دانلود تحقیق شوری خاک

مقدمه:
شوری خاک و مشکلات مربوط به آن عموماً در مناطق با آب وهوای خشک ونیمه خشک رخ می دهد که میزان بارندگی جهت آبشویی املاح کافی نیست.

با توجه به وسعت خشکی های موجود در سطح کره زمین که معادل 5/134 کیلومتر مربع می باشد 1.3 از کل این زمینها در مناطق خشک وکویری قرار دارد.

برطبق مطالعات آمار کوادیر درسال 2001 وجود بیش از نیم میلیون
(حدود106 ×560 هکتار ) خاک سدیک وشورسدیمی در سراسر جهان مستلزم یک مدیریت بهسازی مقرون به صرفه است.

که این رقم در کشور ما به حدود 25 میلیون کیلومتر مربع می رسد.

با توجه به کمبود منابع مناسب برای کشاورزی وپیشروی هر چه بیشتر شوری در زمینهای کشاورزی بهسازی این خاکها حائز اهمیت است.روشهای مختلفی در بهسازی این خاکها وجود دارد.

روش استفاده از فرآورده های جانبی FGD که در واقع برای افزایش بهره وری وجلوگیری از خطرات ناشی از انتشار گازSO وتبدیل آن به فرآورده های جانبی مفید مثل گچ می باشد که در اصلاح خاکهای شور و سدیمی استفاده می شود.

از آنجائیکه اصلاح این خاکها به روشهای شیمیایی مستلزم هزینه بسیار گزاف است اغلب کشاورزان درصورت امکان از روش زیست پالایی گیاهی استفاده می کنند.

کشت انواع گیاهان مقاوم به شوری از جمله گیاه کالارگراس کمک زیادی به کاهش CaCO3 به ESPوPHخاک کرد که این امر از طریق تنفس ریشه ها وآزاد شدن CO جذب نمکها وانتقال آن‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏ آزاد کردن H انجام می شودکه این روش نه تنها از لحاظ اقتصادی بلکه از نظر حفاظت خاک وجلوگیری از فرسایش ومخصوصاً فرسایش بادی حائز اهمیت است.

فصل اول
خاکهای مبتلا به نمک
1-1تعریف مناطق خشک
بطورکلی تعریف دقیقی برای مناطق خشک وجود ندارد.

اما تعریف زیر می تواند تاحدودی راهگشا باشد:
(مناطقی که در آنها رطوبت خاک به اندازه ای ناچیز است که نمی توان بدون آبیاری خاکهای این مناطق، محصولی برداشت نمود.) البته این تعریف بدان معنی نیست که چنین مناطق اصولاً عاری از هرگونه پوشش گیاهی باشند.

جدول (1) حدود مناطق خشک دنیا را نشان میدهد.

جدول (1) مساحت تقریبی مناطق خشک، نیمه خشک، بسیار خشک دنیا.

مناطق وسعت
نیمه خشک 2123800 کیلومتر مربع
خشک 2175600کیلومتر مربع
بسیار خشک 5668000کیلومتر مربع
باحسابی سرانگشتی که این جدول در اختیار ما قرار میدهد در می یابیم که حدود1.3از کل زمینهای دنیا را باید جزء زمینهای خشک محسوب کنیم واز اینرو بدون آبیاری، نمی توان کشاورزی وسیعی را در این مناطق انتظار داشت.

مناطق خشک بسته به میزان بارندگی به مناطق نیمه خشک، خشک، وبسیار خشک تقسیم میشوند.

میزان متوسط بارندگی درمناطق خشک کمتر از 35 میلیمتر می باشد.در حالت طبیعی گسترش خاکها تحت شرایط خشک ناشی از خصوصیاتی است که از پیدایش در مناطق مرطوب متمایز می باشد.

از اینرو، خاکهای مناطق خشک مسائل ومشکلات ویژه ای دارندکه مانع از گسترش کشاورزی پایدار ودائمی در این مناطق می شوند برای حل این مشکلات که شامل مسائلی از قبیل شوری،سدیمی شدن وسمیت یونها هستند، نیاز به بکارگیری روشهای اصلاحی واعمال مدیریتهای ویژه است(1).

1-2-مفهوم خاکهای مبتلابه نمک:
خاکهای مبتلا به شوری در مناطق خشک بسیار شایع هستند.

خاکهای که نمکهای محلول در آنها رشد گیاهان را به مخاطره می اندازد، خاکهای مبتلابه نمک نامیده می شوند.

این گروه از خاکها شامل خاکهای سدیمی وخاکهای شور می شوند.خاک شور به اندازه ای حاوی نمک است که رشد غالب گیاهان زراعی را تحت تاثیر قرار میدهد.

در خاکهای سدیمی نیز، همین حالت وجود دارد با این تفاوت که در اینگونه خاکها، سدیم تبادلی زیاد است.

خاکهای شور-سدیمی به اندازه ای نمک وسدیم تبادلی دارند که رشد اغلب گیاهان زراعی را تحت تاثیر قرار می دهند.باید بخاطر داشت که، خاکهای شور اغلب در مناطق خشک ونیمه خشک بوجود می آیند، اما تمام خاکهای مناطق خشک نیز، شور نیستند.

در چنین اقلیمی پتانسیل (مقادیر) تبخیرو تعرق در اغلب ماههای سال بیش از میزان بارندگی است.

در مناطق مرکزی ایران، این عدم تعادل رطوبتی ممکن است به بیش از 1500 میلی متر در سال برسد.

در چنین شرایط اقلیمی، درشرایط طبیعی، آب کمتری مجال نفوذ به زمین را خواهد داشت (1) .

فرآیندهای هوادیدگی شیمیایی در مناطق مرطوب از راههائی مانند هیدرولیزکانیهااکسیداسیون وانحلال آنها صورت می پذیرد.

اما در مناطق خشک این فرآیندها به علت کمبود آب بسیار محدود می باشند.پیدایش خاکها تاحدود زیادی معکوس کننده خواص مواد مادریشان هستند.

قسمت اعظم خاکهای مناطق خشک مربوط به خاکهای رده اریدی سول هستند(1) .

شوری خاک ومشکلات مربوط به آن عموماً در مناطق با آب وهوای خشک ونیمه خشک رخ می دهد که میزان بارندگی جهت آبشویی املاح محلول از خاک کافی نیست ویا درمناطقی که سطوح ایستایی بالا است.

مشکلات شوری همچنین در مناطقی رخ می دهدکه با آب برخورداراز کفیت پایین آبیاری می شوند(12).

خاکهای مبتلا به نمک به خاکهای قلیایی سفید، قلیایی سیاه، گامبو* -نقاط صاف و دیگر اسامی واضح معروف اند که این اسامی به ظاهر خاک به علت تجمع نمک مربوط می شود.واژه قلیایت اغلب شامل خاکهای با رنگ روشن و مستعد پوسته پوسته شدن که دال بر محتوای سدیم تبادلی اضافی آنها است.خاکهای مبتلا به نمک تفاوت قابل ملاحظه ای در کاربری مناسب، حاصلخیزی، سهولت بهسازی ومدیریت دارند(12).

1-3 خواص خاکهای مبتلا به نمک: خواص شیمیایی وفیزیکی خاکهای شور منعکس کننده میزان نوع نمک موجود در خاک است.

از نظرآرمانی میزان ونوع نمک موجود در خاک را باید از راه تجزیه محلول خاک که در شرایط رطوبتی مزرعه بدست آمده است، تعیین نمود.

در روشهای استاندارد آزمایشگاهی به خاک را با آب مقطر اشباع کرده وسپس عصاره آنرا برای تجزیه شیمیایی استخراج می کنند.

این عصاره اشباع حدوداً همان خصوصیات محلول خاک در شرایط اشباع (مزرعه ) را خواهد داشت(1).

1-4 طبقه بندی خاکهای شور (خاکهای مبتلا به شوری): خاکهای مبتلا به نمک به 3 گروه تقسیم می شوند که این تقسیم بندی براساس مقدار ونوع نمک آنها هدایت الکتریکیEC، PH خاک و درصد سدیم تبادلی ESP صورت گرفته است.

طبقه بندی این خاکها در جدول (2) آمده است: جدول 2-طبقه بندی خاکهای مبتلابه نمک(12).

شناخت اختلاف بین این خاک بسیار مهم است چراکه این فاکتورها تعیین کننده چگونگی مدیریت وبهسازی آنها هستند.

1-4-1 خاکهای شور واژه خاکهای شور معادل واژه خاکهای سولونچاک در سیستم طبقه بندی روسها می باشد.

که در گذشته به آنها خاکهای قلیایی سفید گفته می شد.

گاهی آنها را می توان از طریق قشری سفید که در سطح آن وجود دارد، تشخیص داد.اگر چه عدم وجود قشرنمکی نیز لزوماً به معنای شور نبودن این خاکها نیست.

میزان SAR کمتر از 13 در این خاکها نشان دهنده میزان نسبتاً کم سدیم تبادلی است.غلضت زیاد نمک در عصاره اشباع خاکهای شور، باعث می شود که مقدار EC به بیش از 4 دسی زیمنس برمتر برسد(1).

معمولاً PH کمتر از 5/8 می باشد.مهمترین کاتیون های این خاکها،کلسیم، منیزیم وسدیم هستند، ولی به ندرت سدیم بیش از نصف کاتیونهای محلولی را تشکیل می دهد پتاسیم معمولاً به مقدار قابل ملاحظه ای در محلول خاک یا در سطح کلوئیدهای رسی وجود ندارد گرچه ندرتاً در بعضی خاکهای کویری پتاسیم محلول درصد بزرگی از املاح محلول را تشکیل می دهد.

آنیون های اصلی در این خاکها کلرور، سولفات وگاهی نیترات می باشند مقدار ناچیزی بی کربنات در این خاکها یافت می شود ولی بهر حال کربنات محلول در آن وجودندارد.علاوه براملاح محلول مقداری املاح کمتر محلول وغیرمحلول مانند ژیپس ، کربنات کلسیم یا منیزیم نیز در آنها یافت می شود.

در نتیجه تبخیرآب وباقی ماندن نمک در سطح تکه های سفید ومجزایی درسطح این خاکها تشکیل می گردد(4).

از لحاظ نیمرخ شناسی نیمرخ این خاکها یکنواخت است وتغییراتی در جهت عمق در آن مشاهده نمی شود این موضوع نشان دهنده آن است که عوامل هوازدگی وسازنده خاک تاثیر چندانی در این خاکها نداشته اند.

به علت رشد کافی گیاهان میزان هوموس آنها کم وبنابراین روشن رنگ هستند (4) .

به علت زیادی املاح ونبودن سدیم قابل تبادل زیاد ذرات کلوئیدی این خاکها منعقد شده است و نفوذپذیری در آنها از خاکهای مشابه غیرشور بیشتر است واین خاکهای دارای شرایط فیزیکی نرمال هستند(12).

1-4-3 خاکهای سدیمی: در فرهنگ خاک شناسی روسها به این خاکها، خاکهای سولونتز اطلاق می شود.

اولین محققان آمریکایی واژه قلیایی سیاه را برای این خاکها بکار می بردند.

کاربرد صفت سیاه به خاطرحل مواد آلی خاک ومتعاقب آن هویدا شدن مواد آلی در سطح خاک براثر تبخیر آب است.

این فرآیند باعث تیره شدن سطح خاک می شود.

مشخصه خاکهای سدیمی پایین بودن میزان شوری در محلول آنهاست.مقادیر SAR در این خاکها بزرگتر از 13 است که این امر بیانگر فزونی میزان سدیم تبادلی نسبت به خاکهای شور است هیدرولیز سدیم تبادلی باعث ایجاد NaOH در محلول خاک می شود.

NaOH به وجود آمده نیز می تواند با CO محلول ترکیب شده و Na2 CO3 تولید کند ودر چنین شرایطی PH خاک سدیمی ممکن است حتی به 10 هم برسد در این حالت یونهای ,Ca Mg به خاطر وجود CO به صورت کربنات سدیم رسوب می دهند.

از اینرو محلول این خاکهای حاوی نمکهای کربنات، بی کربنات، کلرید وسولفات سدیم است.

یون عمده در خاکهای سدیمی Naاست که به همراه مقداری,K ,Ca Mg نیز وجود دارد.

درصد بالای سدیم تبادلی را می توان با از هم پاشیدگی سیستم رسی تشخیص داد.

در این حالت ورود هوا و آب به خاک به طور چشمگیری کاهش می یابد.خاکهای سدیمی در صورت عدم بکارگیری روشهای اصلاحی از نظر کشاورزی ارزش چندانی ندارند.(1) در این خاکها درصد سدیم قابل تبادل آنها از 15 بیشتر است به این مفهوم سدیم تبادلی بیش از 15 درصدCEC را در برگرفته (12).

میزان املاح محلول در آنها کم وبنابراین هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک از 4 میلی موس برسانتیمتر کمتر است (1).

اگر این خاکها زمان کافی برای به وجود آوردن لایه B داشته باشند.

رسهای لایه A در نتیجه انتشار به لایهB منتقل می شود وساختمان منشوری مشخصی در آن به وجود می آید.

بنابراین لایه A در خاکهای قلیایی درشت بافت نفوذ ناپذیر می باشد در صورتیکه لایه B نسبتاً سخت با نفوذ پذیری کم وریز بافت خواهد بود.

در شرایط مزرعه معمولاً این خاکها تکامل نمی یابند ولی نفوذ پذیری آنها بهر حال کم است.

اگر این خاکها حاوی سولفات کلسم باشند در نتیجه آبیاری بتدریج سولفات کلسیم حل می شود وکلسیم آن سدیم را جابجا می کند و پس از مدتی خاک به حالت معمولی در می آید.

در صورتی که خاک حاوی این ترکیب نباشد با افزایش ژیپس وگوگرد ودر نتیجه اکسید اسیون تولید اسید سولفوریک خواهند کرد.

هم چنین با افزایش اسید سولفوریک، سولفات آهن، سولفات آلومنیوم، سولفات کلسیم تشکیل می شود وعمل جانشینی بین سدیم وکلسیم صورت خواهد گرفت.

در بعضی خاکهای قلیا که ذخیره املاح کلسیم ومنیزیم آنها ناچیز است با اینکه درصد سدیم تبادلی بیش از 15 می باشد.

با اینحال PH آن کمتر از 7 وگاه 6 است این خاکها را خاکهای قلیایی تنزل یافته می نامند.بیر عقیده دارد که چون این خاکها از لحاظ PH قلیایی نیستند باید آنها را خاکهای سدیمی تنزل یافته بنامند، علت پایین بودن PH در این خاکها وجود هیدروژن قابل تبادل است که در غیبت املاح دو ظرفیتی جای آنها را در سطح کلوئید رس گرفته است(4).

1-4-3-خاکهای شور سدیمی: این خاکها که تواماً خصوصیات شیمیایی خاکهای شور سدیمی را دارا می باشند.

درصد سدیم تبادلی این خاکها بیشتر از خاکهای شور بوده(3SAR >) وهمچنین میزان غلظت نمک محلول این نوع خاکها زیاد است(دسی زیمنس برمترE C 1-5-خاکهای شور ایران: مساحت خاکهای شور وخاکهای وابسته به آن درایران بیش از 25 میلیون هکتار می باشد.

در اکثر خاکهای فلات مرکزی کمتر خاکی است که فاقد املاح فوق باشد گاهی مقدار نمک به صورت غالب است وگاهی گچ وگاهی آهک.

در شور شدن این خاکها یون منیزیم نیز نقش مهمی ایفا نموده وحتی مقدار آن از کلسیم بیشتر می شود.

بنابراین برای تعیین SAR نمی توان نقش منیزیم را برابر یون کلسیم در نظر گرفت.

در چنین شرایطی رابطه Esp,SAR چندان با واقعیت خاک صدق نمی کند.اندازه گیری وتعیین سدیم تبادلی نیز امری مشکل وپیچیده است(2).

فصل دوم 2-3-اصلاح وبهسازی خاکهای شور سدیمی: برای اصلاح این خاکها هم باید از میزان املاح وهم سدیم کلسیم کاسته شود.

تا این خاکها از نظر کشاورزی قابل بهره برداری باشند.1-در این خاکها ابتدا باید سدیم تبادلی توسط Ca جایگزین شود.2-نفوذپذیری خاک افزایش یابد.3-نمکهای سدیم از خاک شسته شوند.

برای آبشویی نمک محلول اضافی در خاک ، به آن مقدار مناسبی آب اضافه می کنند، به جزدرشرایطی که بنا به دلایلی، زهکشی امکان نداشته وخاک دارای بافت سنگینی باشد، معمولاً حرکت آب در زمین شور به راحتی انجام می شود.

نیاز اصلی جهت اصلاح تمام خاکهای مبتلا به نمک، زهکشی کافی ومناسب است که باید یا از طریق طبیعی و یا از طریق مصنوعی اعمال گردد.

زهکشی های مصنوعی شامل زهکشی های سفالی، زهکشهای روباز، پمپ کردن آب وغیره می شود.

از آنجائیکه تمام عملیات اصلاحی برای انتقال ترکیبات نامطلوب از خاک نیاز به آب دارد، این آب باید از سیستم خارج شود؛ در غیر این صورت باعث صعود سطح ایستایی می شود.

با فرض وجود زهکشی کافی قبل از مبادرت به انجام عملیات اصلاحی نخست باید به دو پرسش پاسخ داد: 1)مقدار آب مورد نیاز برای دستیابی به شوری معین در عمق مشخص ازخاک چقدر است؟

2)چه مدت زمان برای این امر لازم است؟

با استفاده از روشهای شبیه سازی کامپیوتری که از دقت نسبتاً بالایی برخوردار بوده وبرای نظریه انتقال مواد محلول در خاک بکار گرفته می شوند، می‌توان بطور تقریبی به این پرسش ها پاسخ گفت.

این روش در مطالعات کنترل شده آزمایشگاهی برای ستون خاک نتایج خوبی داشته است.

استفاده از مدلهای شبیه ساز کامپیوتری در شرایط مزرعه درحد گسترده ای استفاده نمی شود.زیرا متغیرهای طبیعی پارامترهای خاک باعث می شوند که اطلاعات داده شده به کامپیوتر کاملاً قابل اعتماد نبوده واز همین رو پیش بینی مدل احتمالاً دور از واقعیت می باشند(1).

در برنامه ریزی اصلاح خاکهای شور وشور سدیمی لازم است مسائل زیر را مورد نظر قرار داد: -وسعت وپراکندگی شوری وخاکهای مشابه آن.

-مقدار گچ وتوسعه پراکنش آن.

-عمق ونوسانات سفره آب زیرزمینی .

-کیفیت آب زیرزمینی.

-کیفیت آب آبیاری.

-امکان استفاده از آبهای کمی شور.

-نفوذپذیری خاک.

-امکان کاهش سفره آب زیرزمینی.

-امکان استفاده از گیاهان مقاوم به شوری.

در عمق آبشویی لازم است علاوه بر تامین آب آبشویی، مقادیر معین املاح به خاک اضافه نمود، زیرا اگر خاک با آب شیرین آبشویی شود خطر سدیمی شدن رس خاک وجود دارد که در اثر هیدرولیز آن کربنات سدیم ایجاد گردیده ورس به صورت رس سدیمی تبدیل می شود.در نتیجه PH خاک افزایش یافت وساختمان خاک حالت پراکندگی پیدا می نماید.

با استفاده از ترکیبات ومواد متعددی می توان با عمل جانشینی کاتیونی مانع پراکنده شدن وانتقال رس گردید(2) .

2-2 اهمیت بهسازی خاکهای شور سدیمی: براساس آمار موجود بیش از 15 درصد زمینهای ایران به نوعی تحت تاثیر شوری قرار دارند ومتاسفانه طبق مشاهدات عینی این رقم هر سال افزایش می یابد.

این امر کاملاً محسوس وچشمگیر است که زمینهای کشاورزی به دلیل آبیاری با آبهای شور وبی توجهی به خصوصیات آنها در مدتی کوتاه در معرض پیشروی شوری قرار می گیرند.شوری در زمینهای کشاورزی تاحدی پیشروی می کند که کشاورزان به ناچار زمینها را رها می کنند.

در زمینهای رها شده نه فعالیت کشاورزی به سادگی میسر است ونه گیاهان مرتعی می رویند.

خطر عمده دیگر این رویداد فرسایش این نوع خاکها است که به نوبه خود زیانهای دیگری به دنبال دارد.ناکافی بودن زمینهای مناسب کشاورزی درکشور، پیشروی شوری در خاکهای زیر کشت گیاهان زراعی وباغی، افزایش نگران کننده جمعیت کشور کم شدن منابع ، مسئله بهسازی این خاکها را حائز اهمیت کرده است(5) .

2-3-مکانیزم بهسازی: اولین مرحله در بهسازی خاکهای مبتلا به نمک ارزیابی پروفیل خاک است.اصلاح خاکهای شور براحتی امکان پذیر است در صورتی که مقدار بارندگی یا آب آبیاری کافی جهت آبشویی موجود باشد و زهکشی به خوبی صورت گیرد.

حدود 10-8 اینچ آب آبشویی لازم است برای حرکت 70 درصد املاح د ر12 اینچ از پروفیل خاک.

اصلاح خاکهای سدیک متفاوت است.

از این خاکها ابتدا باید سدیم تبادلی اضافی به وسیله کاتیون های دوظرفیتی تبادلی جایگزین شده وسپس آبشویی انجام شود در خاکهای قلیایی بهسازی به کمک اضافه کردن اسیدها ومواد اسیدی خاص به خاک انجام میشود.

که موجب انحلال آهک دراین خاکها شده که متداول ترین مواد گوگرد واسید سولفوریک است که با آهک موجود درخاکها واکنش داد وانحلال آن را افزایش می دهند(12).

2-4 روشهای بهسازی: بعد از شناسایی خاکهای مبتلا به نمک وتشخیص فاکتورهای موجود باید به بهسازی این خاکها اقدام کرده روشهای مختلفی برای این منظور وجود ندارد که در این بخش روشهایی از آن ذکر می ‌ شود و توضیح مختصری در مورد هر یک از روشها آورده می شود.

2-4-1 بهسازی با آبشویی: در صورتیکه میزان تمرکز املاح در خاک از حد تحمل گیاه بیشتر وبا توجه به عوامل اقتصادی وکشاورزی اصلاح این خاک ضرورت داشته باشد شستشوی این خاک لازم است در صورتی که خاک از لحاظ کاتیون کلسیم غنی باشد شستشوی خاک کفایت می کند.

برای اینکار آبیاری غرقابی مناسب ترین روش است.

مزرعه را به صورت کرتهای بزرگ با دیواره بلند در می آورند وآنها را پر از آب می کنند افزودن آب به کرتهاآنقدر ادامه پیدا می کند تا مقدار آب لازم برای شستشوی خاک به کار رود در حین شستشو از خاک نمونه برداری می شود ومیزان املاح تعیین می گردد.چنانچه احتیاج بیشتری به شستشو باشد آبیاری ادامه پیدا می کند مدت زمان لازم برا ی اصلاح یک خاک شور بستگی به شدت شوری خاک ونفوذپذیری آن دارد.

هر چه خاک شورتر ودارای نفوذپذیری کمتر باشد.طول این زمان شستشو بیشتر خواهد بود وگاهی تا شش ماه طول می کشد.

در موقعی که طول مدت شستشو زیاد باشد ممکن است گیاهانی مانند برنج کاسته شود که در طول مدت شستشو محصولی نیز تولید شده وشستشو نیز انجام شود میزان آب لازم برای شستشو بستگی به غلظت آب وشوری خاک دارد با این حال معمولاً در حدود 100 سانتی متر نیز ارتفاع آب بکار می رود.

در کشور شوروی حتی 5 متر آب هم برای شیرین کردن خاک می برند و فلسفه دانشمندان شوری برای مصرف مقدار آب این چنین زیاد این است که «خاک را یک بار برای همیشه باید شیرین کرد وآبهای شور زیرزمینی را تا اعماق شش متری یا بیشتر با آب شیرین جابجا نمود تا احتیاجی به شستشوی مکرر ومجدد نباشد».

از ضروریات خاک شوری که باید اصلاح شود وجود تجهیزات زهکشی منظم ومرتب است.بدون زهکشی های کافی شستشوی خاک نه تنها کمکی نمی کند بلکه ممکن است مضر هم باشد(4) .

عملیات اولیه بهسازی مشتمل برآبشویی به وسیله انباشتن آب در سطح خاک است.

یک قانون کلی می گوید عمق آب نفوذ یافته هر اندازه باشد 80 درصد نمک قابل حل در همان اندازه از عمق خاک خارج می شود اگر عمق بهسازی را یک متر در نظر بگیریم واگر بخواهیم 80 درصد نمکهای قابل حل را خارج کنیم باید آنقدر آب روی خاک انباشته کنیم تا به عمق یک متر به داخل خاک نفوذ کند.

برای خارج کردن 80 نمکهای باقیمانده بار دیگر باید تا یک متر عمق خاک آب در زمین نفوذکند.

این فرآیند گر چه موثر است نسبت به استفاده از آب وقت گیروغیر کار آمد نیز هست.

جز در مورد برنج هنگامی که محصول سرپاست این کار انجام شدنی نیست(5).

کارتر و فنینگ (1964) بین آبشویی غرقابی ومصرف مقادیر کم آب با روش بارانی به طور تناوبی، مقایسه انجام دادند.

بازده خروج نمک به طور قابل توجهی بهبود یافته بود بعداً کارتر ورابینز(1978) گزارش دادند که درجنوب ایالت آیداهو اگر آب به دفعات که هر بار 20 سانتی متر در خاک نفوذ کند به زمین داده شود فاصله هردفعه آبیاری یک هفته یا بیشتر در نظر گرفته شود با عبور 30 سانتی متر آب در هرمتر عمق خاک از درون هر نیمرخ تمام نمک باقیمانده را می توان از نیمرخ خاک خارج کرد.

در این مطالعه، آب در جوی و پشته به زمین داده شده بود وامکان آبشویی به هنگامی که محصول سرپا بود نیز وجود داشت البته شرط موضوع آن است که به وقت کشت محصول میزان نمک در چند سانتی متری سطح خاک کم باشد.

در واقع این فرآیند به مدت چندین سال توسط کشاورزانی که زمینهای جدیدی را در این ناحیه ابیاری می کردند عمل می شد هر چند از آن آگاه نبودند (5) .

اغلب خاکهای نواحی خشک مقادیر زیادی نمک باقیمانده دارند.

باشروع آبیاری در این خاکها نخست خاک به عمق چند سانتی متر شخم وشیار خورده وسپس بذرپاشی می شود.

آبیاریهای بعدی در صورتی که نسبتاً به وفور انجام شود ممکن است جزء آبشویی به بزرگی 5/0 داشته باشند آبیاریها اگر به دفعات کافی انجام گیرد نمک را در جهت عمق نیمرخ حرکت می دهند.

در وضعیتی که آب بسیار کمی داده شود یا مسائل نفوذ سطحی پیش آید تقریباً همیشه نشانی از آسیب نمک به محصول وجود خواهد داشت.

کارتر و رابینز کمیت فرآیند آبشویی را ارزیابی کرد راهنماییهایی برای آبشویی نمک از این خاکها ارائه دادند(5) .

در روشهای تنظیم خاک را توسط آب آبیاری تحت آبشویی قرار میدهند تمام آبهای آبیاری دارای املاح هستند.

بنابراین آبشویی باید اولاً بنحوی انجام گیرد که در محل ریشه ها تجمع نمک صورت نگیرد وثانیاُ املاح را توسط آب زهکشی از محیط خارج نماید.

مقدار آب لازم برای شستشو که بتواند مقدار ارتفاع خاکی را تا انتهای ریشه ها خیس نماید آب مورد احتیاج می نامند.

Lf آب مورد احتیاج آبشویی H مقدار آب برحسب سانتی متر L ارتفاع خاک بر حسب سانتی متر فیرمن (1960) محاسبه نموده است هنگامی‌که رابطه فوق 5 /0 است مقدار 50 درصد از نمکها ار خاک خارج می شوند و در هنگامی که این رابطه 1 می باشد مقدار 80درصد نمک است استخراج می گردد بنابراین در ارتفاع سی سانتی متری با 30 سانتی متر آب مقدار 50 درصد نمک از خاک خارج می شود.شوری آب آبشویی باید جدی باشد که باعث افزایش شوری خاک نگردد.

یعنی طبق معادله زیر می توان شوری آب وارد شده به آب خارج شده را محاسبه نمود: ECdw= ECdw= شوری آب خارج شده از قسمت تحتانی ریشه ها برحسب دسی زیمنس بر متر.

ECw= شوری آب آبیاری برحسب دسی زیمنس برمتر.

Lf= آب مورد احتیاج آبشویی رابطه مقدار آب لازم برای آبشویی به مقدار باقیمانده شوری را می توان از روی شکل (1) به خوبی نشان داد.

شکل (1 ):منحنی های فوق براساس مقدار آب مورد احتیاج برحسب ارتفاع در جهت اصلاح خاکهای شور بصورت ابشویی ممتد (غرقابی) یا منقطع وآبشویی بر ترسیم شده است.FAO(1980) (5).

آزمایشهایی که انجام شده است نشان داد هنگامی که مقدار آب قابل شستشو معادل ضخامت یا برابر ضخامت خاک باشد با درصد املاح شسته می شود.

در شکل فوق : C= غلظت املاح قبل از شستشو و CO=غلظت املاح پس از شستشو است.

رابطه =مقدار آبی که برحسب واحد ضخامت خاک از خاک عبور می نماید.

براساس مشخصات فوق می توان معادله زیر را برقرارنمود:.

بشرط اینکه باشد.

منحنی های کاهش هدایت الکتریکی EC)) در اعماق مختلف خاک را می توان براساس مقدار آب قابل احتیاج برحسب سانتی متر یا براساس اینچ به ترتیب زیر ترسیم نمود.

این منحنی ها برای چهار سطح عمق آبشویی از صفر تا 130سانتی متری به ترتیب زیر ترسیم شده است.

در عمق صفر تا 130سانتی متری کاهش شوری سریع است ودر 90 سانتی متری مرز شوری به 2 دسی زیمنس کاهش یافته است.درقسمت 90 تا 120 سانتی متری حداکثرکاهش شوری در 4 دسی زیمنس مشاهده می شود.

با استفاده از 150 میلیمتر آب توانسته اند هدایت الکتریکی را در مرز120 سانتی متری به 4 دسی زیمنس کاهش دهند.

بدیهی است که مرزتحتانی ریزوسفرحداکثر تا عمق 60 سانتی متری است که در این قسمت هدایت الکتریکی با 120سانتی متر آب به 2 دس زیمنس کاهش می یابد(5).

شکل(2) منحنی‌های آبشویی املاح ازقسمتهای عمیق(5).

مقدار آب مورد نیاز برای شستشوی املاح به عمق خاک ودرجه شوری بستگی دارد مثلاً -نیاز کم به مقدار آب حدود 2تا3 هزار متر مکعب در هکتار.

-نیاز متوسط مقدار آب حدود3تا 5 هزار مترمکعب در هکتار.

-نیاز زیاد مقدار آب حدود 5تا15هزار مترمکعب در هکتار.

-نیاز خیلی زیاد مقدار آب حدود بیش از 15هزار مترمکعب در هکتار.

2-4-2 استفاده از مالچ و دیگر مدیریت رویه ای تسریع درآبشویی نمک: حرکت آب ونمک قابل حل درسراسر خاک فرآیند پویایی است.

هنگامی که آب کافی برای آبشویی به کار رود حرکت نهایی پایاب آب ونمک را به همراه خواهد داشت؛ باخشک شدن سطح خاک ومصرف آب توسط گیاه جهت حرکت آب به طرف نقطه مصرف آب خواهد بودبا تعرق یا تبخیرآب بیشتر نمک قابل حل وخاک باقی می ماند تا متقابلاً دوباره به وسیله آب حرکت داده شود.

هر عملی که بتواند از طریق کاهش تبخیر یا افزایش نفوذ سطحی آب حرکت رو به بالای آب ونمک را کاهش دهد آبشویی نمک وبهسازی خاک را سریع تر خواهدکرد.

کارتر وفنینگ (1964و1965 ) ازمالچ ها یا پوشش های سطحی به منظور کاهش تبخیر در سطح خاک وتسریع نفوذ سطحی آب استفاده کردند.

عمل آنها نشان داد که مالچ های سطحی می تواند حرکت روبه بالای آب ونمک را به قدر موثر کاهش دهد که خاکهای شور به سهولت با بارندگی زمستانی بهسازی شوند، آبشویی به روش بارانی نیز در خاک شامل مالچ موثر تر است.

بتر وهمکاران (1967) دریافتند که استفاده از کاه برای پوشش می تواند به نحوی موثر تبخیر را از دیمزارهای زیرکشت کم کند.

چنین پوشش هایی آبشویی را به کمک مقدار بارانی که فقط کافی برای تولید حاشیه‌ای محصول در زمینهای مبتلا به خاک بود، تسریع کردند(1).

یکی از امتیازات این روش پوشش کامل سطح خاک بود.

بنابراین از تبخیر سطحی وصعود نمک به لایه های بالایی خاک جلوگیری می شود.

مواد آلی درنتیجه تجزیه شدن وانتقال باعث افزایش ساختمان خاک وظرفیت نگهداری آب در خاک شده، بنابراین آب بیشتری را برای ریشه ذخیره سازی می نمایند.

در این مرحله می توان از کودهای سبز انواع مالچ ها استفاده نمود.

2-4-3 آبشویی با آب بسیار شور: خاکهای متبلابه سدیم از هم پاشیده نمی شوند مگر آنکه غلظت اکترولیت در آنها کم باشد.

از اینرو خاکهای شور سدیمی تا هنگام آبشویی الکترولیت اضافی از قابلیت نفوذ سطحی کافی برخوردارند.

نفوذ سطحی آب به داخل خاکهای سدیمی را نیز اغلب می توان با افزایش غلظت الکترولیت محلول خاک بهبود بخشید.

ریو وباوراد (1960) نخست استفاده از آبهای بسیار شور را به عنوان عامل انعقاد و منبع کاتیون های دو ظرفیتی در بهسازی خاکهای سدیمی پیشنهاد کردند: ریو و دورینگ (1966) نشان دادند که خاکهای سدیمی را می توان به سرعت از طریق آبشویی مقدماتی با آ‎ب بسیار شور حاوی مقادیرزیاد ,Mg Ca بهسازی کرد.

بعد از این آبشویی مقدماتی وفرآیند تبادل یونی برای انتقال نمک اضافی وتکمیل فرآیند بهسازی با استفاده از آب کم نمک تر، خاک آبشویی شد.

این فرآیند تحت عنوان روش رقیق کردن- آب نمک، در بهسازی خاکهای سدیمی معروف شده است.

وان شایک وکایرنز (1969) دریافتند که آب حاوی آمونیوم1/0نرمال یا کاتیون های دو ظرفیتی 50 برابر سریع‌تر از یک آب کم نمک‌تر در یک خاک سدیمی نفوذ کردند.

وان درپولوم وهمکاران (1973) ناحیه غلظت آستانه ای نمک را که در آن تغییرات در رسانندگی هیدرولیکی سریع است بررسی کردند.

مطالعات آنها نشان داد که غلظت های آستانه‌ای نمک بسته به خاک SAR بین 40-400 میلی اکی والان در لیتر تغییر می کند.

محمد وهمکاران(1969) درباره آب بسیار شور برای بهسازی خاکهای سدیمی آزمون بیشتری را انجام دادند وبه این نتیجه رسیدند که حتی موقعی که در هر مرحله رقیق‌سازی فقط دو سوم راه تکمیل شود می‌توانند بهسازی مطلوبی را به دست آورند.

آنها آب دریا را منبع قابل قبولی از آب بسیار شور در نظر گرفتند به ویژه اگر قبلاً با گچ اشباع شده باشد.برای تعین میزان نمک وآب مورد نیاز در بهسازی خاکهای سدیمی با استفاده از آب بسیار شور پژوهش های بیشتری لازم است در بسیاری از نواحی آب خیلی شور حاوی غلظت های کاتیون دو ظرفیتی مورد نظر فراهم نیست.

افزایش گچ فقط می تواند میزان محدودی الکترولیت تامین کند.در چنین شرایطی، راه قابل قبول ممکن است این باشد که CaCl به آب آبشویی اضافه شود تا هم غلظت کافی الکترولیت برای ایجاد هماوری ذرات فراهم گردد وهم Ca قابل جذب وکافی برای تبادل تامین شود.

میزان مشخصی از CaCl که باید افزوده شود می تواند براساس مدل پیش بینی باشد.

به دنبال مرحله مقدماتی کشت شد، آب آبیاری تنها را می توان برای ابشویی CaCl اضافی به کاربرد و Na جانشین شده را از نیمرخ خاک خارج کرد.

CaCl یک ماده سهل الوصول در بسیاری ازمناطق است گرچه بهای آن در بسیاری موارد عامل باز دارنده برای مصرف آن است(5) .

2-4-4 مخلوط کردن عمیق خاک سدیک به منظور بهسازی: روش موفقیت آمیز دیگر دربهسازی برخی خاکهای شور-سدیمی وسدیمی ، مخلوط کردن عمیق یا شخم عمیق آنها است.

راس موسن وهمکاران (1972) خاکهای آهکی را به عمق 90 سانتی متر شخم زده مشاهده کردند که خاکهایی که در ابتدا شور بودند در مدت 3تا4 سال بعد از لحاظ شیمیایی بهسازی شده‌اند.

درحضور یا غیاب گچ افزوده شده بهسازی با سرعت مشابهی ادامه داشت.

براثر شخم عمیق عملکرد محصولات، سرعت جذب آب ونفوذ آب وریشه به مقدار زیاد افزایش یافت.

مخلوط کردن خاک سطحی با آمیخته ای ازخاک آهکی ودرشت بافت زیرین ونیز بازشدن خاک تا عمق 90 سانتی متر بهسازی فیزیکی وشیمیایی را به همراه داشت.

راس موسن ومک انیل (1973) برای پیش بینی میزان عمق لازم از مواد خاک تحت الارض در بهسازی خاکهای سدیمی واقع در شرق ایالت اودگان وجنوب آبداهو، از روش مکانیل (1969) استفاده کردند.کایرنز (1970و1972) وباوسرد کایرنز (1967) در یافتند که شخم عمیق موجب افزایش عملکرد یونجه، غلات، وبه طور کلی گندمیان می شود نمکهای قابل حل را کاهش میدهند ودر برخی ازخاکهای کانادا باعث پایین آمدن درصد سدیم قابل تبادل شده است.

نتایج مشابهی توسط آنتی پوب –کاراتیف (1969) در روسیه گزارش شده است تاثیر مخلوط کردن عمق یا شخم عمیق خاک باید د رموقع بهسازی خاکهای سدیمی مدنظر قرار گیرد.(5) این روش برای خاکهایی که به صورت لایه لایه رویهم قرار گرفته است اعمال می شود وروش فوق به افزایش تخلخل خاک کمک می نماید.(2) 2-4-5 مصرف گچ در بهسازی خاکهای سدیک: گچ،( 2H2O CaSO) برای سالیان دراز با موفقیت های متفاوت به عنوان Ca برای جانشین شدن Na در کمپلکس تبادلی خاک ودر نتیجه دربهسازی خاکهای سدیمی مورد بهره برداری قرار گرفته است.

براساس بازدهیهای تبادلی مختلف چندین فرمول تحربی به کار برده شده اند اگرچه هیچ کدام از انها به واقع دقیق نبوده است.

کاربرد مدلهای کامپیوتری توانایی مارا است تا به طور همزمان عوامل بیشتری را که در بهسازی خاکهای سدیمی موثرند بررسی کرده بدین طریق بتوانیم گچ یا دیگر منابع تامین کننده Ca موردنیاز را پیش بینی کنیم(5) .

مدل کامپیوتری UNSATCHEM به عنوان وسیله ای برای ارزیابی نیاز گچی در کواکلا والی استفاده شدکه این مدل مقدار سدیم وشوری را بعد از اصلاح خاک توسط گچ وآبیاری با 114 سانتی متر آب برآورده می کند(19).

لبرون وهمکاران 2001 از این مدل برای ارزیابی نیاز گچی ومدیریت بهسازی خاکهای سدیک استفاده کردند (13).

دات وهمکاران 1972 با استفاده از قطعات آزمایشی ونیم مقیاس 1.2 ستونهای استفاده آزمایشگاهی مدلی را برای پیش بینی نیاز خاکهای سدیمی به آبشویی و گچ آزمایش کردند.

آنها دریافتندکه معادله تبادل کاتیونی گربرای هدفهای مدلسازی مناسب است.

رابینز وهمکاران 1980 مدل تلفیقی تعادل شیمیایی انتقال نمک را برای پیش بینی نقل وانتقالات یونهای انفرادی ، شامل رسوب وانحلال گچ وآهک در حین نقل وانتقال وبرای تبادل کاتیونی به کار بردند.

معادلات تلفیقی آنها شامل زیرروندها برای تبادل کاتیونی وفعالیتهای یونی تصحیح شد برای قدرت یونی بود.

آنها مدلی را که از خاکهای گچی وغیرگچی استفاده می کرد در لیسیمترهای گلخانه ای تنظیم کردند.

این فعالیتها درک ما را از فرایندهای تبادل ،رسوب وانحلال در خاکها ونیز نفوذ این فرایند ها در بهسازی خاکهای سدیمی ونسبت به نمک ویون ویژه در آبهای زیرسطحی تا حد زیادی بهبود بخشیده است.اوسترد و فرنگل 1980 شیمی بهسازی خاکهای سدیمی با گچ وآهک را مورد بحث وبررسی قرار داد وپیشنهاد کرده اند که نیازهای گچی خاکهای سدیمی وآهکی بسته به درصد مورد نظر از سدیم قابل تبادل نهایی با فاکتور 1/1 تا 3/1 افزایش یابد(5) .

گچ افزوده شده به سطح خاک معمولاً سرعت نفوذ سطحی را افزایش داده و خاکهای سدیمی رااصلاح میکند اما این فرایند گاهی با کندی انجام می شود زیرا گچ به آهستگی وارد خاک می شود طبق مطالعات آقای کوادیر وهمکاران 1996 کاربرد کلسیم به صورت گچ در خاک سبب چسبندگی آن می شود این چسبندگی سبب افزایش سرعت نفوذ ودر نتیجه تسهیل انحلال درسطح خاک می شود.شار ،1971 گزارش داد که 4 ماه پس از افزایش سطحی گچ به عمق 30سانتی متربه برخی خاکهای سدیمی نفوذ آب ،رسانندگی هیدرولیکی نسبی، پایداری خاکدانه ها، و خصوصیات دفع آب هر کدام بهبود یافت.

مخلوط کردن گچ با خاک معمولاً فرایند بهسازی را سرعت می بخشد زیرا Ca به طور فیزیکی در محلی که واکنش می کند قرار خواهد گرفت، نشان داده است که افزودن گچ به خاکهای عمیقاً مخلوط شد.

سودمندتر از مخلوط شدن عمیق به تنهایی است .

گلاس وهمکاران 1979 گزارش دادند که انحلال وانتقال گچ در خاک ظاهراً به طور سنیتیک کنترل می شود.

دو فرایند را می توان با ترکیب معادله یک بعدی جابه جایی پراکندگی با بیان سینیتیکس مرتبه اول توصیف کرد(5) .