الولايات المتحدة الأمريكية طرق الري السقي الحديثة في الفلاحة الزراعة
بلغت المساحة المروية في الولايات المتحدة في عام 1995م 1999 مليون هكتار تروى 11,11 مليون هكتار منها بنظام السرابات (furrows) ، كما تتزايد بوتيرة سريعة إدخال نظم الري الحديثة كالري بالتنقيط والرش . وهنالك دعم كبير للبحوث والتنمية (R and D) ونشر التقنيات الحديثة عبر عدد مميز من مراكز البحوث المرتبطة بالمزارعين . وتبنى تسعيرة المياه في شكل متوسط تكلفة التشغيل والصيانة بالإضافة الى متطلبات الدولة من أجل الترشـيد .
وتطور الولايات المتحدة طريقة الري تحت السطح (Subsurface Irrigation) بجانب إدخال أساليب الري الحديثة والتي تغطي الآن مساحات كبيرة من اراضيها المروية . وتعمل وكالتها للإستصلاح (US Burau of Reclamation-USBR) في جميع أنحاء البلاد لتقديم الدعم المناسب لكل منطقة لاختيار المحاصيل المناسبة لأرضها وطقسها ومواردها المائية . وتقدم حوافز لتحث المزارعين الى استخدام الوسائل الحديثة للرى . وفيما يلى بعض الأمثلة الناجحة:
v من نتائج برنامج تشجيع التقنيات الحديثة خفض المياه المستخدمة للري المتقدم (Pre-Irrigation) للأرز من 0,28 متر الى 0,17 متر كما زاد أنتاج الطماطم من 81 طن للهكتار الى 99 طن للهكتار .
v رفع استخدام نظام التحكم الأوتماتيكي للقنوات لرفع الكفاءة من 80 – 90% الى 96% .
v أوضحت دراســة أستغـرقت عشــر سنــوات حـول الري الناقص (Deficit Irrigation)، أن مثل هذا الري يعطي عائداً أكبر للوحدة المائية المستخدمة ولكن العائد يكون أقل للوحدة المساحية . وبذا يكون استخدامه أكثر فائدة في المناطق التي تشكو من ندرة في المياه كبلدان الشرق الأوسط وشمال أفريقيا وغيرها من المناطق الجافة في العـالم .
v كما تم دراسة استخدام مياه الصرف الصحي المنقاة وغير المنقاة ومياه الآبار لرى 6 أنواع من المحاصيل المتشابهة . وقد أتضح من تلك الدراسة التي أخذت خمس سنوات لإكمالها أن ليس هنالك أختلاف بين المحاصيل رغم أختلاف في نوعية مياه الري ، ولم توجد فيروسات في العينات التي أخذت ، وليس هنالك أختلاف في نمو المحاصيل ونوعيتها ، كما لم يلاحظ أي تدهور في الأرض أو المياه الجوفية . وخلصت الدراسة الى أن المخاطر من أستخدام مياه الصرف الصحي المعالجة على نوعية الغذاء المنتج تقع في حدود المقبول .
· تجربة من كاليفورنيا (Cooby et al, 2008):
تعتبر دلتا (sacramento-san Joaquin) في وضع مائي حرج نسبة الى أن نصف المياه المستخدمة للزراعة في كاليفورنيا تقريباً تأتى من مياه أنهار كانت تصب بالكامل في هذه الدلتا . كما أن أكثر من نصف سكان كاليفورنيا يعتمدون في مياههم البلدية على تلك الـمياه . كما تعتبر الدلتا مستوطنة لأكثر من 700 صنف من الحياة القطرية التي أصبحت مهددة بالتناقص . كما تشمل المهددات زيادة تواتر فترات الجفاف والفيضانات نتيجة للتغير المناخي وتدهور نوعية المياه . وقد أثبتت نتائج أحكام قضائية ودراسات علمية إلى أن كمية المياه المأخوذة من الدلتا كبيرة جداً وتضعها في ظرف حرج، علماً بأن الاستخدام الزراعي يمثل حوالي 80% من تلك المياه المأخوذة. وعليه، لا بد أن يبحث في هذا الأمر كأتجاه أساسي لتصحيح هذا الوضع .
وقد تم أقتراح أربعة سيناريوهات لحل المشكلة وهي:
v تغيير بسيط في نوعية المحاصيل وذلك بأستبدال كمية بسيطة من المحاصيل ذات العائد القليل ولكن تستهلك قدراً كبيراً من المياه بمحاصيل ذات عائد كبير وتستهلك مياه قليلة .
v أستخدام البرمجة الذكية للرى (Smart Irrigation Scheduling) لمساعدة المزارع ليروى بصورة تقابل أحتياج المحصول وتزيد أنتاجه .
v استخدام إدارة متقدمة للرى بتطبيق طرق متقدمة تساعد في توفير المياه مثل نظام الري الناقص (Deficit Irrigation) .
v أستخدام تقنيات الري الكفء (Efficient Irrigation Technology) وذلك بتحويل جزء من المساحات المروية بالغمر (Flooding) الى سبل الري بالتنقيط والرش .
ويمكن أن يوفر تطبيق تلك السيناريوهات المعتمدة على الترشيد كمية من المياه يوفرها إنشاء 3 – 20 سداً بسعة 209 مليون متر مكعب . كما يتم الوصول الى مثل هذا التوفير بتكاليف أقل بكثير من إنشاء السدود ولا يؤثر على اقتصاديات الأنتاج للقطاع الزراعي .
· تجربة من ولاية تكساس (Conservation Texas Water Development Board):
حسب خطة ولاية تكساس للمياه والتي أعدت عام 2002م أن الطلب على مياه الري سينخفض بنسبة 12% في الأعوام الـ 50 القادمة ، رغم أنها ستظل المستخدم الرئيسي لمياه تكساس بنسبة 42% من تلك الموارد . وتقدر كمية المياه المستخدمة للري في تكساس بين الأعوام 1986 و 2000م بأنها تتراوح بين 8,4 و 12 بليون متر مكعب تأتى 80% منها من المياه الجوفية والتي يتوقع أن ينخفض إنتاجها بنسبة 18% بعام 2050 م بينما سينخفض نصيب تكساس من تكوين الـ Ogallala والذى يستخدم بصورة مكثفة في السهل الجنوبي (Panhandle/South Plain) إلى 24% بعام 2050 . لذا اصبح الترشيد جزءاً هاماً في إدارة الطلب على المياه للسنوات القادمة حتى عام 2050م .
ويعمل حالياً على تقليل أستخدام المياه على مستوى الحقل دون التأثير على الأنتاج وذلك بتحسين تقنيات الري والإدارة ذات الكفاءة العالية في استخدام المياه . ويعتقد أن القياس الدقيق للمياه والمراقبة اللصيقة لرطوبة التربة يمثلان عاملين مهمين لرفع كفاءة الري . فالقياس الدقيق يحدد مدى كفاءة الري ويحدد وجود فواقد مرتبطة بالتسرب من القنوات ويساعد في إعطاء الكمية المحددة لإحتياج النبات مرتبطة بمستوى رطوبة التربة . وتستخدم معلومات رطوبة التربة مع المعلومات المناخية والاحتياجات المائية للنبات (evapotranspiration) لجدولة الري . ولا بد من تصميم الحقول لتناسب الاستخدام الكفء لمياه الري وذلك بتسويتها وتصميم السرابات (furrows) بصور تحافظ على مياه الأمطار والمحافظة على رطوبة التربة .
ويستخدم في تكساس ثلاثة أنواع من الري هي: الري بالراحة (gravity) والرش والتنقيط . وقد تم زيادة الكفاءة وتقليل أستهلاك المياه في الري بالراحة باستخدام صمام السريان العالي (surge flow valve) وإعادة استخدام المياه الواصلة الى نهاية القنوات (tail water) . كما تم زيادة كفاءة الري بالرش بنسبة 20 – 40% بتغيير معدات الرش ذات الضغط العالي بأخرى أكثر كفاءة (LEPA,LESA) .
· تجربة ولاية أريزونا الأمريكية:
تستهلك الزراعة المروية 73% من الموارد المائية في الولاية . وقد كان هذا الاستخدام يستهلك 90% في الماضى الى أنه أنخفض الى هذا النحو نتيجة للتوسع الحضرى على حساب الرقعة الزراعية والاستثمار الواسع في عناصر الترشيد على مستوى الحقل ونظم نقل المياه . هذا الاستثمار ساعد المزارعين في توسيع الإمداد المائي وزيادة الإنتاج والربحية ، كما مكنهم من التعامل مع ظروف ندرة المياه وخفض تكلفة الطاقة ويستجيب لمتطلبات الترشيد الواردة في "Code أريزونا" للمياه الجوفية لعام 1980م . وفيما يلي قائمة نظم الري والممارسات الأدارية التي أدت الى زيادة كفاءة الري بترشيد استخدام المياه .
v تبطين قنوات الري بالخرسانة مما قلل من التسرب بصورة كبيرة ومنع الانسداد Water logging للأراضى المجاورة .
v أستخدام تقنيات الليزر لتسوية الأراضي مما خفض نحر التربة .
v مساواة سطح الري الحوضى مما حسن كفاءة الري وقلل من البخر .
v استخدام الري بالرش مما زاد من كفاءة الري ونشر المخصبات وقلل من النحر .
v استخدام الري بالتنقيط مما زاد من كفاءة الري وقلل من النحر وقلل من التبخر .
v إعادة أستخدام المياه الفائضة في مؤخرة القنوات (Tail Water) مما زاد من كفاءة الري وقلل من الفاقد من المياه وحافظ على نوعية المياه وقلل من النحر .
v استخدام نظم دورة المحاصيل (Crop Rotation) مما قلل من نحر التربة وحسن من نوعية المياه .
v تحليل نوعية المياه والتربة بصورة دورية مما زاد من إنتاجية ونوعية المحصول وحسن من نوعية المياه وكفاءة نشر المخصبات .
v أدى التقدم في دقة قياس سريان المياه الى تحسين كفاءة الري وتقليل نحر التربة .
v أدى التحسن في شكل القاع والجوانب للسراب (Furrows) الى زيادة كفاءة الري وحسن من إنتاجية ونوعية المحاصيل كما قلل من نحر التربة .
v كما ساعدت جدولة الري بمساعدة المحطات المناخية في ترشيد استخدام المياه وتوفيرها .
ويدعم قطاع الزراعة المروية في أريزونا حزمة من المؤسسات البحثية والتدريبية والتوعوية والإدارية مما يساعد في تطبيق تلك الممارسات التي أدت الى خفض استهلاك المياه وزيادة الإنتاج .
· تجربة من ولاية المكسيك الجديدة (New Mexico, 1999):
تقع جامعة المكسيك الجديدة بمدينة بكيركي في شبه حديقة بمساحة 310 هكتار تحوي ميادين للغولف وكرة القدم ومسطحات خضراء وأشجار . ويتطلب الحفاظ على هذه الخضرة الكثير من الجهد والكثير من المياه النادرة في تلك الولاية . لذا قررت الجامعة تطبيق برامج ترشيدية لخفض هذا الأستهلاك . وقد نجحت الجامعة في خفض الأستهلاك من 1028 مليون جالون في عام 1994م الى 625,7 مليون جالون في عام 1998م أي بنسبة 39% . وقد عمدت الجامعة الى ترشيد في مياه الحدائق وفي داخل مباني الجامعة .
وقد شملت حملة الترشيد بالحدائق النواحي التالية:
v تغيير تركيبات النجائل مما أدى الى خفض الاستهلاك بـ 10 – 15% .
v أبتكار نوع من التربة يقلل أستهلاك المياه .
v البدء في تحديث سبل الري بالرش ووسائل إدارتها أوتماتيكياً وأستخدام الحاسب الآلي مما ساعد في خفض الأستهلاك بنسبة 25 – 35% .
v تمتلك الجامعة ميدانين للعبة الغولف وتقدر الجامعة أن ما يعادل 42,2% من المياه المستهلكة في الجامعة تستخدم لري الميدانين . لذا أعطى برنامج الترشيد عناية خاصة بالمرفقين حيث نجحت تلك الجهود في خفض أستهلاك المياه بـ 35,2% . جزء كبير من هذا الخفض كان بسبب تحسين أعمال السباكة . وتضمنت العوامل الأخرى: إطالة جذور النجيلة من 2,5 – 3,75 سنتمتر إلى 7,5 سنتمتر مما زاد من قدرتها لأمتصاص مياه التربة ، تحسين توزيع المخصبات ، الري لأعماق أكثر لإطالة الجذور ، تمشيط النجائل مما يساعد في وصول مياه الري للجذور ، زيادة تهوئة النجائل ، تسجيل المعلومات الحقلية لمعرفة مناطق القصور لمعالجته ، تغيير العديد من رؤوس الرشاشات لضمان التوزيع المتوازن للمياه ، وإزالة الرشاشات غير الضرورية . وقد شمل برنامج الترشيد الأستهلاك في داخل المباني متبعاً أحدث أساليب الترشيد .