أجهزة وطرق إضافة الكيماويات والأسمدة لشبكة الري.

أجهزة وطرق إضافة الكيماويات والأسمدة لشبكة الري.
    يتوفر حالياً عدة نظم من أجهزة حقن الكيماويات في شبكة الري بالرش أو بالتنقيط تختلف عن بعضها من حيث الطاقة اللازمة لتشغيلها ومدى دقتها  في توزيع السماد ، وفيما يلي نماذج لأجهزة حقن الكيماويات في نظام الري :-
1-المضخة إيجابية الضغط Positive pressure pump.

تقوم هذه الوحدة شكل (1) بحقن الكيماويات بدقة كافية وتعمل أما بموتور كهرباء أو بنزين أو بقوة ضغط المياه في نظام الري وعندئذ تسمى مضخة مائية Hydraulic Pump ( شكل 2) ورغم أن استعمال المضخات يعتبر أكثر تكلفة من باقي أنظمة الحقن إلا أنها تتميز بإمكان التحكم فيها بحيث تعطي معدلاً ثابتاً وتركيزاً واحداً طوال فترة الإضافة. وتسحب المضخة الكيماويات من أي خزان سواء كان مفتوحاً أو مغلقاً، وضغط تشغيلها 0.5-0.8 جوي وتحقن المحلول بضغط يعادل ضعف ضغط تشغيلها مختلطاً بماء الري، ويمكن أن يثبت مع هذه المضخة صمامات قياس آلية صغيرة للتحكم في حجم المحلول المراد ضخه. بالإضافة إلى ذلك فالمضخات تسهل استخدام أوعية المواد الكيميائية المحمولة.

2-أجهزة الفنشورى أو الخانق  Venturi Suction Devices
تعمل هذه النظم البسيطة والرخيصة (شكل 3) بواسطة اختلاف الضغط الذي يحدث نتيجة التقلص في الخط الرئيسي عند مكان الحقن. وهذا النظام يعطي تركيزاً متقارباً من الكيماويات طوال الوقت أو ينقص بمقدار قليل. ولذا فهذا النظام مقبول ، ويمكن التحكم في معدل السريان وكميته باستخدام محابس وعدادات ،  وهذه تعتبر أقل تكلفة مقارنة بالطرق الأخرى ولكن بها بعض العيوب ففاقد الضغط خلال أنبوب الفنشورى يعد عالياً وينتج عنه صعوبة التحكم في السريان لأن معدل الدفع يكون حساساً للضغط ومعدل السريان في النظام ، كما أن التركيز غير ثابت مع الوقت.

3-خزان الضغط التفاضلي  Differential Pressure Tank
       يصنع الخزان (شكل 4 ، 5) من الحديد غالباً ويطلى من الداخل بمادة مقاومة للكيماويات مثل epoxy و يضاف له الكيماويات من خلال فتحة من أعلى قطرها 20سم لها غطاء حديدي يقفل بإحكام بواسطة زرجينة، كما توجد فتحة أخرى من أسفل بقطر بوصة يركب عليها محبس وذلك للتخلص من مياه الغسيل للخزان من وقت لآخر. يوجد فتحتان على جانبي الخزان من أعلى بقطر  3/4 بوصة يتم توصيلهما بخط المياه الرئيسي بواسطة لي من النوع الشفاف عند نقطتين يختلف عندهما ضغط المياه. هذا الشرط هو الذي يمكن المياه من المرور خلال الخزان ليذيب ويحمل الكيماويات معه إلى الشبكة.

ويمكن الحصول على هذا الاختلاف في الضغط بواسطة تركيب محبس على ماسورة المياه الرئيسية بين الفتحتين، عند قفله قليلاً في حدود 25-30% يزداد الدخول أمامه حيث توجد الفتحة الأولى المتصلة بالخزان لتبدأ دورة المياه في الدخول لتخرج بالكيماويات المذابة في الخزان عن طريق الفتحة الثانية التي تتصل بماسورة المياه الرئيسية بعد المحبس. ويمر خلال الخزان من 1/4 -1/3 الماء الكلي الذي يمر من الخط الرئيسي.

ورغم بساطة الفكرة والجهاز إلا أن معدلات دورة المياه وتركيزات المحلول الكيماوي لا تكون متناسبة مع الحسابات والمعادلات الرياضية التي يمكن استخدامها في الري الكيماوي Fertigation ، حيث يقل تركيز الكيماويات كثيراً مع الوقت ، وللتغلب على هذا تخصص كل دفعة كيماويات لمحبس فرعي واحد حتى يمكن الحصول على توزيع منتظم للكيماويات  ولذلك يسمى هذا الخزان في بعض الأحيان خزان ( الدفعة الواحدة) batch tank والمميزات الرئيسية لهذه الطريقة هي عدم وجود أجزاء متحركة وأنها تعمل بطريقة سهلة ولا تحتاج مضخة أو وقود.
ولمعرفة كمية المواد الكيميائية المتبقية في الوعاء كنسبة مئوية، يقترح رولسون وآخرون (1986م) استخدام العلاقة التالية :
Pf = 100 eqf t
Pf = النسبة المئوية للمواد الكيميائية المتبقية (%).
qf= معدل التصرف خلال الوعاء (لتر/دقيقة).
t=    الزمن  (دقيقة).
   
وللتحكم في التصرف إذا كان منخفضاً عبر وعاء المواد الكيميائية، يمكن استعمال بعض الفوهات حيث يحسب قطر الفوهة المناسبة من العلاقة :

حيث :
d=    قطر الفوهة (مم),
Cn  =  معامل الفوهة ( = 0.62).
Ha =  متوسط الضغط  (kPa).

ويجب أن لا تستمر إضافة المواد الكيميائية عبر شبكة التنقيط لفترة تتجاوز 70 إلى 80% من فترة الري حتى يكون هناك وقت كاف لغسل النظام بماء نقي بعد استخدام السماد. ويمكن تنظيم التصرف المتدفق عبر وعاء المواد الكيميائية بوساطة محابس توضع عند الأنبوب الداخل والأنبوب الخارج.
    وتعد طريقة أنبوب فنشوري وطريقة المسار الجانبي أهم الطرق التي تعمل بمبدأ فرق الضغط :

والأمر لا يقتصر على هذه النماذج الثلاثة لأجهزة حقن الكيماويات ولكنها هي المعروفة جيداً. ويعتبر نظام خزان الضغط التفاضلي (خزان التسميد كما يسمى بين المزارعين) هو أكثر الأنظمة انتشاراً نظراً لبساطته وإمكانية صناعته محلياً إلا أنه أقلها دقة.

وتضاف المواد الكيميائية من خلال شبكة الري بالرش والتنقيط لتصل إلى النبات بالكميات والتركيزات المطلوبة. فجميع هذه الكيماويات سامة تؤدي زيادة تركيزها إلى حرق وموت النبات بدلاً من نموه ، ولذلك نجد أن تركيزها المعتاد لا يتعدى بضع ملليجرامات قليلة في اللتر من الماء. من هنا يجب العناية تماماً بهذه العملية وخصوصاً :

أ-معدلات حقن الكيماويات في الشبكة.
ب-تركيز الكيماويات في مياه الري.