הערכה משולבת של כשירות מי תהום להשקיה באמצעות מדדי הידרוכימיה ואינדקס איכות מי השקיה (IWQI) באקסום, טיגריי, אתיופיה

מדוע מים טובים חשובים לחקלאים

באזורים יבשים וחצי-יבשים, חקלאים מסתמכים לעיתים קרובות על בארות במקום על נהרות כדי להניע את גידולי השדה. אך לא כל מי התהום שווים: אם הם מכילים יותר מדי מלח, הם עלולים במרוצת זמן להרוס את הקרקע ולהקטין את התבואה. מחקר זה בוחן את מי התהום סביב העיר ההיסטורית אקסום בצפון אתיופיה ושואל שאלה פשוטה אך חיונית: האם המים בבארות המקומיות בטוחים לשימוש להשקיה לאורך זמן?

הרקע: חוות על אדמה געשית צמאה

אקסום וסביבתה שוכנות בנוף געשי מחוספס של גבעות, רמות ועמקים. הגשם יורד רק כמה חודשים בשנה, ולכן החקלאים תלויים במידה רבה במי התהום המאוחסנים בבזלת הסדוקה ובסלעים אחרים שמתחת לשדותיהם. מחקרים קודמים באזור הראו כי חלק מהבארות לא עמדו בתקני מי שתייה. עם זאת, מעטים בדקו באופן שיטתי האם מים אלה עלולים לפגוע בקרקעות או בגידולים כשהם משמשים להשקיה. מאחר שאתיופיה כבר מתמודדת עם קרקעות מושפעות ממליחות, הבנת הסיכונים להשקיה באקסום חיונית להגנה על ייצור המזון ומקורות המחיה הכפריים.

כיצד נבדקו ונסקרו המים

החוקרים אספו 19 דגימות מים מבארות עמוקות ורגילות, מבארות חפר-יד, ממעיין וממקור משטחי אחד. במעבדה מדדו רכיבים מומסים נפוצים במים, כגון סידן, מגנזיום, נתרן, סולפט, כלוריד וביקרבונט, וכן את תכולת המלח הכללית. מהמדידות הללו חישבו כמה מדדים סטנדרטיים המקובלים בעולם להערכת מי השקיה, כולל חומרים מומסים כוללים, מוליכות חשמלית ושיטות שונות להשוואת הנתרן לאלמנטים אחרים המשמרים את מבנה הקרקע. לאחר מכן שילבו את הגורמים החשובים ביותר לציון יחיד שנקרא אינדקס איכות מי השקיה (IWQI), שמדרג מים מ"ללא הגבלה" עד "הגבלה חמורה" לשימוש חקלאי.

מה שנמצא מתחת לשדות

טביעות האצבע הכימיות של המים הראו שהם בעיקר תוצאה של גשמים שחודרים לסלעים הוולקניים וממיסים מינרלים כגון פחמתי וסולפטים בדרך. הסידן והמגנזיום היו היונים החיוביים השולטים, בעוד שביקרבונט וסולפט היו היונים השליליים העיקריים. איזון זה הוא חדשות טובות לקרקעות, שכן הוא שומר על רמות נתרן — מניע מרכזי לסתימה של פני הקרקע ולקשיי ניקוז — ברמות יחסית נמוכות. מדדי סיכון נתרני, כולל יחס ספיחת נתרן, אחוז נתרן, פחמתי נותרי של נתרן ומדד קלי, שייכו את כל הדגימות לטווח הבטוח להשקיה. במילים אחרות, המים אינם צפויים לגרום לנפיחות, לסתימה או לאובדן מבנה של חלקיקי החימר בקרקע.

היכן המליחות מתחילה להיות בעייתית

התמונה הייתה פחות מושלמת מעט כאשר הצוות בחן את המליחות הכוללת. רוב הדגימות הראו מוליכות חשמלית ותכולת חומרים מומסים כוללים מתונים, כלומר היו טריים או מליחים במידה קלה בלבד. עם זאת, כ-5% מהדגימות — בעיקר מדגימה אחת מבאר עמוקה בדרום-מערב — היו מלוחות מספיק כדי להוות סיכון לחלק מהגידולים הרגישים או לקרקעות עם ניקוז לקוי. מדד קשירות קרקע קשור גם הוא ציין שטח זה כפחות מתאים. במיפוי התוצאות עלה דפוס ברור: מי התהום המיועדים להשקיה טובים יותר בצפון-מזרח והם מליחים יותר ככל שמתקדמים לכיוון דרום-מערב, מה המשקף מסלולי זרימה ארוכים יותר ואינטראקציה חזקה יותר בין מים לסלעים בכיוון זה.

ציון יחיד ומה משמעותו לחקלאים

כאשר כל המדדים המרכזיים שולבו ל-IWQI, כמעט 95% מהדגימות נפלו בקטגוריה הטובה ביותר, כלומר ניתן להשתמש בהן ברוב סוגי הקרקעות עם דאגה מועטה מצטברות מלחי או נתרן, בתנאי שהחקלאים ישתמשו במים נוספים להדחת המלח כלפי מטה. רק דגימה אחת נכללה בקבוצת "הגבלה קלה", מה שמציין זהירות בקרקעות חמרתיות כבדות והצורך להימנע מגידולים רגישים מאוד למלח כגון שעועית, גזרים, בצלים, חסה, תותים, פלפלים ותירס באזורים אלה. כללית, המחקר מסכם כי מי התהום סביב אקסום בטוחים בדרך כלל להשקיה, כאשר רק אזורים קטנים דורשים ניהול זהיר. על ידי הפיכת כימיה מורכבת למפות ברורות ואינדקס פשוט, העבודה נותנת לתכנונים מקומיים ולחקלאים הנחיות מעשיות להגנה על קרקעותיהם, לבחירת גידולים מתאימים ולשימוש בר-קיימא יותר במשאבי המים המוגבלים שלהם.

ציטוט: Ataklti, B., Tesema, F.W. & Berhe, B.A. Integrated evaluation of groundwater irrigation suitability using hydrochemical indices and irrigation water quality index (IWQI) in Aksum, Tigray, Ethiopia. Sci Rep 16, 11072 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40682-5

מילות מפתח: השקיה במי תהום, איכות מים, מליחות, אתיופיה, חקלאות בת קיימא