خا کهای شور و سدیمی1
آنچه در این تحقیق می خوانید:
فصل اول: چگونگی پیدایش و گسترش خاک های شور و سدیمی:
1- خاک های شور و سدیمی در جهان
2- خاک های شور و سدیمی در ایران
3- خاک های شور و قلیا
4- دسته بندی سدیم موجود در خاک
5-عوامل شوری خاک
6-مبدأ و گسترش جغرافیایی خاک های مبتلا به نمک
7- تشخیص مسائل شوری
فصل دوم: شیمی خاک های شور و سدیمی و آب ابیاری
1-عوامل موثر در شور سدیمی شدن خاک و آب
2- اندازه گیری شوره
3- مکانیسم تنظیم کننده ی PH در خاک های شور
فصل سوم: مشخصات خاک های شور سدیمی و اثر آن برخصوصیات خاک ورشد گیاه ان
1-طبقه بندی خاک های شور و سدیمی در جهان
2-طبقه بندی خاک های شور و سدیمی در ایران
3-تفاوت خاک های شور و سدیمی
4-عکس العمل گیاه نبست به شوری
5-عوامل موثر بر تحمل گیاه ان نسبت به شوری
6-تغذیه گیاه درخاک های شور و سدیمی
فصل چهارم: کنترل و اصلاح خاک های شور و سدیمی
1-روشهای ابیاری در ارتباط با کنترل شوری
2-اصلاح خاک (خاک های سدیمی و خاک های شور)
3- اصول اصلاح خاک های شور و سدیمی
4- رسم منحنی های شوری وسدیم زدایی
5-اصلاح خاک بدون اضافه کردن مواد اصلاح کننده
6-پوشش های گیاه ی مناسب جهت اصلاح و مقاومت در خاک های شور
مقدمه
بر اساس آخرین آمار منتشر شده، بیش از 150 درصد زمین های ایران به نوعی تحت تاثیر شوری قرار دارند و متاسفانه طبق مشاهدات عینی، این رقم هر سال افزایش می یابد. زمین های کشاورزی به دلیل ابیاری با آبهای شور و بی توجهی به خصوصیات آنها در مدتی کوتاه، در معرض پیشروی قرار دارند. شوری در زمین هایکشاورزی تا حدی پیشروی میکند که کشاورزان به ناچار زمین ها را رها می کنند. در زمین های رها شده نه فعالیت کشاورزی به سادگی میسر است و نه گیاه ان مرتعی می روند. خطر عمده دیگران رویداد، فرسایش این نوع خاک هاست که به نوبه خود زیانهای دیگری به دنبال دارد.
اصلاح خاک های متأثر از شوری سدیم به وسیله ی آبشویی اصلاح، توسعه سیستم زه کشی، کشت گیاه ان با ریشه عمیق و یا استفاده از اصلاح کننده ها امکان پذیر است. داشتن دانش کافی درباره توسعه اراضی شور و سدیمی، خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی این خاک ها، گیاه ان مقاوم به شوری و غیره ما را در بهره وری بهینه از این زمین ها کمک می کند.
پروژه ی حاضر، حاوی مطالب مفیدی در جنبه های مختلف می باشد در ابتدا چگونگی پیدایش و گسترش خاکهای شور و سدیمی مورد بحث قرار گرفته است. در فصل دوم در مورد شیمی خاک های شور وسدیمی آبابیاری مطالبی اسائه گردیده است. در فصل سوم مشخصات خاک های شور و سدیمی و اثر آن بر خصوصیاتخاک و رشد گیاه ان بحث گردیده است و بالاخره پس از بحث در مورد کنترل و اصلاح خاک های شور و سدیمی در فصل چهارم ، منابع مورد استفاده ذکر گردیده است.
فرزانه میناوند
دانشجوی رشته مهندسی آب دانسگاه بین المللی امام خمینی(ره) قزوین
خرداد 1385
فهرست مطالب
عنوان
فصل اول: چگونگی پیدایش و گسترش خاک های شور و سدیمی
1-1 خاک های شور و سدیمی در جهان.........................................
1-2 خاک های شور و سدیمی در ایران..........................................
1-3 خاک های شور و قلیا...........................................................
1-4 دسته بندی سدیم موجود در خاک .......................................
1-5 عوامل شوری خاک ...........................................................
1-6 خاک های مبتلا به نمک _ مبدأگسترش جغرافیایی....................
1-7 تشخیص مسائل شوری....................................................
فصل دوم: شیمی خاک های شور و سدیمی و آب ابیاری....
2-1 عوامل موثر در شور و سدیمی شدن خاک و اب.................................
2-2 اندازه گیری شوری.......................................................................
2-3 مکانیسم تنظیم کننده PH در خاک های شور Halomorphes....................
فصل سوم:مشخصات خاک های شور و سدیمی و اثرآن بر خصوصیات خاک و رشد گیاه ان .......................................
3-1 طبقه بندی خاک های شور و سدیمی در جهان...................................
3-2 طبقه بندی خاک های شور و سدیمی در ایران....................................
3-3 تفاوت خاک های شور و سدیمی........................................................
3-4 عکس العمل گیاه نسبت به شوری..................................................
3-5 عوامل موثر در تحمل گیاه نسبت به شوری......................................
3-6 تغذیه گیاه در خاک های شور و سدیمی.............................................
فصل چهارم کنترل و اصلاح خاک های شور و سدیمی..
4-1 روش های ابیاری در ارتباط با کنترل شوری.....................................
4-2 اصلاح خاک (خاک های سدیمی و خاک های شور)...............................
4-3 اصول اصلاح خاک های شور و سدیمی........................................
4-4 رسم منحنی های شوری و سدیم زدایی....................................
4-5 اصلاح خاک بدون اضافه کردن مواد اصلاح کننده............................
4-6 پوشش های گیاه ی مناسب جهت اصلاح و مقاومت در خاک های کشور
فصل اول
گسترش خاک های شور و سدیمی
1-1-خاک های شور وسدیمی در جهان :
آبهای موجود در کره زمین دارای غلظت متفاوت نمک می باشند. تقریباً2/77 درصدآبهای سطحی زمین در مناطق یخچآلی است.و 22%از آبهای کره زمین به صورت آبهای زیر زمینی است و هر دو از نظر اقتصادی قابل بهره برداری نمی باشد؛در نتیجه مقدار کمی از آب قابل استفاده باقی می ماند. (Todd/1970).
سطح ارضی کره زمین 2/13 میلیارد هکتار است که هفت میلیارد هکتار ،اراضی قابل کشت و 5/1 میلیارد هکتار تحت کشت می باشد.از اراضی تحت کشت میزان 34/0میلیارد هکتار(23درصد)اراضی شور و56/0میلیارد هکتار (37 درصد) خاک های سدیمی میباشد.(szablocs/1989)
جدول 1-1گسترش خاک های شور و سدیمی را در قاره های مختلف نشان می دهد. زمینهای شور و سدیمی حدود 13% از کل زمینهای قابل کشت جهان را تشکیل می دهد. ودر بیش از 100 کشور جهان وجود دارند.خاک های شور و سدیمی نه تنها در مناطق خشک و نیمه خشک به وفور یافت می شوند،بلکه در سایرشرایط آب و هوایی، به دلیل حمل نمکها توسّط سیلابها و رسوبات بادی ،نیز یافت می شود.
جدول 1 -1 گسترش خاک های شور و سدیمی در جهان (Szabolcs, 1979) اعداد جدول به میلیون هکتار می باشند.
قاره | شور و سدیمی |
آمریکای شمالی | 755/15 |
آمریکای مرکزی و مکزیک | 965/1 |
آمریکای جنوبی | 163/129 |
آفریقا | 438/80 |
جنوب آسیای جنوبی | 11/85 |
آسیای مرکزی و شمالی | 686/211 |
آسیای جنوب شرقی | 983/19 |
استرالیا | 330/375 |
جمع کل زمینهای شور و سدیمی جهان | 430/901 |
واکنش شیمیایی مختلف بین بخش های محلول ،جامد و تبادل کننده ها وگازها توسّط تنجیTanji))نشان داده شد (شکل 1-1) تغییر در میزان آب خاک توسّط ابیاری ،بارندگی ویا تعریق و تعرق توسّط گیاه ان ،باعث تغییر در موازنه های موجود در شکل 1-1 (به علت رسوب کردن ،تجزیه مینترالها و یا تشکیل جفت های یونی،جذب ویا دفع کاتیونی و تصعید و یا جذب گازها می شود به علاوه جفت های یونی و یونهای آزاد براحتی می توانند تحت تاثیر انتشار و یا انتقال (حرکت آب) جابجا شوند.
بررسی تاریخچۀ کشاورزی در جهان نشان می دهد که بدون در نظر گرفتن موازنه نمک آب و خاک و احداث زهکش ها، کشاورزی بخصوص در مناطق خشک و نیمه خشک، پیادار نمی باشد. مدت زمانی که سیستمکشاورزی بدون زهکشی کافی پایدار می ماند تابع هیدروژئولوژی منطقه و مدیریت آب می باشد. تجمع نمک ازخاک و منطقه رشد ریشه بستگی دارد. مدیریت کشاورزی پایدار به علت محدودیتهای اقتصادی کافی نبدون آموزش مدیریت صحیح و قوانین لازم در مورد بهره وری از آب، آب بها و اثرات زیست محیطی ابیاری محدود گردیده است.
1-2 خاک های شور و سدیمی در ایران
ایران دارای وسعتی معادل 1648800 کیلومتر مربع است که 16 درصد آن را کوههای با ارتفاع بیش از 2000 متر و 3 درصد آن را زمینهایی با ارتفاع بین 1000 تا 2000 متر از سطح دریا تشکیل می دهد. مناطق مهم فیزیوگرافی ایران عبارتند از: کوههای زاگرس، کوههای البرز، دشت مرکزی، دشت کنارۀ دریای خزر و بالاخره دشت خوزستان و سواحل جنوبی. غالب زمینهای کویر لوت از ماسه و سنگ پوشیده شده است در صورتی که کویر نمک نمکزار است. با استثنای فصول زمستان و بهار که مقداری بارندگی در این دو کویر دریاچه ها و اراضی باتلاقی فصلی را تشکیل می دهد، در سایر اوقات سال کاملاً خشک است.
غالب نزولات جوی در ایران به صورت باران است به استثنای مناطق کوهستانی که به صورت برف است. بارندگی غالباً در اواخر پاییز ، زمستان و اوایل بهار می بارد. متوسط بارندگی سالیانه از 50 میلیمتر در کویر تا بیش از 1600 میلیمتر است و بیش از 90 درصد کشور در منطقه خشک و نیمه خشک قرار دارد. تبخیر سالیانه از 700 میلیمتر در کناره دریای خزر تا بیش از 4000 میلیمتر در کویر و جنوب شرقی استان خوزستان است.
جدول 1-2 توزیع نزولات جوی در ایران
نزولات جوی سالیانه(mm) | | مساحت اراضی | |
کیلومتر مربع | درصد |
50> | 115000 | | 7 |
100-50 | 103800 | | 6 |
200-100 | 285000 | | 17 |
300-200 | 465000 | | 28 |
500-300 | 370000 | | 23 |
1000-500 | 130000 | | 8 |
1000< | 180000 | | 1 |
تغییرات دما در ایران به علت وضعیت پستی و بلندی و عرض جغرافیایی، دامنه وسیعی دارد. در خوزستان هنگام تابستان دما تا 50 سانتی گراد می رسد و در زمستان دمای بسیاری از نقاط در شمال غرب ایران به 20- درجه سانتی گراد می رسد.
از مهمترین مشکلات کشاورزی در ایران، شوری اراضی است. مشکل شوری به خاطر زیاد بودن تبخیر از سطحخاک ، بارندگی کم، پستی و بلندی های زمین ها، ابیاری با آب دارای کیفیت نا مناسب و سنگهای مادری است عوامل فوق باعث به وجود آمدن شوره زارهای زیادی گردیده است. جمعاً 18 میلیون هکتار و یا ده درصدخاک های ایران را خاک های شور و سدیمی تشکیل می دهد که از این مقدار 7 میلیون هکتار باتلاقهای شور کویر لوت و کویر نمک می باشد.مساحت خاک های شور و خاک های وابسته به آن در ایران بیش از 25 میلیون هکتار می باشد. در اکثر خاک های فلات مرکزی کمتر از خاک ی است که فاقد املاح فوق باشد. گاهی مقدار نمک بصورت غالب است و گاهی گچ و گاهی آهک.
در شور شدن این خاک ها گاهی یون منیزیم نیز نقش مهمی ایفا نموده و حتی مقدار آن از کلسیم بیشتر می شود. بنابراین برای تعیین SAR نمی توان نقش یون منیزیم را برابر یون کلسیم در نظر گرفت. در چنین شرایطی رابطه SAR و ESP چندان با واقعیت خاک صدق نمی نماید. اندازه گیری و تعیین سدیم تبادلی نیز امری مشکل و پیچیده است.
1-3 خاک های شور و قلیا:
خاک های شور و قلیا Halomorphic Soils خاک های درون منطقه ای Intrazonal بوده، از خاک های شورSaline و قلیاAlkali مرکب باشد. اراضی وسیعی در ایران را این خاک ها پوشانیده، یا استعداد ان را دارد. که پس از ابیاری بی رویه و بدون تعبیه یک سیستم زهکشی، بدان تبدیل شود. این خاک ها با ترکیبات شیمیایی متفاوتی تقریباً در کلیه مناطق خشک و نیمه خشک وجود داشته، از دیرباز مورد نظر انسان بوده است.
در باره خاک های شور وقلیا مطالعات فراوانی در کشورهای مختلف صورت گرفته و سازمان بین المللی یونسکوUNESCO نیز از سال 1952 مطالب جالبی تحت عناوین مختلف ولی مربوط به مناطق خشک منتشر کرده است که آخرین و جامع ترین آن به صورت یک کتآب جامع و بین المللی در مورد ابیاری و زهکشی مناطق خشک و نیمه خشک با توجه به مسئله شوری و قلیا در سال 1972 منتشر می شود.
خاک های شور از مشخصات عمده مناطق خشک بوده، هر چه اقلیم خشک تر باشد، شوری خاک بیشتر است.تشکیل خاک های شور و قلیا در همه جا به یک منوال صورت نمی گیرد و مثلاً خاک های شور ایران اغلب به علت تخریب و هوادیدگی، سنگ های رسوبی شور و یا آب سفره های آب زیر زمینی تشکیل شده و می شود.
رسوب املاح در خاک های مختلف با نوع خاصی از پستی و بلندی همراه است و به طور کلی زمین های شور و قلیا همیشه در نقاط پست مانندمسیل، دلتا، تراس های رود خانه ای یا دریاچه ای وجود دارد. سفره آب زیر زمینی در این مناطق نیز چندان عمیق نبوده، صعود شعریه ایrise Capillary تبخیر آب را در سطح خاک ممکن می سازد. در این اراضی، هرزآب یا آبدوی سطحی Runoff قابل توجه نیست و افت یا خیز سطح ایستایی آبزیر زمینی نیز در حیطه تبخیر و تعرق است.
شدت تبخیر و تعرق سالیانه در مناطق خشک و نیمه خشک ایران تا سه هزار میلی متر و بیشتر از آب بالغ می شود ولی باران سالیانه، بندرت از سیصد میلی متر تجاوز می کند. اگر عمق آب زیر زمینی در حدود 2 تا 3 متری از سطح خاک باشد. شرایط جوی به نحوی است که می توان تا 2700 میلی متر در سال از آب سفره زیر زمینی را از سطح خاک یا برگ گیاه ان تبخیر کند. چون اکثر آب های زیر زمینی سطحی ایران شور است لذا پس از تبخیر شوری آب به خاک افزوده می شود و بتدریج آنرا از حیز انتفاع ساقط می سازد. بنابراین تعبیه یک سیستم زهکشی مناسب که از بالا آمدن آب جلوگیری کرده، ضمناً آب اضافی خاک را انتقال دهد، در کلیه پروژه های عمرانی چنین مناطقی بایستی در نظر گرفته شود تا نتایج سو گذشته تکرار نشود.
آب های طبیعی انواع ترکیبات محلول را در خود دارند و تبخیر و تعرق، سبب تغلیظ آب زیر زمینی و افزایش املاح کم محلول مانند کانی های رسی، سیلیس، سزگوئی، یا افق سیمانی شده Cemented Horizon مشاهده می شود. کربنات ها، سولفات ها، کلرورها و نیتراتهای فلزات قلیائی و قلیائی خاک ی در محلول خاک ، شوره یا پوسته سطح زمین و آب زیر زمینی متمرکز می شود.
ادامه در پست بعدی