إجابة مختصرة
أنواع الري الرئيسية هي الري السطحي (بالأخاديد والأحواض وغمر الشرائح)، والري بالرش (الرشاشات التصادمية والشبكات الثابتة وأجهزة الري المحوري والمدافع المائية)، والري الدقيق (التنقيط والرشاشات الصغيرة والرش الدقيق والنافورات)، والتنقيط تحت السطحي. وترتفع كفاءة إضافة المياه المعتادة من نحو 40–70% للأنظمة السطحية إلى 65–90% للرشاشات وأجهزة الري المحوري و85–95% للتنقيط، ولهذا يسود التنقيط في الصوبات الزراعية وزراعة الخضروات والبساتين.
ما أنواع الري الرئيسية؟
أنواع الري الرئيسية هي الري السطحي (بالأخاديد والأحواض وغمر الشرائح)، والري بالرش (من الرشاشات التصادمية إلى أجهزة الري المحوري والمدافع المائية)، والري الدقيق (التنقيط والرشاشات الصغيرة والرش الدقيق والنافورات)، والأنظمة تحت السطحية مثل التنقيط المدفون والري من أسفل في الصوبات الزراعية. وينطوي كل نوع من الري على موازنة بين تكلفة التركيب وكفاءة استخدام المياه والعمالة ودقة وصول المياه إلى منطقة الجذور.
يشرح هذا الدليل كل نوع من منظور المزارع: كيفية عمل كل نظام، والضغوط ومعدلات التدفق المعتادة، والأجزاء المستخدمة، والمزايا والعيوب، والمحاصيل وأحجام المزارع التي يناسبها. ويتناول بإيجاز في النهاية الخيارات المنزلية، مثل الخراطيم الناضحة، لتوضيح علاقتها بأنظمة المزارع.
مقارنة سريعة بين أنواع الري المختلفة
أسرع طريقة للاختيار بين أنواع الري المختلفة هي المقارنة المباشرة بين كفاءة إضافة المياه وضغط التشغيل والتكلفة لكل هكتار. وتمثل أرقام الكفاءة أدناه نطاقات معتادة أوردتها خدمات الإرشاد الجامعي وإرشادات خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية (USDA NRCS)؛ وتعتمد النتائج الفعلية بدرجة كبيرة على التصميم والإدارة.
| النوع | الضغط المعتاد | الكفاءة المعتادة لتطبيق مياه الري | التكلفة الرأسمالية النسبية | الاستخدام الأنسب |
|---|---|---|---|---|
| الري السطحي (الأخاديد والأحواض والشرائح) | بالجاذبية، منخفض جدًا | نحو 40–70% (أعلى مع تسوية الأرض والتدفق النبضي) | منخفضة للمعدات، ومرتفعة لتجهيز الأرض | الأرز والحبوب والقطن والمراعي على أرض مستوية |
| رشاشات تُنقل يدويًا وشبكات رش ثابتة | نحو 2–4 bar (30–60 psi) | نحو 65–80% | متوسط | الخضروات والمشاتل والمراعي والحماية من الصقيع |
| الري المحوري والري بالحركة الخطية | نحو 0.7–3 bar (10–45 psi) مع فوهات منخفضة الضغط | نحو 75–90% | متوسطة لكل هكتار في الحقول الكبيرة | الذرة وفول الصويا والبرسيم الحجازي والبطاطس في الحقول الكبيرة |
| مدفع ري متنقل | نحو 4–7 bar (60–100 psi) | نحو 55–75% | منخفضة إلى متوسطة، مع استهلاك مرتفع للطاقة | المراعي ومحاصيل الأعلاف والحقول غير المنتظمة |
| الرشاشات الصغيرة والرش الدقيق | نحو 1–2.5 bar (15–35 psi) | نحو 80–90% | متوسطة إلى مرتفعة | البساتين والحمضيات والمشاتل والصوبات الزراعية |
| التنقيط السطحي | نحو 0.5–2 bar (8–30 psi) | نحو 85–95% | متوسطة إلى مرتفعة | الخضروات ومحاصيل التوت والكروم والصوبات الزراعية |
| التنقيط تحت السطحي (SDI) | نحو 0.7–2 bar (10–30 psi) | نحو 90–95% | مرتفعة، مع عمر تشغيلي طويل | المحاصيل الصفية والبرسيم الحجازي والمحاصيل المعمرة عالية القيمة |
| الري من أسفل في الصوبات الزراعية (المد والجزر) | منخفض، مع طاولات تُملأ بالمضخة | مرتفعة جدًا، مع إعادة تدوير المياه | مرتفع | النباتات المزروعة في أصص والشتلات والمشاتل |
ما الري السطحي؟
ينقل الري السطحي المياه عبر الحقل بفعل الجاذبية، إما عبر أخاديد بين الصفوف، أو إلى أحواض مستوية، أو عبر شرائح مائلة. وهو أقدم أنواع الري ولا يزال الأكثر انتشارًا في العالم، لأنه يحتاج إلى معدات قليلة وطاقة محدودة عندما تصل المياه عبر قناة أو خندق.
- الري بالأخاديد يُمرّر المياه في قنوات صغيرة بجانب صفوف المحاصيل، وغالبًا ما تُغذى بأنابيب سيفون أو أنابيب ذات بوابات.
- الري بالأحواض يغمر مساحات مستوية محاطة بحواجز ترابية، وهو الأسلوب القياسي لحقول الأرز المغمورة وبعض البساتين.
- الري بالشرائح يُمرّر طبقة من المياه عبر شرائح طويلة ذات انحدار خفيف، ويشيع استخدامه للمراعي والبرسيم الحجازي.
تتمثل نقاط الضعف في تفاوت الترطيب بين أعلى الحقل وأسفله، والجريان السطحي، والتسرب العميق، وكثافة العمالة. ويمكن أن تحسن تسوية الأرض بالليزر وصمامات التدفق النبضي واستعادة مياه الصرف في نهاية الحقل الكفاءة بدرجة كبيرة، لكن الأنظمة المضغوطة عادةً ما تؤدي أداءً أفضل في التربة الرملية أو الأراضي المتموجة.
ما الري بالرش وكيف يعمل؟
يضخ الري بالرش، الذي يُسمى أيضًا الري العلوي أو الري بالرذاذ، المياه عبر الأنابيب ويقذفها في الهواء من خلال فوهات لتسقط على المحصول كالمطر. ويعمل على الأراضي غير المستوية وفي معظم أنواع التربة، ويمكن استخدامه أيضًا للحماية من الصقيع والتبريد وإضافة الأسمدة أو المواد الكيميائية عندما تسمح ملصقات المنتجات بذلك.
ما أجزاء نظام الري بالرش؟
تتشابه أجزاء نظام الري بالرش في المزارع الصغيرة والكبيرة. ويشمل التصميم المعتاد ما يلي:
- مصدر المياه ومضخة الري بالرش، بسعة تناسب معدل تدفق منطقة ري واحدة والضغط المطلوب عند أبعد رشاش. راجع دليل مضخات الري لتحديد المواصفات المناسبة.
- مرشح، وعادةً ما يكون مرشحًا شبكيًا للرشاشات؛ ويلزم ترشيح أدق إذا كانت المضخة نفسها تغذي التنقيط أيضًا.
- خط رئيسي وخطوط رئيسية فرعية من أنابيب PVC أو PE، مع صمامات أو مآخذ مياه لكل منطقة.
- خطوط جانبية وقوائم رفع ترفع الرشاش فوق المجموع الخضري للمحصول.
- رؤوس رشاشات وفوهات ري، تُختار وفق معدل التدفق ونصف قطر الرش وحجم القطرات.
- أدوات التحكم: صمامات ومنظمات ضغط ومقاييس ومؤقت أو وحدة تحكم.
تتآكل أجزاء الري بالرش، مثل قوائم الرفع والوصلات والفوهات ومنظمات الضغط، بمرور الوقت، وتُخزّن كقطع غيار في معظم المزارع.
الرشاشات التصادمية والرشاشات النحاسية ومدافع الري
تدور الرشاشات التصادمية عندما تضرب ذراع مزودة بنابض تيار المياه، فتُصدر صوت الطقطقة المألوف وتروي دائرة واسعة بانتظام. وتعمل الرشاشات الزراعية من هذا النوع عادةً عند نحو 2–4 bar (30–60 psi)، بنصف قطر بلل يبلغ نحو 10–20 m (35–65 ft). ويقاوم الرشاش التصادمي المصنوع من النحاس الأصفر التآكل والأشعة فوق البنفسجية بصورة أفضل من البلاستيك، ويشيع استخدامه لري الحقول والمراعي على أنابيب تُنقل يدويًا.
مدافع الري هي رشاشات كبيرة ذات فوهة واحدة تقذف المياه لمسافة نحو 30–60 m (100–200 ft) بضغط مرتفع. ويناسب مدفع الري المركب على بكرة خرطوم متنقلة المراعي ومحاصيل الأعلاف والحقول غير المنتظمة، لكنه يستهلك طاقة أكبر ويتأثر بالرياح أكثر من خيارات الرشاشات منخفضة الضغط.
أنظمة الري المحوري والحركة الخطية
يتكون جهاز الري المحوري من سلسلة من الجسور المحمولة على أبراج بعجلات، تدور حول نقطة ثابتة وتحمل خراطيم متدلية وفوهات منخفضة الضغط بالقرب من المحصول. وتتحرك أجهزة الري الخطي في خط مستقيم عبر الحقول المستطيلة. وهذه الأجهزة هي الأكثر شيوعًا للري بالرش في المزارع الكبيرة بأمريكا الشمالية، لأن جهازًا واحدًا يستطيع ري عشرات الهكتارات بعمالة قليلة. وتعتمد تكلفة نظام الري المحوري على الطول وعدد الأبراج وإمدادات المياه؛ ونشرح النطاقات المعتادة في دليل تكلفة نظام الري.
مزايا الري بالرش وعيوبه
- المزايا: يعمل على المنحدرات وفي التربة الخفيفة، ويغطي السطح بالكامل، ويناسب المحاصيل الكثيفة مثل الحشائش والبرسيم الحجازي والخضروات الورقية، ويمكن أن يوفر الحماية من الصقيع وتبريد المحاصيل.
- العيوب: فاقد المياه بالتبخر والانجراف بفعل الرياح، وابتلال الأوراق بما قد يزيد خطر الأمراض، والحاجة إلى ضغط ضخ أعلى من التنقيط، وعدم انتظام التغطية إذا كان الضغط أو التباعد غير مناسبين.
ما الري الدقيق؟
الري الدقيق هو أي نظام منخفض الضغط والتدفق يوصل المياه بالقرب من كل نبات عبر المنقطات أو الرشاشات الصغيرة أو مرشات الرذاذ الدقيق أو النافورات. وتصنف خدمة USDA NRCS هذه الطرق ضمن مجموعة واحدة لاشتراكها في الترشيح وتنظيم الضغط وإضافة كميات صغيرة من المياه بصورة متكررة.
الري بالتنقيط
يُطلق الري بالتنقيط المياه قطرةً قطرة عند منطقة الجذور عبر شريط التنقيط أو خط التنقيط أو منقطات منفردة، عادةً بمعدل نحو 0.5–8 L/h (0.13–2 gph) لكل منقط. وهو النوع الأعلى كفاءةً في استخدام المياه للمحاصيل الصفية والصوبات الزراعية والبساتين، ويسهل دمجه مع التسميد بالري. يتناول دليل نظام الري بالتنقيط المكونات والترتيبات، وتوضح مقارنة شريط التنقيط مقابل خط التنقيط أي خط جانبي ينبغي شراؤه.
الري بالرشاشات الصغيرة والرش الدقيق
يحتوي الرشاش الصغير على مشتت مياه صغير دوّار، بينما يحتوي رشاش الرذاذ الدقيق على مشتت ثابت يرش وفق نمط محدد. وتبلغ معدلات التدفق المعتادة نحو 20–200 L/h (5–50 gph)، بقطر بلل يبلغ نحو 2–10 m. ويرطب الري بالرشاشات الصغيرة مساحة من التربة أكبر من التنقيط، مما يناسب الحمضيات وغيرها من المحاصيل الشجرية ذات المناطق الجذرية الواسعة، والتربة الرملية، والبساتين التي تحتاج إلى الحماية من الصقيع. وتُستخدم رشاشات الري الصغيرة أيضًا في المشاتل والصوبات الزراعية.
ينتج رشاش الرذاذ أو مولد الضباب قطرات دقيقة جدًا لبيوت الإكثار والتبريد. ويُعد الرذاذ أداة لضبط الرطوبة والتبريد أكثر من كونه وسيلة لتوفير مياه المحصول.
الري بالنافورات
يغمر الري بالنافورات حوضًا صغيرًا حول شجرة أو شجيرة بمعدل تدفق أعلى من التنقيط، غالبًا نحو 50–250 L/h (نحو 0.2–1 gpm). ويفيد رشاش النافورة للأشجار الصغيرة وزراعات تنسيق الحدائق والتربة التي تحتاج إلى تجمع المياه لفترة قصيرة حتى تتشربها. وتحتاج النافورات إلى ترشيح أقل من التنقيط، لكن يجب استخدامها مع حوض، وإلا جرت المياه بعيدًا.
التنقيط تحت السطحي وأنواع الري في الصوبات الزراعية
يُدفن شريط التنقيط أو خط التنقيط في نظام الري بالتنقيط تحت السطحي (SDI) على عمق نحو 20–45 cm (8–18 in)، ليبقى السطح جافًا ويقل إنبات الأعشاب الضارة وتتمكن الآلات من المرور فوق الحقل. وتكلفته الأولية مرتفعة، لكن عمره التشغيلي طويل عند إدارة الترشيح والغسل والحماية من اختراق الجذور جيدًا. راجع الري بالتنقيط للبساتين والحقول للاطلاع على ترتيبات SDI.
تستخدم الصوبات الزراعية عدة أنواع متخصصة من الري:
- التنقيط والمنقطات الوتدية لأوساط الزراعة والأصص والألواح والدلاء الهولندية.
- أذرع ري علوية تتحرك فوق الطاولات لري الشتلات والشتلات المزروعة في خلايا.
- خطوط الرشاشات العلوية والرذاذ للإكثار والتبريد.
- المد والجزر (الري من أسفل)، حيث تُغمر الطاولات أو الأرضيات ثم تُصرّف، مع إعادة تدوير المحلول المغذي. يتناول دليل طاولات الغمر بنظام المد والجزر تصميم الطاولات، وتُعد طاولات المد والجزر المتحركة أحد أمثلة هذا الأسلوب.
للاطلاع على شرح متكامل لتصميم الصوبة الزراعية، اقرأ دليل نظام الري في الصوبات الزراعية.
التنقيط مقابل الرش: متى يكون تحويل نظام الري بالرش إلى التنقيط مجديًا؟
يكون التحويل من الري بالرش إلى الري بالتنقيط مناسبًا عندما تكون المياه محدودة أو مرتفعة التكلفة، أو عندما تشكّل أمراض الأوراق مشكلة، أو عندما يُزرع المحصول في صفوف أو كنباتات منفردة. وعادةً ما تكون العملية بسيطة لأن التنقيط يعمل بضغط أقل من الرشاشات.
- حدّد مناطق الري على مخطط، وقِس التدفق والضغط المتاحين عند المصدر.
- ركّب مرشحًا ومنظم ضغط في كل منطقة يجري تحويلها، أو وحدة تحكم رئيسية مركزية مزودة بمرشح قرصي ونظام تسميد بالري.
- استبدل الخطوط الفرعية للرشاشات بخطوط تنقيط أو أشرطة تنقيط، أو ركّب موزّع تنقيط يحوّل الأنبوب الصاعد للرشاش إلى عدة مخارج تنقيط للمساحات الصغيرة.
- أعِد تقسيم مناطق الري عند الحاجة بحيث يتوافق تدفق التنقيط في كل منطقة مع نطاق التشغيل الكفء للمضخة.
- أعِد برمجة أوقات التشغيل: يعمل التنقيط عادةً بدورات أطول وأكثر تكرارًا، وبمعدل تدفق أقل بكثير لكل هكتار.
تحتفظ مزارع كثيرة بالنظامين: التنقيط لتلبية احتياجات المحصول اليومية من المياه والتسميد بالري، والرشاشات أو الرشاشات الدقيقة للإنبات أو التبريد أو الحماية من الصقيع.
خراطيم الرشح للحدائق مقارنةً بالري بالتنقيط
خرطوم الرشح هو خرطوم مسامي يرشح الماء على امتداد طوله بالكامل؛ أما نظام التنقيط فيستخدم منقطات ذات معدل تدفق محدد. خراطيم الرشح للحدائق رخيصة وسهلة التمديد في أحواض الخضروات، لكن توزيع المياه يكون غير متجانس على المسارات الطويلة، ويتغير مع الضغط، كما يتدهور الخرطوم بفعل الشمس خلال بضعة مواسم.
عند مقارنة نظام الري بالتنقيط بخرطوم الرشح، يتفوق التنقيط من حيث تجانس التوزيع وطول المسار وتعويض الضغط وإمكانية حقن الأسمدة. والمنتجات المباعة باسم خرطوم رشح بالتنقيط تكون عادةً مجرد خراطيم مسامية. ولأي مساحة تتجاوز الحديقة المنزلية، يُعد خط التنقيط المزود بمرشح ومنظم ضغط الخيار المهني.
كيف تختار نوع الري المناسب لمزرعتك
اختر نوع الري وفقًا للمحصول وشكل الحقل والتربة وإمدادات المياه والعمالة، ثم قارن التكلفة طوال العمر التشغيلي بدلًا من سعر الشراء. استخدم معايير الاختيار التالية عند طلب عروض أسعار لمعدات الري الزراعي:
- المحصول ومسافات الزراعة: يناسب التنقيط الصفوف والنباتات المنفردة؛ بينما تناسب الرشاشات أو أنظمة الري المحوري المحاصيل الكثيفة مثل المراعي والبرسيم الحجازي.
- حجم الحقل وشكله: تناسب أنظمة الري المحوري الحقول المربعة الكبيرة؛ بينما يناسب التنقيط والرش الثابت القطع الصغيرة أو غير المنتظمة.
- مصدر المياه: التدفق بوحدة m³/h (gpm)، والضغط، والجودة التي تحدد متطلبات الترشيح.
- التربة: تحتاج التربة الرملية إلى ريات خفيفة ومتكررة؛ أما التربة الطينية الثقيلة فتتطلب الحد من معدلات إضافة المياه بالرش لتجنب الجريان السطحي.
- الطاقة: تقلل أنظمة الرش منخفضة الضغط والتنقيط تكلفة الضخ؛ وفكّر في الضخ بالطاقة الشمسية خارج شبكة الكهرباء.
- الأتمتة والتسميد بالري: تتكامل أنظمة التنقيط والري الدقيق بسهولة مع وحدات التحكم وحقن الأسمدة.
يُعد الري الدقيق الخيار الأساسي الكفء لمعظم الصوبات الزراعية والخضروات عالية القيمة ومحاصيل التوت والبساتين، بينما تظل الرشاشات وسيلة فعالة لمحاصيل المساحات الواسعة والمراعي.
الخطوات التالية
تصنّع Mars Vertical Farm وحدات التحكم الرئيسية للري والمرشحات القرصية الآلية وأجهزة التسميد بالري المتوافقة مع أنظمة التنقيط والرش الدقيق والصوبات الزراعية. تصفّح مجموعة معدات الري والتسميد بالري، أو أرسل إلينا معلومات المحصول والمساحة ومصدر المياه، وسيقترح مهندسونا نظامًا مناسبًا بأسعار مباشرة من المصنع وأبعاد وسعات مخصصة.
