إحتیاجات الطاقة والإقتصادیات لنظام الری بالتنقیط تحت السطحی بواحة سیوة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 أستاذ الهندسة الزراعیة غ. متفرغ بکلیة الزراعة جامعة عین شمس، مصر.

2 أستاذ الأراضی المتفرغ بقسم صیانة الأراضی بمرکز بحوث الصحراء، مصر.

3 أستاذ مساعد الهندسة الزراعیة بکلیة الزراعة جامعة عین شمس، مصر.

4 باحث بقسم صیانة الأراضی بمرکز بحوث الصحراء، مصر.

المستخلص

أجری هذا البحث بمحطة مرکز بحوث الصحراء بواحة سیوة – محافظة مطروح، بهدف دراسة التقییم الطاقی والاقتصادی لإستخدام نظام التنقیط تحت السطحی تحت تأثیر الأبعاد الهندسیة المختلفة لنظام الری فی ظروف الواحة ومع إستخدام میاه ذات ملوحة عالیة (حوالی 6000 جزء فی الملیون). وقد إستخدمت شریحة غیر منفذة تحت خط التنقیط فی بعض المعاملات، وذلک بعرض 50 سم إسفل الخطوط بحوالی 15 سم. وتم إختیار أعماق مختلفة لخط التنقیط (من صفر إلى 25 سم)، ومسافات بین خطوط التنقیط للتجربة الأولى (من 0.20إلى 1.2 م) وللتجربة الثانیة (من 0.4 إلى 1.0 م). وأخذ توزیع الرطوبة فی قطاع التربة على عمق واحد أوعمقین وذلک بوضع خطی تنقیط متلازمین (خ م) أو مزاحین رأسیاً بمسافة 15 سم (خ ر)، وقیس الناتج المحصولی لکل من الطماطم والبصل، والمنزرعا بأرض رملیة، وذلک باستخدام خطوط ری تنقیط (GR) نقاطین/ المتر، بتصرف 8 لتر/س.م عند ضغط واحد بار.
وقد توصلت الدراسة إلى النتائج الآتیة:
* کفاءة تطبیق الطاقة (EAE):
- تأثرت قیمة الناتج المحصولی بالنسبة للطاقة المستهلکة (EAE) لمحصولی الطماطم والبصل بعمق خطوط التنقیط، وترتیب الخطوط وکذلک وجود حاجز تحت التربة من عدمه، ففی حالة عدم وجود حاجز کانت أعلی نسبة (0.77 کج/میجا جول) تم الحصول علیها لعمق الخطوط 10 سم للحالة "خ ر"، فی حین کانت أقل نسبة تم الحصول علیها هی (0.346 کج/میجا جول) وهی بالحالة "خ م" للخطوط السطحیة ذو مدى إتساع 0.8 – 
مما یشیر إلى أن الحاجز أدى إلى تحسین نسبة الناتج المحصولی إلى الطاقة المستهلکة من 0.57 إلى 0.7 کج/میجا جول، بغض النظر عن باقی المعاملات.
فی المعاملات غیر المحتویة على حاجز کان ترتیب المفردات من حیث إستهلاک الطاقة من الأعلى إلى الأقل هی الری، السماد العضوی، الحمایة (بالتزریب)، العملیات الخاصة بالزراعة، الحصاد، الإنشاء، والنقل، بالترتیب. فی حین حدث زیادة واضحة فی طاقة الإنشاء فی حالة وجود عازل نتیجة زیادة العمق والإتساع للحفر.
وقد إرتبطت طاقة الری وعملیة الحمایة بالإتساع بین خطوط التنقیط فی حین إرتبطت طاقة الإنشاء بعمق وإتساع الحفر وکذلک إرتبطت طاقة الحصاد والنقل بکمیة الإنتاج.
* التحلیل الاقتصادی:
وقد تضمنت التکلفة السنویة لنظام الری والذی تأثر بالمعاملات تحت الدراسة، حیث یؤدی تغییر المعاملات إلى تغییر حجم النظام وکمیات المستلزمات ومن ثم التکالیف. وکذلک حساب العائد من المحصول فی الموسم والتکالیف للموسم نسبةًً إلى السنة. وهذه التکالیف سواء ثابتة أو متغیرة لازمة لامتلاک وتشغیل أنظمة الری والتی تستمر للعدید من السنوات، وعند التخطیط لتغطیة هذه التکالیف یلزم زیادتها تبعاً لارتفاع الأسعار وهذا ما یعرف بالتضخم.
¨      فی التجربة غیر المحتویة على حاجز تحت التربة:
کانت أقل تکالیف سنویة تم الحصول علیها فی حالة عدم وجود تضخم (وجود تضخم) هی 2333 (2566) جنیة مصری/السنة.فدان وذلک لعمق الخطوط 10 سم وإتساع بینها 0.8 – 1.0 م فی الحالة "خ م"، وهذا یرجع إلى زیادة تکالیف عملیة الإنشاء لخطوط التنقیط للحالة "خ ر" مقارنة بالحالة "خ م" عند نفس العمق حیث العمق الکلی فی حالة "خ ر" تزید عن مثیلتها فی الحالة "خ م" بمقدار 15 سم. فی حین کان أعلى تکلفة سنویة فی حالة عدم وجود تضخم (وجود تضخم) هی 7526 (12358) جنیة مصری/السنة.فدان والتی کانت بالخطوط السطحیة والإتساع بین الخطوط 0.4 – 0.6 م بالحالة "خ م"، حیث یرجع ذلک إلى صغر المسافة بین الخطوط ومن ثم زیادة عدد الخطوط وکبر حجم الموزع وکذلک ساهمت الحالة السطحیة للخطوط فی زیادة التکالیف حیث سرعة تلفها لتعرضها للأشعة فوق البنفسیجیة للشمس، کما یوجد اختلاف أیضاً فی التکالیف للخطوط السطحیة بین الحالة "خ ر" والحالة "خ م" حیث تتواجد جمیع الخطوط السطحیة على سطح التربة فی الحالة "خ م" فی حین یکون نصف الخطوط تحت سطح التربة بالحالة "خ ر".
وبالنسبة لمتوسط التکالیف تمثل التکالیف الثابتة أعلى قیمة یلیها تکالیف الصیانة ثم العمالة وأخرها تکالیف الطاقة.
وقد تمیز العمق 10 سم فی نسبة المنفعة إلى التکالیف فی أی إتساع ومع أی حالة سواء "خ ر" أو "خ م"، وکانت أعلى نسبة فی حالة عدم وجود تضخم (وجود تضخم) هی 3.1 (2.85) للإتساع بین  الخطوط 0.4 – 0.6 م والعمق 10 سم بالحالة "خ ر"، وقد أعطت المعاملات السطحیة أقل نسبة.
¨      فی التجربة المحتویة على حاجز تحت التربة:
کانت أقل تکالیف سنویة تم الحصول علیها فی حالة عدم وجود تضخم (وجود تضخم) هی 2124 (2342) جنیة مصری/السنة.فدان وذلک لعمق الخطوط 10 سم وإتساع بینها 0.9 – 1.2 م فی الحالة "خ م"، وهذا یوضح أن التضخم یزید التکالیف بخاصة المعاملات السطحیة سواء الحالة "خ ر" أو "خ م". فی حین کان أعلى تکلفة سنویة فی حالة عدم وجود تضخم (وجود تضخم) هی 13961 (25646) جنیة مصری/السنة.فدان والتی کانت بالخطوط السطحیة والإتساع بین الخطوط 0.2 – 0.3 م بالحالة "خ م" ویرجع هذا لارتفاع تکالیف الإحلال.
وقد تمیز أیضاً العمق 10 سم فی نسبة الربح إلى التکالیف فی أی إتساع ومع أی حالة سواء "خ ر" أو "خ م"، وکانت أعلى نسبة فی حالة عدم وجود تضخم (وجود تضخم) هی 6.16 (5.60) للإتساع بین  الخطوط 0.9 – 1.2 م والعمق 10 سم بالحالة "خ ر".
یفضل عمق خط التنقیط 10 سم حیث أعطى تمیز نسبة الربح على التکالیف سواء فی حالة وجود/عدم وجود حاجز فی کلا الترتیبین لخطوط التنقیط المفصولة راسیاً والمتلازمین. حیث کانت أعلى نسبة هی فی حالة عدم وجود تضخم (وجود تضخم) 6.16 (5.60) و المتحصل علیها من الإتساع 0.9 – 1.2 م فی حالة وجود حاجز وترتیب خطوط التنقیط المفصولة رأسیاً. أما إذا کان الهدف هو أقل تکلفة سنویة فأن حالة الخطوط المتلازمة والإتساع 0.8 – 1.0 م والعمق 10 سم فی حالة عدم وجود عازل کانت أقل تکلفة سنویة وهی فی حالة عدم وجود تضخم (وجود تضخم) 2333 (2566) جنیة.
ولذا یمکن التوصیة فی حالة عدم إستخدام الحاجز تحت سطحی بعمق خطوط التنقیط تحت السطحیة 10 سم مع حالة الترتیب الخطوط المفصولة رأسیاً "خ ر" والإتساع بین الخطوط 0.4 – 0.6 م وذلک للطماطم والبصل.
ومدى إتساع بین الخطوط 0.9 – 1.2 م وعمق خطوط التنقیط 10 سم للخطوط المفصولة رأسیاً وذلک فی حالة وجود حاجز بولی إثیلین تحت سطحی (عمق الحاجز 40 سم من سطح الأرض) لمحصول الطماطم.
ومدى إتساع بین الخطوط 0.3 – 0.6 م وعمق خطوط التنقیط 25 سم للخطوط المتلازمة وذلک فی حالة وجود حاجز بولی إثیلین تحت سطحی (عمق الحاجز 55 سم من سطح الأرض) لمحصول البصل.

الموضوعات الرئيسية


Abd Elaal, S. E. (1991). Study on selecting the proper system of irrigation new lands. M. Sc. Thesis, Fac. of Agric. Zagazig Univ.: 89 p.
Abdel-Aal, EL. I. (2000). Effect of some parameters of trickle irrigation system on pea production. Misr J. Agric. Eng. 17 (1): 113 – 124 p.
Aboamera, M. A. (1999). Performance of subsurface drip irrigation in sandy soil under different lateral depths. Misr J. Agric. Eng., 16(3): 612 – 624 p.
Awady, M. N. (1974). Leaky irrigation method., Engineering J., 5 (September – October): 45 – 50 p.
Bakeer, G. A. (1996). The effect of applying drip irrigation system under certain environmental resources on soil productivity deterioration at North Sinai. Misr J. Agric. Eng., 13(2): 305 – 325 p.
Barth H. K. (1995). Resource conservation and preservation through a new subsurface irrigation system. In Proceedings of the Fifth International Microirrigation Congress. April 2-6, Orlando, Florida. ASAE, 2950 Niles Rd., St. Joseph, MI 49085-9659: 168 – 174 p.
Bucks, D. A. and F. S. Nakayama (1982). Principles, and potentialities of trickle (drip) irrigation. In: Advances in irrigation, D. Hillel (Ed.). 219 – 289, Academic Press, New York, USA.
Camp, C. R. and F. R. Lamm (2003). Irrigation system, subsurface drip. Publication by Marcel Dekker, Inc. Encyclopedia of Water Science DOI: 10.1081/E-EWS 120010066. 560 – 564 p.
El-Ansary, M. Y.; M. A. Awad; M. N. Awady, and A. H. El-Eryani (1999). Effect of drip irrigation uniformity on crop production. The 7th Conference of Misr Society of Agric. Eng.,  27-28 October 1999, 320 – 330 p.
El Awady, M. N. and M. M. Hegazi (1987). The most economical size for irrigation pipes., Mansura U., Conf. Agric. Sc., Food Deficiency Overcoming. Autonomous Efforts in Egypt, 22-24 June, 1987, 2: 422 – 429 p.
El-Berry, A. M. (1990). Study on the performance of Bi-wall irrigation tubes. Misr J. Agric. Eng., 7 (1): 25 – 39 p.
Enciso, J.; J. Jifon, and B. Wiedenfeld (2005). Subsurface drip irrigation of onions: Effects of emitter spacing and drip depth on yield. ASAE Annual international Tampa, Florida, 17-20 July 2005, Paper Number: 052242:1-7 p.
Evans, R.; R. E. Sneed, and J. H. Hunt (1996). Irrigation management strategies to improve water and energy use efficiencies. North Carolina Cooperative Exten. Serv., AG 425-5.
Hassan, M. H. and S. M. Younis (1987). Pipe selection in relation to energy consumption under drip irrigation system. Misr J. Agric. Eng., 4 (2): 175 – 201 p.
Ismail, S. M.; T. K. Zien El-Abedin; T. K. Wassif, and M. N. El-Nesr (2006). Wetting pattern simulation of surface and subsurface drip irrigation system, II-Model, validation and analysis. The 14th Annual Conf. Misr Soc. Agric. Eng. ”New Trends in Agricultural Engineering” 2 Nov. 2006. Misr J. Eng., 23 (4): 1035 – 1057 p.
James, L. G. (1988). Principles of farm irrigation system design. John Wiley & Sons, Inc.:543 p.
Kassem, A. S. and F. N. Mulhim (1999). Estimationg irrigation water and energy needs for Egypt. Misr. J. Agric. Eng., 16 (2) 352 – 362 p.
Keller, J. and R. D. Bliesner (1990). Sprinkle and trickle irrigation. Chapman and Hall Pub. 115 Fifth Avenue New York, NY 1003. 522 - 551 p.
Oron, G.; Y. DeMalach; L. Gillerman, and I. David (1995). Pear response to saline water application under subsurface drip irrigation. In Proc. 5th I. Microir. Congr. April 2-6, Orlando, Florida. ASAE, 2950 Niles Rd., St. Joseph, MI 49085-9659: 97 – 103p.
Ozkan, B.; H. Akcaoz, and F. Karadeniz (2003). Energy requirement and economic analysis of citrus production in Turkey. Faculty of Agriculture, Department of agricultural economics, University of Akdeniz, Antalay 0707, Turkey: 1-10 p.
Pervanchon, F.; C. Bockstaller, and P. Girardin (2002). Assessment of energy use in arable farming systems by means of an agroecological indicator: the energy indicator. Agric. Syst. 2002; 72: 149 – 172 p.
Sharaf, G. A. (1996). Optimal design of trickle irrigation submain-unit. Misr J. Ag. Eng., 13 (3): 501 – 515 p.
Shawky, M. E.; F. A. Goman; G. A. Bakeer, and A. S. Mostafa (2001). Actual and calculated irrigation water requirement of green bean crop under different irrigation system in Egypt. Misr J. Agric. Eng., 18 (3): 511–526.
Thompson, G. T.; L. B. Spiess, and J. N. Krider (1983). Farm resources and system selection. Chapter 3 In: M. E. Jensen (Ed.): Design and operation of farm irrigation systems.ASAE Monograph No. 3: 45 – 73 p.
Uhlin, H. (1998). Why energy productivity is increasing: an I–O analysis of Swedish agriculture. Agric. Syst 1988: 56 (4): 443 – 465 p.