Document
Effects of using tertiary treated wastewater for irrigation of bread wheat crop
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2013
Language
English
English abstract
Many arid and semi-arid countries became increasingly scarce in water resource and planners were forced to consider any sources of water which might be used economically and effectively to promote further development. At the same time, with population expanding at a high rate, the need for increased food production is apparent. Many countries have included treated wastewater reuse as an important dimension of water resources planning. Some countries like Oman have a national policy to reuse all treated wastewater and have already made considerable progress towards this. It is generally accepted that treated wastewater use in agriculture is justified on agronomic and economic grounds but care must be taken to minimize adverse health and environmental impacts. The purpose of this study is to show results of a project done at SQU farm using treated wastewater to irrigate wheat crop by drip and furrow bed irrigation systems.
The traditional surface irrigation system such as furrow remains the most common irrigation technique covering most of the agricultural area in Oman. The system has low water use efficiency and enhances soil erosion if not properly managed. The furrow system can be modified and improved to a level that can increase the efficiency and save much water.
The experiment was conducted in plots of loamy soil of 7.5 m2 each during the season 2010/2011 in the Agricultural Experimental Station of Sultan Qaboos University in the Sultanate of Oman. Each plot had either a drip irrigation system or furrow bed of 60 cm width. The design was complete block design with three treatments 1) water source: freshwater and treated wastewater; 2) irrigation method: furrow bed and drip; 3) wheat varieties: V1 Wadi Qurayat 302 (W.Q.S 302) and V2 (Sinien) and three replications. Wheat was sown and all required parameters for soil and plants were measured. Plants were irrigated daily by drippers and once every three days by furrows bed based on crop evapotranspiration value.
From soil salinity data, it was found that both methods added some salts to the root zone with less salts in furrow bed method due to leaching process during irrigation. However, no a significant differences (p<0.05) were found between both irrigation TV methods. Plant growth was better with tertiary treated wastewater and almost in all growth parameters compared to freshwater, probably due to increased nutrients value. Wheat irrigated by drip system gave lower biological yield compared to furrow bed irrigation. Generally, all measured data collected from both irrigation methods didn't show any significant difference (p<0.05). Water productivity (Kg/mo) data gave higher results with furrow bed compared to drip method. Drip irrigation could be better in reducing evaporated water whereas furrow bed is favorite method in getting good yield with less expenses and high productivity.
The study concluded that both fresh and tertiary treated wastewater irrigation water gave high production of wheat yield. Although, tertiary treated wastewater could add some salts, it has some nutritional values compared to fresh water that increase the wheat production. Using modified furrow bed irrigation system as alternative technique for traditional furrow method showed good results compared to drip system in term of cost and yields. It gave insignificant difference in salt accumulated in the root zone. For plant parameters, there were almost similar values with insignificant difference between both irrigation methods. Water productivity was the best indicator for the efficiency of both methods. Furrow bed method gave better value than drip system in all irrigation water when initial water was subtracted. This finding could be a good indicator for replacing furrow with furrow bed method.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
أضحت العديد من المناطق الجافة وشبه الجافة في قلق متزايد من شح الموارد المائية، مما يضع صناع القرار في تلك البلاد أمام تحدي كبير للبحث عن موارد مائية بديلة تضمن استمرار خطط التنمية والتطوير في بلادهم، أضف إلى ذلك التزايد المستمر في أعداد السكان حول العالم والذي يستدعي توفير الكميات الكافية من الغذاء لإشباع تلك الأعداد مما يشكل ضغطا متسارعا على الموارد المائية وبالتالي يؤدي إلى ندرتها بمرور الوقت، يستدعي ذلك البحث عن موارد جديدة. وفي هذا المجال تضع بعض الدول خيار الاستفادة من مياه الصرف الصحي المعالجة كأحد الخيارات الرئيسية والهامة في خططها التنموية. بعض الدول كسلطنة عمان لديها سياسة وطنية لإعادة استخدام جميع مياه الصرف الصحي المعالجة، وأظهرت بالفعل تقدما كبيرا نحو بلوغ هذه الغاية. وبشكل عام فإن الاستفادة من المياه المعالجة في مجال الزراعة له ما يبرره من النواحي الاقتصادية والزراعية، إلا أنه يجب العمل على تقليل الآثار السلبية لهذه المياه على البيئة والصحة.
إن هذه الدراسة تهدف إلى عرض نتائج تجربة عملية أجريت في محطة الأبحاث الزراعية بجامعة السلطان قابوس في سلطنة عمان لري محاصيل القمح بمياه الصرف الصحي المعالجة و باستخدام نظامي الري بالتنقيط والأخدود المائي(Furrow bed). تبقى أنظمة الري التقليدية مثل الأحواض والأخاديد هي التقنيات الأكثر شيوعا في ري الأراضي الزراعية. هذه النظم تستخدم المياه بكفاءة منخفضة ويزيد من تعرية التربة. يمكن النظام الأخاديد أن يعدل ويحسن إلى مستوى يزيد من كفائته ويوفر كميات أكبر من المياه أجريت التجربة في أحواض من التربة الطمية مساحة كل منها 7 . 5 م2 خلال عام 2011 / 2010 ، كل حوض زود بنظام ري إما بالتنقيط أو بالاخدود بعرض 60 سم التصميم كان على شكل أحواض كاملة مع ثلاث. معالجات، وهي كالتالي: 1) مصدر المياه: مياه نقية ومياه صرف صحي معالجة 2) طريقة الري: الأخدود والتنقيط 3) أصناف القمح: صنفين من القمح: وادي قريات 302 (302 W . Q . S ) و السينين (Sinien). في بداية التجربة تم نشر القمح وسجلت جميع القراءات لكل من التربة والنباتات. تم ري المحاصيل يوميا باستخدام النقاطات ومرة واحدة لكل ثلاثة ايام باستخدام الأخاديد المعتمدة على قيمة تبخر ونتح المحاصيل. من قراءة بيانات ملوحة التربة، لوحظ أن كلا الطريقتين المستخدمين في الري تسببتا في إضافة بعض الأملاح في منطقة الجذور وهي بنسبة أقل في نظام الأخدود بسبب عملية الترشيح أثناء الري. ولكن بشكل عام فإن النتائج لم تظهر فرقا معنويا كبيرا ( 0 . 05>p) في ملوحة التربة بين أي من الطريقتين. وربما بسبب أن مياه الصرف الصحي المعالجة تحوي نسبة أعلى من المواد الغذائية، فإن نمو المحاصيل كان أفضل مع المياه المعالجة. وبشكل عام فإن جميع مؤشرات النمو كانت أفضل مقارنة بالمياه النقية. كما أن محاصيل القمح التي تم ربها بنظام التنقيط أعطت محصولا بيولوجيا أقل مقارنة بتلك التي استخدم فيها نظام الأخدود. وبشكل عام، فإن جميع البيانات المقاسة التي تم جمعها من كلا الطريقتين لم تظهر فرقا مهما ( 0 . 05>p). أما بيانات إنتاجية المياه فقد أعطت نتائج أعلى في نظام الأخدود مقارنة بنظام التنقيط اذا ما تم تجاهل كمية المياه المضافة في بداية التجربة نظام الري بالتنقيط قد يكون أفضل التقليل من تبخر المياه، بينما نظام الأخدود هو طريقة اسهل للحصول على محصول جيد بنفقات أقل وإنتاجية أعلى خلصت الدراسة إلى أن الري باستخدام كل من المياه النقية ومياه الصرف الصحي المعالجة تعطي إنتاج عالي من محاصيل القمح. وبالرغم من أن مياه الصرف الصحي المعالجة يمكن أن تضيف بعض الملوحة للتربة إلا أنها تحتوي على قيمة غذائية أكثر مقارنة بالمياه النقية والذي يزيد بدوره من إنتاجية المحصول. إن استخدام أنظمة الري بالأخاديد المطورة كتقنية بديلة تعطي نتائج جيدة مقارنة بنظام التنقيط من ناحية المحصول والتكلفة. كما أنها لا تعطي إختلافا مهما في تراكم الملوحة في منطقة الجذور. أما بالنسبة لقراءات النباتات فقد أعطت غالبا قیم متشابهة مع اختلافات ليست ذات أهمية بين كلا الطريقتين في الري. إنتاجية المياه كانت هي أفضل مؤشر لكفاءة كلا الطريقتين. نظام الأخدود أعطى نتائج أفضل من التنقيط في كلا نوعي مياه الري (عند طرح المياه الأولية). هذه النتائج قد تكون مؤشرا جيدا لتحسين نظام الري بالأخدود.
إن هذه الدراسة تهدف إلى عرض نتائج تجربة عملية أجريت في محطة الأبحاث الزراعية بجامعة السلطان قابوس في سلطنة عمان لري محاصيل القمح بمياه الصرف الصحي المعالجة و باستخدام نظامي الري بالتنقيط والأخدود المائي(Furrow bed). تبقى أنظمة الري التقليدية مثل الأحواض والأخاديد هي التقنيات الأكثر شيوعا في ري الأراضي الزراعية. هذه النظم تستخدم المياه بكفاءة منخفضة ويزيد من تعرية التربة. يمكن النظام الأخاديد أن يعدل ويحسن إلى مستوى يزيد من كفائته ويوفر كميات أكبر من المياه أجريت التجربة في أحواض من التربة الطمية مساحة كل منها 7 . 5 م2 خلال عام 2011 / 2010 ، كل حوض زود بنظام ري إما بالتنقيط أو بالاخدود بعرض 60 سم التصميم كان على شكل أحواض كاملة مع ثلاث. معالجات، وهي كالتالي: 1) مصدر المياه: مياه نقية ومياه صرف صحي معالجة 2) طريقة الري: الأخدود والتنقيط 3) أصناف القمح: صنفين من القمح: وادي قريات 302 (302 W . Q . S ) و السينين (Sinien). في بداية التجربة تم نشر القمح وسجلت جميع القراءات لكل من التربة والنباتات. تم ري المحاصيل يوميا باستخدام النقاطات ومرة واحدة لكل ثلاثة ايام باستخدام الأخاديد المعتمدة على قيمة تبخر ونتح المحاصيل. من قراءة بيانات ملوحة التربة، لوحظ أن كلا الطريقتين المستخدمين في الري تسببتا في إضافة بعض الأملاح في منطقة الجذور وهي بنسبة أقل في نظام الأخدود بسبب عملية الترشيح أثناء الري. ولكن بشكل عام فإن النتائج لم تظهر فرقا معنويا كبيرا ( 0 . 05>p) في ملوحة التربة بين أي من الطريقتين. وربما بسبب أن مياه الصرف الصحي المعالجة تحوي نسبة أعلى من المواد الغذائية، فإن نمو المحاصيل كان أفضل مع المياه المعالجة. وبشكل عام فإن جميع مؤشرات النمو كانت أفضل مقارنة بالمياه النقية. كما أن محاصيل القمح التي تم ربها بنظام التنقيط أعطت محصولا بيولوجيا أقل مقارنة بتلك التي استخدم فيها نظام الأخدود. وبشكل عام، فإن جميع البيانات المقاسة التي تم جمعها من كلا الطريقتين لم تظهر فرقا مهما ( 0 . 05>p). أما بيانات إنتاجية المياه فقد أعطت نتائج أعلى في نظام الأخدود مقارنة بنظام التنقيط اذا ما تم تجاهل كمية المياه المضافة في بداية التجربة نظام الري بالتنقيط قد يكون أفضل التقليل من تبخر المياه، بينما نظام الأخدود هو طريقة اسهل للحصول على محصول جيد بنفقات أقل وإنتاجية أعلى خلصت الدراسة إلى أن الري باستخدام كل من المياه النقية ومياه الصرف الصحي المعالجة تعطي إنتاج عالي من محاصيل القمح. وبالرغم من أن مياه الصرف الصحي المعالجة يمكن أن تضيف بعض الملوحة للتربة إلا أنها تحتوي على قيمة غذائية أكثر مقارنة بالمياه النقية والذي يزيد بدوره من إنتاجية المحصول. إن استخدام أنظمة الري بالأخاديد المطورة كتقنية بديلة تعطي نتائج جيدة مقارنة بنظام التنقيط من ناحية المحصول والتكلفة. كما أنها لا تعطي إختلافا مهما في تراكم الملوحة في منطقة الجذور. أما بالنسبة لقراءات النباتات فقد أعطت غالبا قیم متشابهة مع اختلافات ليست ذات أهمية بين كلا الطريقتين في الري. إنتاجية المياه كانت هي أفضل مؤشر لكفاءة كلا الطريقتين. نظام الأخدود أعطى نتائج أفضل من التنقيط في كلا نوعي مياه الري (عند طرح المياه الأولية). هذه النتائج قد تكون مؤشرا جيدا لتحسين نظام الري بالأخدود.
Category
Theses and Dissertations