gl/l (858)

کيفيت آب در آبياري

خطراتي ناشي از شور شدن يا سديک شدن خاک را مي توان به سادگي از روي کيفيت آب و بر اساس مقدار و نوع نمکهاي موجود در آن پيش بيني نمود . لذا بدون انجام آزمايشهاي کيفيت آب نبايد آن را در پروژه هاي آبياري به مصرف رساند .

هنگام بررسي وضع کيفي آب نيز بايد به سه مساله توجه گردد ؛

– مسائل مربوط به شوري

– مسائل مربوط به سديم

– مسائل مربوط به مسمويت گياه

در بررسي و طبقه بندي کيفي آب روشهاي مختلفي متداول است که از ميان آنها روش (( آزمايشگاه شوري خاک در امريکا )) و سيستم طبقه بندي (( FAPO) بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرد .

4-1 مسائل مربوط به شوري

زيانهاي ناشي از شوري را مي توان بر اساس هدايت الکتريکي آب آبياري( ECimmhos.cm -1) تشخيص داد و اين بدان دليل است که ECe خاک به نحو بارزي با EC آب آبياري مرتبط مي باشد . معمولا ECe ((EC که مقدار ( بستگي به درصد شستشو دارد .

براي درصد شستشو 5 تا 15 درصد= 2.0 – 2.5 (

براي درصد شستشو 15 تا 20 درصد= 1.0 (

براي درصد شستشو 25 تا 30 درصد= 1.0 (

آزمايشگاه شوري خاک امريکا آنها را بر اساس زيانهاي ناشي از شوري آنها به چهار کلاس تقسيم بندي نموده است که عبارتند از :

جدول (4-1) طبقه بندي بر اساس زيانهاي ناشي از شوري
کلاس مسائلي که در رابطه با شوري ايجاد ميکنند

ECi

ECi

ECi

ECi

سازمان FAO روش ديگري را ارائه نموده است که در آن حدود شوري ECi بالاتر از طبقه گرفته شده است ( جدول 4-2) در روش FAO فرض بر اين است که درصد شستشو حدود 15 درصد باشد ( ECe (1.5ECi) شرح کامل طبقه بندي آب به روش FAO در جدول (4-2) ارائه شده است .

4-2 مسائل مربوط به سديم

همانطور که قبلا اشاره شد ( جدول 4-2) مسائل مربوط به سديم بر اساس دو پارامتر سنجيده مي شود :

(a هدايت الکتريکي آب آبياري (Eci) : پارامتر از اين نظر حائز اهميت است که اگر آبي بيش از اندازه شيرين باشد باعث رقيق کردن شديد محلول خاک شده و پراکنده شدن ذرات خاک را به دنيبال خواهد داشت .

علاوه بر آبياري زياد با آب شيرين ممکن است نمکهاي نيمه محلول ( نمکهاي Mg ,Ca) را شسته و از اين جهت به پرکندگي ذرات کمک نمايد .

البته آبياري با آب شور نيزخود داراي معايبي است که قبلامورد بحث قرار گرفت.

(b نسبت جذب سديم در آب آبياري ؛ که مقدار آن از فرمول زير به دست مي آيد.

معادله (4-1)

در اين فرمول Mg++ , Ca++ , Na+ عبارت از غلظت يونها بر حسب me.q . L -1 مي باشد .

بالا بودن SARi در آب آبياري باعث افزايش SARe در محلول خاک شده که افزايش ESP خاک را به دنبال خواهد داشت .

( خاک ) ESP [محلول خاک در نقطه اشباع SARe ] SARe

جدول ( 4-2) جدول طبقه بندي , کيفي آب آبياري به روش FAO
نوع مسائل پارامتري که براي تشخيص به کار مي رود معيار

-ECآب آبياري (SARiبر حسب ميلي موس بر سانتي متر) خوب متوسط بد

-ECآب آبياري (SARiبر حسب ميلي موس بر سانتي متر) 75/0> 0/3-75/0 0/3

-SARi day
يا SARتصحيح شده آب آبياري * 5/0> 5/0-5/0 2/0

رسهاي مونت موريلونيتي 6 >
68 >
16 > 9-6
16-86
24-16 91624

سميت ناشي ار سديم
سميت ناشي از کلر ( meq.L -1)
سميت ناشي از بر ( meq.L -1) 3 >
4 >
75/0 > 9-3
10-4
0/2-75/0 9100/2

براي محاسبه SAR تصحيح شده آب آبياري(SARiadj)به شرح زيرعمل ميشود.

معادله 4-2

معادله 4-3PHc = (PЌ2 – PЌ2) + P(Ca+++Mg++)+P(A1K)

مقدار PHc با توجه به جدول (4-3) محاسبه مي گردد .

جدول 4-3) ارقام مورد نياز براي محاسبه PHc

PHc = (PЌ2 – PЌ2) + P(Ca+++Mg++)+P(A1K)]

P(A1K)P(Ca+++Mg++)PЌ2 – PЌ2غلظت ( meq . L -1 )
4/3 6/4 0/2 50/0

0/4 4/3 0/2 10/0

8/3 4/1 0/2 15/0

7/3 0/4 0/2 20/0

6/3 9/3 0/2 25/0

5/3 8/3 0/2 30/0

4/3 7/3 0/2 40/0

3/3 6/3 1/2 50/0

1/3 4/3 1/2 75/0

0/3 3/3 1/2 00/1

9/2 2/3 1/2 25/1

8/2 1/3 2/2 50/1

7/2 0/3 2/2 00/2

6/2 9/2 2/2 0/2

5/2 8/2 2/2 0/3

4/2 7/2 2/2 0/4

3/2 6/2 2/2 0/5

2/2 5/2 2/2 0/6

2/1 4/2 3/2 0/8

0/2 3/2 3/2 0/10

9/1 2/2 3/2 0/12

8/1 1/2 3/2 0/15

7/1 0/2 4/2 0/20

5/1 8/1 4/2 0/30

3/1 6/1 5/2 0/50

1/1 4/1 5/2 0/80

(PK´2- PK´2) از روي مجموع غلظت Ca + Mg + Na ( بر حسب ميلي اکي والانت در ليتر ) به دست مي آيد . مثلا اگر مجموع غلظت اين يونها 8 ميلي اکي والانت باشد ( ستون اول سمت چپ ) مقدار (PK´2- PK´ 3/2 خواهد بود ( ستون دوم ازسمت چپ ) .

P ( Ca++ + Mg++) که از روي مجموع غلظت Ca + Mg بدست مي آيد . مثلا چنانچه مجموع غلظت اين يونها 6 ميلي اکي والانت دي ليتر باشد ( ستون اول ) مقدار P(Ca + Mg) برابر 5/2 ستون سوم به دست مي آيد . P(A1K) از روي مجموع غلظت ( که بر حسب ميلي اکي والانت در ليتر ) و از ستون چهارم به دست مي آيد .

مثال :
3 2 1

0/83 5/38 2/6 Ca+++Mg+++Na+

5/26 5/6 8/4 Ca+++Mg++

2/3 5/4 9/2

54/2 45/2 2/2 PK´2- PK´2

9/1 5/2 6/2 P(Ca+++Mg++)

5/2 35/2 5/2 P(A1K)

85/6 3/7 3/7 PHc

55/2 1/2 1/2 1 + ( 8.4 – PHc)

2/3 8/17 9/0 (SAR)i

2/8 4/37 9/1 (SAR)i[1+(8.4-PHc]

در نسبتهاي شستشوي کم ( حدود 5 تا 10 درصد ) محلول خاک در حالت خمير اشباع ( عصاره اشباع ) حدود 5/2 – 2 برابر غليظ تر از آب آبياري مي باشد .

بر اساس معادله گاپن ؛

SARe ( 1.5SARiيا

بنابراين , در درصدهاي شستشوي کم با داشتن رابطه فوق مي توان از روي نسبت جذب سديم در آب آبياري (SARi) مقدار SARe و سپس مقدار ESP خاک را پيش بيني نمود . براي مثال : آگر در آب آبياري ,

Na+ = 30meq.L -1 , Ca++ = 6meq.L -1 ,, Mg++ = 2meq . L -1

= 15 – 20% درصد شستشوي خاک

با توجه به درصد بيشتر مقدار 1.5 ( ( مي باشد .

که مقدار ESP خاک حدود 20 درصد بدست مي آيد .

براي درصدهاي بالاتر خاک (از 25 درصد به بالا )مقدار( ( 1 بوده و SARe ( SARi است لذا ESP خاک را مي توان مستقيما با داشتن SARi و نمودار ( ضميمه ) پيش بيني نمود .

به دليل وجود نمکهاي نيمه محلول Mg ++ + Ca++ در خاک , رابطه بين ESP , SAR پيچيده تر از آنست که در بالا تشريح گرديد . اگر غلظت در آب آبياري زياد باشد باعث خواهد شد که يونهاي Mg++ + Ca ++ به صورت کربنات در خاک رسوب نمايند . بر عکس چنانچه محلول خاک رقيق باشد مقدار از Mg++ + Ca ++ رسوب شده در خاک وارد محلول مي گردند . براي آنکه اين خاصيت آب نيز مورد بررسي قرار گيرد عامل کيفي ديگري نيز به کار مي رود که (( باقي مانده کربنات سديم ) نام دارد و آن عبارت است از ؛

معادله (4-4)

اين معادله که تمام اجزاء آن بر حسب ميلي اکي والانت در ليتر ( meq.L -1) توصيف مي گردد در طبقه بندي آب آبياري به شرح زير مورد استفاده قرار مي گيرد .

مصرف آب هيچگونه مشکلي ايجاد نخواهد کرد .RSC

مصرف آب مشکلات کمي ايجاد خواهد کرد RSC

مصرف آب مشکلات زيادي ايجاد خواهد نمود RSC

در سيستم طبقه بندي FAO زيانهاي ناشي از سديم در SARi به صورت مستتر در نظر گرفته شده است و اين عامل از طريق اصلاح SARi به SAR iadj وارد شده است .

در سيستم طبقه بندي آزمايشگاه شوري يک خاک آمريکا مقدار SARi فقط نمايانگر زيانهاي ناشي از سديم بوده و اثرات منفي کربناتها به طور جداگانه از طريق RSC ارزيابي ميشود .

بر اساس طبقه بندي آزمايشگاه شوري خاک امريکا سه کلاس سديک وجود دارد؛

– کلاس S – 1 زيانهاي ناشي از سديم کم است .

– کلاس S – 2 زيانهاي ناشي از سديم متوسط است .

کلاس S – 3زيانها ناشي از سديم زياد است .

مرز اين کلاسها را SARi تعيين مي کند که خود نيز آن بستگي به ECi دارد . هر چه شوري آب آبياري بيشتر باشد حد SARi براي تشکيل يک کلاس سديک کمتر خواهد بود . براي اثبات اين موضوع هيچگونه پشتوانه نظري وجود ندارد ولي به تجربه ثابت شده است که هر چه شوري آب افزايش يابد خطرات ناشي از سديم نيز افزايش مي يابد . براي آبي که شوري آن در کلاس 1 مي باشد ( C – 1) حد بالاي کلاس سديک S – 1 عبارت است از SARi = 8 – 10 حال آن که در شوري بسيار زياد حد کلاس S – 1 برابر SARi = 2 – 4 مي باشد .

4-3 زيانهاي ناشي از سميت عناصر

در سيستم طبقه بندي آزمايشگاه شوري خاک امريکا مساله تاثير ناشي از سميت عناصر به طور جداگانه در نظر گرفته نشده است . سميت عمومي عناصر در ECe و سميت سديم در SARi ملحوظ شده است .

در سيستم FAO در نظر گرفتن سميت عناصر به شرح زير است .

– سميت سديم : از روي SARi تصحيح شده تشخيص داده و فقط در مورد گياهان حساس صادق است .

– سميت کلر : از روي غلظت کلر موجود در آب آبياري تشخيص داده مي شود . آب که از نظر کلر سمي باشد به لحاظ شوري نيز به مراتب غير قابل استفاده است .

– سميت بر: از روي غلظت بر موجود در آب آبياري مشخص شده و معيارهاي آن فقط در باره گياهان حساس صادق مي باشد .

مثال :

( در يک آب قرار است براي آبياري مصرف شود

ميلي اکي والانت در ليتر ) بوده است . در اين آب چون مقدار فوق از 25/1 ميلي اکي والانت در ليتر کمتر است لذا مصرف اين آب اشکالي ايجاد نخواهد کرد .

در سيستم طبقه بندي کفيي آب به روش FAO اين جنبه نيز در نظر رگفته شده است .

به اين ترتيب که SAR تصحيح شده ( SARi adj ) به کار مي رود . حال آن که در روش طبقه بندي آزمايشگاه شوري خاک ( امريکا ) SAR غير تصحيح شده به کار برده مي شود و اثر کربناتها و بي کربناتها به صورت جداگانه از طريق پارامتر (( باقي ماندن کربنات سديم )) ( RSC) سنجيده مي شود .

در سيستم طبقه بندي آزمايشگاه شوري خاک , همان طور که آبها از نظرEC در چهار گروه C-4 , C-3 , C-2 , C-1 قرار مي گرفتند از نظر زيانهاي سديم نيز در چهار گروه قرار مي گيرند ؛

S – 1 زيانهاي ناشي از سديم کم است .

S – 2 زيانهاي ناشي از سديم متوسط است .

S – 3زيانها ناشي از سديم زياد است .

S – 4زيانها ناشي از بسيار سديم زياد است .

حدود کلاسهاي طبقه بندي فوق را SAR آب آبياري ( SARi ) تشکيل مي دهد . به طوري که در S – 1 مقدار10 >SARi در S – 2 مقدار= 10 – 18 SARi

در S – 3 مقدار SARi = 18 – 26 ودر S – 4 مقدار آن بيشتر از 26 مي باشد.

تاثير توام شوري ( ECi) و سديم (SARi ) آب آبياري در شکل (4-1) نشان داده شده است . ( شکل 4-1) توسط آزمايشگاه شوري خاک امريکا براي طبقه بندي کيفي آب پيشنهاد شده است . مثلا اگر ECi در يک نمونه آب SARi=19mmhos.cm -1 باشد آب از نظر کيفي در کلاس s – 3 واقع مي شود . يعني از نظر شوري متوسط و از نظر سديم بد است .

مثالهايي در مورد طبقه بندي کيفي آب :

براي روشن شدن مطالبي که تا به حال در مورد خصوصيات کيفي آب گفته شد نتايج حاصل از تجزيه شيميائي سه نمونه آب را مورد بررسي قرار مي دهيم .

3 2 1

21/3 60/3 51/0 ECi(mmhos.cm-1)

3/17 5/2 6/2 L-1:Ca++

2/9 0/4 2/2 Mg++

5/11 0/32 4/1 Na+

6/0 2/1 1/0 K+

6/38 7/39 3/6 (caninons مجموع کاتيونها

2/12 8/25 5/1

1/23 0/9 6/1

0/0 0/0 3/0

2/3 5/4 6/2

5/38 3/39 0/6 (cations مجموع کاتيونها

7/7 7/7 8/7 PHc

0/1 NiL NiL (meq.L-1)غلظت برحسبPH

2/3 8/17 9/0 SARi :محاسبه شده

2/8 4/37 9/1 SARiadj

از نظر شوري : نمونه 1 حتي در شرايطي که درصد شستشو کم هم باشد مشکلي ايجاد نخواهد کرد ولي نمونه هاي 2 و 3 مشکلات زيادي به وجود خواهند آورد . البته نمونه هاي 2 و 3 را مي توان براي گياهان مقاوم که بتوانند ECe = 6 – 7 mmhos.cm -1 را تحمل نمايند ( با فرض درصد شستشوي 15 تا 20درصد ( ECe ( 2 * EC9 منصرف نمود .

از نظر سديم : نمونه شماره 1 از نظر سديم ( SARiadj value) نيز مشکلي ايجاد نخواهد کرد . در نمونه شماره 2مقدار SARiadj بسيار زياد است . مسلم است که اين آب خطرات ناشي از سديم را به دنبال خواهد داشت . مصرف اين آب در خاکهاي رسي , به خصوص اگر از نوع مونت موريلونيتي باشد ع مشکلات زيادتري ايجاد مي کند . در يان مورد مصرف مواد اصلاح کننده خاک از قبلي گچ الزامي مي باشد . البته اگر همين آب را در خاکهاي شني استفاده کنيم خطر پراکندگي ذرات خاک وجود نخواهد داشت . در نمونه 3 نيز SARiadj بالا است ولي اين آب را مي توان با علم به اين که مشکلات کمي ايجاد خواهد کرد مصرف نمود . حتي در خاک لومي نيز مصرف اين آب زيان آور نيست . ولي استفاده آن در خاکهاي رسي مونت موريلونيتي مسائل شديدتري ايجاد مي نمايد . در هر حال لازم است که مصرف اين آب با استفاده از مواد اصلاح کننده خاک , ايجاد سيستم زه کشي و شکت گياهان مقاوم توام باشد .

از نظر سميت : نمونه شماره 1 هيچگونه سميتي را در گياهان به وجود نخواهد آورد در نمونه شماره 2 غلظت سديم و کلر بسيار زياد است و براي گياهان حساس ايجاد سميت خواهد نمود . رد نمونه شماره 3 نيز گرچه غلظت CL , Na بالا است ولي مي توان گياهان مقاوم را بدون مواجه شدن با خطرات شديد کشت نمود .

لازم است در مورد آب نمونه شماره 3 از نظر يون بر , به خصوص از لحاظ کشت گياهان حساس با احتياط عمل نمود .

---