اصلاح خاک های شور و قلیا

تجمع املاح در خاک ، تاثیر عمده‌ای بر روی خواص فیزیکی و شیمیایی رس و هوموس داشته ، کمیت و کیفیت جامعه نباتی عالی و پست خاک را تعیین می‌کند.

اغلب ، وجود املاح سدیم ، موجب انتشار ذرات رس و هوموس شده ، لایه یا افق بسیار متراکمی در زیر خاک تشکیل می‌شود که مانع عبور آب و هوا به ریشه نباتات می‌شود. املاح موجود در خاک ، فشار اسمزی محلول خاک را افزایش داده ، بدین ترتیب قدرت جذب آب را توسط گیاهان کاهش می‌دهند.

از طرفی تعادل یونی را به هم زده ، در بعضی مواد ، مانند املاح بر برای گیاهان سمی هستند.

محصول گیاهان مزروعی در مناطق شور قلیایی ناچیز و کمیت و کیفیت محصول نیز قابل توجه نیست. این گیاهان در مقابل امراض و آفات نیز مقاومت کمتری دارند.

چگونگی رشد گیاهان در خاکهای هالومورفیک در خاکهای شور و شور _ قلیا که PH آنها کمتر از 8.5 است، صدمات وارده به گیاهان از غلظت زیاد نمک در محلول خاک ناشی می‌شود. سلولهای گیاه در محلولهای نمکی ، آب خود را از دست داده ، به اصطلاح پلاسمولیزه می‌شوند.

این پدیده از این امر ناشی می‌شود که حرکت آب طبق خاصیت اسمز از محیط رقیق‌تر داخل سلولی به محیط غلیظ خارج صورت می‌گیرد. شدت وقوع این پدیده به عواملی مانند نوع نمک ، نوع سلول گیاهی و شرایط فیزکی خاک بستگی دارد.

محیط خاکهای قلیای با سدیم زیاد به سه طریق روی گیاه اثر نامطلوب بر جای می‌گذارد: اثرات مضر قلیائیت زیاد ، تحت تاثیر غلظت های بالای کربنات و بی‌کربنات سدیم. اثرات سمی یونهای بی‌کربنات ، OH و ... اثرات مضر سدیم روی متابولیزم و تغذیه.

این آثار نه تنها در خاکهای قلیایی ظاهر می‌شوند، بلکه در خاکهای شور و قلیایی که نمکهای خنثای آنها شسته شده‌اند، نیز آشکار می‌گردند. اصلاح و اداره خاکهای شور و قلیایی معمولا برای جلوگیری از اثرات زیان‌آور خاکهای شور و قلیایی به سه طریق مختلف با این خاکها رفتار می‌شود:

روش اول از میان بردن این نمکها است.

روش دوم تبدیل نمکهای مضر به نمکهای کم‌ضررتر می‌باشد.

روش سوم را می‌توان کنترل نامید. در دو روش اول ، هدف ، دفع نمکها و یا تغییر و تبدیل آنها است، در حالی‌که در روش سوم ، نحوه اداره خاک و عملیات کشاورزی را طوری تنظیم می‌کنند که نمک بطور یکنواخت در تمام خاک پخش شده ، از تمرکز غلظت زیاد نمک در یک نقطه جلوگیری شود. دفع نمک معمول‌ترین راههای خروج نمک از خاک دو نوع است:

زهکشی زیرزمینی و شستشوی خاک. بکار بردن این دو طریق تواما ، یعنی شستشوی خاک پس از گذاردن زهکشها در آن ، موثرترین و رضایت‌بخش‌ترین وسیله برای دفع نمک از خاک است.

نمکهایی که از طریق بارندگی یا آبیاری وارد محلول خاک می‌شوند، از طریق زهکشها خارج می‌گردند. اصلاح خاکهای شور و قلیایی موقعی موثر است که آب بکار رفته دارای نمک زیاد ، ولی سدیم کم باشد، زیرا استفاده از آبهای کم‌نمک ، ممکن است به‌علت دفع نمکهای خنثی مساله قلیائیت را حادتر نماید.

خروج نمکهای خنثی ، درصد سدیم قابل تعویض را در خاک بیشتر نموده ، در نتیجه باعث افزایش غلظت یون -OH در محلول خاک می‌شود. این پدیده نامطلوب را می‌توان با تبدیل کربناتها و بی‌کربنات سدیم به سولفات سدیم دفع کرد.

این امر را می‌توان با اضافه کردن سولفات کلسیم یا ژیپس به خاک قبل از شستشو انجام داد. تبدیل نمکها اضافه کردن ژیپس () به خاک سبب تبدیل کربناتها و بی‌کربنات سدیم به سولفات می‌شود. برای این کار معمولا چندین تن در هکتار ژیپس لازم بوده T برای تسریع واکنشهای مربوط می‌بایست خاک به حالت مرطوب نگهداری شود و ژیپس با خاک مخلوط شود.

واکنش سولفات کلسیم با کربنات سدیم و سدیم قابل تعویض طبق فرمولهای زیر صورت می‌گیرد:

اضافه نمودن گوگرد نیز سبب اصلاح این خاک می‌شود. گوگرد پس از اکسیده شدن تبدیل به اسید سولفوریک شده ، این اسید نه تنها نمکهای کربنات را به سولفات تبدیل می‌کند، بلکه با کاهش PH از شدت قلیائیت خاک می‌کاهد.   کنترل روش سوم اصلاح خاکهای شور و قلیا ، روش کنترل است.

یکی از راههای کنترل اثرات زیان‌آور نمک ، کاهش میزان تبخیر از خاک است. این امر نه‌تنها باعث حفظ رطوبت در خاک می‌شود، بلکه از انتقال نمک از لایه‌های تحتانی خاک به منطقه رشد ریشه جلوگیری می‌کند.

در کشاورزی آبیاری باید از بکار بردن آب زیاده از حد خودداری نمود، مگر اینکه این امر برای شستشوی نمک لازم باشد.

آبیاری کم ولی متناوب ، روش مفیدی است، زیرا غلظت نمک در خاک را در حد نسبتا پایینی حفظ می‌کند. زمان آبیاری نیز برای خاکهای شور بخصوص در فصل کاشت حائز اهمیت زیاد است.

به‌علت حساس بودن شدید جوانه‌ها به نمک ، آبیاری قبل و بعد از کاشت ، امر لازمی محسوب می‌شود. گیاهان پس از رشد کافی ، تحمل بیشتری نسبت به نمک پیدا می‌کنند.

کشت گیاهان مقاوم به شوری مانند چغندر قند ، پنبه ، ذرت خوشه‌ای ، جو ، شبدر و یونجه نیز یک روش موثر در استفاده از خاکهای شور و قلیایی است.

خاکهای تکیر (Takyrs)
تکیر ، خاک بسیار خشک و لم‌یزرعی است که در بیابانهای آسیا و ایران وجود دارد. خاکهای تکیر هنگامی تشکیل می‌شود که شوری خاک شروع به کاهش می‌کند.

بافت این خاکها ، رُسی بوده ، در سطح خاک گیاهی دیده نمی‌شود. فقدان پوشش نباتی به‌علت خشکی زیاد ، شرایط فیزیکی نامطلوب ، PH قلیایی در حدود 10 ، وجود املاح و فقدان کامل مواد آلی و فعالیت باکتریهاست.

این خاکها را می‌توان زیر کشت برد، ولی بایستی ابتدا اقدامات اصلاحی به عمل آورد.

خاک های شور و قلیایی و درجه بندی آنها

وجود املاح در خاک از حد معینی که تجاوز نماید موجبات محدودیات رشد گیاهان درخاک فراهم می گردد.

علیهذا این گونه خاک های بایستی به عنوان خاک های شور از سایر خاک های بدون عارضه شوری در تهیه نقشه های خاکی مجزا گردد.

با در نظر گرفتن درجه شوری خاک ها را از نقطه نظر استعداد زراعی به درجات زیر تقسیم کرده اند:

1)درجه صفر: این گونه خاک های عاری از نمک بوده و هیچ گونه محدودیتی از نظر رشد گیاه ندارند.

2)درجه 1 : نمک موجود در خاک در حدی است که در وضع رشد گیاهان حساس اثر گذاشته ولی در رشد گیاهان نمک دوست بی تأثیر است.

3)درجه 2 : مقدار نمک خاک در حدی است که از رشد معمولی هر گونه گیاهان می کاهد

4)درجه 3 : نمک خاک زیاد است و فقط عده محدودی از گیاهان در این گونه خاک ها مقاومت می کنند (گیاهان مقاوم به شوری(

معیار تشخیص درجات ذکر شده قابلیت هدایت الکتریکی (E.C) که تبعیت از مقدار درصد نمک موجود در خاک می کند می باشد. درصد سدیم قابل تعویض را می توان در آزمایشگاه به طریقه شیمیایی برابر رابطه زیر محاسبه نمود:

100 × سدیم محلول در آب - سدیم کل خاک
  

 = سدیم قابل تعویض
 
گنجایش تعویض یونی (C.E.G)    

رابطه بین درجات استعداد اراضی و E.C  و مقدار درصد نمک
 
درجات
 E.C

Mmchskm
 درصد نمک
 
0 4-0 15% - 0
1 8-4 35% - 15%
2 15-8 65% - 35%
3 15< 65%<

  در بررسی خاک های شور و قلیایی لازم است PH خاک نیز اندازه گیری شو. در اغلب خاک هایی که PH آنها بیشتر از 9 است حکایت از وجود سدیم قابل تعویض زیاد می نماید. چنانچه این گونه خاک ها از طریق آبیاری شستشوی حاصل نماید معدنی های رس آنها تورم حاصل کرده و ذرات رس به صورت پراکنده در می آیند ولی چنانچه Ph خاک حدود 9-5/8 باشد به معنی این است که این گونه خاک های محتوی ژیپس نیز می باشد

لذا شستشوی حاصل نماید معدنی های رس آنها تورم حاصل کرده و ذرات رس به صورت پراکنده در می آیند ولی چنانچه PH خاک حدود 9-5/8 باشد به معنی این است که این گونه خاک های محتوی ژیپس نیز می باشد لذا شستشوی این خاک ها به علت تعویض یون های دو ظرفیتی کلسیم به سدیم بدون خطر است. 
 

عوامل تشخیص خاک های شور وقلیایی
 
وضعیت خاک درصد سدیم قابل تعویض E.C PH
نه شور و نه قلیایی 15 > 4 > 5/8 >
شور 15 > 4 > 5/8 >
قلیایی 15 < 4 > 5/8 <
شور وقلیایی 15 < 4 < 5/8 <

  خاک های شور :
 
در این گونه خاک ها نمک موجود در حدی است که رشد اغلب گیاهان به مخاطره می افتد. مقدار هدایت الکتریکی Ec خاک های شور از 4 میلی موس بیشتر و درصد سدیم قابل تعویض آن (E.s.p) کمتر از 15 درصد و PH آن نیز معمولاً از 5/8 کمتر می باشد. نمک موجود در این گونه خاک های از نوع نمک های خنثی از قبیل کلرید و سولفاتهای سدیم – کلسیم و منیزیم است.

به لحاظ اینکه نمک های موجود در خاک های شور به صورت آزاد وجود دارند، حالتی فلوکولاسیون به خاک داده و لذا قابلیت نفوذ پذیری در مقابل آب و هوا نامطلوب نیست.  
 

خاک های قلیایی:
 
در این گونه خاکها سدیم قابل تعویض خیلی زیاد و برعکس نمک محلول آن کم می باشد. هدایت الکتریکی (E.c) خاک های قلیایی کمتر از 4 میلی موس و سدیم قابل تعویض (E.S.p) آن بیشتر از 15 درصد است. مقدار PH این خاکها بیشتر از 5/8 می تواند تا 10 هم برسد.  
 

خاک های شور و قلیایی :
 
در اراضی شور و قلیایی مقدار سدیم آزاد (سدیم محلول) و سدیم قابل تعویض زیاد می باشد. به همین مناسبت EC آنها بیشتر از 4 میلی موس و ESP آنها نیز بالاتر از 15 درصد است. مقدار PH در این خاک ها بالای 5/8 و چنانچه محتوی ژیپس باشد PH آن پایین تر از 2/8 خواهد بود.

اگر ژیپس در خاک ها وجود داشته باشد ضمن آبیاری به لحاظ تعویض یون های کلسیم با سدیم وضع فیزیکی آن مناسبتر می شود، در غیر این صورت یعنی فقدان ژیپس بر اثر شستشوی خاک PH بالا رفته کلوئید موجود در خاک دیپرس شده و ضریب آبگذری و نفوذ پذیری خاک کاهش می یابد.   

اصلاح خاک های شور :
 
آنچه در اصلاح خاک های شوری مدنظر است و در اولویت قرار دارد خارج کردن املاح محلول زائد موجود در افق های سطحی خاک است. اصول اصلاحی این خاک ها مختصراً شامل برطرف کردن شوری خاک و برقراری تعادل میان رطوبت و املاح موجود در خاک است.

برای احیاء خاک های شور و سدیمی از روش های مختلفی استفاده می شود که برای ثمربخشی بیشتر درصورت امکان باید توأماً به کار برده شوند. این روش ها عبارتند از:

1)روش بیولوژیکی :
اساس این روش بر پایین رفتن سطح آب های زیرزمینی در اثر تعریق شدید آب و جذب املاح به وسیله گیاهان است که طی آن خواص فیزیکی و سایر خواص خاک نیز بهبود می یابد.

2) طریقه مکانیکی :
شامل جمع آوری و انتقال املاح از سطح خاک است. اعمال این روش به تنهایی تأثیر چندانی در شوری زدایی خاک ندارد و لازم است که توأم به سایر روش ها به کار برده شود. این عمل باید در پایان دوره های خشکی که املاح در سطح خاک جمع شده اند انجام گیرد. در خاک های در دست اصلاح نیز باید قبل از تسطیح و آبشویی اقدام به این کار گردد.

طریقه فیزیکو شیمیایی و آبشویی خاک :
اصلاح خاک بدین طریق شامل تغییر و اصلاح خواص فیزیکی و شیمیایی خاک، انحلال املاح اضفی آن و آبشویی محلول املاح از خاک است. ولی از آنجا که اختلاط املاح اضافی آن و آبشویی محلول از خاک است. ولی از آنجا که اختلاط املاح با خاک ترکیبی صرفاً مکانیکی ندارد، بیرون راندن همه املاح اضافی از خاک با مشکل مواجه می شود.   

طبقه بندی آب های آبیاری :
 
آب های آبیاری را بر اساس دو عامل شوری (EC) و قلیائیت (S.A.R) به چهار طبقه به شرح زیر تقسیم می کنند:

A) طبقه بندی آب های آبیاری بر اساس شوری آنها (EC)
1) C1 - شوری کم – استفاده آبیاری از این آب ها برای هیچ محصولی و در هیچ خاکی ایجاد محدودیت نمی کند. مگر در خاک های بسیار سنگین و با نفوذ پذیری کم که شستشوی مختصری را ایجاد می نماید.
2) C2 – شوری متوسط اگر مقدار آب آبیاری را بر اساس محاسبه قدری بیشتر نمایند می توان از این نوع آب استفاده کرد. گیاهان با حساسیت متوسط در مقابل شوری را می توان با این آب آبیاری نمود.
3) C3 شوری زیاد – استفاده آبیاری از این آب تنها برای گیاهان مقاوم به شوری و در زمین های با زهکشی مناسب آبشویی خاک مجازی باشد
4) C4 – شوری خیلی زیاد – حتی المقدور نباید از این نوع آب برای آبیاری استفاده نمود. در صورت اجبار فقط در اراضی با نفوذپذیری زیاد و زهکشی مناسب و برای گیاهان خیلی مقاوم به شوری قابل استفاده می باشند. آب مصرفی باید آنقدر زیاد باشد که همزمان با آبیاری شستشوی خاک را نیز انجام دهد.