دور الزيولايت ورماد قشور الرز ومعالجة المياه المالحة: دراسة أكاديمية لزراعة الطماطم

• عنوان الرسالة الأصلي كاملاً: دور الزيولايت ورماد قشور الرز كمصلحات للتربة ومياه الابار المالحة في نمو نبات الطماطة (Lycopersicon esculentum)
• اسم الباحثة: بيداء علاوي حسن الحلفي
• الدرجة العلمية: دكتوراه فلسفة في العلوم الزراعية (علوم التربة والموارد المائية – كيمياء تربة)
• الجامعة والكلية: جامعة البصرة – كلية الزراعة – قسم علوم التربة والموارد المائية
• سنة المناقشة: 2021 م (1443 هـ)

مقدمة

تعد شحة المياه العذبة وارتفاع ملوحة مياه الآبار من أعقد التحديات التي تواجه القطاع الزراعي في جنوب العراق. وبناءً على ذلك، يؤدي الري بالمياه المالحة إلى تدهور مستمر في الخصائص الفيزيائية والكيميائية للترب المزيجية الرملية. بالمقابل، ترتفع قيم الإيصالية الكهربائية للتربة وتتراكم الأيونات الضارة المسببة للإجهاد الملحي في المنطقة الجذرية. لتجنب هذه المشكلة البيئية والإنتاجية الخطيرة، يتعرض محصول الطماطم لتراجع حاد في النمو الخضري والجذري والحاصل الكلي.

علاوة على ذلك، يشكل الحرق العشوائي لقشور الأرز وتراكم مخلفاتها الزراعية عبئاً بيئياً كبيراً يتطلب حلولاً للتدوير والاستفادة. لهذا السبب، يتجه الباحثون والمزارعون نحو استغلال المصلحات الطبيعية والمخلفات النباتية لتحسين خصوبة الأراضي. وتتميز حبيبات معدن الزيولايت ورماد قشور الرز بمسامية عالية وسعة تبادلية كاتيونية مرتفعة تعزز بناء التربة. بالإضافة إلى ذلك، يمتلك رماد قشور الأرز مساحة سطحية واسعة ومجاميع فعالة تربط الأيونات المذابة في المياه. ومن ثم، تقدم هذه الأطروحة الأكاديمية حلاً كاملاً لاستغلال المياه المالحة والترب الفقيرة في زراعة الطماطم بأمان. بناءً على ذلك، يضمن التطبيق العملي لهذه الأبحاث ترشيد استهلاك المياه العذبة وتأمين الزراعة المستدامة بامتياز.

الزيولايت ورماد قشور الرز

يعد الزيولايت معدناً طبيعياً أو صناعياً متبلوراً يمتلك تركيباً بنائياً مفتوحاً شبيه بخلية العسل يتكون من وحدات السيليكا والألومنيوم رباعية السطوح. ويتميز بمسامية عالية وقنوات وفجوات داخلية واسعة تشكل نحو نصف حجمه الكلي، إضافة إلى سعة تبادلية كاتيونية مرتفعة وقدرة فائقة على مسك الماء والمغذيات وإطلاقها تدريجياً للنبات. بالمقابل، يُعرف رماد قشور الأرز بأنه المادة الخفيفة والمسامية الناتجة عن حرق المخلفات النباتية لقشور الأرز عند درجات حرارة عالية تصل إلى ألف درجة مئوية. ويتكون هذا الرماد أساساً من أكسيد السيليكون المتبلور وغير المتبلور بنسبة تتجاوز تسعين بالمئة، ويمتلك مساحة سطحية نوعية واسعة ومجاميع فعالة تربط الأيونات والعناصر المذابة بفاعلية .

استخدام الزيولايت ورماد قشور الرز في التنقية والتربة

• معالجة مياه الآبار المالحة (أعمدة الترشيح): استخدم الزيولايت ورماد قشور الرز كأعمدة مرشحات لتصفية مياه الآبار المالحة المستخدمة في الري. وأظهرت النتائج تفوق مرشح الخلط المكون من رماد قشور الأرز والزيولايت بنسبة 50% عند وقت الترشيح المباشر في خفض قيم الإيصالية الكهربائية (EC) والأيونات الذائبة الموجبة والسالبة بكفاءة إزالة تجاوزت 95%. وجاء ترتيب كفاءة المرشحات كالتالي: مرشح الخلط (50%) > مرشح الخلط (75%) > مرشح الخلط (25%) > مرشح الرماد مع الرمل (75%) > مرشح الزيولايت مع الرمل (75%).
• تحسين خصائص التربة المزيجية الرملية: أدت إضافة هذه المواد كـ مصلحات للتربة إلى خفض معنوي في الملوحة، وزيادة محتوى المادة العضوية، ورفع السعة التبادلية الكاتيونية (CEC). وسجلت المصلحات الترتيب التالي في كفاءة التحسين: الزيولايت منفردًا > الزيولايت المخلوط مع رماد قشور الأرز > رماد قشور الأرز. كما حقق مستوى الإضافة 10 طن/هكتار أعلى فاعلية في خفض الملوحة وزيادة جاهزية عناصر النتروجين والفسفور والبوتاسيوم في القطاع الأرضي.
• النمو والتغذية لنبات الطماطم: انعكس استخدام المياه المعالجة وإضافة المصلحات إيجابياً على نمو نبات الطماطم؛ حيث ارتفع الوزن الجاف للمجموعين الخضري والجذري والحاصل الكلي للثمار بشكل ملحوظ. كما أسهمت المعاملة في زيادة امتصاص المغذيات الأساسية ورفع نسبة البوتاسيوم إلى الصوديوم في الأوراق، مما حد من الآثار السلبية للإجهاد الملحي.

ندعو جميع المهندسين الزراعيين، وخبراء استصلاح الأراضي، والباحثين في علوم التربة والمياه إلى فتح وتحميل ملف هذه الأطروحة الأكاديمية القيمة بالكامل. بالإضافة إلى ذلك، ستكتشفون في طيات الفصول جداول تحليلية تفصيلية ومخططات لكفاءة الإزالة لكل عنصر كيميائي بدقة. بناءً على ذلك، يمثل هذا العمل العلمي مرجعاً تطبيقياً حاسماً يرشدكم لتطوير منظومات الترشيح واستغلال المياه المالحة بأعلى كفاءة ممكنة.

اقرأ ايضا: تسميد الفجل بالزيولايت والبوتاسيوم النانوي: دراسة زيادة الحاصل وتعديل المركبات الفعالة

ملخص الدراسة

نفذت الباحثة تجارب مختبرية وحقلية شاملة لاستغلال رماد قشور الأرز ومعدن الزيولايت في معالجة مياه الآبار المالحة وتحسين التربة. وبناءً على ذلك، شملت التجربة المختبرية تحضير مرشحات بخلط الرماد والزيولايت والرمل بنسب متباينة تحت أربعة أوقات زمنية للترشيح. وأظهرت النتائج تفوق وقت الترشيح المباشر في خفض قيمة الإيصالية الكهربائية وتقليل تراكيز الأيونات الموجبة والسالبة. بالمقابل، حقق مرشح رماد قشور الأرز المخلوط مع الزيولايت بنسبة خمسين بالمئة أعلى كفاءة خفض للإيصالية الكهربائية بلغت نحو سبعة وتسعين بالمئة.

علاوة على ذلك، نفذت الباحثة تجربتين حقليتين على تربة مزيجية رملية في منطقة الزبير بمحافظة البصرة. وتضمنت التجربة الأولى إضافة المصلحات بمستويات صفر وخمسة وعشرة أطنان لكل هكتار تحت نظام الري بالتنقيط. نتيجة لذلك، تفوق مصلح الزيولايت بمستوى عشرة أطنان في خفض ملوحة التربة وزيادة المادة العضوية والسعة التبادلية الكاتيونية. وفي التجربة الثانية، أدى الري بالمياه المعالجة بمرشح الخلط إلى تحقيق أعلى مادة جافة للمجموع الخضري والجذري وأعلى حاصل كلي. بالإضافة إلى ذلك، ارتفعت نسبة البوتاسيوم إلى الصوديوم وتركيز العناصر الغذائية الكبرى في الأوراق والتربة بعد الحصاد. ومن ثم، توصي الدراسة بتبني الزيولايت ورماد الأرز لمعالجة المياه المالحة وتحسين الأراضي الرملية بكفاءة عالية.