رن الهاتف في الساعة الخامسة صباحًا في صباح يوم حار. بدا جاري مايكل يائسًا. كانت أوراق الذرة تتجعد، وكان الضغط ينتشر عبر أربعين فدانًا.
قال: "كنت أسقي كل يوم". "لكنني لا أستطيع أن أفهم لماذا تبدو الذرة الخاصة بي عطشى بينما تبدو الذرة الخاصة بك مثالية."
لقد غير ذلك العام كل شيء بالنسبة لمايكل وللعديد من المزارعين الآخرين في مقاطعتنا. لقد تعلم حساب احتياجات المياه للمحاصيل باستخدام معدلات التبخر (ET)، وتغير إنتاجه. وبمجرد توقفه عن التخمين، أصبح الماء أداة دقيقة وليس أداة غير حادة.
الماء يصنع موسم النمو أو يكسره. القليل جدا، والمحاصيل تذبل. أكثر من اللازم، والجذور تختنق في التربة المشبعة.
ويكمن السر في معرفة كمية المياه التي يحتاجها كل محصول بالضبط – بناءً على الظروف الجوية ومراحل النمو. إذا تم تنفيذ ذلك بشكل صحيح، يمكن للري المعتمد على ET-خفض تكاليف المياه بنسبة تصل إلى 30% وتعزيز الإنتاجية في نفس الوقت.
ماذا يعني التبخر حقًا؟
تصور حقل الذرة الخاص بك في فترة ما بعد الظهيرة الحارة في شهر أغسطس. ترتفع الرطوبة من التربة، بينما تطلق أوراق الذرة بخارًا في الهواء.
معًا، يشكل التبخر والنتح التبخر. يعمل كل نبات كمضخة، حيث يسحب الماء من الجذور إلى الأوراق، ثم إلى الغلاف الجوي.
المزارعون الذين يتجاهلون أسعار ET يخسرون المال.
توصلت دراسة أجرتها جامعة لينكولن- لمدة خمس سنوات- إلى أن تخطي حسابات ET أدى إلى إهدار حوالي 25% من مياه الري مع استمرار تقليل الإنتاجية. أدت المزارع التي استخدمت جدولة ET إلى زيادة إنتاجية الذرة بنسبة 18% وتقليل استخدام المياه بنسبة 22%.
لقد تعلمت ذلك بالطريقة الصعبة في عام 2012. وتمسكت بجدول الري القديم-المعتمد على التقويم خلال شهر يوليو الرطب والبارد بشكل غير معتاد.
لم يكن فول الصويا بحاجة إلى الكثير من الماء، لكنني قمت بالري على أي حال. تعفنت الجذور وانتشرت الأمراض وفقدت 15% من المحصول. دفعني هذا الخطأ إلى اعتماد ET.
ترسل النباتات إشارات استغاثة واضحة، ولكن بحلول الوقت الذي ترى فيه أوراق الذرة مجعدة أو أوراق فول الصويا قابلة للطي، يكون الضرر قد بدأ بالفعل. تتيح لك أسعار ET التصرف قبل حدوث التوتر.
التبخر المرجعي: ميزانيتك المائية اليومية
يخبرك التبخر المرجعي (ET₀) بكمية المياه التي سيفقدها سطح العشب القياسي في ظل الطقس الحالي. فكر في الأمر باعتباره ميزانية المياه الأساسية لهذا اليوم.
تقوم محطات الأرصاد الجوية بحساب ET₀ باستخدام درجة حرارة الهواء والرطوبة والرياح والإشعاع الشمسي. لا تحتاج إلى معالجة الأرقام بنفسك - فشبكات الطقس مثل CIMIS في كاليفورنيا، أو ما يعادلها في الولاية، تنشر قيم ET₀ يوميًا. تقوم العديد من تطبيقات الري الآن بتوصيلها مباشرة إلى هاتفك.
تظهر الأبحاث أن ET₀ يتغير بشكل كبير عبر الفصول:
| موسم | نطاق ET₀ النموذجي (في/يوم) | عوامل الطقس الرئيسية |
|---|---|---|
| ربيع | 0.15 – 0.25 | ارتفاع درجات الحرارة، أيام أطول |
| صيف | 0.25 – 0.35 | حرارة مرتفعة، أيام طويلة، رطوبة منخفضة |
| يسقط | 0.10 – 0.20 | درجات حرارة التبريد، أيام أقصر |
| شتاء | 0.05 – 0.10 | درجات الحرارة الباردة، والرطوبة العالية |
يمنحك تتبع ET₀ يوميًا الأساس للري الدقيق.
معاملات المحاصيل: تحويل الطقس إلى احتياجات المحاصيل
كل محصول له "شخصيته" المائية الخاصة به، ويتغير مع النمو. تقوم معاملات المحاصيل (Kc) بضبط قيم ET₀ لتتناسب مع الطلب الفعلي للنبات.
نباتات الذرة الصغيرة ذات الأوراق الصغيرة لها قيم Kc بالقرب من 0.3. بحلول مرحلة التكاثر، عندما تمتلئ المظلة، ترتفع قيمة Kc إلى 1.2 أو أعلى. قرب النضج، تنخفض القيم مرة أخرى مع تباطؤ النباتات.
يشرح الدكتور تيري هاول من خدمة البحوث الزراعية التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية الأمر ببساطة: "تمثل معاملات المحاصيل عقودًا من البيانات حول الاستخدام الفعلي لمياه المحاصيل. واستخدام قيم قديمة أو عامة يمكن أن يؤدي إلى خصمك بنسبة 20% أو أكثر".
لا تتبع قيم KC تواريخ التقويم، بل تتبع نمو المحاصيل. قد تصل الذرة المزروعة مبكرًا-إلى ذروتها في منتصف-يوليو، في حين أن الزراعة اللاحقة تنقل المنحنى إلى أغسطس. يبقى التدريج المرئي للمحاصيل هو أفضل دليل.
إليك لقطة سريعة:
| مرحلة النمو | الذرة كيه سي | فول الصويا كيه سي | القمح كيه سي |
|---|---|---|---|
| ظهور | 0.3–0.5 | 0.4–0.5 | 0.4–0.6 |
| نباتي | 0.5–0.8 | 0.5–0.8 | 0.6–1.0 |
| الإنجابية | 1.0–1.2 | 1.0–1.2 | 1.0–1.2 |
| نضج | 0.6–0.8 | 0.7–0.9 | 0.4–0.6 |
الصيغة البسيطة التي تعمل
تبدو صيغة الاستخدام اليومي لمياه المحاصيل بسيطة:
استخدام مياه المحاصيل=ET₀ × Kc × عامل الكفاءة
كفاءة الري هي المفتاح. توفر الرشاشات عادة 75-85%. تصل نسبة أنظمة التنقيط إلى 85-95%. قد تصل أنظمة الثلم إلى 60-75٪ فقط. تجاهل هذه التعديلات وستجد نفسك فوق- أو تحت-الماء بهوامش واسعة.
الملح في مياه الري يعقد الرياضيات. تحتاج العديد من المحاصيل إلى 10-20% مياه إضافية لترشيح الأملاح من منطقة الجذر. قد تحتاج المحاصيل الحساسة إلى 25-30%. لقد تعلمت هذا الدرس في حقول القطن في تكساس، حيث أدى عدم الترشيح لمدة عامين إلى خفض العائد بنسبة 15%.
جدولة أكثر ذكاءً
تحل الجدولة المستندة إلى ET- محل التخمين بالعلم الحقيقي. أقوم أسبوعيًا بمطابقة بيانات ET₀ مع معاملات المحاصيل، ثم أقوم بضبطها حسب هطول الأمطار وظروف التربة.
يلعب نوع التربة دورًا كبيرًا. تحتاج التربة الرملية إلى تطبيقات أصغر وأكثر تكرارًا. يمكن للتربة الطينية أن تحتوي على المزيد من المياه، مما يسمح بالري بشكل أقل تواترا ولكن أكثر غزارة.
تؤكد الأبحاث النتيجة: أدى الري المحدد للمنطقة -والذي يعتمد على نوع التربة إلى تحسين كفاءة استخدام المياه بنسبة 15-25% مقارنة بالاستخدامات الموحدة.
توقعات الطقس مهمة أيضا. تخطي الري إذا كانت العاصفة متوقعة خلال 48 ساعة. تكثيف الري خلال موجات الحر.
في عام 2019، عندما قفزت ET₀ إلى 0.45 بوصة يوميًا خلال موجة الحر، قمت بزيادة وتيرة الري وحفظت الذرة بينما عانى الجيران من خسائر فادحة في الضغط.
الطقس-الري الموجه في العمل
تقوم الآن الأنظمة التلقائية المعتمدة على الطقس-بإجراء هذه التعديلات نيابةً عنك. تقوم وحدات التحكم الذكية بسحب ET₀ من محطات الأرصاد الجوية، ثم تعديل جداول الري يوميًا.
وجدت دراسة أجرتها جامعة كاليفورنيا أن الأنظمة الآلية قللت من استخدام المياه بنسبة 20% وعززت الإنتاجية بنسبة 12%.
يؤثر الطقس على ET بطرق يقلل من تقديرها العديد من المزارعين:
| حالة الطقس | تأثير إي تي | استجابة الري |
|---|---|---|
| حار وجاف وعاصف | +50% إلى +100% | زيادة التردد/المدة |
| بارد، رطب، هادئ | -30% إلى -50% | تقليل الري |
| معتدل / متوسط | خط الأساس | الجدولة القياسية |
| ممطر، ملبد بالغيوم | -40% إلى -60% | تأخير أو تخطي الري |
الرطوبة والرياح لا تقل أهمية عن درجة الحرارة. الهواء الجاف يسحب الرطوبة بسرعة. الرياح تسرع الخسائر أكثر.
كيفية وضع ET موضع التنفيذ
يعد التحول إلى الري المعتمد على ET- عملية-خطوة بخطوة-:
1، تحديد مصادر بيانات ET₀ المحلية الموثوقة.
2، تعرف على قيم Kc الخاصة بالمحصول- لكل مرحلة نمو.
3، حساب الاحتياجات المائية اليومية للمحاصيل.
4، ضبط لكفاءة النظام.
5، تتبع توقعات الطقس وظروف التربة.
6، تطبيق الماء وفقا لذلك.
7، الاحتفاظ بسجلات مفصلة لتحسين الممارسات في كل موسم.
المعايرة أمر بالغ الأهمية. اختبار معدلات التطبيق الفعلية لنظامك. الأخطاء الصغيرة تتراكم بسرعة. يساعدك حفظ السجلات-على تحديد الأنماط وضبط-القرارات عامًا بعد عام.
النهج المتقدمة
بمجرد إتقان الأساسيات، يمكنك تحسينها بشكل أكبر.
عجز الري: قم بتطبيق كمية أقل من احتياجات ET الكاملة خلال المراحل التي يمكن أن تتحمل فيها المحاصيل الإجهاد الخفيف. غالبًا ما يستفيد عنب النبيذ من ذلك، حيث ينتج فاكهة ذات جودة أعلى-. إذا تم تنفيذه بشكل صحيح، فإنه يوفر 15-25% من المياه مع عقوبة قليلة على العائد. إذا تم القيام به بشكل سيء، فإنه يكلف غالياً.
الري المنفصل: التطبيقات الأصغر والأكثر تكرارًا تقلل من الجريان السطحي وخسائر الترشيح العميقة. تتعامل الأنظمة الآلية مع هذا الأمر بشكل جيد.
الموازنة الموسمية: احسب إجمالي احتياجات المياه لهذا الموسم لتوقع النقص والتخطيط للمستقبل.
