اصول مدیریت و شیـوه هـا ی به کارگیری بی خطر آب شور
هرچند کشاورزی فاریاب موجب افزایش چشمگیر عملکرد محصولات کشاورزی شده در عین حال ابیاری نامناسب و غیر کار آمدباعث به هدر رفتن آب آلودگی آبهای سطحی و زیر زمینی ،آسیب دیدن حاصل خیزی خاک و تغییر اکو لوژی مناطق وسیعی شده است در بسیاری از مناطق آلوده شدن منابع آب توسط آبیاری موجب به خطر افتادن سلامتی نسانها شده است و به میزان غیر قابل وصفی هزینه تصفیه آب برای مصارف خانگی و صنعتی را افزایش داده است در بسیاری از مناطق آبهای سطحی را توسط انواع کودها ،علف کشها آفت کش ها و نمکها آلوده شده اند مواد شیمیایی سمی بسیاری از منابع آب موجود رابرای شرب وحتی در بعضی مواد برای آبیاری نا مناسب کرده انداینگونه آلاینده هاکاربردهای تفریحی و ارزش زیبا شناسی ابهای سطحی را نیز تخریب نموده اند در عین حال محدویتهای پر هزینه ای برای کاهش فاضلابهای آلوده کننده و یا تصفیه مواد زاید قبل از تخلیه اعمال شده است یافتن محلی مناسب و قابل قبول برای تخلیه چنین فاضلاب ها یی در بعضی شرایط بخصوص در کشورهای توسعه یافته به یک معضل تبدیل شده است مخلوط کردن آبهای شور و شیرین قابلیت استفاده از مجموعه کل آب را کاهش می دهد استفاده از آبهای آلوده به منظور آبیاری استعدادتولید محصول را محدود کرده و سلامتی مصرف کنندگان اینگونه محصولات را نیز به خطر می اندازد .
برای فایق آمدن بر مشکلات فوق توسعه و به کار گیری روشهای جدید به منظور کاهش استفاده بی رویه از آب حفظ منابع محدود آب و همچنین پیدا کردن راههای بهتری برا ی استفاده موثرتری از روش ها ی موجود الزامی است بایدبا اتخاذ سیاستهای اجرایی مناسب به کار گیری سیستمهای باراندمان بالا از طریق آموزش و تعلیم کارایی آبیاری را افزایش داد استفاده مجدد از هرز آبها از جمله زه آبها و آبهای زیرزمینی شور و کم عمق برای تولید محصول باید در ارتباطی فراگیر بامدیریت اب ابیاری و برنامه های حفاظت آب و محیط زیست قرار بگیرد برای تداوم و پایداری کشاورزی فاریاب و جلوگیری از آلودگی منابع مرتبط باآن باید اقدامات موثرتری در زمینه کنترل شور ی انجام شود چنین اقدامات ی باید بر اساس شناخت فرایند های طبیعی دخیل در آبیاری و ژئوهیدرولوژی (نه صرفاً در سطح مزرعه )و درک نحوه تاثیر آنها بر کیفیت منابع آب و خاک (نه صرفاً تولید محصول) صورت پذیرند برخی روشها را می توان برای کنترل شوری در عمق ریشه گیاه به کار برد وبرخی دیگر برای کنترل شوری در واحدهای بزرگتر مدیریتی همچون پروژ ه ها ی آبیاری ،حوزه های رود خانه ها و غیره دارای کاربرد می باشند برا ی محافظت از سیستمهای بوم شناسی و زیست محیطی جانبه از جمله منابع آبهای زیر زمینی و سطحی مربوطه می توان از روشهای دیگر نیز استفاده کرد روشها ی کاربردی در سطح مزرعه معمولاًشامل شیوه های زراعی ومهندسی است که زارع این روشها را از مزرعه ای به مزرعه دیگر به اجرا در می آورد روشهای منطقه ای یا مبتنی بر سازماندهی بزرگتر معمولاً از ساز ه هاک مهندسی برای کنترل آب (هم از لحاظ آبرسانی و تخلیه ،سیستمهای جمع اوری ،استفاده مجدد ،تصفیه ویا تخلیه زه آبها تشکیل می شوند .
معمولاً بهره برداری بی خطر از آب شور در آبیاری محدود به یک را ه منحصر به فردنیست از ادغام روشها و رویکردهای گوناگون میتوان به یک سیستم مناسب در آبیاری باآب شور دست پیدا کرد ادغام مناسب این روشها بستگی به اوضاع اقتصادی ،اقلیمی ،اجتماعی و همین طور خاک شناسی و هیدروژئولوژیکی دارد لذا در اینجا هیچ عملکرد خاصی برا ی گزینش مجموعه راههای مناسب که در موقعیتهای گوناگون کار برد دارند ،ارائه نمی شود بلکه برخی اهداف مهم ،اصول و خط مشیهای مدیریت آب ،و گیاه که در هنگام استفاده از آب شور در آبیاری بایدمد نظر قرار بگیرد به عنوان راهنما مطرح شده اند
مبانی راهنمای مدیریت
مدیریت شوری جنبه مهمی از کاربرد بی خطر آبیاری با آب شور را شامل می شود .این امر مستلزم آنست که نحوه تاثیر فرآیندهای هیدروژئولوژیکی بر تجمع نمک،ونیزنحوه تاثیر فعالیتهای آبیاری وکشت زرع را بر شوری آب وخاک درک نماییم.تاثیر اساسی نمک بر خاک وگیاهان ،علتها وفرایندهای اصلی شورشدن اراضی فاریاب ومنابع آب مرتبط باآن که باید مشخص شوند وبدین ترتیب کاربردهای موثر کنترل که باید توسعه یافته واجرا شوند در فصول 4و5مورد بررسی قرار گرفته اند.
برای جلوگیری از تجمع بیش از اندازه نمک در عمق ریشه به واسطه آبیاری باید آب (یا آب باران )به مقداری بیش از آب مورد نیاز ET به زمین داده می شودوحداقل به مقدار خالصی از عمق ریشه عبور نماید .این مقدار را که به صورت نسبت است ’’نیاز آبشویی’’
نامند.(Lr یا نیاز آبشویی عبارت است از نسبت آب نفوذ یافته که باید از عمق ریشه عبور نماید تا شوری را در سطح قابل قبولی نگه دارد.)در مزارعی که با مدیریت آبیاری متداول تا شرایط ماندگار آبیاری شده اند غلظت نمک آب خاک نزدیک سطح ،بدون توجه به نسبت آبشویی اصولا یکنواخت می باشد. (نسبت آبشویی (LF) عبارت است از نسبت آب نفوذ یافته ای که واقعا از عمق ریشه عبور می کند)،ولی همانطور که LFکاهش می یابد،
غلظت نمک باافزایش عمق افزایش می یابد.به همین ترتیب باکاهش نسبت آبشویی میانگین شوری عمق ریشه افزایش یافته وهنگامی که شوری از سطوح قابل تحمل فراتر رود عملکرد محصول کاهش می یابد .درباره روشهای محاسبه نیاز آبشویی وپیش بینی افت عملکرد محصول براثر شوری قبلا بحث شده است .هنگامی که محلول خاک به حداکثر سطح شوری متناسب با سیستم زراعی رسیده باشد حداقل مقدار نمکی که توسط آبیاریهای اضافی به عمق ریشه اضافه شده باید از آن خارج گردد.که این فرآیند ؛((برقراری تعادل نمک)) نامیده شده است .
برای جلوگیری از ماند آبی شدن وشوری ثانویه ،زهکشها باید آب بارندگی ،آب آبیاری وهرگونه آب اضافی که به منطقه وارد می شود واز مقدار نیاز آبی گیاه بیشتر است را تخلیه نماید.همچنین زهکشها باید برای خارج ساختن نمکهایی که درعمق ریشه تجمع می یابندمجرایی فراهم نماید تا از شوری بیش از اندازه خاک جلوگیری به عمل آید .سیستم زهکشی می بایستی سطح ایستابی را برای رشد بهینه ریشه در حد کافی پایین نگه دارد ،از جریان یافتن سفره آب زیر زمینی به داخل عمق ریشه به واسطه نیروی موئینگی ممانعت به عمل آورد ،وامکان عبور ومرور تراکتور ودیگر ماشین آلات کشاورزی را به داخل مزرعه
میسر سازد .در صورت فقدان وجود زهکشی طبیعی به میزان کافی می توان از سیستمهای زهکشی مصنوعی کمک گرفت که دارای ساختاری مهندسی بوده وسطح ایستابی را طبق اصول فیزیک خاک وهیدرولیک در سطحی مطمئن نگاه می دارند.عمق مورد نیاز سطح ایستابی به منظور جلوگیری از جریان بالا رونده آب ونمک به عمق ریشه بستگی به مدیریت آبیاری داشته وبرخلاف آنچه که تصور می شود دارای مقدار ثابت نیست .
همانطور که در مباحث گذشته یاد آور شدیم ،میانگین زمانی سطح شوری در عمق ریشه بستگی به میزان تخلیه آب خاک در فاصله دو آبیاری ونسبت آبشویی دارد. با افزایش
فاصله زمانی مابین آبیاری ها وبا خشک شدن خاک ،از میزان رطوبت خاک کاسته شده وپتانسیلهای ماتریک واسمزی آب خاک با غلیظ شدن نمک ها در حجم آب باقیمانده ،کاهش می یابند . جذب آب وعملکرد محصول محصول رابطه تنگاتنگی با زمان ومیانگین مجموع پتانسیل آب خاک برحسب عمق دارد (یعنی پتانسیل ماتریک بعلاوه پتانسیل اسمزی ).با خروج آب از خاکی که از توزیع شوری غیر یکنواختی برخوردار است پتانسیل کل آب که جذب گیاه می گردد در تمامی عمق ریشه به سمت یکنواختی میل می نماید .پس از آبیاری ریشه گیاهان ترجیحا آب را از عمقی که دارای پتانسیل آبی بالایی باشد جذب می کنند .این حالت معمولا بدین معنی است که ابتدا بیشتر جذب آب از اعماق فوقانی کم شورتر خاک صورت می پذیرد تا زمانیکه آب به میزان کافی خارج شده ومکش کل آب در عمق یاد شده به مقداری معادل مکش کل آب دراعماق پایین تر افزایش می یابد. پس از آن آب از اعماق پایینتر (شورتر ) خاک جذب می شود وبدین ترتیب تاثیر شوری بر عملکرد محصول بیشتر می شود.این نکته تلویحا به موارد زیر اشاره دارد:
برای به حداقل رساندن آثار مضر بیماری باآب شور می توان از روشهای آبیاری که تنش ماتریک را به کمترین مقدار می رسانند ،همچون آبیاری قطره ای ،استفاده کرد.
برای به حداقل رساندن تجمع نمک در اعماق پایینتر عمق ریشه می توان از نسبت آبشویی بالا گرفت وبدین ترتیب از آثار مضر تجمع نمک در اعماق کاست.
توزیع شوری در پروفیل خاک ودرجه شوری آن نیز تابعی از روش کاربرد آب ونسبت آبشویی می باشد. عموما آبیاری بارانی در مقایسه باآبیاری غرقابی نمک بیشتری را در هر واحد حجم آبشویی برطرف می سازد .لذا در شرایط یکسان وبا فرض اینکه از سوختگی برگ ممانعت به عمل آید شوری آبی که توسط آبیاری بارانی اعمال می شود بیش از شوری آبی که توسط آبیاری غرقابی ویا ردیفی اعمال می شود خواهد بود .راندمان بیشتر دفع نمک توسط روش آبیاری بارانی را می توان به این صورت توضیح داد :نقل ومکان توسط دو فرایند توامان کانوکسیون (حرکت محلولها همراه باکل آب)و پخشیدگی (حرکت مستقل محلولها ناشی از گرادیان غلظت )معمولاًدر خاکهای آبیاری شده به روش غرقابی فرایند کانوکسیون فرایند غالب می با شد به دلیل غیر یکنواخت بودن توزیع اندازه خلل و فرج خاک جریان آب می تواند باسرعتی متغییر در ماتریکس خاک به وقوع می پیوندداین پدیده پراکندگی نامیده شده استاین امر در مواقعی که سرعت جریان زیاد بوده و توزیع اندازه خلل و فرج بزرگ است قابل ملاحظه می باشد پخشدیگی در چنین شرایطی جابجایی (برطرف نمودن )نمک را محدود می سازد خاکهایی که ترکهای بزرگ داشته و دارای ساختمان توسعه یافته ای هستند از لحاظ خواص نقل و انتقال آب و محلول متغییر میباشند این امر به دلیل آنست که خلل و فرج بزرگ خاک ،مسیر حرکت کرمهای خاکی ،منافذ حاصل از ریشه هاک قدیمی ،منافذ خاک غیره مسیرهایی هستند که آب ابتدا از آنها در خاک جریان می یابد اکثر جریان آب در خاکهای غرقابی شده بیشتر آب و نمک در حرکت خود منافذ کوچک یا منافذ بین خاک دانه ها را دور می زننددر آبیاری بارانی سرعت جریان و میزان خاک پایین تر بوده و لذا عمل دور زدن منافذ کوچک و یا منافذ بین خاکدانه ها کاهش پیدا کرده ،به این دلیل راندامان ابشویی نمک افزایش می یابد فرایندهای دیگری در ارتباط باخاک،غلظت و نقل و انتقال نمک را طی آبیاری و آبشویی خاک تحت تاثیر قرار می دهند .در اغلب خاکهای مناطق خشک ذرات رس دارای بارمنفی می باشند که می توانند انتقال یون مثبت را از طریق جذب و یا فرایندهای تبادلی به تاخیر اندازند همزمان بیشتر یونهای منفی از آن قسمت از محلول که هم جوار بأى سطح رس حاوی بارمنفی است دفع می شوند . این امر موجب تسریع نسبی انتقال آنها می شود .یون منفی برنیز دچار فعل و انفعالات جذب شده و بدین ترتیب حرکت آنها دچار تاخیر می شود
توزیع نمک در خاک تحت تاثیر شکل بستر بذر نیز می باشد در آبیاری شیاری نمکها به میزا ن بیش از اندازه ای در برخی نقاط بستر بذر تجمع می شوند اطلاعات بدست آمده از تحقیقات نشان می دهد که با طراحی شکل شیارها و بستر بذر می توان این معضل را به حداقل ممکن کاهش داد .
محققین مختلفی در مورد محل استقرار بذر واستراتژیهای آبیاری سطحی (یعنی آبیاری شیارهای یک در میان عمق آب در شیارها وغیره) که با بکار گیری آنها می توان استقرارگیاه در شرایط شوری را بهینه کرد. بحث نموده اند استفاده ار آبیاری بارانی می توانددر آبشویی نمکهای اضافی از خاک سطحی وایجاد محیطی بأى شوری کم در لایه بالایی خاک موثر باشد. این امر برای استقرار بذرهای حساس به شوری ضروری است هر چند مشکلات دیگری از قبیل آسیب دیدن برگها در استفاده از آبهای شور در آبیاری بارانی وجود دارد .
برای جلوگیری از بروز صدمه در جوانه هایی که سبز می شوند می توان قسمت بالاییپشته ها ی نمکدار راصاف کرد در آبیاری قطره ای معمولاً مقدار شوری در خاک زیر قطره چکانها و یامجاور آنهاست بسیار کم ودر اطراف محیط خیس شده دارای بیشترین نقدار می باشد برطرف کردن نمکی که در اطراف منطقه خیس شده تجمع یافته بایددر دراز مدت مورد توجه قرار بگیرد
در آبیاری گیاهان حساس ،به دلیل اینکه برگها در موقع خیس شدن نمک را جذب میکنندنباید ازسیستم ابیاری بارانی استفاده نمود در این گیاهان نمک می تواند به قدری دربرگها تجمع یابند که غلظت آن به حد کشنده برسد حساسیت گیاه در بارانی به آب شور بیشتر به میزان تجمع نمک در برگها بستگی دارد تا به مقاومت گیاه در برابر شوری خاک ،لذا وقتیکه روش آبیاری بارانی باآب شور مورد استفاده قرار می گیردحتی المقدور باید آبیاری در شب به نحوی انجام شود که برگها مرتباً خیس (یا شسته )شوند تا جذب نمک توسط برگ گیاهان به حداقل ممکن کاهش یابد .
مدلهای رایج فعل و انفعالات و جابجایی نمک در محلول خاک زمینهای فاریاب قادر به نشان دادن فرایندهای ذکر شده در بالا غالباً در سطح مزرعه اتفاق می افتند ،نمی باشند به علاوه قادر به تشزیح تاثیرات یکنواختی توزیع آب در سیستم آبیاری نبوده و نیز نمی توانند تاثیرات یکنواختی نشت حاصل از نفوذ پذیری متغییر خاک در سطح مزرعه را شرح دهند تنها اخیراً بااندازه گیری توزیع محلول در پروفیل خاک مزرعه (در مقیاسی وسیع )بااین معضل مستقیماً برخورد شده است نتایج تحقیقات تا به امروز نشان دهنده آنست که هنوز روش مناسبی برای اندازه گیری کمیت و گرد آوری تاثیرات این فرایندها براساس اطلاعات در سطح مزرعه وجود ندارد
برخی تاثیرات منحصر به فرد مربوطه به آبیاری در مقیاس کل پروژه ها و سیستمهای ژئوهیدرولوژیکی دخیل هستند لذا باید برخی روشهای مدیریتی در خصوص کنترل شوری این مقیاس بزرگتر را مورد بررسی قرار می دهند مطالب زیر شامل شامل اطلاعاتی خلاصه در این مورد می باشد که به عنوان مبنا و اساس تعیین نیازها ی مدیریت مناسب باآب شور تلقی می شود.
همانطور که ذکر شد شور شدن آب و خاک توسط آبیاری تا حدی اجتناب ناپذیر است ، نمک موجود در آب آبیاری در خاک باقی می ماند در حالیکه آب خالص از طریق فرایندهای تبخیر و تعرق به جو باز می گردد . لذا به منظور آبشویی و جلو گیری از تجمع بیش از اندازه نمک ، آب آبیاری مورد استفاده باید بیش از آب مصرفی گیاه باشد . این باید از عمق ریشه زهکشی شود . نشت آب از کانالهای انتقال آب نیز در اکثر پروژه هاک آبیاری به چشم می خورد . این زه آبها و آبهای نشتی به لایه هاک زیرین نفوذ کرده (اغلب در این فرایند نمکهای بیشتری را حل می کنند)، به طرف اراضی یا آبهای پایین معمولاً در چنین اراضی به واسطه فرایند تبخیر تشکیل می شوند . معمولاً غلظت نمک آبگیرهای سطحی و زیر زمینی که این زه آبها و آبهای نشتی را دریافت می کنند، افزایش می یابد.
منابع عمده جریان برگشتی آب در یک پروژه آبیاری عبارتند از آب اضافی ، آبی که از کانال نشت می کند ، نفوذ عمقی و روان آب سطحی ، آب اضافی معمولاً برای برقراری بار آبی و جریان کافی آب در سیستم کانالهای روباز مورد نیاز است . معمولاً آب اضافی مستقیماً به رودخانه بازگشته و در مسیر خود آلودگی بسیار کمی همراه دارد . تبخیر از آبراهه ها معمولاً درصد اندکی از آب مورد استفاده را تشکیل می دهد . غالباً نشت آب از آبراهه های بدون پوشش قابل ملاحظه می باشد . این امر موجب بالا رفتن سطح ایستابی ، افزایش شوری آبهای زیر زمینی و رشد گیاهان شورزی و همچنین افزایش شوری و حجم زه آب از اراضی فاریاب می شود . طبق یک بر آورد 20 % از کل آبی که در آمریکا به منظور آبیاری تغییر مسیر داده می شود به دلیل نشت از کانالها ی آبیاری و آبرسانی به هدر می رود . چنانچه آب از لایه های زیرین که دارای نمک می باشند عبور کرده و یا جاگزین آبهای زیر زمینی شور شود مقدار نمک دریافتی توسط این منبع قابل ملاحظه خواهد بود . باپوشش این کانالها می توان از پدید آمدن چنین بار نمکی کاست. استفاده از لوله جهت آبرسانی مقدار نشت و همچنین تبخیر به حداقل برسد . به علاوه استفاده از لوله می تواند راندمان آبیاری پروژه را بالا برده و در نتیجه از بار نمک بکاهد. کاهش حجم آب مصرفی برای آبیاری مقدار نمک اضافه شده و مقداری کهباید توسط آبشویی بر طرف شود را نسبتاً کاهش دهد . به حداقل رساندن نسبت آبشویی رسوب نمکها SO4 , HCO3 , Ca به صورت کربناتها و مواد معدنی گچی در خاک را افزایش می دهد و برداشت نمکهای محلول را از خاک به حداقل می رساند . باکاهش نسبت آبشویی از 3/0 به 1/0 بار نمک از عمق ریشه را می توان سالیانه از حدود 2 تا 12 تن در هکتار کاهش داد.
زمانی که زه آب مورد گیرش و تفکیک قرار نگرفته و به آبهای سطحی یا زیر زمینی باز گردانده شود ، به حداقل رساندن آبشویی ممکن است موجب کاهش کیفیت آب دریافتی به واسطه شوری شود (و یا بلعکس ) . در جایی که آبهای زیر زمینی شور باغلظتی بیش از غلظت زه آبهای عمق ریشه به آبهای سطحی تخلیه شوند یا در جایی که نمکهای اضافی ، به غیر از نمکهای دریافتی از آبیاری ، در مسیر جریان زهکشی قرار داشته و توسط فرایندهای انحلال و تخریب به محلول تبدیل شوند ، معمولاً در میزان تاثیرات منفی یادشده کاهشی پدید خواهد آمد.
آبهای زیر زمینی که زه آبهای آبیاری را دریافت می کنند ممکن است همیشه از کاهش آبشویی سود نبرند . در وضعیتی که هیچ منبع تغذیه به غیر از جریان برگشتی زهکشی وجود ندارد آبهای زیر زمینی نهایتاً دارای ترکیبی مانند زه آبها می شوند که باکم آبشویی شورتر خواهد شد . کم آبشویی زمان رسیدن زه آب را به تاخیر می اندازد لذا ممکن است شوری آبهای زیر زمینی باکاهش آبشویی برای مدت کوتاهی کمتر شود در وضعیت کم آبشویی آبهای زیر زمینی غیر اشباع CaCo3 (چنین حالتی در اراضی خشک و بعید است ) که برای آبیاری به سطح زمین پمپ می شوند و منبع تغذیه ای به غیر از زه آب برگشتی ندارند، شوری پایین تری خواهند داشت . آبهای زیر زمینی اشباع از CaCo3 از کم آبشویی هیچ سودی نخواهند برد و آبهای زیر زمینی اشباع از CaCo3 و نزدیک به اشباع از گچ از کم آبشویی بهرة قابل ملاحظه ای خواهند برد . چنانچه منابع تغذیه دیگری از آبها باکیفیت بالا در حوضه وجود داشته باشدو در صورت بیشتر بودن جریان خروجی از حوضه نسبت به زه آبهای ورودی ، مدیریت کم آبشویی می تواند مستمراً تخریب آبهای زیرزمینی را کاهش دهد.
مواردی که می توان آبشویی را به حداقل رساند توسط این عوامل محدود می گردند : مقاومت گیاهان در مقابل شوری ، یکنواختی توزیع سیستم آبیاری و تغییرات نفوذپذیری در خاک ، در اکثر پروژه های آبیاری می توان نسبتهای آبشویی متداول را بون آسیب رساندن به گیاه یا خاک ، خصوصاً بابهبود مدیریت آبیاری ، به میزان قابل ملاحظه ای کاهش داد.
مدیریت تولید محصول
روشهای مدیریت در استفاده بی خطر از آب شور در آبیاری عمدتاً عبارتند از :
. انتخاب واریته یا محصولاتی که در شرایط موجود پیش بینی شده شوری یا سدیمی عملکرد رضایت بخشی خواهند داشت.
.استفاده از روشهای کاشت خاصی که تجمع نمک در اطراف بذر را به حداقل می رسانند.
.انجام آبیاری به منظور حفظ سطح نسبتاً بالایی از رطوبت در خاک و آبشویی متناوب خاک.
.آماده کردن زمین به طوری که یکنواختی نفوذ و توزیع آب داده شده ،آب آبشویی و برطرف نمودن شوری افزایش یابد .
.به کارگیری عملیات خاص (همچنین عملیات شخم و افزودن بهسازهای شیمیایی ،مواد آلی و رویاندن گیاهانی که به عنوان کود سبز مورد استفاده اند)به منظور برقراری نفوذ پذیری و شخم پذیری خاک ،مواردی که در پی می اید تا حد زیادی نوع وسعت روشهای مدیریت مورد نیاز را تعیین می کنند :نوع گیاه ،کیفیت آب آبیاری ،الگوی بارندگی و اقلیم ،و خصوصیات خاک .
کشت محصولات مقاوم به شوری
در جایی که نمی توان شوری را توسط آبشویی در محدوده قابل قبولی نگه داشت باید محصولاتی انتخاب نمودکه در شرایط شور عملکرد رضایت بخشی داشته باشند هنگام انتخاب محصولات برای خاکهای شور ،بایدمقاومت گیاه در مقابل شوری در مرحله کیاهچه ای کاملاً مورد توجه قرار بگیرد زیرا غالباً عملکرد نامطلوب در نتیجه وجود تعدا ناکافی بوته در واحد سطح پدید می آید برخی گیاهان که در مراحل دیرتر رشددر برابر شوری مقاومند در مراحل اولیه رشد کاملاً نسبت به آن حساس می باشند مقاومت انواع گیاهان عمده در برابر شوری در جدول ارائه شده اند.
مدیریت بستر بذر و اراضی شیبدار به منظور به حداقل رساندن تجمع موضعی نمک عدم وجود تعداد کافی بوته در واحد سطح در آبیاری شیاری محصولات ردیفی در خاکهای نیمه شور به عنوان یک معضل مهم در بسیاری از مناطق به شمار می آید . همانطور که در بحث قبل گفته شد دلیل این امر آن است که میزان جوانه زنی گیاه به واسطه شوری بیش از اندازه کاهش می یابد . معمولاً عدم جوانه زنی گیاه به واسطه شوری بیش از اندازه کاهش می یابد . معمولاً عدم جوانه زنی به علت تجمع نمکهای محلول در قسمت بالایی پشته هایی است که توسط آبیاری ردیفی خیس می شوند .(شکل شماره 1)
جهت کاهش تجمع نمک در نزدیک بذر باید روشهای آبیاری و شکل پشته ها اصلاح شوند در قسمت بالای پشته های تک ردیفی و مدور گرایش به تجمع نمک در نزدیکی بذر در مدت آبیاری بیشتر می باشد. حتی اگر متوسط نمک خاک نسبتاً پایین باشد ، ممکن است نمک به مقدار کافی در ناحیه بذر متمرکز شده و از جوانه زنی ممانعت بعمل آورد .
لذا هنگام آبیاری باآب شور به روش ردیفی باید از بستر بذر به این شکل اجتناب نموده و در این رابطه می توان از پشته هایی که قسمت فوقانی آن مسطح است سود جست. به دلیل اینکه در پشته های هموار دو ردیفی بیشتر نمک به داخل مرکز پشته ها می کند ، کناره های پشته نسبتاً عاری از نمک بوده و لذا استقرار مرحلة گیاهچه ای در این قسمت از پشته ها مطمئن تر می باشد. پشته های شیب دار دارای مناسبترین شرایط برای استفاده از آب شور می باشند ، چون می توان بذر بااطمینان خاطر بر روی شیب زیر ناحیة تجمع بیشترین مقدار نمک کشت نمود. هنگامی که آبیاری ردیفی باآب شور را انجام می دهیم باید در صورت امکان از چنین پشته هایی استفاده کرد . کاشت در داخل شیارها یا کرتها از لحاظ کنترل شوری قابل قبول می باشد ، ولی اغلب به دلیل مشکلاتی که در ارتباط باسله بندی و تهویه نامطلوب وجود دارد برای سبز شدن اکثر گیاهان ردیفی توصیه نمی شود . این روش صرفاً برای آبیاری باآبهای خیلی شور و گیاهان فعال و مقاوم توصیه می شود . باآبیاری پیش از سبز شدن توسط آبیاری بارانی یا استفاده از شیارهای مخصوص که در نزدیک بذر قرار دارند می توان غلظت نمک محلول را در زمان جوانه زنی و استقرار مرحلة گیاهچه ای پایین نگهداشت (شکل 2) . پس از استقرار مرحلة گیاهچه ای می توان شیارهای مخصوص را رها کرده و شیارهای جدیدی بین ردیفها به وجود آورد و آبیاری شیاری را جایگزین آبیاری بارانی نمود .
شکل 2- تاثیر سیستم آبیاری بر شوری خاک و بازده محصول فلفل در دو سطح از کیفیت آب آبیاری
تسطیح دقیق اراضی توزیع یکنواخت آب را امکان پذیر می نماید و لذا هنگام آبیاری باآب شور کنترل بهتری اعمال خواهد شد . مناطق فقیر یا لم یزرع که در مزارع حاصلخیز مشاهده می شوند یا نقاط بلندی هستندکه آب کافی برای رشد مناسب محصول و یا مقاصد آبشویی به آنها نمی رسد و یا نقاط پستی هستند که برای استقرار مرحلة گیاهچه ای بیش از اندازه مرطوب می باشند. آن دسته از اراضی که یک یا دو سال پس از تسطیح مقدماتی آبیاری شده اند باید مجدداً تسطیح شوند تا ناهمواریها یی که به واسطه نشت خاک به وجود آمده بر طرف گردد . محصولات یکساله باید پس از اولین تسطیح کاشته شوند تا پیش از کاشت محصولات چند ساله تسطیح مجدد انجام گیرد . پیش از انجام کار ، بررسی دقیق نقشه توپوگرافی منطقه برای جلوگیری از تخریب خصوصیات خاک و جابجایی خاک سطحی که احتمالاً حاصلخیز است مفید خواهد بود . وزن ماشین آلات سنگینی در تسطیح اراضی بکار گرفته می شوند موجب تحکیم و فشردگی قابل ملاحظه ای در خاک می شود . لذا انجام زیر شکنی خاک ، گاوآهن قلمی و شخم زدن بعد از عملیات تسطیح توصیه می شود تا تحکیم خاک از بین برده نفوذ پذیری آنرا حفظ و یا بهبود بخشد.
مدیریت خاک در شرایط آبیاری باآب شور
در مدیریت خاک برخی اقدامات فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی می توانند کاربرد بی خطر از آب شور را در تولید محصول تسهیل نمایند که مهمترین آنها عبارتند از خاک ورزی ، شخم عمیق ، استفاده از شن ، استفاده از بهینه سازهای شیمیایی و سالم سازی خاک ، کودهای آلی و گیاهان و کلش .
خاک ورزی :
عبارت است از عملیات مکانیک که معمولاًبرای آماده کردن بستر بذر ، بهبود نفوذپذیری خاک ، در هم شکستن سلة سطحی خاک متعاقباً بهبود کیفیت نفوذ پذیری انجام می پذیرد . چنانچه عملیات خاک ورزی به طور صحیحی انجام نگیرد . ممکن است موجب پدید یک لایهة سخت شده و یا اینکه یک لایه شور را به سطح خاک نزدیکتر نماید .
خاکهای سدیمی خصوصاً در معرض از هم پاشی و سله ای شدن قرار دارند . خاک ورزی اینگونه خاکها باید بادقت انجام گرفته و از انجام آن در شرایط خاک مرطوب اجتناب شود باید از رفت و آمد ماشین آلات سنگین نیز جلوگیری شود . آبیاری متناوب خصوصاً در مراحل سبز شدن و گیاهچه ای منجر به نرم شدن سلة سطحی خاک و تقویت ایستایی گیاه (تعداد بوته بیشتر در واحد سطح ) در خاکهای سدیمی می شود.
شخم عمیق :
عبارتست از شخم زدن در اعماق 40 الی 150 سانتیمتری . این نوع شخم عمیق ، در خاکهایی که لایه هاک نفوذ ناپذیر در بین لایه هاک نفوذ پذیر قرار دارند، بسیار سودمند خواهد بود . در خاکهای سدیمی شخم عمیق را باید پس از برطرف نمودن و بهسازی خاک انجام داد، در غیر این صورت منجر به فرو پاشی کامل ساختمان خاک خواهد شد. در هنگام استفاده از آب شور برای آبیاری شخم عمیق تا عمق 60 سانتی متری خاکدانه ها را نرم کرده ، شرایط فیزیکی این لایه ها را بهبود بخشیده ، ظرفیت ذخیره آب در خاک را افزایش داده به کنترل تجمع نمک کمک می کند . شخم زدن زمین در چنین عمقی در هر 3 یا 4 سال باعث افزایش چشمگیر عملکرد محصول می شود . انتخاب انواع شخمهای مناسب (شکل و فاصلة موجود بین خیشها ) ، توالی ، عمق شخم و رطوبت خاک در زمان شخم زدن موجب پدید آمدن خاک ورزی مطلوب و بهبود ساختار آن می شود. بابکار گیری ادوات خاصی می توان تمامی لایه های پروفیل خاک را تاعمق 5/2 متری زیر و رو کرده و لایه های زیرین که مانع از نفوذ عمقی می شوند را در هم شکست ،بطوری که اکثر شرایط نامطلوب فیزیکی خاک در ارتباط بأى اراضی آبیاری شده باآب شور را می توان اصلاح نموده تا قابلیت آبشویی و زهکشی آن بهبود یابد.
استفاده از شن :
از مخلوط کردن شن باخاک سطحی ریز بافت به منظور نفوذپذیر تر نمودن آن استفاده می شود . که بدین وسیله تغییری نسبتاً دائمی در بافت خاک سطحی ایجاد می گردد. در مواقعی که خاک سطحی ، نفوذپذیری آب را محدود می سازد ، استفاده از شن و مخلوط کردن آن به نحو صحیح منجر به بهبود نفوذ پذیی ریشه و تراوش بهتر آب و نفوذ هوا می شود در نتیجه ، آبشویی باآبهای سدیمی شور را تسهیل می نماید.
بهسازی های شیمیایی
این مواد برای خنثی کردن فعل وانفعالات خاک ، واکنش باکربنات کلسیم و جایگزین کردن سدیم قابل تبادل باکلسیم به کار می رود. این امر موجب کاهش ESP شده و باید پس از آن آبشویی انجام شود تا نمکهایی که از فعل و انفعالات مواد بهساز باخاک سدیمی پدید آمده اند خارج شوند . چنانچه بهسازهای شیمیایی را به سیستم آبیاری اضافه نماییم ، SAR آب آبیاری نیز کاهش می یابد . گچ متداول ترین مادة اصلاحی در خاکهای سدیمی محسوب می شود ؛ خصوصاً هنگامی که آب شور باSAR بالا به منظور آبیاری مورد استفاده قرار می گیرد . کلرو کلسیم از حلالیت بالایی برخوردار بوده و هنگامی آب به منظور آبیاری اضافه شود یک بهساز مناسب خواهد بود . آهک به تنهایی بهساز موثر ی برای بهبود شرایط سدیمی نیست ولی چنانچه بامقدار زیادی کود آلی ترکیب شود کارساز خواهد بود .گوگرد نیز می تواند موثر باشد ، وقتی که توسط موجودات ذره بینی خاک اکسیده و به اسید سولفوریک تبدیل شده و بدین ترتیب از حالت سکون خارج می گردد. مواد اصلاحی دیگر حاوی گوگرد (همچون اسید سولفوریک ، سولفات آهن و سولفات آلومینیم ) نیز موثر می باشند، زیرا این مواد یا بطور طبیعی حاوی اسید سولفوریک بوده و یا این اسید طی فرایندهای اکسیداسیون میکروبی یا هیدرولیز در آنها تشکیل می شود .
معیار انتخاب یک ماده بهساز در هر پروژه خاص بستگی به موارد ذیل دارد: کارایی نسبی آن که باتوجه به میزان بهبود خواص خاک و رشد محصول تعیین می شود ، در دسترس بودن مواد مورد نظر ، هزینه هاک نسبی به کار گیری آنها ، مشکلات و نحوه کاربرد و زمان مورد نیاز برای فعل و انفعال در خاک و جایگزینی موثر آنها بجای سدیم جذب شده.
تلاشهایی در زمینه به هم پیوستگی ذراتخاک و تامین تهویه عمیقتر و نفوذ پذیری بهتر آب بااستفاده از روشهای شیمیایی انجام گرفته است . اضافه کردن قیر رقیق شده به خاک باعث خاکدانه ای شدن موثر آن بهبود پایداری خاکدانه ها و کاهش تشکیل لایة سطحی خاک می شود . میزان نفوذ آب در خاکهایی که به آنها قیر افزوده شده سریعتر می باشد .
برای بهبود ساختمان و نفوذ پذیریخاک می توان از سالم سازهای سولفاته استفاده نمود . هنگامی که خاک باآب شوری که از SAR بالایی برخوردار است آبیاری می شود ، سالم سازهای خاک در استقرار مرحلة گیاهچه ای کاربرد موثری دارند . پایداری خاکدانه هاک خاک از پراکندگی و تشکیل قشرهای رسوبی سلة ممانعت بعمل آورده و باافزودن مقدار اندکی پولی الکترولیت آلای به سطح خاک می توان نفوذ پذیری آنرا حفظ نمود . هنگامی که اینگونه مواد به آب آبیاری افزوده و یا در سطح خاک پاشیده شوند می توانند موثر باشند.
کودهای معدنی : تجمع مقدار مواد غذایی و میزان دسترسی گیاهان به آنها به چند طریق زیر تحت تاثیر قرار می گیرند : تغییر فرم مواد غذایی حاضر در خاک ، از دست دادن مواد غذایی خاک به واسطه آبشویی شدید (ویا در مورد ازت از طریق دی نیتروفیکاسون ، یا رسوب در خاک ) ؛ از طریق اثرات یونهای غیر غذایی بر جذب مواد غذایی ؛و از طریق فعل و انفعالات معکوس بین نمک موجود در آب شور و کودها که موجب کاهش راندمان استفاده از کود می گردد.
واکنش محصول در برابر کود در شرایط شور سدیمی پیچیده می باشد ، زیرا تحت تاثیر بسیاری از عوامل مربوط به خاک ، گیاه و محیط قرار دارد . پیش بینی فوایدی که از کاربرد اقدامات مدیریتی مربوط به خاک برای تسهیل در استفاده بی ضرر از آب شور امکان پذیر نخواهد بود مگر اینکه افزودن مواد غذایی به صورت کود به خاک به اندازه کافی باشد نه بیش از اندازه . افزودن بیش از حد کود خود میتواند موجب تغییر شوری شود چرا که قسمت اعظم کودهای معدنی ،نمکهای قابل حل می باشد هنگام بهره بردار ی از آب شور برای آبیاری نوع کود مورد استفاده باید ترجیحاً اسیدی بوده و باتوجه به یونهای منفی تمکیل کننده موجود دارای ca به جای na باشد تعیین زمان ومکان قرار گیری کودهای معدنی حایز اهمیت بوده و در صورتی که به نحو صحیح به خاک داده نشود ممکن است منجر به ایجاد یا تشدید مشکل شوری شود
کلش و کودهای سبز و آلی :
تلفیق مواد آلی باخاک برای خاکهایی که باآب شور باSAR بالا آبیاری شده اند و برای خاکهای شور وسدیمی دو مزیت عمده دارد که عبارتند از :بهبود نفوذ پذیری خاک و آزاد شدن دی اکسید کربن و برخی اسیدهای آلی در طی تجزیه این امر موجب کاهش PHخاک ،آزادسازی کلسیم در طی فرایند انحلال Caco3 و دیگر مواد معدنی و به دنبال آن افزایش Ece و جایگزینی Naفابل تبادل باcaوmg که ESP را کاهش می دهد ،می شود کشت بقولات و استفاده از کودهای سبز موجب بهبود ساختمان خاک می شود کود سبز اثری مشابه باکود آلی دارد در جایی که سطح ایستابی در عمق کمی قرار دارد ممکن است شوری در دوره آیش شدید باشد زیرا هنگامی که فاصله سطح ایستابی تا سطح خاک 90،120و180 سانتی متر نگه داشته شود ،میزان تبخیر از سطح خشک یک خاک لوم شنی بابافت ریز به تریب 8 ،3 و ا میلیمتر در روز خواهد شد استفاده از کلش به منظور تبخیر امکان شور شدن خاک را نیز کاهش می دهد هنگام استفاده از آب شور در مواقعیکه انتظار می رود غلظت نمکهای محلول خاک در سطح آن بیشتر باشد بابهره گیری از کلش میتوان به آبشویی نمک کمک نموده ،ESP را کاهش داده و لذا تولید محصولات مقاوم به شوری را تسهیل نمود لذا در هر زمان که ممکن باشد باید از کلش برای کاهش جریان بالارونده نمکهای محلول استفاده نمود
به کارگیری موثر سیستمهای آبرسانی
سیستمهای توزیع وآبرسانی باید از راندمان بالایی برخودار باشند تا بتوانند تامین آب را به مقدار کافی و به موقع تسهیل نموده و از ماندآبی شدن و افزایش شوری در اراضی فاریاب (خصوصاً زمانی که از آبهای شور استفاده می شود )ممانعت به عمل آورند مقدار آب باید به اندازه ای باشد در عین تامین نیاز محصول و نیاز آبشویی موجب تحمیل آب اضافی برسیستمهای زهکشی نشود آبیاری در بیش از اندازه موجب بالا آمدن سطح ایستابی و افزایش نیاز زهکشی شده و در اکثر پروژ ه ها ی آبیاری در دنیا عامل اصلی افزایش شوری است لذا برای جلوگیری از ماندابی شدن یا شور شدن شدید اراضی فاریاب باید رابطه صحیحی بین آبیاری ،آبشویی و زه کشی برقرار شود.
غالباً به دلیل فقدان اطلاعات موثق و یا عدم وجود روشهای منایب برای پیش بینی نیاز آبی ،سیستمهای توزیع و آبرسانی آبیاری بیش از اندازه برای طرحهای آبیاری تغییر مسیر داد زیرا آبهای شور بیش از آب باکیفیت بالا آسیب وارد خواهند نموده است (فائو 1984 ).
نشت شدید آب از کانالهایی که در خاک نفوذ پذیر احداث شده اند ، عامل اصلی بالا رفتن سطح ایستابی و شور شدن ثانویه در اکثر پروژه هاک آبیاری است . چنین نشتی را باید باساختن روکشی نفوذ ناپذیر بر سطح کانال و یا فشرده کردن خاک به منظور کاهش نشت آب به حداقل رساند. به منظور کنترل آب و استفاده بهینه از آن باید تمهیداتی را برای اندازه گیری موثر جریان آب به کار گرفت . این امر برای مشخص شدن مقدار آبی که از نقاط بحرانی سیستم آبرسانی می گذرد مهم می باشد . متاسفانه اکثر محدودی از مقدار آب واقعی که به داخل مزارع آنان تغییر مسیر داده می شود ، دارند . علاوه بر این بسیاری از سیستمهای آبرسانی خود مشوق آبیاری بیش از اندازه هستند ، چرا که بدون در نظر گرفتن تغییرات فصلی نیاز محصول ، آب در مدت زمانی ثابت یا مقادیر ثابت در اختیار آنان قرار می گیرد . نتیجة این کار بروز معضلات مربوط به شوری و سطح ایستابی است . سیستم توزیع باید به نحوی طراحی و به کار گرفته شود که آب را هنگام نیاز و در مقادیر معین برای نیل به راندمان بالا و کنترل شوری و استفاده از آبها ی شور در آبیاری را تسهیل نماید.
آبیاری باراندمان بالا
موفقیت در کنترل شوری معمولاً به بهبود راندمان آبیاری بستگی دارد . نکته مهم در به کار گیری موثر آبهای شور و کنترل شوری فراهم نمودن مقدار کافی آب در موقع لزوم برای گیاه می باشد . یک طرح آبیاری ایده آل باید تا جایی که امکان دارد آب به صورت پیوسته تامین نماید ، به طوری که رطوبت خاک در عمق ریشه بهترین محدودة بی خطر حفظ گردد. اگرچه در مورد برخی محصولات برای دستیابی به حداکثر بازده اقتصادی باید دوره هاک تنش دقیقاً برنامه ریزی شوند . روشهای زراعی نیز مستلزم خشک ماندن خاک در برخی دوره ها است . لذا برای حداکثر بهره وری از آب و عملکرد خوب محصول ، خصوصاً هنگام آبیاری بأى آب شور ، زمان و مقدار آبی که در اختیار عمق ریشه قرار داده می شود باید به دقت کنترل شود همانطور که گفته شد این امر مستلزم آبرسانی به مزرعه در هنگام نیاز است ، که به نوبه خود مستلزم برقراری هماهنگی نزدیک بین کشاورز و مجموعة توزیع کنندة آب می باشد. در این زمینه نیاز به وسائل اندازه گیری است تا بتوانیم میزان آب و نمک و پتانسیلهای موجود در خاک را اندازه گرفته و نیز ابزاری برای تعیین مقدارجریان آب (میزان و حجم ) در سیستمهای آبرسانی در اختیار داشته باشیم .
برای کنترل شوری می توان روش و تناوب و مقدار آب داده شده را تنظیم نمود . روشهای اصلی آبیاری عبارتند از : آبیاری کرتی ، آبیاری بارانی ، آبیاری زیرزمینی ، آبیاری قطره ای .
در هنگام استفاده از آب شور ، در صورتی که زمین مسطح باشد ، برای کنترل شوری آبیاری غرقابی مطلوب است . البته ممکن است مشکلات تهویه خاک و سله بندی سطحی به وجود آید . بااستفاده از آبیاری شیاری مشکل تهویه و سله بندی سطحی خاک کاهش می یابد ولی نمک بیشری در پشته ها انباشته می شود. در صورت تجمع بیش از اندازه نمک می توان از تناوب محصول و آبیاری دوره ای توسط آبیاری بارانی یا غرقابی به عنوان اقدامات کنترل کنندة شوری بهره جست.
راه دیگر آنست که هنگام استقرار کامل مرحلة گیاهچه ای عمق شخم و آبیاری را اصلاح کرد تا عمق شیارها را کاهش یابدبه طوری که آبیاریها ی بعدی پشته ها شسته شوند . بابه کار گیری آبیاری بارانی می توان مقدار توزیع آب را به صورت مطلوب تری کنترل کرد. لیکن در این روش بعید نیست که مقدار آب داده شده به قدری کم باشد که لازم باشد آبشویی نمکها در پایینتر از عمق ریشه تنها سبز شدن در حد پایینی نگاه داشت ، ولی مسئله که ممکن است بروز کند سله بندی خاک است . برای فائق آمدن بر مشکل سله بندی سطح خاک در دورةسبز شدن گیاه می توان از آبیاری به مقدار کم و متناوب و یا از روشهای خاک ورزی خاصی استفاده نمود . معمولاً بکارگیری روش آبیاری زیر زمینی باآب شور شسته شوند . در صورت طراحی صحیح سیستم آبیاری قطره ای ، بدان دلیل تنش شوری و ماتریک را در عمق ریشه به حداقل می رساند ، برای آبیاری باآب شور پیشنهاد میشود . ولی باید به خاطر داشت که نمک در پیرامون منطقه خیس تجمع می یابد . چنانچه پیش از اینیاد آور شدیم بابکارگیری روش آبیاری قطره ای تحمل سطوح بالای شوری آب برای گیاهان بیش از آبیاری باروشهای دیگر امکان پذیر خواهد بود.
از آنجایی که نمکهای محلول میزان دسترسی به آب را تقریباً به نسبت مستقیم باکل غلظتشان در خاکهای فاریاب مخصوصاً در طی استقرار گیاهچه و مرحلة اولیه رشد گیاهی به ترتیب در حد زیاد وکم نگهداشته شود ، البته در صورتی که بتوان این کار را بدون آنکه منجر به آبشویی شدید یا رشد ناکافی ریشه شود ، انجام داد. بهترین راه برای انجام اینکار استفاده از آبیاری قطره ای است.
برای آنکه نمکی را که در آبیاریهای پیشین در خاک انباشته شده باآبشویی خارج نماییم باید بیش از مقدار آبی که در تبخیر و تعرق گیاهان مصرف می شود به زمین داد. این نوع نیاز آبشویی بستگی به مقدار نمک آب آبیاری و حداکثر غلظت نمک مجاز در محلول خاک دارد، که محلول خاک نیز به نوبه خود بستگی به مقاومت گیاه در برابر شوری و شیوه آبیاری دارد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 45 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله کشت در زمینهای شور
