دانشنامه جامع جهانی خشکسالی، کمآبی33
فصل ۳۳
دانشنامه جامع جهانی خشکسالی، کمآبی، شوری و بیابانزدایی
اختلاط آب شور و شیرین در کشاورزی؛ روش کاهش شوری آب آبیاری، محاسبه EC آب مخلوط، مدیریت نمک و استفاده از منابع آب با کیفیت متفاوت
مقدمه
در بسیاری از مناطق خشک و کمآب، کشاورز همزمان به چند منبع آب دسترسی دارد؛ برای مثال:
– چاه با آب نسبتاً شور
– آب سطحی با شوری کمتر
– آب باران
– آب تصفیهشده
– آب ذخیرهشده
در چنین شرایطی یکی از راههای مدیریت آب میتواند اختلاط آبهای دارای کیفیت متفاوت باشد.
اما اختلاط آب شور و شیرین به معنی «حذف نمک» نیست.
در واقع نمک موجود در آب شور همچنان در آب مخلوط وجود دارد، اما با اضافه کردن آب کمشور، غلظت متوسط نمک کاهش پیدا میکند.
—
۱. آیا مخلوط کردن آب شور و شیرین باعث شیرین شدن آب میشود؟
به معنای واقعی نمکزدایی، خیر.
اگر آب شور با آب کمشور مخلوط شود، مقدار کل نمک موجود در سیستم از بین نمیرود.
فقط در حجم بیشتری از آب توزیع میشود.
بنابراین:
اختلاط آب ≠ نمکزدایی
بلکه:
اختلاط آب = کاهش غلظت متوسط نمک
—
۲. EC آب مخلوط چگونه تعیین میشود؟
در یک برآورد ساده، اگر دو آب با حجمهای مختلف و EC مشخص با یکدیگر مخلوط شوند، EC آب نهایی را میتوان تقریباً بر اساس میانگین وزنی EC آنها برآورد کرد.
برای مثال فرض کنید:
– ۱۰۰۰ لیتر آب با EC برابر ۱
– ۱۰۰۰ لیتر آب با EC برابر ۵
مخلوط نهایی ۲۰۰۰ لیتر است.
برآورد ساده:
EC ≈ ۳ dS/m
البته این روش برای برنامهریزی اولیه مناسب است و برای تصمیمهای حساس بهتر است EC واقعی آب مخلوط اندازهگیری شود.
—
۳. یک مثال کشاورزی
فرض کنیم کشاورز دو منبع آب دارد:
آب اول: EC = ۱٫۵
آب دوم: EC = ۴٫۵
اگر حجم مساوی از دو آب مخلوط شود، EC تقریبی مخلوط:
۳ dS/m
خواهد بود.
اما اگر مقدار آب کمشور بیشتر باشد، EC مخلوط پایینتر خواهد شد.
بنابراین نسبت اختلاط اهمیت زیادی دارد.
—
۴. چرا فقط EC کافی نیست؟
دو آب ممکن است EC مشابهی داشته باشند ولی ترکیب یونی یکسانی نداشته باشند.
برای مثال مقدار:
– سدیم
– کلرید
– کلسیم
– منیزیم
– بیکربنات
– بور
میتواند متفاوت باشد.
بنابراین در مدیریت آب شور، بهخصوص برای باغهای حساس، فقط اندازهگیری EC کافی نیست.
در صورت نیاز باید آزمایش کامل آب انجام شود.
—
۵. اهمیت SAR در آب مخلوط
SAR شاخصی برای ارزیابی خطر نسبی سدیم آب آبیاری است.
اگر آب دارای سدیم بالا باشد، علاوه بر شوری، احتمال ایجاد مشکل سدیمی در برخی خاکها مطرح میشود.
به همین دلیل هنگام بررسی آب شور بهتر است:
EC + SAR
با یکدیگر بررسی شوند.
—
۶. RSC چیست؟
کربنات و بیکربنات موجود در آب نیز میتوانند بر تعادل کلسیم و منیزیم اثر بگذارند.
شاخصی به نام RSC برای ارزیابی این موضوع استفاده میشود.
در نتیجه برای آبهای مسئلهدار، آزمایش کامل آب میتواند شامل:
– EC
– pH
– SAR
– RSC
– سدیم
– کلرید
– کلسیم
– منیزیم
– بیکربنات
– بور
باشد.
—
۷. آیا آب باران برای اختلاط مناسب است؟
آب باران در بسیاری از شرایط شوری بسیار پایینی دارد، هرچند کیفیت آن به شرایط منطقه و نحوه جمعآوری بستگی دارد.
ذخیره آب باران میتواند در مناطق کمآب یک منبع مکمل باشد.
اختلاط آب باران با آب شور میتواند EC متوسط آب آبیاری را کاهش دهد.
اما حجم آب باران و زمان دسترسی به آن محدود است و باید ذخیرهسازی و مصرف آن مدیریت شود.
—
۸. اختلاط آب شور برای باغها
در باغهای چندساله، کیفیت آب اهمیت زیادی دارد؛ زیرا استفاده مداوم از آب شور میتواند در طول زمان باعث تجمع نمک در ناحیه ریشه شود.
اگر آب کمشور در دسترس باشد، اختلاط کنترلشده میتواند یکی از ابزارهای مدیریت کیفیت آب باشد.
اما باید وضعیت:
– خاک
– درخت
– زهکشی
– EC آب
– SAR
– عمق ریشه
هم بررسی شود.
—
۹. آب شور و درختان جوان
نهالها معمولاً نسبت به بسیاری از تنشهای محیطی حساستر هستند.
استفاده از آب شور برای نهال ممکن است در صورت عبور از محدوده تحمل آن، استقرار ریشه را دشوار کند.
بنابراین در باغ تازهکاشت، کیفیت آب باید با دقت بیشتری کنترل شود.
—
۱۰. اختلاط آب و خاک شور
اگر خاک از قبل شور باشد، استفاده از آب با EC پایینتر میتواند ورود نمک جدید را کاهش دهد.
اما برای کاهش نمک موجود در خاک، در صورت فراهم بودن شرایط، آبشویی و زهکشی نیز اهمیت دارند.
بنابراین:
آب بهتر میتواند از شور شدن بیشتر جلوگیری کند،
ولی الزاماً:
نمک موجود در خاک را خارج نمیکند.
—
۱۱. آیا آب شور را میتوان با آب شیرین مخلوط کرد و برای هر گیاهی استفاده کرد؟
خیر.
تحمل شوری گیاهان متفاوت است.
یک EC مشخص ممکن است برای یک گیاه قابلتحمل باشد ولی برای گیاه دیگری نامناسب باشد.
علاوه بر نوع گیاه، موارد زیر نیز اهمیت دارند:
– مرحله رشد
– نوع خاک
– روش آبیاری
– مقدار آب
– اقلیم
– زهکشی
– مدت تماس با آب شور
—
۱۲. اختلاط آب و کوددهی
وقتی کیفیت آب تغییر میکند، برنامه کوددهی نیز ممکن است نیاز به بازنگری داشته باشد.
آب شور همراه با کود محلول میتواند غلظت املاح اطراف ریشه را افزایش دهد.
بنابراین در آب شور باید از کوددهی بیش از نیاز جلوگیری کرد.
اصل مهم:
آب شور + کود زیاد = احتمال افزایش بیشتر فشار نمکی در ناحیه ریشه
—
۱۳. آب شور و آبیاری قطرهای
آبیاری قطرهای میتواند آب را مستقیماً به محدوده ریشه برساند و مصرف آب را کاهش دهد.
اما اگر آب شور باشد، نمک نیز وارد محدوده خیسشده میشود.
بنابراین آبیاری قطرهای بهتنهایی مانع شوری نمیشود.
پایش EC خاک و مدیریت آبشویی همچنان ضروری است.
—
۱۴. اختلاط آب در مخزن
در صورت اختلاط دو منبع آب، بهتر است ابتدا نسبت اختلاط محاسبه شود و سپس EC آب مخلوط اندازهگیری شود.
این کار از تصمیمگیری صرفاً بر اساس حدس جلوگیری میکند.
برای پروژههای بزرگ، آزمایش آزمایشگاهی یا پایش مداوم کیفیت آب میتواند ارزش بیشتری داشته باشد.
—
۱۵. آیا میتوان آب شور را با آب کمشور به نسبت یکسان مخلوط کرد؟
بله، از نظر فنی امکانپذیر است؛ اما مناسب بودن نسبت ۵۰ به ۵۰ به تحمل محصول و شرایط خاک بستگی دارد.
هیچ نسبت عمومی برای همه محصولات وجود ندارد.
ممکن است یک مزرعه به:
۷۰٪ آب کمشور + ۳۰٪ آب شور
نیاز داشته باشد و مزرعه دیگری شرایط متفاوتی داشته باشد.
—
۱۶. فرمول ساده نسبت اختلاط
اگر بخواهیم بهصورت تقریبی EC هدف مشخصی ایجاد کنیم، میتوان از موازنه ساده غلظت استفاده کرد.
برای دو آب:
EC شور = ECs
EC کمشور = ECf
و EC مورد نظر:
ECt
نسبت حجم آب شور را میتوان بهصورت تقریبی چنین محاسبه کرد:
کسر آب شور = (ECt − ECf) ÷ (ECs − ECf)
این رابطه برای برآورد اولیه مناسب است.
پس از اختلاط، بهتر است EC واقعی اندازهگیری شود.
—
۱۷. مثال محاسباتی
فرض کنید:
EC آب شور = ۶
EC آب کمشور = ۱
و هدف EC = ۳ باشد.
کسر آب شور:
(۳−۱) ÷ (۶−۱) = ۲/۵ = ۰٫۴
یعنی تقریباً:
۴۰٪ آب شور
و:
۶۰٪ آب کمشور
بهصورت تئوری EC متوسط نزدیک ۳ خواهد شد.
این عدد باید با آزمایش واقعی آب مخلوط کنترل شود.
—
۱۸. آیا گچ میتواند آب شور را شیرین کند؟
خیر.
گچ کشاورزی برای اصلاح برخی مشکلات خاک، بهخصوص خاکهای دارای مشکل سدیمی و نیاز گچی، کاربرد دارد.
گچ نمیتواند نمکهای موجود در آب را بهطور عمومی حذف کند.
اگر مشکل آب، EC بالا باشد، باید مدیریت کیفیت آب، اختلاط، تصفیه یا انتخاب منبع مناسب بررسی شود.
—
۱۹. آیا زئولیت آب شور را شیرین میکند؟
زئولیت میتواند برخی یونها را از طریق تبادل کاتیونی تحت شرایط مشخص تحت تأثیر قرار دهد، اما نباید آن را یک دستگاه یا روش عمومی نمکزدایی آب در نظر گرفت.
برای کاهش واقعی نمک آب در مقیاس بالا، فناوریهایی مانند روشهای غشایی و سایر فرآیندهای تصفیه آب مطرح هستند.
—
۲۰. آیا پرلیت برای کاهش EC آب مناسب است؟
پرلیت روش عمومی تصفیه یا نمکزدایی آب نیست.
نقش اصلی پرلیت در کشاورزی بیشتر مربوط به ویژگیهای فیزیکی بستر است.
بنابراین برای کاهش EC آب نباید روی پرلیت بهعنوان روش نمکزدایی حساب کرد.
—
۲۱. نقش آبشویی پس از استفاده از آب شور
حتی اگر آب مخلوط برای آبیاری قابل استفاده باشد، ورود مداوم نمک میتواند بهمرور باعث تجمع نمک شود.
بنابراین باید تعادل نمک در خاک بررسی شود.
در صورت امکان، بخشی از آب باید از ناحیه ریشه عبور کند و نمک را به عمق پایینتر منتقل کند.
البته این کار تنها زمانی مؤثر است که زهکشی مناسب وجود داشته باشد.
—
۲۲. خطر استفاده طولانیمدت از آب شور
اگر نمک وارد خاک شود ولی به اندازه کافی خارج نشود، ممکن است بهتدریج ذخیره نمک خاک افزایش پیدا کند.
نتیجه ممکن است شامل:
– افزایش EC خاک
– کاهش جذب آب
– کاهش رشد ریشه
– سوختگی حاشیه برگ
– کاهش عملکرد
– افزایش فشار خشکی
باشد.
بنابراین آب شور را باید در یک برنامه بلندمدت مدیریت نمک قرار داد.
—
۲۳. مدیریت آب شور در شرایط خشکسالی
در خشکسالی، ممکن است کشاورز مجبور شود از منابع آبی با کیفیت پایینتر استفاده کند.
در این شرایط میتوان:
– آبها را در صورت امکان مخلوط کرد.
– زمان آبیاری را مدیریت کرد.
– از تبخیر غیرضروری جلوگیری کرد.
– EC آب و خاک را پایش کرد.
– محصول مقاومتر انتخاب کرد.
– کوددهی را دقیقتر کرد.
– در زمان مناسب از بارندگی برای آبشویی استفاده کرد.
– زهکشی را حفظ کرد.
هدف، کاهش آسیب است؛ نه اینکه آب شور را بدون محدودیت مناسب اعلام کنیم.
—
۲۴. یک روش عملی برای کشاورز
اگر دو منبع آب دارید:
مرحله اول
EC هر دو آب را جداگانه اندازهگیری کنید.
مرحله دوم
در صورت اهمیت، آزمایش کامل آب انجام دهید.
مرحله سوم
تحمل شوری محصول را بررسی کنید.
مرحله چهارم
نسبت اختلاط را محاسبه کنید.
مرحله پنجم
آب مخلوط را تهیه کنید.
مرحله ششم
EC واقعی آب مخلوط را اندازه بگیرید.
مرحله هفتم
EC خاک را در ناحیه ریشه پایش کنید.
مرحله هشتم
در صورت افزایش شوری، برنامه آبشویی و زهکشی را بررسی کنید.
—
۲۵. جمعبندی نهایی
اختلاط آب شور و کمشور یکی از ابزارهای مدیریت منابع آب در مناطق کمآب است.
این روش:
نمک را حذف نمیکند؛
بلکه:
غلظت متوسط نمک را کاهش میدهد.
موفقیت آن به کیفیت هر دو منبع آب، نسبت اختلاط، EC، SAR، RSC، نوع گیاه، خاک، زهکشی و روش آبیاری بستگی دارد.
در زمین شور، استفاده از آب کمشورتر میتواند ورود نمک را کاهش دهد، اما برای کاهش نمک موجود در خاک، آبشویی و زهکشی مناسب همچنان اهمیت دارند.
گچ، زئولیت و پرلیت نیز نباید با فناوریهای نمکزدایی آب اشتباه گرفته شوند.
در نهایت بهترین تصمیم زمانی گرفته میشود که:
آب آزمایش شود → خاک آزمایش شود → نسبت اختلاط تعیین شود → آب مخلوط آزمایش شود → EC خاک پایش شود.
—
پرسشهای متداول
آیا مخلوط کردن آب شور و شیرین نمک را حذف میکند؟
خیر، فقط غلظت متوسط نمک را کاهش میدهد.
آیا EC دو آب را میتوان برای محاسبه آب مخلوط میانگین گرفت؟
برای برآورد اولیه بله، اما برای تصمیم دقیق بهتر است آب مخلوط واقعاً اندازهگیری شود.
آیا آب شور را میتوان برای باغ استفاده کرد؟
بستگی به EC، ترکیب یونی آب، خاک، نوع درخت، روش آبیاری و زهکشی دارد.
آیا آب باران میتواند برای کاهش شوری آب آبیاری استفاده شود؟
در صورت کیفیت مناسب و دسترسی کافی، میتواند بهعنوان منبع کمشور برای اختلاط مورد استفاده قرار گیرد.
آیا گچ آب شور را شیرین میکند؟
خیر. گچ بیشتر برای اصلاح خاکهای دارای نیاز گچی، بهخصوص خاکهای سدیمی، مطرح است.
آیا زئولیت آب شور را شیرین میکند؟
خیر، زئولیت را نباید روش عمومی نمکزدایی آب دانست.
آیا پرلیت EC آب را کاهش میدهد؟
خیر. پرلیت روش عمومی کاهش شوری آب نیست.
مهمترین آزمایش برای آب شور چیست؟
حداقل EC و در شرایط لازم SAR؛ برای تصمیمهای دقیقتر آزمایش کامل آب توصیه میشود.
—
کلیدواژههای مهم
اختلاط آب شور و شیرین، مخلوط کردن آب شور، کاهش شوری آب آبیاری، آب شور کشاورزی، آب کمشور، EC آب، EC آب آبیاری، محاسبه EC آب مخلوط، فرمول اختلاط آب شور، نسبت آب شور و شیرین، آب باران کشاورزی، ذخیره آب باران، SAR آب، RSC آب، سدیم آب آبیاری، کلرید آب، بور آب، آب شور برای باغ، آب شور برای درختان، آبیاری با آب شور، مدیریت آب شور، آبشویی خاک، شوری خاک، خاک شور، خاک سدیمی، گچ کشاورزی، زئولیت کشاورزی، پرلیت کشاورزی، اصلاح خاک شور، زهکشی زمین شور، شوری ناحیه ریشه، EC خاک، مدیریت خشکسالی، کمآبی کشاورزی، بحران آب، صرفهجویی آب، مدیریت منابع آب، سوپرجاذب کشاورزی، هیدروژل کشاورزی، پلیاکریلات، حفظ رطوبت خاک، مقابله با شوری، بیابانزدایی.
مشاوره
جهت مشاوره رایگان با نویسنده به شماره 09388406716 پیام دهید.
۰ دیدگاه