آموزش کشاورزی

5 راهکار کنترل و کاهش شوری خاک

شوری خاک

شوری خاک وضعیتی است که در آن غلظت نمک های محلول در آب بیش از حد زیاد است. اکثر محصولات کشاورزی به مقادیر زیاد نمک حساس هستند  و شوری خاک منجر به کاهش نرخ رشد و بازدهی محصول می شود. مطالعات اخیر نشان می دهد که شوری خاک در سراسر جهان در حال افزایش است که با تغییرات آب و هوایی و رشد جمعیت تشدید می شود. پرداختن به این موضوع برای مدیریت کشاورزی پایدار و امنیت غذایی بسیار مهم است.

تجمع نمک در ناحیه ریشه یا سطح خاک منجر به از بین رفتن حاصلخیزی خاک و تغییر خواص خاک می شود. در نتیجه بر عملکردهای محیطی خاک و توانایی آن برای حمایت از رشد گیاه تأثیر مضری می گذارد. شوری خاک مصرف آب و محدودیت ظرفیت آب را در خاک محدود می کند که باعث رواناب سطحی و فرسایش و در نتیجه منجر به تخریب خاک خواهد شد.

شور شدن خاک باعث تغییر یا حتی اختلال در خصوصیات طبیعی بیوشیمیایی خاک می شود. بنابراین بر توسعه کشاورزی و رفاه اکولوژیکی تأثیر می گذارد. در صورت عدم کنترل شوری این وضعیت می تواند در دراز مدت به یک مشکل اجتماعی-اقتصادی و سلامت انسان تبدیل شود.

علل شوری خاک

شوری خاک در حال حاضر اجتناب ناپذیر بوده و می تواند ناشی از عوامل بسیاری باشد که می توان آنها را به دو گروه اولیه و ثانویه دسته بندی کرد.

1. شوری اولیه

شوری اولیه اشاره به ذخایر نمکی طبیعی دارد که در طول زمان از طریق فرآیندهای زمین شناسی مانند هوازدگی سنگ ها ایجاد می شود. در طول دوره های طولانی، نفوذ آب شور می تواند در مناطق ساحلی ناشی از افزایش سطح دریا و رسوبات رخ دهد.

2. شوری ثانویه

شوری ثانویه تا حد زیادی نتیجه فعالیت ‌های انسانی است و به دلیل پاکسازی زمین، استفاده بیش از حد از کودهای مصنوعی، مدیریت ضعیف زمین و شیوه‌ های آبیاری ناکارآمد رخ می ‌دهد.

 

کاهش شوری خاک

 

مکانیسم های دخیل در شوری خاک

عواملی مانند توپولوژی زمین، موقعیت مکانی و توزیع بارندگی خارج از کنترل کشاورزان هستند اما می توانند باعث افزایش شوری خاک شوند. از سوی دیگر، شوری می تواند ناشی از شیوه های کشاورزی ضعیف باشد. اغلب اوقات شوری خاک نتیجه ترکیبی از هر دو عامل است.

1. شوری زمین های خشک

پاکسازی زمین برای کشاورزی، شامل حذف گیاهان بومی و جایگزینی آنها با گیاهانی با ریشه کم عمق برای کشاورزی، منجر به کاهش جذب آب توسط پوشش گیاهی می شود. این آب اضافی از طریق خاک به آب های زیرزمینی تخلیه می شود و سطح آب را بالا می برد. این حرکت، به نمک محلول اجازه می دهد تا از طریق افق های خاک از جمله ناحیه ریشه و حتی تا لایه سطحی بالا برود. هنگامی که آب تبخیر می شود، نمک در خاک باقی می ماند.

2. شوری ناشی از آبیاری

به طور مشابه، سیستم های آبیاری ضعیف می توانند آب مازادی ایجاد کنند که به آب های زیرزمینی تخلیه می شود و سطح آب را بالا می برد. این امر به این دلیل اتفاق می‌ افتد که محصولات معمولاً نمی‌ توانند منبع کامل آب آبیاری را جذب کنند و مازاد آب حاصله همان واکنش زنجیره‌ ای را ایجاد می‌ کند که در شوری زمین‌ های خشک مشاهده می ‌شود.

 

تاثیرات کلی شوری خاک چیست؟

اگرچه تحمل نمک در گونه های گیاهی متفاوت است، اما نتیجه همیشه یکسان است، استرس اسمزی و تولید گونه های اکسیژن فعال (ROS) که محصولات جانبی فیزیولوژیکی سلول ها هستند. این شرایط، جذب مواد مغذی را کاهش می دهد و خطر سمیت یونی را افزایش می دهد که بر رشد گیاه تأثیر می گذارد و بازدهی محصول را کاهش می دهد.

علاوه بر این، به دلیل اثرات شوری بالا، مناطقی که گیاهان از بین رفته اند (خاک لخت) آسیب پذیر و در معرض فرسایش قرار می گیرد. خاک های بیش از حد آبیاری شده  نیز خطر رواناب را افزایش می دهند. این امر می تواند باعث آسیب زیست محیطی قابل توجهی شود زیرا رواناب حاوی کود می تواند به سیستم های رودخانه ختم شود یا به اقیانوس سرازیر شود و بر اکوسیستم ها تأثیر بگذارد. در نهایت، شوری خاک می‌ تواند باعث ایجاد مشکلات دیگری مانند خوردگی ماشین‌ آلات کشاورزی شود که بار مالی غیر ضروری به کشاورزان وارد می ‌کند.

 

پنج راهکار کنترل و کاهش شوری خاک

استراتژی های زیادی برای کنترل و کاهش شوری خاک استفاده می شود و بسته به عوامل اجتماعی، محیطی و اقلیمی منطقه در سطح جهانی متفاوت است. به عنوان مثال، استراتژی های مدیریتی بین زمین های کشاورزی دیم و آبی متفاوت خواهد بود. استراتژی ‌های مدیریتی زیر شامل طیف وسیعی از بهترین تکنیک ‌های کشاورزی پایدار  است که می ‌توانند در مناطق مختلف در سراسر جهان آزمایش شوند.

1. سیستم های آبیاری و زهکشی کارآمد

سیستم های آبیاری پایدار با استفاده از آب تمیز بهترین راه حل برای مقابله با شوری خاک در نظر گرفته می شود. از منظر زیست محیطی، سیستم های آبیاری که مصرف آب را کاهش می دهند در رفع کمبود آب و شکستن چرخه شوری خاک نقش اساسی دارند.

2. اصلاحات خاک و شرایط شیمیایی

خاک های با شوری بالا به دلیل وجود بیش از حد برخی از مواد معدنی، در جذب مواد معدنی گیاهی اختلال ایجاد می کنند. زئولیت ‌ها و گچ معمولاً در کشاورزی برای کاهش این مشکل استفاده می‌ شوند، زیرا نرخ تبادل یونی بالایی دارند و نمک‌ ها را در خاک‌ های با شوری بالا جذب می ‌کنند.

3. تناوب زراعی

جایگزینی گیاهان حساس به شوری با گونه های مقاوم به شوری بر اساس تناوب فصلی یکی از راه حل های دیگر برای مقابله با شوری خاک است. علاوه بر این، برخی از گونه های گیاهی ممکن است به حل این مشکل کمک کنند. به عنوان مثال در حالی که حبوبات نمک دوست نیستند، بسیاری از آنها می توانند شوری و pH خاک را کاهش دهند و در عین حال جذب نیتروژن را افزایش دهند.

4.کمپوست جایگزین

استفاده از کمپوست جایگزین در کاهش شوری خاک در مناطق مختلف در سراسر جهان بسیار موثر است. تحقیقات نشان داده است شوری و pH خاک طی آزمایش دو ساله از این طریق کاهش یافته و بازدهی محصول به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت.

5.احیای پوشش گیاهی

همانطور که قبلا ذکر شد، شوری ثانویه می تواند از پاکسازی زمین و جایگزینی گیاهان بومی ریشه عمیق با گیاهان با ریشه کم عمق حاصل شود. کشت مجدد گیاهان بومی در مناطق تحت تأثیر شوری یک راه ساده و بسیار مؤثر برای کاهش تجمع نمک در خاک سطحی است.

 

کاهش شوری خاک

 

آیا شوری خاک می تواند به گیاهان آسیب بزند؟

پاسخ گیاهان مختلف به شوری متفاوت است. همانطور که گفته شد دو مکانیسم اصلی تأثیر شوری بر گیاهان، اثر اسمزی و سمیت است. اثر اسمزی زمانی رخ می دهد که غلظت نمک در خارج از غشای ریشه از غلظت درون ریشه فراتر رود. این مسئله توانایی گیاهان را برای استخراج آب از خاک محدود می کند، که به نوبه خود منجر به پژمردگی می شود.

از طرف دیگر جذب آب توسط گیاه یک عمل فعال است که توسط کانال های آبی خاص در سلول های ریشه انجام می شود. جذب فعال آب همراه با پمپ های استخراج یون فعال بر روی سلول های ریشه، غلظت کل یون را در بافت های گیاه افزایش می دهد. گیاهان روش‌ های مختلفی برای سازگاری با افزایش غلظت یون دارند که شامل ذخیره یون ‌های اضافی در سلول‌ های خاص یا شستشوی نمک‌ ها از طریق دفع آب از برگ ‌ها است. به همین دلیل است که در بسیاری از موارد اثر نمک با نوک برگ سوخته قابل مشاهده است.

شوری عمدتاً با کاهش پتانسیل اسمزی بر میکروارگانیسم ها تأثیر می گذارد که باعث کاهش فعالیت آنها و تغییر ترکیب جامعه میکروبی می شود. این تغییرات پیامدهایی در تجزیه مواد آلی خاک دارد. مطالعات اخیر از دست دادن کربن آلی خاک (SOC) از خاک های شور در سراسر جهان را به دلیل کاهش رشد گیاهان و کاهش فعالیت میکروبی که باعث کاهش ورودی SOC و افزایش انتشار کربن باقی مانده از این خاک ها می شود، پیش بینی کرده است. این تحقیق نشان می دهد که خاک های شور می توانند تا 17 درصد از ذخیره SOC خود را از دست بدهند که می تواند تا 3.99 تن برسد.

 

تأثیر شوری خاک بر محصولات کشاورزی

پیامدهای شوری خاک در مزرعه قابل مشاهده است که اغلب از طریق رشد ناهموار محصولات و ایجاد رسوبات سفید نمک در سطح خاک مشهود است. مشکلات خفیف شوری با رنگ سبز آبی در گیاهان در حال رشد مشخص می شود. در محصولات غلات یا علوفه ای که در مناطق شور رشد می کنند، لکه های بایر و گیاهان کوتاه قد ممکن است ظاهر شوند. گستردگی و شیوع لکه های بایر (بخش هایی از مزرعه بدون پوشش گیاهی) می تواند نشان دهنده غلظت نمک در خاک باشد. در مواردی که سطح شوری به اندازه کافی بالا نیست که باعث ایجاد لکه های بایر شود، قدرت رویشی نامنظم ممکن است در ظاهر محصول ظاهر شود.

شوری متوسط، به ویژه هنگامی که به طور یکنواخت در سطح مزرعه توزیع می شود، اغلب می تواند مورد توجه قرار نگیرد، زیرا منجر به آسیب آشکار فراتر از رشد ممانعت شده نمی شود. برگ‌ های گیاهانی که در خاک ‌های مستعد شوری رشد می ‌کنند، در مقایسه با برگ ‌های معمولی، کوچک ‌تر هستند و رنگ سبز آبی تیره‌ تری از خود نشان می ‌دهند.

گیاهان در خاک های متاثر از نمک اغلب شبیه گیاهانی هستند که تنش رطوبتی (خشکسالی) را تجربه می کنند. سمیت عناصر خاص، مانند سوختگی لبه یا نوک برگ، معمولاً منحصراً روی گیاهان چوبی تأثیر می گذارد. در عین حال، گونه‌ های غیرچوبی می ‌توانند سطوح مشابه یا بیشتر از این عناصر را بدون آسیب ظاهری در برگ‌ های خود جمع کنند.

 

کودهای مفید برای کنترل شوری خاک کدامند؟

کودهای زیستی با ارائه مزایایی مانند بهبود حاصلخیزی خاک، افزایش دسترسی به مواد مغذی، محافظت در برابر عوامل بیماری‌ زای خاک، افزایش تحمل نسبت به تنش‌ های زیستی و غیر زیستی و کاهش آلودگی محیطی در مقایسه با کودهای کشاورزی، رویکردی پایدار برای بهبود خاک ارائه می ‌کنند.

 

کاهش شوری خاک

 

چگونه می توانیم با شوری خاک مقابله کنیم؟

در حالی که نمی‌ توانیم شوری خاک و افزایش شوری زمین را از بین ببریم، می‌ توانیم تأثیر آن را از طریق مدیریت آبیاری کنترل و کاهش دهیم. در هر سیستم آبیاری، با توجه به جریان آب، شوری در یک مکان مشخص در نیمرخ خاک ایجاد می شود. هنگام استفاده از آبیاری غرقابی، حداکثر شوری در لایه های عمیق تر به دلیل خیس شدن جبهه، با کمترین شوری در سطح یافت می شود. علاوه بر این، در پایان هر سیکل آبیاری، خاک خشک می شود و نمک ها غلیظ می شوند که بر بازدهی محصول تأثیر نامطلوبی می گذارد. در آبیاری جویچه ای، نمک تمایل به تجمع در پشته های خاک دارد و بلافاصله روی ریشه گیاه تأثیر می گذارد.

اما، هنگام استفاده از آبیاری قطره ای، آب دقیقاً در دوزهای اندازه گیری شده به ریشه های گیاه می رسد. هنگامی که آب در مقادیر کنترل شده تامین شود، می توان آن را به طور موثرتری جذب کرد و باعث می شود آب کمتری تبخیر شود و لایه شور در سطح خاک تشکیل شود و از تجمع نمک در خاک جلوگیری شود. با آبیاری قطره ای، نمک ها در امتداد لبه های منطقه مرطوب خاک در حال گسترش جمع می شوند.

کمترین غلظت نمک در نزدیکی منبع آب، در حالی که بیشترین آن در سطح خاک و در مرکز حجم خاک خیس شده بین دو قطره چکان است. به عبارت دیگر، قطره نمک ‌های با غلظت بالا را از ناحیه ریشه کنار می ‌زند و دسترسی محصولات کشاورزی را به آب بدون نمک و شرایط مطلوب فراهم می کند. علاوه بر این، سیستم ‌های آبیاری قطره‌ ای را می ‌توان برای رساندن کود مستقیم به ناحیه ریشه گیاهان طراحی کرد و مقدار کلی کود مورد نیاز را کاهش داد و از شور شدن بیشتر خاک جلوگیری کرد.

 

برای اصلاح شوری خاک چه کنیم؟

استفاده از میکروارگانیسم‌ های خاص ساکن در ریزوسفر گیاه یا ساکن در ریشه‌ های گیاه هالوفیتی، که دارای ویژگی ‌های محرک رشد گیاه هستند، به عنوان یک استراتژی امیدوار کننده برای افزایش سازگاری گیاهان با شرایط تنش ناشی از شوری ظاهر می ‌شود. این میکروب‌ های مفید مرتبط با گیاهان می توانند ترکیبات زیر را تولید کنند:

  • محافظت کننده های اسمزی
  • آنتی اکسیدان ها
  • آنزیم های ACC دآمیناز
  • هورمون ها
  • اگزوپلی ساکاریدها
  • اسیدهای آلی
  • اکسید نیتریک
  • سیدروفورها

در عین حال، آنها می توانند افزایش در دسترس بودن مواد مغذی را افزایش دهند. نشان داده شده است که تلقیح گیاهان زراعی با چنین باکتری های محرک رشد گیاهان مقاوم به نمک (PGPB) باعث افزایش رشد گیاه و بازدهی محصول در خاک های شور می شود.

 

چشم اندازها در رابطه با شوری خاک

مطالعات اخیر روندهای مختلفی را در انباشت نمک در سراسر جهان نشان می دهد. این روندها ظرفیت کشاورزی را برای تامین تقاضای غذا در آینده برای جمعیت به سرعت در حال افزایش تهدید می کند. علاوه بر این، در نتیجه تغییرات آب و هوایی، در دسترس بودن آب و تخریب خاک، مناطق اصلی کشت امروزی ممکن است فردا به این اندازه حاصلخیز نباشند، در حالی که سایر مناطق تامین کننده اصلی مواد غذایی جهانی خواهند بود. این بر کل نقشه سیاسی و اقتصادی جهانی که امروز می شناسیم تأثیر می گذارد.

Rate this post

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *