شوری خاک چیست؟

شوری خاک اندازه­ گیری غلظت همه نمک­ های محلول در آب خاک است و معمولا به عنوان هدایت الکتریکی(EC) بیان می­ شود. نمک ­های معدنی محلول عبارتند از کاتیون­ ها: سدیم (+Na)، کلسیم (+Ca۲)، منیزیم (+Mg۲)، پتاسیم (+K ) و آنیون­ ها: کلرید (Cl) ، سولفات (۴۲)، بی کربنات (HCO۳) ، کربنات(CO۳۲) و نیترات (NO۳). در صورتی که آب­ خاک بیش از حد شور  باشد ممکن است حاوی بور(B)، سلنیوم (Se)، استرانسیوم (Sr)، لیتیوم (Li)، سیلیس (Si)، روبییدیوم (Rb)، مولیبدن (Mo)، منگنز (Mn)، باریم (Ba) و آلومینیوم (Al)  باشد،که  ممکن است برخی از آن­ ها برای گیاهان و حیوانات سمی باشند.

در صورتی که هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک بزرگتر مساوی ۴ دسی زیمنس در دمای ۲۵ درجه باشد، به خاک شور گفته می ­شود. بررسی سدیمی بودن خاک اندازه­ گیری یون های سدیم در آب خاک نسبت به یون­ های کلسیم و منیزیم است یا به عنوان نسبت جذب سدیم (SAR) یا به عنوان درصد سدیم قابل تعویض (ESP)  بیان می­ گردد.

اگر

 

خاک به عنوان خاک سدیمی شناخته می­ شود. در خاک­ های شور_سدیمی شروط مربوط به شور بودن و سدیمی بودن همزمان برقرار است. شوری به طور کلی به عنوان کل املاح محلول (TDS) بر حسب میلی گرم در لیتر (mgr/lit) یا بخش در میلیون (ppm) و یا به­ عنوان کل نمک محلول (TSS) بر حسب میلی اکی والان در لیتر (meg/lit) بیان می ­شود. شوری(EC) در ابتدا به صورت میلی موس در سانتی متر (mmohs/cm) اندازه­ گیری شد(یک واحد قدیمی که اکنون منسوخ شده است). اکنون دانشمندان سیستم­ های SI را به­ کار می ­برند که در آن mho توسط زیمنس (S) جایگزین شده است. واحدهایی که برای بیان مقدار شوری امروزه استفاده می ­شوند:

میلی زیمنس در سانتی متر (ms/cm)

دسی زیمنس در متر (ds/m)

علل شوری خاک

دلایل زیادی برای شوری خاک وجود دارد که مهم­ترین آن ها به شرح زیر است:

  • شوری ذاتی خاک (هوازدگی سنگ ها، مواد اصلی)
  • استفاده آب آبیاری شور
  • نفوذ آب دریاها به اراضی ساحلی و کاهش سطح آب سفره آب زیرزمینی شیرین به دلیل استخراج بیش ­از­ اندازه و صعود سفره آب­ زیرزمینی
  • تبخیر سطحی و تعرق گیاه
  • استفاده بیش از حد از کودهای شیمیایی (کودهای شیمیایی و مزرعه)
  • استفاده اصلاح­ گرهای خاک (آهک و گچ)
  • استفاده از فاضلاب و یا کاربرد فاضلاب تصفیه شده
  • رها سازی آب شور صنعتی روی خاک

 شوری خاک

توسعه شوری خاک در بخش کشاورزی و مناطق ساحلی: a) شوری جویچه آبیاری در مزرعه تحت .شن جو، b)  شوری اراضی تحت آبیاری بارانی، c) شوری به دلیل نفوذ آب دریا در اراضی ساحلی

شوری با آب آبیاری

به طور کلی این اعتقاد که آبیاری با آب شیرین برای تولید بهینه محصولات زراعی بی­ خطر است، برای مدت کوتاه صادق است. در صورتی که این آب در طی مدت طولانی بدون مدیریت شوری مورد استفاده قرار گیرد، مقدار قابل توجهی نمک به خاک اضافه می شود. به عنوان نمونه فرض کنید آب شیرین (EC: 0.2 ds/m) برای آبیاری محصول استفاده می­ شود و ۸۵۰۰ متر مکعب در هکتار (۸۵۰ میلی متر) از این آب در کل فصل زراعی استفاده می­ شود. آب EC: 0.2 ds/m حاوی تقریباً ۱۲۸ میلی گرم در لیتر نمک (۰/۲ ضربدر  ۶۴۰) است که معادل ۰/۱۲۸ کیلوگرم در هر متر مکعب آب آبیاری است. در طی فصل زراعی، ۱۰۸۸ کیلوگرم نمک از این طریق با آب آبیاری به هر هکتار اضافه می ­شود. اگر فرض کنیم ماده خشک برداشت شده از هر هکتار در حدود ۱۵ تن است و وزن کل نمک­ های موجود در زیست توده برداشت شده محصول ۳/۵ درصد باشد، پس مقدار نمک برداشت شده با محصول ۵۲۵ کیلوگرم است. ۵۶۳ کیلوگرم نمک به طور مستقیم در خاک یا در بخش ­های گیاه باقی­ خواهد ماند که با کشت و پوسیدگی متعاقب زیست توده گیاهی به خاک برگردانده می ­شود. از آنجا که در واقعیت به احتمال زیاد از آب با شوری بالاتر برای آبیاری استفاده می­ شود برای جلوگیری از شوری اراضی، باید یک برنامه مدیریت شوری برای تقریباً همه محصولات کشاورزی آبیاری، به ویژه محصولاتی که در مناطق کم باران طبیعی رشد می کنند، اجرا شود.

شوری با آب آبیاری

کنترل شوری و روش­ های آبیاری

از آنجا که در مناطق خشک و نیمه خشک بارندگی سالانه به منظور شستشوی نمک ­ها کافی نیست،  نمک زدایی ضروری است. در این مناطق به دلیل دسترسی کم به آب شیرین استفاده از آب شور برای کشاورزی امری ضروری و اجتناب­ ناپذیر است. بنابراین انتخاب یک سیستم آبیاری مناسب با توجه به شرایط خاک، سطح شوری آب، نوع محصول و منابع موجود مهم است. انتخاب صحیح می ­تواند به کشاورز این امکان را بدهد که بدون آلودگی خطرات شوری به خاک، شوری خاک ناشی از آبیاری را در سطح قابل قبولی مدیریت کند.

ایجاد پوسته نمک در سطح خاک

 

آبیاری  جویچه ­ای

در روش آبیاری جوی ­و­ پشته­ ای، کانال ­های کوچکی در ابتدا ایجاد می شود تا آب آن­ ها را به گیاهان انتقال دهد. توسعه منطقه شوری در سیستم جویچه­ ای به جویچه تحت آبیاری بستگی دارد. در صورتی که تمام جویچه ­ها تحت آبیاری باشند، بر روی مرکز پشته حداکثر میزان توسعه شوری مشاهده می­ گردد. از این مناطق بالقوه شوری باید هنگام کاشت بذر جلوگیری کرد.

کاشت در منطقه انباشت نمک منجر به مرگ گیاه خواهد شد

کاشت در منطقه انباشت نمک منجر به مرگ گیاه خواهد شد

 

راههای مبارزه با شوری خاک

 

راههای مبارزه با شوری خاک

راههای مبارزه با شوری خاک

راههای مبارزه با شوری خاک

آبیاری نواری

در هنگام استفاده از سیستم آبیاری نواری­، زمین به قطعات مختلفی تقسیم می­ شود که هر یک از آن­ ها برای تأمین آب، با پشته­ های مختلف احاطه شده­ اند. آب از طریق کانال­ های کوچک آب به خاک اعمال می­ شود. با اعمال آب آبیاری بیش از نیاز گیاه می ­توان نمک­ ها را از منطقه توسعه ریشه خارج نمود. صعود موئینه پس از آبیاری می­ تواند موجب توسعه پوسته نمکی پس از آبیاری گردد.

آبیاری بارانی

سیستم آبیاری بارانی شبیه به بارندگی است یعنی آب روی سطح خاک پاشیده می ­شود. سیستم بارانی نیاز دارد که لوله ها در عمق مشخص در خاک دفن شوند و آب برای آبیاری به این لوله ها وارد شود. سیستم های بارانی غالبا امکان استفاده مؤثر و اقتصادی از آب را دارند و تلفات نفوذعمقی را کاهش می ­دهند. در صورتی که نیار آبی گیاه در این نوع آبیاری تامین شود، مشکلات مربوط زهکشی و رواناب کاهش می­ یابد، که به نوبه خود باید کنترل شوری را بهبود بخشد.

آبیاری قطره ­ای

موثرترین روش در بین تمامی روش­ های نوین آبیاری، روش آبیاری قطره ای است. در این سیستم، آبیاری به صورت روزانه برای تامین نیاز آبی گیاهان اعمال می ­شود. همچنین آبیاری قطره برای انتقال مواد مغذی به منطقه ریشه ایده آل است­، بنابراین کارایی مواد مغذی را بهینه می­ کند. آبیاری قطره ­ای  نسبت به آبیاری بارانی اولویت دارد زیرا در آبیاری بارانی ممکن است سوختن برگ گونه ­های حساس رخ دهد که عموما با آبیاری قطره­ ای این اتفاق نمی­ افتد. اما از آن­جا که تمام آب­ هایی که در آبیاری سطحی مورد استفاده قرار می­ گیرد دارای نمک ­است و در آبیاری قطره­ ای تنها به اندازه نیاز آبی گیاه، آبیاری اعمال می­ شود به مرور شاهد تجمع نمک در اطراف پیاز رطوبتی خواهیم بود. برای جلوگیری از آسیب دیدن ریشه گیاه و مشاهده پدیده تجمع نمک پس بارندگی در سطح خاک توصیه می­ شود همواره کمی بیشتر از نیاز آبی گیاه آبیاری اعمال شود و در صورت بارندگی­، در زمان بارش و چند ساعت پس از آن نیز آبیاری صورت گیرد.

راههای مبارزه با شوری خاک

شاخص های بصری شوری خاک

با توسعه شوری خاک در بخش های تحت کشاورزی آبی، می ­توان به راحتی اثرات آن بر خصوصیات خاک و رشد گیاهان را مشاهده کرد .شاخص های بصری شوری خاک شامل موارد زیر است:

  1. ایجاد یک پوسته نمکی سفید
  2. لکه های نمکی روی سطح خاک خشک
  3. عدم جوانه زنی و یا کاهش جوانه­زنی بذر
  4. کاهش قدرت گیاه
  5. آسیب به شاخ و برگ – سوختگی برگ
  6. تغییرات مشخصی در رنگ و شکل برگ رخ می­دهد
  7. درختان مرده یا در حال مرگ هستند
  8. منطقه آسیب دیده پس از بارندگی بدتر می شود
  9. غرقاب­شدگی

شاخص های بصری خاک سدیمی

پیش بینی سدیمی بودن خاک از نظر شاخص­ های بصری به روش های زیر قابل پیش بینی است:

  • رشد رویشی ضعیف­ تر از حد طبیعی، که تنها تعداد کمی از گیاهان زنده مانده ­اند و یا با بسیاری از گیاهان و درختان کوتاه هستند.
  • ارتفاع متغیر گیاهان
  • نفوذ آب باران به سختی صورت گیرد
  • گیاهان دارای ریشه­ه ای کم ­عمق باشند
  • ایجاد لکه­ های سیاه در سطح خاک
  • نیروی زیادی برای خاکورزی مورد نیاز است(خصوصاً در خاکهای با بافت خوب

خسارت ­­های ناشی از شوری خاک

  1. از دست دادن تنوع زیستی و اختلال در اکوسیستم
  2. کاهش در عملکرد محصول
  3. بیابان­ زایی اراضی که سابقا پربار بودند
  4. افزایش تعداد گیاهان مرده
  5. افزایش خطر فرسایش خاک به دلیل از بین رفتن پوشش گیاهی
  6. آلودگی آب آشامیدنی
  7. جاده ها و پایه های ساختمان با تجمع نمک در ساختار طبیعی خاک تضعیف می­ شوند
  8. کاهش فعالیت بیولوژیکی خاک به دلیل بالا رفتن سطح آب شور

روش­ های فیزیکی احیای خاک

چندین روش فیزیکی برای احیای خاک وجود دارد­، اگرچه همه این روش ­ها برای یک وضعیت معین مورد نیاز نیست. تشخیص ویژگی­ های محل می­ تواند به شما امکان دهد مناسب ­ترین روش را برای اصلاح انتخاب کنید. متداول­ ترین روشی که برای اصلاح خاک استفاده می­ شوند به شرح زیر هستند:

  • تراز کردن
  • شخم عمیق
  • مخلوط شن با خاک دارای بافت سنگین- پاشیدن شن
  • شکل دهی بستر بذر برای کاهش اثرات شوری – روش ­های خاک ورزی
  • برداشتن فیزیکی پوسته سطحی نمک – نمک زدایی

روش ­های شیمیایی احیای خاک

استفاده از گچ برای بازیابی خاک سدیمی

استفاده از اسیدها برای بازیابی خاک ­های آهکی _ سدیمی

استفاده از گوگرد عنصری برای بازیابی خاک ­های آهکی-سدیمی

 

روش ­های هیدرولوژی احیا خاک

روش های هیدرولوژیکی به طور کلی شامل آبیاری، آبشویی و زهکشی است.