يعد سهل شمال الصين منطقة مهمة لإنتاج الحبوب-في الصين، حيث يعتبر نظام زراعة القمح الشتوي-الثنائي للذرة الصيفية هو نموذج الزراعة الرئيسي. في هذه المنطقة، يمثل القمح والذرة حوالي 75% و35% من الإنتاج الوطني، على التوالي. إن تعزيز الزيادات المستمرة في إنتاجية القمح والذرة في هذه المنطقة له أهمية كبيرة لضمان الأمن الغذائي الوطني وزيادة دخل المزارعين. ومع ذلك، يواجه سهل شمال الصين نقصًا في موارد المياه، خاصة في السنوات الأخيرة، حيث أدى تأثير تغير المناخ إلى تفاقم التناقض بين ندرة المياه والطلب المتزايد على إنتاج الغذاء، مما يجعله العامل المحدد الرئيسي للتنمية المستدامة لنظام زراعة القمح الشتوي{7}}الذرة الصيفية. ولذلك، فإن زيادة كفاءة استخدام المياه (WUE) إلى أقصى حد مع ضمان إنتاجية عالية كان منذ فترة طويلة أحد أهم التحديات التي تواجه نظام زراعة الذرة الصيفية- للقمح الشتوي في سهل شمال الصين.
في السنوات الأخيرة، أجرى الباحثون دراسات مكثفة من وجهات نظر مثل تكنولوجيا الري الموفرة للمياه-. وقد أدت هذه الجهود إلى سلسلة من الإنجازات التي أدت، إلى حد ما، إلى تحسين كفاءة استخدام المياه لنظام زراعة القمح الشتوي-الذرة الصيفية في سهل شمال الصين.
1. القمح الشتوي-حالة استخدام المياه لنظام زراعة الذرة الصيفية
يقع سهل شمال الصين في منطقة مناخية شبه قاحلة وشبه رطبة-. ونظرا لتأثير مناخ الرياح الموسمية القارية، فإن موارد المياه نادرة نسبيا، مما يجعلها واحدة من المناطق في الصين التي تواجه الضغط الأكبر من حيث العرض والطلب على المياه. ويبلغ متوسط هطول الأمطار السنوي في المنطقة 554 ملم، في حين يبلغ متوسط التبخر السنوي حوالي 1550 ملم. يتم توزيع هطول الأمطار بشكل غير متساو على مدار العام ويختلف بشكل كبير. وعلى وجه الخصوص، أدى تغير المناخ العالمي في السنوات الأخيرة إلى ارتفاع درجات الحرارة، في حين تناقص هطول الأمطار عاما بعد عام. تظهر البيانات من عام 1983 إلى عام 2013 أن درجة حرارة المنطقة كانت في اتجاه تصاعدي (0.20 درجة لكل عقد)، في حين انخفض هطول الأمطار بشكل عام (-1.75 ملم لكل عقد).
وبالإضافة إلى ذلك، فإن موارد المياه الجوفية في سهل شمال الصين غير كافية أيضًا. وفقاً للمسوحات، يبلغ حجم المياه الجوفية الطبيعية في المنطقة 2.274 × 10^10 متر مكعب سنوياً. تبلغ أحجام الاستخراج المتاحة للمياه الجوفية الضحلة والعميقة 1.683 × 10^10 متر مكعب و2.42 × 10^9 متر مكعب سنويًا على التوالي. ويبلغ عمق المياه الجوفية العميقة تحت مستوى سطح البحر الآن أكثر من 76.700 كيلومتر مربع، أي حوالي نصف مساحة السهل. منذ سبعينيات القرن الماضي، ومع التنفيذ-على نطاق واسع لمشاريع تحسين الأراضي المالحة-القلوية ومشاريع الحفاظ على المياه الزراعية، زاد استخراج المياه الجوفية لأغراض الري الزراعي بشكل حاد، وهو ما يمثل 79% من إجمالي استخراج المياه الجوفية.
نظرًا لاستخراج المياه الجوفية على المدى الطويل-لأغراض الري، انخفض منسوب المياه بسرعة، مع انخفاض سنوي يتراوح بين 0.5 إلى 1.0 متر، مما يؤدي إلى هبوط شديد في الأرض وتشققات سطحية. لقد توسعت مساحة وحجم قمع المياه الجوفية تدريجياً وتعمقت، مما يمثل اتجاهاً معقداً ومتواصلاً. وزادت المساحة الإجمالية للقمع من 9700 هكتار في عام 2005 إلى 14000 هكتار في عام 2019. وأصبح سهل شمال الصين أكبر "قمع للمياه الجوفية" في العالم وأحد أكثر البيئات المائية ضعفا.
في الوقت الحالي، الطريقة الرئيسية لدورة المحاصيل في سهل شمال الصين هي نظام زراعة القمح الشتوي-والذرة الصيفية المزدوج، حيث تتجاوز المساحة المزروعة 80% من إجمالي الأراضي الصالحة للزراعة. إن التناقض الكبير بين الاحتياجات المائية للقمح الشتوي والذرة الصيفية والأمطار الطبيعية، إلى جانب التوزيع غير المتساوي لهطول الأمطار على مدار المواسم، هي الأسباب الرئيسية لانخفاض كفاءة استخدام مياه الأمطار والإفراط في استهلاك المياه الجوفية في هذا النظام. يبلغ معدل هطول الأمطار السنوي في سهل شمال الصين حوالي 500 إلى 800 ملم، بينما يصل استهلاك المياه لنظام الذرة الصيفية -القمح الشتوي إلى 870 ملم تقريبًا كل عام. علاوة على ذلك، فإن معظم الأمطار تهطل بين يونيو وأغسطس (خلال موسم الذرة الصيفي)، مع سقوط 20% إلى 30% فقط من الأمطار (174 إلى 261 ملم) خلال موسم القمح الشتوي. إلا أن استهلاك المياه خلال موسم القمح يتجاوز 450 ملم سنوياً، ولا تستطيع الأمطار الطبيعية وحدها تلبية متطلبات النمو. يعتمد ري القمح الشتوي بشكل أساسي على استخراج المياه الجوفية، والتي تمثل حوالي 70% من إجمالي مياه الري في سهل شمال الصين. وتشير التقارير الأخيرة إلى أن الري مرتين خلال موسم القمح (بواقع 75 ملم لكل رية) يمكن أن يحقق إنتاجية أعلى للمياه، مما قد يخفف من نقص مياه الري.
وبالإضافة إلى ندرة موارد المياه الجوفية، أدت أساليب الري القديمة والإدارة غير السليمة للمياه إلى هدر المياه بشكل خطير، مما أدى إلى تقليل كفاءة استخدام المياه. وفي عام 2021، بلغ معامل الاستخدام الفعال لمياه الري في الأراضي الزراعية في الصين 0.568، مما يعني أن حوالي 2/5 من المياه لم يتم استغلالها بالكامل في المحاصيل. ولا يزال هذا أقل من نطاق 0.7 إلى 0.8 في البلدان المتقدمة ذات كفاءة استخدام المياه-. وتبلغ كفاءة استخدام المياه للقمح والذرة والأرز 1.19، و2.04، و0.80 كجم/م3 على التوالي، وهي 96%، و70%، و57% فقط من مثيلاتها في الولايات المتحدة. وفي الوقت نفسه، يمثل استخدام المياه الزراعية في الصين 62.3% من إجمالي استخدام المياه، بينما تقل هذه النسبة عادة في البلدان المتقدمة عن 50%. وبشكل عام، فإن الوضع الحالي في سهل شمال الصين، حيث الموارد المائية غير كافية ولكن الطلب على المياه مرتفع، لم يتغير.
على الرغم من أن مشروع تحويل المياه من الجنوب-إلى-الشمال وإدارة استخراج المياه الجوفية-أدى إلى حد ما إلى إبطاء انخفاض مستوى المياه الجوفية، مع زيادة المياه الجوفية الضحلة بمقدار 3.24 مليار متر مكعب في المنطقة، إلا أن المياه الجوفية العميقة ما زالت تنخفض بمقدار 1.53 مليار متر مكعب. لذلك، في ظل التأثير المشترك لارتفاع درجات الحرارة، وانخفاض هطول الأمطار، والنقص المستمر في المياه الجوفية العميقة، وزيادة الطلب على الغلة، لا يزال سهل شمال الصين يواجه تحديات خطيرة فيما يتعلق بالموارد المائية واستخدام المياه الزراعية.
بالقرب من شيجياتشوانغ بمقاطعة خبي
2. نتائج البحث حول الاستخدام الفعال للمياه في نظام زراعة القمح الشتوي-الذرة الصيفية
بدءًا من منتصف-إلى-أواخر القرن العشرين، اكتشف العديد من الباحثين المحليين طرقًا لاستخدام المياه بشكل فعال على مدار العام-في نظام الذرة الصيفي للقمح الشتوي-، مع التركيز على تقنيات الري الموفرة للمياه-والابتكارات في أنظمة الري وإنشاء أنظمة زراعة بديلة لتوفير المياه-وتربية أصناف المحاصيل الموفرة للمياه-والجفاف. وقد أسفرت هذه الجهود عن سلسلة من النتائج التمثيلية التي أدت، إلى حد ما، إلى تحسين كفاءة استخدام المياه في المنطقة.
2.1 المياه-تكنولوجيا توفير الري للقمح الشتوي-الذرة الصيفية
وفي ظل ظروف الموارد المائية المحدودة، تعد الإدارة الفعالة لمياه الري إحدى الاستراتيجيات الرئيسية لمعالجة نقص المياه. أظهرت الدراسات أنه بالنسبة لمنطقة معينة من الأراضي المروية، يتأثر استخدام المياه في المقام الأول بتقنيات الري، وهيكل استهلاك المياه، وحجم الزراعة في منطقة شمال الصين. أظهرت الأبحاث الحديثة أن تقنيات الري الموفرة للمياه- سريعة التطور، مثل الري الرطب والجاف بالتناوب، والري الناقص، والري المقيد، والري بالتنقيط، يمكن أن تقلل من أحجام الري مع تحسين كفاءة استخدام المياه (الجدول 1). تشير الأبحاث إلى أن الري المعتدل يمكن أن يساعد في تقليل استهلاك المياه خلال فترة نمو القمح بأكملها، وبالتالي زيادة كفاءة استخدام المياه.
■ الري الأمثل لتحقيق إنتاجية عالية وكفاءة استخدام المياه في القمح الشتوي:
إن كمية الري المثالية للحصول على إنتاجية عالية وكفاءة عالية في استخدام المياه طوال فترة النمو الكاملة للقمح الشتوي هي 101.8 ملم. إن اعتماد أسلوب الري-حسب الطلب لا يحافظ على مزايا الإنتاجية العالية فحسب، بل يوفر أيضًا 20%-32% من مياه الري.
■ الري على أساس مراحل النمو المختلفة للقمح:
أثناء مرحلتي الوصل والإزهار، يعد الري بناءً على محتوى الرطوبة النسبية للتربة في طبقة التربة من 0 إلى 40 سم، بهدف الحصول على رطوبة نسبية للتربة بنسبة 65٪، إجراءً فعالاً لتحقيق إنتاجية عالية والحفاظ على المياه.
■ دور الري بالتنقيط في تعزيز كفاءة المياه
تم تطبيق تقنيات الري الجديدة-الموفرة للمياه، مثل الري بالتنقيط والري بالرش-الصغير، تدريجيًا في إنتاج القمح الشتوي في سهل شمال الصين في السنوات الأخيرة. يتيح الري بالتنقيط التحكم الدقيق في كمية الري، وتوفير المياه في الوقت المناسب وبطريقة كمية، حسب ما يتطلبه نمو المحاصيل، وتوصيل المياه بالقرب من نظام جذر المحاصيل. وهذا يتيح امتصاص الماء بشكل مستمر من قبل الجذور، مما يحسن بشكل كبير إنتاجية المحاصيل وكفاءة استخدام المياه مع تقليل الاستهلاك غير الفعال للمياه، مثل الجريان السطحي.
أظهرت التجارب التي تقارن طرق الري المختلفة للقمح أنه بالمقارنة مع الري بالأخاديد، فإن الري بالتنقيط يقلل من استخدام المياه بنسبة 29%، بينما يزيد المحصول بنسبة 37% ويحسن كفاءة استخدام المياه بنسبة 92.2%، مما يدل على فوائد اقتصادية واضحة. أظهرت تجربة الري بالتنقيط تحت الأرض التي أجراها مختبر أبحاث إدارة المياه الأمريكي لمدة 15 عامًا أنه في ظل نظام الري بالتنقيط تحت السطح (SDI)، تحسنت بشكل كبير إنتاجية المحاصيل مثل الذرة الحلوة وكفاءة استخدام المياه.
وجدت الأبحاث التي أجراها يانغ مينغدا أنه بالمقارنة مع الري بالتنقيط السطحي، فإن استخدام الري بالتنقيط تحت السطح في ظل ظروف نقص المياه أدى إلى زيادة إنتاجية القمح الشتوي بحوالي 5.8%-12.5%، وإنتاج الذرة الصيفية بحوالي 3.4%-19.9%. وانخفض حجم الري بنسبة 7.0% إلى 13.9% للقمح و1.6% إلى 11.4% للذرة، في حين تحسنت كفاءة استخدام المياه بنسبة 4.9% إلى 8.6%. كما أدى الري بالتنقيط تحت السطح إلى تقليل التبخر السطحي بشكل فعال وتحسين انتظام الري، مما يوفر-إمكانية توفير المياه وزيادة الإنتاجية-. لقد تم تطوير تكنولوجيا الري بالتنقيط بسرعة وتم تطبيقها على نطاق واسع في بلدان ومناطق مثل إسرائيل ودول الشرق الأوسط الأخرى. كما تم استخدامه لسنوات عديدة في مناطق شمال غرب وشمال شرق الصين، مما حقق فوائد اقتصادية وبيئية جيدة، وخاصة في محاصيل مثل القطن. وهذا يوفر مرجعا قيما لاستكشاف نماذج الري المستقبلية في سهل شمال الصين.
يتفوق شريط الري بالتنقيط عالي الجودة- على الخيارات الأرخص في العديد من المجالات الرئيسية. تؤثر هذه الاختلافات بشكل مباشر على أرباحك. دعونا نفحص الفروق الرئيسية:
☆ سلامة المواد
☆ تكنولوجيا الباعث
☆ توحيد الري
☆ دقة التصنيع الشاملة
1. الأساس: المادة والمتانة
يحدد التركيب المادي للشريط بالتنقيط مدى جودة أدائه ومدة استمراره في حقولك.
2. العذراء مقابل الراتنج المعاد تدويره
يستخدم شريط التنقيط عالي الجودة-البولي إيثيلين البكر بنسبة 100%. يمنحك هذا أقصى قدر من القوة للتعامل مع الضغط. كما أنه يوفر المرونة لسهولة الإعداد ومقاومة أفضل للأضرار الناجمة عن الأشعة فوق البنفسجية والمواد الكيميائية الزراعية.
غالبًا ما يحتوي الشريط الرخيص على مواد أو مواد حشو معاد تدويرها. وهذا يخلق منتجًا هشًا يتشقق في الشمس. كما أن بها نقاط ضعف تسبب التسريبات.
3. سمك الجدار الموحد
يخلق التصنيع الدقيق سُمكًا ثابتًا للجدار طوال طول الشريط بالكامل. سواء كان 6 أو 8 أو 15 مل، فإن هذا التوحيد يمنع ظهور نقاط الضعف.
الشريط ذو الجودة المنخفضة-يحتوي على اختلافات في السُمك. تنفجر هذه المناطق الرقيقة تحت الضغط العادي أو الالتواء أثناء التثبيت والإزالة. من خلال تجربتنا، تشهد الحقول التي تستخدم-شريطًا رديئًا ذو جدران غير مستوية فواصل أسطر أكثر بنسبة 30-40% خلال الموسم.
4. الباعث والتوحيد
الباعث هو الجزء الأكثر أهمية. فهو يتحكم في مدى كفاءة نظام الري بأكمله.
مقاومة الانسداد:بواعث الجودة تقاوم السدادات من خلال التصميم الذكي. لديهم مسار تدفق مضطرب مصمم هندسيًا-، وهو قناة طويلة ومعقدة مدمجة في الباعث. يخلق هذا التصميم اضطرابًا مائيًا يزيل الرواسب والطحالب والجزيئات الصغيرة الأخرى.
تستخدم الباعثات الرخيصة مسارات تدفق بسيطة وقصيرة مع القليل من الحماية. أنها تسد بسهولة. يؤدي ذلك إلى جفاف البقع في حقلك وإضاعة الوقت في إزالة الانسدادات.
توحيد الانبعاثات (الاتحاد الأوروبي): يقيس توحيد الانبعاثات (EU) مدى تدفق المياه بالتساوي من كل باعث على طول الخط. أشرطة التنقيط عالية الجودة-تحقق ما يزيد عن 95% من الاتحاد الأوروبي.
مع العناية المناسبة،-الشريط السميك عالي الجودة-يدوم لمدة 2-5 مواسم بشكل موثوق. يحتاج الشريط الرخيص دائمًا إلى الاستبدال بعد موسم واحد. تأتي هذه الموثوقية في المواسم المتعددة-من مواد فائقة الجودة وهندسة دقيقة. على سبيل المثال، الشركات المصنعة التي تركز على مواد عالية الجودة، مثلالصين مصنع الشريط بالتنقيط باعث مسطح مصنعي الموردين - SINOAH، وتصميم منتجاتها بحيث تتمتع بهذا النوع من الموثوقية-في المواسم المتعددة والأداء المتسق.
■ الري بالرش- الصغير:
يعد الري بالرش- الدقيق، الذي تم تطويره من خلال تقنيات الري بالرش والتنقيط، طريقة ري جديدة تستخدم أحزمة الرش- الدقيقة لرش الماء بالتساوي عبر الحقل. إنه بسيط،-فعال من حيث التكلفة، وفعال. البحث الذي أجراه تشانغ ينغ هوا وآخرون. أظهر أن الري بالرش الدقيق- أثناء مراحل توصيل وإزهار القمح، مع الري الدقيق حسب الطلب-، أدى إلى تحسين الإنتاجية بنسبة 5.3%-18.9% وكفاءة استخدام المياه بنسبة 5.3%-27.8%، مع معاملات توزيع مياه موحدة تتراوح من 87.9% إلى 97.0%. وانخفض استخدام مياه الري بنسبة 21.0% إلى 54.2%.
البحث الذي أجراه مان وآخرون. وجد أيضًا أن استخدام المرشات الدقيقة- للري يمكن أن يغير توزيع رطوبة التربة في الطبقة التي يتراوح سمكها من 0 إلى 40 سم، مما يساعد على تحسين كفاءة استخدام المياه في القمح (WUE) وإنتاجية المادة الجافة. التجارب التي أجراها دونغ تشي تشيانغ وآخرون. على الري بالرش الصغير- أظهر أنه عند نفس مستوى الإنتاجية، كان للري بالرش الصغير-إمكانية توفير المياه السنوية-بنسبة 20-50 ملم في السنوات العادية و70-110 ملم في سنوات الجفاف، مما يجعله مناسبًا للترويج في المناطق الشحيحة بالمياه-في شمال الصين.
خاتمة
في الختام، يواجه نظام زراعة القمح الشتوي-والذرة الصيفية في سهل شمال الصين تحديات كبيرة في مجال المياه بسبب محدودية الموارد وعدم انتظام هطول الأمطار. ومع ذلك، فإن التقدم في تقنيات الري-الموفرة للمياه، مثل الري بالتنقيط وأنظمة الرش-الصغيرة، أظهر نتائج واعدة في تحسين كفاءة استخدام المياه والحفاظ على إنتاجية المحاصيل. وتوفر هذه الابتكارات، إلى جانب ممارسات الري المحسنة، مسارًا مستدامًا للمضي قدمًا، مما يساعد على تحقيق التوازن بين الحفاظ على المياه والحاجة إلى زيادة إنتاج الغذاء في المنطقة. يعد الاستمرار في اعتماد هذه التقنيات أمرًا ضروريًا لمعالجة ندرة المياه وضمان الاستدامة الزراعية على المدى الطويل-.