دانشنامه جامع جهانی خشکسالی، کمآبی31
فصل ۳۱
دانشنامه جامع جهانی خشکسالی، کمآبی، شوری و بیابانزدایی
تأثیر شوری و سدیمی بودن خاک بر ساختمان خاک، نفوذ آب، تخلخل، رشد ریشه و عملکرد گیاه
مقدمه
شوری خاک فقط یک مشکل شیمیایی نیست. در بسیاری از زمینها، بهخصوص خاکهای سدیمی و شور ـ سدیمی، نمک و سدیم میتوانند همزمان بر ساختمان خاک، حرکت آب، تهویه خاک و رشد ریشه اثر بگذارند.
به همین دلیل ممکن است کشاورز با زمینی روبهرو شود که:
– آب بهسختی در آن نفوذ میکند؛
– سطح خاک سفت و متراکم میشود؛
– بعد از آبیاری آب روی زمین میایستد؛
– خاک پس از خشک شدن ترک یا پوسته پیدا میکند؛
– ریشهها کمعمق و ضعیف میشوند؛
– با وجود مرطوب بودن خاک، گیاه علائم تشنگی نشان میدهد.
در چنین شرایطی باید تفاوت میان شوری، سدیمی بودن، تراکم خاک، ماندابی شدن و کمبود آب را شناخت.
—
۱. شوری و سدیمی بودن یک چیز نیستند
شوری بیشتر به افزایش نمکهای محلول در خاک مربوط است.
سدیمی بودن بیشتر به مقدار بالای سدیم تبادلی و اثر آن بر ساختمان خاک مربوط میشود.
بنابراین ممکن است:
خاک شور باشد ولی سدیمی نباشد.
یا:
خاک سدیمی باشد ولی شوری محلول آن در یک زمان خاص زیاد نباشد.
همچنین خاک میتواند همزمان شور و سدیمی باشد.
این تفاوت برای انتخاب روش اصلاح بسیار مهم است.
—
۲. سدیم چگونه ساختمان خاک را خراب میکند؟
ذرات ریز رس در خاک دارای بار الکتریکی هستند و کاتیونهایی مانند کلسیم و سدیم در اطراف آنها قرار میگیرند.
در شرایط سدیمی، افزایش نسبی سدیم میتواند باعث پراکندگی ذرات رس شود.
در نتیجه ممکن است:
– منافذ خاک کاهش پیدا کنند؛
– نفوذ آب دشوار شود؛
– سطح خاک بسته شود؛
– تهویه ریشه کاهش یابد؛
– زهکشی ضعیف شود.
البته شدت این پدیده به نوع رس، بافت خاک، مقدار سدیم، EC و سایر ویژگیهای خاک بستگی دارد.
—
۳. چرا خاک سدیمی آب را بهسختی عبور میدهد؟
وقتی ساختمان خاک تخریب و ذرات ریز پراکنده شوند، مسیرهای مناسب برای حرکت آب کاهش مییابند.
در نتیجه ممکن است آب:
روی سطح خاک جمع شود
در حالی که بخش پایینتر خاک هنوز رطوبت کافی ندارد.
این وضعیت یکی از دلایلی است که کشاورز تصور میکند:
«آبیاری کردم، ولی آب به ریشه نرسید.»
—
۴. شوری چگونه روی ریشه اثر میگذارد؟
حتی اگر خاک از نظر فیزیکی مناسب باشد، افزایش غلظت نمک در محلول خاک میتواند جذب آب توسط ریشه را دشوار کند.
این حالت را میتوان به زبان ساده خشکی فیزیولوژیک نامید.
یعنی:
آب در خاک وجود دارد، اما گیاه به دلیل غلظت بالای نمک نمیتواند بهآسانی از آن استفاده کند.
به همین دلیل گیاه در خاک مرطوب نیز ممکن است علائم تنش آبی نشان دهد.
—
۵. ریشه در خاک شور چه تغییری میکند؟
شوری شدید یا طولانیمدت میتواند باعث کاهش رشد ریشه شود.
ریشه ممکن است:
– کوتاهتر شود؛
– رشد جانبی کمتری داشته باشد؛
– به لایههای مناسبتر خاک محدود شود؛
– توان جذب آب و عناصر غذایی را از دست بدهد.
کاهش حجم ریشه نیز باعث میشود گیاه نسبت به خشکسالی حساستر شود.
—
۶. رابطه شوری و کمآبی
شوری و کمآبی میتوانند یکدیگر را تشدید کنند.
در زمان خشکسالی، تبخیر آب افزایش مییابد و نمکها در ناحیه ریشه باقی میمانند.
از طرف دیگر، شوری جذب آب را دشوار میکند.
بنابراین یک چرخه ایجاد میشود:
کمآبی → غلیظتر شدن نمک در خاک → کاهش جذب آب → تنش بیشتر گیاه
این مسئله در مناطق گرم و خشک اهمیت زیادی دارد.
—
۷. نقش تبخیر در تجمع نمک
وقتی آب از سطح خاک یا از طریق گیاه خارج میشود، نمکهای محلول باقی میمانند.
در مناطق گرم و خشک، تبخیر زیاد میتواند باعث انتقال نمک به لایههای بالاتر خاک شود.
اگر بارندگی یا آبشویی کافی وجود نداشته باشد، نمک در ناحیه ریشه تجمع پیدا میکند.
—
۸. چرا آبیاری کمحجم و سطحی ممکن است مشکل ایجاد کند؟
در آبیاری قطرهای، آب معمولاً در محدوده مشخصی از خاک پخش میشود.
اگر آب شور باشد، نمک میتواند در مرز قسمت خیسشده تجمع پیدا کند.
الگوی تجمع به:
– دبی قطرهچکان
– فاصله قطرهچکانها
– بافت خاک
– مقدار آب
– دفعات آبیاری
– تبخیر
– کیفیت آب
وابسته است.
بنابراین طراحی آبیاری باید با شوری آب نیز هماهنگ باشد.
—
۹. بارندگی چگونه به کاهش شوری کمک میکند؟
بارندگی با کیفیت مناسب میتواند نمکهای محلول را از سطح خاک به عمق منتقل کند.
اما برای خروج واقعی نمک از محدوده ریشه، زهکشی مناسب اهمیت دارد.
اگر آب در عمق خاک محبوس شود، صرفاً وارد کردن آب بیشتر الزاماً مشکل را حل نمیکند.
—
۱۰. گچ کشاورزی در خاک سدیمی
گچ کشاورزی منبع محلول کلسیم است.
در خاکهایی که نیاز به اصلاح سدیمی بودن آنها تأیید شده است، کلسیم حاصل از گچ میتواند به جایگزینی سدیم تبادلی کمک کند.
سپس برای انتقال و خروج سدیم، آبشویی و زهکشی لازم است.
بنابراین:
گچ + آبشویی + زهکشی
یک مفهوم کاملتر از مصرف گچ بهتنهایی است.
—
۱۱. آیا گچ برای هر خاک شور لازم است؟
خیر.
اگر مشکل اصلی فقط شوری ناشی از نمکهای محلول باشد و خاک از نظر سدیمی بودن مشکل قابلتوجهی نداشته باشد، مصرف گچ الزاماً راهحل اصلی نیست.
به همین دلیل مقدار گچ باید بر اساس ویژگیهای خاک و در صورت امکان نیاز گچی تعیین شود.
—
۱۲. نقش زئولیت در خاک
زئولیت یک ماده معدنی آلومینوسیلیکاتی متخلخل با ظرفیت تبادل کاتیونی است.
در برخی خاکها میتواند به مدیریت آب و یونها و بهبود برخی ویژگیهای بستر کمک کند.
اما زئولیت:
– جایگزین گچ در اصلاح سدیمی بودن نیست؛
– نمک را از خاک خارج نمیکند؛
– جایگزین آبشویی نیست؛
– جایگزین زهکشی نیست.
بنابراین باید نقش آن را بهعنوان اصلاحکننده مکمل در نظر گرفت.
—
۱۳. نقش پرلیت در خاک سدیمی
پرلیت عمدتاً یک ماده اصلاحکننده فیزیکی است.
در برخی بسترها میتواند به افزایش تخلخل و بهبود شرایط فیزیکی کمک کند.
اما در خاک سدیمی، پرلیت نمیتواند نقش کلسیم گچ را ایفا کند.
بنابراین افزودن پرلیت به گچ و زئولیت را نباید بهعنوان یک واکنش شیمیایی جدید یا درمان قطعی خاک سدیمی معرفی کرد.
نتیجه واقعی به بافت خاک و مقدار مصرف بستگی دارد.
—
۱۴. ترکیب گچ و زئولیت
ترکیب گچ و زئولیت را میتوان یک مخلوط اصلاحکننده معدنی دانست.
گچ بیشتر نقش تأمین کلسیم و اصلاح شیمیایی خاکهای دارای نیاز گچی را دارد.
زئولیت بیشتر میتواند در تبادل کاتیونی و برخی ویژگیهای فیزیکی و نگهداری آب نقش مکمل داشته باشد.
هیچ نسبت ثابتی برای تمام خاکها وجود ندارد.
بهترین نسبت باید با توجه به:
– EC
– SAR
– ESP
– CEC
– بافت خاک
– کیفیت آب
– زهکشی
تعیین شود.
—
۱۵. چرا زهکشی از اصلاحکنندهها مهمتر میشود؟
فرض کنید سدیم خاک با استفاده از منبع کلسیم جابهجا شده است.
اگر آب نتواند از خاک عبور کند و از منطقه ریشه خارج شود، سدیم و نمکهای همراه آن ممکن است در خاک باقی بمانند.
بنابراین در خاکهای سنگین و سدیمی، بررسی زهکشی اهمیت بسیار زیادی دارد.
—
۱۶. نشانههای احتمالی مشکل زهکشی
برخی نشانهها عبارتاند از:
– ماندن آب روی سطح خاک
– دیر خشک شدن خاک
– بوی نامطبوع خاک
– زردی عمومی گیاه
– رشد ضعیف ریشه
– ریشههای سطحی
– تشکیل لکههای شور
– کاهش نفوذ آب
– سفت شدن سطح خاک
البته هرکدام از این علائم میتواند علت دیگری نیز داشته باشد.
—
۱۷. آیا افزایش دفعات آبیاری همیشه مفید است؟
خیر.
در خاک شور، افزایش دفعات آبیاری بدون توجه به حجم آب، زهکشی و EC آب ممکن است حتی تجمع نمک را بیشتر کند.
از طرف دیگر، خشک شدن شدید خاک نیز میتواند غلظت نمک را افزایش دهد.
بنابراین برنامه آبیاری باید بین این دو حالت تعادل ایجاد کند:
نه خشکی شدید
و
نه ماندابی شدن.
—
۱۸. اهمیت بافت خاک
رفتار خاک شنی با خاک رسی یکسان نیست.
خاک شنی معمولاً نفوذپذیری بیشتری دارد، اما ظرفیت نگهداری آب آن کمتر است.
خاک رسی آب را بیشتر نگه میدارد، ولی اگر ساختمان آن تخریب شده باشد، حرکت آب میتواند بسیار محدود شود.
خاک سدیمی رسی ممکن است از نظر نفوذ آب مشکلات جدیتری داشته باشد.
—
۱۹. نقش ماده آلی
افزایش مناسب ماده آلی میتواند در برخی خاکها به بهبود ساختمان، فعالیت زیستی و ظرفیت نگهداری آب کمک کند.
اما اثر آن به نوع ماده آلی، مقدار مصرف، شرایط اقلیمی و ویژگی خاک بستگی دارد.
ماده آلی نیز جایگزین آبشویی و زهکشی نیست.
—
۲۰. رابطه ریشه و ساختمان خاک
ریشه فقط به آب و عناصر غذایی نیاز ندارد.
ریشه برای رشد مناسب به:
فضای کافی + آب + اکسیژن + عناصر غذایی
نیاز دارد.
اگر منافذ خاک به دلیل تراکم یا پراکندگی رس کاهش پیدا کنند، اکسیژنرسانی به ریشه نیز میتواند محدود شود.
در نتیجه حتی با وجود کود و آب کافی، رشد گیاه کاهش مییابد.
—
۲۱. چگونه مشکل خاک را تشخیص دهیم؟
یک روش عملی:
مرحله اول
آب آبیاری را آزمایش کنید.
مرحله دوم
خاک را از ناحیه ریشه نمونهبرداری کنید.
مرحله سوم
EC و pH را اندازهگیری کنید.
مرحله چهارم
در صورت احتمال سدیمی بودن، SAR، ESP و CEC را بررسی کنید.
مرحله پنجم
بافت خاک و وضعیت زهکشی را بررسی کنید.
مرحله ششم
پس از اصلاح، آزمایش مجدد انجام دهید.
—
۲۲. آزمایش مزرعهای اصلاح خاک
برای ارزیابی واقعی یک اصلاحکننده میتوان چند قطعه مشابه ایجاد کرد:
قطعه شاهد
گچ
زئولیت
گچ + زئولیت
و در صورت نیاز:
گچ + زئولیت + پرلیت
سپس مواردی مانند:
– سرعت نفوذ آب
– EC خاک
– وضعیت ریشه
– رشد گیاه
– رطوبت خاک
– عملکرد محصول
مقایسه شود.
این روش بسیار بهتر از قضاوت صرفاً بر اساس ظاهر خاک است.
—
۲۳. یک اشتباه مهم در تبلیغات محصولات اصلاح خاک
نباید ادعا کرد:
«این محصول تمام نمک خاک را از بین میبرد.»
یا:
«با مصرف این ماده دیگر نیازی به آبشویی نیست.»
این ادعاها از نظر علمی قابل تعمیم نیستند.
اصلاح خاک یک فرآیند چندعاملی است که به آب، خاک، نمک، ریشه و زهکشی وابسته است.
—
۲۴. مدیریت خاک شور در دوره خشکسالی
در دوره کمآبی، آبشویی گسترده همیشه امکانپذیر نیست.
در این شرایط میتوان بر موارد زیر تمرکز کرد:
– جلوگیری از آبیاری بیهدف
– کاهش تبخیر سطحی
– حفظ رطوبت مناسب
– استفاده صحیح از آبیاری قطرهای
– جلوگیری از مصرف بیش از حد کود
– پایش EC
– استفاده از اصلاحکننده مناسب در صورت نیاز
– حفظ پوشش خاک
– انتخاب گیاه مقاومتر
هدف این است که نمک کمتر در ناحیه فعال ریشه تجمع پیدا کند.
—
۲۵. جمعبندی علمی
شوری خاک میتواند مستقیماً از طریق افزایش غلظت نمک بر جذب آب و رشد گیاه اثر بگذارد.
سدیمی بودن نیز میتواند از طریق تخریب ساختمان خاک، کاهش نفوذ آب و کاهش تهویه، شرایط ریشه را نامناسب کند.
بنابراین مدیریت موفق زمین شور باید چند مرحله داشته باشد:
تشخیص شوری
↓
تشخیص سدیمی بودن
↓
بررسی بافت و ساختمان خاک
↓
بررسی آب آبیاری
↓
اصلاح در صورت نیاز
↓
آبشویی کنترلشده
↓
زهکشی مناسب
↓
پایش مجدد
در این میان، گچ کشاورزی در خاکهای دارای نیاز گچی، زئولیت بهعنوان اصلاحکننده مکمل و پرلیت عمدتاً برای اهداف فیزیکی میتوانند در شرایط مناسب مورد بررسی قرار گیرند.
اما هیچکدام جایگزین یک برنامه علمی مدیریت آب و خاک نیستند.
—
پرسشهای متداول
آیا خاک شور همیشه سفت و غیرقابل نفوذ است؟
خیر. این حالت بیشتر با مشکلات ساختمانی و بهخصوص سدیمی بودن و برخی شرایط بافتی ارتباط دارد.
آیا خاک سدیمی با خاک شور فرق دارد؟
بله. شوری بیشتر به نمکهای محلول و سدیمی بودن بیشتر به سدیم تبادلی و اثر آن بر ساختمان خاک مربوط است.
آیا گچ میتواند خاک سدیمی را اصلاح کند؟
در خاکهایی که نیاز گچی دارند، گچ میتواند منبع کلسیم برای اصلاح سدیمی بودن باشد؛ خروج سدیم نیازمند آبشویی و زهکشی مناسب است.
آیا زئولیت جایگزین گچ است؟
خیر. نقش این دو یکسان نیست.
آیا پرلیت برای خاک سدیمی مفید است؟
ممکن است از نظر فیزیکی در برخی شرایط مفید باشد، اما جایگزین گچ یا آبشویی نیست.
چرا با وجود خیس بودن خاک، گیاه تشنه است؟
یکی از احتمالات، تنش اسمزی ناشی از شوری است؛ البته مشکلات ریشه، زهکشی و بیماری نیز باید بررسی شوند.
آیا افزایش آب آبیاری مشکل شوری را حل میکند؟
نه همیشه. برای خروج نمک، حرکت آب از ناحیه ریشه و زهکشی مناسب ضروری است.
—
کلیدواژههای مهم
خاک شور، خاک سدیمی، خاک شور و سدیمی، اصلاح خاک شور، اصلاح خاک سدیمی، ساختمان خاک، نفوذ آب در خاک، نفوذپذیری خاک، تراکم خاک، پراکندگی رس، سدیم خاک، سدیم تبادلی، ESP خاک، SAR خاک، EC خاک، شوری ریشه، رشد ریشه در خاک شور، آسیب ریشه، خشکی فیزیولوژیک، آبشویی خاک، زهکشی خاک شور، گچ کشاورزی، گچ برای خاک سدیمی، زئولیت کشاورزی، گچ و زئولیت، پرلیت کشاورزی، اصلاحکننده خاک، بهبود ساختمان خاک، حفظ رطوبت خاک، آبیاری زمین شور، آب شور کشاورزی، مدیریت شوری، مقابله با شوری خاک، کاهش شوری خاک، اصلاح زمین کشاورزی شور، زمین شور و کمآبی، خشکسالی کشاورزی، بیابانزدایی، سوپرجاذب کشاورزی، هیدروژل کشاورزی، پلیاکریلات، حفظ آب در خاک.
مشاوره
جهت مشاوره رایگان با نویسنده به شماره 09388406716 پیام دهید.
۰ دیدگاه