مشخصات خاکهای شور و سدیمی و اثر آن بر خصوصیات خاک و رشد گیاهان

ضرورت استفاده از GISدر رفع شوري خاك:
كارشناس خاك و آب مركز تحقيقات كشاورزي گلستان با تاكيد بر استفاده از سامانه اطلاعات جغرافيايي ‪ GIS‬دررفع شوري خاك گفت:اين سامانه ابزار مناسبي براي جست و جوي راه حلهاي مديريتي با هدف رفع مشكلات شوري و قليايي خاك است.
مهندس "سهراب صادقي" در گفت و گو با ايرنا افزود: داده‌هاي ذخيره شده در اين سيستم به راحتي تعديل شده و دوباره جمع‌بندي و به آساني به هنگام مقايسه و در قالب نقشه‌هايي با مقياس مناسب و دلخواه ترسيم مي‌شوند.
به گفته وي، تهيه نقشه شوري خاك يك ابزار مهم در تصميم‌گيريهاي كلان در اين استان مي‌باشد و مي‌تواند به منظور انتخاب مديريتهاي مناسب با توجه به جنبه‌هاي اقتصادي به مسوولان ذيربط كمك كند.
وي گفت: اطلاع از وضع شوري خاك به كمك نقشه رقومي از جهات گوناگون مناسب بوده و اين امكان به سادگي وجود دارد تا به مرور زمان نتايج مطالعات جديد را به اين نقشه‌ها افزوده و نقشه اصلاح شده را در اختيار برنامه‌ريز يا كاربر قرار داد.
صادقي افزود: در زمان حاضر كمبود آب و شوري خاك مهمترين عوامل محدود كننده عملكرد محصولات زراعي در استان گلستان به شمار مي‌روند.
به گفته وي، شوري خاك قابل اصلاح بوده و در بسياري از موارد مقرون به صرفه و گاهي نيز به منظور اجراي برخي طرحهاي عمراني و كشاورزي ضروري است.
وي با بيان اين كه شوري خاك و خاكهاي مبتلا به نمك به روشهاي مختلفي مطالعه و طبقه‌بندي مي‌شوند، تصريح كرد: شوري در خاك وضع ثابتي نداشته و حتي در طول يك فصل زراعي نيز ممكن است به علل مختلفي دستخوش تغيير گردد.
به گفته‌وي، آگاهي از تغييرات نمك در خاك، پيش نياز يك استراتژي مديريتي مناسب به منظور بهبود حاصلخيزي در اراضي شور است.
اين كارشناس افزود: شور شدن خاكها كه جداي از پديده شوري طبيعي است ، نتيجه تغيير نامطلوب وضع هيدرولوژيك در خاك است و در دوره زراعت آبي و اغلب همراه با بالا آمدن سطح آبهاي زيرزميني رخ مي‌دهد.
وي اقليم، زهكشي طبيعي، پستي و بلندي اراضي، ساختار زمين شناسي و فاصله از دريا را از جمله عوامل طبيعي و روشهاي نامناسب آبياري، زهكشي ناقص و مديريت ضعيف اراضي را از ديگر عوامل زراعي موثر در شوري خاك دانست.
به گفته وي، استان گلستان ‪ ۶۵۰‬هزار هكتار اراضي زراعي دارد كه از اين ميزان حدود ‪ ۲۵۰‬هزار هكتار كشت آبي و باقي به صورت ديم است كه در صورت تامين آب مورد نياز، اراضي زراعي آبي قابليت گسترش دارد


http://alonefarmer.blogfa.com/post-1463.aspx

در بعضی خاکها ، سنگ مادر خود محتوی املاح است و در برخی دیگر در اثر هوازدگی ، املاح محلول از سنگ مادر آزاد می‌شود، ولی چون مقدار رطوبت کم است، نمی‌تواند آبشویی یافته و از خاک خارج شود. وزش باد نیز می‌تواند املاحی را از سطح دریا و اقیانوس انتقال داده و در سواحل به جای گذارد. این نوع خاکها اصطلاحا هالومورفیک نامیده می‌شوند، به سه گروه شور ، شور و قلیایی و قلیایی تقسیم بندی می‌شوند.
خاکهای شور
مقدار نمکهای خنثی در این خاکها به حدی است که در رشد طبیعی بیشتر گیاهان اختلالاتی ایجاد می‌شود. PH این خاکها معمولا کمتر از 8.5 است. آنیونهای عمده کلر ، سولفات کلسیم ، منیزیم و سدیم در بعضی مواد نیترات و بی‌کربنات است که به آسانی قابل شستشو بوده ولی شستشوی آنها سبب بالا رفتن PH خاک نمی‌شود. به علت وجود لکه‌های سفید پراکنده نمک در سطح این خاکها به آنها خاکهای قلیایی سفید (White alkali) گفته می‌شود.
انواع خاکهای شور
انواع مهم خاکهای شور عبارتند از:
خاک شور نیتراتی ، که محتوی املاح نیترات سدیم و نیترات پتاسیم است.
خاک شور کلروری ، محتوی املاح کلرور سدیم ، منیزیم و کلسیم است. این خاکها بیشتر در نقاط ساحلی قرار دارد و شوری آب زیرزمینی نیز قابل توجه است.
خاک شور سولفات و کلرور ، دارای درصد متفاوتی از کلر و سولفات بوده و کلر بیشتر از سولفات است.
خاک شور سولفاتی ، دارای سولفاتهای سدیم ، منیزیم و کلسیم بوده ، آبشویی و اصلاح آن آسان است.
خاکهای شور کربناتی ، این خاکها محتوی کربنات و بی‌کربنات سدیم بوده و PH بین 9 تا 11 نوسان دارد.
خاک شور بوراتی ، این خاکها در نواحی آتشفشانی مشاهده شده، محتوی املاح بورات هستند. بوراتها معمولا با کلرورها و سولفاتها یافت می‌شوند و از حاصلخیزی خاک می‌کاهند.
خاکهای شور و قلیایی
در این خاکها میزان نمکهای محلول زیاده بوده، علی‌رغم سدیم زیاد ، وجود نمکهای خنثی همچنان PH را در حد کمتر از 8.5 حفظ می‌نماید، ولی بر عکس خاکهای شور شستشوی این خاکها ، سبب بالا رفتن PH می‌گردد، زیرا با شسته شدن نمکهای خنثی قسمتی از سدیم قابل تعویض هیدرولیز شده و مقدار یون در محلول بالا می‌رود. سدیم همچنین در صورت شسته شدن سایر نمکها سبب از هم پاشیدگی ذرات خاک (خاکدانه)شده و قابلیت نفوذ آن را به شدت کاهش می‌دهد. علاوه بر این اثرات نامطلوب سدیم بطور مستقیم می‌تواند برای گیاهان اثر سمی نیز داشته باشد.
درباره خاکهای شور و قلیا مطالعات فراوانی در کشورهای مختلف صورت گرفته و سازمان بین‌المللی یونسکو نیز از سال 1952 مطالب جالبی در این موارد منتشر کرده است. رسوب املاح در خاکهای مختلف با نوع خاصی از پستی و بلندی همراه است و بطور کلی زمینهای شور و قلیا همیشه در نقاط پست مانند دلتا ، تراسهای رودخانه‌ای و دریاچه‌ای وجود دارند و سفره آب زیرزمینی در این مناطق نیز چندان عمیق نیست.
خاک قلیایی
مقدار نمکهای محلول در این خاکها ، کم ، ولی مقدار سدیم آن زیاد است. به علت هیدرولیز شدن قابل ملاحظه سدیم ، PH خاک بالا رفته، ممکن است حتی تا 10 هم برسد. اثرات مضر این خاکها روی رشد گیاهان از سدیم و یون OH زیاد ناشی می‌شود. به علت اثر از هم پاشیدگی سدیم ، این خاکها دارای شرایط فیزیکی نامناسب می‌باشند. محیط قلیایی زیاد این خاکها سبب حل هوموس خاک و حمل آن به سطح خاک و تیره کردن رنگ آن می‌شود. به همین دلیل به این خاکها نام قلیایی سیاه هم داده شده است.

ساختمان خاکهای شور و قلیا
سطح خاکهای مناطق شور و قلیا ، اغلب ساختمان ورقه‌ای دارد که رگبارهای فصلی نیز بر تراکم آن می‌افزاید. در زیر این قشر سطحی ساختمان اغلب تکه‌ای ، منشوری و یا ستونی است. وجود املاح سدیم و تا حدی منیزیم تاثیر عمده‌ای در ساختمان خاک دارد، زیرا املاح موجب تجمع ذرات رس شده و هرچه مقدار املاح بیشتر باشد، خاک دانه‌های حاصل ساختمان سخت‌تری پیدا می‌کند.
وجود سدیم سبب می‌شود که ذرات سطح خاک به حالت انتشار در آمده، حتی در شیبهای کمتر از یک درصد نیز فرسایش قابل توجهی صورت گیرد. آبیاری خاکهای شور و قلیا همواره با خرابی ساختمان خاک همراه است، مگر اقدامات اصلاحی انجام شود.

روابط بین شوری و قلیائیت خاک
مطالعات دانشمندان در نقاط مختلف دنیا حاکی از این است که بین شوری و قلیائیت خاک همبستگی خاص وجود دارد. اگر غلظت املاح در خاک کمتر از 4 گرم در لیتر باشد، PH چنین محلولی معمولا از 8 کمتر است. هرچه میزان املاح افزایش یابد، میزان قلیائیت رو به کاهش می‌گذارد. خاکهای بسیار شور در مناطقی ایجاد می‌شوند که آب زیرزمینی فوق‌العاده شور بوده، قلیائیت آن بسیار اندک است و خاکهای قلیایی نیز در مناطقی تشکیل می‌شوند که مقدار املاح آنها کمتر باشد.

کانیهای رسی خاکهای شور و قلیایی
کانیهای رسی ، استعداد حاصلخیزی هر خاک را تعیین می‌کنند. مونتموریلونایت ، میکا ، کلریت و کوارتز مهمترین کانیهای مناطق شور و قلیا می‌باشد. چون شرایط اقلیمی مناطق خشک برای تغییر و تحول کانیها مساعد نیست، لذا اغلب کانیهای این خاکها مشابه کانیهای سنگ بستر یا سنگ مادر است.

3طبقه بندی خاکهای شور و سدیمی جهان

3_1_1_خاک های شور:

در این خاکها میزان هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک (ECe) بیش از چهار دسی زیمنس بر متر در 25 سانتی گراد درصد سدیم تبادلی (ESP) کمتر از 15 درصد و اسیدیتهpH) ( خاک معمولاً کمتر از 5/8 می باشد آنیونهای غالب در این خاکها معمولاً کلراید و سولفات در درجه نخست و بی کربنات و کربنات در درجه دوم می باشد.

3_1_2_ خاکهای شور و سدیمی:

میزان ECe بیشاز 4 دسی زیمنس بر متر، ESP بیش از 15 درصد و pH کمتر از 5/8 می باشد

3_1_3_ خاکهای سدیمی:

میزان pH, ESP> 15 ECe< 4ds/m معمولاً بین 5/8 تا 10 است. در این خاکها آنیونهای مهم عبارتند از:کلراید، س.لفات، بی کربنات و گاهی اوقات کربنات. به علت تر سیب کاتیونهای همانند کلسیم و منیزیم در این خاکها، سدیم کاتیون غالب بر عصاره اشباع و فاز تبادلی خاک می باشد هیدرولیز عامل عمده افزایش pH در این خاکها می باشد.

رس Na + H2O رس Na + Na + + OH

در نتیجه واکنش فوق باعث افزایش pH خاک می شود. میزان هیدرولیز کاتیون تابع توانایی آنها در جابجایی H از فاز تبادلی می باشد. هیدرولیز یونهای کلسیم و منیزیم بسیار کم است و هیدرولیز کربنات کلسیم به صورت زیر می باشد .

CaCO3 + 2H2O Ca2 + 2OH + H2CO3

در واکنش فوق H+ با کربنات ترکیب می شود و اسید کربینک ضعیف تولید می کند. هیدرولیز کربنات های کلسیم و منیزیم به علٌت انحلال ناچیز آنها کم است ولی حلالیت کربنات سدیم و هیدرولیز آن زیاد بوده، در نتیجه pH بین 10 تا 5/10 می شود علی رغم موضوع فوق موضوع شوری آمریکا pH برابر با 5/8 را برای مشخص کردن خاکهای قلیائی انتخاب کرده است. اخیراً دانشمندان آمریکایی به جای واژه قلیایی از واژه سدیمی استفاده می کنند تا اثر درصد سدیم تبادلی را در نظر بگیرند. ابرول و همکاران (Abrol et al . 1980) پس از تفحص در تحقیقات انجام شده نشان دادند که اغلب خاکهای سدیمی با ESP بین 15 تا 20 دارای pH خمیر اشباعی برابر 2/8 می باشند؛ در نتیجه آنان پیشنهاد دادند که به جای pH برابر 5/8 از 2/8 استفاده شود، زیراpH برابر با 5/8 در خاکهای با درصد سدیم تبادلی زیاد یافت می شود.

3_2_ طبقه بندی خاک های شور و سدیمی در ایران:

در طبقه بندی خاکهای شور و سدیمی و قلیا بر اساس راهنمای شماره 205 موسسه تحقیقات خاک و آب که برای تهیه نقشه شوری و قلیائیت به کار می رود.از علایم زیر استفاده می شود:

3_2_1 شوری

برای تعیین گروه شوری خاک، ابتدا هدابت الکتریکی (ECe) لایه ای 50_0/1000_50 و 150_100 سانتی متر را محاسبه می کنند و گروه شوری هر لایه مشخص می شود سپس با مراجعه به جدول 3_1 با داشتن گروه شوری سه لایه 50_0/1000_50 و 150_100 سانتی متری، گروه شوری نیمرخ خاک تعیین می گردد. So این قبیل اراضی فاقد مشکل شوری است و میزان ECe کمتر از چهار دسی زیمنس بر متر در دمای 25 درجه سلسیوس می باشد.

S1: این قبیل اراضی دارای شوری کم است و میزان ECe بین 4 تا 8 دسی زیمنس بر متر است: حداکثر کلاس اراضی 2 (II) است.

S2: این قبیل اراضی دارای شوری متوسط است میزان ECe بین 8 تا 16 دسی زیمنس بر متر است. حداکثر کلاس اراضی (III) می باشد.

S3: این قبیل اراضی دارای شوری زیاد است و میزان ECe بین 15 تا 32 دسی زیمنس بر متر است حداکثر کلای اراضی 5 (V) می باشد.

S4: این قبیل اراضی دارای شوری بسیار زیاد است و میزان ECe بیش از 32 دسی زیمنس بر متر است. حداکثر کلاس اراصضی بستگی به مقدار نفوذ پذیری آب در خاک داردا و در نتیجه کلاس اراضی می تاوند 5 یا 6 باشد اگر سنگین ترین بافت موجود در نیمرخ خاک رس شنی رس سیلتی یا رس باشد نفوذ پذیری آب و خاک در گروه 4 باشد، حداکثر گروه شوری خاک (S4) 5 و اگر نفوذ پذیری آب در گروه 5 باشد حداکثر شوری خاک 6 می باشد.

3_2_2_ سدیمی بودن

برای تعیین کلاس سدیمی بودن خاک، حداکثر درصد سدیمی تبادلی خاک تا عمق 75 سانتی متری را در نظر گرفته و با توجه به گروه بندی زیر، کلاس سدیمی خاک تعیین می گردد :

A0: گاهی در نقشه ها ارزیابی اراضی برای آبیاری از کاربرد این علامت صرفنظر می شود. این اراضی مشکل سدیمی ندارند . ESP خاک کمتر از 10 درصدمی باشد.

A1: این اراضی دارای مشکل سدیمی متوسط و میزان SAR بین 30_13 و ESP بین 15 تا 30 درصد است حداکثر کلاس اراضی 3 (III) می باشد.

A3: این اراضی دارای مشکل سدیمی زیاد است و میزان SAR بین 30 تا 70 و ESP بین 30 تا 50 است. حداکثر کلاس اراضی 6 (VI) می اشد.

تعیین میزان شوری و سدیمی اراضی بر اساس اندازه گیرهای EC و SAR یا ESP خاک و با استفاده از فصل دوم نشریه 205 موسسه تحقیقات خاک و آب صورت می گیرد.

3_2_3_ روش درجه بندی شوری و سدیمی بودن خاکها:

ابتدا شوری هر لایه اندازه گیری می شود و سپس به روش میانگین گیری تعدیل شده ECe طبقات 50_0/1000_50 و 150_100 سانتی متر محاسبه می گردد. با استفاده از (3_1) کلاس شوری نیمرخ خاک تعیین می گردد در این جدول اولین علامت مربوط به قابلیت هدایت الکتریکی تعدیل شده 50 سانتی متری اول خاک است دومین علامت مربوط به ECe لایه 50 تا 100 سانتی متری و سومین علامت مربوط به ECe تعدیل شده لایه 150_100 سانتی متری است ستون چهارم مربوط به شوری کل نیمرخ می باشد که بر حسب S0 و S1 و S2 و S3 و S4 بیان می شود.

3_2_4_ تعریف گروهها و زیر گروههای طبقه بندی اراضی برای آبیاری (گروههای I تا VI ) گروه I قابل کشت: زمینهایی هستند که هیچ گونه محدودیتی برای کشت آبی ندارند. به عبارت دیگر اراضی قابل آبیاری مرغوبی هستند که محدودیتهای مشهود از لحاظ خصوصیات خاک، شوری خاک وئ یا زهکشی ندارند. این اراضی مسطح یا تقریباً مسطح بوده و دارای خاک عمیق با بافت مناسب و قدرت نگهداری آب زیاد و ضوع زهکشی خوب، بدون وجود شوری و خطر سیل گیری هستند.

گروهII: قابل کشت: زمینهایی که محدودیتهای جزیی برای کشت آبی دارند و بطور کلی برای کشت آبی مناسبند ولی محصول به دست آمده از این اراضی کمتر از کلاس یک می باشد. این اراضی ممکن است کمی شور باشند و یا عمق خاک زیاد نباشد.

گروهIII: قابل کشت: زمینهایی هستند که محدودیتهای متوسطی برای کشت آبی دارند اینت محدودیتها ممکن است شوری خاک، کمی عمق خاک و سیل گیری باشد. میزان محصول در این اراضی کمتر از کلاس 2 است.

گروهIV: با قابلیت کشت محدود: این اراضی محدودیتهای شدیدی برای کشت آبی دارند. این محدودیتها شامل خصوصیات خاک، ناهمواری، زهکشی می باشد این اراضی معمولاً برای مرتع و چراگاه مورد استفاده قرار می گیرند.

گروهV:با قابلیت کشت نا مشخص: این اراضی دارای محدودیت شدیدی از لحاظ خصوصیات خاک ، شوری خاک و زهکشی برای هر نوع کشت آبی هستند، ولی این محدودیتها را می توان کاهش داد، به شرط آنکه از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد. مناسب بودن این اراضی در شرایط فعلی نا مشخص است و نیاز به مطالعات بیشتری دارد. این اراضی برای مراتع و چراگاه به کار می رود.

گروهVI: غیر قابل کشت: این اراضی دارای محدودیتهای شدیدی برای هر نوع کشت آبی هستند همانند اراضی کوهستانی با شیب تند، اراضی خیلی شور، شنهای روان و غیره هر یک از کلاسهای فوق جز یک کلاس دارای چهار زیر گروه می باشد. زیر گروهها را معمولاً با اضافه کردن حرفی که بیان کننده محدودیت مورد نظر می باشد، مشخص می کنند. علایم زیر گروهها عبارتند از:

S: محدودیتهای مربوط به خاک از جمله بافت،عمق،ضریب آبگذاری و نفوذ پذریر خاکها.

A: محدودیت شوری و سدیمی

T: محدودیت پستی و بلندی و فرسایش

W: محدودیت زهکشی از جمله سیل گیری، ماندابی شدن و غیره.

بنابراین پس از تعیین گروه شوری خاک، گروه طبقه بندی اراضی تعیین می گردد و در صورتی که شوری و سدیمی مهمترین عامل محدوده کننده باشد، با پسوند A مشخص می گردد.



3_3 تفاوت خاکهای شور و سدیمی

در جدول 3_2 تفاوتهای خاکهای شور و خاکهای سدیمی را از نظر خصوصیات شیمیایی، فیزیکی، تاثیر در رشد گیاه،اصلاح توزیع خاک ، تووزیع جفرافیایی خاکها و کیفیت آب زیرزمینی نشان می دهد.

جدول 3_2 خصوصیات متمایز کننده خاکهای شور از سدیمی

خصوصیات


خاکهای شور


خاکهای سدیمی

1-شیمیایی


الف_ املاح محلول کلارایدها وسولفاتهای سدین و منیزیم بوفور یافت می شود.

ب_ pH خمیر اشباع شده کمتر 2/8

ج_هدایت الکتریکی عصاره اسباعی خاک بیش از 4 دسی زیمنس بر متر

د_رابطه بین pH خمیر اشباع درصد سدیم تبادلی خاک و یا SAR عصاره اشباعی وجود ندارد.

ه _ تگر چه سدیم بون غالب می باشد ولی محلول خاک حاوی میزان قابل توجهی از عناصر دو ظرفیت کلسیوم و منیزیم است.

ز_ممکن است مقدار قابل توجهی ترکیبات کلسیوم همانند گچ وحجود داشته باشد.



الف_محلول به میزان کم وجود دارد کربنات سدیم در این خاکها وجود دارد.

ب_ pH خ*** اشابع خاک بیش از 2/8

ج_هدایت الکتریکی عصاره اشباعی خاک کمترا از 4 دسی زیمنس بر متر.

د_رابطه بسیار خوبی pH خمیر اشباع و ESP یا SAR عصاره اشباعی وجود دارد.

هـ _ سدیم کانیون غالب محلول می باشد Ph زیاد این خاکها باعث ترسیب کلسیوم و منیزیم است. درنتیجه غلظت آنها در محلول خاک خیلی کم است.

ز_تقریباً هیچ گونه گچی وجود ندارد.


2فیزیکی


الف_ کافی بودن غلظت مالاح محلول باعث هماوری ذرات رس شده و در نتیجه ساختمان خاک تقریباً پایدار است.

ب_نفوذ پذیری آب در خاکهای تهویه و سایر خصوصیات فیزیکی همانند خاکهای غیر شور است


الف_بالا بودن درصد سدیمی تبادلی و pH خاک باعث پراکندگی رسها و در نتیجه عدم پیاداری ساختمان خاک می شود.

ب_نفوذ پذیری آب در خاک و تهویه نامناسب است و با افزایش درصد سدیم تبادلی pH تشدید می شود.

3_تاثیر در رشد گیاه


درخاکهای شور رشد گیاه به دو طریق تحت تاثیر قرار می گیرد.

الف_از طریق فشار اسمزی که با افزایش آن میزان آب قابل استفاده کیاه کاهش می یابد.

ب_مسمومیت ویژه یونهای سدیم،کلر،بر و غیره


در خاکهای قلیایی نیز رشد گیاه به دو طریق تحت تاثیر قرار می گیرد.

الف_ افزایش پراکندگی رسها تخریب خصوصیات فیزیکی خاک در اثر سدیم تبادلی.

ب_ pH بالا باعث مسمومیت گیاهان می شود.

4_اصلاح و احیای خاکها


نیازمند شستشوی املاح محلول از ناحیه رشد ریشه میباشد و نیاز به اضافه کردن مواد اصلاح مننده وحود ندارد.


باید سدیم تبادلی با کلسیم جایگزین گزدد و نتیجه مواد اصلاح کننده و آبشویی نیاز می باشد.

5-پراکندگی جغرافیایی


در مناطق خشک و نیمه خشک


در مناطق نیمه خشک و نیمه مرطوب یافت می شود.

6-کیفیت آب زیرزمینی


آب زیر زمینی شور است و امکان شور شدن اراضی وجود دارد


شوری آب زیر زمینی کم تا متوسط است ولی ممکن است حاوی کربنات سدیم باشد، ممکن است حاوی کربنات سدیم باشدکه خطر سدیمی شدن اراصی را افزایش می دهد.

_ عکس العمل گیاه نسبت به شوری

_4_1 علائم گیاهی


اولین اثر شوری بر رشد گیاهان زراعی عدم یکنواحتی در جوانه زدن بذر است به طوری که در سطح مزرعه لکه های لخت و بدون بوته به چشم می خورد بقیه بوته ها نیز به رنگ سبز متمایل به آبی تیره در می آیند. ولی اگر شوری به اندازه ای نباشد که لکه های لخت مزرعه به وجود می آید باز هم رشد بوته ها یکسان نخواهد بود. البته عوامل دیگری از قبیل عدم یکنواختی آبیاری و کمبود مواد غذایی نیز موجب ناهماهنگی رشد بوته ها و تغییر رنگ آنها می گردد که باید با اثر شوری تمیز داده می شود و وجه تمابز آنها همان رنگ سبز متمایل به آبی است که در برگها به وجود می آید.

از غلائم دیگر شوری پیدایش سوختگی در حاشیه برگها و نکروزه شدن و ریزش برگها است ولی باید توجه داشت که این علائم زمانی مشاهده می شود که شوری از حد مشخص تجاوز کند، در غیر این صورت بدون هیچ گونه علامتی شوری فقط اثر خود را که کاهش محصول است ظاهر می سازد. بنابراین اندازه گیری شوری در ارتباط با نوع گیاهی که کشت میشود میتواند به عنوان معیاری برای ارزیابی مسئله مورد استفاده قرار گیرند.

3_4_2_ مکانیسم اثر نمک

همانطوریکه گفته شد با تبخیر آب از سطح خاک و جذب آن توسط ریشه ها غلظت نمک در محلول خاک افزایش یافته و مقدار آن به 2 تا 5 برابر غلظت آب و آبیاری می رسد. در نتیجه عمل پتانسیل اسمزی آب در محلول خاک کاهش یافته(بیشتر منفی می گردد) و غلظت یونها ممکن است به حدی برسد که برای گیاه اثر سمی داشته باشد اگر کاهش رشد گیاه در اثر پایین رفتن پتانسیل اسمزی باشد گوییم شوری اثر اسمزی دارد(Osmotic effect) و اگر کاهش محصول به دلیل اثر سمی یونها باشد در این صورت اثر اختصاصی یون (Specific ion effect) در کار بوده است.

الف_اثر اُسمزی

اثر اُسمزی به شکلهای گوناگون نشان داده شده است. مثلاً ثابت گردیده است که محلول نمکهای مختلف، اگر از نظر اسمزی پتانسیل یک سانی داشته باشند اثرشان بر کاهش رشد گیاه یکسان است اثر پتانسیل اسمزی بر رشد گیاه مشابه اثر پتانسیل ماتریک خاک بوده و مکمل آن لسا هم چنین با کاهش پتانسیل اسمزی در محلول خاک جذب آب توسط ریشه و تعرق گیاه تقلیل پیدا می کند.

مقدار جذب آب توسط ریشه به دو عامل بستگی دارد: یکی شیب پتانسیل آب و دیگری مقاومت ریشه ها. اگر پتانسیل اسمزی محلول خاک کاهش یابد، بدون این پتانسیل اسمزی آب داخل ریشه کاهش یابد نتیجه آن کاهش جذب آب توسط ریشه ها است این یکی از مکانیسمهای اثرات اسمزی بر رشد گیاه است. در بسیاری از مواقع با کاهش پتانسیل اسمزی محلول خاک پتانسیل اسمزی آب داخل گیاه نیز کاهش پیدا کرده و گیاه خود را با شرایط وفق دهد لازم است مقداری مواد آلی و معدنی در شیره گیاهی تجمع پیدا کند. انجام این عمل توسط گیاه موجب صرف انرژی و در نتیجه کاهش رشد می شود. برای تجمع این مواد در شیره گیاهی سرعت تنفس گیاه زیاد می شود که این خود با کاهش رشد همراه است.

اثر دیگر شوری، در ارتباط با پتانسیل اسمزی، دارد به هم خوردن توازن هورمونی در گیاه است این امر موجب از بین رفتن سلولهای گیاهی گردد.

ب_ اثرات اختصاصی یونها

اثرات سمی برخی از عناصر را می توان در گیاهان چوبی به خوبی مشاهده کرد این وضعیت عمدتاً به دلیل غلظت زیاد Na و Cl رخ می دهد. گیاهان علفی از این قاعده مستثنا هستند ولی به ندرت ممکن است گیاهان علفی را نیز مشاهده کرد که تحت تاثیر اثرات سمی سدیم و کلر قرار گرفته باشند البته استثناهایی نیز در ایت مورد وجود دارد مثلاً اگر گیاهانی از قبیل فلفل و گوجه فرنگی، که نسبت به Na و Cl حساسیت دارند با آبی که محتوری 20_10 میلی اکی والان در لیتر Na+ یا Cl++ است آبیاری شوند آثار سوختگی در برگ آنها مشاهده خواهد شد.

مکانیسم اثر سمی یونها می توان در بهم خوردن سیستم تنظیم کننده گیاه دانست. مثلاً جمع شدن کلروسدیم در برگ باعث اختلال در باز و بسته شدن روزنه ها میگردد. البته باید قبول کنیم که هنوز بسیاری از جنبه های اثر شوری بر رشد گیاه شناخته نشده است و در این راه نیاز به تحقیقات بسیار زیادی است.

3_4_3_ شوری خاک و رشد گیاه

درجه شوری خاک در منطقه ریشه ها نسبت به عمق متغیر است. علاوه بر این شوری خاک در زمانهای مختلف نیز متفاوت است. اگر جز آبشویی (LF) بیش از 3/0 باشد، هدایت الکتریکی محلول خاک (ECsw) در تمام اعماق خاک یکنواخت خواهد بود. ولی اگر آبشویی کمتر از مقدار فوق باشد، هدایت الکتریکی محلول خاک در لایه زیر ریشه ها به چندین برابر هدایت الکتریکی در سطح خاک خواهد رسید. شوری خاک در فاصله بین دو آبیاری نیز متغیر است. میزان این تغییرات بستگی به مقدار آبیاری و فاصله بین دو آبیاری و یکنواختی پخش آب در مزرعه دارد.بنابراین در آبیاری جوی پشته ای و قطره ای، به دلیل جمع شدن نمک در حد فاصل بین شیاره و یا حد فاصل قطره چکانها، تغییرات موضوعی ECsw در سطح مزرعه بسیار زیاد است.

تجربه نشان داده است که حداکثر جذب آب توسط ریشه ها از خاک از مکانهایی است که شوری آن کمتر باشد.مثلاً در آبیاری قطره ای بیشترین مقدار آب از قسمت زیر قطره چکانها جذب می شود. برخی تحقیقات ثابت کرده اند که عکس العمل گیاه نسبت به شوری متناسب با متوسط وزنی شوری آبی است که توسط ریشه ها دریافت می شود و فقط بخش اندکی از آن از قسمت پایین این منطقه جذب می شود و از طرف دیگر شوری در قسمت بالا زیاد و در لایه پایین کم است. بنابراین متوسط وزنی شوری آب حذب معیار بهتری در ارزیابی اثر شوری بر رشد گیاه است چون محلول خاک در لایه بالایی مشابه EC در آبیاری است . لذا در ارزیابی شوری EC آب آبیاری بهای بیشتری داده می شود.

3_5_عوامل موثر بر تحمل گیاهان نسبت به شوری

در تحمل گیاهان مختلف نسبت به شوری مجموعاً سه عامل مهم دخالت دارند که عبارتند از عوامل گیاهی، عوامل مربوط به خاک و شرایط آب و هوایی.

3_5_1_ عوامل گیاهی

اثر شوری در مورد بسیاری از گیاهان زمانی مشهود است که گیاه مدت نسبتاً طولانی در معرض نمک قرار گیرد. از آن گذشته، مقاومت گیاه در مقابل شوری بشته به این است که گیاه در چه مرحله ای از رشد خود در معرض شوری قرار گرفته است (Shalhevet, 1970) گیاهانی مثل جو، برنج، گندم و ذرت در مراحل اولیه رشد نسبت به نمک حساس بوده سپس در مقابل آن مقاومت نشان می دهند. برنج در مرحله گل دهی نیز به نمک حساس است. چغندرقند و آفتاب گردان در مرحله جوانه زدن نسبت به شوری حساسیت نشان می دهند بنا به توصیه برنشتاین (Bernstien) حداکثر شوری محلول خاک در مرحله ای از رشد کیاه نسبت به شوری حساسیت نشان می دهد نباید از 8 میلی موس بر سانتی متر تجاوز کند(Bernstien , 1974).

شوری معمولاً موجب کاهش کلی رشد گبیاه می شود لذا تخمین تولید بذر یا میوه از منحنی ها و جداول شوری دقیق نخواهد بود. مثلاً اثر شوری بر رشد بوته های گندم، جو و پنبه به مراتب بیش از اثر آن بر تولید دانه و الیاف استو. عکس این قضیه در مورد برنج و ذرت صادق است، یعنی اثر شوری در کاهش دانه بیش از اثر آن بر رشد بوته هاست.در مورد گیاهان غده ای شوری بیشتر بر ردش غده موثر است تا بر رشد برگها.

نوع پایه در گیاهان خشبی از نظر مقاومت در برابر شوری بسیار مهم است مثلاً ارقام حساس، غلظتهای بیش از 5 میلی اکی والان در لیتر کلر نمی تواند تحمل کنند، ولی ارقام مقاوم تا 30 میلی اکی والان در لیت را نیز تحمل می کنند. موضوع مهمی که در مورد این گیاهان باید در نظر داشت مسئله ابیاری بارانی است. در هنگام پخش آب روی درختان اگر آب محتوری یون کلر باشد موجب سوختگی برگها می شود. مقدار غلظت کلر در آب آبیاری، برای درختان میوه ای که به روش بارانی ابیاری می شوند نباید از 2 تا 5 میلی اکی والان در لیتر تجاوز کند. حداکثر غلظت مجاز کلر در عصاره اشباع خاک برای لیمو شیرین 10، لیمو ترش15، نارنج 25، انگور و درختان میوه و هسته دار 10 تا 25 و انگور و توت فرنگی 5 میلی اکی والان در لیتر گزارش شده است.

علاوه بر شوری کل سدیم قابل تبادل نیز بر رشد گیاه موثر است در جدول شماره 3_3 درجه تحمل گیاهان مختلف نسبت به آن نشان داده شده است. اثر سدیم معمولاً به صورت غیر مستقیم است، زیرا سدیم یا خصوصیات فیزیکی خاک را تخریب می نماید و یا آنکه تغذیه گیاه را مختل می سازد. در خاکهای شوری که هدایت الکتریکی آن تقریباً یک میلی موس بر سانتی متر و درصد سدیم قابل تبادل 15 یا بالاتر است، غلظت کاتیونهای کلسیم و منیزیم حدوداً یک میلی اکی والان در لیتر می باشد و این مقدار برای برخی از گیاهان بسیار کم است بطوری که علائم کمبود CA در این خاکها مشاهده می گردد.

درجه حساسیت


نوع گیاه

a_ بسیار حساس


ESP=2-10


درختان میوه

مرکبات

b_ حساس


ESP=10-20


لوبیا

c_ نیمه مقاوم


ESP=20-40


شبدر

درختان میوه

d_ مقاوم


ESP=40-60


مرکبات

لوبیا

شبدر

گندم

پنبه

یونجه

جو

گوجه فرنگی

چغندر

e_ بسیار مقاوم


ESP>60


برخی از گیاهان علوفه ای

a_ بسیار حساس: به گیاهانی گفته می شود که حتی در ESP های خیلی کم نیز سمی بودن سدیم ظاهر می شود.

b_ در مقدار کم ESP نیز اکه های اثر سمی بودن سدیم مشاهده می شود ولی هنوز خصوصیات فیزیکی خاک بهم نخورده است.

c_ در این حالت سدیم هم اثر سمی خود را ظاهر می سازد و هم شروع به تخریب خصوصیات فیزیکی خاک می کند در این وضعیت آثار سدیم به صورت لکه لکه در سطح مزرعه مشاهده می شود.

d_ در این شرایط خصوصیات خوب فیزیکی خاک از بین رفته.

e_ خصوصیات مطلوب فیزیکی خاک شدیداً از بین می رود.

بطور کلی حداکثر مجاز درصد سدیم قابل تبادل برای گیاهان حساس 10، برای گیاهان نیمه مقاوم 25 و برای گیاهان مقاوم 50 است ولی باید در نظر داشت که اگر ESP بیش از 15 باشد ساختمان فیزیکی خاک بهم خورده، این موضوع یکی از عواملی است که عدم ر شد گیاه را به دنبال خواهد داشت.

3_5_2_ عوامل مربوط به خاک

درصد رطوبت خاک و فاصله بین دو آبیاری از عوامل موثر بر تحمل گیاه نسبت به شوری می باشند هرچه خاک خشک تر باشد، پتانسیل اسمزی و ماتریک محلول خاک پایین تر خواهد بود و برای جلوگیری از اثرات نامطلوب آن لازم است که فاصله بین آبیاریها را کوتاه تر گرفت.

حاصلخیزی خاک نیز می تواند یکی از عوامل ظاهری مقاومت گیاه نسبت به شوری باشد. مقاومت ظاهری گیاهانی که در زمینهای حاصلخیزی می رویند در واقع به این دلیل است که عامل محدود کننده رشد در چنین شرایط حاصلخیزی خاک است نه شوری زمین. البته مشاهده شده است که در برخی شرایط، دادن کود به زمین مقاومت گیاه را نسبت به شوری کاهش می دهد به عقیده برنشتاین نیز دادن کود اضافی به زمین، مقاومت گیاه را به شوری افزایش نخواهد داد مگر آنکه شوری موجب اختلال در تغذیه گیاهی شده باشد.

3_5_3_عوامل آب و هوایی

آب و هوا نیز به تحمل گیاه نسبت به شوری موثر است در شرایط خشک و گرم، مقاومت گیاه کاهش می یابد. این موضوع در مورد گیاهانی مثل چغندر، پنبه، لوبیا، شبدر،یونچه و گوجه فرنگی به اثبات رسیده است. در اطراف شهرهای بزرگ که آلودگی هوا(از نوع اوزون) زیاد است، شوری خاک اثر نامطلوب آلودگی را از بیم می برد. به تجربه ثابت شده است که گیاه در شرایط هوای آلوده مقاومت بیشتری نسبت به شوری از خود نشان دهد.

3_6_ تغذیه گیاه در خاکهای شور و سدیمی:

علاوه بر اثرات نامطلوب شوری و سدیمی بر میزان آب قابل استفاده گیاه (اثر اسمزی املاح) تخریب خصوصیات فیزیکی (در اثر وجود سدیم تبادلی زیاد) و مسمومیتهای ویژه یونی، محدودیتهای حاصلخیزی خاکهای شور سدیمی نیز، باید مد نظر قرار گیرد. وقتی که شوری خاک در حد متوسط باشد، گیاهان به خاطر جذب نکردن یونهای نامطلوب،(تا جایی که امکان داشته باشد) قادر خواهند بودعناصر غذایی را جذب کنند ولی با افزایش غلظت املاح جذب سدیم و کلر توسط گیاه به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. افزایش جدب بعضی از یونها باعث کاهش جذب بعضی از عناصر غذایی می شود.تحقیقات نشان داده است که زیادی غلظت املاح در خاکهای شور باعث کاهش جذب کلسیم و پتاسیم توسط گیاه می شود (Finck, 1977) در نتیجه در اضافه کردن کود به خاکها، با شوری کم تا متوسط باید دو نکته را در نظر داشت:

الف_ تامین عنصر غذایی که به میزان کافی در خاک وجود ندارد.

ب_تامین عناصر غذایی که به میزان کافی در خاک وجود دارد ولی به علت اثر آنتاگونیسمی(همانند پتاسیم در مقابل سدیم، یا فسفات در مقابل کلراید) مانع از جذب آنها توسط گیاه می شود(Chhabra et al , 1976).

همچنین در شوری زیاد ممکن است مانع فعالیت موجودات زنده ذره بینی خاک شود و در نتیجه بطور غیر مستقیم در انتقال عناصر و قابلیت استفاده آنها مانع ایجاد کند. مثلاً ریزوبیوم که باعث تثبیت ازت می شود، فقط می تواند تا EC برابر 5/4 دسی زیمنس بر متر را تحمل کند(Gratam and Parker , 1964) یکی دیگر از عوامل در کمبود میزان ازت قابل استفاده گیاه در خاکهای شور و سدیمی، کاهش نیتریفیکاسیون بر اثر زیادی شوری است افزایش غلظت فسفر باعث کاهش جذب یون کلراید توسط گیاه می شود.شکل 3_1

همچنین بالا بودن pH خاکهای سدیمی باعث کاهش انتقال بسیاری از عناصر به گیاه و در نتیجه بروز علایم کمبود آنها در گیاه می شود مثلاً در pHبالای 5/8 میزان قابلیت استفاده عناصری همچون، ازت، آهن، منگنز، مس، روی کاهش می یابد.

کمبود مواد آلی خاک در خاکهای سدیمی باعث می شود که میزان ازت این خاکها کم باشد. به علاوه زیادی سدیم تبادلی، باعث ایجاد خصوصیات فیزیکی نامطلوب در این خاکها می شود که در نتیجه تهویه آنها و انتقال آب به گیاه دچار مشکل می گردد. همچنین باید در نظر داشت که در فاصله بین دو آبیاری سطح خاک به مدت طولانی غرقاب می ماند(شرایط غیر هوازی) و سپس بر اثر خشک شدن خاک شرایط هوازی به وجود می آید؛ چنین شرایطی برای از دست رفتن ازت مناسب است. همچنین تصعید ازت به شکل آمونیم از خاکهای سدیمی شدید می باشد(Rao and batra , 1983) اسیدیته بالا نامناسب بودن خصوصیات فیزیکی خاکهای سدیمی تاثیر نامطلوب بر انتقال و قابلیت استفاده از گیاه از ازت کودهای ازته دارد در نتیجه به علل فوق خاکهای سدیمی در مقایسه با خاکهای غیر سدیمی به کود ازته بیشتری نیاز دارند.