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EDITIONS AGRICOLES Sarl de presse Au capital de 100 000,00 dhs R.C.: 127029 I.F.: 01006251
Sommaire Pompes pour l’irrigation
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Critères de sélection
Patente N° : 35870166 Autorisation : GROUPE HASSAN DERHEM 22 bis, rue des Asphodèles
La filtration en irrigation localisée
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Un équipement indispensable
Résidence Zakia - Quartier Berger 20380 Casablanca Tél. : 212 (0) 522 23 62 12 212 (0) 522 23 82 33 agriculturemaghreb@gmail.com
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Directeur de publication Abdelhakim MOJTAHID
Rédacteur en Chef Ingénieur Agronome
Le pilotage de l’irrigation
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Des outils variés pour des besoins différents
L’irrigation déclenchée par les plantes
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une amélioration de la gestion de l’eau agricole
Abdelhakim MOJTAHID
Journalistes Ingénieurs Agronomes Abdelmoumen Guennouni Hind ELOUAFI
Attachée de Direction Khadija EL ADLI
21 نظام السقي بالتنقيط 27 تصفية مياه السقي بالتنقيط تجهيزات ضرورية
Directeur Artistique NASSIF Yassine
Imprimerie PIPO Tous droits de reproduction autorisés avec mention impérative et complète du journal.
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Pompes pour l’irrigation
Critères de sélection
L’agriculteur est souvent confronté aux difficultés de choix de son équipement. Ainsi il n’est pas rare de le voir s’équiper à l’image de ses voisins sans se préoccuper de ses propres besoins. Par méconnaissance, il peut même être victime de certains revendeurs qui, faute de compétences nécessaires pour lui offrir la solution optimale à son projet, cherchent délibérément à le suréquiper pour se libérer de toutes inconvenances techniques. Ils se soucient plus de faire marcher son système que des conséquences qui vont se répercuter sur les charges fixes et variables.
L
e bon choix de la pompe est essentiel pour que la conception d’une installation d’irrigation réponde précisément aux besoins de la culture et optimise l’efficacité de l’irrigation. Ces buts sont atteints s’il y a adéquation entre la pompe et le système d’irrigation, si la valeur de la pression est correcte et si des systèmes de contrôle sont utilisés. Les différentes techniques d’irrigation imposent des exigences différentes sur la façon dont l’eau est pompée à la source et distribuée sur la parcelle. Le but est, grosso modo, d’approvisionner uniformément en eau la totalité de la parcelle en utilisant le moins d’énergie possible tout en garantissant que chaque plante reçoive la quantité d’eau dont elle a besoin. Les techniques modernes d’irrigation sont suffisamment performantes pour atteindre ce but d’où l’intérêt de bien choisir la pompe. Ce choix doit tenir compte des conditions d’utilisation et une étude
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du projet d’irrigation est indispensable pour déterminer le débit et la pression nécessaires au bon fonctionnement du réseau d’irrigation. Un mauvais choix peut entrainer plusieurs conséquences, notamment : - le risque d’un débit inférieur aux besoins - le risque d’un débit trop important par rapport aux besoins. D’où des dépenses inutiles pour une motopompe surdimensionnée. - un mauvais rendement aboutissant à une surconsommation de carburant ou d’électricité par rapport à la quantité d’eau pompée. - une usure prématurée des moteurs (charge excessive sur les roulements et usure rapide de la garniture mécanique) entrainant une perte économique - des turbulences pouvant créer des dommages de cavitation, capables de détruire en très peu de temps l e corps d e
pompe et la roue. A noter que pour faire le bon choix de la pompe d’irrigation, il faut tout d’abord disposer des éléments suivants : • Le débit maximum de pointe nécessaire • La hauteur géométrique maximum de pompage : différence entre le niveau de l’eau le plus bas et le niveau du bac où arrive le tuyau. • La longueur et le diamètre des tuyaux d’aspiration et de refoulement (car ils déterminent la «perte de charge» en cours de pompage). C’està-dire la pression supplémentaire que la pompe doit vaincre pour pousser l’eau dans les tuyaux. Elle est plus importante pour de petits que pour de grands diamètres et augmente avec la longueur de la tuyauterie. • S’il y a une variation du niveau de l’eau (cas des rivières en général, souvent aussi des puits et forages dont le niveau baisse en cours de pompage), il faut connaître également le niveau le plus haut, et donc la hauteur géométrique minimum de pompage. Tenant compte de l’ensemble de ces éléments, il faut consulter les courbes fournies par les constructeurs et sélectionner la pompe qui aura des rendements satisfaisants dans les conditions prévues. Il faut également donner une grande importance au moteur qui devra fournir u n e puissance
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Il est fortement conseillé d’exiger et de conserver les notices d’emploi des pompes pour les consulter chaque fois que c’est nécessaire : renseignements sur les performances de la pompe, commande des pièces de rechange, couplage du moteur à la pompe, etc.
Les caractéristiques du système de pompage sont souvent mal identifiées. Des exploitants confondent parfois le débit de la pompe avec le nombre de pouces indiqué par le fabricant.
légèrement supérieure à la puissance absorbée par la pompe. En général, 25% est une marge satisfaisante. L’idéal est de vérifier le point réel de la pompe au cours des opérations de pompage (en ayant recours à un débitmètre et/ ou à un manomètre) afin de réaliser les ajustements nécessaires pour assurer des conditions optimales de travail et une longue durée de service.
Opter pour un matériel adapté
Le rendement des pompes se définit comme le rapport entre l’énergie hydraulique fournie et l’énergie mécanique absorbée. Il est important de choisir une pompe dont le rendement sera optimum à la hauteur manométrique (Hmt) et à la vitesse de rotation prévue. Autre erreur courante, l’interprétation des informations rapportées par les fabricants sur la plaque signalétique collée à la carcasse de la pompe. Contrairement à ce que pensent très souvent les utilisateurs, le couple débit-pression indiqué sur cette plaque ne représente le fonctionnement réel de la pompe que sous la condition de son utilisation au rendement maximum. En période d’utilisation, l’agriculteur se soucie davantage de la continuité du fonctionnement de son système, que de sa qualité. Sans oublier la révision incessante à la hausse des prix du carburant et de l’électricité, d’autres éléments sont également responsables de l’augmentation inutile de la facture énergétique dans les exploitations. Toutes les démarches de maîtrise de consommation d’eau et d’énergie, devront donc être associées à une argumentation économique adaptée aux contraintes de l’exploitant. Le rendement énergétique des pompes, estimé à partir de leurs puissances nominales, peut varier de 30 à 70%. Pour la gamme de puissance 6
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considérée, le rendement de la pompe devrait être supérieur à 50%. Or, dans la moitié des cas, le rendement des groupes de pompage est inférieur à ce seuil, ce qui implique des surcoûts importants. A titre d’exemple, une pompe initialement prévue pour fonctionner d’une manière optimale à une Hmt de 40m avec un rendement de 80% ne fonctionnera que médiocrement à 10 m de hauteur et le rendement va chuter à 60 %. Cela signifie que pour une même puissance absorbée, elle fournira un débit inférieur de 25% à celui donné par une pompe mieux adaptée, dont le rendement sera optimum à 10 m Hmt. Le coût de 1m d’eau pompée sera d’un tiers plus élevé. Pour choisir correctement la pompe, il faut connaître la courbe caractéristique du constructeur, qui donne le débit obtenu en fonction de la Hmt, pour différentes vitesses de rotation, ainsi que les rendements de pompage et les puissances absorbées aux différents régimes. A noter par ailleurs que beaucoup de producteurs pensent qu’avec une pompe plus puissante, ils pourront améliorer le rendement du puits. Il faut savoir qu’on ne doit pas dépasser la capacité de pompage du puits et la hauteur de levage de l’eau dans le puits. Une pompe plus puissante que nécessaire ne donnera pas plus d’eau que le puits est en mesure d’en fournir. Il est donc conseillé avant de choisir une pompe, de faire un essai de pompage à partir du puits.
- immergées de forage (la pompe et le moteur sont noyés) Lors du choix du moteur, c’est la puissance absorbée par la pompe qui détermine la puissance délivrée par le moteur. Il faut donc prendre garde à ce que le moteur ait une puissance suffisante pour satisfaire toutes les situations de fonctionnement de l’installation. Pour une meilleure adaptation, il y’a lieu de déterminer, en affectant la puissance absorbée par la pompe d’une majoration nécessaire, à cause de l’augmentation possible de la puissance absorbée. Cette majoration sera d’au moins : - 30 % pour une puissance absorbée inférieure à 5 kW, - 20 % pour une puissance absorbée comprise entre 5 et 25 kW - 10% pour une puissance absorbée supérieure à 25 kW De même, le moteur doit avoir un couple de démarrage supérieur au couple de démarrage résistant de la pompe. Il faut donc consulter le constructeur de la pompe quand le moteur n’est pas fourni par lui. Si la pompe est entraînée par un moteur électrique, il est recommandé de choisir pour celui-ci le mode de démarrage (direct, étoile-triangle) et sa protection. Ces choix se font en fonction de divers critères : - La nature du courant disponible : courant monophasé (la puissance disponible est limitée), courant triphasé (plus utilisé, c’est la tension entre phases qui alimente le moteur) - La vitesse nécessaire à la pompe et la puissance à prévoir.
CHOIX DE SYSTEME D’ENTRAINEMENT
Indubitablement, l’objectif escompté à tout système d’entraînement de pompes se mesure à travers les avantages et les inconvénients qu’il offre, ainsi que son impact sur le coût de revient du m3 pompé.
Choix de la puissance
Les pompes les plus couramment utilisées dans les installations de pompage des eaux d’irrigation et de l’eau potable appartiennent à la famille des pompes roto dynamiques. Elles peuvent être : - de surface (hors d’eau) à axe horizontal ou vertical, www.agri-mag.com
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Choix des Pompes Le pompage électrique
Il s’impose lorsqu’il s’agit de grandes profondeurs. L’alimentation du moteur est assurée à partir du réseau si le site est connecté, sinon à partir d’un groupe électrogène. Le moteur asynchrone est le plus utilisé en surface ou le plus souvent immergé dans l’eau. Le moteur des groupes immergés est composé d’un stator noyé dans un liquide de refroidissement. Il est livré rempli de son liquide de lubrification et ne requiert qu’un contrôle du niveau de remplissage au moment de l’installation. Les groupes à entraînement électrique ont plusieurs avantages : débit illimité, profondeur très élevée, rendement élevé, silencieux, robuste, charges de fonctionnement réduites, entretien facile, automatisation et régulation faciles. Cependant, leur maintenance est parfois coûteuse et ils sont sensibles aux coupures de courant.
Le système thermique
Lorsque la station de pompage ne peut être liée au réseau électrique, le choix s’oriente vers l’utilisation de moteur thermique à combustion interne à piston alternatif. Le couplage d’une pompe à un moteur thermique permet de faire varier les hauteurs et les débits selon la demande grâce à une variation de vitesse. Les moteurs diesel, ont un rendement pouvant atteindre 40% et s’adaptent à toutes les situations sauf dans le cas de forages car les débits et pressions qu’ils peuvent fournir sont limités. Par ailleurs, l’encombrement, le poids, le bruit, les coûts de fourniture et la maintenance de ces moteurs sont toujours plus élevés que ceux des moteurs électriques. Le choix d’un moteur diesel doit se baser sur la puissance, la vitesse de rotation, le nombre de cylindres et les conditions climatiques. En général, la longévité est plus grande pour les moteurs à faibles régimes, mais ils sont volumineux et plus chers. Un fonctionnement en permanence impose d’opter pour une faible vitesse.
Système solaire
Le pompage de l’eau est l’une des applications les plus répandues de l’énergie solaire dans le secteur agricole. Les installations de pompage fonctionnant avec l’énergie solaire peuvent être conçues pour être transportables lorsque les besoins ou les disponibilités saisonnières de l’eau imposent des changements occasionnels d’emplacement. Dans le cas où le réseau électrique n’est pas facilement accessible ou pas toujours fiable ou en se substituant à un générateur à combustible fossile, la technologie produisant de l’eau d’origine solaire réduit le coût du combustible, tout en diminuant les émissions de gaz à effet de serre et les risques de déversement de combustible. Ce système présente de nombreux avantages : énergie ‘’gratuite’’, entretien réduit qui consiste au nettoyage des cellules pour enlever la poussière qui s’y dépose et gène le bon fonctionnement, silencieux et propre, stockage possible de l’énergie dans des accumulateurs et garantie d’un développement durable par réduction des gaz effet de serre. L’énergie électrique peut également être utilisée pour d’autres usages au niveau de l’exploitation (électrification, pompe doseuse, etc.). Cependant, ce système présente également son lot d’inconvénients comme : investissement important pour une durée de vie relativement brève de certains composants, nécessité des réparations coûteuses lors d’une panne, entièrement dépendant de l’ensoleillement, débits limités et très variable d’un jour à l’autre nécessitant optimisation du stockage.
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La filtration en irrigation localisée
Un équipement indispensable
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l ne faut pas négliger le poste ‘‘filtration’’. La durée de vie du matériel de distribution et la qualité des irrigations en dépendent. Le choix d’un filtre se fait en fonction de : - La qualité de l’eau, eau de forage ou eau de surface, - Le besoin en filtration des distributeurs, goutte à goutte ou micro-asperseurs. Pour répondre aux besoins de chaque situation, différents types de filtres existent : filtres à sable, filtres à tamis, filtres à disques. En option, on peut choisir des dispositifs automatisables pour simplifier les opérations de nettoyage. Dans certaines situations, une préfiltration est nécessaire. 8
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Source : ARDEPI
5 bonnes raisons de ‘‘sur-dimensionner’’ sa filtration :
• Une filtration sur-dimensionnée provoque moins de pertes de pression • Certaines eaux obligent à intervenir trop souvent pour nettoyer le filtre • Cela donne de la souplesse si l’on veut augmenter la surface irriguée • La qualité de l’eau peut s’aggraver dans le temps (eau de surface) • On limite le risque de bouchage et réduit l’entretien de l’installation
Préfiltration
Dans certaines situations une préfiltration est nécessaire. Cependant, en aucun cas ces équipements ne remplacent un système de filtration
Les crépines
Lorsque l’eau vient directement du milieu naturel, une crépine est indispensable en tête. Elle empêche la pénétration de corps étrangers pouvant obstruer les canalisations et faire des dégâts dans la pompe ou les réducteurs de pression. La taille de la maille est d’environ 5 mm. Dans le cas d’un forage, c’est le tubage du forage qui joue ce rôle.
L’Hydrocyclone
Il permet d’éliminer le sable sur les forages lorsqu’ils en produisent beaucoup. Il est à placer en tête du réseau et ne sera efficace que s’il fonctionne à son débit nominal pour que les particules atteignent la vitesse suffisante pour être évacuées par centrifugation. La taille de l’hydrocyclone est à choisir en fonction du débit nécessaire. www.agri-mag.com
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Classification de la qualité des eaux pour bien choisir son filtre Bonne qualité
• Eau provenant d’une nappe souterraine à débit régulier ou d’un puits entretenu • Eau à faible concentration en carbonate de calcium (<50 mg/l) ou à faible teneur en fer (<0,1mg/l)
Qualité moyenne
• Eau de surface avec décantation naturelle (canal, réseau) • Eau à faible développement biologique avec moins de 100 mg/l de carbonate de calcium et une teneur en fer inférieure à 1,5 mg/k
Mauvaise qualité
• Eau de réservoir à fort développement biologique, d’algues, … • Eau de canaux, rivières, réseaux après période de crues ou de fortes pluies (forte teneur de matière en suspension), eau de puits détérioré • Eau à concentration en carbonate de calcium supérieure à 100 mg/l ou teneur en fer supérieure à 1,5 mg/l
Trois critères d’appréciation La turbidité A observer à l’œil nu, dans un verre …
La sédimentation
Prélever de l’eau du réseau dans un récipient transparent et d’au moins 1( · Une eau claire sans particule visible, cm de haut, agiter puis laisser reposer. elle est considérée comme une eau Si au bout d’une minute, un dépôt s’est faiblement chargée. Elle peut provenir formé, l’eau contient des particules supérieures à 50µ, soit au moins des d’un réseau, d’un forage, d’un puits sables fins. · Une eau d’apparence trouble avec des particules en suspension, elle est considérée comme une eau chargée. Elle peut provenir d’une eau de surface ou de bassin
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La précipitation d’éléments minéraux en solution Le fer et le calcium peuvent précipiter (dépôts de rouille, de calcaire). Si le calcaire peut être re-dissout par des traitements à l’acide, le fer par contre, pose de gros problèmes. Précipité, le fer est presqu’impossible à redissoudre. Il favorisera le développement de bactéries qui forment des gels bouchant totalement le réseau ! Dans un secteur où l’eau est réputée chargée en fer, l’analyse d’eau réalisée par un laboratoire est nécessaire et un conseil spécifique indispensable pour préciser la faisabilité de l’irrigation localisée.
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La filtration a pour seule fonction d’arrêter les particules en suspension et non de traiter l’eau (contre les bactéries, fer, calcaire, éléments dissous …).
Filtre à sable Pour des eaux de mauvaise qualité, chargées (rivières, canaux) Il est préconisé en situation à risque de colmatage important, c’est-à-dire avec des distributeurs à faible débit (goutte à goutte, micro-aspersion). Le filtre à sable se compose d’une cuve en acier, capable de résister à la pression du réseau (8 ou 10 bars). Elle est remplie de sable ou de gravier aux 2/3 de son volume. Lorsque les eaux sont chargées, son volume de stockage des particules est plus important : c’est le filtre qui se colmate en dernier. Le filtre à sable est toujours suivi d’un filtre à tamis ou d’un filtre à disque pour compléter la filtration. Selon l’objectif de filtration, on choisit la granulométrie du sable. Deux exemples : - Un sable de 1,35 mm pour filtre jusqu’à 200 µ - Un sable de 0,95 mm pour filtrer jusqu’à 130 µ
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On préférera les filtres à granulométrie unique. Dans les filtres avec des couches de granulométrie différente, celles-ci ont tendance à se mélanger lors du contre-lavage et perdent toute efficacité. Filtre à tamis Pour des eaux de bonne qualité, peu chargées (eau de forage) Le filtre à tamis se compose d’un « corps » en plastique on en acier et d’un tamis en forme de cylindre. L’élément filtrant du tamis est une toile inox ou plastique. L’inox a une bonne résistance mécanique ; le plastique, plus fragile et moins coûteux. Les fabricants proposent une gamme de filtration de 80 à 800 microns. D’un montage simple, il s’installe directement sur la conduite en respectant le sens de montage indiqué par une flèche. La partie filtrante est facilement accessible pour son entretien, à condition d’avoir prévu l’espace nécessaire en dessous pour
dégager la cartouche. Le filtre à tamis reste le moins cher des filtres pour les petits modèles. LES FILTRES A DISQUES Pour des eaux de qualité moyenne à mauvaise (rivières, canaux) Le filtre à disques, aussi appelé filtre à lamelles, est constitué d’un « corps » en plastique renforcé ou en acier contenant un empilement de disques de polypropylène dont la surface est rainurée. Les particules sont stoppées par les multiples intersections des rainures. Le filtre à disques possède une plus grande capacité de stockage des particules qu’un filtre à tamis. Sans automatisation ou autre option, le coût d’un filtre à disques modéré. ENTRETIEN ET CONTRÔLE DES FILTRES En fonctionnement normal, un filtre va se colmater au fil du temps. il faut le nettoyer quand il provoque une
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LA FINESSE DE FILTRATION DOIT ETRE ADAPTEE AU MATERIEL DE DISTRIBUTION
· En aucun cas, l’automatisation ne dispense d’un filtre à able en amont, pour les eaux très chargées · On peut être amené à faire évoluer sa filtration. Il faut alors avoir prévu la place (rajout d’un filtre à sable, pose de filtres en parallèle, …) · On peut parfois hésiter entre : - Automatiser : cela peut être compliqué et cher. - Sur-dimensionner : c’est plus simple, mais pas toujours suffisant. C’est un calcul économique à faire avec l’installateur ! · Bien s’assurer de la qualité de son eau
Quel que soit le type de filtre
· Les débits indiqués dans les tableaux sont des débits à ne pas dépasser · Un montage de plusieurs filtres montés en parallèle permet de procéder au nettoyage sans interrompre la filtration · La capacité de filtration doit être d’au moins 1,5 fois le débit à filtrer. · Exemple : si l’installation a un débit de 10 m3/h, le débit du filtre doit être d’au moins 15 m3/h. · On passera à 2,0 voire 2,5 fois le débit à filtrer avec une eau très chargée.
baisse de pression de plus de 0,5 bar. il est donc impératif de prévoir des prises « manomètre » avant et après le filtre, et de contrôler la pression régulièrement lorsque l’installation est en fonctionnement. Si les nettoyages manuels d’un filtre deviennent trop fréquents (plus de 2 à 3 fois par semaine), il faut envisager leur automatisation. On programme le nettoyage par différence de pression entre l’entrée et la sortie du filtre. Quand on connait bien son installation et que l’on est sûr qu’il n’y a pas de variation rapide de la qualité de l’eau, on peut envisager une programmation à heure ou fréquence fixe, quel que soit le niveau de colmatage du filtre. Le filtre à sable · Le contre lavage Le contre lavage est le seul moyen pour nettoyer un filtre à sable. Le bon réglage de la vanne de contre lavage doit être vérifié avec l’installateur pour ne pas risquer d’entraîner le sable à l’extérieur. · L’état du sable à surveiller www.agri-mag.com
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Il est recommandé de faire un contrôle visuel annuel de l’état du sable. Le changer environ tous les 3 à 5 ans ou plus fréquemment s’il reste sale après un lavage ou s’il s’agglomère en formant des « paquets ». · Niveau du sable De temps en temps, remettre si nécessaire, du sable jusqu’au niveau préconisé par le fabricant. Le filtre à tamis · Les filtres les plus simples sont à démonter pour être nettoyés manuellement (brosse + jet d’eau). · Les filtres les plus sophistiqués sont équipés : o D’une brosse qui tourne dans le tamis et d’une vanne de vidange o Et/ou d’un système d’aspiration (buses) des particules, o Ou d’un système de décantation par effet cyclonique. L’ensemble peut être mécanisable Le filtre à disques · Le lavage manuel L’emplacement de disques (cartouche) est retiré de son corps, les disques sont désolidarisé sur leur axe pour les nettoyer au jet haute pression ou par trempage (12 à 24h) dans l’eau de javel s’il y a présence d’algues. Il est conseillé de disposer d’une seconde cartouche de disques. · Le contre lavage manuel ou automatique Le mouvement inverse de l’eau provoque le relâchement des disques pour libérer les particules vers la vidange. C’est plus efficace qu’un simple lavage manuel et facilement automatisable pour les nettoyages fréquents. Agriculture du Maghreb N° 109 - Février 2018
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Le pilotage de l’irrigation :
Des outils variés pour des besoins différents Tous les exploitants agricoles le savent, l’eau est indispensable à la vie d’une culture. Dans les régions où celleci vient à manquer, l’irrigation permet de pallier les épisodes secs et assurer une sécurité pour la production. Cependant, comme le soulignait Quevedo, « l’excès est le poison de la raison » et une sur-irrigation pourra avoir des répercussions diverses sur l’exploitation.
C
es conséquences peuvent consister en : - Pertes agronomiques : diminution du rendement, baisse de la qualité du fruit, lessivage des sols ; - Pertes économiques : main d’œuvre, coût volumique de l’eau, transport du fluide, stockage etc.
Tout l’art et la difficulté de l’irrigation résident donc dans spn pilotage à la parcelle, autrement dit, la possibilité de répondre aux questions suivantes : Quand irriguer ? Combien irriguer ? Comment irriguer ? Il existe de nombreuses façons d’aborder la thématique du pilotage. De nombreux outils, différents de par
leur objectif et leur utilisation, sont à disposition des exploitants agricoles et sont à analyser au préalable pour sélectionner celui qui sera le mieux adapté à ses besoins : - Type de production : intensif ou extensif - Ressource en eau : limitée ou disponible - Coût de l’eau : élevé ou abordable - Main d’œuvre : qualifiée ou peu qualifiée, - etc. Ainsi, si par exemple il s’agit d’une exploitation où les cultures sont extensives, l’eau disponible et abordable et la main d’œuvre peu qualifiée, la méthode du bilan hydrique est largement suffisante. Cependant, pour les exploitations où les cultures sont
conduites en intensif, la ressource limitée et chère et la main d’œuvre qualifiée, il faut plutôt opter pour des méthodes précises (tensiométrie, sondes dendrométriques…)
Les outils liés au bilan hydrique
Le bilan hydrique est une équation prenant en compte plusieurs grandeurs : · La pluviométrie · La teneur volumique en eau du sol · L’évapotranspiration · Les apports d’eau par l’irrigation Ces données, lorsqu’elles sont fiables, historiques et liées à des analyses fréquentielles permettent un bon pilotage de l’irrigation sur un grand nombre de parcelles. Le bilan hydrique peut être fait personnellement dans chaque exploitation en suivant l’équation suivante : Etat hydrique sol jour n = Etat hydrique du sol jour n-1 + Précipitations + Irrigation – Evapotranspiration
La justesse requise pour ces grandeurs, souvent absente, fait du bilan hydrique un outil non-adapté à une irrigation de précision. Il est en revanche efficace dans les situations où l’irrigation demande une moins grande vigilance : eau peu chère, main d’œuvre peu qualifiée ou ressource en eau illimité. Cependant, les choses changent peu à peu et les bilans hydriques deviennent des outils de plus en plus perfectionnés. Aujourd’hui, certaines structures proposent des logiciels de bilan hydrique permettant de suivre sur un portail web privé, l’évolution de l’état hydrique de son sol. Le paramètre à 12
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rentrer manuellement est principalement la dose d’irrigation. Les autres paramètres sont intégrés au logiciel et calculés selon des valeurs pré-programmées. Grâce à la mise en commun de données météorologiques et une connaissance pointue des sols rencontrés sur un territoire, ces logiciels de bilan hydrique sont des outils précieux et de plus en plus précis permettant le suivi mais aussi, et surtout, la précision de l’état hydrique du sol sur plusieurs jours.
situations où l’irrigation de précision est requise et presque obligatoire : coût de l’eau élevé, production intensive, ressource en eau limitée, main d’œuvre qualifiée. Les mesures s’effectuent dans le sol, afin d’évaluer sa teneur en eau ou sa force de tension, ou directement sur la culture, pour la présence d’un stress hydrique préjudiciable. Sans ordre hiérarchique, les outils de mesure majoritairement utilisés sont :
Les outils liés à la mesure in situ
Les sondes tensiométriques
Ils sont, de par leur coût d’achat et de suivi technique, réservés à des
Elles mesurent le potentiel hydrique du sol, i.e les forces de liaison entre le sol
et l’eau. Celles-ci augmentent lorsque le sol s’assèche car toute l’eau gravitaire et disponible a été consommée. Les sondes tensiométriques sont constituées d’un tube rempli d’eau et d’une bougie poreuse en contact avec le sol. L’eau du tube, en s’équilibrant avec la solution du sol provoque une dépression dans le tube, qui peut être mesurée avec un manomètre, une colonne de mercure ou un capteur de pression. L’ampleur de cette dépression est ensuite corrélée au potentiel hydrique du sol. Ces sondes sont pratiques car elles ne nécessitent que peu de temps d’installation et sont peu chères à l’achat et à l’entretien. En revanche, elles ne sont
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Nouvelle conception des projets d’irrigation goutte à goutte Projets clé en main Lot 243 Av Brahim Roudani .Zone.Industriel - BP : 2275 Ait Melloul GSM : 0661 28 42 45. - TEL : 0528 24 11 25 / 0528 24 56 84 FAX : 0528 24 11 56 - Email : hermisan.maroc.2008@gmail.com Site web : www.hermisan.com
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Le pilotage de l’irrigation sur une interface web tout au long de la campagne d’irrigation ou de l’année. Certaines batteries de sondes capacitives, équipées de piles au lithium ont une garantie de fonctionnement de plusieurs années sans rechargement, ce qui en fait un outil pratique et pérenne.
Les sondes PEPISTA®
PEPISTA® pas précises passées un certain degré de potentiel hydrique (100 centibars) et il est nécessaire de remplir souvent le tube d’eau et de venir sur place noter les valeurs.
Les capteurs à matrice granulaire
Ces sondes mesurent la résistivité électrique au sein d’une matrice poreuse grâce à deux électrodes enterrées dans le sol et en équilibre avec la solution. La résistivité électrique est par la suite traduite en potentiel hydrique. Ces sondes peuvent être reliées en batteries connectées à un boîtier enregistreur. Ainsi, plusieurs points de mesures sont installés sur la parcelle pour une meilleure représentativité. Le coût d’utilisation est faible pour des sondes indépendantes, il devient plus important lorsqu’un boîtier enregistreur est intégré. De plus, les données du boîtier enregistreur peuvent être télé-transmises par GPRS et recueillies sur une plateforme internet dédiée pour une consultation aisée et 24h/24 de l’état hydrique du sol. La télé-transmission peut servir égale14
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ment à l’automatisation de l’irrigation avec des électrovannes commandées via le téléphone portable grâce aux valeurs de potentiel hydrique (ex : ouverture des vannes pendant 1H dès que le seuil de 50 centibar est franchi). Ces sondes, de plus en plus utilisées chez les professionnels, ont le défaut d’être peu précises dans les basses tensions (sols saturés) et de ne pas bien répondre aux variations brusques de potentiels hydriques. Elles restent cependant une référence dans le pilotage de l’irrigation.
Les sondes capacitives
Elles mesurent la teneur en eau du sol en s’affranchissant de la méthode directe. Des capteurs situés à différentes profondeurs envoient des signaux électriques dont les vitesses sont évaluées et retranscrites en teneur en eau du sol, l’eau étant bon conducteur. La mesure de la permittivité diélectrique est dépendante de la salinité et la structure, pour lesquelles un étalonnage est nécessaire. Les mesures enregistrées peuvent être télé-transmises et mises à disposition
Principalement utilisées en arboriculture et en viticulture, les sondes PEPISTA sont dites « dendrométriques » car elles mesurent la croissance journalière du diamètre de la branche et/ou du tronc et/ou du fruit. Il est équipé de capteurs micromorphométriques (précis au centième de mm) et d’un boîtier de lecture affichant et mémorisant les valeurs journalières de croissance et d’amplitude. Une perte momentanée de diamètre exprime le déstockage de l’eau dans les tissus. En période de photosynthèse importante et de demande hydrique, la plante va puiser dans ses réserves plutôt que de fermer ses stomates ce qui limiterait la photosynthèse. Ainsi le Pépista donne deux informations importantes du fonctionnement de la plante : sa croissance et son état hydrique. Les mesures PEPISTA® sont toutefois à mettre en perspective avec des données de mesures de sol pour être plus complètes. Pour une bonne approche du pilotage de l’irrigation, il est important de cerner les attentes et les besoins de son exploitation avant d’arrêter son choix sur tel ou tel outil. Le plus cher ou le plus récent n’est pas forcément le plus efficace et, surtout, n’est pas adapté au besoin de pilotage que vous souhaitez combler. Les différents outils mesurant chacun des grandeurs différentes, il est important de recouper au maximum les informations pour approcher une gestion optimale de l’irrigation sur l’exploitation. Encore une fois, l’optimum ne sera pas identique selon les cultures, les nécessités et les contextes agricoles. www.agri-mag.com
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Le pilotage de l’irrigation
L’irrigation déclenchée par les plantes :
une amélioration de la gestion de l’eau agricole Alors que l’irrigation agricole absorbe près de 80% des ressources annuelles d’eau consommées par l’humanité, des chercheurs de Cornell University (USA) ont mis au point une puce qui reproduit la structure du bois de la vigne et des pommiers, dans l’idée de l’introduire directement dans les plantes. Ce capteur inséré doit permettre la mesure des be.soins en eau des végétaux en conditions réelles et au plus près des organismes
Le défi de l’eau agricole
Avec près de 3500 km d’eau douce attribués à l’agriculture sur les 4400 km3 prélevés par an par l’humanité, l’irrigation et l’élevage constituent de très loin le plus gros poste de consommation à l’échelle terrestre. L’industrie vient ensuite, avant la consommation domestique. La ressource est néanmoins limitée, et les prélèvements inconsidérés impactent l’environnement et créent des tensions politiques. Les exemples tristement célèbres ne manquent pas : de l’assèchement de la Mer Morte aux tensions dans la vallée du Ferghana, l’irrigation est directement responsable. Les rendements de l’irrigation sont traditionnellement mauvais : la FAO estime par exemple les pertes en eau à plus de 50% dans les zones arides, pour des raisons de qualité du réseau d’approvisionnement (présence de fuites), d’infiltration et d’évaporation. Les techniques modernes d’irrigation tendent à privilégier l’incorporation au plus près du sol pour limiter les pertes par évaporation, et en goutte à goutte quand cela est possible. La problématique est prise très au sérieux par un nombre croissant d’Etats, qui mettent en place des politiques de gestion de l’eau, tendent à faire contribuer les agriculteurs ou limitent les quantités d’eau disponibles. La gestion de l’irrigation devient alors une activité délicate et à part entière pour les agriculteurs, qui doivent faire au mieux pour exprimer le potentiel de leur culture, sans mettre en jeu leur récolte. 3
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Le contrôle de l’irrigation
Trois questions se posent alors : comment irriguer, quand irriguer, et quelle dose prévoir ? Si la première question dépend principalement du matériel disponible, et donc d’investissements antérieurs aux propres opérations culturales, les deux dernières sont fonctions d’un nombre très important de facteurs au cours du cycle de culture, dont les conditions climatiques (température, luminosité, vents, etc.), le type de sol et sa capacité de rétention de l’eau, son humidité, le stade de la culture, etc. Une fois les données collectées, des calculs complexes sont nécessaires et font références à des modèles de cultures historiques dans des environnements spécifiques. Les principaux moyens de gestion de l’irrigation utilisés aujourd’hui reposent donc sur la mesure des conditions de l’environnement et l’estimation des besoins de culture à l’aide de modèles parfois éloignés des réalités du terrain. De plus, ces différents facteurs peuvent varier considérablement sur un court laps de temps ou au sein d’une même parcelle, et ces variations rendent la planification théorique de l’irrigation difficile. Les observations en parcelles peuvent également permettre de déclencher l’irrigation, mais tout signe de manque sur la plante est déjà considéré comme préjudiciable pour les rendements. Il est donc nécessaire d’anticiper.
moyen plus précis pour évaluer les besoins hydriques, mais c’est jusqu’alors un processus couteux, manuel et gourmand en maind’œuvre. L’agriculteur coupe une feuille, la place dans une chambre pressurisée et y augmente la pression jusqu’à ce que de l’eau en sorte. Cette méthode, bien que
La difficulté des mesures au niveau des plantes
Mesurer les niveaux d’eau à l’intérieur même de la plante est un Agriculture du Maghreb N° 109 - Février 2018
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plus efficace, consomme temps et énergie, est destructive et ne peut être automatisée. Elle n’est de fait pas souvent utilisée. De plus, elle ne fournit qu’une image instantanée de la santé de la plante, qui ne permet pas de suivi continu. Pour pallier cela, de nouvelles mesures non destructives ont fait leur apparition, notamment dans les centres de recherche de l’INRA France, pour mesurer la déshydratation des végétaux in situ : mesure micrométrique des variations de diamètre de tiges ou de fruits pour déterminer leur contraction, détection d’ultrasons ou de sons très ténus produits par les bulles d’air ou de vapeur qui se créent dans les canaux conducteurs de sèves, mesure de flux de sève dans les organes ligneux des arbres par voie thermique, mesure de la température foliaire, etc.
Une première solution sur mesure pour la vigne et le pommier
doit être inséré directement dans la plante. Pour concevoir la structure de la puce, l’équipe s’est inspirée de la physiologie végétale : les feuilles de la vigne et du pommier sont dotées de minuscules pores, qui sont remplis d’eau provenant des racines. Cette eau peut s’évaporer à travers les membranes des feuilles. La puce comporte également une cavité remplie d’eau et une membrane à travers laquelle l’eau peut s’évaporer. Le capteur, dont les chercheurs estiment le coût de production industrielle à environ 3,5 euros (40dh) la pièce, étant intégré dans la plante, les variations hydriques des tissus y sont répercutées : si la plante épuise ses réserves hydriques, l’eau que contient la puce diminue. Lorsque le niveau d’eau atteint un seuil d’alerte, la puce envoie un signal (par fil ou sans fil) à un enregistreur de données, pour y être stockées et interprétées à l’échelle
de la parcelle. L’agriculteur est alors averti qu’il est temps d’arroser les plantes. Après l’irrigation, lorsque les cultures disposent de suffisamment d’eau, la puce reconstitue son humidité. Le cycle peut alors recommencer. Ce suivi dynamique et en temps réel devra permettre d’ajuster au plus près les apports en eau dans les vignobles et les vergers équipés : il sera possible d’éviter tout stress hydrique, mais également tout apport d’eau en trop grande quantité. Certains cépages tendent à développer plus leurs feuillages en présence d’eau en quantité trop importante. Un léger stress hydrique est nécessaire pour favoriser le développement des grappes. Les scientifiques viennent de passer à la phase d’essai de grande envergure. L’avancée que constitue ce capteur est rendue possible grâce au type de plantes concernées: la présence de bois permet de placer la puce facilement sans impacter la plante. Reste à concevoir les micro-puces, capables d’être implantées - sans trop d’efforts et à moindre coût - dans les herbacées : pour ce qui est du maïs, du sorgho ou du tournesol, la taille des plantes permet raisonnablement de percevoir un aboutissement technique dans les années à venir. Rien n’est moins sûr, dans un futur proche, pour ce qui est du colza, du blé, de l’orge, etc, du fait de leurs tiges de quelques millimètres de diamètre.
Ces mesures nécessitent toutefois du matériel de contrôle couteux et ne peuvent être mises en œuvre à l’échelle de la parcelle. Partant de ce constat, une équipe de chercheurs américains a souhaité développer une méthode, simple, précise et efficace, qui mesure les besoins en eau des plantes en permanence. Pour ce faire, chaque plante devrait être équipée de son propre capteur d’eau - c’est ce qu’a créé l’équipe de recherche de Cornell University. Le capteur, une puce électronique, 16
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Aspersion sous frondaison Un complément au goutte à goutte ? Yassine Jamali, Docteur Vétérinaire et Agriculteur
En agriculture, du fait de la raréfaction des ressources en eau, particulièrement au Sud de la méditerranée, l’irrigation gravitaire tend à être remplacée par des modes d’irrigation plus économes en eau et plus flexibles. En arboriculture, le goutte à goutte s’est imposé comme la panacée, permettant une efficience dépassant largement le gravitaire. L’aspersion sous frondaison n’est pratiquement jamais utilisée. Cette alternative ne présente-t-elle aucun avantage par rapport au goutte à goutte quel que soit le cas de figure ?
Cultures intercalaires
Omniprésentes dans les petits vergers familiaux de moins de 5 ha, elles consistent essentiellement en associations luzerne/grenadiers et luzerne/oliviers. Parfois la culture intercalaire est représentée par du bersim, des céréales ou des cultures maraichères. Qu’il s’agisse de fourrages ou de céréales, ces cultures intercalaires contribuent à la diversification des revenus de l’agriculteur et à la sécurité alimentaire au niveau national. Au niveau de l’exploitation, elles permettent de répartir les risques en alimentant un petit troupeau laitier ou ovin, ou par la vente de bottes de luzerne ou de semences ou en assurant l’autosuffisance de la famille en céréales et la vente du surplus. Il n’est donc pas envisageable pour le petit exploitant (polyculteur- éleveur) de renoncer à ces cultures intercalaires quels que soient les avantages du goutte à goutte sur le gravitaire. Aussi, le seul progrès en matière d’irrigation est-il dans ce cas là, l’aspersion sous frondaison. De plus, le calcul d’efficience hydrique devrait se faire en tenant compte de la double production, fruitière et fourragère ou céréalière. D’autre part, en période de pointe, quand les températures dépassent largement les 40°, ce qui est assez fréquent dans le Tadla
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ou le Haouz, il semble que l’apport en goutte à goutte ne suffit pas à éliminer le stress hydrique, contrairement aux vergers associés à la luzerne. Il est possible que le volume racinaire compris dans le bulbe d’humidité soit insuffisant pour acheminer la quantité d’eau nécessaire. Le goutte à goutte humidifie un volume de terre très inférieur à celui qu’humidifie l’aspersion. Donc lors d’une canicule, l’aspersion sécurisera mieux la récolte que le goutte à goutte. Autre problème concernant le goutte à goutte, l’accumulation de sels dans le faible volume, au point que la salinité atteint quelquefois un niveau toxique pour la plante. Il est évident que l’augmentation du volume du bulbe d’humidité (correspondant à une surface humectée de 60 à 100% de la surface du verger au lieu de 5 à 10% pour le goutte à goutte) diminuera d’autant la salinité. L’aspersion sous frondaison est donc un palliatif efficace de la salinité.
Production de matière organique
Le manque de matière organique est fréquent dans les sols marocains. La culture d’engrais verts en intercalaire est un moyen de l’augmenter puisque les résidus restitués
au sol l’enrichissent en matière organique. La production de matière organique, soit par les engrais verts, soit par les résidus de cultures nécessite une irrigation de type aspersion sous frondaison, plutôt que goutte à goutte. Enfin, les micro-asperseurs et micro-jets utilisés en arboriculture fonctionnent avec la même pression de service que le goutte à goutte, la consommation d’énergie reste donc comparable pour les deux modes d’irrigation.
Conclusion
Il est évident qu’en arboriculture pure, le goutte à goutte est généralement préférable à l’aspersion sous frondaison. Cependant, des spécificités sociales et foncières rendent les cultures intercalaires incontournables dans certaines exploitations. Dans ce cas-là, l’aspersion sous frondaison est préférable au goutte à goutte, tout en améliorant significativement l’efficience de l’eau par rapport à l’irrigation gravitaire. Le recours systématique au goutte à goutte doit être réévalué objectivement, sur la base de la valorisation du m3 d’eau, de l’unité de surface, et de l’UTH (Unité de Travail Humain).
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الري بالتنقيط
«
المصفاة القرصية وظيفة المصفاة الوحيدة في حالة المياه المتوسطة الجودة الى هي منع الشوائب العالقة سيئة (أنهار ،قنوات): و ليس معالجة المياه من وتسمى أيضا مصفاة برقائق ،و تتكون من هيكل بالستيكي ُم َقوَّ ى أو من فوالذ يشتمل البكتيريا و الحديد و الكلس أو على مجموعة من األقراص مصنوعة من المواد المذابة... البولي بروبيالن ذات سطح محزز .و يتم منع
مرور الشوائب من طرف التقاطعات العديدة لتلك الحزازات .و يتوفر الفلتر القرصي على سعة لتخزين الشوائب إكبر من الفلتر الشبكي. و يعتبر سعر المصفاة القرصية العادية ( من غير أي إضافات و غير أتوماتيكية) سعرا معتدال. وضع العديد من المصافي بشكل متوازي يسمح بالقيام بعملية التنظيف دون توقيف عملية التصفية .و يجب أن تكون القدرة على التصفية اكبر ب 1.5 مرة على األقل من الصبيب الواجب تصفيته .وعلى سبيل المثال ،إذا كان صبيب الشبكة هو 10م 3في الساعة، فإن صبيب الفلتر يجب أن يكون 15م/3 ساعة على األقل .و في حالة المياه ذات الحمولة الكبيرة من الشوائب يجب المرور إلى 2أو 2.5مرة من صبيب الشبكة.
دقة التصفية يجب أن تكون مالئمة ل ُم َو ِّزعات مياه السقي
صيانة و مراقبة المصافي
مراقبة حالة الرمال :ينصح بمراقبة حالةالرمال بالعين المجردة مرة في السنة و تغييرها حوالي كل 3إلى 5سنوات أو بوتيرة أكبر إذا ظلت متسخة بعد التنظيف. مستوى إرتفاع الرمال :في حالة الضرورة،يمكن إضافة بعض الرمال لتصل الى المستوى ُص ِّنعة. الموصى به من طرف الجهة الم َ
المصفاة الشبكية
المصافي البسيطة يمكن تفكيكها و تنظيفهايدويا ( ماء مضغوط و فرشاة). المصافي األكثر تطورا تكون مجهزة بمايلي: .فرشاة دوارة داخل الغربال وصمام تفريغ .و /او نظام امتصاص الشوائب (فوهات) .أو نظام للترسيب بفعل الدوامة المائية
في حالة اإلشتغال العادي ،فإن المصفاة يصيبها اإلختناق مع الوقت؛ لهذا يجب تنظيفها عندما تتسبب في إنخفاض الضغط بأكثر من 0.5بار .من أجل ذلك ،من الضروري وضع أجهزة لقياس الضغط قبل و بعد المصفاة و مراقبة الضغط بإنتظام أثناء إشتغال الشبكة. إذا أصبح تنظيف المصفاة يدويا يتم بوثيرة عالية (أكثر من 2إلى 3مرات في األسبوع)، الغسيل اليدوي :يمكن إزالة مجموعةفإنه يجب التفكير في جعلها أتوماتيكية .و األقراص من مكانها و فصلها عن بعضها في حالة التأكد من الحالة العامة للنظام و اإلطمئنان الى عدم و جود تغيرات سريعة البعض على محورها من أجل تنظيفها بالماء على جودة الماء ،يمكن التفكير في وضع المضغوط او عن طريق غطسها في الماء برمجة على أساس الساعة أو بوثيرة ثابتة ،مع الجافيل ما بين 12و 24ساعة في حالة وجود طحالب .وينصح بالتوفر على مجموعة بغض النظر عن مستوى إنسداد المصفاة. ثانية إحتياطية من األقراص. الغسيل المضاد اليدوي أو األتوماتيكي:الحركة المعاكسة للماء في اإلتجاه المضاد الغسيل المضاد :يعتبر الوسيلة الوحيدة تؤدي إلى تراخ األقراص و بالتالي إلى تحريرلتنظيف المصفاة الرملية .إن الضبط الجيد الشوائب في إتجاه منفد التفريغ .و هي عملية ل َ ِصمّام الغسل المضاد يجب أن يتم بمساعدة أكثر فعالية في التنظيف اليدوي البسيط؛ و ُّ َ َ الى الرمل ب س ت ب ن ج ت ل التركيب شركة رُّ ِ َ َ يمكن جعلها عملية أتوماتيكية في حالة الحاجة الخارج. إلى عمليات التنظيف بوثيرة عالية.
المصفاة القرصية
المصفاة الرملية
في جميع الحاالت فإن التصفية األتوماتيكيةال ُتغني أبدا عن مصفاة رملية عند المنبع بالنسبة للمياه كثيرة الشوائب َتحسُّباًلل َّت َوسُّع في عملية التصفية ،يجبترك المكان الكافي لألجهزة الممكن إضافتها (إضافة فلتر رملي ،وضع فالتر موازية)... أحيانا يحدث تردد بين أمرين: .التصفية األتوماتيكية ،و هي عملية معقدة و مرتفعة الكلفة .التصفية الم َُوسَّعة ،و هي عملية بسيطة لكن ليست دائما كافية؛ و يتوقف األمر على حسابات إقتصادية يمكن القيام بها بالتعاون مع شركة التركيب. -يجب التأكد من جودة مياه السقي
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تصنيف جودة المياه من أجل إختيار المصفاة المناسبة -مياه جوفية بصبيب منتظم أو بئر نقية و معتنى بها بشكل جيد
نوعية جيدة
مياه ذات محتوى ضعيف الكثافة من كاربونات الكالسيوم (أقل من 50مغ /لتر) أو نسبة ضعيفة من الحديد (أقل من 0.1مغ/ل) -مياه سطحية مع ترسيب للشوائب بشكل طبيعي (قناة مائية ،شبكة مائية)
جودة متوسطة
مياه بتطور بيولوجي ضعيف ،و بأقل من 100مغ/لتر من كاربونات الكالسيوم و محتوى من الحديد يقل عن 1.5مغ/كيلو -مياه خزان بتطور بيولوجي قوي (طحالب).... ،
جودة متدنية
مياه قنوات ،أنهار ،شبكات مائية بعد فيضانات أو أمطار قوية (محتوى كبير من المواد العالقة) ،مياه آبار متدهورة الجودة -مياه ذات كثافة تفوق 100مغ /لتر من كاربونات الكالسيوم أو نسبة من الحديد تفوق 1.5مغ/لتر
ثالثة معايير لتقييم جودة الماء ال َّت َع ُّكر
من خالل المالحظة بالعين المجردة ..... ماء صافي و بدون جزيئات مرئيةيعتبر ماء ضعيف الحمولة .و قد يكون مصدره شبكة مائية أو ثقب مائي أو بئر.
الترسيب
أخذ عينة ،بإرتفاع 1سم على األقل، من مياه الشبكة في وعاء شاف و بعد تحريكها يوضع الوعاء ،و بعد حوالي دقيقة من ذلك إذا ظهرت ترسبات ،فإن الماء يكون محتويا على شوائب تتجاوز 50ميكرون.
ماء متعكر مع وجود مواد عالقةيعتبر ماء بحمولة كبيرة ،و قد يكون مصدره مياه سطحية أو حوض.
ترسيب العناصر المعدنية في المحلول
الحديد و الكالسيوم يمكن ان يترسبا (صدأ و كلس) .وإذا كان يمكن إعادة إذابة الكلس عن طريق األحماض، فإنه يصعب فعل ذلك بالنسبة للحديد مما يجعل منه عنصرا مساعدا على تكون البكتيريا التي تخلق بدورها كثال هالمية تخنق الشبكة المائية بشكل تام. في منطقة معروفة بمياهها ذات الحمولة الكثيفة منالحديد ،فإنه من الضروري تحليل مياه السقي لمعرفة مدى صالحيتها لنظام الري بالتنقيط.
المصفاة الرملية
ويتم إختيار حجم حبات الرمل حسب الهدف من التصفية ،و كمثال على ذلك:
المصفاة الشبكية (الغربالية)
هذا النوع من المصافي مطلوب في حالة إرتفاع درجة مخاطر إنسداد نظام السقي ،أي في حالة إستخدام م َُو ِّزعات مائية منخفضة الصبيب (التنقيط ،الرش). و تتكون المصفاة الرملية من وعاء معدني قادر على مقاومة ضغط الشبكة ( 8أو 10 بار) يتم ملء 3/2حجمه بالرمل أو الحصى لتصفية الماء من حمولته الكبيرة. ويتم دائما وضع مصفاة شبكية أو قرصية خلف المصفاة الرملية للمزيد من التصفية.
200ميكرون رمال بحجم 0.95مم لتصفية حتى 130ميكرون و يفضل إستخدام مصافي ذات رمال متجانسة من حيث الحجم (نفس الحجم) ،و ذلك نظرا لميل الرمال إلى اإلختالط عند الغسيل المعاكس لشبكة السقي في حالة َت َكوُّ ن المصفاة من طبقات من رمال مختلفة األحجام ،مما يفقدها لفعاليتها.
تتكون المصفاة الشبكية من هيكل بالستيكي أو معدني وغربال أسطواني الشكل من البالستيك أو اإلينوكس .و اإلينوكس أكثر قوة و مقاومة ،بينما البالستيك فهو رخيص الثمن لكنه أقل مثانة .و يوجد في السوق باقة من هذا النوع من الفلترات قادرة على تصفية من 80الى 800ميكرون .و تتميز هذ المصفاة بسهولة تركيبها و صيانتها .و بصفة عامة تبقى المصفاة الشبكية هي األرخص بالنسبة للنماذج الصغيرة.
بخصوص المياه الجيدة ،قليلة الحمولة بخصوص المياه المتدهورة الجودة حبات رملية بحجم 1.35مم لتصفية حتى (مياه جوفية):(أنهار ،قنوات):
مصفاة رملية مصفاة قرصية
أقراص ذات سطح محزز www.agri-mag.com
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الري بالتنقيط
تصفية مياه السقي بالتنقيط تجهيزات ضرورية يجب اإلعتناء بنظام التصفية بشكل كبير ،وذلك لكون طول عمر العتاد و جودة عمليات السقي تتوقف كثيرا عليها .يتم اختيار مصفاة المياه (الفلتر) على أساس كل من: مدى جودة المياه ،وهل هي مياه جوفية أم مياه سطحية، مدى الحاجة الى تصفية ال ُم َو ِّزعات ،في حالة السقي بالتنقيط أو بالرشو من أجل تلبية حاجات كل حالة ،يوفر السوق أنواعا مختلفة من المصافي :مصافي رملية، مصافي شبكية (غرابل) و مصافي قُرْ صية. كما يمكن إضافة أدوات مساعدة لتسهيل عملية التنظيف بشكل أتوماتيكي. و يمكن اإلشارة إلى خمسة ( )5أسباب للزيادة في قدرة التصفية: تصفية بمستوى كبير يترتب عنها ضياعأقل في الضغط بعض المياه تستدعي التدخل كثيرا لتنظيفالمصفاة تعطي مرونة أكبر في حالة الرغبة فيتوسيع المساحة المسقية جودة المياه قد تتدهور مع الوقت (المياهالسطحية) تحد من إختناق األنابيب وتقلل منعمليات صيانة النظام .و في بعض الحاالت يحتاج األمر الى تصفية أولية في بداية شبكة الري. 21
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الكافية ليتم إبعادها بقوة الدوامة المائية .ويتم التصفية األولية وفي بعض الحاالت فان االمر يتطلب تصفية تحديد حجم جهاز الطرد المركزي هذا بحسب َق ْبلِيَّة عند مدخل المياه لشبكة الري. الصبيب المطلوب. المصفاة األولية )الكربينة( لإلشارة فان هذه التجهيزات اليمكن أبدا أن حين يكون مصدر الماء طبيعيا ،فانه من الضروري تزويد مدخل األنبوب في المنبع تكون بديال عن نظام التصفية. بمصفاة أولية ،وذلك بهدف منع دخول مواد بامكانها خنق األنابيب و إلحاق خسائر بالمضخة أو بجهاز تنظيم الضغط .ويكون حجم عين المصفاة حوالي 5مم .وفي حالة الثقوب المائية ( )forageفان أنبوب الحفر هو من يقوم بهذا الدور بحيث يعمل على ازالة الشوائب. جهاز الطرد المركزي (الهيدروسيكلون) ويتم وضع هذا النوع من الفلترات عند مدخل شبكة السقي ،وال يمكن أن يكون فعاال إال حين إشتغاله عند مستوى صبيبه اإلسمي ،حتى تتمكن جزيئات الشوائب من بلوغ السرعة www.agri-mag.com
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فإن الشبكة عرضة لإلنسداد بالحبيبات المعدنية (رمل ،طين) أو المواد العضوية )حشرات ،حيوانات ،طحالب )...أو الترسبات الكيميائية. ولمقاومة إنسداد القطارات يجب إتخاد اإلجراءات التالية: -1منع مرور األوساخ و المواد العالقة في المياه وذلك بوضع مصفاة ذات األسطوانات في حالة إستعمال مياه اآلبار ،و مصفاة رملية مع مصفاة ذات األسطوانات في حالة إستعمال مياه االسدود والخزانات. -2معالجة ترسبات األمالح المعدنية لمعالجة هذه الترسبات ،ينصح بإضافة الحامض الفوسفوري للمياه و تشغيل شبكة الري لمدة 30إلى 60دقيقة ثم يتم بعدها توقيف العملية لمدة 24ساعة ثم يتم غسل األنابيب. و لمعالجة ترسبات المواد العضوية(الطحالب) ،ينصح بإضافة ماء جافيل إلى مياه الري بتركيز من 1إلى 5 ميليغرام في اللتر من المادة الفعالة و ذلك بمعدل مرة كل 15يوما. ج -اإلجراءات الوقائية يجب إتخاد اإلجراءات التالية: * تشحيم المكونات الميكانيكية ألجهزة الري * ضبط كميات المياه الموزعة *غسل المصفاة كلما وجب ذلك * غسل الموزعات بحقن كميات من الحامض النتري أو الفسفوري مرة كل 15يوما * مراقبة توزيع المياه مرة كل شهر وذلك بقياس صبيب الموزعات *مراقبة مقياس الضغط حيث يجب أن تشغل الشبكة عادة ما بين 1.2و 1بار www.agri-mag.com
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جداول مهمة في عملية التسميد
* تتبع حموضة وملوحة المياه الموزعة و ختاما فإن أكبر التحديات التي تواجه الحاملة لألسمدة الفالحة المغربية تتلخص في رفع كفاءة * إفراغ األنابيب من المياه وغسلها عند الري بإعتماد نظم الري المقتصدة نهاية الموسم للموارد المائية ،وتحسين تدبير الري * عدم مزج مواد أو أسمدة غير متطابقة على مستوى الحقل. و بالكميات المناسبة.
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الري بالتنقيط
المصفاة الرملية أو بتنظيف الغرابيل و األسطوانات. /3-1المصفاة الرملية يتم تنظيف المصفاة الرملية أتوماتيكياأو يدويا و ذلك بتمرير الماء بصورة معاكسة داخل المصفاة عندما يتعدى الفرق في الضغط بين مدخل المصفاة ومخرجها 0.5بار حسب مؤشر مقياس الضغط. عند نهاية موسم الري ،ينصح بغسلالمصفاة و ذلك بالجريان المعاكس للماء ثم غسلها بمحلول مادة جافيل. إن وضع عداد للمياه و مقياس للضغطقبل و بعد المصفاة ضروري لمعرفة و تحديد المشاكل التي قد تحدث نتيجة الزيادة أو النقصان في كمية المياه أو الضغط.
الماء الخارج من المصفاة و كمية الماء التي تمرعبرها؛ و تغيير الغرابيل أو األسطوانات الداخلية المتضررة. .4معدات التسميد: تتكون معدات التسميد عادة من: إناء إلذابة األسمدة في الماء حاقن لمواد التسميد -آلة لخلط و مزج األسمدة
معدات فرعية من قنوات ومصفات. .5القنوات يستحسن دفن القنوات الرئيسية تحت سطح األرض حتى ال تتأثر بأشعة الشمس؛ كما يجب وضع باقي القنوات الفرعية واألنابيب الصغيرة في مكان مظلل بعيداً عن الرطوبة عند نهاية الموسم الزراعي و غسل هذه القنوات من حين إلى آخر. يجب حقن األسمدة دائما ً قبل المصفاة األخيرة ،و ذلك لتجنب إنسداد موزعات الماء بالمواد المُسمِّدة غير الذائبة ،كما يجب أيضا تنظيف إناء إذابة األسمدة قبل كل عملية و المحافظة على حاقن األسمدة بغسله من حين إلى آخر خاصة عند نهاية موسم الري و ذلك بتشغيله بالماء الصافي فقط. ب -مقاومة إنسداد النقاطات يعتبر اإلنسداد من أكبر المشاكل التي تواجه إستعمال الري بالتنقيط ،و ذلك ألن الماء يجري بكميات قليلة وبضغط منخفض عبر النقاطات أو الفتحات الصغيرة لموزعات الماء ،وبالتالي
/3-2المصفاة األسطوانية يجب تنظيف المصفاة األسطوانية بإستمرار ،لتجنب إنخفاض ضغط 23
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السدود أو الوديان )ماء محمل باألوحال،األوراق اليابسة ،الطحالب أو الرمال(: مصفات رملية +مصفات باألسطوانات بركة مائية أو صهريج )ماء محملبالطحالب والبكتيريا واألوساخ(: مصفات رملية +مصفات باألسطوانات -3الظروف المناخية يتوقف مقدار الكمية اليومية من مياه الري على مدى حاجة المزروعات و الظروف المناخية ،و باألخص منها كميات األمطار و مستوى الحرارة. -4النبات يمكن إستعمال الري بالتنقيط لري كل النباتات بما فيها القمح و الشمندر السكري و الفصة و الذرة و غيرها.
التقنيات الزراعية المالئمة للري بالتنقيط
-1تحديد البعد بين الخطوط والنبتات الري الموضعي ليس له أي قيد أو شرط بخصوص البعد بين الخطوط أو النبتات وتبقى خصوصيات هذه األبعاد خاضعة بصفة خاصة لنوعية النبات والتربة وعلى سبيل اإلشارة. www.agri-mag.com
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خدمة التربةفيها األمالح و المواد العالقة الصلبة يتطلب الري بالتنقيط خدمة جيدة للتربة مما يتسبب في إنسداد موزعات الماء أو حيث يكسر الطوب الكبير والمتوسط النقاطات. الذي يكون سببا في توزيع سيئ لمياه الري .كما أن تحليل التربة له أهمية كبيرة أ -صيانة الشبكة ّ في إستعمال الري بالتنقيط ،لكونه يساعد .1الخزان: على تحديد كميات المواد المخصبة التي يجب تنظيف كامل الخزان بإستمرار من يجب إعطاؤها والتي تتغير حسب نوعية التربة و المواد الصلبة حتى ال تمر عبر النبات و فترة النمو و الكمية الموجود في قنوات الري. التربة. .2المضخة: تحتاج المضخة إلى صيانة دورية تغطية التربة بالبالستيكمستمرة مثل َت َف ُّقد الزيت و تغييره عند للغطاء البالستيكي فوائد كثيرة أهمها: الضرورة ،إضافة إلى تنظيف مصفاة • الحفاظ على رطوبة التربة الهواء و مصفاة الزيت و تغييرها. • الرفع من درجة حرارة التربة كما يجب أن تكون المضخة في مكان • منع نمو األعشاب الضارة يحميها من المطر و أشعة الشمس مما يساعد على الزيادة في كمية المنتوج المباشرة ،و مثبتة على قاعدة إسمنتية وتحسين جودته. مرتفعة على األرض. .3المصافي: تتكون عادة من مصفاة رملية و مصفاة صيانة شبكة الري بالتنقيط تتميز طرق الري الحديثة و خاصة ذات غرابيل أو أسطوانات تصلح لتنقية منها الري بالتنقيط بكلفتها المرتفعة؛ الماء قبل عبوره إلى القنوات. مما يستلزم المحافظة عليها وصيانتها يجب غسل هذه المصافي بصفة دورية بإستمرار وإستعمالها بصورة سليمة من حسب كمية األوحال والمعلقات الموجودة أجل إطالة مدة إستغاللها ،كما تتميز مياه في الماء .تتم هذه العملية من خالل الري عادة بنوعية رديئة نسبيا إذ تكثر تمرير الماء بصورة معاكسة داخل Agriculture du Maghreb N° 109 - Février 2018
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الري بالتنقيط مختلف األشكال الطبوغرافية للقطعاألرضية •اإلقتصاد في إستعمال المياه؛ •تحسين اإلنتاج كما وكيفا. تقليل فرص نمو الحشائش والنباتاتالضارة نتيجة تقليص المساحة المروية حول النبات ،مما ال يتيح لهذه الحشائش الحصول على الماء الالزم للنمو. تسهيل عملية الزراعة؛ نظراً إلى عدمري المنطقة الفاصلة بين وجود النباتات. إمكانية تقديم األسمدة والمبيدات فينفس وقت الري. مالءمتها للمناطق ذات الميل الشديد،فهذه الطريقة ال تحتاج إلى تسوية السطوح. بشكل تلقائي من خالل إمكانية تشغيلهاٍ أجهزة قياس رطوبة التربة.
توزيع المياه. إعتماده على تقنيات متطورة تتطلب من -2اإلقتصاد في تكاليف اإلنتاج يسمح الري بالتنقيط من تقليص اليد الفالح بعض المهارات. العاملة خصوصا إذا أستعملت الوسائل -إمكانية تلف األنابيب البالستيكية بفعل األتوماتيكية ،بحيث أن شخصا واحدا القوارض. يمكنه أن يسير عملية الري؛ كما يمكن أيضا من إستعمال بعض المعدات الخاصة ظروف إستعمال كاألغطية البالستيكية السوداء لمحاربة الري بالتنقيط األعشاب الطفيلية والحفاظ على رطوبة يتأثر نظام الري بالتنقيط بنوعية التربة وبجودة مياه الري و بالظروف المناخية التربة والرفع من درجة حرارتها. و نوعية المزروعات ،و نوعية المعدات مصاعب السقي بالتنقيط التي تتطلبها كل حالة على حدة. الكلفة العالية ،حيث يحتاج في البدايةإلى شبكة كبيرة من األنابيب والنقاطات -1 .التربة إمكانية إنسداد ثقوب النقاطات بالرواسب * في التربة الرملية يكون إرتشاح الماءواألمالح ،ومحتويات مياه الري. متجها أكثر نحو األعماق (توزيع عمودي إختالف الضغط المائي على طول للمياه) ،لهذا يجب ،في مثل هذه الحالة،األنبوب ،مما يؤدي إلى عدم اإلنتظام في إستعمال موزعات ذات صبيب ضعيف مع الرفع من عدد الرّ يّات في اليوم لتلبية حاجيات النبات. (الحمري مثال) * في التربة المتوسطة َ يكون إرتشاح المياه متوازنا أفقيا و عموديا ،لذا تستعمل موزعات ذات صبيب متوسط. -2المياه األراضي الرملية تتطلب كميات قليلة من المياه في كل رية ولكن بتردد كبير في حين تتطلب األراضي الطينية كميات كبيرة من المياه ولكن بتردد ضعيف. إحترام إحتياجات النباتات من المياه يتطلب التحكم في كمية المياه المناسبة في الوقت المناسب والمكان المناسب. يجب أن تتمة تصفية المياه حسب مصدرها: البئر)ماء صافي(:مصفاتباألسطوانات
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إلى ضياع كبير في المياه واألسمدة.
ُمكَ ِّونات النظام
وحدة التح ّكم الرئيسية: ُتر َّكب عند مصدر المياه ،وتتكوّ ن من مضخة للمياه ،ووحدة تنقية الماء قبل دخوله إلى الشبكة .كما يمكن تركيب أجهزة القياس المختلفة؛ مثل :اجهزة لقياس ضغط المياه ،وأخرى لقياس تصريف المياه. المواسير: وغالبا ً تستخدم مواسير PVCأو مواسير ، PEحيث تنقل المياه من المصدر و وحدة التحكم الرئيسية إلى خراطيم التنقيط.
يوزع حسب حاجة المزروعاتاليومية بدال من تتبع دورة سقوية. و من مميزات الري بالتنقيط: •ال تروى إال رقعة محدودة من التربة؛ •يستعمل بكميات قليلة وبضغط منخفض؛ •ال يبلل أوراق النبات؛ و بالتالي يحمي النبات من اآلفات الزراعية نتيجة بقاء الغطاء الخضري جافا ً. •يمكن من توزيع األسمدة مع مياه الري؛ •يمكن من إستعمال تقنيات أوتوماتيكية؛ •تبخر محدود للمياه؛
•يتالءم مع: جميع أنواع التربة الزراعات المعتمدة -مختلف حاالت المياه المتوفرة
أنابيب التنقيط: تصنع عادة من مادة البولي إيتيلين، حيث تحتوي علي مواد مضادة ألشعة ّ وتوزع هذه الخراطيم فوق الشمس، سطح األرض ،وتمتد إلى جوار النباتات أو بينها ،و تركب النقاطات عليها. النقاطات: وهي الجزء النهائي والمهم في شبكة التنقيط ،حيث يخرج منها الماء في صورة ت لها مع ّدل تصريف منتظم ،وغالبا ً قطرا ٍ تصنع النقاطات من البالستيك ذي قوة التحمل العالية.
مزايا الري بالتنقيط
-1اإلقتصاد في الماء: إن كفاءة الري بالتنقيط العالية ال ترجع فقط إلى التجهيزات والمعدات الخاصة به ،بل تعود أيضا إلى عاملين أساسين و هما أن: الماء يصل إلى جذور النبات بأقلتبخر وأقل تسرب إلى أعماق التربة؛ www.agri-mag.com
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الري بالتنقيط
نظام السقي بالتنقيط مومن محمد -خبير ري
يعتبر المغرب من الدول ذات الموارد المائية المحدودة .بل ستتفاقم وضعيته أكثر بفعل التزايد الديموغرافي و التقلبات المناخية ،خاصة في الزراعة التي ستواجه عجزا مائيا كبيرا في المستقبل بحكم إرتفاع الطلب على الغذاء ،والمنافسة على الموارد المائية ،و الجفاف ،واإلستهالك المتزايد للمياه .وعلى الرغم من َت َب ِّني وسائل السقي الحديثة في الفالحة المغربية كالري بالتنقيط ،فإن كفاءتها تتوقف على مدى خبرة الفالح في تدبير مياه السقي ،و على تصميم شبكات الري وصيانتها. و الواقع أن السلطات الوصية قد ْأولت أهمية بالغة لتوسيع رقعة المساحات المجهزة بتقنيات الري بالتنقيط؛ و ذلك بهدف تحويل ما يناهز 550ألف هكتار من األراضي المسقية إلى إعتماد نظام الري بالتنقيط في أفق سنة .2020و من أجل ذلك ،إتخذ برنامج مخطط المغرب األخضر عدة إجراءات من أهمها: تحديث شبكات الري العمومية لجعلها تتالءم ومتطلبات الري بالتنقيط؛ تقديم الدعم المالي (من 80إلى 100 %من كلفة التجهيز) إلعتماد تقنيات الري بالتنقيط؛ تعميم اإلرشاد الزراعي المائي والرفع من قدرات األطر و الفالحين.تزويد النباتات بحاجاتها اليومية من المياه نظام الري بالتنقيط مما يساعد على الحصول على إنتاج الري بالتنقيط تقنية حديثة تهدف إلى جيد كما و نوعا ،عكس الري السطحي توزيع المياه بالقرب من الجذور ،بكميات و الري بالرش ،حيث يتم تزويد النبات قليلة وبصفة مركزة ومستمرة تمكن من بالماء لتلبية حاجياته لمدة طويلة ،تتعدى
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في بعض األحيان أسبوعا كامال ،بحيث يستفيد النبات فيها بشكل مفرط في األيام األولى بعد عملية الري ثم يليها خصاص في آخر الدورة السقوية؛ مما يؤدي إلى ضعف في كمية وجودة المنتوج ،إضافة
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ملحق العدد 109 فبراير 2018 مجلة مهنية مختصة بقطاع الخضر و الفواكه ،الحبوب ،الزراعات السكرية و تربية المواشي
نظام السقي بالتنقيط
تصفية مياه السقي بالتنقيط www.agri-mag.com
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