Evaluating surface and subsurface drip irrigation efficiency and maize grain yield in central Iraq

في المناظر الطبيعية القاحلة في الشرق الأوسط، يعد الماء أثمن مورد يمكن أن يمتلكه المزارع. وبالنسبة لمحاصيل مثل الذرة، التي تُعد حيوية للغذاء والصناعة، فإن الفرق بين الحصاد الوفير والموسم الفاشل غالباً ما يتوقف على كيفية إيصال تلك المياه. فالطرق التقليدية غالباً ما تترك الماء مستقراً على السطح، حيث تقوم الشمس الحارقة بتبخيره قبل أن تتمكن جذور النبات من شربه. ولحل هذه المشكلة، طور العلماء الري بالتنقيط، وهو نظام يوصل الماء ببطء ومباشرة إلى التربة. ومع ذلك، هناك خيار يجب اتخاذه: هل يجب أن تستقر الأنابيب فوق سطح الأرض، أم يجب أن تُدفن تحت السطح مباشرة؟ هذا السؤال ليس مجرد سؤال أكاديمي؛ ففي المناطق التي تواجه ندرة في المياه وارتفاعاً في درجات الحرارة، يحدد الجواب مقدار الغذاء الذي يمكن زراعته مع كل قطرة متاحة.

سعت دراسة حديثة أجريت في وسط العراق للإجابة على هذا السؤال من خلال مقارنة نهجين محددين: الري بالتنقيط السطحي، حيث تمتد الأنابيب على طول التربة، والري بالتنقيط تحت السطحي، حيث تُدفن تلك الأنابيب نفسها على عمق بضع بوصات تحت الأرض. أُجري البحث في ستة مواقع زراعية مختلفة في محافظتي بغداد وبابل، مغطيةً مجموعة من أنواع التربة من الطين الثقيل إلى الطمي الخفيف، ودرجات متفاوتة من جودة المياه من العذبة إلى المالحة بدرجة متوسطة. كان الهدف هو معرفة أي الطريقتين تنتج المزيد من الحبوب وتستخدم الماء بحكمة أكبر في ظل الظروف الحارة والقاسية المميزة للمنطقة. قام الباحثون بزراعة الذرة الصفراء في كل موقع، وقاسوا بدقة كمية الحبوب التي أنتجتها النباتات، ومدى كفاءتها في تحويل الماء إلى غذاء، وكمية الرطوبة المتبقية في التربة.

رسمت النتائج صورة واضحة لميزة النظام المدفون. ففي جميع المواقع الستة، أنتجت الذرة المزروعة بالري بالتنقيط تحت السطحي كمية حبوب أكبر باستمرار من المحاصيل التي رويت من السطح. في المتوسط، حقق النظام المدفون إنتاجية بلغت حوالي 9.61 طناً من الحبوب للهكتار الواحد، بينما أنتج النظام السطحي حوالي 8.86 طناً. وكان الفرق أكثر دراماتيكية في موقع محدد في بابل، حيث أنتجت الطريقة المدفونة ما يقرب من 11.87 طناً للهكتار، مقارنة بأقل من 10 أطنان للطريقة السطحية. مثل هذا زيادة في الحصاد بنسبة تقارب 20 بالمائة في ذلك الموقع. وبينما أظهر النظام المدفون إنتاجية أعلى في كل موقع على حدة، تشير الدراسة إلى أن الفرق الإجمالي في الإنتاجية لم يصل إلى المستوى التقليدي للأهمية الإحصائية، مما يشير إلى أنه رغم كون الاتجاه إيجابياً، إلا أن هناك حاجة لمزيد من الأبحىث مع عينات أكبر لتأكيد حجم هذه الفائدة. وتقترح الدراسة أن دفن خطوط الري يحمي الماء من الشمس الحارقة، مما يبقيه بارداً ومتاحاً تماماً حيث تكون الجذور جائعة، بدلاً من تركه يتبخر في الهواء.

وبعيداً عن الحجم الصافي للحبوب، كانت كفاءة استخدام المياه تصب أيضاً في مصلحة النهج المدفون. فقد حسب الباحثون كمية الحبوب المنتجة مقابل كل متر مكعب من الماء المستخدم. وقد تفوق النظام تحت السطحي باستمرار على النظام السطحي، حيث قدم متوسط 2.10 كيلوغرام من الحبوب لكل متر مكعب من الماء، مقارنة بـ 1.81 كيلوغرام للنظام السطحي. كان هذا التحسن ذا دلالة إحصائية، مما يعني أنه نمط موثوق وليس مجرد تقلب عشوائي. ومن الناحية العملية، يعني هذا أن المزارعين الذين يستخدمون الأنابيب المدفونة يمكنهم زراعة المزيد من الغذاء بكمية أقل من الماء، وهي فائدة حاسمة في منطقة تتضاءل فيها الموارد المائية وترتفع فيها معدلات التبخر.

ومن المثير للاهتمام أن كمية الرطوبة الموجودة فعلياً في التربة لم تختلف بشكل كبير بين الطريقتين. ففي وقت القياس، حافظ كلا النظامين على مستويات متشابهة من البلل في الأرض، حيث تراوحت القيم حول 0.23 إلى 0.24 سنتيمتر مكعب من الماء لكل سنتيمتر مكعب من التربة. هذه النتيجة مهمة لأنها تظهر أن النظام المدفون لم يقم ببساطة باحتجاز المزيد من الماء في الأرض؛ بل أدار الماء الموجود هناك بشكل أكثر فعالية. لقد تم إيصال الماء مباشرة إلى منطقة الجذور، مما قلل من كمية الفقد بسبب التبخر من سطح التربة وضمن قدرة النبات على الوصول إليه عند الحاجة.

كما كشفت الدراسة أن النظام المدفون صمد جيداً حتى في الظروف الصعبة، مثل المناطق ذات التربة أو المياه المالحة. ففي أحد المواقع في بغداد حيث كانت التربة مالحة للغاية، تمكنت الطريقة تحت السطحية من إنتاج محصول أعلى من الطريقة السطحية. وهذا يشير إلى أن دفن الأنابيب يساعد في دفع الأملاح بعيداً عن المنطقة المباشرة التي تنمو فيها الجذور، مما يمنع النباتات من التسمم بالملح مع استمرار تلقيها للماء الذي تحتاجه. وأشار الباحثون إلى أنه بينما أظهر النظام المدفون فوائد واضحة، فإن نجاحه يعتمد على فهم ظروف التربة والمياه الخاصة بكل مزرعة.

في نهاية المطاف، تشير النتائج إلى مسار واعد للزراعة في العراق والمناخات المماثلة. فقد أثبت نظام الري بالتنقيط تحت السطحي أنه أداة أكثر كفاءة لتحويل الماء إلى غذاء، حيث وفر إنتاجية أعلى وحفظاً أفضل للمياه دون الحاجة إلى غمر التربة بدرجة مختلفة عن الطرق السطحية. ويوصي المؤلف بتوسيع نطاق استخدام هذه التكنولوجيا، بشرط أن يتلقى المزارعون دعماً لإدارة التكاليف الأولية وتعلم كيفية صيانة الأنابيب المدفونة لمنع الانسداد. فمن خلال وضع مصدر الماء بالقرب من جذور النبات وحمايته من الشمس، توفر هذه الطريقة وسيلة عملية لتأمين المحاصيل في عالم يعاني بشكل متزايد من الإجهاد المائي.