تاثیر شوری خاک بر گیاهان

1. اثرات مستقیم:
   • کاهش جذب آب توسط ریشه‌ها:
   • غلظت بالای نمک باعث ایجاد پتانسیل اسمزی بالا در محلول منطقه ریزوسفری گیاه می‌شود. در نتیجه، گیاه مجبور است از انرژی بیشتری برای جذب آب استفاده کند. در شرایط شوری شدید، گیاهان حتی در صورت اشباع منطقه اطراف ریشه، قادر به جذب آب نیستند و پژمرده می‌شوند.
   • سمیت یونی:
   • برخی یون‌ها مانند سدیم، کلرید و مقادیر اضافی بور می‌توانند سمیت یونی ایجاد کنند.
2. اثرات غیرمستقیم:
   • تداخل در جذب مواد مغذی ضروری:
   • عدم تعادل در محتوای نمکی منجر به رقابت بین عناصر می‌شود. به این شرایط “آنتاگونیسم” گفته می‌شود، یعنی جذب بیش از حد یک یون، جذب یون دیگر را محدود می‌کند. به عنوان مثال، مصرف بیش از حد کلرید، جذب نیترات را کاهش می‌دهد.
   • تغییر ساختار خاک:
   • در مناطقی با شوری بالا، سدیم جایگزین کلسیم و منیزیم جذب شده در سطح ذرات رس می‌شود. این باعث می‌شود خاک تمایل به پراکندگی داشته باشد و نفوذپذیری آن به طرز چشمگیری کاهش یابد. این خاک‌ها زمانی که خشک می‌شوند، تمایل به ترک‌خوردگی دارند و این ممکن است به ریشه‌ها آسیب وارد کند.

 

چطور می‌توانیم شوری خاک را اندازه‌گیری کنیم؟

برای اندازه‌گیری شوری خاک، از روش‌های مختلف استفاده می‌شود. یکی از معیارهای مهم برای اندازه‌گیری شوری خاک، هدایت الکتریکی (EC) است. هدایت الکتریکی نشان‌دهنده توانایی خاک در هدایت جریان الکتریکی است و میزان املاح موجود در خاک را نمایش می‌دهد.

در واقع، هدایت الکتریکی (EC) خاک میزان توانایی آن در هدایت جریان الکتریکی را نشان می‌دهد. این مقدار به صورت دسی‌زیمنس بر متر (dS/m) یا میکروزیمنس بر سانتی‌متر (μS/cm) اندازه‌گیری می‌شود. به طور کلی، خاکی که هدایت الکتریکی آن بیشتر از ۴ دسی‌زیمنس بر متر باشد، به عنوان خاک شور محسوب می‌شود. معمولاً pH خاک شور نیز بیشتر از ۷ است.

برخی از روش‌های دیگر برای اندازه‌گیری شوری خاک عبارت‌اند از:

• استفاده از آزمایشگاه‌های مختص به منظور تعیین EC خاک.
• تخمین شوری خاک با استفاده از نمونه‌برداری و تست‌های میدانی.
• استفاده از دستگاه‌های سنسوری و اندازه‌گیری‌های میدانی.

 استفاده از کودهای ارگانیک و شیمیایی، اضافه کردن ژیپس، کنترل و تنظیم آبیاری، دوره‌های آبیاری کوتاه، زهکشی خاک، آبشویی خاک، و ترکیب خاک شور با خاک اصلاح شده میتوانند شوری را کاهش دهند.

گیاهانی مانند چغندر، ذرت، یونجه، پسته، انار، شبدر، پنبه و توت به شوری مقاوم ترند.

 

۱۲ روش عملی برای مدیریت خاک های شور

به طور کلی اصلاح کردن خاکهای شور یا سدیمی بر اساس کنترل شوری در ناحیه ریشه می باشد و باید به گونه ای باشد که عناصری مانند کلسیم و منیزیم با سدیم جایگزین شوند و سدیم و یا کربنات سدیم با نمکی کم خطرتر جایگزین شده و از خاک خارج شوند. لازم به ذکر است کلیه اقدامات زیر زمانی نتیجه بخش است که خاک دارای زهکشی مناسب باشد.

• تبدیل برخی نمک ها به شکل های کمتر زیان آور:

در این روش یون های کلسیم با سدیم جایگزین می شوند. در برخی موارد از گچ برای اینکار استفاده می کنند. بعد از اِعمال گچ، آبشویی خاک انجام می شود تا سولفات سدیم ایجاد شده از خاک خارج شود یا حداقل از دسترس ریشه دور شود. برای انجام این روش از گوگرد یا اسید سولفوریک، سپس شستشوی آنها با آب هم می توان استفاده کرد. همچنین برای انجام این کار محصولات ویژه ای در بازار موجود می باشد که قابلیت مصرف راحت تر و اثر بیشتری دارند.

افزودن گچ کشاورزی یا ژیپس به خاک می‌تواند به کاهش شوری کمک کند، زیرا گچ باعث جایگزینی سدیم با کلسیم در خاک می‌شود و نمک‌های محلول را از خاک شسته و به عمق پایین‌تر هدایت می‌کند.

 

• خارج ساختن نمک ها از دسترس ریشه:

بعد از آبیاری، نمک ها به سمت پایین حرکت می کنند و با تبخیر آب، نمک ها به سمت بالا و ریشه حرکت می کنند. بنابراین مدیریت آبیاری در مناطق شور از اهمیت ویژه ای برخوردار است، چرا که باید عمق ریشه را در نظر گرفت و زمان آبیاری را با توجه به آن تنظیم نمود.

 

• آبیاری تلفیقی و چرخشی و شستشوی خاک:

اکثر گیاهان در مراحل اولیه رشد، خیلی به شوری حسّاس هستند. بنابراین استفاده از آب کم شور یا شیرین فقط در مراحل اولیه رشد گیاه و زمان استقرار گیاهچه در خاک، باعث عملکرد بیشتر در ادامه رشد رویشی می شود.

در روش شستشوی خاک، آب زیادی به خاک اضافه می شود تا نمک‌ها از لایه‌های سطحی خاک به لایه‌های عمقی‌تر منتقل شوند و از منطقه ریشه گیاهان دور شوند.

*نکته: برای شستشوی مؤثر، بهتر است خاک دارای زهکشی خوب باشد تا به راحتی از آن عبور کند.

 

• کاشت نشائی:

به دلیل حساسیّت بالای گیاهان در مرحله جوانه زنی به آب شور، استفاده از کشت نشائی یکی از موثرترین راهکارها می باشد. همچنین تاخیر در کشت همراه با عملیات خاکورزی، موجب بالا آمدن املاح شده و نمک کمتری در منطقه ریشه می ماند. روش کاشت نشاء در آمریکا حتی برای ذرت و چغندرقند نیز استفاده می شود.

 

• خارج کردن نمک ها با زهکش:

آب شور به راحتی در زمین هایی با زهکشی خوب یا شنی نسبت به خاک هایی با زهکشی ضعیف استفاده می شوند. این روش با ایجاد زهکش و آبشویی سنگین خاک یا غرقاب کردن آن انجام می شود. آبی که برای اینکار استفاده می شود به راحتی از منطقه ریشه زهکش می شود و در زمین تجمع نمی یابد.

 

• روش آبیاری:

در آبیاری قطره ای امکان استفاده از آب شور نسبت به سایر روش ها به دلیل دور کم آبیاری وجود دارد. علاوه بر این، با حفظ رطوبت در آبیاری قطره ای، می توان پایداری نمک را در قسمت های مرطوب کاهش داد.

 

• استفاده از مالچ:

هر عملی که باعث کاهش تبخیر و مانع حرکت رو به بالای آب شود، می تواند آبشویی و بهسازی خاک را تسریع کند. مالچ ها به طرز موثری می توانند مانع حرکت آب به بالا شوند و از تجمع نمک بکاهند. بنابراین بارندگی های زمستانه یا هر نوع آبشویی دیگری با آب شیرین باعث بهسازی خاک می شود.

 

• شخم عمیق:

به دلیل کم بودن عمق خاک در خاکهای شور به علت تشکیل یک لایه از کربنات کلسیم، شخم عمیق باعث افزایش عمق رشد ریشه شده و ریشه می تواند به رطوبت بیشتری دسترسی پیدا کند. همچنین اینکار باعث شستشوی بهتر و موثرتر املاح می شود. به علاوه اینکار باعث اختلاط سولفات کلسیم در لایه های عمیق تر با لایه رسی می شود. از آنجا که شخم خیلی عمیق می تواند باعث آوردن نمک ها به سطح خاک شده و شخم کم نمی تواند لایه سخت را بشکند. باید احتیاط های لازم در این کار صورت گیرد.

 

• افزایش عمق سطح ایستابی آب:

در مناطقی با سطح ایستابی پایین آب که نمک در منطقه ریشه تخلیه می شود، استفاده از یک محصول چندساله، دیررس یا چند چینه با ریشه عمیق بهترین راهکار می باشد. همچنین برخی از محصولات مانند کلزا، چغندرقند، یونجه، پنبه و بقولات به دلیل ریشه عمیق، توانایی افزایش نفوذپذیری خاک را دارند و اثرات شوری را تعدیل می کنند. در زمین هایی که سطح ایستابی آب بالاست، یونجه به طرز موثری آن را پایین خواهد برد.

 

• استفاده از عوامل بیولوژیک:

استفاده از باکتری های مقاوم به شوری به منظور تثبیت بیولوژیکی نیتروژن و باکتری های حل کننده فسفات باعث افزایش محصول در مناطق شور می شود.

 

• استفاده از گیاهان مقاوم به شوری در زراعت:

کاشت گیاهانی که تحمل بیشتری به شوری دارند، می‌تواند به بهبود شرایط خاک کمک کند. این گیاهان می‌توانند نمک‌ها را جذب کرده و از سطح خاک خارج کنند. همچنین کشت متناوب گیاهان شورپسند و گیاهان کمی حساس به شوری می‌تواند به کاهش تجمع نمک‌ها در خاک کمک کند و شرایط را برای کشت گیاهان حساس به شوری بهبود بخشد.

 

• اصلاح خاک با استفاده از مواد آلی:

افزودن مواد آلی به خاک می‌تواند ساختار خاک را بهبود بخشد، زهکشی را افزایش دهد و ظرفیت نگهداری آب را افزایش دهد، که به کاهش تأثیرات منفی شوری کمک می‌کند. به علاوه استفاده از مالچ‌های آلی می‌تواند تبخیر آب از سطح خاک را کاهش داده و تجمع نمک‌ها در سطح خاک را کم کند. همچنین اسید هیومیک و اسید فولویک می‌توانند به بهبود ساختار خاک، افزایش ظرفیت نگهداری آب و کاهش تجمع نمک‌ها در سطح خاک کمک کنند.

 

کودهای کلسیم یا کودهای ضد شوری خاک:

• نیترات کلسیم

• نیترات کلسیم Ca(NO₃)₂ یک کود محلول در آب است که هم کلسیم و هم نیتروژن را به خاک اضافه می‌کند و به رشد بهتر گیاهان کمک می‌کند. به عنوان یک منبع سریع‌الاثر کلسیم در سیستم‌های آبیاری و برای گیاهان حساس به کمبود کلسیم و شوری خاک استفاده می‌شود.

• گچ کشاورزی

• سولفات کلسیم (CaSO₄·2H₂O) یا گچ کشاورزی یک منبع عالی از کلسیم است که بدون تغییر pH خاک، به کاهش شوری کمک می‌کند. سولفات کلسیم به ویژه در خاک‌های قلیایی و شور استفاده می‌شود تا سدیم را از خاک خارج کند و به بهبود ساختار خاک کمک کند.

• گچ فسفاته

• سولفات کلسیم (CaSO₄) + ترکیبات فسفاته. مشابه گچ کشاورزی است اما دارای فسفات نیز می‌باشد که برای تأمین فسفر و کلسیم به خاک استفاده می‌شود. در خاک‌های شور و فقیر از فسفر استفاده می‌شود تا همزمان کلسیم و فسفر را تأمین کند.

• پلی‌ هیدروکسی‌ آپاتیت

• کلسیم فسفات با ساختار پلیمری یک کود کلسیمی است که علاوه بر تأمین کلسیم، فسفر را نیز به خاک اضافه می‌کند و به آهستگی آزاد می‌شود. در خاک‌های شور و کم‌فسفر برای بهبود شرایط خاک و تأمین مواد مغذی استفاده می‌شود.

• کلات های کلسیمی با پلی هیدروکسی کربوکسیلیک اسید

• پلی هیدروکسی کربوکسیلیک اسید (PHCA) نقش مهمی در بهبود عملکرد کودهای کلسیمی و کاهش شوری خاک دارد. این ترکیب با چندین روش می‌تواند به بهبود شرایط خاک‌های شور و افزایش کارایی کلسیم کمک کند:

– افزایش حلالیت کلسیم

به بهبود حلالیت کلسیم در خاک کمک می‌کند. این امر باعث می‌شود که کلسیم بهتر در دسترس گیاهان قرار گیرد و اثرات مثبت خود را در خاک شور اعمال کند. با افزایش حلالیت کلسیم، انتقال این عنصر به مناطق مختلف خاک و ریشه‌های گیاهان بهبود می‌یابد.

– کلاته کردن یون‌های سدیم

این ترکیب می‌توانند به عنوان یک عامل کلاته‌کننده عمل کرده و یون‌های سدیم را از خاک خارج کند. این عمل باعث کاهش غلظت سدیم و کاهش شوری خاک می‌شود. با کاهش غلظت سدیم در خاک، جذب سدیم توسط گیاهان کاهش می‌یابد که منجر به کاهش سمیت سدیم و بهبود رشد گیاهان می‌شود.

– افزایش فعالیت میکروبی

این ترکیب می‌تواند فعالیت میکروبی خاک را افزایش دهد. میکروارگانیسم‌ها نقش مهمی در تجزیه مواد آلی و بهبود شرایط خاک دارند. فعالیت بیشتر میکروارگانیسم‌ها منجر به تجزیه سریع‌تر مواد آلی و بهبود حاصلخیزی خاک می‌شود.

– بهبود ساختار خاک

این ترکیب می‌تواند به تجمع ذرات خاک و بهبود ساختار خاک کمک کند. این امر باعث افزایش تخلخل و نفوذپذیری خاک می‌شود که برای کاهش شوری بسیار مفید است. با بهبود ساختار خاک، تهویه خاک نیز بهتر می‌شود که به رشد بهتر ریشه‌ها و جذب بهتر مواد مغذی کمک می‌کند.

– اثر سینرژیست با کلسیم

این ترکیب می‌تواند با کودهای کلسیمی مانند گچ کشاورزی، آهک (برای خاکهای اسیدی) و نیترات کلسیم تعامل مثبت داشته باشد و اثرات آنها را تقویت کند. با استفاده از پلی هیدروکسی کربوکسیلیک اسید، کارایی کودهای کلسیمی در کاهش شوری خاک و بهبود شرایط رشد گیاهان افزایش می‌یابد.

 

• کودهای کلسیم چگونه می‌توانند به کاهش شوری خاک کمک کنند؟

کودهای کلسیم نقش مهمی در کاهش شوری خاک دارند. در ادامه، به برخی از راه‌هایی که کلسیم می‌تواند در کاهش تأثیرات شوری روی خاک کمک کند، می‌پردازیم:

• جایگزینی سدیم با کلسیم:
  • کلسیم (Ca²⁺) می‌تواند با یون‌های سدیم (Na⁺) در خاک جایگزین شود. سدیم معمولاً به ذرات رس و مواد آلی در خاک متصل می‌شود و باعث پراکندگی آنها و کاهش ساختار خاک می‌شود. وقتی کلسیم به خاک اضافه می‌شود، این یون‌ها با سدیم رقابت می‌کنند و جای آن را می‌گیرند. با جایگزینی سدیم با کلسیم، سدیم از ذرات خاک آزاد می‌شود و به راحتی توسط آب شسته می‌شود. این فرآیند باعث بهبود ساختار خاک و افزایش تخلخل و نفوذپذیری آب می‌شود.
  • با حفظ مقدار مناسب یون‌های کلسیم در خاک، سمیت یون‌های سدیم کنترل می‌شود. بجز سدیم، سمیت خاص برخی یون‌ها نیز رخ می‌دهد، مانند کلر و مقدار اضافی بور. برای اطلاعات بیشتر در این زمینه می توانید به مطلب “انواع کود بور در کشاورزی” در همین سایت مراجعه بفرمایید.
  • تحقیقات نشان داده است که افزایش غلظت شوری باعث کاهش وزن خشک شاخه و ریشه و شرایط رشد گیاه می‌شود. در این تحقیق، تأثیر سه محلول غذایی، شامل غلظت های مختلف کلرید سدیم و غلظت های مختلف کلرید کلسیم و ترکیب کلرید سدیم + کلرید کلسیم به ترتیب مورد بررسی قرار گرفت.
  • نتایج نشان داد که افزایش شوری باعث کاهش محتوای آب نسبی بافت‌ها، پایداری غشای سیتوپلاسمی و غلظت کلروفیل در برگ‌ها می‌شود. وزن خشک ریشه‌ها و شاخه‌ها نیز با افزایش شوری کاهش می‌یابد. در نتیجه، تمامی مشخصات در بالاترین غلظت کلرید سدیم کمترین عملکرد را داشتند. نتایج نشان داد که محلول‌های کلرید کلسیم و کلرید سدیم+کلرید کلسیم شرایط رشد بهتری نسبت به قبلی داشتند و غلظت تنهای کلرید کلسیم تأثیر قابل توجهی در بهبود آسیب‌های ناشی از شوری داشت.
  • نیترات کلسیم (Calcium Nitrate): این کود نیز می‌تواند به عنوان منبع کلسیم استفاده شود و همزمان نیتروژن مورد نیاز گیاهان را تأمین کند.
• تشکیل گچ (Gypsum):
  • در برخی موارد، کلسیم می‌تواند با سولفات (SO₄²⁻) ترکیب شده و گچ (CaSO₄) تشکیل دهد. این کانی پایدار می‌تواند به کاهش شوری خاک کمک کند زیرا گچ می‌تواند به طور مؤثری سدیم را از خاک شسته و آن را قابل حل و دفع از منطقه ریشه‌ها کند.
• افزایش فعالیت میکروارگانیسم‌ها:
  • افزودن کلسیم به خاک می‌تواند فعالیت میکروارگانیسم‌های مفید خاک را افزایش دهد که به تجزیه مواد آلی و بهبود سلامت کلی خاک کمک می‌کند.

 

دیگر راهکارهای عمومی کاهش شوری خاک:

1. آبیاری بهینه:
   • استفاده از آب کم‌شور و تکنیک‌های آبیاری مانند آبیاری قطره‌ای (drip irrigation) می‌تواند به کاهش شوری خاک کمک کند.
   • استفاده از آب تصفیه‌شده، آب بارانی و آب بازیافتی نیز می‌تواند مفید باشد.
2. افزودن مواد آلی:
   • افزودن مواد آلی و کودهای حیوانی به خاک می‌تواند رطوبت را حفظ کند و نیاز به آبیاری را کاهش دهد.
3. مدیریت عمق شخم:
   • استفاده از شخم سطحی به جای عمیق می‌تواند جابجایی نمک‌ها به ناحیه ریشه را کاهش دهد.
4. انتخاب گیاهان مقاوم به شوری:
   • گیاهان دارای مقاومت به شوری می‌توانند در شرایط شور بهتر رشد کنند.
   • گیاهان دارای ریشه‌های عمیق نیز می‌توانند به مدیریت آب خاک کمک کنند.
5. کشت گیاهان پوششی مقاوم به شوری:
   • کشت گیاهان پوششی مانند جو و گیاهان دیگر در مناطقی با شوری بالا می‌تواند مفید باشد.
   • این گیاهان در تابستان آب خاک را مصرف می‌کنند و از تبخیر آب جلوگیری می‌کنند.

 

نویسنده: Seyed Ali MirEbrahim