض المساحة الورقية للنبات، إذ بلغت اعلى مساحة ورقية المعاملة الماء المقطر 517.46 سم واقل قيمة لها 417.75 سم، وانخفض دليل المساحة 1- الورقية للنبات من 2.23 الى 1.89 ، المعاملتي الماء المقطر والمستوى 4 ديسي سيمنز مابالتتابع. 

11- انخفض الوزن الجاف للمجموع الخضري والمجموع الجذري للنبات بزيادة ملوحة مياه الري المعاملة التبخر – نتح من 228.33 غم نبات الى 112.08 غم نبات المعاملتي الماء المقطر والمستوى 4 ديسي سيمنز م بالتتابع، وبالاتجاه نفسه لمعاملة النتح ولكن بنسب مختلفة خلال مراحل نمو النبات.

12 –  ازدادت كفاءة استعمال المياه بزيادة ملوحة مياه الري الى 2 ديسي سيمنز م، إذ بلغت 2.262 كغم لا يسميتر ” بينما انخفضت الى 14.44 كغم لا يسميتر للمستوى الملحي الثاني 4 ديسي سيمنز 

علما أن عتبة تأثر الذرة الصفراء بالملوحة تبلغ 1.7 ديسي سيمنز م، وهي قريبة جداً من المستوى الملحي 2 ديسي سيمنز ..

13 – وفر استخدام مياه الري المالحة للمستوى 2 ديسي سيمنز ما نسبة 31.03% من المياه وحقق 82.89% من الانتاج النسبي، بينما وفرت معاملة المياه للمستوى الثاني 4 ديسي سيمنزم نسبة 70.14% من مياه الري وحققت 49.12% من الانتاج النسبي لمعاملة التبخر نتح، مقارنة بالانتاج المتحقق باستخدام الماء المقطر، والتي تعد نسباً مقبولة ضمن معايير منظمة الغذاء والزراعة الدولية.

المقدمة …. Introduction  .

تشكل التغيرات المناخية تحدياً عالمياً كبيراً للموارد المائية في المناطق الجافة وشبه الجافة، وتسهم في تناقص المياه العذبة والتأثير في نوعيتها، مما يبرر التوجه نحو استخدام المياه المالحة خاصة في المجال الزراعي، إن شحة المياه العذبة وزيادة الطلب عليها لسد حاجة السكان الذين تتزايد أعدادهم بصورة متوالية هندسية، أسهم في خلق بؤرة للصراع على الموارد المائية العذبة في أكثر من مكان على سطح الكرة الارضية.

تزداد الاحتياجات المائية بشكل مطرد في المناطق الجافة الحارة ذات المعدلات العالية للفقد بالتبخر والفقد بالنتح والرطوبة النسبية المنخفضة، ووفقاً لقاعدة العرض والطلب تمثل المياه العذبة العرض المتاح فيما يمثل التبخر والنتح الطلب، والفرق بينهما يمثل الخلل في الميزان المائي Massaretto وآخرون (2018) بعد العراق من البلدان الأكثر عرضة للتغيرات المناخية، من حيث ارتفاع درجات الحرارة، وانخفاض معدلات الأمطار، مع انخفاض الوارد المائي من نهري دجلة والفرات وروافدها والذي بلغ بحدود 26 مليار متر مكعب عام 2022، وهو أدنى مستوى منذ عام 1933، ويمثل تقريباً ثلث الوارد المائي في العقود السابقة، ورافق ذلك تدني نوعية المياه، وزيادة ملوحتها، مما يفتح الباب واسعاً لاستخدام المياه ردينة النوعية سداً للعجز في موارد المياه العذبة، وهذا يؤكد ضرورة دراسة الاحتياجات المائية وجدولة الارواء وإدارة المياه المالحة

واستخدامها بشكل آمن في ظل ادارة جيدة للتربة (سلومي (2019).

أكدت معظم الدراسات امكانية استخدام المياه المالحة في الزراعة، مشيرة الى تأثيرها في الخصائص الديناميكية والهيدروليكية والخصوبية للتربة، وفي نمو وانتاج المحاصيل، ولم تشر إلى دور الأملاح في حجز ومسك الماء في التربة بما يقلل من فقده بالتبخر والتسرب العميق بتأثير الجهد التنافذي، إضافة الى تأثيرها في صحة النبات، وفسلجة الخلية النباتية، وتفعيل الآليات المسؤولة عن امتصاص الماء وفقده بالنتج، ومن ثم تأثيره في حجم الاستهلاك المائي الفعلي للنبات (Salman) وآخرون (2001) تستطيع النباتات مقاومة الاجهاد الملحي للتربة بتحفيز وسائل دفاعية ضده، إذ ترسل خلايا الجذر إشارات الى باقي خلايا النبات لتنبهها بوجود شد معاكس بسبب الاجهاد الملحي والاجهاد التنافذي، إذ إن كلا منهما يؤدي إلى نقص الماء المتاح للنبات، فقد يكون ارتخاء الأغشية الخلوية بسبب فقد الامتلاء عنصراً فعالاً في استشعار الاجهاد

الماني، والهدف النهائي من استشعار الاجهاد هو تحفيز العمليات الحيوية التي تؤدي لتكيف

النبات للإجهاد وفقاً لشدته ودرجته، ليتبنى سياسة مائية أكثر اقتصاداً (ابو جاد الله، (2013).

يتأثر ماء التربة بعدد من القوى، وهي التي تتسبب في اختلاف جهده عن جهد الماء النقي

والحر، تنتج هذه القوى عن جذب جزء التربة الصلب للماء الجهد الهيكلي (Matric Potential) وكذلك عن وجود الأملاح المذابة في محلول التربة الجهد التنافذي (Osmotic Potential) وتعتمد قيمته في أية نقطة ليس فقط على ضغط الماء الساكن وإنما على عناصر فيزيائية اضافية مثل الموقع نسبة الى المصدر، وتركيز الأملاح المذابة، ودرجة الحرارة، وبعد الجهد التنافذي أحد المكونات التي تؤثر في الجهد الكلي لماء التربة (1998,1980, Hillel)، والذي لم يول الاهتمام

المطلوب في دراسات حركة ماء التربة.

إن تأثير الجهد التنافذي والاجهاد الأيوني في التبخر – نتح (Evapotranspiration) او الاستهلاك المائي للنبات (Consumptive Use) غير مفهوم بصورة واضحة، لذا فإن جدولة الري الحقلي لازالت تعتمد على منحنيات الجهد الهيكلي فقط وليس على مجموع الجهد الكلي لماء التربة بسبب إهمال الجهد التنافذي، علما أن تأثيره كبير جداً، إذ يعطي المحتوى الرطوبي للتربة قيماً مختلفة مقابل الشد الرطوبي باختلاف ملوحة التربة ومياه الري، ولاسيما في المناطق الجافة والترب المتأثرة بالملوحة، إضافة الى اهمال تأثيره في قيمة الاستهلاك المائي الذي يتم حسابه بالطرق غير المباشرة والمعتمدة على البيانات المناخية، وهذا يسبب عدم الدقة في جدولة الري وانخفاض كفاءته في حالة الري بمياه مالحة أوصت منظمة الاغذية والزراعة الدولية (FAO) في نشرتها بالعدد 56 بإضافة المعامل (KS) الى معامل المحصول (Kc) لاحتساب تأثير الاجهاد الملحي، وحساب الاحتياجات المائية للمحاصيل بدقة أكبر خلال موسم نموها عندما تؤثر الملوحة على النباتات (Pereira وآخرون، 2020-2021) بعد محصول الذرة الصفراء (.Zea mays L من محاصيل الحبوب المهمة وتحتل المرتبة الثالثة من بين المحاصيل الاستراتيجية بعد القمح والرز، إذ تشترك في تغذة الانسان والحيوان تبلغ المساحة المزروعة منها في العراق 117 الف هكتار المنظمة العربية للتنمية الزراعية (2011). إن محصول الذرة الصفراء من المحاصيل متوسطة التحمل للملوحة، وتبلغ عتبة تأثره بالملوحة 1.7 ديسي سيمنز م (FAO (1992. كما بلغت 2.76 ديسي سيمنز م تحت ظروف الري بالمياه المالحة (عبد والزغبي (2016)

جاءت فكرة دراسة تأثير الجهد التنافذي في قيم التبخر – نتح باعتباره أحد العوامل المؤثرة في حجم الاستهلاك المائي والمتعلقة بالتربة ونوعية مياه الري، إذ لم يتم التحقق منه بدقة في الدراسات التجريبية السابقة، ربما يعود السبب في ذلك الى صعوبة فصل مكوني جهد ماء التربة عن بعضهما أثناء القياس.

تهدف هذه الدراسة الى:

1- تقدير الاستهلاك المائي الفعلي لنبات الذرة الصفراء باستخدام مياه مختلفة الملوحة وبحسب مراحل نمو النبات تحت ظروف تجربة لا يسمترات وزنية.

2- دراسة علاقة الجهد التنافذي في معدلات التبخر – نتح، ومحاولة فهم تأثير الأملاح في كل من التبخر والنتح ومعامل المحصول النبات الذرة الصفراء.

3- اعادة النظر في حسابات جدولة الري باستخدام مياه مختلفة الملوحة، وفقا لمنحنى وصف

الرطوبة مقابل الجهد الكلي لماء التربة الجهد الهيكلي، والجهد التنافذي). 

4- دراسة تأثير بعض مؤشرات النمو لنبات الذرة الصفراء، مثل ارتفاع النبات والمساحة الورقية ودليل المساحة الورقية، في كل من التبخر والنتح.