شوری خاک چیست؟
در شرایطی که میزان نمک خاک فراتر از حد تحمل گیاه باشد، به آن، خاک شور می‌گویند. در واقع زمانیکه Ec (هدایت الکتریکی) در خاک زراعی بیش از حد افزایش پیدا کند و مواد موثر کودها و یا سموم سریع در آن تثبیت شوند، این خاک از لحاظ کشاورزی، دچار پدیده شوری خاک است. به عبارت دیگر خاک شور دارای مقدار هدایت الکتریکی عصاره اشباع بیشتر از ۴ دسی‌زیمنس بر متر می‌باشد.
دلایل شوری خاک
الف) عوامل طبیعی:
- هوازدگی سنگ مادری
- آب و هوا
- عوامل جغرافیایی
- آب‌های زیرزمینی
- فرسایش بادی
ب) عوامل غیرطبیعی یا عوامل انسانی:
- مدیریت نامطلوب آبیاری
- تسطیح نامطلوب اراضی
- آیش (عاری گذاشتن زمین مزرعه از پوشش گیاهی)
- تخریب پوشش گیاهی
انواع شوری خاک
از نقطه نظر استعداد زراعی و شوری، خاک‌ها را به درجات زیر تفکیک می‌کنند:
درجه صفر: این گونه خاک‌های عاری از نمک بوده و هیچ‌گونه محدودیتی از لحاظ رشد برای گیاه ندارند.
درجه یک: میزان نمک موجود در خاک در حدی است که در وضع رشد گیاهان حساس اثر می‌گذارد؛ در حالیکه در رشد گیاهان نمک‌دوست بی‌تأثیر می‌باشد. (گیاهان حساس به شوری)
درجه دو: میزان نمک خاک در حدی است که از رشد معمولی هر گونه گیاهان می‌کاهد.
درجه سه: غلظت نمک خاک زیاد است و فقط تعداد محدودی از گیاهان در این گونه خاک‌ها مقاومت می‌کنند. (گیاهان مقاوم به شوری)
درجات | E.C | درصد نمک |
۰ | ۴ – ۰ | ۱۵% – ۰ |
۱ | ۸ – ۴ | ۳۵% – ۱۵% |
۲ | ۱۵ – ۸ | ۶۵% – ۳۵% |
۳ | <۱۵ | <۶۵% |
مفهوم SAR در شوری
مفهوم SAR در شوری به میزان الکترولیت‌ها در آب اشاره دارد. SAR مخفف Sodium Adsorption Ratio است که به میزان نسبی سدیم (Na+) به مقدار کاتیون‌های قابل جذب خاک اشاره دارد. این پارامتر برای اندازه‌گیری شوری آب و نقش آن در کیفیت آب و خاک استفاده میشود.
مقدار SAR تأثیر مستقیمی بر توانایی خاک در نگهداری کاتیون‌ها (یون‌های مثبت) به عنوان مثال کاتیون‌های کلسیم (Ca2+)، منیزیم (Mg2+) و پتاسیم (K+) دارد؛ مقادیر SAR بالاتر ممکن است نشان‌دهنده شوری بیشتر آب باشد که می‌تواند تأثیر منفی بر رشد و عملکرد گیاهان داشته باشد.
به طور کلی، مقادیر SAR بالاتر ممکن است نیاز به اقداماتی مانند آبیاری با آب شیرین، استفاده از محصولات شیمیایی برای اصلاح شوری خاک و استفاده از گیاهان مقاوم به شوری را به همراه داشته باشد.
تفاوت خاک شور و خاک سودیک
خاک شور:
خاک شور به خاکی اطلاق میشود که شوری آب آن بیش از حد معمول است. میزان شوری در خاک شور اغلب ناشی از مقدار زیادی از نمک‌ها و الکترولیت‌ها در آب آبیاری، آب زیرزمینی یا تغییرات شیمیایی طبیعی خاک است.
خاک شور می‌تواند تأثیر منفی بر رشد و عملکرد گیاهان داشته باشد، زیرا میزان شوری بالا می‌تواند منجر به تخریب ساختار خاک شده و جذب آب توسط گیاه را کاهش دهد و باعث آسیب ریشه‌ها شود.
این خاک‌ها دارای مقادیر زیاد نمک محلول خنثی (کلرید و سولفات‌های سدیم، کلسیم و منیزیم) هستند به طوری که رشد بیشتر گیاهان زراعی را کاهش می‌دهند. SAR خاک‌های شور کمتر از 13 (ESP کمتر از 15) و pH عصاره اشباع آن‌ها کمتر از 8.5 می‌باشد.
خاک سودیک:
خاک سودیک یا خاک قلیایی، خاکی است که دارای سطح شوری بالا به علت وجود سدیم (Na+) در آن است. سدیم معمولاً از آب آبیاری یا منابع آبی زیرزمینی وارد خاک میشود.
خاک سودیک ممکن است دارای ویژگی‌هایی مانند pH بالا، ساختار خاکی ناپایدار، لایه‌های سطحی تراکمی و عدم نفوذپذیری باشد.
گیاهان در خاک سودیک معمولاً با مشکلاتی مثل جذب آب، فعالیت آنزیم‌ها، نقص عناصر غذایی و رشد بهینه روبرو می‌شوند.
این خاک‌ها دارای مقدار زیادی از املاح سدیم هستند به طوری که pH عصاره اشباع بیش از 8.5 است و SAR بیش از 13 (ESP بیش از 15) می‌باشد.
آیا پسته در خاک شور رشد می‌کند؟
پسته درختی نسبتا مقاوم به شوری می باشد؛ ولی بالاترین عملکرد را در شرایط آب و خاک شیرین دارد.
در قدیم بسیاری از کشاورزان بر این باور بودند که درخت پسته نمک دوست بوده و ریختن نمک پای درخت باعث افزایش عملکرد میشود. به عنوان مثال در برخی مناطق مانند یزد برخی کشاورزان بر این باور بودند که ریختن نمک پای درخت باعث افزایش عملکرد میشود. از طرفی با پیشرفت علم کشاورزی نتایج محققان نشان داد که پسته بهترین عملکرد را در شرایط آب و خاک شیرین نشان می‌دهد.
عوامل ایجاد شوری خاک در درختان پسته
- زهکشی و آبیاری نامناسب زمین های کشاورزی
- استفاده از کودهای نامرغوب مانند کلرور پتاسیم در مناطق شور
- شور شدن خاک از طریق صعود موئینه‌ای آب‌های زیرزمینی
- میزان تبخیر و درجه حرارت بالا
- کاهش فاصله‌ی بین دفعات آبیاری
- خشکسالی‌های پی در پی
علائم شوری در درخت پسته
خشک شدن حاشیه‌ی برگ‌های درختان پسته شاخص‌ترین علامت شوری می باشد؛ به این صورت که برگ های درختان پسته از حاشیه شروع به خشک شدن کرده و به تدریج تا رگبرگ اصلی می‌رسد. در شرایطی که شدت شوری زیاد باشد برگ‌ها از نوک شروع به سوختن می‌کنند. این امر موجب زرد شدن تدریجی میوه‌ها و در نهایت سیاه شدن نوک میوه‌ها می‌گردد. از علائم شوری سوختگی نوک و حاشیه‌ی برگ‌های درختان پسته می‌باشد که این سوختگی در وضعیت کمبود پتاسیم در برگ‌ها نیز مشاهده میشود؛ با این تفاوت که سوختگی در اثر کمبود پتاسیم در برگ‌ها به رنگ قهوه‌ای نمایان میشود. علائم شوری ابتدا در برگ‌های پیرتر ظاهر شده و از نوک برگ شروع می‌گردد؛ کم کم حاشیه ی برگ را در بر می‌گیرد و سپس به قسمت‌های داخلی برگ و رگبرگ میانی پیشروی می‌کند.
بیماری‌های پسته با علائم مشابه شوری
بیماری‌های پسته با علائم مشابه شوری خاک ممکن است شامل عوامل مختلفی باشند. در ادامه، چند نوع بیماری پسته را که می‌تواند علائم مشابه شوری خاک داشته باشند، بررسی می کنیم:
بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی: این بیماری توسط قارچ Verticillium dahliae ایجاد میشود. علائم آن شامل ریزش برگ‌ها، زرد شدن و خشک شدن شاخه‌ها، کاهش رشد و عملکرد محصول، و در نهایت آفتاب‌سوختگی و مرگ کامل گیاه است. این علائم ممکن است به نظر برسد که ناشی از شوری خاک باشد، اما در واقع به علت اختلال آوند‌های گیاه ناشی از آلودگی قارچی است.
بیماری کمبود آهن (Iron deficiency): کمبود آهن می‌تواند باعث رنگ پریدگی برگ‌ها و کاهش رشد گیاه پسته شود. این علائم ممکن است شبیه به شوری خاک باشند، زیرا کمبود آهن می‌تواند باعث عدم جذب و استفاده صحیح از آب و مواد معدنی در گیاه شود.
بیماری سرخشکیدگی (Branch dieback): این بیماری ممکن است باعث خشک شدن شاخه‌های پسته و ریزش برگ‌ها شود. این علائم نیز ممکن است به نظر برسد که ناشی از شوری خاک باشد اما عواملی مثل نفوذ قارچ‌ها و عدم مدیریت صحیح باغ باعث ایجاد آن می‌شوند.
در هر صورت، برای تشخیص دقیق بیماری‌ها و علائم مشابه شوری خاک در پسته، توصیه میشود از کارشناسان کشاورزی دارای صلاحیت کمک بگیرید.
کمبود پتاسیم و علائم مشابه شوری
کمبود پتاسیم در پسته می‌تواند به رشد و عملکرد گیاه پسته آسیب برساند. پتاسیم یکی از عناصر معدنی مهم است که برای رشد و توسعه صحیح گیاهان ضروری است. این عنصر معدنی در عملکرد فعالیت‌های سلولی گیاهان نقش مهمی دارد و بر تعادل آبی، فتوسنتز، تنظیم فشار اسمزی و تقویت ساختار گیاه تأثیر می‌گذارد.
علائم کمبود پتاسیم در پسته می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
رشد ضعیف: گیاه پسته با کمبود پتاسیم ممکن است رشد ضعیفی داشته باشد. رویش کم، افزایش نسبی در فاصله بین شاخه‌ها و کوتاه شدن سایز برگ‌ها ممکن است دیده شود.
عدم توسعه میوه‌ها: کمبود پتاسیم می‌تواند باعث عدم توسعه صحیح میوه‌ها شود. ممکن است اندازه میوه‌ها کوچکتر باشد و تعداد آن‌ها کاهش یابد.
ضعف مقاومت در برابر بیماری‌ها و آفات: کمبود پتاسیم می‌تواند باعث ضعف سیستم ایمنی گیاه شود و باعث کاهش مقاومت آن در مقابل بیماری‌ها و آفات شود.
زردی لبه برگ‌ها: کمبود پتاسیم در پسته موجب زردی و خشک شدن لبه‌های برگ‌ها میشود. این زردی از لبه‌ها شروع شده و به تدریج به سمت مرکز برگ‌ها پیش می‌رود و گاهی با علائم شوری اشتباه گرفته میشود.
در شوری پسته، زردی عمومی برگ‌ها مشاهده شده و در موارد شدید، این زردی ممکن است به قهوه‌ای تیره تبدیل شود. برگ‌ها در شرایط شوری ممکن است خشک و لایه لایه شوند. این علائم معمولاً از لبه‌ها شروع میشود و به تدریج به سایر بخش‌های برگ‌ها گسترش می‌یابد.
اصلاح خاک‌های شور و خاک‌های قلیایی
آبشویی برای مقابله با شوری
مهم‌ترین اصل در اصلاح خاک‌های شور، آبشویی سنگین زمستانه برای خروج نمک‌ها از محدوده‌ی ریشه می‌باشد. از طرفی در برخی مناطق در سطح خاک حالت گازویلی (خاک سدیک شده) یا ترک‌های ریز (حالت پفکی) مشاهده میشود (مشخصه خاک‌های شور و قلیایی)؛ بنابراین برای کاهش خطرات ناشی از یون سدیم میتوان از اصلاح‌کننده‌هایی مانند گچ یا اسید سولفوریک همراه با آبشویی زمستانه استفاده کرد.
بهبود زهکشی
برای مقابله با خاک‌هایی که زهکشی ضعیف دارند (به ویژه خاک‌های رسی با بافت سنگین)، میتوان از خاک‌ورزی عمیق برای شکستن سطح خاک و همچنین استفاده از کاه و کلش در عمق ۸۰ سانتی‌متری خاک جهت جلوگیری از شرایط ماندابی و افزایش زهکشی استفاده کرد.
کاهش تبخیر
استفاده از مالچ روی خاک یا بقایای گیاهی می‌تواند به کاهش تبخیر کمک کند (به ویژه در خاک‌های رسی که بعد از آبیاری سطح خاک سله می‌بندد).
اصلاح شوری خاک با استفاده از تیمارهای شیمیایی
برای کاهش سدیم خاک، قبل از شستشوی خاک‌های شور ابتدا باید آن‌ها را با مواد شیمیایی تیمار کرد. برای تعویض یا حذف سدیم با عنصری دیگر، کلسیم به شکل محلول مانند گچ اضافه میشود. پس از تیمار با کلسیم، سدیم به همراه سایر نمک‌های محلول از طریق خاک شسته میشود. بهترین روش برای اصلاح خاک‌های شور که فاقد منبع کلسیم مانند گچ یا کربنات های آزاد هستند، استفاده از گچ کشاورزی (سولفات کلسیم آبدار) می‌باشد. از طرفی در برخی مناطق میزان آهک خاک (کربنات کلسیم نامحلول) بسیار بالا بوده و گچ پاسخگو نمی‌باشد؛ در این حالت لازم است از اسید سولفوریک جهت اصلاح خاک استفاده کرد. اسید سولفوریک با کاهش pH آب و تبدیل آهک به گچ باعث آزاد شدن کلسیم و جایگزینی آن با سدیم میشود.
مکانیسم اثر اسید سولفوریک برای مبارزه با شوری و لزوم وجود آهک
سولفات کلسیم آبدار یا همان گچ کشاورزی بر اثر واکنش اسید سولفوریک با کربنات کلسیم موجود در خاک به‌وجود می‌آید. آنچه باعث ایجاد تفاوت بین گچ خام و گچ کشاورزی میشود، سرعت تاثیر آن‌ها در اصلاح خصوصیات نامطلوب خاک‌های شور و قلیا است. گچ خام کشاورزی بعد از دو الی سه سال حداکثر تاثیر خود را نشان می‌دهد ولی در مورد اسید سولفوریک این مدت زمان به حدود چند روز بعد از اعمال اسید کاهش می‌یابد. آنچه در خاک‌های شور منجر به بروز مشکل میشود، سدیم چسبیده شده به ذرات کلوئیدی خاک است. کلسیم حاصل از انحلال گچ کشاورزی با سدیم چسبیده به سطح ذرات خاک جایگزین میشود. مقدار اسید مورد نیاز برای اصلاح یک هکتار خاک، بسته به هدف و میزان مشکل به وجود آمده، تغییر می‌کند. به عنوان مثال خاک مبتلا به شوری از نوع سدیم با خاکی که شوری آن از بر اثر وجود منیزیم است، تفاوت دارد. لازم به ذکر است شاخص خطر منیزیم چندین برابر بیشتر از سدیم است. کاتیون منیزیم دارای دو بار مثبت بوده و شعاع کریستاله آن نسبت به سدیم کوچکتر است. دانسیته بالای بار مثبت در مورد کاتیون منیزیم موجب افزایش شعاع هیدراته آن در محلول خاک و به تبع آن انهدام بیشتر خاکدانه‌ها میشود.
از آنجایی که اصلاح خاک سدیمی، با جایگزینی سدیم روی ذرات خاک با کلسیم اتفاق می‌افتد، و این کلسیم از اثر اسید سولفوریک بر آهک آزاد میشود، استفاده از آهک برای اثربخشی اسید سولفوریک در رفع شوری امری ضروری است.
مزایای استفاده از اسید سولفوریک برای مبارزه با شوری
استفاده از اسید سولفوریک برای مبارزه با شوری خاک ممکن است یک راهکار موثر باشد. اسید سولفوریک (H2SO4) به عنوان یک اسید قوی در خاک‌شناسی و کشاورزی استفاده میشود و می‌تواند به شکل زیر تأثیر داشته باشد:
کاهش pH: اسید سولفوریک می‌تواند باعث کاهش pH خاک شود. این افزایش اسیدیته می‌تواند منجر به آزادسازی کاتیون‌هایی مانند کلسیم (Ca2+) و منگنز (Mn2+) در خاک شود. این کاتیون‌ها می‌توانند با یون‌های سدیم (Na+) در خاک و آب شور واکنش داشته و آن‌ها را از خاک دور کنند.
جابجایی سدیم: اسید سولفوریک می‌تواند باعث جابجایی یون‌های سدیم (Na+) در خاک شود. با وارد شدن اسید سولفوریک به خاک، یون‌های سدیم از جایگاه‌های خود آزاد می‌شوند و با آب آبیاری یا بارندگی از خاک خارج می‌شوند.
اصلاح خاک: استفاده از اسید سولفوریک می‌تواند به عنوان یک روش اصلاحی برای خاک‌های سودیک باشد. با کاهش pH و جابجایی سدیم، میزان شوری خاک کاهش می‌یابد و خاک قابل استفاده برای کشاورزی میشود.
با این حال، استفاده از اسید سولفوریک برای مبارزه با شوری خاک نیاز به دقت و احتیاط دارد. قبل از اقدام به اصلاح خاک با اسید سولفوریک، توصیه میشود با کارشناسان خاک‌شناسی و کشاورزی مشورت کنید و آزمایشات لازم را انجام دهید تا به میزان و نحوه استفاده مناسب از این اسید برای خاک خود برسید. همچنین، در حین استفاده از اسید سولفوریک باید توجه ویژه‌ای به ایمنی شخصی و محیط‌زیست داشته باشید.
نحوه استفاده از اسید سولفوریک
با توجه به خطر سوختگی شدید در صورت تماس اسید سولفوریک با بدن، رعایت نکات ایمنی و استفاده از دستکش، لبا‌س‌های ضد اسید، چکمه پلاستیکی و عینک مخصوصی که تمام صورت را می‌پوشاند، هنگام کار با اسید سولفوریک کاملا ضروری است. بهترین روش برای استفاده از اسید سولفوریک ترکیب آن با آب آبیاری است. بدین منظور روی درب یکی از گالن‌های محتوی اسید سولفوریک یک سوراخ ایجاد کنید. سپس شلنگی نازک را به گونه‌ای که به کف ظرف برسد از سوراخ رد کنید. با کج کردن ظرف محتوی اسید به میزان کم چگالی بالای اسید منجر به جریان اسید در شیلنگ میشود. اسید را تا حدی به آب اضافه کنید که pH آب به 5 الی 5.5برسد. برای تعیین pH میتوان از کاغذ تورنسل استفاده کرد. در نظر داشته باشید که محل اندازه‌گیری pH باید چیزی در حدود 8 تا 10 متر از محل ترکیب آب و اسید سولفوریک فاصله داشته باشد.
در نظر داشته باشید در استفاده از اسید سولفوریک محدودیت زمانی وجود ندارد و میتوان در تمام طول سال از آن استفاده کرد؛ هرچند بهتر از استفاده از آن به فصل‌های خنک‌تر موکول شود تا تبخیر کمتری صورت گیرد.
اسید سولفوریک در باغات پسته
خاک‌های مناطق پسته کاری در کشور دارای درصد آهک بالا و pH قلیایی هستند. در چنین شرایطی جذب عناصر غذایی مورد نیاز گیاه با مشکل مواجه میشود و از طرفی، بسیاری از خاک‌های مناطق پسته کاری شور و حاوی سدیم است. کاربرد مواد آلی، گوگرد، گچ و اسید سولفوریک از جمله راه‌های تعدیل و اصلاح pH خاک است. اسید سولفوریک با کاهش pH موضعی در اطراف ریشه، می‌تواند منجر به جذب بیشـتر عناصر غذایی مانند آهن، فسفر، منگنز، روی، و مس شود. سدیمی شدن خاک بخش‌های وسیعی از مناطـق خشک و نیمه خشک را تحت تأثیر قرار می‌دهد؛ به گونه‌ای که حدود نیمی از اراضی زیر کشت آبی دنیا مورد تهدید شوری و سدیم قرار گرفته‌اند.
استفاده از اسید سولفوریک برای اصلاح خاک‌های کشاورزی امری مرسوم است، اما استفاده از آن در باغات پسته ایران سابقه چندان طولانی نداشـته و محدود بـه تعدادی از باغدارانی است که به صورت تجربی به انجام آن پرداخته‌اند. ارزیابی اثر کاربرد مقادیر مختلف اسید در زمان‌های مختلف در چهار بخش انجام خواهد شد. این چهار بخش عبارت‌اند از:
- ویژگی‌های خاک
- عملکرد محصول
- عناصر برگ
- خصوصیات رویشی و زایشی درختان پسته
استفاده از گچ برای مبارزه با شوری
استفاده از گچ به عنوان روش اصلاحی برای مبارزه با شوری خاک می‌تواند مفید باشد، به خصوص در مواردی که شوری خاک ناشی از وجود سدیم (Na+) است. گچ (سولفات کلسیم) می‌تواند به شکل زیر تأثیر داشته باشد:
کاهش سدیم: گچ می‌تواند با سدیم در خاک واکنش داشته و باعث تبادل یونی شود. طی این واکنش، سدیم با گچ واکنش داده و جایگزین یون کلسیم (Ca2+) میشود. این باعث کاهش شوری خاک و افزایش میزان کلسیم در خاک میشود.
اصلاح ساختار خاک: گچ می‌تواند برای بهبود ساختار خاک استفاده شود.
افزایش توانایی نگهداری آب: گچ می‌تواند باعث افزایش توانایی خاک در نگهداری آب شود. این به دلیل بهبود ساختار خاک، کاهش شوری و افزایش میزان کلسیم است. این ویژگی می‌تواند به کشاورزان کمک کند تا مصرف آب را بهبود دهند و بهره‌وری آب را افزایش دهند.
استفاده از گچ به عنوان روش اصلاحی برای مبارزه با شوری خاک بستگی به ویژگی‌های خاص خاک و شرایط محیطی دارد. قبل از استفاده از گچ، توصیه میشود با کارشناسان خاک‌شناسی و کشاورزی مشورت کرده و آزمایشات لازم را انجام دهید تا به میزان و نحوه استفاده مناسب از گچ برای خاک خود برسید.
روش‌های تکمیلی مبارزه با شوری خاک در درختان پسته
- حفر پروفیل جهت بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک قبل از هر اقدامی برای کاشت پسته
- استفاده از کودهایی که شاخص شوری پایین دارند مانند سولفات آمونیوم
- استفاده از مواد اصلاحی خاک مانند گچ کشاورزی، اسید سولفوریک، اسید انفوریک، اسید هیومیک
- انتخاب ارقام مقاوم به شوری مانند ارقام پسته بادامی، اکبری، چروک، عباسعلی و …
- خاکشویی یا آبشویی صحیح خاک در فصل زمستان
