ความเค็มและความเค็มโซดิกของดิน

ความเค็มและความเค็มโซดิกเป็นภาวะของดินที่ได้รับผลกระทบจากเกลือ ซึ่งเกลือที่ละลายน้ำได้มากเกินไปหรือโซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้จะขัดขวางการเจริญเติบโตของพืชและโครงสร้างของดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่แห้งแล้งและพื้นที่ชลประทาน

Definition

ความเค็มของดินคือการสะสมของเกลือที่ละลายน้ำได้ในปริมาณที่เพียงพอที่จะขัดขวางการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งวัดโดยการนำไฟฟ้าของสารละลายในดิน ส่วนความเค็มโซดิกคือสัดส่วนที่สูงของโซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้ซึ่งทำให้ดินเหนียวกระจายตัวและโครงสร้างดินเสื่อมโทรม

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการวินิจฉัยดินเค็ม ดินโซดิก และดินเค็มโซดิก มาตรการการนำไฟฟ้า อัตราส่วนการดูดซับโซเดียม และเปอร์เซ็นต์โซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้ ผลกระทบของเกลือและโซเดียมต่อพืชและโครงสร้างดิน และการฟื้นฟูดินที่ได้รับผลกระทบจากเกลือ ซึ่งเป็นการกล่าวถึงรูปแบบหลักของการเสื่อมโทรมทางเคมีของที่ดิน

Core questions

• ดินเค็ม ดินโซดิก และดินเค็มโซดิกวินิจฉัยได้อย่างไร?
• เกลือที่ละลายน้ำได้ทำอันตรายต่อพืชได้อย่างไร?
• โซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้ทำลายโครงสร้างดินได้อย่างไร?
• ดินที่ได้รับผลกระทบจากเกลือได้รับการฟื้นฟูอย่างไร?

Key concepts

• การนำไฟฟ้า (ความเค็ม)
• อัตราส่วนการดูดซับโซเดียม (SAR)
• เปอร์เซ็นต์โซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้ (ESP)
• ผลกระทบออสโมติกและไอออนจำเพาะต่อพืช
• การกระจายตัวของดินเหนียวและการพังทลายของโครงสร้าง
• การชะล้างและการฟื้นฟูด้วยยิปซัม

Key theories

การจำแนกประเภทของดินที่ได้รับผลกระทบจากเกลือ

ดินที่ได้รับผลกระทบจากเกลือจำแนกตามการนำไฟฟ้า อัตราส่วนการดูดซับโซเดียม เปอร์เซ็นต์โซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้ และค่า pH ออกเป็นประเภทดินเค็ม ดินโซดิก และดินเค็มโซดิก ซึ่งแต่ละประเภทต้องการการจัดการที่แตกต่างกัน

การกระจายตัวของดินเหนียวที่เกิดจากโซเดียม

เมื่อโซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้มีอิทธิพลเหนือคอลลอยด์และมีความเข้มข้นของเกลือต่ำ อนุภาคดินเหนียวจะกระจายตัวแทนที่จะจับตัวกัน ทำให้โครงสร้างพังทลาย อุดตันรูพรุน และลดการซึมผ่านของน้ำลงอย่างมาก

Mechanisms

เกลือที่ละลายน้ำได้จะลดศักยภาพออสโมติกของสารละลายในดิน ทำให้พืชดูดซึมน้ำได้ยากขึ้น และไอออนจำเพาะ เช่น โซเดียม คลอไรด์ และโบรอน อาจเป็นพิษโดยตรงได้ โซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้มากเกินไป เมื่อเกลือถูกชะล้างออกไป จะทำให้คอลลอยด์ดินเหนียวกระจายตัวแทนที่จะรวมตัวกัน ซึ่งจะอุดตันรูพรุนและทำให้โครงสร้างพังทลายลง ทำให้ดินเกือบจะซึมผ่านไม่ได้ การฟื้นฟูจะกำจัดเกลือออกโดยการชะล้าง และแทนที่โซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้ด้วยแคลเซียม ซึ่งมักจะมาจากยิปซัม ก่อนที่จะทำการชะล้าง

Clinical relevance

ความเค็มและความเค็มโซดิกจะลดผลผลิตพืชและทำให้พื้นที่ชลประทานและพื้นที่แห้งแล้งขนาดใหญ่ทั่วโลกเสื่อมโทรม การวินิจฉัยและการจัดการภาวะเหล่านี้ผ่านการระบายน้ำ การชะล้าง การใช้ยิปซัม และการจัดการน้ำชลประทานจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำเกษตรกรรมอย่างยั่งยืนและการฟื้นฟูดินที่เสื่อมโทรม

History

การวินิจฉัยและการปรับปรุงดินเค็มและดินด่างอย่างเป็นระบบได้รับการประมวลผลใน USDA Handbook 60 ปี 1954 จาก U.S. Salinity Laboratory ซึ่งได้นำเสนอเกณฑ์การนำไฟฟ้า อัตราส่วนการดูดซับโซเดียม และเปอร์เซ็นต์โซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้ ซึ่งยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน โดยกำหนดให้ดินที่ได้รับผลกระทบจากเกลือเป็นรูปแบบหนึ่งของการเสื่อมโทรมที่สามารถจัดการได้

Key figures

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

Seminal works

• usslab1954
• brady2016
• sparks2003

Frequently asked questions

ดินเค็มกับดินโซดิกแตกต่างกันอย่างไร?

ดินเค็มมีเกลือที่ละลายน้ำได้เพียงพอที่จะทำให้พืชเครียด แต่โดยทั่วไปยังคงมีโครงสร้างที่ดี ในขณะที่ดินโซดิกมีสัดส่วนของโซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้สูงซึ่งทำให้ดินเหนียวกระจายตัวและทำลายโครงสร้าง ส่วนดินเค็มโซดิกมีปัญหารวมกันทั้งสองอย่างและต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการพังทลายของโครงสร้างในระหว่างการฟื้นฟู

ทำไมจึงใช้ยิปซัมในการฟื้นฟูดินโซดิก?

ยิปซัมให้แคลเซียมที่เข้ามาแทนที่โซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้บนคอลลอยด์ของดิน ซึ่งช่วยให้ดินเหนียวจับตัวกันและโครงสร้างฟื้นตัวได้ และโซเดียมที่ถูกแทนที่สามารถถูกชะล้างออกไปได้ด้วยการระบายน้ำที่เพียงพอ