دانشنامه جامع جهانی خشکسالی، کمآبی26
فصل ۲۶
دانشنامه جامع جهانی خشکسالی، کمآبی، شوری و بیابانزدایی
آبیاری با آب شور؛ روشهای کاهش تجمع نمک در ناحیه ریشه، مدیریت آبیاری قطرهای، آبشویی و دفعات آبیاری
مقدمه
یکی از مهمترین مشکلات کشاورزی در مناطق خشک و نیمهخشک، استفاده از آب شور برای آبیاری است. کاهش منابع آب شیرین، افت سطح آبهای زیرزمینی، افزایش برداشت از چاهها، خشکسالیهای طولانیمدت و تغییرات اقلیمی باعث شده است که در بسیاری از مناطق، کشاورزان ناچار به استفاده از آبی شوند که دارای مقدار قابلتوجهی نمکهای محلول است.
آب شور الزاماً به این معنی نیست که کشاورزی با آن غیرممکن است. امکان استفاده از آب شور به عوامل متعددی مانند EC آب، نوع نمکها، SAR، RSC، بافت خاک، زهکشی، نوع گیاه، سن گیاه، روش آبیاری، مقدار آب مصرفی و میزان بارندگی بستگی دارد.
مشکل اصلی این است که گیاه بخشی از آب موجود در خاک را جذب میکند، اما بسیاری از نمکهای محلول در خاک باقی میمانند. اگر این نمکها بهوسیله آب اضافی و زهکشی مناسب از ناحیه ریشه خارج نشوند، بهتدریج غلظت نمک در اطراف ریشه افزایش پیدا میکند.
بنابراین در کشاورزی با آب شور، تنها سؤال این نیست که:
«آب من چقدر شور است؟»
بلکه باید پرسید:
«با این آب، خاک، گیاه و سیستم زهکشی، آیا میتوان تعادل مناسبی بین ورود و خروج نمک ایجاد کرد؟»
—
۱. چرا آبیاری با آب شور باعث افزایش شوری خاک میشود؟
آب آبیاری حاوی یونهای مختلفی است؛ از جمله:
– سدیم
– کلرید
– کلسیم
– منیزیم
– سولفات
– بیکربنات
– کربنات
– پتاسیم
هنگامی که آب وارد خاک میشود، بخشی از آن توسط ریشه جذب میشود و بخشی نیز تبخیر میشود.
اما نمکها معمولاً مانند آب تبخیر نمیشوند.
در نتیجه اگر آب زیادی تبخیر شود و خروج نمک از ناحیه ریشه کافی نباشد، نمک در خاک تجمع پیدا میکند.
این فرآیند ممکن است به مرور باعث افزایش EC خاک شود.
بنابراین:
تبخیر زیاد + آب شور + زهکشی ضعیف = خطر افزایش شوری خاک
—
۲. تفاوت آب شور و خاک شور
باید میان این دو موضوع تفاوت قائل شد.
آب شور
آبی است که مقدار نمکهای محلول آن نسبتاً زیاد است و معمولاً با شاخصهایی مانند EC و TDS بررسی میشود.
خاک شور
خاکی است که غلظت نمکهای محلول در ناحیه ریشه آن به اندازهای افزایش یافته که میتواند رشد گیاه را محدود کند.
ممکن است یک مزرعه در ابتدا خاک نسبتاً مناسبی داشته باشد اما در صورت استفاده طولانیمدت از آب شور و نبود آبشویی و زهکشی مناسب، بهتدریج شور شود.
برعکس، خاک شور نیز در صورت وجود آب مناسب، آبشویی کنترلشده و زهکشی کافی میتواند تا حدی اصلاح شود.
—
۳. EC آب آبیاری چه اهمیتی دارد؟
یکی از مهمترین شاخصهای ارزیابی آب آبیاری، هدایت الکتریکی یا EC است.
هرچه مقدار نمکهای محلول آب بیشتر باشد، معمولاً EC نیز بیشتر خواهد بود.
اما تصمیمگیری فقط با مشاهده یک عدد EC صحیح نیست.
برای ارزیابی کامل آب بهتر است موارد زیر بررسی شوند:
– EC
– TDS
– SAR
– سدیم
– کلرید
– کلسیم
– منیزیم
– بیکربنات
– کربنات
– pH
– RSC
بهخصوص در استفاده طولانیمدت از آب، SAR و RSC اهمیت زیادی دارند؛ زیرا ممکن است آب از نظر مقدار کل نمک شرایطی قابلمدیریت داشته باشد ولی از نظر سدیمی شدن خاک مشکلساز شود.
—
۴. آیا آبیاری بیشتر با آب شور مشکل را حل میکند؟
خیر؛ این یکی از اشتباهات مهم است.
افزایش حجم آب بهتنهایی الزاماً باعث کاهش شوری نمیشود.
اگر آب اضافی بتواند از ناحیه ریشه عبور کند و از طریق زهکشی خارج شود، میتواند مقداری از نمکها را جابهجا و از منطقه ریشه دور کند.
اما اگر زهکشی وجود نداشته باشد، آب ممکن است در خاک باقی بماند و سطح آب زیرزمینی را بالا ببرد.
بنابراین:
آبشویی بدون زهکشی مناسب میتواند ناکارآمد یا حتی مشکلساز باشد.
—
۵. آبشویی چیست؟
آبشویی یا Leaching فرآیندی است که طی آن آب کافی از ناحیه ریشه عبور میکند تا بخشی از نمکهای محلول را از این منطقه خارج کند.
آبشویی به معنای نابود کردن نمک نیست.
نمکها معمولاً از محیط ریشه به بخشهای پایینتر خاک منتقل میشوند و برای خروج واقعی از سیستم ریشه، باید مسیر مناسبی برای زهکشی وجود داشته باشد.
بنابراین سه عامل بسیار مهم هستند:
آب مناسب برای آبشویی + نفوذپذیری خاک + زهکشی
—
۶. آیا مقدار آبشویی برای همه زمینها یکسان است؟
خیر.
نمیتوان گفت:
«برای هر هکتار زمین شور دقیقاً X مترمکعب آب لازم است.»
نیاز به آبشویی به عوامل متعددی بستگی دارد:
1. شوری آب آبیاری
2. شوری فعلی خاک
3. نوع و مقدار نمک
4. بافت خاک
5. عمق ناحیه ریشه
6. نوع گیاه
7. مقدار بارندگی
8. تبخیر
9. کیفیت زهکشی
10. روش آبیاری
11. سطح آب زیرزمینی
12. میزان تحمل گیاه به شوری
بنابراین مقدار آبشویی باید بر اساس شرایط واقعی مزرعه تعیین شود.
—
۷. آبیاری قطرهای در زمین شور
آبیاری قطرهای در بسیاری از مناطق کمآب میتواند مصرف آب را کاهش دهد، اما در زمین شور باید به نحوه توزیع نمک توجه ویژه داشت.
در آبیاری قطرهای، آب به شکل موضعی وارد خاک میشود.
قسمتی از نمک ممکن است به سمت اطراف حباب رطوبتی حرکت کند و در مرزهای خیسشده تجمع پیدا کند.
در نتیجه ممکن است خاک نزدیک مرکز ناحیه مرطوب شرایط مناسبی داشته باشد ولی در حاشیه آن غلظت نمک افزایش پیدا کند.
این موضوع در طراحی و مدیریت آبیاری قطرهای بسیار مهم است.
—
۸. آیا آبیاری کوتاه و مکرر بهتر است؟
در بسیاری از خاکها، آبیاری با دفعات بیشتر و حجمهای کنترلشده میتواند به حفظ رطوبت مناسب ناحیه ریشه کمک کند.
اما در خاک شور، تنها افزایش دفعات آبیاری کافی نیست.
باید بین دو هدف تعادل ایجاد شود:
حفظ رطوبت ریشه
و
جلوگیری از تجمع نمک
اگر آبیاری فقط به اندازهای باشد که تبخیر و تعرق را جبران کند، ممکن است در طول زمان نمک در ناحیه ریشه تجمع پیدا کند.
در برخی شرایط لازم است آبیاریهای مدیریتی برای آبشویی نیز در برنامه قرار گیرد.
—
۹. نقش بارندگی در کاهش شوری خاک
بارندگی طبیعی، بهخصوص اگر مقدار آن قابلتوجه باشد، میتواند مانند یک منبع آبشویی عمل کند.
آب باران معمولاً نمک بسیار کمتری نسبت به آب شور چاه دارد.
اگر خاک نفوذپذیر و زهکشی مناسب باشد، بارندگی میتواند بخشی از نمکهای تجمعیافته در سطح و ناحیه ریشه را به عمق بیشتری منتقل کند.
به همین دلیل در مناطق دارای بارندگی فصلی، استفاده صحیح از بارش میتواند بخشی از برنامه مدیریت شوری باشد.
اما اگر خاک سنگین، سدیمی و دارای زهکشی ضعیف باشد، بارندگی زیاد ممکن است موجب ماندابی شدن خاک شود.
—
۱۰. ارتباط شوری با تبخیر
تبخیر یکی از عوامل مهم افزایش غلظت نمک در خاک است.
وقتی آب از سطح خاک تبخیر میشود، نمکها عمدتاً در خاک باقی میمانند.
به همین دلیل در مناطق گرم و خشک، مخصوصاً در زمینهایی که سطح خاک برهنه است، خطر تجمع نمک بیشتر میشود.
راهکارهایی مانند:
– مالچ
– افزایش پوشش گیاهی
– کاهش تبخیر سطحی
– آبیاری مناسب
– مدیریت فاصله آبیاری
– حفظ ساختار خاک
میتوانند در مدیریت این فرآیند مؤثر باشند.
—
۱۱. نقش مالچ در زمینهای شور
مالچ بهطور مستقیم نمکزدایی نمیکند.
اما میتواند با کاهش تبخیر سطحی، حرکت آب و نمک به سمت سطح خاک را کاهش دهد.
بنابراین مالچ را باید یک ابزار مدیریت رطوبت و تبخیر دانست، نه یک ماده نمکزدا.
این تفاوت در انتخاب و معرفی محصولات اصلاح خاک اهمیت زیادی دارد.
—
۱۲. شوری و کوددهی
یکی از مشکلات مهم در زمینهای شور، مصرف بیرویه کود است.
بسیاری از کودهای شیمیایی دارای نمکهای محلول هستند.
اگر بدون توجه به آزمون خاک و نیاز واقعی گیاه مصرف شوند، میتوانند غلظت محلول خاک را افزایش دهند.
بنابراین در شرایط شوری بهتر است:
– آزمایش خاک انجام شود.
– نیاز واقعی گیاه مشخص شود.
– کوددهی تقسیمبندی شود.
– از مصرف بیش از نیاز جلوگیری شود.
– EC محلول خاک در شرایط حساس کنترل شود.
کود بیشتر لزوماً به معنی رشد بیشتر نیست.
—
۱۳. آیا گچ کشاورزی شوری آب را از بین میبرد؟
خیر.
گچ کشاورزی آب شور را شیرین نمیکند.
گچ عمدتاً منبع کلسیم و سولفات است و در شرایط مناسب میتواند برای اصلاح خاکهای سدیمی یا شور ـ سدیمی مفید باشد.
در خاک سدیمی، کلسیم حاصل از گچ میتواند به جایگزینی سدیم تبادلی کمک کند و سپس در صورت وجود آبشویی و زهکشی، سدیم از ناحیه ریشه خارج شود.
بنابراین:
گچ + آبشویی + زهکشی
یک مفهوم متفاوت از:
گچ = حذف نمک از آب
است.
—
۱۴. نقش زئولیت در مدیریت خاک شور
زئولیت یک ماده معدنی آلومینوسیلیکاتی متخلخل با ظرفیت تبادل کاتیونی است.
زئولیت میتواند در برخی خاکها به مدیریت آب و برخی یونها کمک کند و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک را تحت تأثیر قرار دهد.
اما زئولیت نیز:
– آب شور را شیرین نمیکند.
– جایگزین زهکشی نیست.
– جایگزین آبشویی نیست.
– جایگزین گچ در اصلاح تخصصی خاک سدیمی نیست.
بنابراین در استفاده از گچ و زئولیت باید نقش هر ماده جداگانه در نظر گرفته شود.
—
۱۵. آیا پرلیت همراه گچ و زئولیت مفید است؟
پرلیت عمدتاً یک ماده معدنی سبک و متخلخل است که میتواند بر ویژگیهای فیزیکی خاک، بهخصوص در برخی خاکهای متراکم، اثر بگذارد.
اما در خاک سدیمی نباید انتظار داشت که پرلیت جایگزین کلسیم یا گچ شود.
به بیان ساده:
گچ → نقش شیمیایی مهمتر در اصلاح سدیمی بودن
زئولیت → ظرفیت تبادل کاتیونی و نقش مکمل در مدیریت برخی ویژگیهای خاک
پرلیت → نقش عمدتاً فیزیکی در ساختمان و تخلخل خاک
این سه ماده الزاماً برای همه زمینها نیاز نیستند و افزودن همزمان آنها بدون آزمایش خاک ممکن است از نظر اقتصادی توجیه نداشته باشد.
—
۱۶. آبیاری زیرسطحی در شرایط شوری
آبیاری زیرسطحی میتواند آب را مستقیماً در نزدیکی ناحیه ریشه توزیع کند و در شرایط مناسب باعث کاهش تبخیر سطحی شود.
این روش ممکن است در مدیریت آب و نمک مزایایی داشته باشد، اما طراحی آن باید با توجه به:
– بافت خاک
– عمق ریشه
– شوری آب
– کیفیت زهکشی
– فشار آب
– نوع محصول
– خطر گرفتگی سیستم
انجام شود.
در آبهای شور، کیفیت آب و احتمال رسوب و گرفتگی تجهیزات اهمیت ویژهای دارد.
—
۱۷. مدیریت شوری در باغهای میوه
در باغها، شوری میتواند بهتدریج در اطراف ریشه درخت تجمع پیدا کند.
این موضوع ممکن است ابتدا بدون علامت شدید باشد و بعد به صورت:
– کاهش رشد
– کاهش برگدهی
– سوختگی حاشیه برگ
– کاهش اندازه میوه
– کاهش عملکرد
– ریزش برگ
– ضعف عمومی درخت
ظاهر شود.
در باغهای دارای آب شور بهتر است برنامه مدیریت بر اساس آزمایش آب و خاک و بررسی ناحیه ریشه تنظیم شود.
مصرف بیبرنامه گچ، زئولیت، کود یا سایر اصلاحکنندهها بدون تشخیص علت مشکل، روش علمی محسوب نمیشود.
—
۱۸. اگر آب شور داریم، بهترین روش چیست؟
یک نسخه واحد برای تمام مزارع وجود ندارد، اما مسیر تصمیمگیری میتواند چنین باشد:
مرحله اول
آزمایش آب:
EC + TDS + SAR + RSC + یونهای اصلی
مرحله دوم
آزمایش خاک:
EC + pH + CEC + ESP در صورت نیاز + بافت خاک
مرحله سوم
بررسی گیاه:
– حساس
– نیمهمقاوم
– مقاوم
مرحله چهارم
بررسی زهکشی.
مرحله پنجم
انتخاب روش آبیاری.
مرحله ششم
تعیین برنامه آبیاری و در صورت نیاز برنامه آبشویی.
مرحله هفتم
کنترل مجدد EC خاک پس از یک دوره مشخص.
این روش بسیار مطمئنتر از خرید یک محصول اصلاحکننده صرفاً بر اساس تبلیغات است.
—
۱۹. راهکارهای کاهش تجمع نمک در شرایط کمآبی
در مناطقی که آب کافی برای آبشویی وجود ندارد، مدیریت باید دقیقتر باشد.
راهکارهای قابل بررسی عبارتاند از:
– کاهش تبخیر سطحی
– استفاده صحیح از مالچ
– انتخاب گیاه مقاومتر
– آبیاری دقیق و هدفمند
– جلوگیری از آبیاری بیبرنامه
– استفاده از آبیاری قطرهای یا زیرسطحی در شرایط مناسب
– جلوگیری از مصرف بیش از حد کود
– بهبود ساختمان خاک در صورت وجود مشکل
– استفاده از گچ در خاکهای دارای مشکل سدیمی، پس از تشخیص
– استفاده از زئولیت بهعنوان اصلاحکننده مکمل در شرایط مناسب
– استفاده از بارندگی طبیعی برای آبشویی، در صورت امکان
– پایش EC خاک و آب
—
۲۰. یک اصل بسیار مهم: نمک باید از سیستم خارج شود
در مدیریت شوری باید به تعادل نمک توجه کرد.
اگر مقدار نمکی که وارد خاک میشود بیشتر از مقدار نمکی باشد که از ناحیه ریشه خارج میشود، شوری به مرور افزایش پیدا میکند.
بنابراین هدف مدیریت این نیست که فقط آب بیشتری به خاک بدهیم.
هدف این است که:
ورود نمک کنترل شود و خروج نمک نیز امکانپذیر باشد.
این اصل پایه بسیاری از برنامههای علمی مدیریت شوری است.
—
۲۱. آیا میتوان آب شور را با آب شیرین مخلوط کرد؟
در برخی شرایط، اختلاط آب میتواند کیفیت آب آبیاری را بهتر کند.
اما باید قبل از اجرا، کیفیت هر دو منبع و کیفیت آب مخلوط محاسبه و آزمایش شود.
همچنین فقط کاهش EC کافی نیست؛ باید SAR، RSC و یونهای خاص نیز در نظر گرفته شوند.
اختلاط آب میتواند یک راهکار مدیریتی باشد، اما میزان اختلاط باید بر اساس کیفیت واقعی منابع آب و نیاز محصول تعیین شود.
—
۲۲. اشتباهات رایج در آبیاری با آب شور
اشتباه اول
فقط اندازهگیری TDS و بیتوجهی به SAR و RSC.
اشتباه دوم
افزایش شدید حجم آبیاری بدون بررسی زهکشی.
اشتباه سوم
مصرف بیش از حد کود برای جبران ضعف رشد.
اشتباه چهارم
مصرف گچ بدون تشخیص سدیمی بودن خاک.
اشتباه پنجم
تصور اینکه زئولیت یا پرلیت میتوانند آب شور را شیرین کنند.
اشتباه ششم
آبشویی شدید در خاکی که زهکشی ندارد.
اشتباه هفتم
نادیده گرفتن تجمع نمک در حاشیه ناحیه خیسشده آبیاری قطرهای.
اشتباه هشتم
بررسی نکردن EC خاک در طول زمان.
—
۲۳. برنامه ساده پیشنهادی برای کشاورز
اگر کشاورزی با آب نسبتاً شور کار میکند، میتواند این مسیر را دنبال کند:
آب را آزمایش کن
↓
خاک را آزمایش کن
↓
نوع گیاه و تحمل آن به شوری را مشخص کن
↓
زهکشی را بررسی کن
↓
روش آبیاری را بررسی کن
↓
برنامه آبیاری را تنظیم کن
↓
در صورت نیاز آبشویی کنترلشده انجام بده
↓
اگر خاک سدیمی است، نیاز گچی را بررسی کن
↓
پس از مدتی دوباره خاک را آزمایش کن
این چرخه باید به صورت مستمر تکرار شود.
—
۲۴. نتیجهگیری
استفاده از آب شور در کشاورزی یک مسئله مطلقاً «ممکن» یا «غیرممکن» نیست؛ بلکه یک مسئله مدیریت آب، خاک، نمک و گیاه است.
ممکن است یک گیاه در شرایطی که EC آب مشخصی دارد عملکرد قابلقبولی داشته باشد، اما همان آب در خاکی با زهکشی ضعیف و تبخیر زیاد، بهتدریج باعث افزایش شدید شوری شود.
از طرف دیگر، آب نسبتاً شور در خاکی با زهکشی مناسب، مدیریت آبیاری، انتخاب گیاه مناسب و آبشویی کنترلشده ممکن است قابلاستفاده باشد.
مهمترین اصل این است:
آب شور را فقط با یک عدد قضاوت نکنید و خاک شور را نیز فقط با ظاهر آن تشخیص ندهید.
EC، SAR، RSC، نوع خاک، زهکشی، نوع گیاه و مدیریت آبیاری باید در کنار یکدیگر بررسی شوند.
همچنین گچ کشاورزی، زئولیت و پرلیت نقشهای متفاوتی دارند و هیچکدام بهتنهایی جایگزین آبشویی و زهکشی مناسب نیستند.
—
پرسشهای متداول
آیا آب شور همیشه باعث خشک شدن درخت میشود؟
خیر. شدت اثر به شوری آب، خاک، گیاه، اقلیم، زهکشی و مدیریت آبیاری بستگی دارد.
آیا آبشویی نمک را نابود میکند؟
خیر. آبشویی نمک را از ناحیه ریشه جابهجا میکند و برای خروج واقعی آن، زهکشی لازم است.
آیا گچ کشاورزی آب شور را شیرین میکند؟
خیر. گچ برای اصلاح برخی مشکلات خاک، بهویژه سدیمی بودن، کاربرد دارد و آب را نمکزدایی نمیکند.
آیا زئولیت جایگزین گچ است؟
خیر. نقش این دو ماده یکسان نیست.
آیا پرلیت برای خاک سدیمی مفید است؟
پرلیت میتواند نقش فیزیکی داشته باشد، اما جایگزین اصلاح شیمیایی سدیمی بودن با کلسیم و مدیریت آبشویی نیست.
آیا آبیاری قطرهای برای آب شور مناسب است؟
در بسیاری از شرایط میتواند مفید باشد، اما باید تجمع نمک، طراحی سیستم، آبشویی و زهکشی نیز مدیریت شود.
آیا با آب شور میتوان باغ احداث کرد؟
بستگی به کیفیت آب، خاک، گونه و رقم درخت، زهکشی و مدیریت دارد.
—
کلیدواژههای مهم برای جستجوی اینترنتی
آبیاری با آب شور، آب شور کشاورزی، استفاده از آب شور برای آبیاری، شوری آب آبیاری، کاهش شوری آب آبیاری، مدیریت آب شور، آبشویی خاک شور، آبشویی زمین کشاورزی، خروج نمک از خاک، اصلاح خاک شور، اصلاح خاک سدیمی، خاک شور، خاک سدیمی، آب شور چاه، EC آب آبیاری، EC خاک، TDS آب کشاورزی، SAR آب، RSC آب، سدیم آب آبیاری، کلر آب آبیاری، آبیاری قطرهای با آب شور، آبیاری زیرسطحی، مدیریت نمک در خاک، تجمع نمک در ریشه، شوری خاک باغ، شوری خاک کشاورزی، درخت مقاوم به شوری، کوددهی در خاک شور، گچ کشاورزی برای خاک سدیمی، زئولیت کشاورزی، پرلیت کشاورزی، اصلاحکننده خاک شور، مدیریت خشکسالی، کمآبی کشاورزی، کاهش مصرف آب، حفظ رطوبت خاک، مدیریت آب کشاورزی، مقابله با شوری، مقابله با خشکسالی، بیابانزدایی، سوپرجاذب کشاورزی، هیدروژل کشاورزی، پلیاکریلات کشاورزی، اصلاح خاک شور با مواد معدنی.
مشاوره
جهت مشاوره رایگان با نویسنده به شماره 09388406716 پیام دهید.