ضغط منخفض؛ من أجل كفاءة أعلى

أدخلت تقنية LEPA (التوزيع الدقيق، الموفِّر للطاقة) مفهومًا ثوريًا في منتصف ثمانينيات القرن الماضي، عندما كانت معظم أنظمة الري المحوري المركزية تستخدم رشاشات دفع دوارة، تُركَّب أعلى فوَّهات المواسير، وتحتاج إلى ضغط عالٍ من أجل التشغيل. وقد ظهرت حاجة المزارعين إلى رؤوس توزيع أكثر كفاءة، تستطيع أن تروي باستخدام ضغط منخفض؛ لتخفيف اشتراطات الضخ. واحتاج المزارعون أيضًا إلى منتجاتٍ وممارساتٍ من شأنها مقاومة الانحراف الناتج عن الرياح والفقد الناتج عن البخر، خاصةً في المناطق المتضررة من نقص المياه المتزايد.

وأدى التعاون بين باحثين من جامعة تكساس إيه أند إم ومسؤولين من شركة Senninger Irrigation المصنِّعة لرشاشات الري، أدى إلى استحداث أول وحدة من رؤوس توزيع المياه لرشاشات LEPA. ووجد الباحثون أن رشاشات LEPA التي تُركَّب قريبة من سطح التربة قد أثبتت فعاليتها في توفير المياه والطاقة، دون أن يؤثر ذلك على المحصول.

وفي المناطق التي تشكل فيها ندرة المياه مصدر قلق، لجأ المزارعون مرة أخرى إلى فوَّرات LEPA التي تُركَّب بمسافات 40 بوصة أو أقل بين وصلات الخراطيم؛ لتوزيع المياه على معظم سطح التربة. وقام نائب رئيس Senninger مارك هيلي بتوسيع مفاهيمه الأولية لتقنية LEPA لإضافة وسادات فوَّارات وأغلفة حماية لتركيبات LEPA متقاربة المسافات.

الاختبار الميداني

بدأ تصميم تركيبات LEPA متقاربة المسافات في ولاية نيفادا، حيث المناخ العاصف، والأمطار القليلة، والرطوبة شديدة الانخفاض، والتربة الطفالية الطينية الغرينية الثقيلة. وأوضح جون مورار من Triple D Ranch في بلدة داير بولاية نيفادا قائلاً: "إن حوض المياه الجوفية هنا في طريقه للنضوب، كما هو الحال في معظم أحواض المياه الجوفية في المناطق التي تُروى بطرق الري الغزير، وقد أصبح هذا الأمر مصدر قلق". كان مورار يتطلع إلى الحد من فقد المياه الناتج عن البخر، والذي يسببه الانحراف الناتج عن الرياح، مع الحفاظ في الوقت نفسه على المحصول. وأضاف قائلاً: "عندما بدأنا استخدام [فوَّارات LEPA متقاربة المسافات]، ورأينا أنها ستخلصنا من هذه المشاكل، كان ذلك حافزًا كبيرًا، لأن الأمر كله يتوقف على الكفاءة". واكتشف أن فوَّارات LEPA متقاربة المسافات المزودة بغطاء قد تفوقت على الرشاشات العادية، التي تستخدم أعلى النبات في حقول البرسيم. وفي موسم الزراعة الماضي، أحدثت تركيبات LEPA زيادة في البالات متوسط نسبتها 21.5%، وزيادة في الحمولة بنسبة 6.5% خلال مرات الحصاد الأربعة، وذلك في ثلاثة محاور للري. يستقر الماء على سطح التربة، ويتخللها ببطء محدثًا حركة جانبية، ويرشح الأملاح تحت منطقة الجذور.

ومن المشاركين أيضًا في المشروع، المزارع بوب هولوواي، من مينغو بولاية كانساس. حيث المناخ العاصف، والأمطار القليلة، والرطوبة شديدة الانخفاض، والتربة الطفالية الغرينية الثقيلة. بفضل تقنية LEPA، تمكن هولوواي من زراعة كمية أكبر من الذرة قدرها 50%، وهو ما يعادل 120 فدانًا بمعدل توزيع مياه يتراوح بين 250 و300 جالون/دقيقة. ويقول: "الوضع الذي كنا فيه تطلب منا إما التخلي عن دورة ري، أو الوصول إلى وسيلة ري أكثر فاعلية. والآن مع نظام فوَّارات LEPA، نستخدم المياه المتاحة بطريقة أكثر إنتاجية، مما يؤدي إلى انخفاض رطوبة السطح، وزيادة الرطوبة المفيدة، بطبقات التربة التحتية".

ويرى أصحاب شركات الري أيضًا مزايا تركيبات LEPA متقاربة المسافات، حيث يقول ريك غريمز، مالك شركة Southwest Irrigation في جنوب غرب أريزونا، إن مناطق ولاية أريزونا، ووادي إمبيريال فالي في ولاية كاليفورنيا تتراوح درجة الحرارة فيها صيفًا بين 118 و120 درجة فهرنهايت، وتتراوح معدلات البخر النتحي فيها ما بين 0.6 و0.7 بوصة في اليوم. ووضح غريمز قائلًا: "هذا يعني أن المزارع الذي لديه 320 فدانًا من الأرض، سيحتاج إلى 12 جالونًا في الدقيقة على الأقل للفدان الواحد؛ لتعويض معدلات البخر النتحي، وقد مكنت رشاشات LEPA التي تكون على مسافات أقرب من سطح الأرض المزارعين من ري المزيد من الأفدنة، عن طريق تقليل فاقد المياه".

كما شارك أيضًا في هذا المشروع رود ستيلويل، مالك شركة American Irrigation في مدينة غاردن سيتي بولاية كانساس. يكون الطقس في هذه المنطقة عادةً عاصفًا وجافًا. وصرح ستيلويل قائلًا: "المحاصيل الرئيسية هنا هي الذرة، والقمح، وفول الصويا، وذرة الميلو الرفيعة، والبرسيم، والبطاطس. ومع التركيبات متقاربة المسافات، يرى المزارعون أنهم يستطيعون إغلاق أنظمة الري في كثير من الأحيان، مما يؤدي إلى توفير المياه والطاقة. إنها وسيلة فعالة من حيث التكلفة لإنتاج محاصيل جيدة".

التركيز على النتائج

عند استخدام تركيبات LEPA متقاربة المسافات جنبًا إلى جنبٍ مع حرث الحفاظ على التربة، يكون متوسط كفاءة استخدام المياه أكثر من 95% في المتوسط. إضافة إلى تقليل الانحراف الناتج عن الرياح، والمياه المفقودة عن طريق البخر، واستهلاك الطاقة، تساعد تركيبات LEPA متقاربة المسافات

• على تغطية منطقة الجذور بطريقة أكثر توحيدًا.
• وتساعد على زيادة المحاصيل، عن طريق استخدام كمية أقل من المياه.
• وترشح الأملاح تحت منطقة الجذور.
• وتعمل على تفادي بلل الظُلَّة النباتية في محاصيل الخطوط الحقلية.
• وتوزيع كمية المياه المطلوبة في عدد أقل من دورات المرور المحورية.

ويثق المشاركون في هذا المشروع في أن تركيبات LEPA متقاربة المسافات تساعدُ المزارعين في المناطق الجافة والعاصفة حول العالم، على توفير المياه والطاقة وزيادة إنتاجية المحاصيل.

وقد فاز مؤخرًا مشروع تركيبات LEPA متقاربة المسافات بجائزة فانجارد التكريمية، خلال معرض الري ومؤتمر التعليم في عام 2017. وتُمنحُ هذه الجائزة التكريمية للمشروعات التي ينفَّذُ فيها تركيبات مبتكرة في مجال الري.

المصدر

تم النشر أول مرة في مقالة بعنوان: "ضغط أقل؛ من أجل كفاءة أعلى" في Irrigation Today. ، في أبريل 2018.