دانشنامه جامع جهانی خشکسالی، کمآبی22
فصل بیستودوم
دانشنامه جامع جهانی خشکسالی، کمآبی، شوری و بیابانزدایی
نمونهبرداری و آزمایش خاک و آب برای تشخیص شوری، سدیمی بودن و مشکلات ناحیه ریشه
مقدمه
وقتی یک کشاورز با کاهش رشد، زردی برگ، سوختگی حاشیه برگ، کاهش محصول یا خشک شدن تدریجی درختان مواجه میشود، یکی از مهمترین پرسشها این است:
آیا مشکل از شوری خاک و آب است یا علت دیگری دارد؟
پاسخ این سؤال را نمیتوان همیشه از ظاهر خاک یا برگ به دست آورد.
ممکن است خاک ظاهراً خوب باشد ولی EC آن بالا باشد. همچنین ممکن است آب آبیاری برای یک محصول قابل قبول باشد اما در اثر زهکشی ضعیف، نمک بهتدریج در ناحیه ریشه تجمع پیدا کند.
به همین دلیل، نمونهبرداری صحیح و آزمایش خاک و آب، پایه تصمیمگیری علمی برای اصلاح زمین کشاورزی است.
—
۱. چرا آزمایش خاک اهمیت دارد؟
خاک فقط محل قرار گرفتن ریشه نیست.
محیط ریشه شامل مجموعهای از عوامل است:
– آب
– هوا
– املاح
– مواد غذایی
– ذرات خاک
– ماده آلی
– میکروارگانیسمها
– کاتیونهای تبادلی
– ساختار و تخلخل خاک.
اگر تعادل این عوامل برهم بخورد، رشد گیاه کاهش پیدا میکند.
در مورد شوری، مهمترین سؤال این است که:
چه مقدار نمک در محلول خاک وجود دارد و این نمک در چه عمقی و در کدام قسمت زمین تجمع کرده است؟
—
۲. EC خاک چیست؟
EC یا هدایت الکتریکی یکی از مهمترین شاخصهای ارزیابی شوری خاک است.
هرچه مقدار یونهای محلول در آب خاک بیشتر باشد، معمولاً هدایت الکتریکی افزایش مییابد.
اما یک نکته بسیار مهم وجود دارد:
عدد EC بدون دانستن روش آزمایش، نسبت خاک به آب یا نوع عصاره، عمق نمونه و شرایط محصول، ممکن است بهدرستی تفسیر نشود.
بنابراین هنگام مقایسه دو آزمایش باید روش اندازهگیری نیز بررسی شود.
—
۳. TDS چه تفاوتی با EC دارد؟
TDS معمولاً به مقدار تقریبی مواد جامد محلول در آب اشاره دارد.
EC و TDS به هم مرتبطاند، اما یکسان نیستند.
EC یک اندازهگیری الکتریکی است و TDS برآوردی از مواد محلول ارائه میکند.
تبدیل EC به TDS نیز یک ضریب ثابت جهانی ندارد و به ترکیب یونی آب بستگی دارد.
بنابراین:
EC آب = TDS آب نیست.
—
۴. آزمایش آب آبیاری چرا ضروری است؟
اگر آب آبیاری شور باشد، حتی خاکی که در ابتدا مناسب بوده است ممکن است بهتدریج دچار تجمع نمک شود.
برای بررسی آب آبیاری، بسته به شرایط بهتر است موارد زیر بررسی شوند:
– EC
– TDS
– pH
– سدیم
– کلسیم
– منیزیم
– کلراید
– بیکربنات
– کربنات
– SAR
در برخی شرایط، RSC نیز اهمیت دارد.
—
۵. SAR چیست؟
SAR یا نسبت جذب سدیم شاخصی برای ارزیابی خطر سدیمی شدن خاک در اثر آب آبیاری است.
در تفسیر SAR باید EC آب نیز در نظر گرفته شود؛ زیرا اثر سدیم بر ساختمان خاک به شوری و ترکیب یونی آب وابسته است.
بنابراین نمیتوان تنها با دیدن یک عدد SAR درباره مناسب یا نامناسب بودن آب تصمیم گرفت.
—
۶. RSC چیست؟
RSC یا کربنات سدیم باقیمانده شاخصی است که برای ارزیابی اثر کربنات و بیکربنات آب آبیاری بر تعادل کلسیم و منیزیم اهمیت دارد.
آبی که بیکربنات و کربنات قابل توجهی داشته باشد، میتواند در برخی شرایط موجب کاهش کلسیم و منیزیم محلول و افزایش خطر مشکلات سدیمی شود.
بنابراین در آبهای مشکوک، بررسی RSC نیز مفید است.
—
۷. چگونه از زمین نمونه خاک بگیریم؟
نمونهبرداری نادرست میتواند نتیجه آزمایش را بیارزش کند.
اولین اصل این است:
یک نمونه کوچک نباید نماینده کل یک زمین ناهمگن باشد.
اگر زمین از نظر:
– رنگ خاک
– بافت
– شیب
– سابقه کشت
– میزان رشد گیاه
– شوری
– آبیاری
متفاوت است، بهتر است قسمتهای متفاوت جداگانه نمونهبرداری شوند.
—
۸. از کجا نمونه بگیریم؟
در زمین زراعی، نمونهها باید از نقاطی گرفته شوند که نماینده شرایط واقعی زمین باشند.
از نمونهبرداری فقط از:
– کنار جوی
– کنار کود
– کنار محل تجمع آب
– محل بسیار ضعیف
– محل بسیار حاصلخیز
– محل نزدیک کوددهی
خودداری شود؛ مگر اینکه هدف، بررسی همان نقطه خاص باشد.
—
۹. نمونهبرداری در باغ
در باغ میتوان نمونهها را بر اساس:
– سن درخت
– وضعیت رشد
– نوع خاک
– روش آبیاری
– محل ریشههای فعال
– وضعیت شوری
تفکیک کرد.
برای مثال، اگر نیمی از باغ سالم و نیم دیگر ضعیف است، بهتر است این دو قسمت جداگانه بررسی شوند.
—
۱۰. عمق نمونهبرداری اهمیت دارد
نمک ممکن است در عمقهای مختلف خاک توزیع یکسانی نداشته باشد.
بنابراین نمونهبرداری فقط از سطح خاک ممکن است وضعیت واقعی ناحیه ریشه را نشان ندهد.
در گیاهان مختلف، عمق مؤثر ریشه متفاوت است.
پس بهتر است عمق نمونهبرداری با توجه به:
نوع محصول + عمق ریشه + هدف آزمایش
انتخاب شود.
در مطالعات دقیقتر میتوان چند عمق را جداگانه آزمایش کرد.
—
۱۱. چرا نمونه مرکب مفید است؟
در زمینهای نسبتاً یکنواخت، میتوان از چند نقطه مشابه نمونه گرفت و آنها را طبق روش استاندارد آزمایشگاه به یک نمونه مرکب تبدیل کرد.
این کار باعث میشود نتیجه بهتر نماینده وضعیت متوسط آن بخش از زمین باشد.
اما در زمینهای بسیار ناهمگن، مخلوط کردن همه نمونهها ممکن است اطلاعات مهم را پنهان کند.
—
۱۲. نمونه خاک را از کنار کود نگیرید
اگر اخیراً کود شیمیایی یا مواد اصلاحی در نقطهای از زمین ریخته شده باشد، نمونهبرداری از همان نقطه میتواند نتیجه را بهشدت تحت تأثیر قرار دهد.
برای بررسی وضعیت عمومی خاک باید نمونه نماینده تهیه شود.
اگر هدف بررسی عملکرد کود یا اصلاحکننده است، باید نمونهبرداری قبل و بعد از مصرف با روش مشخص انجام شود.
—
۱۳. نمونهبرداری از خاک در آبیاری قطرهای
در آبیاری قطرهای باید به محل قرار گرفتن قطرهچکان توجه شود.
نمکها ممکن است در اطراف جبهه خیسشده تجمع کنند.
بنابراین در یک باغ ممکن است:
– زیر قطرهچکان
– کنار قطرهچکان
– خارج از محدوده خیسشده
ECهای متفاوتی مشاهده شود.
اگر هدف بررسی خطر شوری برای ریشه است، محل نمونهبرداری باید با الگوی واقعی خیسشدن خاک هماهنگ باشد.
—
۱۴. نمونهبرداری از آب چاه
برای آزمایش آب چاه، نمونه باید از آب واقعی مورد استفاده برای آبیاری تهیه شود.
اگر آب از مخزن، استخر، تصفیهخانه یا سیستم اختلاط عبور میکند، ممکن است لازم باشد آب در محل مصرف نیز بررسی شود.
زیرا کیفیت آب در مسیر میتواند تغییر کند.
—
۱۵. چه زمانی آب را آزمایش کنیم؟
اگر کیفیت آب چاه یا منبع آبی در طول سال تغییر میکند، یک آزمایش در یک زمان ممکن است تصویر کاملی ارائه ندهد.
در شرایطی مانند:
– تغییر سطح آب زیرزمینی
– خشکسالی
– تغییر منبع آب
– اختلاط چند منبع
– تغییر فصل
آزمایش دورهای میتواند اطلاعات بهتری ارائه کند.
—
۱۶. آزمایش خاک برای تشخیص سدیمی بودن
برای بررسی سدیمی بودن، EC بهتنهایی کافی نیست.
ممکن است خاکی EC بالایی داشته باشد ولی مشکل اصلی آن صرفاً شوری باشد.
برای بررسی سدیمی بودن معمولاً شاخصهایی مانند:
– ESP
– SAR
– CEC
– سدیم تبادلی
و ویژگیهای فیزیکی خاک نیز اهمیت دارند.
—
۱۷. CEC چیست؟
CEC یا ظرفیت تبادل کاتیونی نشان میدهد خاک تا چه اندازه توانایی نگهداری و تبادل برخی کاتیونها را دارد.
خاکهای دارای رس و ماده آلی بیشتر معمولاً CEC بالاتری دارند.
CEC در محاسبه و تفسیر وضعیت سدیمی بودن خاک اهمیت دارد.
به همین دلیل، یک مقدار مشخص سدیم ممکن است در دو خاک با CEC متفاوت، اثر یکسانی نداشته باشد.
—
۱۸. ESP چیست؟
ESP یا درصد سدیم تبادلی شاخص مهمی برای ارزیابی سدیمی بودن خاک است.
این شاخص با مقدار سدیم تبادلی و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک ارتباط دارد.
در اصلاح خاکهای سدیمی، دانستن وضعیت ESP میتواند در تعیین نیاز به اصلاحکنندههایی مانند گچ مفید باشد.
—
۱۹. چرا مقدار گچ را نباید فقط بر اساس «هکتار» تعیین کرد؟
یکی از رایجترین سؤالات کشاورزان این است:
««برای یک هکتار چقدر گچ بریزم؟»»
اما پاسخ علمی به این سؤال به اطلاعات بیشتری نیاز دارد.
مقدار گچ میتواند به موارد زیر وابسته باشد:
– ESP
– CEC
– عمق اصلاح
– وزن مخصوص ظاهری خاک
– بافت خاک
– خلوص گچ
– هدف اصلاح
– کیفیت آب
– زهکشی.
بنابراین یک عدد ثابت برای تمام زمینها علمی نیست.
—
۲۰. رابطه آزمایش خاک با آبشویی
حتی اگر مقدار مناسبی گچ استفاده شود، برای خروج سدیم و نمکهای محلول از ناحیه ریشه باید شرایط آبشویی مناسب وجود داشته باشد.
یعنی:
اصلاح شیمیایی + آب کافی + زهکشی مناسب
باید در کنار یکدیگر دیده شوند.
اگر زهکشی وجود نداشته باشد، آبشویی ممکن است مؤثر نباشد و حتی موجب ماندابی شدن خاک شود.
—
۲۱. تشخیص شوری از روی سفیدک خاک
سفیدی سطح خاک میتواند نشانه تجمع املاح باشد، اما با چشم نمیتوان:
– نوع نمک
– میزان شوری
– میزان سدیم
– خطر برای محصول
را تعیین کرد.
بنابراین سفیدک خاک یک هشدار برای بررسی بیشتر است، نه یک آزمایش.
—
۲۲. آیا EC مترهای ارزان برای کشاورز مفیدند؟
EC متر میتواند برای پایش و مقایسه روند شوری مفید باشد، بهخصوص اگر:
– دستگاه کالیبره باشد
– روش نمونهگیری ثابت باشد
– روش اندازهگیری مشخص باشد
– نتایج در طول زمان مقایسه شوند.
اما دستگاههای ساده نباید جای آزمایشگاه را در تصمیمهای مهم و اقتصادی بگیرند.
بهخصوص برای تعیین نیاز گچ، بهتر است آزمایش تخصصی خاک انجام شود.
—
۲۳. یک روش ساده برای پایش زمین
کشاورز میتواند برای هر بخش زمین یک پرونده ساده داشته باشد:
تاریخ | EC آب | EC خاک | وضعیت گیاه | میزان آبیاری | بارندگی | اصلاحکننده مصرفشده
با ثبت این اطلاعات در چند ماه یا چند فصل، روند تغییر شوری بهتر مشخص میشود.
—
۲۴. آزمایش قبل و بعد از اصلاح خاک
اگر از گچ، زئولیت یا سایر اصلاحکنندههای خاک استفاده میشود، بهتر است اثر آن با مقایسه واقعی بررسی شود.
برای مثال:
بخش A
بدون اصلاحکننده
بخش B
گچ
بخش C
زئولیت
بخش D
ترکیب گچ و زئولیت
سپس در شرایط مشابه، شاخصهایی مانند:
– EC
– نفوذ آب
– رشد گیاه
– وضعیت برگ
– عملکرد محصول
مقایسه شوند.
این روش بسیار بهتر از این است که تمام زمین اصلاح شود و بعد مشخص نباشد کدام عامل باعث تغییر شده است.
—
۲۵. آزمایش خاک در کنار آزمایش آب
یکی از مهمترین اصول مدیریت شوری این است:
خاک و آب باید با هم بررسی شوند.
ممکن است خاک فعلی وضعیت متوسطی داشته باشد، ولی آب آبیاری شور باشد.
در این حالت اگر علت اصلی مدیریت نشود، مشکل میتواند دوباره ایجاد شود.
برعکس، ممکن است آب نسبتاً مناسب باشد ولی زهکشی ضعیف و تبخیر زیاد باعث تجمع نمک در خاک شود.
—
۲۶. یک جدول ساده برای تصمیمگیری
نتیجه بررسی| احتمال مشکل
EC خاک بالا| شوری خاک
EC آب بالا| خطر ورود نمک با آب آبیاری
SAR بالا| خطر سدیمی شدن، با توجه به EC
ESP بالا| احتمال سدیمی بودن خاک
نفوذ آب بسیار ضعیف| احتمال مشکل ساختمان خاک
آب ایستاده| مشکل زهکشی
سفیدک سطح خاک| احتمال تجمع املاح
زردی برگ بدون EC بالا| بررسی تغذیه و سایر عوامل
سوختگی حاشیه برگ + آب شور| احتمال تنش نمکی بیشتر
—
۲۷. اشتباه بزرگ: تصمیمگیری فقط با یک عدد
هیچ عددی نباید بهتنهایی مبنای تصمیمگیری قرار گیرد.
مثلاً:
EC بالا
اطلاعات مهمی است، اما کافی نیست.
باید پرسید:
– محصول چیست؟
– آب آبیاری چه کیفیتی دارد؟
– زهکشی چگونه است؟
– خاک سدیمی است؟
– عمق ریشه چقدر است؟
– EC در چه عمقی اندازهگیری شده؟
– روش آزمایش چیست؟
– آیا شرایط در طول فصل تغییر میکند؟
—
۲۸. مسیر علمی از تشخیص تا اصلاح
یک برنامه منطقی را میتوان چنین خلاصه کرد:
۱. مشاهده علائم
↓
۲. نمونهبرداری صحیح
↓
۳. آزمایش خاک و آب
↓
۴. تشخیص شوری، سدیمی بودن یا مشکل دیگر
↓
۵. انتخاب روش اصلاح
↓
۶. اجرای آزمایشی در صورت امکان
↓
۷. آبشویی و مدیریت زهکشی در صورت نیاز
↓
۸. اندازهگیری مجدد
↓
۹. اصلاح برنامه آبیاری و تغذیه
این چرخه میتواند بهصورت دورهای تکرار شود.
—
۲۹. گچ، زئولیت و سایر اصلاحکنندهها بعد از تشخیص
گچ کشاورزی، زئولیت و مواد اصلاحکننده دیگر نباید صرفاً به دلیل مشاهده زردی برگ مصرف شوند.
هر ماده نقش متفاوتی دارد.
گچ: بیشتر برای شرایط مناسب اصلاح سدیمی بودن و تأمین کلسیم کاربرد دارد.
زئولیت: ماده معدنی متخلخل با ظرفیت تبادل کاتیونی است و میتواند در برخی شرایط به مدیریت آب و یونها و ویژگیهای خاک کمک کند.
پرلیت: بیشتر نقش فیزیکی در بهبود برخی ویژگیهای محیط ریشه دارد.
هیچکدام جایگزین آزمایش، آبیاری صحیح و زهکشی مناسب نیستند.
—
۳۰. جمعبندی
تشخیص شوری خاک یک کار صرفاً ظاهری نیست.
برگ میتواند علامت بدهد، خاک میتواند سرنخ بدهد و آب میتواند علت را نشان دهد؛ اما برای تصمیمگیری دقیق باید این اطلاعات کنار هم قرار گیرند.
مهمترین آزمایشها و شاخصها عبارتاند از:
EC خاک، EC آب، TDS، SAR، RSC، ESP، CEC و در صورت نیاز آنالیز یونها و بافت گیاه.
و مهمتر از همه:
نمونهبرداری صحیح به اندازه خود آزمایش اهمیت دارد.
اگر نمونه نماینده نباشد، حتی دقیقترین دستگاه آزمایشگاهی نیز ممکن است نتیجهای بدهد که برای کل زمین قابل تعمیم نباشد.
بنابراین در مدیریت خاک شور و سدیمی، بهترین ترتیب این است:
تشخیص → آزمایش → انتخاب اصلاحکننده → آبشویی و زهکشی → پایش نتیجه
نه اینکه ابتدا مادهای را مصرف کنیم و بعد به دنبال علت مشکل بگردیم.
—
پرسشهای متداول
آیا با EC متر میتوان شوری خاک را تشخیص داد؟
EC متر برای پایش و مقایسه مفید است، اما برای تصمیمهای مهم بهتر است آزمایش استاندارد خاک نیز انجام شود.
آیا آزمایش آب بهتنهایی کافی است؟
خیر. کیفیت آب مهم است، اما وضعیت واقعی نمک در ناحیه ریشه باید با آزمایش خاک نیز بررسی شود.
برای تشخیص خاک سدیمی فقط EC کافی است؟
خیر. شاخصهایی مانند ESP، CEC و وضعیت سدیم تبادلی نیز اهمیت دارند.
آیا مقدار گچ برای همه زمینها یکسان است؟
خیر. مقدار مورد نیاز به ویژگیهای خاک و هدف اصلاح وابسته است.
آیا سفید شدن سطح خاک یعنی خاک حتماً شور است؟
سفیدی میتواند ناشی از تجمع املاح باشد، اما برای تعیین میزان و نوع شوری باید آزمایش انجام شود.
آیا زئولیت میتواند جای گچ را بگیرد؟
خیر. نقش این دو ماده یکسان نیست.
آیا پرلیت شوری خاک را حذف میکند؟
خیر. پرلیت بیشتر نقش فیزیکی دارد و نباید آن را ماده نمکزدایی یا جایگزین اصلاح شیمیایی خاک دانست.
—
کلمات کلیدی و عبارتهای قابل جستجو
آزمایش خاک شور، آزمایش شوری خاک، تشخیص شوری خاک، EC خاک چیست، EC آب کشاورزی، دستگاه EC متر خاک، EC متر کشاورزی، TDS آب کشاورزی، SAR چیست، SAR آب آبیاری، RSC آب، ESP خاک، CEC خاک، سدیمی بودن خاک، خاک سدیمی چیست، نمونهبرداری خاک، نمونهبرداری خاک کشاورزی، آزمایش آب آبیاری، آزمایش آب چاه کشاورزی، آنالیز خاک کشاورزی، آنالیز آب کشاورزی، تشخیص خاک شور و سدیمی، مقدار گچ کشاورزی، نیاز گچی خاک، اصلاح خاک شور، اصلاح خاک سدیمی، آبشویی خاک، زهکشی خاک شور، زئولیت کشاورزی، گچ و زئولیت، پرلیت کشاورزی، علائم شوری گیاه، سوختگی برگ درخت، زرد شدن برگ درختان، شوری آب چاه، شوری زمین کشاورزی، مدیریت شوری، اصلاح خاک کشاورزی، کمآبی و شوری، خشکسالی و شوری، کشاورزی در مناطق خشک، مدیریت آب شور، اصلاح زمین شور.
—
مشاوره
جهت مشاوره رایگان با نویسنده به شماره 09388406716 پیام دهید.
۰ دیدگاه