ترشيد استهلاك مياه الري: دراسة تأثير المادة العضوية ومحتوى الجبس في تبخر الماء

• عنوان الرسالة الأصلي كاملاً: تأثير المادة العضوية ومحتوى الجبس في تبخر الماء وبعض الخصائص المائية للتربة ( دراسة ترشيد استهلاك مياه الري)
• اسم الباحثة: ورود عماد عرب الأيادي
• الدرجة العلمية: ماجستير في العلوم الزراعية (علوم التربة والموارد المائية)
• الجامعة والكلية: جامعة تكريت، كلية الزراعة
• سنة المناقشة: 2024 م

تأثير المادة العضوية ومحتوى الجبس في تبخر الماء وبعض الخصائص المائية للتربة

مقدمة

يعد الماء عصب الحياة الحقيقي والعمود الفقري للتنمية الزراعية المستدامة في مختلف أنحاء العالم. ومع ذلك، تواجه المناطق الجافة وشبه الجافة تحديات حقيقية بسبب شحة الموارد المائية المتاحة حالياً بشكل ملحوظ. وتتميز الأراضي في وسط وجنوب العراق بضعف خصائصها الفيزيائية والكيميائية والخصوبية بشكل يؤثر سلباً على المحاصيل الحقلية. كما تعاني هذه الترب تحديداً من انخفاض حاد في نسب المادة العضوية الطبيعية اللازمة لخصوبة الأرض. بناءً على ذلك، لا تتجاوز نسبة المادة العضوية في معظم هذه الأراضي واحداً بالمئة من المكونات الكلية للتربة. علاوة على ذلك، يتسبب المناخ القاسي والارتفاع الشديد في درجات الحرارة في زيادة معدلات التبخر بشكل كبير جداً.

لهذا السبب، يواجه المزارع العراقي صعوبة بالغة في الحفاظ على رطوبة التربة لفترات طويلة خلال مواسم النمو الحارقة. وتزداد المشكلة تعقيداً في الأراضي الجبسية التي تشكل نسبة كبيرة من المساحات الصالحة للزراعة في تلك المناطق. وبسبب طبيعة الجبس الكيميائية، تنخفض قدرة هذه الترب على مسك الماء وتجهيز المغذيات الكبرى والصغرى للنباتات النامية. لتجنب هذه المشكلة، يبحث الخبراء عن حلول علمية مبتكرة لإدارة المياه وتحسين بناء التربة لزيادة القدرة الإنتاجية. بالإضافة إلى ذلك، يمثل استخدام السماد العضوي المخمر المعروف بالكمبوست خياراً مثالياً لتحسين الخواص الفيزيائية للأرض المستصلحة. بالمقابل، يساعد التقدير الدقيق لمعدلات التبخر في تصميم شبكات ري ذكية وموفرة للمياه المتاحة للاستخدام الزراعي. نتيجة لذلك، تقدم هذه الدراسة الأكاديمية دليلاً تطبيقياً متكاملاً يخدم المزارعين والباحثين في آن واحد بطرق عملية سهلة. وفي النهاية، فإن استصلاح هذه الأراضي يسهم بشكل مباشر في دعم الاقتصاد الوطني وتحقيق الأمن الغذائي المستدام للبلاد.

دور الكمبوست في تقليل الفاقد المائي وترشيد مياه الري

تساعد إضافة الكمبوست للتربة في تحسين الخصائص الهيدرولوجية للأراضي الزراعية بشكل فعال يسهم في ترشيد مياه الري. تعمل المادة العضوية على تغليف دقائق التربة وزيادة قوى التماسك بين تجمعاتها الفردية داخل البناء المسامي للأرض. وبناءً على ذلك، تنخفض الكثافة الظاهرية للتربة وتزداد مساميتها الكلية مما يعزز من قدرتها على الاحتفاظ بالمياه المخزنة. بالإضافة إلى ذلك، يتصف السماد العضوي بخصائص مميزة تعمل على إبطاء سرعة ترطيب التربة وتقليل الفاقد من المياه. نتيجة لذلك، تظل الرطوبة متاحة لجذور النباتات لفترات أطول مما يقلل الحاجة لتكرار عمليات الري المتتابعة في الحقل.

أظهرت النتائج المختبرية أن إضافة أربعة غرامات من الكمبوست لكل مئة غرام تربة يحقق أفضل معدل لحفظ الرطوبة. ساهم هذا المستوى السمادي المتميز في خفض معدلات التبخر التراكمي من سطح الأرض بشكل معنوي وواضح للمزارعين. بالمقابل، تسببت زيادة نسب الإضافة العضوية لأكثر من هذا الحد في إحداث نتائج عكسية زادت من معدل التبخر. علاوة على ذلك، يعمل التوزيع السليم للمادة العضوية على تحسين حيوية التربة الجبسية التي تعاني أصلاً من شح رطوبي مستمر. لهذا السبب، يمثل الكمبوست أداة تطبيقية رائعة لترشيد استهلاك المياه والمحافظة على استدامة الموارد المائية الشحيحة بالمنطقة.

تأثير المحتوى الجبسي في حركة الرطوبة وكفاءة استهلاك المياه

تؤثر طبيعة الترب الجبسية كيميائياً وفيزيائياً في تحديد معدلات حركة المياه والانتشارية الرطوبية داخل القطاع السطحي للأرض. أثبتت الدراسة وجود علاقة عكسية قوية ومباشرة بين زيادة محتوى الجبس في التربة وكمية المياه المتبخرة منها. ويرجع سبب هذا الانخفاض إلى زيادة الضغط الأسموزي للماء المتواجد على أسطح دقائق التربة نتيجة ذوبان كبريتات الكالسيوم. وبناءً على ذلك، تحتفظ التربة ذات النسب العالية من الجبس برطوبتها الداخلية بشكل أفضل عند تعرضها لدرجات الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يساهم هذا السلوك الطبيعي في تقليل الضياع المائي الكلي الناتج عن التبخر من السطح غير المغطى.

بالمقابل، كشفت القياسات العلمية أن ارتفاع نسب الجبس يؤدي إلى زيادة قيم الانتشارية المائية وعكس الامتصاصية بشكل كبير. لتجنب هذه المشكلة وتأثيرها على غسل المغذيات، يجب دمج التسميد العضوي لتعديل توازن المسامات الخازنة والناقلة للمياه. يساعد هذا التداخل الفعال بين المادة العضوية ومحتوى الجبس في تحسين التوصيل الهيدروليكي وتقنين كميات المياه المستخدمة للري. علاوة على ذلك، يسهل تطبيق النماذج الرياضية الحديثة مثل معادلة فان جينوختن في التنبؤ الدقيق بحجم الرطوبة المتاحة للنبات. نتيجة لذلك، يستطيع المزارع وضع جدول زمني منسق لعمليات السقي يحقق ترشيداً حقيقياً للمياه ويضمن نمو المحاصيل بكفاءة.

ندعو جميع المزارعين والباحثين المهتمين بتطوير الإدارة المائية للتربة وترشيد مياه الري إلى فتح الملف الكامل لهذه الرسالة الرائدة وقراءتها بالكامل. حيث يحتوي الملف الأصلي على جداول إحصائية قيمة ورسومات توضيحية تشرح آليات التبخر والانتشارية المائية في الترب الجبسية بالتفصيل.

اقرأ ايضا : دراسة السلوك الفيزيوكيميائي للعناصر المعدنية الملوثة لمياه ورواسب  شط العرب  

ملخص الدراسة

نفذت تجربة مختبرية رائدة في مختبرات قسم علوم التربة والموارد المائية بكلية الزراعة في جامعة تكريت العريقة. واستهدفت الدراسة تقييم أثر إضافة الكمبوست والجبس في تبخر الماء وبعض الخصائص الهيدرولوجية المهمة للتربة الزراعية. وجمعت الباحثة سبعة نماذج لترب مختلفة في محتواها الجبسي من موقع جامعة تكريت لإجراء الفحوصات عليها. حيث تراوحت نسب الجبس في هذه النماذج بين سبعين غراماً وأربعمائة وستة وثلاثين غراماً لكل كيلوغرام تربة. وعوملت عينات التربة بمستويات مختلفة من الكمبوست تراوحت بين غرام واحد وستة غرامات لكل مئة غرام تربة. ثم تركت العينات المحضرة لمدة شهرين لمراقبة التغيرات الحيوية والفيزيائية الناتجة عن عملية التحضين المستمر داخل المختبر.

وأظهرت النتائج انخفاض الكثافة الظاهرية للتربة بزيادة محتوى الجبس وإضافة مستويات مرتفعة من الكمبوست المحضر سابقاً. كما كشفت الدراسة عن وجود علاقة عكسية واضحة بين كمية التبخر التراكمي ومستوى محتوى الجبس في التربة. حيث بلغت أقل نسبة للتبخر تسعة مليمترات وتسعة أعشار مليمتر عند وجود المحتوى الجبسي الأعلى للتربة المدروسة. علاوة على ذلك، ساهمت إضافة الكمبوست بمستويات محددة في خفض معدلات التبخر اليومي والتراكمي بشكل معنوي ملحوظ. وسجلت المعاملة بأربعة غرامات من الكمبوست أقل قيمة للتبخر بلغت ثلاثة عشر ملم وأربعة أعشار الملم فقط. بالمقابل، تسببت الإضافات العالية التي بلغت ستة غرامات في زيادة معدل التبخر مجدداً بطريقة عكسية غير متوقعة.

بالإضافة إلى ذلك، وجدت الدراسة علاقة طردية بين محتوى الجبس في التربة والانتشارية المائية وعكس الامتصاصية المائية. إذ سجلت أعلى قيمة للانتشارية المائية في عينات التربة ذات المحتوى الجبسي الأعلى بين النماذج كلها. بينما أدت إضافة السماد العضوي إلى تقليل الانتشارية المائية للتربة لكونه يتصف بصفات طبيعية كارهة للماء الكيميائي. ونتيجة لذلك، يساعد الكمبوست في تغليف دقائق التربة وزيادة قوى مسك المياه داخل المسامات الضيقة بالتربة. كما أثبتت معادلة فان جينوختن الرياضية تطابقاً عالياً جداً بين قيم المحتوى المائي المقاسة والمقدرة للترب المختلفة. بناءً على ذلك، توصي الدراسة باستخدام الكمبوست كأداة فعالة لتحسين الخواص الفيزيائية وترشيد مياه الري للحقول الجبسية.