کیفیت آب در ابیاری را می توان از نظر تأثیر آن بر رشد گیاه به وسیله برخی خصوصیات شیمیایی مورد بررسی قرار داد. این خصوصیات عبارتند از:
1.شوری یا غلظت کل نمکهای محلول در آب
2.سدیمی بودن یا غلظت سدیم موجود در آب نسبت به سایر کاتیونها
3.ترکیبات آنیونی آب به ویژه غلظت کربنات ها و بیکربنات ها
4.غلظت عناصر ویژه مانند بور و نیترات
5.پ-هاش آب آبیاری که متأثر از ماهیت یونهای موجود در آب است.
| درجه محدودیت برای مصرف آبیاری | . | . | واحد | پارامتر مورد سنجش |
|---|---|---|---|---|
| بدون محدودیت | محدودیت کم تا متوسط | محدودیت شدید | ||
| < 1 | 1.0 – 2.7 | > 2.7 | ds/m | EC |
| < 20 | - | - | meq/l | سدیم (+Na) |
| < 4 | 4 – 15 | > 15 | meq/l | کلر (-Cl) |
| < 1 | 1 – 3 | > 3 | mg/l | بر (B) |
| < 1.5 | 1.5 – 7.5 | >7.5 | meq/l | بیکربنات (-HCO3) |
| < 5 | 5 – 30 | > 30 | mg/l | نیترات (-NO3) |
تعریف شوری آب
شوری آب آبیاری یا irrigation water salinity که بیانگر میزان نمکهای محلول در آب است، مفهومی است نسبی به این معنی که در ارتباط با گیاه سنجیده می شود. برای مثال ممکن است آبی برای یک گیاه شور و نامناسب باشد در حالیکه برای گیاهی دیگر مطلوب و مناسب باشد. به همین دلیل در بحث شوری آب و خاک مبحثی به عنوان تحمل گیاه به شوری باز می شود و گیاهان به گروه های:
حساس به شوری
نیمه حساس
نیمه مقاوم
و مقاوم تقسیم می شوند.
شوری (EC) آب یا خاک با استفاده از دستگاه هدایت سنج (Electrical Conductivity Meter یاEC meter ) و بر اساس واحد «دسی زیمنس بر متر» (dS/m) یا « میلی موس بر سانتیمتر» (mmohs/cm) گزارش می شود.
| شوری (dS/m) | درجه شوری آب | ارزیابی برای گیاه |
|---|---|---|
| 0/65 | خیلی کم | گیاهان حساس به شوری |
| 0/65-1/3 | کم | گیاهان نیمه حساس به شوری |
| 1/3-2/9 | متوسط | گیاهان نیمه متحمل به شوری |
| 2/9-5/2 | زیاد | گیاهان متحمل به شوری |
| 5/2-8/1 | خیلی زیاد | گیاهان بسیار متحمل به شوری |
طبقه بندی آب آبیاری بر اساس هدایت الکتریکی
دلایل شوری آب
شوری آب زیر زمینی می تواند به دلیل وجود لایه های نمکی در عمق آب و یا به دلیل نزدیکی به دریا و بالا بودن سطح آب زیرزمینی و در نتیجه آن اختلاط آب شور با شیرین چاه باشد.
اثرات شوری بر گیاه
به طور کلی مناسبترین EC برای اکثر محصولات کشاورزی در دامنه 2/5-1/5 dS/m است و استفاده از مقادیر بالاتر بسته به نوع گیاه، رقم، شرایط محیطی، بافت و ساختمان خاک می تواند موجب خسارت در گیاه گردد. مشکلات شوری برای گیاه از دو منظر قابل بررسی هستند اول: در محیط شور میزان فشار اسمزی گیاه افزایش یافته و گیاه در حقیقت قادر به جذب آب نیست و با تنش خشکی و کم آبی مواجه خواهد شد، دوم اینکه در شرایط شور غلظت برخی یونهای مانند کلر، بویژه سدیم و بور افزایش پیدا می کند و تجمع این یونها در گیاه موجب بروز خسارت در گیاه و برهم خوردن تعادل تغذیه ای گیاه می شود و مورد سوم اینکه در شرایط شور احتمال آسیب ریشه و اندام هوایی افزایش یافته و گیاه نسبت به آفات و بیماری ها حساستر می گردد.
خسارت شوری در گیاه به صورت سبز نشدن بذر، رشد کم بوته و ضعف کلی گیاه، نکروز (سرخشکیدگی)، علایم کمبود آب (پژمردگی و ...)، کچلی در مزرعه و ... مشاهده می شود.
روشهای مدیریت آبهای شور
1.کاشت گیاهان متناسب با شوری آب و خاک: در این روش ابتدا نیاز است تا یک نمونه آب طبق روش استاندارد نمونه برداری از آب تهیه و برای آنالیز میزان شوری به آزمایشگاه ارسال گردد، از مقایسه نتیجه EC گزارش شده و با مقادیر EC مناسب ارائه شده برای هر محصول در مراجع رسمی گیاه مناسب کشت پیشنهاد می گردد و میزان افت عملکرد ناشی از شوری تعیین می شود، البته لازم به ذکر است که برای توصیه دقیق در این زمینه نیاز است تا میزان شوری خاک، بافت خاک و ساختمان خاک نیز مورد آنالیز و بررسی قرار گیرند.
2.کاهش شوری آب: برای کاهش شوری آب باید غلظت املاح در آب کاهش یابد، این روش قطعا هزینه بر بوده و بسته به میزان شوری آب موجود و میزان شوری مورد نظر و همچنین روش کاهش شوری هزینه متفاوتی در بر خواهد داشت. برای کاهش شوری آب دو روش کلی وجود دارد یکی روش فیزیکی و دیگری روش شیمیایی. در روش فیزیکی از اختلاط آب شور با آب شیرین استفاده می شود و مطمئنا وجود آب شیرین با حجم کافی برای این امر ضروری است. در این روش با استفاده از اطلاعات مربوط به میزان EC آب شور و EC آب شیرین و میزان EC مورد نظر نسبت اختلاط دو آب با یکدیگر تعیین می شود. در روش شیمیایی با استفاده از دستگاه های تقطیر و آب شیرین کن (که عمدتا با روش اسمز معکوس و یونیزاسیون کار می کنند) میزان املاح موجود در آب کاهش می یابد، هزینه کاهش شوری با این روش بسته به کیفیت تجهیزات و میزان شوری آب متغیر است و پرتی آب دارد.
قلیائیت و پ-هاش (pH) دو فاکتور مهم در تعیین تناسب آب برای آبیاری گیاهان هستند. pH معیاری از غلظت (فعالیت) یون +H در آب و سایر مواد محلول است. به طور کلی بهتر است pH آب آبیاری در محدوده 7-5 تنظیم شود، آب با pH کمتر از 7 به عنوان آب اسیدی، با pH بیشتر از 7 به عنوان آب قلیایی (بازی) و اب دارای pH=7 به عنوان آب خنثی گروهبندی می شود.
به طور کلی تست کیفیت آب آبیاری ضروری است، تا آب هم از نظر رشد گیاه قابل قبول باشد و هم خطر تزریق آلاینده ها به سطح آب زیرزمینی حداقل شود.
پ-هاش به تنهایی معیار قلیائیت نیست، آبهای با قلیائیت بالا معمولا پ-هاش حدود 7 یا بالاتر دارند، اما آبهای دارای پ-هاش بالا همیشه قلیائیت بالا ندارند، این عبارت نکته مهمی است زیرا قلیائیت بالا (نه pH ) اثرات معنی داری بر حاصلخیزی محیط رشد و تغذیه گیاه دارد. در اکثر موارد آبهای دارای پ-هاش بالا و قلیائیت کم برای مصارف کشاورزی مشکل ساز نیستند.
استفاده کردن از اصطلاح قلیایی (alkaline) به جای بازی (basic) گاها موجب ایجاد سردرگمی و اشتباه گرفتن آن با قلیائیت می گردد. قلیائیت معیاری است از توانایی آب برای خنثی کردن اسیدیته اش. در تست قلیائیت میزان کربنات، بیکربنات و هیدورکسید در آب اندازه گیری می شود و نتایج تست معمولا به صورت غلظت کربنات کلسیم CaCO3 و بر حسب واحد ppm بیان می شود. بهترین محدوده این پارامتر برای آب آبیاری بین ppm CaCO3 0-100 است. سطوح بین ppm 60-30 برای اکثر گیاهان بهینه است.
در اکثر موارد آبیاری با آب دارای pH بالا (7) در صورت پایین بودن قلیائیت مشکلی را برای کشاورزی ایجاد نمی کند. نگرانی اصلی زمانی مطرح می شود که آبی هم دارای پ-هاش بالا و هم قلیائیت بالا باشد. تحت این شرایط ممکن است pH محیط رشد گیاه طی زمان افزایش پیدا کند و در نتیجه کمبود عناصر ریزمغذی و عدم تعادل کلسیم و منیزیم ایجاد می شود. تعیین میزان اثر مصرف آبهای دارای pH و قلیائیت بالا در سطوح بزرگ بسیار مشکل است. استفاده درازمدت از آب ابیاری با غلظت بالای کربنات و بیکربنات منجر به کمبود عناصر ریزمغذی در محصولات تولیدی می گردد که باید کمبودها با مصرف درست کود جبران شود و از سوی دیگر با استفاده از کودهای اسیدی می توان با pH و قلیائیت مقابله کرد.
سولفاسید 30 پلاس محصولی مؤثر در کاهش قلیائیت آب
یکی دیگر از پارامترهای تعیین کیفیت آب سدیمی بودن آن است، سدیم یکی از کاتیونهای موجود در آب است و غلظت بهینه آن در آب آبیاری 200mg/l و حداکثر 500mg/l است، هرچه نسبت سدیم موجود در محلول خاک به کاتیونهای دو ظرفیتی موجود بیشتر باشد، خطر سدیمی شدن خاک افزایش می یابد و در تغذیه گیاه اختلال ایجاد می گردد، علایم مسمومیت سدیم در گیاه به صورت کلروز حاشیه برگها و به دنبال آن نکروز برگها است.
در منابع مختلف ارقام متفاوتی برای حدمجاز سدیم در آب آبیاری ارائه شده است، قطعا در سیستم آبیاری بارانی غلظت سدیم بسیار کمتر از آبیاری سطحی است، برای بیان کیفیت آب از نظر میزان سدیم از پارامتر دیگری به نام (SAR:Sodium Absorbtion Ratio) (اس.اِی.آر: نسبت جذب سدیم) یا (ESP: Exchangeable Sodium Percentage) یا درصد سدیم قابل تبادل استفاده می شود. معمولا آبهای دارای SAR=13 و ESP=15 برای اکثر محصولات کشاورزی و خاک محدودیت کمی دارند.
| مقدار SAR | خطر سدیم | ارزیابی مصرف در کشاورزی |
|---|---|---|
| 1-9 | کم | قابل استفاده برای گیاهان حساس به سدیم |
| 10-17 | متوسط | نیاز به اصلاح و آبشویی |
| 18-25 | زیاد | برای استفاده مستمر معمولا نامناسب است |
| >26 | خیلی زیاد | غیرقابل استفاده |
غلظت آنیون ها و کاتیونهای آب بیان کننده میزان EC و کیفیت آب مورد استفاده برای کشاورزی است. عمده یونهای موجود در آب شامل کربنات، بیکربنات، کلر، سولفات، نیترات، سدیم، کلسیم، منیزیم، پتاسیم و بور است، گاهی در برخی آبهای زیرمینی غلظت عناصر ریزمغذی و فلزات سنگین نیز در محدوده قابل اندازه گیری است. مقادیر مجاز یونهای موجود در آب ابیاری در جدول زیر ارائه شده است:
| نوع یون | یون | مقدار مجاز (meq/l) |
|---|---|---|
| کاتیون | کلسیم (+Ca2) | 0-20 |
| کاتیون | منیزیم (+Mg2) | 0-5 |
| کاتیون | سدیم (+Na) | 0-40 |
| کاتیون | پتاسیم (+K) | <1 |
| آنیون | کربنات (--CaCO3) | 0-0/1 |
| آنیون | بیکربنات (-HCO3) | 0-10 |
| آنیون | کلر (-Cl) | 0-30 |
| آنیون | سولفات (--SO4) | 0-20 |
