حساب احتياجات الماء للنبات: الطريقة العلمية والأمثلة التطبيقية
تمثل إدارة المياه في الزراعة الحديثة أحد أهم عوامل نجاح الإنتاج الزراعي، إذ يؤثر نقص الماء أو زيادته سلبًا على نمو النباتات وجودة المحصول. ولضمان كفاءة استخدام المياه، يجب حساب الاحتياجات المائية للنبات بدقة وفقًا للعوامل المناخية، نوع النبات، ومرحلة نموه.
ما المقصود باحتياجات الماء للنبات؟
احتياجات الماء للنبات تُعبّر عن كمية الماء التي يحتاجها النبات لتعويض ما يفقده من تبخر ونتح (Evapotranspiration)، بهدف الحفاظ على نمو طبيعي وإنتاج جيد. تُقاس هذه الكمية عادة بالملليمتر يوميًا أو بالمتر المكعب للهكتار.
المعادلة الأساسية لحساب الاحتياجات المائية
تُحسب الاحتياجات المائية للنبات بالاعتماد على معادلتين أساسيتين:
ETc = ETo × Kc
حيث:
- ETc: الاحتياجات المائية الفعلية للنبات (مم/يوم)
- ETo: التبخر والنتح المرجعي (مم/يوم)
- Kc: معامل المحصول، يتغير حسب نوع النبات ومرحلة النمو
ETo = [0.408Δ(Rn − G) + γ(900/(T + 273))u2(es − ea)] / [Δ + γ(1 + 0.34u2)]
وهي المعادلة المعتمدة من منظمة الفاو (FAO-56) لحساب التبخر والنتح المرجعي بدقة.
أهمية معرفة الاحتياجات المائية
- توفير المياه وتحسين كفاءة الري.
- تفادي الإجهاد المائي للنبات.
- تحديد توقيت وكميات الري بدقة.
- تقليل التلوث الناتج عن الإفراط في التسميد والري.
مثال تطبيقي مع الحل
في مزرعة طماطم تقع في منطقة يكون فيها التبخر المرجعي اليومي (ETo) = 6.5 مم/يوم، ومعامل المحصول للطماطم خلال مرحلة النمو الكامل (Kc) = 1.15.
ETc = ETo × Kc
ETc = 6.5 × 1.15 = 7.47 مم/يوم
أي أن النبات يحتاج إلى حوالي 7.47 ملم من الماء يوميًا لكل متر مربع، أي ما يعادل 74.7 م³ للهكتار يوميًا.
العوامل المؤثرة في احتياجات الماء
- المناخ: درجة الحرارة، الإشعاع الشمسي، سرعة الرياح، والرطوبة.
- نوع النبات: لكل نوع معامل محصول خاص.
- مرحلة النمو: تختلف الاحتياجات بين النمو الخضري والإزهار والإثمار.
- نوع التربة: قدرة الاحتفاظ بالماء تختلف بين الرملية والطينية.
جدول أمثلة معاملات المحصول (Kc)
| المحصول | مرحلة النمو المبكرة | مرحلة النمو الكامل | مرحلة ما قبل الحصاد |
|---|---|---|---|
| القمح | 0.3 – 0.4 | 1.15 | 0.25 – 0.4 |
| الطماطم | 0.45 | 1.15 | 0.8 |
| الذرة | 0.4 – 0.5 | 1.2 | 0.6 |
| الحمضيات | 0.65 | 0.85 | 0.75 |
نصائح لتطبيق الري بدقة
- استخدام أجهزة قياس الرطوبة أو المجسات الذكية لتحديد موعد الري.
- الاعتماد على برامج إدارة الري حسب بيانات الطقس اليومية.
- تجزئة الري على فترات قصيرة لتقليل الفاقد بالتبخر.
- تحسين الصرف لمنع ركود الماء حول الجذور.
الخلاصة
إن حساب الاحتياجات المائية للنبات خطوة أساسية في الإدارة المتكاملة للمياه، فهي تسمح بتوجيه الري والتسميد وفقًا للاحتياجات الفعلية لكل محصول، مما يؤدي إلى زيادة الإنتاجية وجودة المحصول، مع توفير المياه والطاقة في نفس الوقت.
– FAO (1998). Crop Evapotranspiration (FAO-56)
– Allen et al., (2006). Guidelines for Computing Crop Water Requirements
– Doorenbos & Pruitt (1977). Crop Water Needs
– USDA (2021). Irrigation Water Management Handbook
