טפטוף טמון הוא טכנולוגית השקיה בעלת יתרונות רבים, אך קיים מיעוט ראיות לגבי היתכנותה בגידול בוטנים, בשל חפיפות אפשריות בין אזורי התפתחות התרמילים לבין מיקום שלוחות הטפטוף. מאמר זה נועד להעריך את תגובות הגידול לאספקת מים באמצעות השקיה בטפטוף טמון ואת התאמת הטכנולוגיה הזו לגידול בוטנים. הזן ASEM 400 INTA גודל בקרקע שהושקה באמצעות טפטוף טמון, ובקרקע לא מושקית. תגובות הגידול, בכל הקשור לחיסכון בפחמן ובמים, היו משמעותיות במערכת ההשקיה בטפטוף הטמון, והתקנת שלוחות טפטוף בעומקים הגדולים מאזור התפתחות התרמילים הוכיחה את היתכנות השימוש בטכנולוגיה זו.
הקדמה
השקיה תת קרקעית לאיזור השורשים באמצעות מערכת טפטפוף טמון (SDI) מפחיתה משמעותית בזבוז מים עקב נגר עילי, התאדות וחילחול למי תהום (Lamm ואחרים, 1998), ומעלה את יעילות ניצול המים. טכנולוגיה זו בגידול בוטנים, בנוסף ליתרונות שהוזכרו, מונעת הרטבת נוף ומפחיתה את הלחות בתוכו, ובכך ממזערת את הסבירות למחלות עלים ולפטריות קרקעיות.
עומק שלוחות הטפטוף הטמונות חשוב בגידול זן זה, כיוון שקציר התרמילים כרוך בהסרת קרקע ועלול לפגוע בהם. לכן, היבט זה חיוני בעת התקנת המערכת, ויש להגיע לעומק הטמנה העולה על 35 ס"מ (רצוי 45 ס"מ), כדי להבטיח שהקציר לא יפגע בתרמילים.
מטרות מאמר זה היו להעריך (1) את תגובות הגידול לאספקת מים באמצעות SDI ו-(2) את היתכנות השימוש בטכנולוגיית SDI בגידול בוטנים.
חומרים ושיטות
הניסוי בוצע בתחנת הניסיונות החקלאית מנפרדי של המכון הלאומי לטכנולוגיה חקלאית, קורדובה, ארגנטינה. זן הבוטנים ASEM 400 INTA נזרע ב-19 בדצמבר 2017 בצפיפות של 14 צמחים למ"ר וברווח של 0.7 מ' בין שורות הצמחים. הקציר התקיים ב-18 במאי 2018. חלקת הניסוי הייתה ברוחב 11 מ' ובאורך 70 מ'. הקרקע הייתה סילטית-לוימית מסוג Typic Haplustoll, ללא מגבלות להתפתחות השורשים ולצמיחת הגידול.
הניסוי כלל שתי שיטות: קרקע מושקית וקרקע לא מושקית. ההשקיה לחלקה המושקית סופקה באמצעות שלוחות טפטוף טמונות ועל פי מתודולוגיית מאזן מים שהוצעה על ידי Severina ואחרים (2012). ציוד ההשקיה שסופק על ידי חברת מצר, כלל שלוחות השקיה במרחק 1.4 מ' זו מזו, במרווח של 50 ס"מ בין טפטפות בספיקה של 1.2 ל'/שעה. החלקה הלא מושקית הושקתה רק על ידי מי גשם.
תכולת המים בקרקע נמדדה באופן תקופתי עד לעומק 2 מ' באמצעות מד נויטרונים. צריכת המים חושבה כהפרש בין מים זמינים בתחילת התקופה ובסופה, יחד עם גשמים והשקיה בתקופות שנבדקו.
בנוסף למדידות המים, נדגמה הביומסה, ונמדדו גם קרינה הנקלטת על ידי הגידול וטמפרטורת העלים. הביומסה חולקה לחלקים עיליים ותת־קרקעיים ויובשה ב-70°C עד למשקל קבוע. הקרינה הנקלטת נקבעה באמצעות מדידות קרינה מעל ומתחת לנוף בעזרת צפטומטר. טמפרטורת העלים והאוויר נמדדו באמצעות מדחום אינפרא אדום, וערכי הלחץ המצטבר היומי חושבו לפי Jackson ואחרים (1977). יעילות השימוש במים לביומסה הכוללת חושבה משיפוע עקומת היחס בין הביומסה הכוללת המתוקננת ועלות האנרגיה וצריכת המים.
יעילות השימוש במים לגרעינים חושבה כמנה בין יבול הגרעינים בקציר לבין צריכת המים הכוללת. בקציר נקבעו יבול הגרעינים, מספר הגרעינים ליחידת שטח ומשקל גרעין ממוצע. הראשון והשלישי נקבעו בלחות 0%.
ממצאים ודיון
המשקעים במהלך עונת הגידול עמדו על 284 מ"מ, נמוך משמעותית (40%-) מהממוצע ההיסטורי (סדרה 1931-2015) (https://inta.gob.ar/documentos/informacion-meteorologica-mensual-de-la-eea-manfredi) שעמד על 465 מ"מ, וההשקיה שסופקה הייתה 210 מ"מ. צריכת המים במהלך עונת הגידול הראתה שתי תגובות מנוגדות (איור 1א). הראשונה, המיוצגת על ידי תקופת הזריעה – 65 יום לאחר זריעה (DAS) – הייתה דומה בין הטיפולים והביאה לצריכה של 250 מ"מ. התגובה השנייה, מ-65 DAS ואילך, הראתה צריכה שונה בין הטיפולים. הירידה בצריכה בתנאי אי־השקיה חפפה לשלבי קיבוע והתפתחות התרמילים והגרעינים. אחוז המים הזמינים בתחילת תקופה זו היה 23%, ובסופה (122 DAS) היה קרוב לנקודת כמישה קבועה (8% מהמים הזמינים). מצב קרקע זה, יחד עם דרישה סביבתית לא מסופקת, החריפו את מחסור המים, שהתבטא בעליית טמפרטורת הנוף, קיפול עלים ונשירת עלים. סך צריכת המים היה 507 מ"מ בטיפול המושקה ו-364 מ"מ בטיפול הלא מושקה, ירידה של 28% בטיפול האחרון לעומת הראשון.
בשלבים המוקדמים של המחזור, בהם צריכת המים והדרישה הסביבתית נמוכות, סידור העלים ביחס לגבעול הראשי היה דומה בשני הטיפולים והביא לרמות דומות של קרינה נקלטת (66% ב-45 DAS) (איור 1ב). בהמשך, בשל מיעוט גשמים, מחסור המים החריף בטיפול הלא מושקה וגרם לירידה חדה בקרינה הנקלטת (איור 1ב) כתוצאה מקיפול עלים, ולעלייה בטמפרטורת העלים (איור 1ג) בשל סגירת פיוניות. תגובות אלו בקרקע הלא מושקה החלו להתהפך ב-110 DAS בשל אירועי גשם רציפים שנמשכו עד הקציר (108 מ"מ לתקופה 110 DAS-קציר), שהתבטאו בעלייה בקרינה מיירטת (איור 1ב) ובייצור ביומסה (איור 1ד), ושמרו על פער טמפרטורת עלים דומה בין הטיפולים (איור 1ג). בתנאי השקיה, הצמחים הראו צמיחה מנוגדת לאלו שבקרקע הלא מושקה (איור 1ד) ומדד הלחץ התרמי היה נמוך משמעותית מהפריחה ואילך בשל שמירה על התאדות ברמות דרישה סביבתית (איור 1ג). הקרינה המיירטת הגיעה לרמות מרביות מהשלבים המוקדמים של המחזור (66 DAS) (איור 1ב) וייצור הביומסה גדל בהתמדה לאורך הזמן (איור 1ד).
יש להדגיש היבטים מסוימים של ייצור הביומסה בהשוואה לתרחישי מים. קצב הצמיחה של הגידול בתנאי השקיה היה 10.7 גר'/מ"ר/יום בין ימים 23 ל-108 של המחזור, בעוד שבתנאי אי־השקיה הוא השתנה לפי התרחיש הסביבתי. כך, בשל דרישה סביבתית נמוכה ואספקת מים מספקת בקרקע, נקבע קצב צמיחה של 10.3 גר'/מ"ר/יום בין 23 ל-63 DAS, ואילו בשל מחסור מים חמור בין 63 ל-108 DAS, שהביא לאובדן עלים ניכר, קצב הצמיחה היה רק 4.6 גר'/מ"ר/יום. תגובות אלו התכנסו לייצור ביומסה כוללת בקציר של 975.3 גר'/מ"ר (9753 ק"ג/הק) ו-573.9 גר'/מ"ר (5739 ק"ג/הק) לקרקע מושקית ולא מושקית, בהתאמה (איור 1ד). ביומסת התרמילים ייצגה את תנאי המים המנוגדים בין הטיפולים עם קצב גידול תרמילים של 5 גר'/מ"ר/יום בקרקע מושקית ו-2.4 גר'/מ"ר/יום בקרקע לא מושקית.
יעילות השימוש במים לביומסה הכוללת הייתה 3.1 גר'/מ"מ ו-2 גר'/מ"מ לקרקע מושקית ולא מושקית, בהתאמה; ואילו לייצור גרעינים היא הייתה 0.59 גר'/מ"מ ו-0.42 גר'/מ"מ לקרקע מושקית ולא מושקית, בהתאמה. ערכים אלו נמוכים משמעותית מאלה שנקבעו על ידי Haro ואחרים (2010), מה שמעלה את החשד שרמות קרינה וטמפרטורה נמוכות במהלך קיבוע והתפתחות גרעינים במועד זריעה מאוחר, כפי שהיה במחקר זה, גרמו לתגובות אלו.
בקציר, ביומסת התרמילים הייתה 432.9 גר'/מ"ר (4329 ק"ג/הק) ו-217.6 גר'/מ"ר (2176 ק"ג/הק) לקרקע מושקית ולא מושקית, בהתאמה (איור 1ד). יבול הגרעינים ומספר הגרעינים היו שונים משמעותית בין הטיפולים, עם ערכים של 301.0 גר'/מ"ר (3010 ק"ג/הק) ו-154.2 גר'/מ"ר (1542 ק"ג/הק) לקרקע מושקית ולא מושקית, בהתאמה, ו-564 גרעינים/מ"ר ו-316 גרעינים/מ"ר לקרקע מושקית ולא מושקית, בהתאמה. משקל הגרעין היה 0.31 גר' ו-0.27 גר' לקרקע מושקית ולא מושקית, בהתאמה, ולא הראה הבדלים משמעותיים בין הטיפולים.

איור 1. תגובות הקשורות לחיסכון במים ופחמן בגידול בוטנים בתנאי מים מנוגדים.
עומק שלוחות ההשקיה היה 35 ס"מ, מרוחק משמעותית מאזור גידול וקציר התרמילים (0-15 ס"מ) (איור 2א). עומק השלוחות תואם לאזור בעל צפיפות ומבנה שורשים גבוהים, מה שמבטיח גישה נוחה של מים וחומרי הזנה שמספקת טכנולוגיה זו. במקביל, אספקת מים תת־קרקעית ממזערת התאדות מים מהקרקע, ובכך מגדילה את זמינות המים לגידול ומחריפה את ההבדלים בצמיחה בין סביבות המים (איור 2ב).

איור 2. (א) אספקת השקיה תת־קרקעית לגידולי בוטנים. (ב) גידול בוטנים בתנאי מים מנוגדים.
מסקנות
מערכת SDI העלתה את יעילות השימוש במים לביומסה הכוללת ולתרמילים, והביאה לעלייה של 95% ביבול הגרעינים בתנאי השקיה.
הניגוד המשמעותי בין אזור גידול וקציר התרמילים לבין העמקת שלוחות ההשקיה בקרקע סילטית-לוימית מדגים את היתכנות השימוש בטכנולוגיית SDI בשדות בוטנים.
ביבליוגרפיה
HARO, R.J.; DARDANELLI, J.L.; COLLINO, D.J.; OTEGUI, M.E.; Water deficit and impaired pegging effects on peanut seed yield: link with water and photosynthetically active radiation use efficiencies. Field Crops Research, v.61, p. 343-352.
https://inta.gob.ar/documentos/informacion-meteorologica-mensual-de-la-eea-manfredi. מידע מטאורולוגי חודשי של EEA מנפרדי. המכון הלאומי לטכנולוגיה חקלאית. בתוקף ל-11 ביולי 2019.
JACKSON, R.J.; REGINATO, R.D.; IDSO, S.B. Wheat canopy temperature: a practical tool for evaluating water requirements. Water Resources Research, v.13, p.651–656, 1977.
LAMM, F.R.; MANGES, H.L.; STONE, L.R.; KHAN, A.H.; ROGERS, D.H. Water requirement of subsurface drip-irrigation corn in Northwest Kansas. American Society of Agricultural Engineers, v.38 (2), p. 441-448, 1995.
SEVERINA, I.; GIUBERGIA, J.O.; SALINAS, A.; MARTELLOTTO, E.; ARCE, A.; BOCCARDO, M.; ANDRIANI, J. Validación de dos metodológicas de balance hídrico en el cultivo de trigo bajo riego suplementario, en la región central de Córdoba. En Boletín de Divulgación Técnica N° 11, ediciones Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, 2012.