كيفية تصميم جدول ري للذُرة، وما هي أنظمة الري المتوفرة؟

لتجنب إجهاد المحصول، يحتاج المُزارعون إلى تصميم جدول ري مناسب يغطي متطلبات المياه للذُرة في مراحل النمو المختلفة طوال الموسم. يؤثر الإجهاد المائي المستمر على نمو المحصول وقوته ومقاومته للضغوط غير الحيوية والحيوية الأخرى مما يؤدي في النهاية إلى تقليل إنتاج المحصول.

يحتاج المحصول في موسم الجفاف ما بين 5 و7 أطنان من المياه لكل هكتار، بينما تتراوح الكمية الإجمالية لموسم الزراعة بالكامل بين 6 إلى 9 أطنان من المياه للهكتار الواحد.

جدولة ري الذُرة

تعتمد كمية المياه التي تصل إلى النباتات من خلال نظام الري على ما يلي:

  • نوع التربة (قدرة التربة على الاحتفاظ بالمياه ومحتوى رطوبة التربة)

لا ينبغي إهمال نوع التربة عند حساب كميات المياه اللازمة. على سبيل المثال، قد تتطلب التربة الرملية كمية من المياه تصل إلى 8 أضعاف أنواع التربة الأخرى (1)

  • الظروف البيئية ومعدل هطول الأمطار (تؤثر على كثافة التبخر وتُوازن مُدخلات المياه اللازمة من الري)
  • السلالة وأهداف الإنتاج المتوقعة
  • موعد الزراعة (تحتاج المحاصيل المزروعة مبكرًا إلى كمية أقل من المياه من خلال الري)
  • كفاءة نظام الري. بشكل عام، من الأفضل استخدام كمية متوسطة إلى صغيرة من المياه لكل عملية ري، خاصة في التربة الخفيفة. وعلى وجه التحديد، توضح حكومة أستراليا في إرشادات مُزارعي الذُرة أن الري حتى 25 مم أكثر فعالية من الري لأكثر من 33 مم من المياه. (2)

في الأشهر التي ترتفع فيها درجات الحرارة مع انخفاض معدل سقوط الأمطار أو انعدامها، يمكن أن تصل متطلبات المياه لنباتات الذُرة جيدة النمو إلى 60 مم في الأسبوع (حوالي 2-3 لترات في اليوم). قد يستخدم المُزارع نهج توازن المياه لاستنتاج الكمية المناسبة من المياه التي يجب إضافتها مع الري ووضع الجدول الأنسب للحقل (اقرأ المزيد هنا) (2).

ولتعزيز وتصحيح نتائج الحساب التي تم الحصول عليها بالطريقة المذكورة أعلاه، يستخدم المُزارع مستشعرات رطوبة التربة. برغم أن أجهزة قياس التوتر السطحي هي الخيار الأوفر، فإنها الأفضل من حيث الموثوقية (تكلف بضع مئات من الدولارات). بالطبع، علينا أن نضع في الاعتبار أن تركيب وصيانة هذه المستشعرات قد يكلف ما يصل إلى 110 دولارات في السنة (3).

مراحل النمو ومتطلبات المياه للذُرة

من المهم جدًا أن يعرف المُزارع كيفية تقلب متطلبات المياه للمحصول خلال موسم الزراعة وما هي الفترات الأكثر أهمية التي يجب فيها تلبية احتياجات المياه بشكل كافٍ. بناءً على مدى توفر مياه الري، قد يروي المُزارع الذُرة من 3 إلى 9 مرات (أو حتى 11 مرة للتربة الخفيفة) خلال موسم زراعة الذُرة. يتم الري الأول للحقل قبل نثر البذور أو بعده مباشرة لتحسين محتوى المياه في التربة ومساعدة البذور على الإنبات. في جميع الحالات، يجب أن تغطي مرات الري من الأولى للثالثة جميع احتياجات النبات في نهاية الموسم الخضري والتزهير، مع الحفاظ على رطوبة التربة حتى 60٪. عادةً، يتوقف إمداد المياه بعد مرحلة التزهير. من الأهمية بمكان أن نضع في اعتبارنا أن أي خطة ري لا تغطي جميع احتياجات المحصول خلال كل مرحلة من مراحل النمو ستؤدي إلى بعض الخسائر في المحصول (1).

تتغير متطلبات المياه للنباتات خلال موسم الزراعة. مع نمو النباتات وكبر سطح أوراقها، تزيد أيضًا متطلبات المياه، وتقترب من الحد الأقصى لاستخدام المياه عندما تنمو الظلة بالكامل (من 40-60 يومًا بعد الزراعة). تصل الذُرة إلى ذروة احتياج المياه والحساسية الشديدة لندرة المياه خلال مرحلة التزهير وامتلاء الحبوب (من 60 إلى 95 يومًا بعد الزراعة). وهذا يعني أن النقص الحاد في المياه في تلك المرحلة سيؤثر سلبًا على الإخصاب وعدد الحبوب في كل كوز، وبالتالي سيؤثر أيضًا على محصول الذُرة النهائي (4). وعلى وجه التحديد، إذا ظلت رطوبة التربة خلال هذه الفترة عند نقطة الذبول لمدة من يوم إلى يومين أو 6-8 أيام، فقد ينخفض المحصول النهائي حتى 20٪ وأكثر من 50٪ على التوالي. على العكس من ذلك، تعتبر الذُرة أكثر تحملاً لنقص المياه خلال المراحل المبكرة للنمو الخضري (حتى 40 يومًا بعد الزراعة) والمراحل المتأخرة لامتلاء الحبوب والنضج (بعد 110 أيام من الزراعة).

كما قد يسبب الإفراط في الري (التشبع بالمياه) مشاكل كبيرة ويؤثر سلبًا على محصول الذُرة النهائي. خاصة أثناء مرحلة التزهير، حيث يمكن أن يقلل من محصول الذُرة بأكثر من 50٪ (4).

طرق الري المستخدمة في الذُرة

  • ري الأخاديد والأحواض

يتم استخدام هاتين الطريقتين في المناطق ذات الموارد المائية الوفيرة وفقط في الحقول التي يقل انحدارها عن 0.5٪. في حالة وجود خطر كبير من تدهور التربة وتآكلها، يجب تجنب كلتا الطريقتين. يتم إيلاء العناية الواجبة عندما تكون التربة ثقيلة سيئة التصريف وفي الحقول التي يزيد فيها محتوى الملح (الذُرة حساسة للغاية). أخيرًا، خلال الأشهر الأكثر دفئًا في العام، يكون هناك فقدان كبير للمياه بسبب التبخر.

  • الري بالرشاشات (الري بمسدس الرش)

تُعد هذه الطريقة واحدة من أكثر طرق الري استخدامًا للذُرة، خاصة في الحقول الكبيرة. تتطلب هذه الأنظمة أنابيب تعمل بضغط عالٍ جدًا (أكثر من 8 بار). عادةً ما تضخ الرشاشات المياه بمعدل تدفق يتراوح بين 18 إلى 30 مترًا مكعبًا في الساعة (30,000 لتر في الساعة). يؤدي الري بالرشاشات إلى تعديل الظروف المناخية حول ظلة النبات كما قد يُقلل من نتح الأوراق ودرجة حرارتها (كافيرو، 2016). بناءً على النتائج التجريبية، قد يؤدي الري بالرشاشات أثناء الليل إلى زيادة بنسبة 10٪ في المحصول النهائي للنباتات (كافيرو، 2018).

تواجه هذه التقنية ثلاث مشاكل رئيسية. أولاً، يتم فقدان الكثير من المياه بسبب انجراف الرياح والتبخر. ثانيًا، مع نمو نبات الذُرة، يصبح من الصعب تحريك المعدات عبر الحقل دون إتلاف المحصول إذا لم يتم تثبيت الرشاشات على سطح الحقل. في هذه المرحلة، علينا توضيح أن هذا التركيب الدائم يُكلف مبلغًا طائلاً، وعلى المُزارع أن يُراعي ذلك قبل اتخاذ القرار. أخيرًا، تزيد هذه الطريقة من كمية المياه والرطوبة التي تتعرض لها ظلة نباتات الذُرة، مما ينتج عنه ظروف مواتية لنمو العدوى الفطرية.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يتسبب الري بالرش في حدوث بعض المشاكل في عمليتي تلقيح وتخصيب نباتات الذُرة عندما يتم الري خلال فترة التزهير (وهي الفترة الأكثر أهمية في دورة حياة النبات والتي تتطلب أعلى كمية من المياه). وللتغلب على بعض هذه الصعوبات، قد يختار المُزارعون الجمع بين هذه الطريقة مع ري الأحواض. حيث يستخدمون الرشاشات في المراحل المبكرة عندما تكون النباتات قصيرة ثم ري الأحواض في المراحل اللاحقة.

  • الري بالتنقيط

يختار الكثير من المُزارعين ري حقول الذُرة باستخدام الري بالتنقيط فوق سطح الأرض نظرًا لارتفاع معدل توفير المياه في هذه الطريقة (بنسبة 25-55٪) وزيادة كفاءة استخدام المياه للذُرة، وأخيرًا زيادة إنتاج المحصول مع استخدام هذا النظام (زيادة المحصول بنسبة 10-50٪) (5، 2، لام وترويين، 2003). مقارنة بنظام الري بالرشاشات، يتميز الري بالتنقيط بميزة إضافية تتمثل في عدم ترطيب أوراق النباتات، وبالتالي تقليل مخاطر الإصابة بالأمراض الفطرية. تم اختبار النظام واستخدامه بنجاح لأكثر من عقد في مختلف الظروف المناخية (المناطق المعتدلة وشبه الرطبة).

علاوة على ذلك، يُتيح استخدام الري بالتنقيط الفرصة للمُزارع للتسميد مع الري (استخدام الأسمدة من خلال نظام الري). عادةً يكون معدل تدفق قطرات التنقيط 1 لتر في الساعة. كما يتم وضع أنابيب الري في كل صف من صفوف الذُرة، وتتراوح المسافة بين القطَّارات من 1.4 إلى 1.6 متر. نجح المُزارعون في بعض مناطق إيطاليا في استخدام أحد إصدارات نظام الري بالتنقيط التقليدي ويُسمى LPS (نظام الضغط المنخفض) والذي يسمح بري الحقول الأكبر حجمًا (بحجم 30 هكتارًا). يتم ضبط معدل تدفق القطارات في نظام الضغط المنخفض على 0.6 لتر في الساعة (6).

على المُزارع أن يأخذ في اعتباره عوامل الكفاءة والاستدامة وكذلك تكلفة كل نظام ري حتى يمكنه اتخاذ القرار الأنسب. في جميع الحالات، يُفضل استشارة المهندس الزراعي المحلي المُرخص والاحتفاظ بسجل كفاءة خطة الري التي تستخدمها كل عام. من المهم أن نضع في الاعتبار أنه لا توجد قاعدة ذهبية أو وصفة ثابتة للنجاح تناسب جميع الحقول، وقد يحتاج المُزارع إلى التجربة لاكتشاف ما يناسب حقله ومحصوله بشكل أفضل.

مراجع
  1. https://www.nature.com/articles/s41598-019-41447-z
  2. https://industry.nt.gov.au/data/assets/pdf_file/0016/233413/tb326.pdf
  3. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frwa.2021.627551/full
  4. https://www.fao.org/land-water/databases-and-software/crop-information/maize/en/
  5. https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2095311917618331?token=F1966E1077C2EA9878013C02E8B0280162EA4494CDD736C3EFC81D008A7849E2B728BB0B3E1D7248B1109B9614770EC2&originRegion=eu-west-1&originCreation=20220405075809
  6. https://irrigazette.com/en/news/drip-irrigation-maize-corn-france-and-italy

Lamm F R, Trooien T P. 2003. Subsurface drip irrigation for corn production: A review of 10 years of research in Kansas. Irrigation Science, 22, 195–200

Cavero Campo, J., Faci González, J. M., & Martínez-Cob, A. (2016). Relevance of sprinkler irrigation time of the day on alfalfa forage production.

Cavero, J., Medina, E. T., & Montoya, F. (2018). Sprinkler irrigation frequency affects maize yield depending on irrigation time. Agronomy Journal110(5), 1862-1873.

شركاؤنا

ونحن نضم صوتنا إلى دول منظمة "ن. ج. أو"، والجامعات، وغيرها من المنظمات على مستوى العالم من أجل الوفاء بمهمتنا المشتركة في مجال الاستدامة ورفاه الإنسان.