السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..
المقدمة:
يعدُ الانتاج الزراعي عنصراً اساسياً من عناصر الدخل القومي والامن الغذائي العربي ، لذلك كان لابد من العمل على تحسينه وزيادته سواء عن طريق التوسع الأفقي أوالرأسي و لما كان من الصعب التوسع الأفقي بالمساحات المرزوعة سواء بسبب التصحر الذي يزحف على مساحات كبيرة من الأراضي الزراعية او نتيجة للزيادة السكانية الهائلة فكان من الضروري التركيز على التوسع الرأسي في الزراعة وذلك باستعمال الاصناف المحسنة وراثيا أوباتباع التقنيات العلمية الحديثة المستخدمة في سائر العمليات الزراعية سواء الري او التسميد أو عمليات الخدمة وغيرها .
ونظراً للأهمية الكبيرة التي يمكن أن تلعبها التقنيات الحديثة في تحسين واقع العمل الزراعي العربي وفي زيادة إنتاجية وحدة المساحة وبالتالي تحقيق ما يسمى بالتوسع الرأسي في الزراعة فإن التعريف بهذه التقنيات والعمل على إدخالها حيز الإستخدام في بلداننا العربية يجب أن يكون من أولويات أي مهندس زراعي عربي.
ومن هنا استنبطنا موضوع بحثنا هذا للتعريف بتقنية حديثة مستخدمة في مجال الري ألا وهي "التقنية المغناطيسية" وهي بالمعنى الفعلي ليست حديثة إلا على بلداننا النامية حيث سجلت أول براءة اختراع لمعالجة المياه مغناطيسيا والتخلص من الترسبات الكلسية التي تتشكل على الأنابيب في أوروبا عام 1890، كما وتم تطوير أول مكيف لمغنطة المياه من قبل مهندس استرالي مختص بالمغناطيس في بداية عام 1990.
تعريف التقنية المغناطيسية أو "مغنطة الماء" :
وهي تقنية حديثة تستخدم فيها أجهزة تدعى اجهزة المغنطة تقوم هذه الأجهزة على إحداث تركيز مكثف جدا للمجال المغناطيسي من خلال جدار الأنبوب لتصل للماء وتساهم في معالجته.
هذا الحقل المغناطيسي القوي والمكثف جدا الذي يولده جهاز المغنطة يعمل على إحداث تغيير في خواص الماء حيث يؤثرعلى الروابط الهيدروجينية الموجودة في المياه السائلة والتي تتاثر بشكل كبير بالحقل المغناطيسي والكهربائي مما يؤدي إلى تغيير في خواص الماء سواء الفيزيائية أو الكيميائية مسببا زيادة في حركية ذرات الاملاح وبالتالي تكسير الورابط الهيدروجينية وتكيف خواص الماء وجعله اكثر قدرة على الاذابة ( تخفيض الشد السطحي) ( الجوذري ، 2024).
هذا التغيير في خواص المياه يحول الماء المستخدم في الزراعة من ماء عسر إلى ما يسمى بليونة الماء أو الماء اليسر .
مزايا أجهزة المغنطة وكيفية تركيبها :
1-معظم أجهزة المغنطة مصممة بشكل يسمح بشدها بقوة واحكام على انابيب الري.
2-هذه الاجهزة تفصل إلى نصفين وتشد باحكام حول الانابيب حيث تشد البراغي بواسطة مفتاح ربط.
3- تناسب جميع انواع الانابيب حتى الغير الناقلة للتيار المغناطيسي مثل أنابيب البولي فينيل كلورايد، أنابيب النحاس ، الستاليس ستيل،وأنابيب المطاط .
4- تركب على السطح الخارجي للأنابيب حيث لا تتأثر بالطقس الخارجي كما يمكن دفنها بالتربة في حال اخذنا بعين الاعتبار امكانية سرقتها.
5-لا تحتاج مصدر للطاقة ولا تحتاج لربط سلك كهربائي بالتربة.
6-من غير الممكن ان تركب على انابيب من الفولاذ أومكلفنة أي مؤثر عليها بالتيار الكهربائي.
7-يجب ان تركب على بعد 1 متر على الاقل عن أي محرك كهربائي ثلاثي الفاز.
8-يجب أن يتم تركيبهم قبل أول مخرج للماء، وذلك للحصول على اكبر منفعة ممكنة.
9- يجب تركيبهم بعد أي عملية تخزين للماء في الصهاريج لأن الماء سوف يفقد تأثيرات المعالجة إذا خزن لأي فترة من الزمن.
10- يجب تجنب وضعه في مكان يتعرض فيه لدرجة حرارة تزيد على 70 درجة سيلسيوس.
التغيرات التي تطرأ على الماء نتيجة مغنطته:
الحقل المغناطيسي يعمل ضمن مبادئ الفيزياء عن طريق خلق مجال مغناطيسي على شكل خطوط موازية لانابيب المياه.
الماء السائل يتأثر بالحقل المغناطيسي بالرغم من ان قابليته لانفاذ الحقل المغناطيسي اقل من الهواء.
الحقول المغناطيسية (0.2تسلا)أظهرت انها تقوم بزيادة عدد جزيئات الماء المتبلمرة (والتي هي جزيئات كيميائية بسيطة ناتجة عن تجمع جزيئات أقل وزنا )
إن حركة الأملاح تزداد في الحقول المغناطيسية العالية (1-10 تيسلا )مسببة بعض الأعطال في الروابط الهيدروجينية .
وهذا ينطبق فقط على الماء العسر الذي يحتوي كمية كبيرة من الاملاح أي حوالي (5 ميلليموز NACL) بينما في في الماء الأقل محتوى من الاملاح حوالي (1ميلليموز NACL)لا تتأثر هذه الروابط الهيدروجينية.
الحقول المغناطيسية المنخفضة أي حوالي (15 MT) أظهرت أيضا انا تؤدي إلى زيادة معدلات النتح وهذه التأثيرات تتشكل نتيجة اضعاف الحقل المغناطيسي روابط (vander waals) بين جزيئات الماء وجزيئات الماء المرتبطة مع بعضها بروابط قوية جدا وذلك بسبب تقليل الحقل المغناطيسي للحركة الحرارية للشحنات الموجودة بالماء عن طريق انتاج قوى مثبطة لنشاطها.
نتيجة هذا التوازن الجيد الناتج عن التضارب بين الروابط الهيدروجينية والروابط الغير هيدروجينة في مجاميع الماء فإن أي اضعاف لروابط vanderwaals) )يؤدي إلى شد وتباعد أكثر في الروابط الهيدروجينية وهذا يخلق حلقة من تجمعات الروابط الهيدروجينية) .
وبشكل مثير للدهشة حتى الحقول المغناطيسية الصغيرة جدا قد تؤثر على انحلالية الغازات في الماء حيث تزيد من انحلالية الغازات وخاصة الاكسجين وربما ذلك بسبب تأثيرها على استقرار وتوازن البنية الشبكية للماء.
ملاحظة:هناك اختلاف كبير في توصيف التغيرات التي تطرأ على الماء بعد مغنطته باختلاف المراجع فأرجو من المختصين أن يسهموا في معلوماتهم عن هذا الموضوع
فوائد مغنطة المياه :
للماء الممغنط فوائد عديدة في مختلف مجالات الحياة ولكننا سنتناول الجزء الذي يخدم الزراعة والعمليات الزراعية:
1- إن مغنطة الماء تمنع تشكل ترسبات كلسية على السطوح الداخلية لأنابيب الري والتي تؤدي إلى تقليل القطر الداخلي للأنبوب مما يؤدي إلى عدم الكفاءة،الإنسداد،بالإضافة إلى تدمير كامل للأنبوب أو للجهاز.وتعتبر هذه الخاصية من اهم فوائد الماء الممغنط والصور التالية توضح هذه المشكلة
2-روي البذور بهذه المياه الممغنطة يجعلها تحصل على كميات اكبر من المغذيات من التربة.
4-معالجة الماء بواسطة حقل مغناطيسي مستقر تزيد من انحلالية الاملاح.
5- إنتاجية المحاصيل وطول النباتات ازداد بشكل ملحوظ.
6- إن تقنية المغنطة للمياه هي تقنية امنة على البيئة ولا تترك أي أثار جانبية ضارة على البيئة.
بعض الامثلة التطبيقية:
المثال الاول :
أقيمت دراسة حول تأثير حقل كهرو مغناطيسي مستقر على نمو جذور بذور الفجل وتأثيرها أيضا على عدد الشعيرات الجذرية النامية على هذه الجذور. اظهرت النتائج انه لا يوجد تأثير لهذا الحقل على طول الجذور، ولكن كان هناك زيادة معنوية في عدد الشعيرات الجذرية المتشكلة على هذه الجذور
(2017 M.mathur and Le zhang).
المثال الثاني:
تمت دراسة تأثير الماء الممغنط على نمو البذور.حيث عوملت مجموعات البذور المتناسقة (بمعدل 10 بذرات في كل مجموعة ) بأنماط مختلفة من المياه ( مياه ممغنطة وأخرى غير ممغنطة). وذلك لمعرفة تأثير الحقل المغناطيسي على الماء بالإضافة لتأثيره على البذور.
التجربة:
مجموعتين من بذور الحمص تم اختيارها بحيث كل مجموعة تحتوي على 10 بذور.
معايير الإختيار تعتمد على حجمهم ، ووزنهم ( وهم تقريبا يمتلكون نفس الحجم والوزن)، ولهم لون أصفر خفيف ويمتلكون سطح خالي من الشوائب.
كل بذرة زرعت وبذرت في طبق بلاستيكي وعلى عمق 3 سم ضمن التربة.
المجموعة (1) رويت يوميا بالماء الممغنط. من جهة أخرى ،المجموعة الثانية رويت بماء عادي من الحنفية .
الماء الممغنط يحضر باستخدام مغناطيس يولد حقل دائم (0.23 ) الذي يتوضع خارج الوعاء الذي يوجد فيه الماء وذلك في هيئة قصب معاكس اومقابل.
كل بذرة تم سقيها يوميا بحوالي 20 مل يوميا.
بعد حوالي أربعة أيام النباتات تبدأ بالنمو والظهور فوق سطح التربة. وبعد اليوم الرابع يتم يوميا قياس نمو النباتات.
النتائج والمناقشة:
– نباتان من الحمص من المجموعة الأولى وثلاثة من المجموعة الثانية لم تنبت ولم تعطي بادرات.
– الذي اعتبروا عينات تحت الأختبار هم الثمانية نباتات التي بقيت من المجموعة الأولى والسبعة نباتات التي بقيت من المجموعة الثانية.
-البيانات جمعت خلال فترة 18 يوم.
– القيمة المتوسطة لطول النباتات المختبرة واالمتحكم بها بدأت تختلف بين اليوم الثالث والرابع.
– القيمة النهائية للطول تم الحصول عليها في اليوم 18.لقد وجد أن متوسط الطول للمجموعة المختبرة كان اكثر بحوالي 2.67سم عن متوسط طول المجموعة المتحكم بها.
– الحقل المغناطيسي يؤثر على خواص الماء، لقد وجد أن قيمة الرقم الحمضي للماء يتغير من 7 إلى 7.6.
وتتغير الناقلية إلى4.29-
وينخفض التوتر السطحي للماء بمعدل 2%.-
– اعتمادا على هذه النتائج انه من الواضح أن الحقل المغناطيسي يؤثر بشكل معنوي على الماء ولهذا يؤثر على النبات.
من المعروف ان الاشجار والبناتات تحتاج العديد من الاملاح المعدنية والعناصر الصغيرة الموجودة في التربة لتقوم هذه النباتات بوظائفها وكذلك للقيام بعميلة التمثيل الضوئي
على كل الاحول النباتات لا تستطيع الاستفادة من غالبية المغذيات الموجودة في التربة.
بينما النباتات المروية بالماء العادي فإن كمية قليلة من هذه العناصر المغذية تنحل في التربة وتصبح قابلة للامتصاص من قبل النبات
أيضا استهلاك هذه المغذيات من التربة هوقليل ونادر جداعندما النباتات تبدأ بالنمو وتتطلب كميات أكبر من المغذيات.
العجز في المغذيات والعناصر الصغرى في التربةهو السبب الرئيسي في انخفاض معدلات النمو والغلة المنخفضة للمحاصيل .
بالإضافة لذلك ، عندما النبات يسقى باستخدام الماء العسر والغير ممغنط طبقة بيضاء تتشكل على سطح التربة وهذا هو بيكربونات الكالسيوم والبيكربونات وبعض بيكربونات الصوديوم تغسل بعيدا بواسطة الماء مخترقة التربة ويحفظ في جذور النبات .
النباتات بعدها تبدا بالاختناق بسبب هذا التركم في الجذور .
نتائج هذه العملية هي تقليل النمو الطبيعي للنباتات.
على أي حال النباتات التي تروى باستعمال الماء المعالج بالماء الممغنط ، تأخذ بسهولة الأملاح المعدنية من التربة بدون ان تشكل أي ترسيب على سطح التربة.
والنتائج المترتبة على ذلك هي زيادة انتاجية المحاصيل و زيادة في نوعية المنتجات الزراعية.
المثال الثالث:
العنوان:استعمال التقنية المغناطيسية في الزراعة الصحراوية،تأثير الماء الممغنط على الغلة واستهلاك عناصر محددة من العناصربواسطة الحمضيات وذلك بالعلاقة مع حركية العناصر في التربة.
Personal Authors:Hilal, M. H., Shata, S. M., Abdel-Dayem, A. A., Hilal, M. M.
Author Affiliation: National Research Centre, Cairo, Egypt.
Document Title:Egyptian Journal of Soil Science
الملخص :
هذه الدراسة تبحث في اختلاف تأثير الماء الممغنط في تسريع نقل العناصر في الترب الرملية اللومية وعلى امتصصه من قبل الحمضيات.
تم تقدير استجابة غلة الثمار للري بالماء الممغنط وذلك لثلاث مواسم متعاقبة
تم تركيب وحدات المعالجة المغناطيسية للماء في بساتين الحمضيات على مساحة 90 فدان في وادي الملوك (الإسماعيلية)، مصر, وتم ري 20 فدان بماء الري العادي و70 فدان بالماء الممغنط.
تأثير مسافة نقل الماء الممغنط عبر أنابيب الري بالتنقيط وما أحدثه من تغيرات على التربة والأشجار تم تقديره ايضا.
أظهرت النتائج تأثير الماء الممغنط على حركية العناصر الغذائية في منطقة انتشار الجذوروالتي اختلفت بشكل معنوي من عنصر لأخر بحسب قابلية العنصر للمغنطة.
الزيادة في استخلاص العناصر من التربة نتيجة المغنطة كانت أعلى مايمكن للحديد ،استخلاص الحديد وصل إلى 9 مرات كمية الاستخلاص في الحالة العادية من قطعة الأرض الواحدة.
الزنك زاد 5 مرات، الفوسفورزاد 3 مرات والزيادة في المنغنيز كانت فقط 80 %.
على أية حال، محتوى الأوراق من عنصر المنغنيز أظهر الزيادة القصوى من هذا العنصر وجاء الزنك بعده بالمرتبة الثانية في حين كان المحتوى من الحديد في الأوراق هو الأقل.
محتوى الاوراق من الفوسفور كان مضاعف ثلاث مرات، وبالنسبة لعنصر البوتاسيوم كانت الزيادة معنوية بينما بالنسبة للازوت لم يتأثر بالماء الممغنط .
الغلة من الثمار وصلت لأقصى حد عندما انتقلت الماء لمسافة 600 متر بعد جهاز المغنطة.
من ناحية اخرى، توقف جهاز المغنطة عن احداث تغيرات معنوية على الماء الذي ينتقل لمسافة تزيد عن 700 متر.
الخاتمة:
الماء الممغنط له تأثير فعال على البذور.
إنتاجية المحاصيل وطول النباتات ازداد بشكل ملحوظ.
معالجة الماء بواسطة حقل مغناطيسي مستقر تزيد من انحلالية الاملاح.
روي البذور بهذه المياه الممغنطة يجعلها تحصل على كميات اكبر من المغذيات من التربة.
الزيادة في أملاح التربة يعزز ويزيد من خاصية التمثيل الضوئي في النبات.
م/ن