اصلاح کننده خاک شور

خاک های اسیدی
خاک در نواحی مرطوب مداوما توسط آب باران شسته می شود . شستشوی خاک موجب خروج کلسیم ، منیزیم ، سدیم و پتاسیم از خاک گشته و یون های هیدروژن و آلومینیوم جای آن ها را روی کلوئیدهای خاک می گیرند . پی اچ خاک با افزایش غلظت یون هیدروژن در خاک کاهش یافته و خاک اسیدی می گردد . اصطلاحات خاک های اسیدی ، خنثی و قلیایی بدون تعریف اولیه گویا نیستند . اسیدی بودن خاک به علت وجود غلظت نسبتا زیادی یون هیدروژن در محلول خاک است . غلظت هیدروژن موجود در محلول خاک را اسیدیته فعال گویند . یون های هیدروژنی که روی کلوئیدها قرار دارند ، اسیدیته ذخیره نام دارد ، زیرا غلظت هیدروژن محلول خاک را در صورت خنثی شدن ترمیم و از افزایش پی اچ خاک جلوگیری می کند . اضافه نمودن مقدار زیادی از کودهایی که یون هیدروژن را بطور مستقیم و یا در اثر فعل و انفعالات بعدی آزاد و به خاک اضافه می کنند ( مانند اوره ، نیترات آمونیوم و سولفات آمونیوم که نیتروژن آن ها در جریان تبدیل به نیترات ، هیدروژن به خاک اضافه می کند ) پی اچ خاک را کاهش می دهند . سولفات آمونیوم در کاهش پی اچ موثرتر است ، زیرا SO4 حاصل با کلسیم و منیزیم ترکیب شده و آن ها را رسوب می دهد و از غلظت آن ها می کاهد.

ترکیب اصلاح کننده خاک غلظت یون هیدروژن در خاک می تواند بر فعالیت میکروارگانیسم ها و رشد گیاه موثر باشد . کمبود عناصر فسفر ، کلسیم ، منیزیم ، پتاسیم و مولیبدن و همچنین زیادی غلظت آلومینیوم و منگنز در خاک های اسیدی بر رشد گیاه و میکروب ها اثر می کنند . حساسیت گیاهان نسبت به پی اچ خاک متفاوت است . بعضی از گیاهان مثل آزالیا (azaleas) و زغال اخته (blue berries) خاک های اسیدی را به خوبی تحمل می کنند و بعضی دیگر مانند در خاک های اسیدی رشد نمی نمایند . اغلب گیاهان در خاک های خنثی بهتر رشد می کنند . اما رابطه بین پی اچ و رشد گیاه در ارقام مختلف یک گیاه نیز فرق می کند . به همین جهت ، منابع مختلف با هم هماهنگ نیستند . شرایط خاک و از جمله پی اچ آن یکی از عوامل موثر در سازگاری ارقام یک گیاه به شرایط محیطی خاص است . با این حال ، بعضی از گیاهان به علت وابستگی های خود به موجودات دیگر ، دچار محدودیت هایی هستند . مثلا رشد مطلوب و اقتصادی بقولاتی مثل یونجه به تثبیت نیتروژن توسط ریزوبیوم ها وابسته است . پی اچ خنثی یا کمی قلیائی و فراوانی کلسیم ، مولیبدن و کبالت برای فعالیت این باکتری ها ضرورت دارند . به همین جهت یونجه در خاک های اسیدی عملکرد مطلوب و اقتصادی نمی دهد.

اصلاح خاک های اسیدی

فورنوترینت انتی سالت گفته شد که خاک های خنثی برای اغلب گیاهان مطلوب می باشند . برای اصلاح خاک های اسیدی که پی اچ آن ها کمتر از 6 است و رساندن پی اچ به 6 تا 6.2 ، از املاح کلسیم مانند سولفات کلسیم ، کربنات کلسیم و دولومیت استفاده می کنند . برای این عمل املاح کلسیم را تا سر حد امکان پودر کرده و در سال اول به میزان چندین تن در هکتار و سپس هر 4 تا 5 سال یک بار نیز حدود 1 تا 2 تن از املاح کلسیم رابه خاک اضافه می کنند . اضافه کردن منیزیم همراه با کلسیم برای جلوگیری از پیدایش کمبود منیزیم در اثر زیادی مقدار کلسیم ضرورت دارد . برای تعیین مقدار کلسیم مورد نیاز از روی پی اچ موجود خاک ، پی اچ مورد نظر ، ظرفیت تبادل کاتیونی و عکس العمل خاک به کتاب های خاکشناسی مراجعه فرمایید.

مساله اساسی در اصلاح خاک های قلیا خرابی ساختمان آن ها و مسمومیت ناشی از وجود سدیم است. اولین قدم در اصلاح این خاک ها جایگزین کردن سدیم به وسیله کلسیم می باشد. جایگزینی سدیم با کلسیم از طریق اضافه کردن مقادیر زیادی کلسیم به صورت ذرات ریز سولفات کلسیم و به میزان چندین تن در هکتار به خاک انجام می شود. هر چه ذرات سولفات کلسیم ریز تر بوده و یکنواخت تر با خاک مخلوط شده باشد، جایگزینی سدیم با کلسیم بهتر و سریع تر انجام می شود. پس از آنکه ساختمان خاک در اثر اضافه کردن کلسیم بهبود یافت و نفوذپذیری خاک افزایش پیدا کرد، همانند خاک های شور عمل کرده و خاک را شستشو می دهند. از این پس کلیه عملیات لازم مشابه خاک های شور می باشد

هوازدگی و تخریب مداوم کانی های خاک منجربه آزاد شدن املاح کلسیم ، منیزیم ، سدیم ، بی کربنات ها ، سولفات ها و کلرورها می گردد . این املاح در خاک های نواحی مرطوب به علت بارندگی شسته و از خاک خارج می گردند ، اما در نواحی خشک در لایه خاک زراعی باقی مانده و تجمع می یابند . هرگاه غلظت کل املاح خاک زیاد و بیش از 2560 میلی گرم در کیلوگرم خاک باشد ، به طوری که قابلیت هدایت عصاره الکتریکی اشباع خاک بیش از 4 دسی زیمنس بر متر بوده و درصد کمی ( کمتر از 15 درصد ) از ظرفیت تبادل کاتیونی خاک را سدیم اشباع کرده باشد ، خاک را شور گویند . خاک های شور ممکن است دارای پودر سفیدی از املاح بر سطح خود باشند و یا نوارهای سفیدی از نمک در کناره جوی ها آبیاری یا پشته های موجود در این زمین ها مشاهده شود.

خاک شور

خاکی را “قلیا” گویند که غلظت کل املاح آن ها پایین ، اما بیش از 15 درصد ظرفیت تبادل کاتیونی خاک را سدیم اشغال کرده باشد . پی اچ این خاک ها معمولا بیش از 8.5 است . در شرایطی از پی اچ بالا و زیادی غلظت سدیم ، ذرات هوموس پراکنده شده ، به سطح خاک آمده و رنگ قهوه ای تیره و چربی به خاک می دهند . ظاهر چنین خاکی شبیه آن است که گازوئیل بر روی آن پاشیده شده باشد.

خاک های شور و قلیایی

به خاک هایی که قابلیت هدایت عصاره الکتریکی ان ها از 4 دسی زیمنس بر متر بیشتر و سدیم بیش از 15 درصد ظرفیت تبادل کاتیونی را اشغال کرده باشد ، خاک های” شور و قلیا” گفته می شود . پی اچ این خاک ها معمولا بین 8 تا 8.5 می باشد. ظاهر خاک های شور و قلیا شبیه خاک های شور است. به غیر از هوازدگی و تخریب مداوم کانی های خاک، عوامل دیگری نیز منبع نمک خاک به شمار می روند.

نکته : خاک مبتلا به شوری از نوع سدیم با خاکی که شوری و قلیاییت آن از نوع منیزیمی است متفاوت می باشد. متاسفانه علی رغم بزرگی معضل قلیاییت منیزیمی در آنالیزها و ارزیابی ها فقط به سدیم و خطرات آن توجه می گردد. شاخص خطر منیزیم چند برابر سدیم است . کاتیون منیزیم دارای دو بار مثبت بوده و شعاع کریستاله آن نسبت به سدیم کوچکتر می باشد . دانسیته بالای بار مثبت در مورد کاتیون منیزیم موجب افزایش شعاع هیدراته آن در محلول خاک و به تبع آن انهدام بیشتر خاکدانه ها و ساختمان خاک می گردد.

خاک شور و قلیا که اصطلاحا گازوئیلی شده است

خاک های شور و قلیایی و درجه بندی آن ها

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 ).

نکته : معیار تشخیص درجات ذکر شده قابلیت هدایت الکتریکی (E.C) که تبعیت از مقدار درصد نمک موجود در خاک می کند می باشد.

نکته : در بررسی خاک های شور و قلیایی لازم است PH خاک نیز اندازه گیری شود . در اغلب خاک هایی که PH آن ها 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 آن ها تورم حاصل کرده و ذرات رس به صورت پراکنده در می آیند ولی چنانچه PH خاک حدود 8.5 الی 9 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.

بلور های نمک تشکیل شده بر روی خاک

مهم ترین عوامل موثر بر افزایش نمک خاک عبارتند از:

1. آب آبیاری : هیچ آبی بدون نمک نیست. حتی آب باران نیز مقداری املاح دارد. بعضی آب های جاری و آب های چاه ها مقادیر زیادی املاح دارند. آبیاری با آب های شور نه تنها باعث خروج املاح اضافی از خاک نمی شود ، بلکه مقدار زیادی نیز املاح به خاک اضافه می کند . هر چه شوری آب آبیاری زیادتر و مقدار آب داده شده به خاک در هر آبیاری کمتر باشد ، احتمال شور شدن خاک زیادتر خواهد بود . زیان آب های مختلف نیز یکسان نیست . آب هایی که دارای سدیم زیاد باشند و یا املاح سمی مثل بر داشته باشند ، زیان بیشتری به خاک وارد می سازند . شوری خاک ناشی از آبیاری با آب شور در نواحی خشک ، که میزان تبخیر زیاد است بیشتر مشاهده می گردد . تحمل گیاهان به شوری آب آبیاری از شوری خاک کمتر است.
2. آب زهکشی اراضی بالادست : آبی که از لایه های سطحی خاک عبور و به طبقات زیرین نفوذ می کند ، به آب زهکش مرسوم است . غلظت املاح در آب زهکش زیاد می باشد . آب زهکش از زمین های مرتفع به لایه سطحی و یا سطح زمین های پست نفوذ می کند و نمک خود را پس از تبخیر بر جای می گذارد . شدت خسارت این منبع نمک به وضعیت پستی و بلندی زمین ، نفوذ پذیری زمین های مرتفع و پست و ساختمان فیزیکی – شیمیایی اراضی مورد نظر بستگی دارد.
3. آب تحت الارض : گاهی آب های تحت الارض به سطح زمین نزدیک بوده و ساختمان فیزیکی خاک نیز اجازه صعود این آب ها را به سطح زمین از طریق خاصیت موئینگی می دهد . آب ، پس از نفوذ به سطح خاک تبخیر گشته و نمک خود را بر جای می گذارد . شدت خسارت این آب ها به عمق آب تحت الارض از سطح زمین ، ساختمان فیزیکی خاک و میزان شوری آب تحت الارض بستگی دارد.
4. باران و برف : نمک ها می توانند هسته لازم برای تشکیل باران باشند . نزول برف و باران ، بخصوص در نواحی ساحلی ، مقدار قابل توجهی املاح به خاک اضافه می کند . مقدار املاح در آب باران نواحی ساحلی به 50 تا 200 میلی گرم در لیتر می رسد.
5. مصرف زیاد و بی رویه کود : گاهی مقدار مصرفی بسیار بیشتر از نیاز گیاه است . این عمل می تواند در بالا بردن نمک خاک موثر بوده و به گیاه خسارت وارد سازد.
6. اثرات سوء نمک در خاک: اثرات نامطلوب نمک در خاک به شرایط فیزیکی – شیمیایی خاک بستگی داشته و از خاکی به خاک دیگر فرق می کند . بطور کلی ، اثرات نمک را می توان به شرح زیر گروه بندی نمود :

الف – پی اچ بالای این خاک ها بر فعالیت میکروارگانیسم ها و میزان محلول بودن و جذب عناصر اثر می گذارد.

ب – معمولا خاک های قلیا و شور و قلیا دچار کمبود فسفر ، آهن ، منگنز ، روی ، مس و بر می باشند.

ج – غلظت زیاد نمک باعث کاهش پتانسیل اسمزی محلول خاک شده و این امر میزان آب قابل استفاده گیاه را کاهش می دهد.

د – زیادی کلسیم و یا سدیم در خاک می تواند در جذب سایر عناصر و یا متابولیسم گیاه ایجاد اختلال می نماید.

ه – وجود مقدار زیادی سدیم باعث خرابی ساختمان خاک شده و نفوذپذیری خاک را نسبت به آب و هوا به شدت کاهش می دهد و سله بستن خاک را تشدید می نماید.

و – زیادی نمک در خاک باعث عقب افتادگی رشد گیاه ، کوچکی برگ ها و بوته ها ، سوختگی برگ ها و بالاخره عدم تولید مثل گیاه می گردد.

مقاومت گیاهان به شوری خاک

تمام گیاهان مقاومت نسبت به شوری ندارند. دقت شود که مرز بین گروه ها مطلق نبوده و مقاومت گیاهان نسبت به نوع املاح خاک نیز مطلق نیست. به همین جهت اعداد ارائه شده در منابع مختلف با یکدیگر متفاوتند. حتی گیاهان مقاوم به شوری نیز در مرحله جوانه زنی تا اوایل رشد نسبت به شوری خاک حساس می باشند ، اما در مراحل بعدی رشد مقاوم ترند . آبی که از سطح خاک تبخیر می شود ، نمک خود را بر جای می گذارد . تجمع نمک در سطح خاک سهم مهمی در تشدید حساسیت گیاه در اوایل دوره رشد دارد . ارقام مختلف یک گیاه نیز ممکن است حساسیت متفاوتی نسبت به غلظت زیاد یک عنصر در خاک نشان دهند . میزان خسارت به بافت خاک نیز بستگی پیدا می کند . گیاهان معمولا میزان بالاتری از نمک را در خاک های دارای بافت ریز نسبت به خاک های دارای بافت درشت تحمل می کنند . زیرا در یک پتانسیل ثابت ، مقدار آب موجود در خاک های دارای بافت ریز بیشتر از خاک های بافت درشت می باشد و در نتیجه غلظت نسبی نمک در خاک های دارای بافت ریز پایین خواد بود . با این حال ، لازم است توجه نمود که شوری طبیعی در خاک های دارای بافت درشت کم است ، زیرا خاک های دارای بافت درشت بهتر شسته می شوند و نمک آن ها زودتر قابل جذب است.

اصلاح خاک های شور و قلیایی

1. شستشوی خاک : مهمترین راه مقابله با نمک در خاک های شور شستشوی خاک است. برای شستشوی خاک های شور آب زیادی به آن ها اضافه می کنند . نمک های خاک در آب حل شده و به طبقات تحت الارض انتقال می یابند. اما نفوذپذیری لایه تحت الارض خاک های شور معمولا کم است و یا سطح آب زیرزمینی دز این خاک ها بالا می باشد. یکی از عملیات اصلی در اصلاح این خاک ها تعبیه زهکش مصنوعی است.
2. ایجاد سیستم زهکشی موثر: یکی سیستم زهکشی موثر شرط اصلی در اصلاح خاک های شور و جلوگیری از تکرار مجدد مشکل شوری است . زهکشی مصنوعی، آبی را که در خاک وارد می شود، از خاک خارج می سازد و همچنین سطح آب تحت الارض را پائین نگه می دارد. زهکش مصنوعی ممکن است به صورت کانال های عمیق و کم عرضی باشد که آن ها را با زاویه کمی نسبت به خطوط تراز و در فواصلی از یکدیگر به وجود می آورند و یا لوله های سفالی منقطع و یا لوله های پولیکا باشد که دارای سوراخ های کوچکی در پایین لوله هستند. برای اینکه خاک وارد لوله نشود و سوراخ ها گرفته نشوند، در اطراف لوله لایه ای از شن درشت قرار می دهند. برای جلوگیری از عبور ذرات خاک از لایه شن و ورود این ذرات به داخل لوله، ممکن است فیلتر کاغذی بر روی شن قرار داد . اما احتمال دارد منافذ فیلتر توسط ذرات ریز خاک مسدود شود ، که بسیار مشکل ساز خواهد بود. بنابر این بهتر است از قرار دادن فیلتر بر روی شن خودداری نمود.

نصب زهکش زیر سطحی

انواع سیستم های زهکشی

از دیدگاههای متفاوت، زهکشها را به انواع مختلفی تقسیم بندی می نمایند .در صورتی که نوع زه آب از نظر سطحی یا زیر سطحی مورد توجه باشد، زهکشها را به دو دسته زهکشهای سطحی و زیر سطحی تقسیم بندی می نمایند. در شرایطی که سازه های زهکشی مورد توجه باشند، زهکشها را به دو دسته زهکشهای روباز و زهکشهای لوله ای(زیر زمینی) تقسیم بندی می نمایند که در مورد اخیر زهکشی قائم ( چاه زهکش ) را نیز در بر میگیرد. توجه به این نکته ضروری است که زهکشهای روباز علاوه بر زه آبهای سطحی، پروفیل خاک را نیز زهکشی می نمایند . هر سیستم زهکشی دارای اجزایی است که بسته به نوع سیستم، ابنیه ابی متفاوتی را شامل می شود