تعتبر شبكات الري من التقنيات الحيوية في إدارة مياه الري وتوجيهها إلى المحاصيل، وتنقسم شبكات ري المزارع إلى أنظمة الري السطحي، الري بالرش، والري الدقيق. يُعد اختيار أو تحويل نظام الري إلى نموذج أكثر كفاءة قرارًا معقدًا يعتمد على عدة عوامل، أبرزها الحفاظ على المياه، حيث يعد الانتقال من الري السطحي إلى الري بالرش ثم إلى الري الدقيق مسارًا واضحًا لزيادة فعالية استهلاك المياه، إذ تتزايد الفعالية بوضوح مع كل مستوى من هذه الأنظمة.
لكن نجاح شبكات ري المزارع يرتبط بعدة عوامل منها الموقع، وطبيعة التربة، ومستوى الإدارة المتاح. لذا، يجب تقييم أنظمة الري الحالية بدقة قبل التحول إلى نظام جديد، إذ يمكن أن يكون لهذه التغييرات تأثيرات كبيرة على غلة المحاصيل واستدامتها. في هذه المقالة سنكشف سويًا عن كل أنواع شبكات الري وما هي مميزات كل نوع.
جدول المحتوى
ما هي نظم الري؟
الري هو التزويد الاصطناعي للرطوبة من أجل نمو المحاصيل. وتعرف الزراعة التي لا تعتمد على الري بزراعة المطر أو الزراعة الجافة. بالتالي، شبكات ري المزارع هي الطريقة التي يستخدمها المزارع لنقل المياه من مصدرها إلى الحقول المزروعة.
وتأتي مياه الري من مصادر المياه الجوفية مثل الطبقات الحاملة للمياه، الينابيع، والآبار، أو من مصادر المياه السطحية مثل الأنهار، البرك، أو البحيرات. حلول إدارة المزارع الحديثة تراقب جميع أنواع شبكات ري المزارع بغض النظر عن طريقة أو نظام الري المستخدم.
أنواع شبكات ري المزارع
نظام الري السطحي
يُعد نظام الري السطحي أقدم أساليب الري التي استخدمها البشر، حيث يعتمد على تغطية الحقول المزروعة بالمياه بشكل مباشر من مصدر مائي، مثل القنوات. يتم تجهيز الحقول لتكون مائلة بميول خفيفة أو مدرجة بعيدًا عن المصدر المائي، مما يسمح بتدفق المياه عبر المساحة المزروعة بالكامل. تُزرع المحاصيل في أسِرَّة متوازية، ما يتيح تمرير المياه بين جذور النباتات بشكل أكثر كفاءة.
وتختلف نظم شبكات ري المزارع حيث يختلف الري بالأخاديد عن الري بالغمر التقليدي؛ ففيه يتم استخدام الأنابيب أو الخراطيم لتوجيه المياه بعيدًا عن المصدر الرئيسي.
أنواع الري السطحي:
تنقسم نظم الري السطحي بحسب الكفاءة إلى الأنواع التالية:
- الري بالغمر.
- الري بالحدود.
- الري بالأخاديد.
- الري بالأحواض.
يتميّز نظام الري السطحي باستخدام تدفق المياه الطبيعي اعتمادًا على الجاذبية، مما يسمح بتوزيع المياه على سطح الحقل دون الحاجة إلى ضخ أو طاقة إضافية.
الري بالغمر
يعتمد الري بالغمر غير المنضبط، المعروف أيضًا بـ “الغمر البري”، على تدفق مياه الري من قنوات الحقل دون وجود تحكم دقيق في مسارها عبر الحقل. يُعتبر هذا النظام منخفض التكاليف الأولية وقليل المتطلبات من ناحية العمالة، لكنه يتميز بكفاءة وانتظام منخفضين في توزيع المياه. وعادةً ما يُستخدم هذا النوع من الري في الأراضي ذات الانحدارات، حيث لا تكون أنظمة الري بالحدود أو الأحواض أو الأخاديد مناسبة أو عملية.
شبكات ري المزارع بالغمر المنضبط: يُعد الري بالغمر المنضبط طريقة شائعة لتوزيع المياه، حيث يتم نشر المياه على كامل مساحة الحقل في وقت واحد، إذ تتدفق المياه من نظام الري لتغطية جميع مناطق الحقل قبل أن تُصرف. هذا النظام فعال في المناطق الصغيرة التي لا تحتاج إلى تقسيم إلى مناطق فرعية، حيث تعتمد على رشاشات كبيرة أو مجموعة من الرشاشات لتغطية المساحة المزروعة.
مميزات الري بالغمر: يعمل الري بالغمر بشكل جيد مع المحاصيل الصغيرة والهشة مثل الخس والسبانخ، إذ يوفر كميات متساوية من المياه على طول دورة النمو، مما يساعد في الحفاظ على الرطوبة دون التسبب في أي ضرر للنباتات، خاصة مع تجنب الرطوبة الزائدة التي قد تؤثر سلبًا على نموها.
الري بالحدود
يُستخدم الري بالحدود في الحقول المستطيلة ذات الميل، مع تصريف حر عند أطراف الحقل. تميز هذه الطريقة بتوجيه الشرائح الحدودية حسب الميل الأكبر في الحقل مع تحديد عرضها وطولها. يصلح الري بالحدود لمعظم أنواع المحاصيل والتربة، خاصة التربة التي تمتص الماء ببطء إلى معتدل، كما يُفضل للمحاصيل التي تتحمل بقاء المياه لفترات طويلة.
الري بالأخاديد
تغطية المياه في الري بالأخاديد تتراوح بين خمس إلى نصف مساحة السطح، بخلاف الطرق الأخرى التي تغطي كامل السطح. يُعتبر الري بالأخاديد أحد شبكات ري المزارع التي تتميز بالمرونة في إدارة المياه، حيث يمكنه خفض معدل التدفق لكل وحدة عرض من الحقل، مما يسهم في الحد من فقدان المياه بسبب التبخر. كما يتيح هذا النظام مرونة أكبر في إدارة الري مع تغيرات الحقل الموسمية.
الري بالحوض
عادة ما تكون الأحواض مستطيلة ومستوية في كل الاتجاهات، وتحيط بها سدود لتمنع جريان المياه خارج الحقل. يناسب الري بالحوض التربة ذات الامتصاص المتوسط إلى البطيء والمحاصيل المتقاربة مثل البرسيم والحبوب الصغيرة.
2. أنظمة الري بالرش
أنظمة شبكات ري المزارع بالرش تُعتبر وسيلة متعددة الاستخدامات تناسب جميع أنواع المحاصيل والتربة والطوبوغرافيا. تُركب المرشات على خطوط جانبية، إما ثابتة أو متحركة، وتتميز بأنظمتها بفاعلية عالية، على الرغم من أنها تتطلب استثمارًا ماديًا كبيرًا وبعض الاعتبارات المتعلقة بالعمالة.
كيفية عمل نظام الري بالرش: تستخدم نظم الري بالرش نظام مياه مضغوط لتوزيع المياه عبر رؤوس الرشاشات، حيث يتم تحقيق الضغط اللازم بواسطة مضخة. يمكن أن تكون نظم الري بالرش ثابتة أو محمولة، وتتوفر أنواع متعددة من الفوهات ورؤوس الرشاشات، مما يوفر مرونة في التغطية ونمط الرش.
الاستخدامات والفوائد: يُعتبر الري بالرش أكثر أنواع أنظمة الري شيوعًا، حيث يُستخدم لري مساحات كبيرة من الأرض. يمكن استخدامه للمحاصيل التي تحتاج إلى الري يوميًا أو كل يومين، حيث يتم رش الماء فوق المحاصيل، عادةً من الأعلى أو بزاوية من الأعلى.
القيود والملاحظات: من المهم ملاحظة أن الرشاشات لا توصل الماء مباشرة إلى جذور النباتات، مما يجعلها غير مثالية للمحاصيل ذات الأنظمة الجذرية الضحلة مثل الخس. كما أن الرشاشات أقل كفاءة في توصيل المغذيات مقارنة بأنظمة التنقيط، حيث لا توصل كميات أصغر من المياه على فترات طويلة، مما قد يؤثر على كفاءة الري والإنتاجية الزراعية.
3. نظام الري المحوري المركزي
يعتمد نظام شبكات ري المزارع المحوري المركزي على خطوط أنابيب شعاعية تدور حول محور مركزي، ويُستخدم بشكل رئيسي في مناطق مثل السهول العالية في كولورادو. يتميز هذا النظام بإمكانية ضبطه باستخدام مجموعة متنوعة من الفوهات والارتفاعات لتحقيق أفضل كفاءة في التطبيق.
- الخصائص: تُعتبر نظم الري المحوري المركزي، أو الري المحوري، نوعًا من نظم الري بالرشاشات، لكنها تتمتع بخصائص فريدة تجعلها شعبية كافية لتبرير إدراجها بشكل منفصل. يوفر الري المحوري المياه في منطقة دائرية حول الحقل، حيث تُعلق الأنابيب الأفقية على هياكل ترتفع عن الأرض (الأبراج). وتُثبت رؤوس الرشاشات على طول الأنبوب أو على نهايات الأنابيب المتدلية.
- مكونات نظام الري المحوري المركزي
تتكون الأنظمة المحورية المركزية من ثلاثة أجزاء رئيسية:
- الرأس: يحتوي على الفوهات ويدور في اتجاه واحد.
- آلية القيادة: تدير النظام بأكمله.
- خزان الضغط: يضخ المياه تحت الضغط للوصول إلى وجهتها.
- الاستخدامات والفوائد
يستخدم نظام الري المحوري المركزي رشاشًا طويلًا دوارًا يتحرك على خط مستقيم، مما يجعله مثاليًا للمحاصيل التي تحتاج إلى كميات ثابتة من المياه، مثل الذرة أو القطن. يوفر هذا النظام كفاءة عالية في توزيع المياه، مما يساعد على تحسين غلة المحاصيل وتقليل الفاقد المائي.
4. أنظمة الري الدقيق (الري بالتنقيط)
يُعتبر الري الدقيق، أو ما يُعرف بـ شبكات ري المزارع الدقيقة، طريقة فعالة لتوزيع المياه من خلال تطبيقات بطيئة ومتكررة باستخدام نظام توزيع منخفض الضغط ومنخفض الحجم. تشمل تقنيات الري الدقيق: المرشات الدقيقة، الري بالتنقيط، والري بالتنقيط تحت السطحي (SDI). تعمل هذه الأنظمة على توصيل المياه مباشرة إلى جذور النبات، مما يقلل من فقدان المياه بسبب التبخر والجريان.
- آلية عمل نظام الري بالتنقيط
في نظم الري بالتنقيط أو الري الدقيق، تتدفق المياه عبر شبكة من الأنابيب الموضوعة على الأرض بالقرب من منطقة جذور النبات. تعمل الرؤوس التي تتساقط ببطء أو الرشاشات الدقيقة على توزيع المياه بشكل متساوٍ. نظرًا لأن نظام الري بالتنقيط يوزع المياه بدقة، فإنه يستهلك كمية أقل من الماء مقارنةً بطرق الري الأخرى.
- مزايا نظام الري بالتنقيط
تعمل نظم الري بالتنقيط عادةً بضغط منخفض، مما يجعلها مناسبة للاستخدام مع ضغط الماء المنخفض. وقد انتشرت هذه الأنظمة بسرعة خاصة في إنتاج المحاصيل الخاصة مثل الخضروات والفواكه. يُعد الري بالتنقيط من أكثر أنواع أنظمة ري المحاصيل شهرة، حيث يتم فيه تطبيق المياه مباشرة على التربة، بمعدل محسوب لكل نبات بشكل فردي، مما يجعله قابلًا للتخصيص بدرجة عالية ويساهم في تقليل استخدام المياه.
- مكونات نظام الري بالتنقيط
يتكون نظام التنقيط من أداة تُسمى الباعث أو أنبوب التنقيط الذي يثقب سطح التربة ويوصل الماء مباشرة إلى جذور النبات بكميات صغيرة. يستخدم النوع الأكثر شيوعًا من أنظمة التنقيط أنابيب البولي إيثيلين المزودة بباعثات موزعة على طول الأنبوب؛ ومع ذلك، تتوفر أيضًا أنواع أخرى مثل أنابيب الغيتر والرشاشات الدقيقة التي تسمح بتخصيص كمية المياه التي يتلقاها كل نبات وفقًا لاحتياجاته.
يعد نظام التنقيط أبسط أشكال توصيل المياه ويمكن استخدامه مع:
- مؤقت
- مضخة
- مرشح
- وحدة تحكم (للتحكم في عدة مناطق)
- صمامات ومنظمات ضغط
يتكون نظام التنقيط من عدة مكونات تعمل معًا لتوصيل الماء مباشرة إلى جذور النباتات.
- شريط التنقيط والأنابيب
يتم استخدام شريط التنقيط والأنابيب في أنظمة الري بالتنقيط. شريط التنقيط هو أنبوب بلاستيكي مرن يستخدم لتوصيل المياه من مصدر المياه إلى النباتات، ويأتي بأقطار وأطوال وألوان مختلفة. القطر الأكثر شيوعًا هو 1/4 بوصة، ولكن يمكنك أيضًا العثور على أحجام 3/8 بوصة أو 1/2 بوصة.
عادةً ما يكون قطر الأنابيب الداخلي 3/8 بوصة أو 1/2 بوصة، ولكن من المهم اختيار الأنابيب التي تتناسب مع متطلبات نظام الري بالتنقيط الخاص بك لتجنب الاضطرار لشراء قطع إضافية أثناء التركيب.
- خرطوم النقع
خرطوم النقع يعد نوعًا من نظام الري بالتنقيط في شبكات ري المزارع الذي يسمح بتطبيق المياه مباشرة على الأرض. يتكون من أنابيب رقيقة تمر على طول أحواض الحديقة وتسمح بتدفق المياه من خلالها، مما ينقع التربة بدلًا من الجريان كما يحدث مع الرشاشات أو الخراطيم العادية.
تعد أنظمة الري جزء أساسي من إدارة المزارع الحديثة، حيث تعمل على تحسين جودة المحاصيل وزيادة الإنتاجية.
أهمية شبكات ري المزارع في سلسلة إمداد الغذاء
تعتبر نظم الري أساسية لإنتاج الغذاء العالمي، حيث تضمن توفر كميات كافية لتلبية احتياجات البشر. تمثل الأراضي المروية 20% فقط من إجمالي الأراضي الزراعية، لكنها تسهم في إنتاج 40% من الغذاء العالمي.
وتتميز الزراعة المروية بكونها أكثر إنتاجية بمرتين لكل وحدة أرض مقارنة بالزراعة المعتمدة على الأمطار، مما يساعد المزارعين على زيادة الإنتاج وتنويع المحاصيل. في ظل تزايد الاحتياجات الغذائية ونقص المياه، يبحث المزارعون عن طرق أكثر كفاءة لتوفير المياه، حيث بدأ البعض في استكشاف خيارات جديدة لتحسين استدامة عملياتهم الزراعية.
تكنولوجيا إدارة نظم شبكات ري المزارع
في الوقت الحالي، تدمج التكنولوجيا الجديدة البيانات وأجهزة وبرمجيات إدارة الجيل القادم لتزويد المزارعين بأدوات أفضل لإدارة احتياجات ري مزارعهم.
تشمل تكنولوجيا الري الحديثة:
- التصوير الجوي من الأقمار الصناعية أو الطائرات بدون طيار لقياس مستويات رطوبة التربة.
- مجسات رطوبة التربة اللاسلكية لجمع بيانات عن الاحتياجات المائية.
- محطات الطقس التي تراقب الرياح والرطوبة ومعدلات التبخر والأمطار.
تساهم شبكات ري المزارع الأكثر كفاءة في تقليل بصمة المياه للمزارعين وتحسين استخدام الموارد المائية. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي التحويل من نظم الري عالية الضغط إلى نظم الري منخفضة الضغط إلى تحسين كفاءة الري، كما أن تحسين كفاءة الري بنسبة 10% يمكن أن يسهم في توفير كميات كبيرة من الموارد المستخدمة، مما يعزز استدامة الزراعة ويساعد المزارعين في إدارة مواردهم بشكل أفضل.
5 عوامل يجب مراعاتها عند اختيار شبكات ري المزارع
- نوع التربة: يمكن أن يؤثر نوع التربة ليس فقط على نوع شبكات ري المزارع المستخدمة ولكن أيضًا على أوقات التشغيل. تتطلب الترب الرملية عادةً تطبيقات متكررة من المياه بمعدل مرتفع للحفاظ على الرطوبة في منطقة الجذور. بينما يمكن أن تحتفظ الترب الطينية الأكثر كثافة بالرطوبة لفترة أطول من الترب الرملية، إلا أنها قد تحتاج إلى تطبيقات متكررة بمعدل أقل لمنع الجريان السطحي.
- تضاريس الأرض: يمكن أن تكون الأراضي التلّية أو المائلة تحديًا خاصًا عند تصميم شبكات الري. يعمل الري بالتنقيط بشكل جيد إذا كان بالإمكان توجيه الخطوط الأفقية وفقًا للخطوط الطبوغرافية. قد تحتاج أوقات تشغيل النظام إلى التعديل لمنع الجريان السطحي. وغالبًا ما تكون أنظمة السفر وأنظمة الري المحوري خارج السؤال في الأراضي التلّية أو المائلة بشكل شديد.
- أنماط الطقس المحلية: تلعب الظروف الجوية دورًا مهمًا في فعالية شبكات ري المزارع. على سبيل المثال، تعتبر الرشاشات أقل تفضيلًا في المناطق التي تكون فيها الرياح القوية شائعة وفي المناطق الجافة ذات الرطوبة المنخفضة، حيث يمكن أن تكون خسائر المياه بسبب التبخر مرتفعة للغاية. في المقابل، يعمل الري بالتنقيط بشكل جيد في كلا الحالتين.
- نوع المحاصيل المزروعة: تتطلب أنظمة الرش والتنقيط مستويات عالية من الاستثمار، لذا من الأفضل حجز استخدامها للمحاصيل عالية القيمة مثل الخضروات والفواكه الصغيرة والمحاصيل البستانية، بدلاً من تطبيقها على المحاصيل النقدية مثل القمح وفول الصويا.
- جودة المياه: تعتبر جودة المياه أمرًا حيويًا عند تصميم شبكات ري المزارع، حيث تتطلب جميع أنظمة الري بالتنقيط نوعًا من التصفية. نادرًا ما تتطلب الأنظمة العلوية مثل الرشاشات التصفية. يجب اختبار مياه الري للكشف عن المُمْرضات المائية. اعتمادًا على المحصول المزروع وطريقة الري المستخدمة، قد يكون من الضروري حقن الكلور. تشمل قضايا جودة المياه الأخرى التي قد تكون مصدر قلق مستويات الحديد القابل للذوبان والمعادن الذائبة الأخرى.
“هوم جاردن”: اختيارك المثالي في تركيب شبكات ري المزارع
تعتبر شبكات ري المزارع من العوامل الحاسمة لتحقيق إنتاجية عالية والمحافظة على الموارد المائية. إذا كنت تبحث عن حلول مبتكرة وفعالة لري محاصيلك، فإن شركة هوم جاردن هي شريكك المثالي. تتيح لك تقنياتنا المتقدمة في شبكات ري المزارع تحقيق أقصى استفادة من كل قطرة ماء، مع ضمان نمو صحي ومحاصيل وفيرة. اتصل بنا اليوم لتكتشف كيف يمكننا مساعدتك.
