شوری و سدیمی بودن خاک

شوری و سدیمی بودن شرایطی از خاک‌های شور هستند که در آن‌ها نمک‌های محلول اضافی یا سدیم تبادلی، رشد گیاه و ساختار خاک را مختل می‌کنند، به ویژه در زمین‌های خشک و آبیاری شده.

Definition

شوری خاک تجمع نمک‌های محلول کافی برای مختل کردن رشد گیاه است که با هدایت الکتریکی محلول خاک اندازه‌گیری می‌شود؛ سدیمی بودن نسبت بالایی از سدیم تبادلی است که رس را پراکنده کرده و ساختار خاک را تخریب می‌کند.

Scope

این موضوع به تشخیص خاک‌های شور، سدیمی و شور-سدیمی، معیارهای هدایت الکتریکی، نسبت جذب سدیم و درصد سدیم تبادلی، اثرات نمک‌ها و سدیم بر گیاهان و ساختار خاک، و اصلاح خاک‌های شور می‌پردازد. این موضوع به یک شکل عمده از تخریب شیمیایی زمین اشاره دارد.

Core questions

• خاک‌های شور، سدیمی و شور-سدیمی چگونه تشخیص داده می‌شوند؟
• نمک‌های محلول چگونه به گیاهان آسیب می‌رسانند؟
• سدیم تبادلی چگونه ساختار خاک را از بین می‌برد؟
• خاک‌های شور چگونه اصلاح می‌شوند؟

Key concepts

• هدایت الکتریکی (شوری)
• نسبت جذب سدیم (SAR)
• درصد سدیم تبادلی (ESP)
• اثرات اسمزی و یون‌های خاص بر گیاهان
• پراکنش رس و فروپاشی ساختاری
• شستشو و اصلاح با گچ

Key theories

طبقه‌بندی خاک‌های شور

خاک‌های شور بر اساس هدایت الکتریکی، نسبت جذب سدیم، درصد سدیم تبادلی و pH به دسته‌های شور، سدیمی و شور-سدیمی تقسیم می‌شوند که هر کدام نیاز به مدیریت متفاوتی دارند.

پراکنش رس ناشی از سدیم

هنگامی که سدیم تبادلی بر کلوئیدها غالب باشد و غلظت نمک پایین باشد، ذرات رس به جای لخته شدن، پراکنده می‌شوند، ساختار را از بین می‌برند، منافذ را مسدود می‌کنند و نفوذپذیری را به شدت کاهش می‌دهند.

Mechanisms

نمک‌های محلول پتانسیل اسمزی محلول خاک را کاهش می‌دهند و جذب آب را برای گیاهان دشوارتر می‌کنند، و یون‌های خاصی مانند سدیم، کلرید و بور می‌توانند مستقیماً سمی باشند. سدیم تبادلی اضافی، هنگامی که نمک‌ها شسته می‌شوند، باعث پراکندگی کلوئیدهای رس به جای تجمع آن‌ها می‌شود، منافذ را مسدود کرده و ساختار را از بین می‌برد به طوری که خاک تقریباً غیرقابل نفوذ می‌شود. اصلاح خاک با شستشوی نمک‌ها و جایگزینی سدیم تبادلی با کلسیم، که معمولاً توسط گچ تأمین می‌شود، قبل از شستشو انجام می‌گیرد.

Clinical relevance

شوری و سدیمی بودن عملکرد محصولات را کاهش داده و مناطق وسیعی از زمین‌های آبیاری شده و خشک را در سراسر جهان تخریب می‌کنند؛ تشخیص و مدیریت آن‌ها از طریق زهکشی، شستشو، کاربرد گچ و مدیریت آب آبیاری برای پایداری کشاورزی و احیای خاک‌های تخریب شده ضروری است.

History

تشخیص و بهبود سیستماتیک خاک‌های شور و قلیایی در کتابچه راهنمای USDA شماره 60 سال 1954 از آزمایشگاه شوری ایالات متحده تدوین شد، که معیارهای هدایت الکتریکی، نسبت جذب سدیم و درصد سدیم تبادلی را که هنوز هم استفاده می‌شوند، معرفی کرد و خاک‌های شور را به عنوان شکلی قابل مدیریت از تخریب معرفی نمود.

Key figures

• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil
• Donald L. Sparks

Seminal works

• usslab1954
• brady2016
• sparks2003

Frequently asked questions

تفاوت بین خاک شور و خاک سدیمی چیست؟

خاک شور حاوی نمک‌های محلول کافی برای ایجاد تنش در گیاهان است اما معمولاً ساختار خوبی را حفظ می‌کند، در حالی که خاک سدیمی دارای نسبت بالایی از سدیم تبادلی است که رس را پراکنده کرده و ساختار را از بین می‌برد؛ خاک‌های شور-سدیمی هر دو مشکل را ترکیب می‌کنند و باید با دقت مدیریت شوند تا از فروپاشی ساختار در طول اصلاح جلوگیری شود.

چرا از گچ برای اصلاح خاک‌های سدیمی استفاده می‌شود؟

گچ کلسیم را تأمین می‌کند که جایگزین سدیم تبادلی روی کلوئیدهای خاک می‌شود؛ این امر باعث لخته شدن رس و بازیابی ساختار می‌شود، و سپس سدیم جابجا شده می‌تواند با زهکشی کافی شسته شود.