متطلبات المياه للقمح

متى يحتاج القمح إلى الري؟ 

بناءً على نوع / مستنبت القمح، قد يختلف بشكلٍ كبيرٍ كل من الوقت من العام لزراعة القمح وكذلك طول فترة الزراعة. توجد مجموعة كبيرة ومتنوعة من سلالات القمح الربيعي والشتوي. وبشكل أكثر تحديدًا، عادةً ما يتم زراعة أنواع القمح القاسي والقمح الصلب بشكل رئيسي خلال فصل الشتاء، بينما يتم زراعة أنواع قمح الخبز (القمح الطري) إما في فصل الشتاء أو الربيع. تعتبر الفترة الزمنية التي ينمو فيها القمح مهمة للغاية لأنها ستحدد الحاجة إلى الري من عدمه.

يُزرع القمح الشتوي بشكل عام في بداية فصل الخريف ويُحصد في نهاية فصل الربيع، بينما يُزرع القمح الربيعي خلال فصل الربيع ويُحصد في أواخر فصل الصيف أو أوائل فصل الخريف.  يُفضل العديد من المُزارعين زراعة القمح الشتوي لأن إنتاجيته تزيد بنسبة تصل إلى 30% مقارنةً بالأنواع الربيعية، في حين أن الحاجة إلى الري محدودة بصورة أكبر (1). بشكل عام، يُزرع القمح كمحصول من محاصيل الأراضي الجافة، ومع ذلك يكون أداء النباتات أفضل بالري كما تعطي إنتاجية أكبر. في الوقت ذاته، تُجبر موجات الجفاف والحرارة التي تتكرر أكثر فأكثر في نهاية فصل الربيع (أو أوائل الخريف) – وفي بعض الحالات تتزامن مع أعلى مراحل استخدام المياه للنباتات – المُزارعين على الري.

كيف يتم ري القمح؟

في محاصيل القمح، غالبًا ما يستخدم المُزارعون الري من خلال الرشاشات (المطر الاصطناعي) نظرًا لأن المسافات بين النبات قريبة جدًا ولا تسمح بري الأخاديد. وفقًا لجامعة كاليفورنيا، دافيس، أنظمة الري بالتنقيط والرش تستهلك كميات أقل من المياه مقارنةً بأنظمة الري بالغمر، وبالتالي تستهدف كميات أقل من المياه مستوى جذور القمح. قد يؤدي الري المتكرر باستخدام أنظمة الرش إلى ظهور الأمراض سريعًا في محصول القمح. تعتبر أنظمة الري بالغمر أكثر كفاءة في ترشيح الأملاح، وهو أمر مهم إذا كانت تمثل الأملاح مشكلة لمحصول القمح. يُعد الري بالغمر في زراعة القمح أكثر شيوعًا في مناطق وادي سنترال فالي والصحراء المنخفضة في ولاية كاليفورنيا، في حين أن الري بالرش هو الأكثر شيوعًا في المنطقة الجبلية. أثبتت الأبحاث أنه مع كمية الري المثلى، قد تؤدي زيادة وتيرة الري بالتنقيط إلى زيادة طول جذور القمح ووزنها وتراكم الكتلة الحيوية فوق سطح الأرض، وبالتالي تحسين المحصول وكفاءة استخدام المياه.

تنبيه: إذا كنت تستخدم الري بالرش، فيجب تعديلها بحيث لا تتسبب المياه في ميلان النباتات. بالإضافة إلى ذلك، عندما تكون درجة الحرارة في مستويات مواتية لانتشار الأمراض الفطرية، على المُزارعين فحص النباتات بشكل متكرر لتطبيق تدابير مكافحة المرض عند الحاجة.

يتم تحديد الحاجة إلى الري وعدد المرات من خلال ما يلي:

• عدد مرات هطول الأمطار
• السلالة
• نوع التربة (تتطلب التربة الرملية الري المتكرر بكميات أقل من المياه)
• درجة الحرارة
• توافر المياه في نظام الري والتربة

قد يؤثر توافر أو ندرة المياه على كمية وجودة محصول الحبوب النهائي. توجد طريقة سهلة لحساب كمية المحصول من خلال تطبيق الصيغة الرياضية التالية المُقترحة من قِبل جامعة ولاية مونتانا (2).

المحصول المقدر (بوشل / فدان) = 5.8 (SM + R/I – 4.1) بوشل في الفدان حيث:

SM = رطوبة التربة (بالبوصة)

R = هطول الأمطار (بالبوصة)

I = الري (بالبوصة)

1 بوشل قمح = 60 رطلاً = 27.216 كجم

1 فدان = 0.405 هكتار

احتياجات المياه في مراحل نمو القمح المختلفة

لكي يصل القمح إلى مرحلة النضج الفسيولوجي والمحصول المتوقع، يحتاج في المتوسط إلى حوالي 350-600 مم من المياه. في العديد من المناطق، يغطي هطول الأمطار خلال فصل الشتاء هذه الاحتياجات. ومع ذلك، بالرغم من أهمية تلبية الكمية الإجمالية للمياه المطلوبة، فإن توزيع المياه لا يقل أهميةً للحصول على الإنتاجية العالية. يؤدي الإجهاد المائي أو المياه الزائدة في المراحل الحساسة إلى حدوث خسائر في المحصول بشكل حتمي. يحدث الإجهاد المائي المعتدل عندما يزيد مستوى نضوب التربة عن 70٪. ولتجنب ذلك، يروي المُزارعون الحقل في الوقت المناسب وبكميات المياه المناسبة. وغني عن القول أن محاصيل القمح المزروعة بغرض إنتاج الحبوب تتطلب كميات أكبر من المياه، ويليها المحاصيل العلفية التي يتم حصادها في الطور العجيني (يقل احتياجها للمياه بنسبة 28٪)، أو في مرحلة الصعود (يقل احتياجها للمياه بنسبة 60٪) (3).

في المناطق التي لا يكون فيها هطول الأمطار كافيًا، يُقترح الري من 4 إلى 6 مرات خلال فترة الزراعة، خاصةً عندما يستخدم المُزارعون سلالات القمح الشتوي عالية الإنتاجية. تعني عمليات الري هذه تغطية احتياجات النباتات خلال مراحل النمو الهامة: مراحل الإنبات والإشطاء والصعود والإزهار والطور اللبني والطور العجيني (4). في الأراضي الجافة، حيث تتوفر المياه من خلال أنظمة الري، يتم الري كل 12-18 يومًا حتى مرحلة الطور العجيني (3).

في مرحلة نثر البذور والإنبات

قد يؤدي نقص المياه خلال فترة الإنبات إلى فشل المحصول، في حين أن نقص المياه بالقرب من فترة الإزهار قد يُقلل بشكل كبير من عدد وجودة حبوب القمح المُنتَجة.

بالنسبة للقمح الشتوي، يساعد الري المبكر (أو هطول الأمطار) في الإنبات السريع والمتناسق للنباتات، بالإضافة إلى التكيُّف الجيد للمحصول وزيادة عدد الرؤوس لكل متر مربع. وقد يفيد استخدام 150 مم من المياه. ومع ذلك، في بعض الحالات، قد تدعو الحاجة إلى نثر البذور على عمقٍ أكبر لتجنب الإنبات الكاذب. تبدأ النباتات في الإنبات عندما يكون الجزء العلوي من التربة بمقدار 10 سم رطبًا بدرجةٍ كافيةٍ. بشكل عام، لكلٍ من القمح الشتوي والربيعي، يكون نمو الجذور مواتيًا بشكلٍ كبيرٍ عندما يكون مستوى الجذور في السعة الحقلية، أثناء مرحلة الإنبات. قد تنمو جذور نباتات القمح حتى عمق 1.2-2 متر (47.2-78.7 بوصة)، ومع ذلك، يحدث من 70 إلى 80٪ من إجمالي امتصاص المياه في أول 0.6 متر من التربة، حيث ينمو أكثر من 80٪ من جذر النبات (كتفورث وآخرون، 2013، 5).  نتيجة لذلك، يجب أن تكون الكمية المضافة من المياه من خلال الري كافيةً للحفاظ على رطوبة طبقة التربة هذه.

خلال مرحلة النمو الخضري (ظهور ورقتين)

مع نمو النباتات وإنتاج مساحة أوراق أكثر نشاطًا، تزداد متطلبات النبات من المياه. للحفاظ على نشاط التمثيل الضوئي للنباتات، يروي المُزارعون الحقل وفقًا لذلك للحفاظ على المسام مفتوحةً دائمًا (الجهد المائي للأوراق أعلى من -1.5 ميجا باسكال) (بالتا وآخرون، 1994).

المرحلة الحرجة من ظهور ورقتين إلى الإزهار

تُعتبر هذه المرحلة هي مرحلة نمو القمح الأكثر أهمية وطلبًا للمياه. حتى الإجهاد المائي البسيط إلى معتدل خلال هذه المراحل سيؤدي إلى انخفاض المحصول النهائي للنباتات (عدد الحبوب م-2)، بسبب التمثيل الضوئي المحدود وانخفاض نمو الخلايا والأوراق. حوالي 70٪ من إجمالي احتياجات النبات من المياه من نهاية مرحلة الإشطاء حتى مرحلة الإزهار. في العديد من المناطق، يتم تغطية هذه الكمية من خلال هطول الأمطار. ومع ذلك، قد تكون هناك حاجة إلى الري التكميلي بمقدار 90-150 مم من المياه في مرحلة الإزهار، حتى في هذه المناطق. من ناحية أخرى، قد تدعو الحاجة إلى الري أكثر من مرة خلال تلك الفترة في الولايات الأمريكية بالمنطقة الكاريبية والولايات الجنوبية الوسطى للولايات المتحدة أو في شمال الهند (للقمح الربيعي).

خسارة المحصول بسبب زيادة المياه

تُوصف هذه الفترة بأنها حساسة للمياه ليس فقط فيما يتعلق بندرة المياه ولكن أيضًا التشبع بالمياه. بناءً على الأدلة العلمية، وقعت خسائر في المحصول وصلت إلى 92٪ نتيجة زيادة المياه من مرحلة الاستطالة وظهور 7 ورقات إلى مرحلة الإزهار (دي سان سيليدونيو، 2014).

بخلاف التشبع بالمياه، والذي يمكن ملاحظته بسهولة، على المُزارع اتخاذ التدابير لتجنب ارتفاع منسوب المياه الجوفية. قد تؤدي الظروف اللاهوائية المطولة في نظام الجذور (ارتفاع منسوب المياه الجوفية إلى 0.5 متر أو 19.7 بوصة) وميلان النباتات إلى انخفاض المحصول بنسبة من 20 إلى 40٪. (5، 2). ترتفع مخاطر الميلان في سلالات القمح الطويل والربيعي.

حتى نضج المحصول – الحصاد

ما زال نقص المياه يمثل مشكلة حتى بعد فترةٍ وجيزةٍ من مرحلة الإزهار، مما يقلل من مدة تكوين الحبوب وعددها ووزنها (6). بعد الإزهار، تُعتبر مرحلة تكوين الحبوب واحدة من المراحل الثلاث الأكثر حساسيةً للإجهاد المائي الذي يؤدي إلى خسارة كبيرة في إنتاجية المحصول. ومع ذلك، فقد أثبتت النتائج التجريبية أن نقص المياه قد يؤدي إلى زيادة بروتينات الحبوب (قوة الغلوتين) وجودة صنع الخبز لدقيق القمح الذي يتم إنتاجه (زاو وآخرون، 2018). بالرغم من ذلك، توضح المزيد من الأدلة العلمية أن نُدرة المياه أثناء مراحل الطور اللبني والطور العجيني تقلل من امتصاص النيتروجين، كما أن تراكم بروتينات الحبوب أثر بشكل سلبي على جودة المنتج النهائي (علي وأكمل، 2022).

ملاحظة:

يجب أن يعرف جميع المُزارعين، بصرف النظر عن المنطقة أو الفترة التي يزرعون فيها القمح، أن النباتات تصبح أكثر إنتاجية بناءً على توافر المياه في التربة مقارنة بالري الموسمي. ولهذا السبب، من المهم للغاية اتخاذ الإجراءات التي تعمل على تحسين خصوبة التربة وقدرتها على الاحتفاظ بالمياه.

مراجع

1. https://www.ers.usda.gov/webdocs/publications/43783/39923_eib116.pdf
2. https://waterquality.montana.edu/farm-ranch/irrigation/wheat/wheat-irrigation.html
3. https://alfalfa.ucdavis.edu/+symposium/proceedings/2012/12-109.pdf
4. https://iiwbr.icar.gov.in/wp-content/uploads/2018/02/EB-52-Wheat-Cultivation-in-India-Pocket-Guide.pdf
5. https://www.fao.org/land-water/databases-and-software/crop-information/wheat/en/
6. https://www.fao.org/3/Y4011E/y4011e06.htm
7. https://www.nature.com/articles/s41598-021-84208-7#:~:text=We%20found%20that%20with%20the,yield%20and%20water%20use%20efficiency.
8. https://alfalfa.ucdavis.edu/+symposium/proceedings/2012/12-109.pdf

Ali, N., & Akmal, M. (2022). Wheat Growth, Yield, and Quality Under Water Deficit and Reduced Nitrogen Supply. A Review. Gesunde Pflanzen, 1-13.

Cutforth, H. W., Angadi, S. V., McConkey, B. G., Miller, P. R., Ulrich, D., Gulden, R., … & Brandt, S. A. (2013). Comparing rooting characteristics and soil water withdrawal patterns of wheat with alternative oilseed and pulse crops grown in the semiarid Canadian prairie. Canadian Journal of Soil Science, 93(2), 147-160.

de San Celedonio, R. P., Abeledo, L. G., & Miralles, D. J. (2014). Identifying the critical period for waterlogging on yield and its components in wheat and barley. Plant and Soil, 378(1), 265-277.

Palta, J.A., Kobata, T., Turner, N.C. & Fillery, I.R. 1994. Remobilization of carbon and nitrogen in wheat as influenced by post-anthesis water deficits. Crop Sci., 34: 118-124.

Zhou, J., Liu, D., Deng, X., Zhen, S., Wang, Z., & Yan, Y. (2018). Effects of water deficit on breadmaking quality and storage protein compositions in bread wheat (Triticum aestivum L.). Journal of the Science of Food and Agriculture, 98(11), 4357-4368.

• معلومات عن نبات القمح وتاريخه وقيمته الغذائية
• مبادئ اختيار أفضل سلالات القمح
• تحضير تربة القمح ومتطلبات التربة والزراعة
• متطلبات وطرق ري القمح
• متطلبات تسميد القمح
• آفات وأمراض القمح
• محصول القمح – حصاد القمح – تخزين القمح
• مكافحة الحشائش في زراعة القمح