توجه ابتدای این مقاله در پست قبلی است
تبخیر آب های سطحی، زیر زمینی، دریا و دریاچه ها مهمترین عامل رسوب
املاح و تشکیل گچ و آهک بوده، نکات زیر در این مورد قابل توجه است:
1- غلظت بحرانی آب زیر زمینی_
عبارت از غلظت آبی است که چون در اثر صعود شعریه ای به سطح خاک برسد،
آنرا شور سازد. این غلظت بسته به نوع املاح متفاوت است. مثلاً اگر املاح آب زیر زمینی
بطور عمده از کلرور و سولفات باشد،غلظت بحرانی در حدود 2 تا 3 گرم در لیتر ولی در
مورد املاح سدیم، حد غلظت بحرانی به 7/0 تا یک گرم در لیتر تنزل می کند.
اگرشوری آب زیر
زمینی از ارقام
فوق تجاوز نکند، اغلب خاک خوبی تشکیل می شود که امکان کشت و زرع گیاه انی
چون پنبه، جغندر
قند و نیشکر
در آن وجود دارد ولی اگر غلظت املاح از حدود مذکور تجاوز نماید. بتدریج شور شدم Salinization
و قلیائی شدن Alkalization خاک آغاز
شده، حاصلخیزی خاک کاهش می یابد.
2-عمق بحرانی آب زیر زمینی_
عبارت از عمقی است که از آن آب می تواند
تحت تاثیر نیروی
شعریه ای به سطح خاک صعود هر چه غلظت املاح در آب زیر زمینی
بیشتر باشد، عمق بحرانی نیز بیشتر می شود. معمولاً با غلظتهای 10 تا 15 گرم در
لیتر که در خاک
های مناطق خشک ایران یافت
می شود، عمق بحرانی در حدود 2 تا 5/2 متری از سطح خاک است.
عمق بحرانی تابعی از شدت تبخیر نیز هست و با رابطه زیر که از آن کوودا Kovda (1968)
است، مشخص می شود.
Y=170+8T + 15
-
سدیم در خاک به دو صدرت وجود دارد:
1-سدیم تبادلی: سدیم مانند
کاتیونهای دیگر جذب رس و هوموس می شود البته قدرت جذب آن کمتر از کلسیم و منیزیم
است. سدیم در مجاورت آب به صورت هیدراته در آمده و عامل بالا رفتن pH خاک می شود
هنگامیکه مقدار سدیم تبادلی بیش از 20 درصد کل کاتیونها (یا از 80 میلیگرم درصد
گرم) تجاوز نماید خاک را سدیمی می نامند.
خاک ها از نظر سدیم می توان به سه قسمت تقسیم نمود:
خاک های فقیر از سدیم:در این خاک ها
مقدار سدیم تبادلی کمتر از 15 درصد کل کاتیونهای تبادلی است.
خاک های شور و سدیم دار: در این خاک ها
مقدار سدیم بین 15 تا 20 درصد کل کاتیونها است.
خاک های سدیم دار واقعی: در این خاک ها،
یون سدیم بیش از 30 درصد کل کاتیونها ست. در مواقعی که یون سدیم بیش از 50 درصد خاک به
حالت پراکنده در آمده و پخش می گردد . در این حالت سدیم، عامل تخریب ساختمان خاک می
باشد.
2-سدیم محلول: قسمت مهمی از سدیم بصورت نمکهای کلرور
سدیم استثنائاً بصورت کربنات و بیکربنات و سولفات سدیم در خاک های
شور مشاهده می شود املاح کلرور سدیم در فصل گرم و خشک در سطح خاک های
شور، ورقه های نازک و پوکی تولید می نمایند(اطراف دریاچه قم و رضائیه)
1-5 عوامل شوری خاک
طبق محاسبات و نظریات متخصصان FAO(1994) خاک های
شور در جهان مساحتی بین 260 میلیون و 340 میلیون هکتار را به خود اختصاص داده اند.
علل شوری وجود کلرورها، سولفاتها، کربناته ها و
سایر املاح در خاک می باشد. منشاء شوری در خاک را می
توان به چند عامل مربوط دانست:
1-منشاء دریایی
بالا آمدن آب در اثر جزر و مد و پر شدن برکه های سواحل نزدیک دریاها یکی
از عوامل شور شدن اراضی مجاور می باشد بدیهی است محدوده خاک هایی
که به این طریق شور می شوند در مقایسه با خاک هایی
که از طرق دیگر شور می شوند کمتر است.
2-منشاء زمین شناسی
معمولاً نهشته های دریایی متعلق به دوران سوم، الیگوسن_ میوسن
از املاح شور و آهک و گچ غنی هستند. نهشته های فوق پس از عقب نشینی
اقیانوسها، دریاها و در اثر عوامل تکتونیک و حرکات پوسته خارجی زمین، به صورت
کوهها مخصوصاً به صورت تپه ماهورها منظره مناطق خشک را تحت الشعاع خود قرار داده
اند. تپه های گنبدی شکل فوق العاده فرسایش
پذیر هستند. در اثر فرسایش، شیارها و کانالهای کوچک و برزگی به صورت موازی با شیب
در سطح تپه ها ایجاد گردد. مواد و ترکیبات تپه ها توسط سیل و طوفان بحرکت در آمده
و تمام اراضی تحت نفوذ خود را که ممکن است کیلومترها دورتر از آن باشد به خاک های
شور و گچی و نمکی تبدیل نماید.(مناطق دشتی اطراف دریاچه قم)
3- منشاء آتشفشانی
گازهای کلرور و مخصوصاً گوگرد همراه
با گدازه های آتشفشانی در هنگامیکه آتشفشانها فعالیت دارند در شوری خاک نقش
مهمی ایفا میکنند.
4-منشاء فرسایش
بادی
بادهای کم و بیش سریع که بروی برکه ها
و دریاهای کم عمق عبور می نمایند قطرات و ذرات نمک را با خود حمل نموده و پس از طی
مسافتی این ذرات را روی خاک های غیر شور ریخته و خاک ها را
شور می نمایند Gaucher(1975) این فرایند در شمال خلیج قره بغاز باعث شور شدن
قسمتی از خاک
های جمهوری آسیای مرکزی شده است.
1-6 خاک های
مبتلا به نمک
خاک های مبتلا به نمک در مناطق خشک و نیمه خشک، یعنی در
مناطقی که میزان بارش در آنها برای نیازهای تبخیری و تعرقی گیاه ان
کافی نیست، وجود دارند. در نتیجه نمک از خاک آبشویی
نمی شود و در مقادیر مضری برای گیاه ان در
خاک ها
تجمع می یابد. اما، در هر حال مسائل مربوط به نمک محدود به مناطق خشک و نیمه خشک
نیست؛ بلکه این مشکل می تواند در مناطق نیمه مرطوب نیز تحت شرایط مخصوص به خود
توسعه یابد.
مبدأ و گسترش جغرافیایی
خاک های مبتلا به نمک اغلب در زمینهای تحت ابیاری به
وجود می آیند. برآورد مقدار زمینهای تحت ابیاری مبتلا
به نمک در ایالات متحده، به ویژه در 17 ایالات غربی آن، 5 میلیون هکتار است. یک
بررسی جدید نشان می دهد که یک سوم تمام زمینهای تحت ابیاری جهان (
حدود 70 میلیون هکتار) ممکن است با مشکلات ابتلا به نمک درگیر باشند. اگر مسائل
حاصل از نمک در اراضی غیر ابیاری مناطق نیمه خشک و مرطوب، محصولات گلخانه
ای، مواد زاید معادن و زباله نیز به این ارقام افزوده
شوند، ابعاد مسئله حقیقتاً محسوستر خواهد بود.
سه منبع اصلی طبیعی شوری خاک را
تخریب کانیهای خاک ، بارش اتمسفری و نمکهای فسیل(نمکهایی که از محیطهای
دریایی یا دریاچه ای قدیمی مانده اند) تشکیل می دهند. فعالیت بشر از قبیل ابیاری و
استفاده از آبهای کاملاً شور یا مواد زاید صنعتی نیز
باعث افزایش نمک در خاک می شود.
1-6-1 تخریب کانیها
منبع نهایی تمام نمکهای خاک همان
سنگها و کانیهای موجود در قشر زمین هستند که نمکها در طول زمان در اثر هوازدگی
شیمیایی و فیزیکی از آنها آزاد شده اند نمکهای محلول در مناطق مرطوب توسط آب برای نفوذی
به اعماق پایینتر نیمرخ خاک انتقال می یابند و نهایتاً به اقیانوسها یا دریاهای داخلی
وارد می شوند. در مناطق خشک عمل آبشویی عموماً موضعی تر است. و در چنین وضعی نمکها
به علت کمبود بارندگی تبخیرو تعرق زیاد و یا توپوگرافی تجمع حاصل می کنند.
بدون آبشویی املاح ، تخریب درجا[1] در کانیهای اولیه ممکن است به تدریج تا حد خطرناکی به تجمع نمکها
ی محلول منجر می شود؛ وای چنین حالتی به ندرت اتفاق می افتد نمکها در اثر هوازدگی
به طور مداوم از خاک های مناطق خشک آزاد می شوند. به طور مثال کانیکهای مافیک[2] (کانیهای تیره و غنی از آهن و منیزیم) که
در خاک
های مناطق خشک متداول اند اگر به مقدار کافی موجود باشند, این کاینها می توانند
غلظت نمک را در آبهای کند نفوذ تا مقدار 3 تا me5 در لیتر افزاریش دهند. کانیها
به ندرت به طور هماهنگ (به نسبت واقعی ترکیب خود) محلول می شوند. آنها ابتدا
محلولترین ناخالصی را آزاد می کنند. و بنابراین یک کانی حاوی کلسیم و منیزیم زیاد
ممکن است ابتدا مقادیر قابل ملاحظه ای از سدیم و پتاسیم به
داخل محلولهای نفوذ کننده آزاد کند. آبی که سبب هوازدگی کانیها می شود، معمولاً به
قدری است که می تواند مقادیر زیاد نمکهای محلول حاصل را به نقاط دیگر حمل کند.
1_6_2 نمکهای فسیل
نمکهایی که به نمکهای فسیل معروف اند قادرند که مقادیر قابل
ملاحظه ای شوری حتی به داخل مقادیر کم آب خاک وارد
می کنندو این موضوع توسط گزارشهای پروژه ابیاری ولتون
موهاک[3] آریزونا ارائه شد که بعد از ابیاری سطح آب زیر زمینی
در دره کوچکی که بر رسوبات نمکی قرار گرقته بود به علت ریزش آبهای شور زیر
زمینی به داخل رودخانه گیلا[4] بالا آمد. کشاورزانی که در مجاورت سراشیب این رودخانه در نواحی
مکزیکائی[5] زراعت می کردند هنگامی که آب شورتر سبب
از بین رفتن محصولات زراعی تحت ابیاری آنها شد، مورد خسارت شدید قرار گرفت.
نمکهای فسیل در مواقعی که ذخایر آبی یا ساختمانهای انتقال آبی
بر رسوبات شور قرار می شوند همچنین قادرند که وارد محلول شوند. ذخایر آبی لیک مد[6] در پشت سر هوور[7] واقع در جنوب ایالت نوادا بر رسوبات گچی قرار گرفته اند انحلال
این گچ سبب افزایش شدید شوری آب در روخانه کلورادو[8] شده است
1_6_3 نمکهای اتمسفری
میزان قابل ملاحظه ای از نمکها همچنین قادرند از طریق اتمسفر
به هر ناحیه ای وارد شوند اگر چه بارش درون بری خودنسبتاً عاری از نمک است،
ولی در مواقع قطرات باران در اطراف هسته منقبض نمک یا ذرات گرد و غبار تشکیل می
شود غلظت کم نمک در باران ممکن است در نزدیکی ساحل دریا 50 تا mg200 در
لیتر شود اما به سرعت کاهش می یابد. و در قاره ها فقط به چند میلی گرم در لیتر می
رسد الگوی دقیق کاهش به چگونگی عوارض محلی و شرایط آب و هوایی
بستگی دارد و با ترکیبات باران تغییر می کند. نمکهای موجود در باران نزدیک سواحل
دریا در مقادیر سدیم، کلرید و منیزیم غنی هستند اما در باران درون بری سولفاتها و بیکربناتهای کلسیم و منیزیم غالب
می شوند. مقادیر نمکی که از اتمسقر به مناطق خشک و نیمه خشک افزوده می شود در سال
ممکن است فقط به چند کیلوگرم در هکتار برسد اما مقادیری که در طول مدت دهها تا
هزاران سال وارد خاک ها می شود. می تواند قابل ملاحظه باشد رستنیها در چنین
مناطقی طبیعتاً با بارش ورودی متعادل می شوند و نمکها در میانگین عمق رطوبی خاک به
تجمع تمایل پیدا می کنند این نمکها را حتی در غلظتهای نسبتاً زیاد به خصوصدر
مواقعی که بارندگیهای شدید رخ می دهد و یا هنگامی که فعالیت بشر در توازن
سالیانه آب
باعث تغییراتی می شود می توان خاک را
آبشویی کرد. چنین تغییراتی در تشکیل تراوشات نمکی در بعضی بوته زارهای تحت کنترل و
در مراتع بیش از حد چرانیده استرالیا در مناطق تحت آیش گرم تابستانی گندم در
مشرق ایالات مونتانا و در ایالات های داکوتا سهیم هستند. سرعتهای ورود نمک و
تبخیر و تعرق در تراوشات نمکی ارز سرعتهای آبشویی یا جریان آب در سرا شیب
بیشتر است.
1_7 تشخیص مسائل شوری
1_7_1 پارامترهای تشخیصی
مسائل شوری موجود یا بالقوه معمولاً با استفاده از
تجزیه آب ابیاری زه آب یا تجزیه
عصاره های به دست آمده از خمیر یا گلهای خاک اشباع
شده تشخیص می دهند. هنگام نفسیر تجزیه های آب ابیاری زه آب باید به
خاطر داشت که غلظت نمک محلول خاک به
هنگام استخراج آب
توسط گیاه
ان با افزایشهایی که به طور همزمان در نسبت به جذب سدیم (SAR) انجام می شود افزایش می
یابدو آبهای ابیاری
با مقادیر بالایی از SAR ممکن است شرایط را برای ایجاد خاک شور
فراهم آورد حتی اگر مقادیر SAR زه آب آنها به
دلیل پدیده تبادل یونی در ستون خاک فوقانی
در سطح پایینی باقی بماندو
پارامترهای اصلی پیش بینی شده در مسائل شوری عبارت اند از
رسانندگی الکتریکی (EC) و SAR به علاوه تجربه بور در مناطقی که این عنصر دیده
شده یا گمان می رود مسئله ساز باشد باید انجام شود برای درختان میوه خص و
توتها، تجزیه سدیم، کلر و لیتیم را در هر زمانی که آب بالقوه
خطرناک با شرایط بالقوه خطر ناک در خاک وجود
داشته باشد باید در نظر گرفت.
1_7_2 شرایط شوری
ملاک متداول تشخیص شرایط شوری، معمولاً رسانندگی الکتریکی(EC)
عصاره های اشباع تهیه شده از خمیر یا گلهای اشباع
شده خاک
است. تقسیم سنتی خاک های شور و غیر شور در رسانندگی الکتریکی گل اشباع شده
برابر 4 میلی مهو بر سانتی متر (4mmho/cm) تعیین شده است. ولی، در
سالهای اخیر کمیته واژه یابی انجمن خاک شناسی
امریکا پیشنهاد کرده است که این حد به 2 میلی مهو بر سانتی متر کاهش یابد زیرا
تعداد بسیاری از درختان میوه، سبزیها و گیاه ان زینتی
هستند که در شرایط شوری با رسانندگی الکتریکی(EC) گل اشباع شده
بین 2 تا 4 میلی مهو بر سانتی متر خسارت می بینند.
به علاوه با تاکید روز افزون در زمینه ((جوآب گویی))
مدیریت با شیوه اداره شوری پیشنهاد شده که سعی شود آب بسیار
کمتری از درون خاک گذرانده شود تا مقدار کمتری آب شور به
شبکه های رودخانه ای با لایه های آبده زیر زمینی برگردانده شود. این عمل به تجمع
مقادیر زیادید از نمک در افقهای زیرین خاک می
انجامد. در چنین شرایطی مخزن ذخیره نمک خاک گسترده
می شود. به طوری که حتی تغییراتی مختصر در مدیریت آب باعث
می گردد در نقاطی که قبلاً تنها مشکلاتی جزئی وجود داشت اکنون مسائل جدی برگشت
شوری مشاهده گردد.
مقادیر EC تقریباً 80 درصد آبهای مورد استفاده در غرب ایالات
متحده کمتر از 5/1 میلی مهو بر سانتی متر است [4] ولی این آبها قبل از آنکه به
صورت زه آب از
منطقه تحتانی ریشه گیاه خارج شود معمولاً 2 تا 20 برابر غلیظ می شوند. از
این رو EC زه آب ممکن است به اندازه 2 تا 20 برابر بیشتر از آب ابیاری خود
باشد. با بیشتر شدن درجه غلظت در منطقه ریشه، حتی هنگامی که از آبهای ابیاری
نسبتاً خالص استفاده می شود مشکلاتی به وجود می آید آب ابیاری یا آب باران با
غلظتهای کم نمک نیز ممکن است مقادیر معتنابهی از شوری پس مانده خاک را روی زمین بار
دیگر توزیع کرده مسائل جدی را در زمینه شوری در مناطقی با تجمع قابل توجه زه
آب به وجود
آورد.
1_7_3 شرایط سدیمی
علاوه بر تشخیص شوری که بر پایه اندازه گیری های EC انجام
می شود، SAR
آب
ابیاری
یا SAR محلول خاک ، یا ESP خود خاک در پیش
بینی وجود شرایط سدیمی خاک به کار می روند. ملاک گذشته برای تشخیص شرایط سدیمی و غیر
سدیمی عبارت بود از درصد سدیمی قابل تبادل (ESP) مساوی 15 یا بیش از 15
درصد CEC
خاک ، اما به علت وجود خطاهای بالقوه متعدد در تعیین CEC و ESP
سنتی، حالتهای بسیاری نیز وجود دارد که مقادیر ESP اندازه گیری شده به طور جدی
خطا باشد. در نتیجه و همچنین به منظور کاهش زمان و هزینه
تشخیص، کمیته واژه یابی انجمن خاک شناسی
آمریکا پیشنهاد کرده است که نسبت به جذب سدیم(SAR) در عصاره اشباع برای
توصیف صفات اختصاصی خاک های سدیمی به کار رود گرچه ESP و SAR از لحاظ عددی دقیقاً با هم
مساوی نیستند.
برای سهولت کار، چنین مقرر شد که عدد 15 به عنوان خط جدا سازی
شرایط سدیمی و غیر سدیمی در نظر گرفته شود. همان طور که در حد شوری (با رسانندگی الکتریکی)
بیشتر به عنوان زنگ خطر کلی در نظر گرفته می شود تا به عنوان عددی صرفاً خاص،
مقادیر SAR نیز در گستره کلی 10 تا 20 را باید بالقوه خطرناک تلقی نمود
و موضع را باید با توجه با شرایط مدیریت پیش بینی شده دقیقتر بررسی کرد
مقادیر بزرگتر SAR و (ESP) را می توان در خاک های کم
رس یا در خاک
های حاوی مقادیر کم کانیهای بارس متورم(اسمکتیت) تحمل کرد. مقادیر SAR کمتر
را می توان برای خاک های دارای رس زیاد، به ویژه اگر حاوی مقادیر متوسط تا
زیاد کانیهای اسمکتیت باشند، تحمل کرد.
اگر قرار باشد شرایط بالقوه خطرناک خاک سدیمی
از روی
تجزیه آب ابیاری یا زه
ارزیابی گردد، تغییر SAR را در جهت افزایش غلظت سیستم خاک (به
دلیل انتقال آّب) باید در نظر گرفت.
با غلیظ شدن آب افزوده شده به منطقه ریشه ار ( 2 تا 20
برابر)، که بر اثر خروج مداوم آب و همراه با رشد گیاه صورت
می گیرد. مقادیر SAR محلولهای همان خاک به
ترتیب از 5/1 تا 5/4 برابر افزایش می یابد حتی اگر همزمان با این امر از کانیهای کربناتی یا
تبخیر شدنی هیچ گونه رسوبی ایجاد نشود چون در مدت جریان آب به درون خاک رسوب و
انحلال کانی نیز به طور معمول مشاهده می شود، پیش بینی مقادیر SAR
محلول خاک
از روی مقادیر SAR آب افزوده شده از پیش بینی سطوح EC تطبیقی حتی مخاطره آمیز
است.
در سیستمهای اولیه طبقه بندی آب معمولاً
گفته می شود که در سطح معینی از SAR آبهای حاوی غلظت زیاد نمک(با توجه به
ایجاد شدن خاک
سدیمی) از آبهای حاوی غلظت کم نمک خطرناکترند. ممکن است این موضوع در وهله
اول ضد و نقیض به نظر برسد زیرا در اثر های سدیم تبادلی بر تورم کانی .
کاهشهایی که به دنبال آن در زمینه نفوذ پذیری خاک به وجو
می آید در غلظتهای کم نمک، در مقایسه با آبهایی با EC کمتر، به شکل
آسانتری گرایش دارند تا بر طرفیتهای بافری خاک غلبه
یابند و بنابراین سریعتر به ایجاد وضع سدیمی تمایل دارند از آبهای
حاوی مقادیر شوری کمتر، حتی با داشتن مقادیر نسبتاً زیاد SAR، قبل از اینکه ESP
تعادلی خاک
آنقدر بالا رود که سبب مسائل ویژه خاک های
سدیمی را به وجود آورد می توان سالهای سال به طور موفقیت آمیز استفاده کرد.
1_7_4 دیگر مسائل شوری:
بور، کلرید، سدیم و لیتیم
برای محصولات زراعی
حساس، اگر سطوح بور قابل حل از 1 تا 2 میلی گرم در لیتر
یا سطوح سدیم و کلرید از 20 تا 40 میلی گرم در لیتر (6/0 تا
7/1 میلی اکی والان در لیتر ) تجاوز کند چنین عنصرهایی را
باید بالقوه خطرناک تلقی کرد. هرگاه مقادیر این گونه عنصرها در
آبهای ابیاری
در این محدوده قرار گیرد، برای تعیین اینکه آیا خطرهای بالقوه ای وجود دارد یا
نه عملیات مدیریت و گونه های گیاه ی را
باید با دقت زیر نظر گرفت. در صورتی که خطر بالقوه ای وجود داشته باشد. برای
حصول اطمینان از اینکه عملیات مدیریت آب و محصول
سطح مواد حل شده سمی را زیر سطوح خطرناک نگاه می دارد باید دقیقاً ترکیبات محلول خاک و زه آب را پی گیری
کرد.
[1] In_situ
[2] Mafic
[3] Weltom_Mohawk
[4] Gila River
[5] Mexicali
[6] Lake mead
[7] Hoover
[8] Colorado river
منبع: مرکز مقالات کشاورزی