بررسی شوری خاک


در مقالة حاضر، طرحی ارائه شده است که شوری خاک را در مزارعِ تحت آبیاری تخمین زده و راهکارهای مدیریتی ارائه می دهد. این تحقیق بر اساس بررسی مدلهای آبیاری
منطقة Manicoba ( منطقه ای واقع در شمال شرقی برزیل) انجام شده است. در این منطقه علت اصلی شوری خاک، بالا آمدن آبهای زیر سطحی می باشد. در این طرح آب و
میزان املاح خاکهای سطحی محاسبه می شوند. آزمون بر روی کرت های بدون کشت و همچنین منطقة ریشة درختان انبه(۹/۰ متری زمین) انجام گرفت. بررسی اثر
سیستمهای مدیریتی بر روی املاح خاک، در تغییر و اصلاح آبیاریهای پی در پی و تبدیل آنها به سیستمهای مؤثرتر مفید خواهد بود.
برای خواندن ادامه مطلب ، بر روی ادامه مطلب کلیک کنید
 
 
● مقدمه


در دشت نیمه خشک sao Francisco منطقه ای واقع در شمال شرقی برزیل تبخیر و تعرق مرجع علوفه بیشتر از بارشهای سالیانه بوده و جهت آبیاری این منطقه از رودخانة sao Franciscoاستفاده می شود. [آلن و همکاران۱۹۹۸] میانگین هدایت الکتریکی آب این منطقه بینdS/m۰۵/۰ ۱۱/۰ بوده و خطر شورشدن خاک کم می باشد. اعتقاد بر این است که آبیاریهای پی در پی در این زمین باعث شستشوی مقادیر مناسبی از املاح شده و آنها را از منطقة ریشه خارج می سازد. با اینکه میانگین راندمان آبیاری ۶۰% می باشد ولی در این منطقه به ۲۵% کاهش یافته است. درختان میوه های گرمسیری بخصوص انبه ازعمده محصولاتی هستند که در این منطقه آبیاری می شوند. با اینکه کیفیت آب خوب است، ولی در اکثر سیستم های آبیاری بعد از۱۰ ۲۰ سال مشکل شوری خاک روی می دهد. بررسی این موضوع را موسسةEMBRAPA [موسسه تحقیقات کشاورزی برزیل] در سال های ۲۰۰۰ ۲۰۰۱ به عهده گرفت تا: [۱] با بررسی مشکل، [۲] علت اصلی و دقیق آن را تشخیص داده و [۳] با ارائة طرح و [۴] ارائة راهکارهای مدیریتی، طرح آبیاری های پایدار را ارائه دهد. این تحقیق در منطقه ای به وسعت ۴۵۰۰ هکتار از اراضی Manicoba اجرا شد که در این منطقه اکثر درختان توسط سیستم آبیاری شیاری(جوی پشته ای) آبیاری می شدند. این منطقه در امتداد رودخانة sao Francisco و در ۴۰ کیلومتری دو دهکدة مجاور petrolina , Juazeiro قرار دارد. در این سیستم کشاورزان بخاطر شورشدگی خاک، ۱۰ ۱۳% از کل منطقة آبیاری را رها کرده بودند. مطالعات نشان داده اند که آبهای سطحی در عمق متوسط ۳/۱متری زمین و در بالای لایه های غیر قابل نفوذ۳متری(که عمدتاً از گرانیت تشکیل شده اند) قرار گرفته اند. در دورة پلیستوسن زمین شناسی[Pleistocene] این لایه تکامل نیافته بود و سیستم زه کشی های ناقصی داشت که بواسطة آن حوضچه های متناوب متعددی در این لایه تشکیل شده اند.
در روی این لایة غیرتراوا، یک پوشش شنی و لومی وجود دارد که در دوران Holocene بوجود آمده است. این لایه بخش ریشة گیاهان را نیز در بر می گیرد. در بیشتر بخشهای این سیستم آب به مناطق پائینتر نفوذ کرده و در حوضچه هایی متمرکز و تغلیظ شده است که نتیجتاً شوری آب را در آن مناطق سبب شده است(dS/m ۳/۱۰که از ۱/۵ الی ۶/۲۲ متغییر بوده و انحراف استاندارد آن ۵۴/۶ می باشد). در عوض، بواسطة آبیاریها و رسوبهای پی در پیِ آب سطحی، میانگین املاح آن به dS/m ۶۰/۰ کاهش یافته است (از ۲/۰ تا ۳/۲ متغییر بوده و انحراف استاندارد آن dS/m ۵۸/۰ می باشد). حرکت های روبه بالای آب و املاح محلول در آن باعث می شوند که خاک های سطحی را به شدت متأثر کرده و منطقة ریشه را شور کنند. مطالعة حاضر این نتیجه را ارائه کرده و گزارش شده است که عصارة اشباع آبهای زیر زمینی اختلاف زیادی با آب آبیاری دارد. در این مطالعه شوری خاک بر اساس هدایت الکتریکی عصارة اشباع(EC) آن بیان شده است. EC به صورت زیر تعریف می شود: هدایت الکتریکی املاح محلول در آبِ خاک ، که بعد از افزودن مقدار معینی آب مقطر به آن و رسیدن به درجة اشباع معین می گردد. شوری خاک(EC) در بیشتر بخشهای سیستم و در حدود ۷۵% از مزارع تحت آبیاری اندازه گیری شد. این آمار بین سالهای ۱۹۷۵ ۲۰۰۱ گرفته شده و بین dS/m ۴/۰ ۱ بودند که میانگین آنها dS/m۴۶/۰ گزارش شده است. حد مجاز یا آستانة تحمل گیاهان حساسdS/m ۲ ۴ می باشد که مقادیر سنجیده شده کمتر از این مقدار بودند و تنها تعداد اندکی از مزارعِ تحت کشت، ECیبالای dS/m ۲ داشتند. در برخی مناطق از مزرعه آبهای سطحی شور بالا آمده و شوری نسبتاً شدیدی در خاک ایجاد کرده بودند، بطوریکه کرتها را غیرقابل کشت شدند. هدایت الکتریکی عصارة اشباع خاکها در ۱۳ کرت رها شده و در اعماق متفاوت مورد بررسی قرار گرفتند. میانگین شوری آنها در عمق ۱۵/۰متری، dS/m ۱/۲۲ بوده (که با انحراف استاندارد dS/m ۷ از ۱۳ تاdS/m ۳۶ متغییر بوده) و در عمق ۴۵/۰متری، dS/m ۷/۱۰( با انحراف استانداردdS/m ۲/۳) و در عمق ۸/۰متری، dS/m ۳/۷( با انحراف استاندارد dS/m ۶/۲) گزارش شده است.
طبق رده بندی Abrol (و همکارانش)[۱۹۹۸] این مقادیر نشان می دهند که خاکهای عمق ۸/۰متری شور و خاکهای سطحی تر بسیار شور می باشند. بطوریکه تنها تعدادی محدودی از گیاهان مقاوم به نمک می توانند در این شرایط زنده بمانند. در این مطالعه هنگامیکه جریان آب رو به بالا مورد بررسی قرار می گرفت طرحی جهت تخمین شوری آب ارائه گردید. در این طرح میزان آب و املاح خاک سطحی رکوردگیری می شدند. رکوردگیری شامل سه مرحلة اصلی بود:
۱) تخمین حرکت آب به سمت بالا
۲) تخمین میزان آب خاک
۳) تخمین میزان املاح خاک این طرح نشان داده شده است. میزان املاح در بخش ریشة گیاه(در کرت های کاشته شده) و یا در بخشهای سطحی خاک(در کرت های رها شده)، قبل و بعد از سیلاب مورد ارزیابی قرار گرفتند. داده های بدست آمده را مورد بررسی قرار داده و با فرموله کردن آنها اثر سیستم های مدیریت آب مزرعه را نشان دادند. از آنجائیکه این آزمون بر روی درختان انبه انجام گرفته بود نتایج را برای این گیاه به ثبت رساندند.
● مواد و روش ها

خصوصیات باغهای انبه: سیستم آبیاری این درختان به گونه ای بود که کرت ها به فاصلة ۵ ۸ متری کاشته شده و درختان ۸۵% سطح باغ را پوشانده بودند. میانگین تبخیر و تعرق گیاه در شرایط بهینه (ET) بر اساس ۱۰ روز و ضریب خود گیاه(Kc) نیز برای باغ مورد نظر ۸/۰ برآورد شده بود. درختان انبه ریشه های عمودی داشته و سیستم پخش ریشه در آنها خوب است. در باغهایی که آبیاری می شوند، ریشه های جاذب آب تا عمق ۲/۱ متری قرار گرفته اند. بطوریکه ۶۵% از ریشه های جاذب آب، در محدودة عمق ۶/۰ متری متمرکز شده اند. از اینرو بررسی جریانات سیلابها و شوری آب، در عمق موثر، یعنی محدودة ۹/۰متری مورد مطالعه قرار می گیرد. پخش ریشه ها طوری است که ۵۰% از جذب آب در ۱۵% فوقانی بخش ریشه ها انجام می شود.
▪ مرحلة اول: تخمین حرکت رو به بالای آب:
UPFLOW نرم افزاری است که حرکت رو به بالای آب های سطحی را در مدت زمان مشخص و در شرایط مختلف سنجیده و برآورد می کند. داده های زیر به کمک نرم افزار مورد بررسی قرار گرفته و نتایج ارائه می شوند: داده های مربوط به قطر و ساختار پروفیل خاک، نیاز تبخیر و تعرقی گیاه در مدت زمان معین، میانگین رطوبت خاک، میانگین آب موجود در خاک های سطحی(تا عمق۳/۰ متری) یا منطقة ریشه(در صورت کاشت)و ... با در نظر گرفتن شرایط و به کمک نرم افزار مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. به کمک این نرم افزار می توان میزان بالاروی آب و شورشدگی منطقة ریشه(در مناطق تحت کشت) یا سطح خاک(در مناطق بدون کشت یا رها شده) را پیش بینی کرده و منحنی آن را رسم نمود.
▪ مرحلة دوم: موازنة میزان رطوبت خاک:
BUDGET نرم افزاری است که جهت بالانس رطوبت خاک بکار گرفته شده است. این برنامه حاصل اختلاط چندین طرح بوده و میزان حرکت رو به بالای آب و جذب ریشه ای را مورد بررسی قرار می دهد. در این برنامه موارد کلی سیستم از قبیل میزان رواناب، فیلتراسیون خاک، تراوایی خاک، میزان فلیتراسیون در اعماق و همچنین میزان تبخیر و تعرق گیاه مورد بررسی قرار می گیرند. این برنامه با زمان مشخصی کار کرده و میزان رطوبت خاک بر اساس شرایط روزانه بالانس می شود. به کمک BUDGET رطوبت خاک در سطح خاک (در کرت های کاشته نشده) و در منطقة ریشه(در مناطق کاشته شده) ارزیابی شده و موارد زیر مورد بررسی قرار می گیرند:
۱) میانگین تبخیر و تعرق ۱۰ روز مرجع و بارشهای روزانه برای سالهای خشک و پرباران.
۲) مشخصات و صفات اختصاصی لایه های مختلف خاک (که در این آزمایش: در اعماق سطحی و ۳/۰متری شن لومی تا لوم شنی بوده و در خاک های زیرسطحی شنی رس لوم بوده و لایه های غیرقابل نفوذ نیز در اعماق ۳ متری قرار گرفته بودند).
۳) صفات اختصاصی درختان انبه در باغ
۴) عمق آبهای سطحی که در نتیجة حرکت رو به بالای روانابها ایجاد شده و توسط UPFLOWتخمین زده شده اند.
در مورد الگوی آبیاری درختان انبه می توان گفت که طرح اصلی توسط فاصله و عمق آبیاری مشخص می شود که با توجه به فصول مختلف می تواند متفاوت باشد. به کمک برنامةUPFLOW میتوان میزان بالاروی آبهای سطحی را برآورد کرده(داده های ورودی برای برنامةBUDGET) و سپس با برنامة BUDGET اثر آن و کاهش میزان تبخیر و تعرق را تخمین زد. جریان آبهای سطحی رو به بالا تنها زمانی مطرح می شود که آب زمین از مقدار«ظرفیت مزرعه ای»[field capacity] کمتر بوده و یا پروفیل خاک زه کشی نشده باشد. تعداد روزهای آزمون وابسته به الگوی آبیاری و شرایط محیطی می باشد. در مورد زمینهای کشت نشده می توان گفت که نسبت به زمین های آبیاری شده، مدت زمان بیشتری طول می کشد تا آبهای سطحی به طرف بالا رواناب شوند. به همین ترتیب در سالهای پرباران نیز سرعت این سیلاب بیشتر بوده و در مدت زمان کمتری آب به طرف بالا جریان می یابد. UPFLOW و BUDGET بسته های نرم افزاری هستند که بطور رایگان قابل دسترسی اند. دیسک راه انداز و راهنمای این نرم افزار را می توان از سایت: http://www.iupware.be دانلود نمود. پس از انتخاب(دابل کلیک) و نصب برنامه ها، هر دو برنامه مجموعاً کمتر از Mb۲ فضا اشغال خواهند کرد.
▪ مرحلة سوم: بالانس میزان املاح:
میزان املاح خاک توسط بررسی کیفیت(dS/m) و کمیت(mm/year) آب تجمع یافته یا جذب شده توسط ریشه ها برآورد می شود. در محاسبات dS/m۱ را برابر mg/lit۶۴۰ نمک محلول احتساب می کنند. نفوذ نمک به ناحیة ریشه بواسطة مورد
۱) آب آبیاری
۲) روانآبهای رو به بالا
۳) کوددهی صورت می گیرد.
مقدار نمکی که توسط آب آبیاری وارد خاک می شود را می توان توسط بررسی مقدار بارندگی یا آبیاری سالانه و همچنین هدایت الکتریکی خاک برآورد کرد. مقدار نمکی را که توسط جریانهای روبه بالا به خاک تحمیل می شود را نیز می توان توسط بررسی هدایت الکتریکی آن و بررسی مقدار آب های وارد شده از اعماق به بالا سنجید. جهت جلوگیری از خسارات ناشی از کوددهی، بایستی متصدیان امر توسط تولید کنندگان سموم توجیه شده و تا ۵ سال از عوارض سم یا کود اطلاع رسانی نمایند. با وجود همة این اقدامات بعضی از سموم و کودها بصورت نامحلول باقی مانده و در مواقع آب دهی زیاد و یا باران ها توسط آب تمرکز می یابند. بایستی املاح خاک بطور پیوسته سنجیده شده و از استفادة بی مورد کود و یا در زمان های شوری خاک امتناع نمود. گاهی می توان از روی کودهای نامحلول موجود در خاک میزان شوری آن را تخمین زد. تا رسیدن به موازنه و تعادل املاح خاک، بایستی اقدامات نمک زدایی را ادامه داد. نمک های محلولی که در ناحیة ریشه ای تجمع یافته اند را بایستی توسط زه کشی از این ناحیه خارج کرد. بررسی سالانة املاح خاک در ناحیة ریشه و همچنین بررسی املاح و هدایت الکتریکی آب های زه کشی شده ما را در تنظیم املاح یاری خواهد کرد. با بررسی آبهای زه کشی شده و محاسبة هدایت الکتریکی پروفیل خاک در حالت « ظرفیت مزرعه ای »(EC)نمک وشوری خاک در بخش ریشه محاسبه و تخمین زده می شود.
هدایت الکتریکی عصارة اشباع خاک توسط ضرب EC در فاکتور نسبت آب مزرعه ای بدست می آید. (نسبت آب مزرعه در شرایط زه کشی شده برابر است با: &#۹۵۲;FC=۰.۲۸۵۴ m۳ m ۳ و برای خاک اشباع (مقدار آب مورد نیاز برای به حرکت در آوردن عصارة اشباع خاک): &#۹۵۲;SAT=۰.۳۸۴۵ m۳ m ۳ و برای پروفیل های خاک این فاکتور برابر۷۴۲۲/۰ می باشد.(یعنی EC برابر ۷۴۲۲/۰ است). نتایج: ورود جریانات آب از اعماق به سمت بالا و نفوذ به منطقة ریشه(در مناطق تحت کشت انبه) یا سطح خاک(در مناطق کشت نشده) توسط نرم افزارUPFLOW تخمین شده. برای مثال در عمق ۳/۱ متری نفوذ آب های سطحی به منطقة ریشة درختان انبه mm/day ۹/۰ بوده ولی در مناطق بدون کشت فقط mm/day ۲/۰ می باشد. میانگین جریانات آبی و سیلابهای سالانه که در ناحیة ریشة درختان انبه و سطح خاک(در مناطق کشت نشده) بوده اند نیز توسط برنامة BUDGET تخمین زده شده. گرچه بیشتر آبهای وارد شده به سطح از ناحیة کم عمق می باشند، تحقیقات نشان داده اند که کشاورزان نبایستی تنها با توجه به شرایط این بخش الگوی آبیاری خود را تنظیم کنند. پس از این آزمون بعدها پیزومتر(فشار سنج آب) نیز به کمک کشاورزان آمده و به کمک آن الگوهای آبیاری خود را اصلاح نمودند. در تمام موارد سعی بر این است که با ارائة الگوی آبیاری مناسب از استرس بر روی گیاه کاسته شود. بر طبق محاسبات جریانهای روبه بالای آب در منطقة ریشة درختان انبه در طی ۱۵۰ ۱۹۰ روز در سال انجام می گرفت. در حالیکه در مناطق کشت نشده این جریانات ۲۴۵ روز در سالهای پرباران و ۳۳۰ روز در سالهای خشک به طول می انجامید. میزان املاحی که سالانه به منطقة ریشه وارد می شوند و همچنین مقدار زه کشی این مناطق در تخمین ECمؤثرند که نشان داده شده اند. درجه بندی و ارزیابی طرح: بالانس املاح بدون در نظر گرفتن نقش سموم وکودها، برای آبهای سطحی ۳/۱ متری dS/m۶/۰ بوده و در الگوهای آبیاری حقیقی، بطور میانگین dS/m ۴۱/۰ می باشد. با توجه به اختلاف داده ها(dS/m ۴۶/۰) می توان نتیجه گرفت که mg۳۲ کود، در هر لیتر محلولِ خاک بصورت محلول موجود است. از اینرو مقدار املاح محلول وابسته به مقدار آب موجود در منطقة ریشه ای در حالت ظرفیت مزرعه ای می باشد(۶۰ تاmm ۲۵۲، بسته به عمق خاک) که با بیشتر شدن آبیاری سالانه افزایش می یابد(mm۳۴۰). بطور کلی می توان گفت که ۲۰% از کل کود یا سم بطور محلول در آب خاک باقی می ماند. هنگامیکه تنها بخش فوقانی ۳/۰متری و یا کل بخش ریشه ای (۹/۰متری) بررسی شوند، داده ها متغییر بوده و از ۱۷ تا ۲۵% متفاوت خواهند بود. گرچه این مدل به عنوان شاخص بوده و میانگینی از کل را ارائه می دهد، ولی خطای این طرح در تعیین مقدار نمک وارد شدهتوسط آب بسیارکم می باشد. در واقع در محاسبة ECی عصارة اشباع خاک در شرایط بدونکود۴۱/۰ بوده و در شرایط کودهای محلول dS/m ۵۳/۰ می باشد. یعنی می توان نتیجه گرفتکه ابقاء کودها بصورت محلول در خاک اثر قابل توجهی بر روی شوری خاک ندارد. بر اساسگزارش کشور بلژیک، اتلاف کودها بطور میانگین ۱۰ ۲۰% می باشد. همانطور که قبلاً ذکر شد،ECی مناطق ریشه ای متاثر از آبهای سطحی می باشد(dS/m۶/۰=EC). در واقع با تقسیم عدد ۴۶/۰ به ۷۴۲۲/۰ مقدار شوری آب زه کشی شده(dS/m۶۲/۰=EC)بدست می آید.
کیفیت زه کشی اثر مهمی بر روی شوری داشته و می تواند خاک را پیوسته به طرف پایین شستشو دهد. در مورد مناطق کشت نشده نیز می توان گفت که علاوه بر عدم آبیاری، کود نیز استفاده نمی شود.
در عمق ۳/۱ متری جریان آب رو به بالا در خاکهای کشت نشده، mm/day ۲/۰ می باشد که ورود نمک به این بخش سالانه t/ha ۸/۳ می باشد(در شرایطی که بطورمیانگین سالانه ۲۸۸ روز جریان آب روبه بالا داریم). جهت نمک زدایی از این خاک بایستی همین مقدار نمک را توسط زه کشی از این خاک خارج کنیم که تنها توسط ۰.۴۸(۱۰۳)m۳ha ۱year ۱ می تواند انجام گیرد. مقدار شوری سطح خاک نیز dS/m۲/۹ می باشد که بطور میانگین EC آن نزدیک به ECمیانگینِdS/m ۴/۱۳ می باشد. پیش بینی(simulating): شوری خاک پیش بینی شده(EC) متغییر بوده و از dS/m ۴۳/۰ در عمق ۵/۱ متری آب تا dS/m۵۰/۰ در عمق ۱ متری آب تغییر می یابد. گرچه با کاهش عمق آبهای سطحی(=نزدیک به سطح) احتمال جریان آب رو به بالا بیشتر می شود، ولی سطح نمک خاک بواسطة آبشویی نیز کاسته خواهد شد. از اینروست که کشاورزان الگوی آبیاری خود را تغییر نمی دهند که منجر به کاهش ارتفاع آب تا ۱ متر و افت کود تا ۱۷% می شود. در حالیکه در الگوهای مناسب آبیاری ارتفاع آب را می توان به عمق ۵/۱ متری رسانده واتلاف کود را به ۱۳% کاهش داد. امروزه سیستم های آبیاری تحت فشار مرسوم شدن اند واعتقاد بر این است که تغییر سیستم آبیاری به قطره ای و تحت فشار، می تواند راندمان آبیاری را بهبود بخشد. یکی از موثرترین موارد در شوری خاک، الگوی آبیاری است. برخی از این الگوها از ایجاد استرس بر روی گیاه کاسته و کمترین هدرروی و نیاز به زه کشی را دارند. تحت این شرایط زه کشی محدود به فصول بارانی شده و از mm۲۵(در فصول خشک) تاmm ۱۷۰(در فصول پرباران) متغییر می باشد. اتلاف کود نیز تا ۵/۸% کاهش می یابد. به عبارت دیگر، جریانات آب رو به بالا تا ۳۰۰ ۳۴۰ روز در سال بطول می انجامد. در نتیجه شوری خاک افزایش یافته و گیاهان حساس به شوری متأثر شده(عمق آب در ۵/۱متری) و یا حتی کاشت آنها غیرممکن می شود(عمق آب در ۱متری).در سیستم های آبیاری متوسط آمار حد واسط خوب و بد بوده و مقدار اتلاف کود تا ۱۲% رسیده است. در این نوع سیستمها نیز با آبشویی منطقة ریشه، املاح این قسمت به زیر حد آستانه رسیده اند. شوری خاک در بخش ریشه(EC) متغییر بوده و ازdS/m ۱۱/۱ در عمق ۵/۱ متری آب تا dS/m ۱۸/۱ در عمق ۱ متری آب تغییر می کند. اطلاعات فوق در حالی بدست آمده اند که میانگین شوری آبهای زمینی برابر dS/m۶/۰ می باشد. البته با آبیاری های بیشتر و بسته به الگوی آبیاری و همچنین زه کشی زمین EC این آبها می تواند بالا برود. در صورت عدم وجود آبهای سطحی و در شرایط آبیاری پی درپی، شوری ناحیة ریشه ای به dS/m ۳۲/۰ خواهد رسید. در مورد آبیاری های متوسط(=نه پی درپی و نه کم) که راندمان آبیاری نیز بالا باشد این مقدار به dS/m ۹۸/۱ افزایش خواهد یافت. نتیجه: در این مطالعه بدین نتیجه رسیدیم که حرکت آب از سطحی زیر زمینی به سمت بالا، علت اصلی شور شدگی خاک ها می باشد. بواسطة این جریان، نمک های محلول در آب توسط جریان آب به منطقة ریشة گیاهان نفوذ می کنند. نصب زه کش های زیر سطحی یکی از مهمترین و مؤثرترین راه حل ها جهت کنترل این جریان می باشد. همچنین مطالعات نشان دادند که با اصلاح روشهای مدیریت کوددهی می توان میزان افت کود و سم را کاهش داد ولی این مقدار معنی دار نخواهد بود. از اینرو می توان دو راهکار مفید جهت کنترل شوری خاک پیشنهاد داد:
۱) شستشوی مناسب بخش ریشة گیاه با آبیاری های کافی
۲) کاهش خروج آب از ناحیة ریشه، که منجر به کاهش عمق آبهای زیرزمینی خواهد شد.
کشاورزانی که مزارع را بصورت پی در پی آبیاری می کنند، منطقة ریشه ای را آبشویی می کنند. لازم به ذکر است که در حدود ۱۰ ۲۰% از تمام سموم و حشره کشهایی که بکار می روند در آب محلول گشته و
وارد بخش سطحی زیر زمینی می شوند. که این پدیده می تواند موجب آلوده شدن آبهای زیرسطحی و خسارت به زمین گردد. یک الگوی مناسب در آبیاری، برای مثال آبیاری بارانی، می تواند از اثر این پدیده
کاسته و مانع از خسارت به مزرعه گردد. همنچنین این الگوی آبیاری می تواند با کاهش شوری خاک، میزان محصول را نیز افزایش دهد. البته تبدیل به این سیستم نیاز به تغییر الگوهای زمین و آبیاری داشته و
مشکلات خاص خود را دارد. بطور کلی می توان گفت که الگوی آبیاری متعادل(=نه پی در پی و نه کاملا موثر) الگوی توصیه ای ماست. در این سیستم ها ممکن است که قدری نمک خاک بالا برود، ولی اعتقاد
داریم که در فصول پرباران، بارشهای متوالی باعث کنترل شوری خاک و نگه داشتن آن در حد قابل قبول خواهند شد. در شرایطی نیز که خشکسالهای پی در پی وجود دارد می توان با اصلاح الگوی آبیاری و
آبشویی خاک، به اصلاح آن پرداخت. هماهنگی الگوی آبیاری برای کشاورزان امری ساده و مقدور بوده و می توان با اصلاح آن به آبشویی و اصلاح خاک پرداخت.
 
 
شوری و سدیمی بودن خاک
شوری و سدیمی بودن خاک یکی از مشکلات مهم خاکهای مناطق خشک و نیمه خشک است. در این مناطق بدلیل کمبود بارندگی و اقلیم خشک، املاح در خاک تجمع پیدا میکنند و در نتیجه خاکهای شور حاصل می‌شود. این خاک محیط نامناسبی برای رشد و تولید بوده که هم کمیت محصول را پائین میآورد و هم کیفیت محصول را کاهش می‌دهد.
طبق آمار %۱۵ سطح کل کشور ما را خاکهای شور و چیزی حدود %۵۰ خاکها قابل بهرهبرداری و آبیاری می‌باشند.
بطور کلی خاکهای شور دارای مقدار زیادی املاح محلول هستند که این نمک زیاد مشکلاتی را برای گیاه بوجود میآورد.
شوری خاک چگونه تعیین می‌شود؟
شوری خاک را براساس پارامتری بنام E.C . یا قابلیت هدایت الکتریکی مشخص میکنند. هدایتسنج الکتریکی، دستگاهی است که قابلیت هدایت الکتریکی محلول خاک یا E.C . را اندازهگیری می‌کند. خاکهایی که E.C . آن‌ها بیشتر از Ds/m ۴ باشد جزء خاکهای شور طبقهبندی می‌شوند.
 
تحمل درختچه‌ها و درختان زینتی نسبت به شوری
 
نام گیاه    حداکثر مجاز E.C. (Ds/m)    نام گیاه    حداکثر مجاز E.C. (Ds/m)
یاسمن    2-1    کاج سیاه    6-4
گل رز    3-2    نعلب درختی    6-4
لاله درختی    3-2    اوکالیپتوس    8-6
عَشَقه    4-3    خرزهره    8-6
بداغ    4-3    نخل بادبزنی    8-6
توری    4-3    دراسیتا    8-6
ماگنولیا    6-4    گل کاغذی    8>
شمشاد    6-4    گل یخ    8>
     
                       


     

    بررسی شوری خاک در سیستم های مختلف آبیاری   


    در مقالة حاضر، طرحی ارائه شده است که شوری خاک را در مزارعِ تحت آبیاری تخمین زده و راهکارهای مدیریتی ارائه می دهد.   

       



     
     
     
       
           

   
   
       
       
   
در مقالة حاضر، طرحی ارائه شده است که شوری خاک را در مزارعِ تحت آبیاری تخمین زده و راهکارهای مدیریتی ارائه می دهد. این تحقیق بر اساس بررسی مدلهای آبیاری منطقة Manicoba (= منطقه ای واقع در شمال شرقی برزیل) انجام شده است. در این منطقه علت اصلی شوری خاک، بالا آمدن آبهای زیر سطحی می باشد. در این طرح آب و میزان املاح خاکهای سطحی محاسبه می شوند. آزمون بر روی کرت های بدون کشت و همچنین منطقة ریشة درختان انبه(۹/۰ متری زمین) انجام گرفت. بررسی اثر سیستمهای مدیریتی بر روی املاح خاک، در تغییر و اصلاح آبیاریهای پی در پی و تبدیل آنها به سیستمهای مؤثرتر مفید خواهد بود.
● مقدمه
در دشت نیمه خشک sao Francisco منطقه ای واقع در شمال شرقی برزیل تبخیر و تعرق مرجع علوفه بیشتر از بارشهای سالیانه بوده و جهت آبیاری این منطقه از رودخانة sao Francisco استفاده می شود. [آلن و همکاران۱۹۹۸] میانگین هدایت الکتریکی آب این منطقه بین dS/m۰۵/۰ ۱۱/۰ بوده و خطر شورشدن خاک کم می باشد. اعتقاد بر این است که آبیاریهای پی در پی در این زمین باعث شستشوی مقادیر مناسبی از املاحشده و آنها را از منطقة ریشه خارج می سازد. با اینکه میانگین راندمان آبیاری ۶۰% می باشد ولی در این منطقه به ۲۵% کاهش یافته است. درختان میوه های گرمسیری بخصوص انبهازعمده محصولاتی هستند که در این منطقه آبیاری می شوند. با اینکه کیفیت آب خوب است، ولی در اکثر سیستم های آبیاری بعد از۱۰ ۲۰ سال مشکل شوری خاک روی می دهد. بررسی این موضوع را موسسةEMBRAPA [موسسه تحقیقات کشاورزی برزیل] در سال های ۲۰۰۰ ۲۰۰۱ به عهده گرفت تا: [۱] با بررسی مشکل، [۲] علت اصلی و دقیق آن را تشخیص داده و [۳] با ارائة طرح و [۴] ارائة راهکارهای مدیریتی، طرح آبیاری های پایدار را ارائه دهد. این تحقیق در منطقه ای به وسعت ۴۵۰۰ هکتار از اراضیManicoba اجرا شد که در این منطقه اکثر درختان توسط سیستم آبیاری شیاری(جوی پشته ای) آبیاری می شدند. این منطقه درامتداد رودخانة sao Francisco و در ۴۰ کیلومتری دو دهکدة مجاور petrolina , Juazeiro قرار دارد. در این سیستم کشاورزان بخاطر شورشدگی خاک، ۱۰ ۱۳% از کل منطقة آبیاری را رها کرده بودند. مطالعات نشان داده اند که آبهای سطحی در عمق متوسط ۳/۱متری زمین و در بالای لایه های غیر قابل نفوذ۳متری(که عمدتاً از گرانیت تشکیل شده اند) قرار گرفته اند. در دورة پلیستوسن زمین شناسی [Pleistocene] این لایه تکامل نیافته بود و سیستم زه کشی های ناقصی داشت که بواسطة آن حوضچه های متناوب متعددی در این لایه تشکیل شده اند.
در روی این لایة غیرتراوا، یک پوشش شنی و لومی وجود دارد که در دوران Holocene بوجود آمده است. این لایه بخش ریشة گیاهان را نیز در بر می گیرد. در بیشتر بخشهای این سیستم آب به مناطق پائینتر نفوذ کرده و در حوضچه هایی متمرکز و تغلیظ شده است که نتیجتاً شوری آب را در آن مناطق سبب شده است(dS/m ۳/۱۰که از ۱/۵ الی ۶/۲۲ متغییر بوده و انحراف استاندارد آن ۵۴/۶ می باشد). در عوض، بواسطة آبیاریها و رسوبهای پی در پیِ آب سطحی، میانگین املاح آن به dS/m۶۰/۰ کاهش یافته است (از ۲/۰ تا ۳/۲ متغییر بوده و انحراف استاندارد آن dS/m ۵۸/۰ می باشد). حرکت های روبه بالای آب و املاح محلول در آن باعث می شوند که خاک های سطحی را به شدت متأثر کرده و منطقة ریشه را شور کنند. مطالعة حاضر این نتیجه را ارائه کرده و گزارش شده است که عصارة اشباع آبهای زیر زمینی اختلاف زیادی با آب آبیاری دارد. در این مطالعه شوری خاک بر اساس هدایت الکتریکی عصارة اشباع(EC) آن بیان شده است. EC به صورت زیر تعریف می شود: هدایت الکتریکی املاح محلول در آبِ خاک ، که بعد از افزودن مقدار معینی آب مقطر به آن و رسیدن به درجة اشباع معین می گردد. شوری خاک(EC) در بیشتر بخشهای سیستم و در حدود ۷۵% از مزارع تحت آبیاری اندازه گیری شد. این آمار بین سالهای ۱۹۷۵ ۲۰۰۱ گرفته شده و بین dS/m ۴/۰ ۱ بودند که میانگین آنها dS/m ۴۶/۰ گزارش شده است. حد مجاز یا آستانة تحمل گیاهان حساسdS/m ۲ ۴ می باشد که مقادیرسنجیده شده کمتر از این مقدار بودند و تنها تعداد اندکی از مزارعِ تحت کشت، ECی بالایdS/m ۲ داشتند. در برخی مناطق از مزرعه آبهای سطحی شور بالا آمده و شوری نسبتاً شدیدی در خاک ایجاد کرده بودند، بطوریکه کرتها را غیرقابل کشت شدند. هدایتالکتریکی عصارة اشباع خاکها در ۱۳ کرت رها شده و در اعماق متفاوت مورد بررسی قرارگرفتند. میانگین شوری آنها در عمق ۱۵/۰متری، dS/m ۱/۲۲ بوده (که با انحرافاستاندارد dS/m ۷ از ۱۳ تا dS/m ۳۶ متغییر بوده) و در عمق ۴۵/۰متری، dS/m ۷/۱۰( باانحراف استانداردdS/m ۲/۳) و در عمق ۸/۰متری، dS/m ۳/۷( با انحراف استانداردdS/m ۶/۲) گزارش شده است.
طبق رده بندی Abrol (و همکارانش)[۱۹۹۸] این مقادیر نشان می دهند که خاکهای عمق ۸/۰متری شور و خاکهای سطحی تر بسیار شور می باشند. بطوریکه تنها تعدادی محدودی از گیاهان مقاوم به نمک می توانند در این شرایط زنده بمانند. در این مطالعه هنگامیکه جریان آب رو به بالا مورد بررسی قرار می گرفت طرحی جهت تخمین شوری آب ارائه گردید. در این طرح میزان آب و املاح خاک سطحی رکوردگیری می شدند. رکوردگیری شامل سه مرحلة اصلی بود:
۱) تخمین حرکت آب به سمت بالا
۲) تخمین میزان آب خاک
۳) تخمین میزان املاح خاک این طرح نشان داده شده است. میزان املاح در بخش ریشة گیاه(در کرت های کاشته شده) و یا در بخشهای سطحی خاک(در کرت های رها شده)، قبل و بعد از سیلاب مورد ارزیابی قرار گرفتند. داده های بدست آمده را مورد بررسی قرار داده و با فرموله کردن آنها اثر سیستم های مدیریت آب مزرعه را نشان دادند. از آنجائیکه این آزمون بر روی درختان انبه انجام گرفته بود نتایج را برای این گیاه به ثبت رساندند.
● مواد و روش ها
خصوصیات باغهای انبه: سیستم آبیاری این درختان به گونه ای بود که کرت ها به فاصلة ۵ ۸ متری کاشته شده و درختان ۸۵% سطح باغ را پوشانده بودند. میانگین تبخیر و تعرق گیاه در شرایط بهینه (ET) بر اساس ۱۰ روز و ضریب خود گیاه(Kc) نیز برای باغ مورد نظر ۸/۰ برآورد شده بود. درختان انبه ریشه های عمودی داشته و سیستم پخش ریشه در آنها خوب است. در باغهایی که آبیاری می شوند، ریشه های جاذب آب تا عمق ۲/۱ متری قرار گرفته اند. بطوریکه ۶۵% از ریشه های جاذب آب، در محدودة عمق ۶/۰ متری متمرکز شده اند. از اینرو بررسی جریانات سیلابها و شوری آب، در عمق موثر، یعنی محدودة ۹/۰متری مورد مطالعه قرار می گیرد. پخش ریشه ها طوری است که ۵۰% از جذب آب در ۱۵% فوقانی بخش ریشه ها انجام می شود.
▪ مرحلة اول: تخمین حرکت رو به بالای آب:
UPFLOW نرم افزاری است که حرکت رو به بالای آب های سطحی را در مدت زمان مشخص و در شرایط مختلف سنجیده و برآورد می کند. داده های زیر به کمک نرم افزار مورد بررسی قرار گرفته و نتایج ارائه می شوند: داده های مربوط به قطر و ساختار پروفیل خاک، نیاز تبخیر و تعرقی گیاه در مدت زمان معین، میانگین رطوبت خاک، میانگین آب موجود در خاک های سطحی(تا عمق۳/۰ متری) یا منطقة ریشه(در صورت کاشت)و ... با در نظر گرفتن شرایط و به کمک نرم افزار مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. به کمک این نرم افزار می توان میزان بالاروی آب و شورشدگی منطقة ریشه(در مناطق تحت کشت) یا سطح خاک(در مناطق بدون کشت یا رها شده) را پیش بینی کرده و منحنی آن را رسم نمود.
▪ مرحلة دوم: موازنة میزان رطوبت خاک:
BUDGET نرم افزاری است که جهت بالانس رطوبت خاک بکار گرفته شده است. این برنامه حاصل اختلاط چندین طرح بوده و میزان حرکت رو به بالای آب و جذب ریشه ای را مورد بررسی قرار می دهد. در این برنامه موارد کلی سیستم از قبیل میزان رواناب، فیلتراسیون خاک، تراوایی خاک، میزان فلیتراسیون در اعماق و همچنین میزان تبخیر و تعرق گیاه مورد بررسی قرار می گیرند. این برنامه با زمان مشخصی کار کرده و میزان رطوبت خاک بر اساس شرایط روزانه بالانس می شود. به کمک BUDGET رطوبت خاک در سطح خاک (در کرت های کاشته نشده) و در منطقة ریشه(در مناطق کاشته شده) ارزیابی شده و موارد زیر مورد بررسی قرار می گیرند:
۱) میانگین تبخیر و تعرق ۱۰ روز مرجع و بارشهای روزانه برای سالهای خشک و پرباران.
۲) مشخصات و صفات اختصاصی لایه های مختلف خاک (که در این آزمایش: در اعماق سطحی و ۳/۰متری شن لومی تا لوم شنی بوده و در خاک های زیرسطحی شنی رس لوم بوده و لایه های غیرقابل نفوذ نیز در اعماق ۳ متری قرار گرفته بودند).
۳) صفات اختصاصی درختان انبه در باغ
۴) عمق آبهای سطحی که در نتیجة حرکت رو به بالای روانابها ایجاد شده و توسط UPFLOWتخمین زده شده اند.
در مورد الگوی آبیاری درختان انبه می توان گفت که طرح اصلی توسط فاصله و عمق آبیاری مشخص می شود که با توجه به فصول مختلف می تواند متفاوت باشد. به کمک برنامةUPFLOW میتوان میزان بالاروی آبهای سطحی را برآورد کرده(داده های ورودی برای برنامةBUDGET) و سپس با برنامة BUDGET اثر آن و کاهش میزان تبخیر و تعرق را تخمین زد. جریان آبهای سطحی رو به بالا تنها زمانی مطرح می شود که آب زمین از مقدار«ظرفیت مزرعه ای»[field capacity] کمتر بوده و یا پروفیل خاک زه کشی نشده باشد. تعداد روزهای آزمون وابسته به الگوی آبیاری و شرایط محیطی می باشد. در مورد زمینهای کشت نشده می توان گفت که نسبت به زمین های آبیاری شده، مدت زمان بیشتری طول می کشد تا آبهای سطحی به طرف بالا رواناب شوند. به همین ترتیب در سالهای پرباران نیز سرعت این سیلاب بیشتر بوده و در مدت زمان کمتری آب به طرف بالا جریان می یابد. UPFLOW و BUDGET بسته های نرم افزاری هستند که بطور رایگان قابل دسترسی اند. دیسک راه انداز و راهنمای این نرم افزار را می توان از سایت: http://www.iupware.beدانلود نمود. پس از انتخاب(دابل کلیک) و نصب برنامه ها، هر دو برنامه مجموعاً کمتر از Mb۲فضا اشغال خواهند کرد.
▪ مرحلة سوم: بالانس میزان املاح:
میزان املاح خاک توسط بررسی کیفیت(dS/m) و کمیت(mm/year) آب تجمع یافته یا جذب شده توسط ریشه ها برآورد می شود. در محاسبات dS/m۱ را برابر mg/lit۶۴۰ نمک محلول احتساب می کنند. نفوذ نمک به ناحیة ریشه بواسطة مورد
۱) آب آبیاری
۲) روانآبهای رو به بالا
۳) کوددهی صورت می گیرد.
مقدار نمکی که توسط آب آبیاری وارد خاک می شود را می توان توسط بررسی مقدار بارندگی یا آبیاری سالانه و همچنین هدایت الکتریکی خاک برآورد کرد. مقدار نمکی را که توسط جریانهای روبه بالا به خاک تحمیل می شود را نیز می توان توسط بررسی هدایت الکتریکی آن و بررسی مقدار آب های وارد شده از اعماق به بالا سنجید. جهت جلوگیری از خسارات ناشی از کوددهی، بایستی متصدیان امر توسط تولید کنندگان سموم توجیه شده و تا ۵ سال از عوارض سم یا کود اطلاع رسانی نمایند. با وجود همة این اقدامات بعضی از سموم و کودها بصورت نامحلول باقی مانده و در مواقع آب دهی زیاد و یا باران ها توسط آب تمرکز می یابند. بایستی املاح خاک بطور پیوسته سنجیده شده و از استفادة بی مورد کود و یا در زمان های شوری خاک امتناع نمود. گاهی می توان از روی کودهای نامحلول موجود در خاک میزان شوری آن را تخمین زد. تا رسیدن به موازنه و تعادل املاح خاک، بایستی اقدامات نمک زدایی را ادامه داد. نمک های محلولی که در ناحیة ریشه ای تجمع یافته اند را بایستی توسط زه کشی از این ناحیه خارج کرد. بررسی سالانة املاح خاک در ناحیة ریشه و همچنین بررسی املاح و هدایت الکتریکی آب های زه کشی شده ما را در تنظیم املاح یاری خواهد کرد. با بررسی آبهای زه کشی شده و محاسبة هدایت الکتریکی پروفیل خاک در حالت « ظرفیت مزرعه ای»(EC)نمک وشوری خاک در بخش ریشه محاسبه و تخمین زده می شود.
هدایت الکتریکی عصارة اشباع خاک توسط ضرب EC در فاکتور نسبت آب مزرعه ای بدست می آید. (نسبت آب مزرعه در شرایط زه کشی شده برابر است با: &#۹۵۲;FC=۰.۲۸۵۴ m۳m ۳ و برای خاک اشباع (مقدار آب مورد نیاز برای به حرکت در آوردن عصارة اشباع خاک): &#۹۵۲;SAT=۰.۳۸۴۵ m۳ m ۳ و برای پروفیل های خاک این فاکتور برابر۷۴۲۲/۰ می باشد.(یعنی EC برابر ۷۴۲۲/۰ است). نتایج: ورود جریانات آب از اعماق به سمت بالا و نفوذ به منطقة ریشه(در مناطق تحت کشت انبه) یا سطح خاک(در مناطق کشت نشده) توسط نرم افزار UPFLOW تخمین شده. برای مثال در عمق ۳/۱ متری نفوذ آب های سطحی به منطقة ریشة درختان انبه mm/day ۹/۰ بوده ولی در مناطق بدون کشت فقط mm/day ۲/۰می باشد. میانگین جریانات آبی و سیلابهای سالانه که در ناحیة ریشة درختان انبه و سطح خاک(در مناطق کشت نشده) بوده اند نیز توسط برنامة BUDGET تخمین زده شده. گرچه بیشتر آبهای وارد شده به سطح از ناحیة کم عمق می باشند، تحقیقات نشان داده اند که کشاورزان نبایستی تنها با توجه به شرایط این بخش الگوی آبیاری خود را تنظیم کنند. پس از این آزمون بعدها پیزومتر(فشار سنج آب) نیز به کمک کشاورزان آمده و به کمک آن الگوهای آبیاری خود را اصلاح نمودند. در تمام موارد سعی بر این است که با ارائة الگوی آبیاری مناسب از استرس بر روی گیاه کاسته شود. بر طبق محاسبات جریانهای روبه بالای آب در منطقة ریشة درختان انبه در طی ۱۵۰ ۱۹۰ روز در سال انجام می گرفت. در حالیکه در مناطق کشت نشده این جریانات ۲۴۵ روز در سالهای پرباران و ۳۳۰ روز در سالهای خشک به طول می انجامید. میزان املاحی که سالانه به منطقة ریشه وارد می شوند و همچنین مقدار زه کشی این مناطق در تخمین EC مؤثرند که نشان داده شده اند. درجه بندی و ارزیابی طرح: بالانس املاح بدون در نظر گرفتن نقش سموم وکودها، برای آبهای سطحی ۳/۱ متریdS/m۶/۰ بوده و در الگوهای آبیاری حقیقی، بطور میانگین dS/m ۴۱/۰ می باشد. با توجه به اختلاف داده ها(dS/m ۴۶/۰) می توان نتیجه گرفت که mg۳۲ کود، در هر لیتر محلولِ خاک بصورت محلول موجود است. از اینرو مقدار املاح محلول وابسته به مقدار آب موجود در منطقة ریشه ای در حالت ظرفیت مزرعه ای می باشد(۶۰ تاmm ۲۵۲، بسته به عمق خاک) که با بیشتر شدن آبیاری سالانه افزایش می یابد(mm۳۴۰). بطور کلی می توان گفت که ۲۰% از کل کود یا سم بطور محلول در آب خاک باقی می ماند. هنگامیکه تنها بخش فوقانی ۳/۰متری و یا کل بخش ریشه ای (۹/۰متری) بررسی شوند، داده ها متغییر بوده و از ۱۷ تا ۲۵% متفاوت خواهند بود. گرچه این مدل به عنوان شاخص بوده و میانگینی از کل را ارائه می دهد، ولی خطای این طرح در تعیین مقدار نمک وارد شده توسط آب بسیارکم می باشد. در واقع در محاسبة ECی عصارة اشباع خاک در شرایط بدون کود۴۱/۰ بوده و در شرایط کودهای محلول dS/m ۵۳/۰ می باشد. یعنی می توان نتیجه گرفت که ابقاء کودها بصورت محلول در خاک اثر قابل توجهی بر روی شوری خاک ندارد. بر اساس گزارش کشور بلژیک، اتلاف کودها بطور میانگین ۱۰ ۲۰% می باشد. همانطور که قبلاً ذکر شد، ECی مناطق ریشه ای متاثر از آبهای سطحی می باشد(dS/m۶/۰=EC). در واقع با تقسیم عدد ۴۶/۰ به ۷۴۲۲/۰ مقدار شوری آب زه کشی شده(dS/m۶۲/۰=EC)بدست می آید.
کیفیت زه کشی اثر مهمی بر روی شوری داشته و می تواند خاک را پیوسته به طرف پایین شستشو دهد. در مورد مناطق کشت نشده نیز می توان گفت که علاوه بر عدم آبیاری، کود نیز استفاده نمی شود.
در عمق ۳/۱ متری جریان آب رو به بالا در خاکهای کشت نشده، mm/day ۲/۰ می باشد که ورود نمک به این بخش سالانه t/ha۸/۳ می باشد(در شرایطی که بطورمیانگین سالانه ۲۸۸ روز جریان آب روبه بالا داریم). جهت نمک زدایی از این خاک بایستی همین مقدار نمک را توسط زه کشی از این خاک خارج کنیم که تنها توسط ۰.۴۸(۱۰۳)m۳ha۱year ۱ می تواند انجام گیرد. مقدار شوری سطح خاک نیز dS/m۲/۹ می باشد که بطور میانگین EC آن نزدیک به ECمیانگینِ dS/m۴/۱۳ می باشد. پیش بینی(simulating):شوری خاک پیش بینی شده(EC) متغییر بوده و از dS/m ۴۳/۰ در عمق ۵/۱ متری آب تاdS/m۵۰/۰ در عمق ۱ متری آب تغییر می یابد. گرچه با کاهش عمق آبهای سطحی(=نزدیک به سطح) احتمال جریان آب رو به بالا بیشتر می شود، ولی سطح نمک خاک بواسطة آبشویی نیز کاسته خواهد شد. از اینروست که کشاورزان الگوی آبیاری خود را تغییر نمی دهند که منجر به کاهش ارتفاع آب تا ۱ متر و افت کود تا ۱۷% می شود. در حالیکه در الگوهای مناسب آبیاری ارتفاع آب را می توان به عمق ۵/۱ متری رسانده و اتلاف کود را به ۱۳% کاهش داد. امروزه سیستم های آبیاری تحت فشار مرسوم شدن اند و اعتقاد بر این است که تغییر سیستم آبیاری به قطره ای و تحت فشار، می تواند راندمان آبیاری را بهبود بخشد. یکی از موثرترین موارد در شوری خاک، الگوی آبیاری است. برخی از این الگوها از ایجاد استرس بر روی گیاه کاسته و کمترین هدرروی و نیاز به زه کشی را دارند. تحت این شرایط زه کشی محدود به فصول بارانی شده و از mm۲۵(در فصول خشک) تاmm ۱۷۰(در فصول پرباران) متغییر می باشد. اتلاف کود نیز تا ۵/۸% کاهش می یابد. به عبارت دیگر، جریانات آب رو به بالا تا ۳۰۰ ۳۴۰ روز در سال بطول می انجامد. در نتیجه شوری خاک افزایش یافته و گیاهان حساس به شوری متأثر شده(عمق آب در ۵/۱متری) و یا حتی کاشت آنها غیرممکن می شود(عمق آب در ۱متری).در سیستم های آبیاری متوسط آمار حد واسط خوب و بد بوده و مقدار اتلاف کود تا ۱۲% رسیده است. در این نوع سیستمها نیز باآبشویی منطقة ریشه، املاح این قسمت به زیر حد آستانه رسیده اند. شوری خاک در بخش ریشه(EC) متغییر بوده و از dS/m ۱۱/۱در عمق ۵/۱ متری آب تا dS/m ۱۸/۱ در عمق ۱ متری آب تغییر می کند. اطلاعات فوق در حالی بدست آمده اند که میانگین شوری آبهای زمینی برابر dS/m۶/۰ می باشد. البته با آبیاری های بیشتر و بسته به الگوی آبیاری وهمچنین زه کشی زمین EC این آبها می تواند بالا برود. در صورت عدم وجود آبهای سطحی ودر شرایط آبیاری پی درپی، شوری ناحیة ریشه ای به dS/m ۳۲/۰ خواهد رسید. در مورد آبیاری های متوسط(=نه پی درپی و نه کم) که راندمان آبیاری نیز بالا باشد این مقداربه dS/m ۹۸/۱ افزایش خواهد یافت. نتیجه: در این مطالعه بدین نتیجه رسیدیم که حرکت آب از سطحی زیر زمینی به سمت بالا، علت اصلی شور شدگی خاک ها می باشد. بواسطة این جریان، نمک های محلول در آب توسط جریان آب به منطقة ریشة گیاهان نفوذ می کنند. نصب زه کش های زیر سطحی یکی از مهمترین و مؤثرترین راه حل ها جهت کنترل این جریان می باشد. همچنین مطالعات نشان دادند که با اصلاح روشهای مدیریت کوددهی می توان میزان افت کود و سم را کاهش داد ولی این مقدار معنی دار نخواهد بود. از اینرو می توان دو راهکار مفید جهت کنترل شوری خاک پیشنهاد داد:
۱) شستشوی مناسب بخش ریشة گیاه با آبیاری های کافی
۲) کاهش خروج آب از ناحیة ریشه، که منجر به کاهش عمق آبهای زیرزمینی خواهد شد.
کشاورزانی که مزارع را بصورت پی در پی آبیاری می کنند، منطقة ریشه ای را آبشویی می کنند. لازم به ذکر است که در حدود ۱۰ ۲۰% از تمام سموم و حشره کشهایی که بکار می روند در آب محلول گشته و وارد بخش سطحی زیر زمینی می شوند. که این پدیده می تواند موجب آلوده شدن آبهای زیرسطحی و خسارت به زمین گردد. یک الگوی مناسب در آبیاری، برای مثال آبیاری بارانی، می تواند از اثر این پدیده کاسته و مانع از خسارت به مزرعه گردد. همنچنین این الگوی آبیاری می تواند با کاهش شوری خاک، میزان محصول را نیز افزایش دهد. البته تبدیل به این سیستم نیاز به تغییر الگوهای زمین و آبیاری داشته و مشکلات خاص خود را دارد. بطور کلی می توان گفت که الگوی آبیاری متعادل(=نه پی در پی و نه کاملا موثر) الگوی توصیه ای ماست. در این سیستم ها ممکن است که قدری نمک خاک بالا برود، ولی اعتقاد داریم که در فصول پرباران، بارشهای متوالی باعث کنترل شوری خاک و نگه داشتن آن در حد قابل قبول خواهند شد. در شرایطی نیز که خشکسالهای پی در پی وجود دارد می توان با اصلاح الگوی آبیاری و آبشویی خاک، به اصلاح آن پرداخت. هماهنگی الگوی آبیاری برای کشاورزان امری ساده و مقدور بوده و می توان با اصلاح آن به آبشویی و اصلاح خاک پرداخت.

        
       

   


               


شوری و سدیمی بودن خاک
شوری و سدیمی بودن خاک یکی از مشکلات مهم خاکهای مناطق خشک و نیمه خشک است. در این مناطق بدلیل کمبود بارندگی و اقلیم خشک، املاح در خاک تجمع پیدا میکنند و در نتیجه خاکهای شور حاصل می‌شود. این خاک محیط نامناسبی برای رشد و تولید بوده که هم کمیت محصول را پائین میآورد و هم کیفیت محصول را کاهش می‌دهد.
طبق آمار %۱۵ سطح کل کشور ما راخاکهای شور و چیزی حدود %۵۰ خاکها قابل بهرهبرداری و آبیاری می‌باشند.
بطور کلی خاکهای شور دارای مقدار زیادی املاح محلول هستند که این نمک زیاد مشکلاتی را برای گیاه بوجود میآورد.
شوری خاک چگونه تعیین می‌شود؟
شوری خاک را براساس پارامتری بنام E.C.یا قابلیت هدایت الکتریکی مشخص میکنند. هدایتسنج الکتریکی، دستگاهی است که قابلیت هدایت الکتریکی محلول خاک یا E.C.را اندازهگیری می‌کند. خاکهایی که E.C.آن‌ها بیشتر از Ds/m ۴ باشد جزء خاکهای شور طبقهبندی می‌شوند.
تحمل درختچه‌ها و درختان زینتی نسبت به شوری
نام گیاه    حداکثر مجازE.C. (Ds/m)    نام گیاه    حداکثر مجازE.C. (Ds/m)
یاسمن    2-1    کاج سیاه    6-4
گل رز    3-2    نعلبدرختی    6-4
لالهدرختی    3-2    اوکالیپتوس    8-6
عَشَقه    4-3    خرزهره    8-6
بداغ    4-3    نخلبادبزنی    8-6
توری    4-3    دراسیتا    8-6
ماگنولیا    6-4    گل کاغذی    8>
شمشاد    6-4    گل یخ    8>
حساسیت گیاهان به شوری خاک
گیاهان نسبت به شوری خاک حساسیت متفاوتی دارند و بعضی میتوانند شوری را تحمل کنند که به آن‌ها اصطلاحاً گیاهان متحمل به شوری گفته می‌شود. بعضی دیگر نسبت به شوری خاک حساس هستند که جزء گیاهان حساس محسوب می‌شوند. گل‌ها و گیاهان زینتی جزء گیاهان حساس به شوری قلمداد می‌شوند.
اثرات شوری روی رشد گیاه
شوری خاک از چند طریق رشد گیاه را دچار محدودیت میکند:
1- آب قابل استفاده گیاه را کاهش میدهد؛ به عبارت دیگر در خاکهای شور، گیاهان زودتر دچار پژمردگی می‌شوند که این پدیده را اصطلاحاً خشکی فیزیولوژیکی میگویند. زیرابدلیل شور بودن خاک، گیاهان نمیتوانند آب درون خاک را جذب کنند.
2- مسمومیت؛ بعضی از یونها به مقدار زیاد در خاکهای شور وجود دارند و بر اثر جذب زیادشان توسط گیاه، برای آن ایجاد مسمومیت میکنند که از مهمترین آن‌ها می توان کلر،سدیم و بر را نام برد.
3- عدم تعادل تغذیهای؛ در خاکهای شور بدلیل وجود زیاد بعضی از یونها تغذیه گیاه، دچار مشکل می‌شود. بعنوان مثال در یک خاک شور، بدلیل غلظت زیاد کلر در محلول خاک وجذب آن بوسیله‌ی گیاه، جذب نیترات و سولفات توسط گیاه کم می‌شود. در صورتیکه نیترات و سولفات از یون‌های بسیار ضروری در تغذیه گیاه هستند. یا بعنوان مثال، جذب زیاد سدیم توسط گیاه، باعث کاهش جذب پتاسیم می‌شود.
نوع دیگری از خاکهای دارای املاح زیاد اصطلاحاً خاکهای سدیمی گفته می‌شوند یعنی خاکهایی که درصد سدیم تبادلی آن‌ها زیاد است.
بطور کلی، ما خاکها را بر اساس سه پارامترE.C.،PH ،ESP و یا درصد سدیم تبادلی طبقهبندی میکنیم.
طبقه‌بندی خاک‌های متاثر از املاح براساس Eph, Esp, Ec
نوع خاک    ph    Esp    Ec(Dsm-1)
شور    4 > 8/5    15<    <
سدیمی    4<    15>    8/5>
شور وسدیمی    4>    15>    8/5<
مصنوعی    4<    15<    8/5>
خاکهای شور، خاکهایی هستند که E.C. آن‌ها بزرگتر از ۴ و ESP یا درصد سدیم تبادلی شان بیشتر از ۱۵ و PH کمتر از ۵/ 8 دارند.
خاکهای سدیمی E.C. کمتر از ۴ و ESP بیشتر از ۱۵ و PH بیشتر از ۸/۵ دارند.
اصلاح خاکهای شور
راههای متفاوتی برای اصلاح خاکهای شور و سدیمی وجود دارد که به شرح ذیل است :
1- اساس اصلاح خاکهای شور، آبشوییاست. یعنی از طریق مصرف آب اضافی، نمکهای محلول را از خاک شست و شومی‌دهیم؛
2- اما روشهای دیگری هست که اثرات سوء شوری را کاهش می دهند که مدیریت بهره برداری از خاکهای شور گفته می‌شود. بعنوان مثال، در خاکهای شور باید دور آبیاری را کوتاهتر بگیریم به عبارت دیگر آبیاری زود به زود  انجام شود تا غلظت املاح در خاک افزایش پیدا نکند؛
3- همچنین در خاکهای شور، باید از کودهایی استفاده بکنیم که اصطلاحاً ضریب شوری پائینتری داشته باشند یعنی کود خاک را شورتر نکند؛
4- استفاده از مواد آلی در خاکهای شور؛
5- استفاده از سیستم مناسب کشت و کارکه اثرات شوری را کم کند؛
6- تغییر روش آبیاری.
اصلاح خاکهای سدیمی که ESPبالایی دارندبا اصلاح خاکهای شور متفاوت است، در این خاک ها باید یکسری مواد شیمیایی اصلاح کننده به خاک اضافه بکنیم. مهمترین و بهترین موادی را که می توان در خاکهای کشور ایران استفاده کرد گچ یا گوگرد میباشد. گچهمان سولفات کلسیم است. به عبارت دیگر دارای عنصر کلسیم است. این کلسیم روی سطح ذرات خاک، جانشین سدیم می‌شود و سدیم را از سطح ذرات خارج کرده و وارد محلول خاک میکند و بعداً از طریق آبشویی، سدیم اضافی خارج می‌شود.
اما زمانی که گوگرد استفاده میکنیم گوگرد توسط یک باکتری بنام تیوباسیلوس دبو اکسیدانس در خاک اکسید می‌شود و تولید اسید سولفوریک میکند. اسید سولفوریک بر روی آهک خاک اثر کرده و تولید گچ میکند و گچی که بدین ترتیب تولید می‌شود کار اصلاح را انجام میدهد.
مقاومت گیاهان مختلف به درصد سدیم تبادلی خاک ESP
مقاومت    مقدارEsp
بسیارحساس    10-2
حساس    20-10
نیمهمقاوم    40-20
مقاوم    60-40
65446
 
حساسیت گیاهان به شوری خاک
گیاهان نسبت به شوری خاک حساسیت متفاوتی دارند و بعضی میتوانند شوری را تحمل کنند که به آن‌ها اصطلاحاً گیاهان متحمل به شوری گفته می‌شود. بعضی دیگر نسبت به شوری خاک حساس هستند که جزء گیاهان حساس محسوب می‌شوند. گل‌ها و گیاهان زینتی جزء گیاهان حساس به شوری قلمداد می‌شوند.
اثرات شوری روی رشد گیاه
شوری خاک از چند طریق رشد گیاه را دچار محدودیت میکند:
1- آب قابل استفاده گیاه را کاهش میدهد؛ به عبارت دیگر در خاکهای شور، گیاهان زودتر دچار پژمردگی می‌شوند که این پدیده را اصطلاحاً خشکی فیزیولوژیکی میگویند. زیرا بدلیل شور بودنخاک، گیاهان نمیتوانند آب درون خاک را جذب کنند.
2- مسمومیت؛ بعضی از یونها به مقدار زیاد در خاکهای شور وجود دارند و بر اثر جذب زیادشان توسط گیاه، برای آن ایجاد مسمومیت میکنند که از مهمترین آن‌ها می توان کلر،سدیم و بر را نام برد.
3- عدم تعادل تغذیهای؛ در خاکهای شور بدلیل وجود زیاد بعضی از یونها تغذیه گیاه، دچار مشکل می‌شود. بعنوان مثال در یک خاک شور، بدلیل غلظت زیاد کلر در محلول خاک و جذب آن بوسیله‌ی گیاه، جذب نیترات و سولفات توسط گیاه کم می‌شود. در صورتیکه نیترات و سولفات از یون‌های بسیار ضروری در تغذیه گیاه هستند. یا بعنوان مثال، جذب زیاد سدیم توسط گیاه، باعث کاهش جذب پتاسیم می‌شود.
نوع دیگری از خاکهای دارای املاح زیاد اصطلاحاً خاکهای سدیمی گفته می‌شوند یعنی خاکهایی که درصد سدیم تبادلی آن‌ها زیاد است.
بطور کلی، ما خاکها را بر اساس سه پارامتر E.C .،PH ،ESP و یا درصد سدیم تبادلی طبقهبندی میکنیم.
طبقه‌بندی خاک‌های متاثر از املاح براساس Eph, Esp , Ec
نوع خاک    ph    Esp    Ec(Dsm-1)
شور    4 > 8/5    15<    <
سدیمی    4<    15>    8/5>
شور و سدیمی    4>    15>    8/5<
مصنوعی    4<    15<    8/5>
خاکهای شور، خاکهایی هستند که E.C . آن‌ها بزرگتر از ۴ و ESP یا درصد سدیم تبادلی شان بیشتر از ۱۵ و PH کمتر از ۵/ 8 دارند.
خاکهای سدیمی E.C. کمتر از ۴ و ESP بیشتر از ۱۵ و PH بیشتر از ۸/۵ دارند.
اصلاح خاکهای شور
راههای متفاوتی برای اصلاح خاکهای شور و سدیمی وجود دارد که به شرح ذیل است :
1- اساس اصلاح خاکهای شور، آبشویی است. یعنی از طریق مصرف آب اضافی، نمکهای محلول را از خاک شست و شو می‌دهیم؛
2- اما روشهای دیگری هست که اثرات سوء شوری را کاهش می دهند که مدیریت بهره برداری از خاکهای شور گفته می‌شود. بعنوان مثال، در خاکهای شور باید دور آبیاری را کوتاهتر بگیریم به عبارت دیگر آبیاری زود به زود  انجام شود تا غلظت املاح در خاک افزایش پیدا نکند؛
3- همچنین در خاکهای شور، باید از کودهایی استفاده بکنیم که اصطلاحاً ضریب شوری پائینتری داشته باشند یعنی کود خاک را شورتر نکند؛
4- استفاده از مواد آلی در خاکهای شور؛
5- استفاده از سیستم مناسب کشت و کار که اثرات شوری را کم کند؛
6- تغییر روش آبیاری.
اصلاح خاکهای سدیمی که ESPبالایی دارند با اصلاح خاکهای شور متفاوت است، در این خاک ها باید یکسری مواد شیمیایی اصلاح کننده به خاک اضافه بکنیم. مهمترین و بهترین موادی را که می توان در خاکهای کشور ایران استفاده کرد گچ یا گوگرد میباشد. گچ همان سولفات کلسیم است. به عبارت دیگر دارای عنصر کلسیم است. این کلسیم روی سطح ذرات خاک، جانشین سدیم می‌شود و سدیم را از سطح ذرات خارج کرده و وارد محلول خاک میکند و بعداً از طریق آبشویی، سدیم اضافی خارج می‌شود.
اما زمانی که گوگرد استفاده میکنیم گوگرد توسط یک باکتری بنام تیوباسیلوس دبو اکسیدانس در خاک اکسید می‌شود و تولید اسید سولفوریک میکند. اسید سولفوریک بر روی آهک خاک اثر کرده و تولید گچ میکند و گچی که بدین ترتیب تولید می‌شود کار اصلاح را انجام میدهد.
 
مقاومت گیاهان مختلف به درصد سدیم تبادلی خاک ESP
مقاومت    مقدار Esp
بسیار حساس    10-2
حساس    20-10
نیمه مقاوم    40-20
مقاوم    60-40