آنچه باید در خصوص کیفیت آب در کشاورزی بدانیم

کیفیت آب در مناطق گرم و خشک مثل ایران روزبه‌روز در حال بدتر شدن است. کشاورزی و آبیاری وابسته به تامین آب کافی و با‌کیفیت است. تا چند سال اخیر منابع آبی با‌کیفیت و مناسب به‌صورت گسترده در دسترس بودند و همین باعث شده تا مشکلات مربوط به کیفیت آب در آبیاری فراموش شود. این وضعیت در بسیاری از مناطق جهان در حال تغییر است. استفاده مکرر و فشرده، تقریبا از تمامی منابع آبی با‌کیفیت باعث شده تا دسترسی به منابع آبی با‌کیفیت کمتر شود. استفاده از این منابع آب بی‌کیفیت‌ مشکلات جدیدی از قبیل: شوری، نرخ نفوذ آب، سمی شدن و... را برای کشاورزان به‌‌‌ همراه داشته.

منظور از کیفیت آب در کشاورزی چیست؟

کیفیت آب به خصوصیاتی از یک منبع آبی اشاره دارد که مناسب بودن آن را برای آبیاری مشخص می‌­کند. به این معنی که آیا از آب در دسترس می‌توان برای آبیاری مزارع و محصولات کشاورزی استفاده کرد؟ کیفیت با ویژگی‌­های فیزیکی، شیمیائی و بیولوژیکی خاصی تعریف می‌­شود.

برای تعیین اینکه آب در دسترس کشاورزی کیفیت کافی را دارد بایستی، آب موجود مورد آزمایش قرار گیرد تا ببینیم چگونه متناسب با کیفیت آب موجود می‌­توان از آن در آبیاری استفاده کرد. با تجربیات گزارش شده و تحقیقات انجام شده در مراکز علمی و دانشگاهی و پاسخ‌های اندازه­‌گیری شده، استانداردهای خاصی تعیین شده و کیفیت آب را برحسب این استانداردها مشخص ‌‌می‌کنند.

1- شوری

به حالت تجمع نمک در ریشه محصولات با غلظت معینی که منجر به کاهش عملکرد و بازده محصول شود، شوری گفته می‌­شود. مقدار نمک موجود در خاک یا آب، میزان دسترسی محصول به آب را کاهش داده و عملکرد آنرا تحت تاثیر قرار می­‌دهد. در مناطق آبیاری، نمک بوسیله آب آبیاری یا بوسیله مواد مغذی اضافه شده به خاک می‌­توانند اطراف ریشه را شور کنند. کاهش عملکرد هنگامی اتفاق می­‌افتد که تجمع نمک به حدی در منطقه ریشه افزایش پیدا کند که گیاه نتواند آب را از محلول آب نمک ایجاد شده جذب کند و این مهم در بلند مدت منجر به استرس آبی در گیاه می‌­شود. در این حالت به‌دلیل کاهش جذب آب به میزان قابل توجهی، گیاه سرعت رشد خود را از دست می‌دهد. در این مرحله علائمی مانند: خشکی، پژمردگی، و تغییر رنگ به سمت تیرگی در گیاه ظاهر می‌شود. این علائم بنا به اینکه گیاه در چه مرحله‌ای از رشد باشد متغیر بوده و همچنین در مراحل رشد اولیه و جوانه زنی می‌تواند مخرب‌تر و خطرناک‌تر ظاهر شود.

مساله شوری در زمین‌های کشاورزی

طبقه بندی شوری آب

نمک‌­هایی که منجر به شوری خاک می‌­شوند محلول در آب هستند و به راحتی توسط آب به مناطق مختلف خاک منتقل می‌شوند. اگر از آب غیر شور برای آبیاری در فصول زراعی استفاده شود بخشی از خاک­‌هایی که با تجمع نمک در اطراف ریشه مواجه شده‌اند را با این روش شسته و به عمق پایین‌تر از ریشه هدایت می‌کنند که به این عمل آبشوئی گفته می‌شود. آب مورد استفاده برای شستشوی خاک بایستی درصد پایین‌تری از شوری خاک داشته باشد تا بتواند در این مهم مفید واقع شود، در غیر این صورت خود منجر به افزایش حجم نمک در خاک می‌شود. میزان شسته شدن خاک به کیفیت آب آبیاری و تحمل شوری محصول بستگی دارد. حجم نمک موجود در خاک بسته به عمق‌های مختلف متفاوت است. با افزایش عمق عموما حجم نمک و شوری خاک بیشتر می‌شود، زیرا رفته‌رفته با آبیاری‌های مکرر و حجم نمک موجود در سطح خاک به سمت پایین‌تر ریشه حرکت داده می‌شود. شوری عمق ریشه به آبشویی که اتفاق افتاده بستگی دارد.

برای تولید یک محصول با‌کیفیت، بایستی به فاکتورهای آب، خاک، مناطق در دسترس ریشه، شستشوی نمک‌های انباشته در منطقه ریشه و تحمل گیاه بطور یکسان توجه کرد. در محصولاتی که نیاز به آبیاری روزانه ندارند و فاصله زمانی آبیاری بالاست، عملکرد محصول در زمین‌های شور پایین و در محصولاتی که به‌صورت روزانه آبیاری می‌شوند تا حدودی عملکرد به دلیل وجود آب‌های سطحی در سمت ریشه بهتر است.

مساله شوری در زمین‌های کشاورزی

2- نرخ نفوذ آب

هنگامی که سدیم و کلسیم یک خاک زیاد باشد، یک خاک با سدیم بالا تشکیل شده است که ساختار خاک را تضعیف می‌کند. ساختار خاک سطحی در این حالت به ذرات کوچک‌تر پراکنده شده و منافذ خاک را مسدود می‌کنند. این حالت در شرایطی که نمک خاک نیز کم است می‌تواند رخ دهد. مقدار نسبتا زیاد سدیم و کلسیم در خاک یا آب، میزان نفوذ آب آبیاری را در زمین کاهش می‌دهد و باعث می‌شود آب آبیاری به مقدار کافی به تمامی قسمت‌های محصول نرسد. یکی از مشکلاتی که به دلیل نرخ پایین نفوذ آب در خاک رخ می‌دهد کاهش نرخ نفوذ آب بارندگی به خاک و در ادامه کاهش دسترسی گیاه به آب می‌باشد. اگرچه میزان نفوذ آب به داخل خاک تا حد زیادی به کیفیت آب آبیاری بستگی دارد، اما عوامل دیگری از قبیل: ساختار خاک، درجه تراکم، محتوای مواد عالی و... نیز می‌توانند تا حد زیادی بر میزان جذب تاثیر‌گذار باشد.

نرخ نفوذ پایین آب در زمین

دو شاخص کیفیت آب، در میزان نفوذ استاندارد آب آبیاری در خاک دخیل هستند، عامل اول درجه شوری آب است (مقدار نمک موجود در آب) و عامل دوم مقدار سدیم به نسبت کلسیم و منیزیم می‌باشد. شوری آب منجر به افزایش نفوذ در خاک شده و بالعکس وجود سدیم و کلسیم زیاد منجر به کاهش نرخ نفوذ در خاک می‌گردد. مشکلاتی که بر اثر این دو عارضه بوجود می‌آیند مورادی هستند از قبیل: پوسته پوسته شدن بذر، بوجود آمدن علف‌های هرز زیاد، غرق شدن محصول، اختلالات تغذیه‌ای، غده‌های زراعی ضعیف در مناطق مرطوب و کم ارتفاع و... .

3- سمی شدن

اگر یون‌های خاصی با غلظت کافی توسط خاک یا آب وارد گیاه شوند که منجر به آسیب به محصول شوند، مشکل سمی شدن بوجود آمده است. یون‌های معینی از قبیل: سدیم، کلراید و بور موجود در آب و یا خاک به غلظت خاصی که برسند منجر به تخریب محصول شده و بازده را کاهش می‌­دهند. میزان خسارت به میزان جذب و درجه حساسیت محصول بستگی دارد. در این حالت محصولات دائمی( محصولات درختی) حساس‌تر هستند. اگر تجمع به اندازه کافی زیاد باشد می‌تواند با علائمی از قبیل: سوختگی برگ درختان تا آسیب‌های جدی به محصول و یا حتی مرگ محصول منجر شود.

مساله سمی شدن

یون‌های اصلی خطرناک عبارتند از: سدیم، کلراید و بور(boron). اگرچه ممکن است شکل سمی شدن حتی هنگامی که یون‌ها در غلظت پایین‌تر هستند نیز بروز کند، اما عموما مشکلات سمی شدن به‌همراه مشکلاتی از قبیل شوری زیاد و یا نفوذ آب همراه است که این مشکل را پیچیده‌تر می‌کند. آسیب در این روش به حالتی رخ می‌دهد که یون‌های سمی بوسیله آب به داخل گیاه حرکت کرده و در برگ ‌بعد از تعریق آب رسوب کنند. یون‌ها در مناطقی از محصول که تعریق بیشتر است، بیشتر رسوب می‌کنند که عموما لبه‌ها و کناره‌های برگ‌ها هستند. این تجمع به زمان نیاز دارد و اغلب علائم دیداری آن با تاخیر همراه است. میزان خسارت به مدت زمان قرار گرفتن در معرض یون‌ها، غلظت یون‌های سمی، حساسیت محصول و میزان آب خروجی(تعریق) بستگی دارد. این نکته قابل توجه است که در فصول گرم سال و مناطق گرمسیر انباشت این یون‌ها به نسبت مناطق سردسیر بیشتر است. سمیت همچنین می‌تواند از جذب مستقیم یون‌های سمی از طریق برگ‌های مرطوب شده توسط آبپاش‌ها نیز ایجاد شود. سدیم و کلرید یون‌های اصلی جذب شده در برگ‌ها می‌باشند.

4- سایر موارد موثر بر کیفیت آب در آبیاری

چندین شکل دیگر از مواردی هستند که بر کیفیت آب اثر گذارند. یکی از این موراد غلظت بالای نیتروژن در آب است که منجر به رشد بیش از حد گیاه شده و بلوغ گیاه را به تاخیر می‌اندازد. همچنین رسوبات حاوی بی‌کربنات، سنگ گچ یا سنگ آهن نیز می‌توانند مشکل ساز شوند. PH آب نیز در صورت نامنظم بودن (اسیدی یا بازی(قلیائی) بودن آب) می‌تواند مشکلات عدیده‌ای بوجود بیاورد. مشکلی که با آن روزانه طرف هستیم، خوردگی یا گرفتگی آبپاش‌ها و تجهیزات به دلیل کیفیت آب مورد استفاده است. این در حالی است که آب بی‌کیفیت پتانسیل خرابی را در کانال‌ها و تجهیزات را داراست. رسوبات معدنی و آلی منجر به گرفتگی سری‌های آبپاش‌ها شده و عملکرد آنها را مختل می‌سازد. بطور کلی رسوبات علاقه‌مند هستند تا کانال‌های خاک‌ریز‌ها را پر‌کنند و این منجر به این مهم می‌شود که هزینه لایروبی افزایش پیدا کند.

توصیه‌هایی در خصوص کیفیت آب در آبیاری

پیش‌بینی اینکه چه مشکلی با آب آبیاری داریم، نیاز به آزمایش و بررسی کارشناسی کیفیت آب دارد. ارزیابی ممکن است استفاده از آب آبیاری را محدودتر کرده و یا نیاز باشد به نسبت شرایط بوجود آمده اقدامات ویژه مدیریتی اعمال شود. این واقعیت که کیفیت آب بسیار قابل اهمیت است اما بایستی به این نکته نیز توجه کرد که در اینگونه ارزیابی‌ها تمرکز بر روی تکیه بر خاک و ساختار خاک است. بنابراین ارزیابی‌ها بایستی از نظر شرایط خاص محلی و قابلیت مدیریتی انجام پذیرد. چهار عامل در خصوص کیفیت آب مورد بحث قرار دادیم، اما با این وجود مشکلات کیفیت آب غالبا پیچیده است و ترکیبی از مشکلات ممکن است که مساله را پیچیده و پیچیده‌تر کند. هرچه مساله پیچیده‌تر، تصمیم در خصوص اقدام مناسب دشوارتر خواهد بود. در حالتی که مشکلات به‌صورت ترکیبی رخ دهند، بایستی به‌صورت جداگانه مورد بررسی قرار بگیرند تا راحت‌تر درک و حل شوند.