در طول تاریخ، کشاورزی و آبیاری همواره وابسته به تامین آب کافی و با کیفیت بوده است. در سال‌های گذشته منابع آبی با‌کیفیت و مناسب به صورت گسترده در دسترس بوده و همین امر باعث شده تا مشکلات مربوط به کیفیت آب در آبیاری فراموش شود. اما این وضعیت در بسیاری از مناطق جهان به ویژه در مناطق گرم و خشک در حال تغییر است. متاسفانه کشور ما نیز از این بحران دور نیست و کیفیت آب روزبه‌روز در حال بدتر شدن است. استفاده مکرر و فشرده از تمامی منابع آبی با کیفیت باعث شده تا دسترسی به آب با کیفیت کمتر شده و مستقیما بر بخش کشاورزی تاثیر گذارد. استفاده از منابع آب بی کیفیت مشکلات جدیدی از قبیل: افزایش شوری، کاهش نرخ نفوذ آب، سمی شدن و… را برای کشاورزان به همراه داشته است. با ما همراه باشید تا به بررسی عوامل موثر بر کیفیت آب آبیاری در کشاورزی بپردازیم.
کیفیت آب آبیاری چیست؟
کیفیت آب به خصوصیاتی از یک منبع آبی اشاره دارد که مناسب بودن آن را برای آبیاری مشخص می‌کند. به این معنی که آیا از آب در دسترس می‌توان برای آبیاری مزارع و محصولات کشاورزی استفاده کرد؟ شاخص کیفیت آب با ویژگی‌های فیزیکی، شیمیائی و بیولوژیکی خاصی تعریف میشود.
برای تعیین کیفیت آب در دسترس کشاورزی، آب موجود باید مورد آزمایش قرار گرفته تا ببینیم چگونه متناسب با کیفیت آب می‌توان از آن در آبیاری استفاده کرد. بر اساس تحقیقات، تجربیات و پاسخ‌های اندازه‌گیری شده در مراکز علمی و دانشگاهی، استانداردهای خاصی را برای آن تعریف کرده‌اند که کیفیت آب را برحسب آنها مشخص می‌کنند.
کیفیت آب آبیاری چیست؟
عوامل موثر بر کیفیت آب در کشاورزی کدام‌اند؟
- شوری
- نرخ نفوذ آب
- سمی شدن
1- شوری
به تجمع نمک با غلظت معین در اطراف ریشه که منجر به کاهش عملکرد و بازده محصول شود، شوری گفته میشود. مقدار نمک موجود در خاک یا آب، میزان دسترسی محصول به آب را کاهش داده و عملکرد آن را تحت تاثیر قرار می‌دهد. در مناطق آبیاری شده، نمک به وسیله آب آبیاری یا از طریق مواد مغذی اضافه شده به خاک می‌تواند اطراف ریشه را شور کند. کاهش عملکرد زمانی اتفاق می‌افتد که تجمع نمک به حدی در اطراف ریشه افزایش پیدا کند که گیاه نتواند آب را از محلول آب نمک ایجاد شده جذب کند. این مهم در بلند مدت منجر به استرس آبی در گیاه و کاهش بازدهی محصول میشود.
در این حالت به دلیل کاهش جذب آب توسط گیاه، سرعت رشد بسیار کند میشود. در این مرحله علایمی مانند: خشکی، پژمردگی، و تغییر رنگ به سمت تیرگی در گیاه ظاهر میشود. این علایم بنا به اینکه گیاه در چه مرحله‌ای از رشد باشد متغیر بوده و اثرات آن در مراحل رشد اولیه و جوانه زنی می‌تواند مخرب‌تر و خطرناک‌تر ظاهر شود.
مساله شوری در زمین‌های کشاورزی
|
طبقه بندی |
میلیگرم بر لیتر |
EC |
EC (mS/cm( میلی زیمنس بر سانتی متر |
|
شوری کم |
0 – 456 |
0 – 80 |
0 – 0/80 |
|
شوری متوسط |
456 – 1425 |
80 – 250 |
0/80 – 2/50 |
|
شوری |
1425 – 2850 |
250 – 500 |
2/50 – 5/00 |
|
شوری زیاد |
> 2850 |
> 500 |
> 5.00 |
طبقه بندی شوری آب
نمک‌هایی که منجر به شوری خاک می‌شوند محلول در آب بوده و به راحتی توسط آب به مناطق مختلف خاک انتقال می‌یابند. اگر از آب غیر شور برای آبیاری در فصول زراعی استفاده شود، بخشی از خاک‌هایی که با تجمع نمک در اطراف ریشه مواجه شده‌اند با این روش شسته شده و نمک‌ها به عمق پایین‌تر از ریشه هدایت می‌شوند. به این فرآیند آبشویی (Leaching) گفته میشود. آب مورد استفاده برای شستشوی خاک باید درصد پایین‌تری از شوری خاک را داشته باشد تا بتواند در این مهم مفید واقع شود، در غیر این صورت خود منجر به افزایش حجم نمک در خاک میشود. میزان شسته شدن خاک به کیفیت آب آبیاری و تحمل شوری محصول بستگی دارد.
یکی از روش‌های موثر آبیاری در زمین‌هایی با شوری بالا، آبیاری قطره ای است که می‌تواند هزاران هکتار از زمین‌های غیر قابل کشت را به زیر کشت ببرد. تاثیر این نوع آبیاری در رفع مشکل شوری خاک در تگزاس نشان می‌دهد که این امر پیشرفت بزرگی در کشاورزی نوین ایجاد کرده است.
حجم نمک موجود در خاک بسته به عمق‌های مختلف متفاوت است. با افزایش عمق عموما حجم نمک و شوری خاک بیشتر میشود، زیرا رفته‌رفته با آبیاری‌های مکرر، حجم نمک موجود در سطح خاک به سمت پایین‌تر ریشه حرکت داده میشود. شوری عمق ریشه به آبشویی که اتفاق افتاده بستگی دارد.
برای تولید یک محصول با‌کیفیت، باید به فاکتورهای آب، خاک، مناطق در دسترس ریشه، شستشوی نمک‌های انباشته در منطقه ریشه و تحمل گیاه بطور یکسان توجه کرد. در محصولاتی که نیاز به آبیاری روزانه ندارند و فاصله زمانی آبیاری بالاست، عملکرد محصول در زمین‌های شور پایین و در محصولاتی که به‌صورت روزانه آبیاری می‌شوند تا حدودی عملکرد به دلیل وجود آب‌های سطحی در سمت ریشه بهتر است. در مقاله آیا آبیاری با آب شور برای کشاورزی مناسب است؟ اطلاعات مفیدی در این زمینه در اختیارتان قرار می‌دهد.
مساله شوری در زمین‌های کشاورزی
2- نرخ نفوذ آب
هنگامی که درصد سدیم و کلسیم یک خاک زیاد باشد، یک خاک با سدیم بالا تشکیل شده است که ساختار خاک را تضعیف می‌کند. در چنین حالتی ساختار خاک سطحی به ذرات کوچک‌تر پراکنده شده و منافذ خاک را مسدود می‌کنند. این حالت در شرایطی که نمک خاک کم است نیز می‌تواند رخ دهد. مقدار نسبتا زیاد سدیم و کلسیم در خاک یا آب، میزان نفوذ آب آبیاری را در زمین کاهش داده و سبب میشود تا آب آبیاری به مقدار کافی به تمامی قسمت‌های گیاه نرسد. یکی از مشکلاتی که به دلیل نرخ پایین نفوذ آب در خاک رخ می‌دهد کاهش نرخ نفوذ آب بارندگی به خاک و در ادامه کاهش دسترسی گیاه به آب می‌باشد. اگرچه میزان نفوذ آب به داخل خاک تا حد زیادی به کیفیت آب آبیاری بستگی دارد، اما عوامل دیگری از قبیل: ساختار خاک، درجه تراکم، درصد مواد عالی و… نیز می‌توانند تا حد زیادی بر میزان جذب تاثیر‌گذار باشد.
نرخ نفوذ پایین آب در زمین
دو شاخص اصلی در کیفیت آب، در میزان نفوذ استاندارد آب آبیاری در خاک دخیل هستند. عامل اول درجه شوری آب (مقدار نمک موجود در آب) و عامل دوم مقدار سدیم به نسبت کلسیم و منیزیم می‌باشد. شوری آب منجر به افزایش نفوذ در خاک شده و بالعکس وجود سدیم و کلسیم زیاد سبب کاهش نرخ نفوذ در خاک می‌گردد. مشکلاتی که بر اثر این دو عارضه بوجود می‌آیند مواردی از قبیل: پوسته پوسته شدن بذر، بوجود آمدن علف‌های هرز زیاد، غرق شدن محصول، اختلالات تغذیه‌ای، غده‌های زراعی ضعیف در مناطق مرطوب و کم ارتفاع و… می‌باشند.
3- سمی شدن
اگر میزان یون‌های معینی از قبیل: سدیم، کلراید و بور موجود در آب و یا خاک به غلظت خاصی برسند، منجر به تخریب گیاه و کاهش بازده محصول می‌شوند و مشکل سمی شدن را به وجود می‌آورند. برآورد میزان خسارت به میزان جذب و درجه حساسیت محصول بستگی دارد. در چنین شرایطی محصولات دائمی (محصولات درختی) حساس‌تر هستند. اگر تجمع این یون‌ها بیش از حد زیاد باشد می‌تواند سبب بروز علائمی از قبیل: سوختگی برگ درختان تا آسیب‌های جدی به گیاه و یا حتی مرگ محصول شود.
مساله سمی شدن
همانطور که گفته شد یون‌های اصلی خطرناک عبارتند از: سدیم، کلراید و بور (boron). اگرچه ممکن است مشکل سمی شدن، در غلظت پایین‌تر یون‌ها نیز بروز کند، اما عموما سمی شدن به همراه مشکلاتی از قبیل شوری زیاد و یا نفوذ آب همراه است که این مسئله را پیچیده‌تر کرده و آسیب بیشتری ایجاد میشود. در این حالت یون‌های سمی بوسیله آب در داخل گیاه حرکت کرده و بعد از تعریق آب، در برگ رسوب می‌کنند. یون‌ها در مناطقی از گیاه که تعریق بیشتر است، عموما لبه‌ها و کناره‌های برگ‌ها، بیشتر رسوب می‌کنند . این تجمع به زمان نیاز دارد و اغلب علائم ظاهری آن با تاخیر همراه است. میزان خسارت به مدت زمان قرار گرفتن در معرض یون‌ها، غلظت یون‌های سمی، حساسیت محصول و میزان آب خروجی (تعریق) بستگی دارد. این نکته قابل ذکر است که در فصول گرم سال و نیز مناطق گرمسیر انباشت این یون‌ها به نسبت مناطق سردسیر بیشتر است. سمی شدن همچنین می‌تواند از جذب مستقیم یون‌های سمی از طریق برگ‌های مرطوب شده توسط آبپاش‌ها نیز ایجاد شود. سدیم و کلرید یون‌های اصلی جذب شده در برگ‌ها می‌باشند.
4- سایر موارد موثر بر کیفیت آب در آبیاری
موارد دیگری نیز وجود دارند که بر کیفیت آب در کشاورزی اثر گذارند. یکی از این موارد غلظت بالای نیتروژن در آب است که منجر به رشد بیش از حد گیاه شده و بلوغ گیاه را به تاخیر می‌اندازد. همچنین رسوبات حاوی بی‌کربنات، سنگ گچ یا سنگ آهن نیز می‌توانند مشکل ساز شوند. PH آب نیز در صورت نامنظم بودن (اسیدی یا قلیایی بودن آب) می‌تواند مشکلات عدیده‌ای به وجود آورد. مشکلی که همواره با آن روبرو هستیم، خوردگی یا گرفتگی آبپاش‌ها و تجهیزات آبیاری بارانی به دلیل کیفیت آب مورد استفاده است. رسوبات معدنی و آلی منجر به گرفتگی سری آبپاش‌ها شده و عملکرد آنها را مختل می‌سازد. بطور کلی رسوبات کانال‌های خاک‌ریز‌ها را پر کرده و هزینه لایروبی را افزایش می‌دهد.
توصیه‌هایی در خصوص کیفیت آب در آبیاری
رسیدن به این نتیجه که آب آبیاری ما با چه مشکلی مواجه است، نیاز به آزمایش و بررسی کارشناسی کیفیت آب دارد. نتیجه ارزیابی‌ها ممکن است استفاده از آب آبیاری را محدودتر کرده و یا نیازمند به اقدامات ویژه مدیریتی به نسبت شرایط به وجود آمده باشد. این واقعیت که کیفیت آب بسیار حائز اهمیت است غیر قابل انکار است اما باید به این نکته نیز توجه کرد که در اینگونه ارزیابی‌ها تمرکز بر روی خاک و ساختار آن است. بنابراین ارزیابی‌ها باید از نظر شرایط خاص محلی و قابلیت‌های مدیریتی انجام پذیرد.
