اندازه گیری نیترات خاک به روش صحرایی

برای تمام عناصر فرم قابل جذب آنرا اندازه می گیریم ولی متاسفانه این امر به دو دلیل برای ازت مشکل است :

1 – 98 % ازت خاک ازت الی و غیر قابل جذب برای گیاهان است و باید توسط میکروارگانیسم ها پوسیده شود .و تنها 2 % به فرم معدنی و قابل جذب است .

2 -  یکی از فرم های قابل جذب نیترات است که ابشویی و خارج می شود و چون پویایی آن در خاک زیاد است اندازه گیری آن و ارتباط مقدار نیترات و ازت جذب گیاه مشکل است .

 
لذا معمولا ً ازت کا را در خاک اندازه میگیرند اما در خاک هایی که کود شیمیایی مصرف می شود (غیر طبیعی) مقدار ازت معدنی (آمونیوم و نیترات ) قابل ملاحظه است . مخصوصا ً در لایه های عمقی به همین دلیل برای تخمین سریع حاصلخیزی خاک و تعیین وضعیت ازت خاک از روش اندازه گیری نیترات ، پایه بوته گیاه استفاده می کنند . برای این منظور از پای بوته های گیاه کاشته شده که قبلاً کودی در ان مزرعه استفاده نشده است .نمونه تعیین و نیتراتش را می سنجیم چنانکه مقدار نیترات در اثر مصرف کود های شیمیایی قبل به اندازه کافی باشد دیگر کودی مصرف نمی کنیم و اگر کافی نبود اقدام به کوپاشی می کنیم .

مطالعات انجام شده نشان می دهد که هر گاه میزان ازت به شکل نیترات N-NO3 حدود 300 ppm باشد احتمال پاسخ گیاه به کود های نیتروژنه کم بوده و نیازی به مصرف کود های نیتروژنه نیست و هرگاه میزان نیترات خاک از این مقدار کمتر بشود اقدام به کود پاشی خواهد شد .

چون امونیوم به نیترات اکسید می شود ما محصول نهایی یعنی نیترات را می گیریم این روش مرسوم شده یعنی اول کود نمی دهند بعد از کاشت گیاه و سنجش خاک در صورت نیاز کود اضفه می کنند .در این روش نیترات به یک ماده رنگی تبدیل می شود (روش رنگ سنجی) و از روی شدت رنگ ایجاد شده به میزان نیترات در نمونه پی می بریم و شدت رنگ ایجاد شده با نمونه های رنگی مشابه که دارای نیترات مشخص هستند مقایسه نموده و غلظت نیترات را در نمونه خاک تعیین می کنیم . برای عصاره گیری نیترات ا زنمونه خاکاز آب مقطر استفاده می کنیم چون نیترات ها دارای بار منفی هستند

چرخه ی نیتروژن

چرخه ی نیتروژن : این چرخه از سری فرآیندهایی تشکیل شده است که گاز نیتروژن را به مواد ارگانیک تبدیل کرده و سپس آنها را به چرخه ی نیتروژن در طبیعت باز می گرداند.

این یک چرخه ممتد می باشد که بوسیله تجزیه کنندگان و باکتری های نیتروژن بقا می یابد.

تثبیت نیتروژن

1.تثبیت اتمسفری: به طور خودبه خودی و در هنگام رعدوبرق

2.تثبیت صنعتی: توسط فرآیند هابر

3.تثبیت زیستی: باکتری های تثبیت کننده نیتروژن

تثبیت زیستی

تبدیل گازنیتروژن به آمونیاک بسیار انرژی گیراست وبه مخلوطی از آنزیم ها جهت تجزیه ی پیوند های نیتروژن نیاز دارد تا با هیدروژن ترکیب شود. پس از انجام این فرآیند، نیتروژن تثبیت شده توسط باکتری های تثبیت کننده ی نیتروژن در اختیار گیاهان قرار می گیرد. یکی از باکتری های معروف در تثبیت نیتروژن رایزوبیوم می باشد.

رایزوبیوم

در حدود 90 درصد لگوم ها به کمک خانواده ی رایزوبیاسه قادربه تثبیت نیتروژن می باشد. از جنس های مهم این خانواده می توان:

Azorhizobium

Bradyrhizobium

Rhizoium :R.trifolii, R.meliloti, R.leguminosarum

Sinorhizobium

را نام برد. که در این میان رایزوبیوم بهترین جنس شناخته شده در تثبیت نیتروژن می باشد. این باکتری هوازی و گرم منفی بر روی ریشه ی گیاهان لگومینوز اثر می گذارد و منجر به ایجاد اشکال توده ای یا گره بر روی آنها می شود. سیستم آنزیمی باکتری منبع پایداری از نیتروژن تثبیت شده را برای گیاه فراهم می کند و در عوض مواد غذایی و انرژی گیاه در اختیار باکتری قرار می گیرند. این باکتری در خاک ساپروفیت، میله ای و بدون خمیدگی می باشد اما در گره های ریشه باکتری تکثیر می یابد و تبدیل به باکتروئوید می شودکه اغلب چماقی،ایکس، وای و یا ستاره ای می باشد.

تشکیل گره های ریشه

گروهی از ژنها در باکتری جنبه های مختلف فرآیند گره زایی را کنترل می کنند و هر نژاد می تواند گونه های به خصوصی از لگوم ها را آلوده کند. برخی از مواد شیمیایی ترشح شده توسط سلول های ریشه به درون خاک موجب تکثیر باکتری در اطراف ریشه می گردند. در حقیقت واکنش بین ترکیبات اصلی موجود در دیواره ی سلول های باکتری و سطح ریشه عامل تشخیص صحیح میزبان و پیوستن به ریشه های مویین می باشد.

ترشح فلاونوید ها توسط سلول های ریشه ژنهای گره را در باکتری فعال می کند و موجب ترشح عوامل گره زایی توسط باکتری می شود. تمامی فرآیند گره زایی توسط ارتباطات شیمیایی بسیار پیچیده بین گیاه و باکتری کنترل می شود. در یک محدوده ای از ریشه های مویین باکتری عوامل گره را ترشح می کند. این عمل ریشه های مویین را وادار به تغییر شکل می کند. سپس باکتری با ترشح آنزیم و هضم دیواره ی سلولی ریشه از طریق راس ریشه های مویین یعنی در جایی که رشته ی آلودگی تولید می گردد وارد گیاه می شود.

این رشته ها که توسط گیاه و در پاسخ به آلودگی تولید می شوند در طول ریشه های مویین رشد می کنند و به دیگرسلول های ریشه که در انشعابات مجاور رشته ی آلودگی قرار دارند نفوذ می کنند. باکتری ها در میان شبکه ای از رشته ها توسعه می یابند و با تولید مداوم عوامل گره زایی سلول های کورتکس را وادار به ازدیاد می کنند و سرانجام گره ها تشکیل می شوند. هر گره شامل هزاران باکتری می باشد که بیشتر آنها شکل غیر منظمی دارند و باکتروئوید نامیده می شوند. قسمت هایی از غشای سلولی گیاه باکتروئوید ها را احاطه می کنند. این ساختمان ها سیمبیوزوم نامیده می شوند که ممکن است حاوی چند باکتروئوید یا تنها یک باکتروئوید در جایی که نیتروژن تثبیت می شود، می باشند.

نیتروژناز و لگوموگلوبین

آنزیم نیتروژناز در ارگانیسم های تثبیت کننده ی نیتروژن گاز نیتروژن را به آمونیاک تبدیل می کند. در لگوم ها این عمل تنها در باکتروئوید ها اتفاق می افتد و واکنش نیاز به هیدروژن و انرژی دارد. مجموعه ی نیتروژناز به اکسیژن حساس می باشد و زمانی که در معرض آن قرار گیرد غیر فعال می شود. برای غلبه بر این مشکل رایزوبیوم سطح اکسیژن در گره ها را با لگوموگلوبین کنترل می کند. این پروتئین های آهن دار قرمز که در میان باکتروئوید ها یافت شده اند وظیفه ایی همانند هموگلوبین یعنی اتصال به اکسیژن دارند. اینها اکسیژن کافی برای وظائف متابولیک باکتروئوید را فراهم می کنند اما از تراکم اکسیژن آزاد که فعالیت نیتروژناز را تحدید می کند، جلوگیری می کنند.

گره ها

گره های فعال بزرگ، سخت و صورتی متمایل به قرمز می باشند که این رنگ ناشی از حضور مقدار فراوانی لگوموگلوبین در آنها است. وقتی گره ها جوان هستند و هنوز نیتروژن را تثبیت نمی کنند سفید می باشند ویا درونشان خاکستری است. گره های غیر فعال متمایل به سفید، نرم و کوچکترند.

لگوم ها، تثبیت نیتروژن و اهمیت آن در کشاورزی

علاوه بر مصارف غذایی و... لگوم ها به خوبی در خاک های فقیر رشد می کنند و پس از برداشت محصول، ریشه های آنها در خاک تجزیه و ترکیبات نیتروژن ارگانیک را جهت کمک به رشد گیاهان بعدی آزاد می کنند. کشاورزان از فواید این کود های طبیعی در تناوب استفاده می کنند. استفاده از این کودها به جای کودهای مصنوعی از بروز بسیاری مشکلات همانند : تراکم مواد شیمیایی در آب رودخانه و دریاچه ها، ایجاد باران های اسیدی، رشد بیش از اندازه ی محصولات غیر زراعی در زمین های کشاورزی و... جلوگیری می کند.

طرح های پژوهشی

1.توسعه ی مقدار نیتروژن قابل دسترس برای گیاهان از طریق تولید کودهای بیولوژیک

2.مایه زنی دانه ی لگوم ها با محیط کشت های خالص رایزوبیوم

3.توسعه ی توانمندی نژادهای کارآمد رایزوبیوم جهت رقابت با نژادهای ناکارآمد خاک

4.انتقال ژنهای دخیل در تثبیت نیتروژن از باکتری به گیاه

کود بیولوژیک رایزوبیومی و مراحل تولید آن

جداسازی و شناسایی باکتری

1.جداکردن ریشه گیاهان لگومینوز

2.شستشوی ریشه ها با آب

3.جداکردن گره های سالم و صورتی

4.ضدعفونی سطحی با کلرید جیوه 1 درصد

5.قرار دادن گره ها در اتانول 70 درصد به مدت 60-30 ثانیه

6.شستشو(چندین مرتبه)با آب استریل

7.خردکردن گره ها در آب استریل

8.استریک سوسپانسیون حاصل بر روی محیط کشت عصاره ی مخمر و آگارمانیتول به همراه کنگو رد

دوره ی نهفتگی در دمای 30-28 درجه سانتی گراد حدود 10-3 روز طول می کشد. کلونی باکتری به طور معمول سفید، مات، درخشان، برآمده با حاشیه ی یکنواخت می باشد. بهترین راه جهت تشخیص و برآورد کیفیت رایزوبیوم آزمایش رفتار عفونت زایی و مشاهده ی گره ها می باشد. توسط این روش نژاد کارآمد برای هر گیاه به خصوص انتخاب می گردد.

کشت رایزوبیوم

تولید ماده ی تلقیحی توسط یک محیط کشت عصاره ی مخمر به همراه نمک های معدنی و مانیتول شروع می شود. این محیط کشت مایع یه عنوان کشت شروع کننده برای تولید حجم زیادتری از مایه تلقیح در فرمنتور استفاده می گردد و حجم آن بایستی یک درصد حجم محیط مایع فرمنتور باشد

حاملین ماده ی تلقیحی

مشخصات حامل خوب عبارت است از:

غیر سمی بودن برای رایزوبیوم

ظرفیت مناسب جذب رطوبت

سهولت در استفاده

قابلیت استریل شدن

قابلیت دسترسی به میزان کافی

ارزان بودن

اتصال خوب با دانه

بافری مناسبpHظرفیت

بیشترین استفاده و بهترین نتایج مربوط به حامل پیت می باشد. اما از موادی مانند: ذغال سنگ، ذغال چوب و ورمیکولیت و...نیز می توان استفاده کرد.علاوه بر انتخاب نوع حامل باید به اثرات متقابل هر حامل با هر نژاد باکتری توجه شود و در نهایت حامل را با کربنات کلسیم غیر محلول خنثی کرد.

پیت به دو صورت استفاده می شود:

پیت استریل که توسط پرتو گاما استریل و در بسته های نازک پلی اتیلن و یا توسط اتوکلاو که در بسته های نازک پلی پروپیلن بسته بندی می شود و پیت غیر استریل که پس از عبور از یک استوانه ی دوار با ورودی هوای گرم 65 و خروجی 12۱ درجه سانتی گراد جمع آوری می شود.

پیت با اندازه ی ذره ی 40-10 میکرو متر برای پوشش دانه و با اندازه ی ذره ی 1500-500 میکرومتر جهت تولید مایه تلقیحی افزودنی به خاک تولید می گردد.

افزودن محیط کشت مایع به حامل ها

محیط کشت رایزوبیومی مایع، رقیق و استریل با حامل غیر استریل ترکیب می گردد و یا در مورد حامل استریل توسط یک تزریق ضدعفونی شده و با یک سرنگ موتوری به درون بسته ی حامل تزریق می شود. مایه تلقیح با حامل استریل معمولا کیفیت و ماندگاری بیشتری نسبت به نوع غیر استریل دارد. پس از دو هفته عمل آوری اینوکولنت ها را در دمای 4 درجه سانتی گراد(بسته به نژاد باکتری) و دور از تابش مستقیم انبار می کنند.

کنترل کیفیت

در تمامی مراحل تولید خلوص باکتری و محیط آن با روش های متفاوت(گرم، روش های سرولوژیک و...) آزمایش می گردد. معمولا پیش از عرضه ی محصول نیز از مواد تولیدی نمونه گیری شده و کیفیتشان مورد بررسی قرار می گیرد. اینوکولنت باید دارای تاریخ انقضاء باشد و مطابق با استاندارد های کیفی تولید شود.

تلقیح خاک و بذور

در ساده ترین شکل ماده ی تولیدی با آب مخلوط و به بذور اضافه می گردد. بهترین نتیجه زمانی حاصل می گردد که اینوکولنت با یک چسب غیر سمی برای رایزوبیوم(صمغ عربی، متیل اتیل سلولز، روغن های گیاهی و...) به صورت پوشش روی دانه ها قرار گیرد. برخی اینکولنت ها نیز جهت استفاده در خاک تولید می گردند مانند اینوکولنت های تزریقی یا گرانوله.

عوامل موثر بر جمعیت رایزوبیو

اسیدیته

دما

خشکی

رقابت

استرس گیاهی

تغذیه گیاهی

هر موجود زنده برای ادامه حیات، رشد و تولید کمی و کیفی مطلوب نیاز به تغذیه متناسب و متعادل و در مقاطع زمانی مناسب دارد.

گیاه نیز به‌عنوان یک موجود زنده خارج از این مقوله نمی‌باشد. بنابراین نباتات کشاورزی که مولد محصولات کشاورزی مورد نیاز انسان می‌باشند برای تولید کمی و کیفی بهینه با توجه به شرایط اقلیمی و منطقه‌ای و سایر عوامل مؤثر در کشاورزی به تغذیه مطلوب نیازمندند.

تغذیه گیاه از طریق خاک و برگ انجام می‌پذیرد. اهم عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان را می‌توان به ترتیب زیر دسته بندی نمود:

مواد غذایی اولیه: ( به مقدار نسبتاً زیاد مورد نیاز گیاهان است )

ازت (N)       

فسفر( p)       

پتاسیم (K)

مواد غذایی ثانویه: ( به مقدار متوسط مورد نیاز گیاهان است )

کلسیم (Ca)    

منیزیم (Mg)  

گوگرد (S)
 

عناصر غذایی ریزمغذی : ( به مقدار نسبتاً ً کم مورد نیاز گیاهان است )

روی (Zn)     

بُر(B) 

منگنز (Mn)

مس (Cu)      

آهن (Fe)      

مولیبدن (Mo)

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. 

سوپر جاذب

سوپر جاذب : یک ماده افزودنی خاک بوده که آب و مواد غذایی را جذب و حفظ می کنند و با خاک کشت همراه گشته و به رشد مطلوب گیاه ،کاهش اتلاف آب و هزینه های آبیاری کمک می نماید اساس ساخت این پلی مرها آلی بوده و به صورت مصنوعی تولید می گردند

از پلی اکریلات پتاسیم و کوپلمیرهای پلی اکریل آمید ساخته شده و ویژگی منحصر به فرد آن بالا بودن ظرفیت جذب آب و حفظ آن است این مواد پس از استفاده مستمر ، در خاک کشت هیچگونه تغییری ایجاد نمی نماید و گیاهان ، ارگانیسم های زنده خاک یا آب سطحی را آلوده نمی سازند.

مطالعات توسط سازمان محیط آلمان و سایر کشورها نشان داده که استفاده از این ماده هیچگونه عوارضی برای انسان ، گیاه و خاک و محیط زیست ندارد این مواد تقریباً 500 – 200 برابر وزن خود آب جذب می کنند ، در این حال پس از آبگیری دانه های خشک مواد سوپر جاذب ژل دانه دانه بوجود می آورند با استفاده از این پلی مر می توان دور آبیاری را افزایش داد .

 

این مواد شامل سه نوع کاتیون ، آنیونی و خنثی می باشد که در کشاورزی نوع آنیونی آن با داشتن بار منفی مورد توجه می باشد . سوپر جاذبه های آنیونی با دارا بودن قابلیت بالای ظرفیت کاتیونی قادرند علاوه بر جذب مقادیر قابل توجهی آب ،کاتیونهای موثر و مفید در رشد گیاه را در خود جذب کنند و ضمن جلوگیری از هدر رفتن آنها در موقع لزوم آنها را در اختیار گیاه قرار دهند. این مواد بی بو ، بی رنگ و بدون خاصیت آلایندگی خاک ، آب و بافت گیاهی می باشند.

مزایای استفاده از پلی مرهای سوپر جاذب در کشاورزی
• افزایش ظرفیت حفظ آب و مواد غذایی خاک برای مدت طولانی
• کاهش تعداد نوبتهای آبیاری تا حد 50 درصد
• مصرف یکنواخت آب برای گیاهان
• رشد سریع تر و مطلوب تر ریشه با ذخیره مواد غذایی
• کاهش شستشو آب و مواد غذایی موجود در خاک
• کاهش هزینه های آبیاری
• فراهم نمودن رطوبت پوسته خاک
• بالا بردن ظرفیت تبادلی سوپر جاذب ها و تبادل کاتیونی در خاک
• به حداکثر رساندن پتانسیل تولید محصول
• رشد سریع تر و سالم تر گیاهان مخصوصاً در مناطق بسیار گرم و خشک
• مصرف بهینه کودهای شیمیایی
• محافظت ریشه های روی خاک در برابر خشک شدن در زمان حمل و نقل و انبار کردن نهال ها
• هوا دهی بهتر در خاک
• امکان کشت در مناطق بیابانی و سطوح شیب دار
• افزایش فعالیت و تکثیر قارچهای مایکوریزا
• ثبات و اثر طولانی سوپر جاذب
• تقویت حالت تخلخل ، تغذیه پذیری و ثبات ساختار کشت

مقدار کاربرد سوپر جاذب ها
مقدار کاربرد آن بستگی به نوع سوپر جاذب ، بافت ، خاک ، گونه گیاهی و شرایط اقلیمی منطقه دارد . خاک رسی به دلیل دارا بودن درصد بالاتری خلل و فرج زیر نیاز کمتری به سوپر جاذب نسبت به خاک شنی و لومی دارد .

بنابراین خاک شنی به دلیل قابلیت نگهداری آب کمتر عکس العملی بهتری نسبت به خاک رسی در مقابل کاربرد سوپر جاذب نشان داده ، در نتیجه میزان کاربرد آن در خاکهای رسی کمتر از خاکهای لومی و شنی است مقدار مصرف آن در خاکهای نواحی گرم و خشک به مراتب بیشتر از نواحی مرطوب و خشک می باشد کاربرد آن در نواحی مرطوب عمدتاً در گیاهان مستقر در شیب ها توصیه می شود . میزان کاربرد برای گیاهان آبدوست بیشتر از خشکی دوست است.

کاربرد بیش از حد آن توصیه نشده زیرا این ماده در اثر جذب آب متورم می شود و ممکن است موجب خروج ریشه ها و گیاه از خاک شود. لازم به ذکر است که روش کاربرد سوپر جاذب تأثیر به سزایی روی میزان مصرف آن به خصوص تحت شرایط مزرعه ای دارد . به هر حال کاربرد این مواد بسته به شرایط مختلف می تواند نیاز آبیاری را تا 50 درصد کاهش دهد.

روش کاربرد سوپر جاذب ها
پلی مر سوپر جاذب می تواند به روش کپه ای ( درون گودالی ) ، نواری و اختلاط کامل با خاک به کار روند . نکته مهم در هنگام کاربرد این مواد این است که باید به خوبی با خاک مخلوط شوند و در سطح خاک استفاده نشوند علت این امر تأثیر اشعه خورشید و اشعه ماورا بنفش روی سوپر جاذب بوده که موجب شکستگی سریع آن می شود. این ترکیب هم چنین به عنوان بستر رویش گیاه و بصورت خالص و بدون خاک نیز می تواند مورد استفاده گیرد .

در این شرایط بهتر است عناصر غذایی مورد نیاز گیاه را به آن اضافه نمود .کاربرد آن به دو صورت خشک و آبگیری ( ژل ) توصیه می شود. در صورتیکه به صورت ژل در خاک مصرف شود .

نوع پودری آن دارای دوام کمتری بوده و حدود 12 – 6 ماه در خاک پایدار است و بیشتر بعنوان پوشش بذر و نیز برای ریشه های لخت نشاها و جوانه هایی استفاده می شود که رطوبت برای آنها بسیار بحرانی باشد .

هنگام کاربرد برای درختان ، قسمتی از خاک پای درخت را خارج نموده و به مقدار لازم سوپر جاذب را با مقداری خاک مخلوط کرده ، سپس این مخلوط را در قسمت زیرین ریخته و روی آن را با خاک معمولی پر می نمائیم .

در گلدان بهتر است سوپر جاذب را با مقداری خاک مخلوط کرده و به صورت لایه ای در قسمت پایین گلدان مصرف کرد تا از هدر رفتن آب جلوگیری نماید . هم چنین می توان سوراخهای تا دو سوم عمق گلدان ایجاد کرد و مقدار لازم پلی مر خشک را درون آنها ریخته ، آن را فشرد و سپس سوراخها را با مقداری خاک معمولی پوشاند. تعداد سوراخها و مقدار پلی مر بستگی به اندازه گلدان دارد.

در مزارع پلی مر به دو صورت به کار می رود . در روش اول پس از پخش سطحی سوپر جاذب آن را توسط شخم تا عمق زیر ناحیه ریشه بر می گردانیم آنگاه می توان مبادرت به کاشت گیاه نمود .
در روش دوم از کود پاش نواری استفاده می کنیم که طی آن سوپر جاذب توسط لوله های دستگاه در کنار ردیفهای کاشت و در عمق ریشه های قرار می گیرد.

این مواد پس از تماس با آب بصورت یک ژل متورم در آمده و آب و مواد غذایی محول را در خود نگه می دارند بررسیها نشان داده که کاربرد سوپر جاذب بسته به نوع گیاه ، بافت خاک و شرایط اقلیمی موجب کاهش آب مصرفی به میزان 50 – 40 درصد می شود .

زمینه های کاربرد سوپر جاذب ها
:1کشاورزی
:2مصارف بهداشتی و پزشکی و داروسازی
:3حفظ تازگی میوه و سبزی بسته بندی
:4برف مصنوعی
:5ژل های مخصوص آتش نشانی

نکات مورد توجه
سوپر جاذبه ها جایگزین کودهای شیمیایی و آبیاری نمی باشند . این مواد تنها قابلیت نگهداری آب و برخی ازعناصر غذایی مورد نیاز گیاه را در خاک افزایش می دهند و از آبشویی و هدر رفتن N , K , Zn , Fe , B , P خاک جلوگیری بعمل می آورند. سوپر جاذبه ها می توانند با کود شیمیائی ، علف کش ها و آفت کش ها مخلوط شده و بدون هیچ گونه اثر متقابل با یکدیگر به کاربرده شوند.

این مواد پس از 12 - 5 سال در اثر تجزیه میکروبی و تاثیر نور خورشید به تدریج از بین می روند و به مواد ی همچون آب و دی اکسید کرین و آمونیوم تبدیل می شوند . وهیچ آسیبی به طبیعت وارد نمی کنند

انواع پرلیت

پرلیت بر اساس ترکیب شیمیایی آن، شکل ساختمانی ذرات و نیز میزان آب ترکیبی آن، تحت شرایط خاص و درجه حرارت معینی، منبسط می شود

که پس از انبساط، رنگ آن سفید شده و بسیار سبک وزن می شود.

زمین شناسی پرلیت (ترکیب و مورفولوژی)
پرلیتهای تجاری در بافتهای مختلف، بسته به عمق جایگیری خود، حائز اهمیت هستند. جایگیری پیشنهاد شده عبارت است از: خارجی ترین قسمت را پرلیت پامیسی تشکیل می دهد که به تدریج به طرف داخل بافت پرلیت، بهم فشرده شده و سرانجام فلسیک یا اسیدی تشکیل می شود. بر اساس این مدل انواع پرلیت عبارتند از:

پرلیت پامیسی
نزدیک به سطح، دارای وزن کم و کف دار است. در محیط تشکیل چندین پرلیتی، حفره دار شدن کمتر توسط فشار لیتواستاتیک و هیدرواستاتیک محدود میشود. در نتیجه حفره دار شدن و درجه تغییر شکل حفرات، تابعی از فشار محدود کننده محلی و مقدار ویسکوزیته جریان در طول حفره دار شدن مایع سرد شونده سطحی می باشد. این نوع، تمایل به شکست و پودر شدن بیشتری دارد.

پرلیت گرانولار
همجوار و عمیق تر از پرلیت پامیسی در جایگیری عمومی یافت می شود. بسیار چگالتر از بافت پوشاننده اش بوده، ظاهری شکری یا ساکاروئیدی، رنگ خاکستری تا قهوه ای چربی دارد که اغلب نوارهای جریانی نشان می دهد. از نظر اسباب کردن، نقطه ثابت انبساط و دامنه بندی در حد رضایت بخشی بوده و مغزه گیری از آن برای معدنکاری به آسانی صورت می گیرد.

پرلیت کلاسیکی
از لحاظ چینه شناسی، زیر پرلیت گرانولار (دانه ای) در گنبد دیده می شود. جسم تیپیک خاکستری مرواریدی با اجزا متمرکز پوست پیازی است. به رنگ خاکستری تیره یا یاه می باشد.

ابسیدین در صورت وجود در داخل این پرلیت یافت میشود که آبگیری ابسیدین و تشکیل پرلیت از آنرا نشان می دهد. به طرف داخل جریان، مقدار ابسیدین در پرلیت کلاستیکی تمایل به افزایش دارد اگر چه در ذخایر پرلیت، هسته های ریولیتی، برشهای جریانی و دیگر مواد و ساختارهای بهم پیوسته با جریانهای ولکانیکی و گنبدها یافت میشود. علاوه بر ابسیدین که ممکن است حاوی ادخالهای شناخته شده تریدیمیت باشد اغلب مواد غیر قابل انبساط نظیر کوارتز، فلدسپات، بیوتیت، منیتیت و دیگر کانیهای نادر همانند محصولات شیشه زدایی، ممکن است در توده پرلیتی موجود باشد.

موارد استفاده پرلیت
•    استفاده از پرلیت به عنوان عامل فیلتراسیون و کمک فیلتر در صنایع غذایی به دلیل ساختمان میکروسکوپی خاصی که پس از انبساط پیدا می کند و نیز به علت خنثی بودن آن
•    استفاده از پرلیت فن آوری شده به عنوان جاذب مایعات در نگهداری و حمل مواد سمی
•    استفاده از پرلیت به عنوان پر کننده در پاک کننده ها
•    در رنگ سازی، پوششهای سطحی، لاستیکها و صنایع شیشه
•    از آنجائیکه پرلیت تا بیش از 1000 درجه سانتی گراد در برابر مقاوم می باشد در صنایع ذوب فلزات و ریخته گری به عنواتن سرباره گیر و نگهداری حرارت پاتیل ها در حد مورد نیاز بسیار مناسب می باشد.

•    پرلیت در نماسازی ساختمانها (به عنوان مثال نمای ساختمان سازمان ملل متحد) و در قطعات پیش ساخته، تهیه سیمان سبک عایق و نیز برای سیمانکاری دیواره چاه ها و حفرات

•    از آنجائیکه مواد شیمیایی و اسیدها بر آن بی اثرند و به دلیل تخلخل و قدرت جذب و نگهداری بالایی که دارد در تهیه خاکهای مخصوص برای پرورش گل و کلا کشاورزی پرلیت به علت خنثی بودن تاثیری بر فرآورده نهایی ندارد و از این رو جزو لیست فرآورده های مجاز شیمیایی و غذایی آمریکا می باشد