قاتل خاموش مزارع ایران: خاک قلیایی را چگونه اصلاح کنیم؟

خاک‌های قلیایی به خاک‌هایی گفته می‌شود که میزان pH آن‌ها بالاتر از ۷ باشد. در مقیاس pH که از ۰ تا ۱۴ تعریف شده، هر افزایش عددی بالای ۷ نشان‌دهنده رشد قابل توجه در میزان قلیائیت است. به‌عنوان نمونه، خاکی با pH برابر ۸، حدود ۱۰ برابر قلیایی‌تر از خاکی با pH معادل ۷ خواهد بود. این نوع خاک‌ها معمولاً در مناطق خشک و نیمه‌خشک دیده می‌شوند و دلایل شکل‌گیری آن‌ها می‌تواند شامل فرسایش سنگ‌ها و مواد اولیه دارای کربنات کلسیم، یا فعالیت‌های انسانی مانند آهک‌پاشی بیش از حد و استفاده مکرر از منابع آب آبیاری با خاصیت قلیایی باشد.

تأثیرات خاک قلیایی بر تولید محصول

 خاک‌های قلیایی چالش‌های متعددی را برای تولید محصول ایجاد می‌کنند:

• محدودیت دسترسی به مواد مغذی: pH بالای خاک می‌تواند جذب مواد مغذی ضروری مانند فسفر، آهن، منگنز، روی و مس را برای گیاهان دشوار کند، حتی اگر این مواد به اندازه کافی در خاک موجود باشند. این امر می‌تواند منجر به علائمی مانند کلروز آهن (زرد شدن برگ‌ها با رگبرگ‌های سبز) در محصولاتی مانند سویا و گوجه فرنگی شود.
• فعالیت میکروبی خاک: آبیاری طولانی‌مدت با آب قلیایی می‌تواند بر فعالیت میکروبی خاک تأثیر منفی بگذارد. میکروب‌ها برای چرخه مواد مغذی و سلامت کلی خاک حیاتی هستند. pH‌های شدید (بسیار اسیدی یا بسیار قلیایی) می‌توانند فعالیت کلی میکروبی را سرکوب کنند.
• خواص فیزیکی خاک: در خاک‌های قلیایی، به ویژه خاک‌های سدیمی (با درصد سدیم تبادلی بیش از 15٪)، یون‌های سدیم باعث پراکندگی ذرات رس می‌شوند. این امر به متلاشی شدن ساختار خاک، تشکیل پوسته‌های سخت روی سطح خاک، کاهش نفوذپذیری آب و هواداری ضعیف منجر می‌شود.

روش‌های احیای خاک قلیایی

 احیای خاک قلیایی شامل ترکیبی از شیوه‌های زراعی و استفاده از اصلاح‌کننده‌های خاص برای تغییر شیمی خاک و بهبود سلامت کلی آن است.

اصلاح‌کننده‌های شیمیایی برای کاهش pH

 انتخاب اصلاح‌کننده به میزان کاهش pH مورد نیاز، نوع خاک، هزینه و سرعت واکنش بستگی دارد.

گوگرد عنصری (Elemental Sulfur):

• گوگرد  به عنوان یکی از رایج‌ترین و اغلب مقرون‌به‌صرفه‌ترین مواد اسیدی‌کننده برای کاهش pH خاک‌های قلیایی استفاده می‌شود.
• اثر اسیدی‌کننده گوگرد فوری نیست و به یک فرآیند بیولوژیکی وابسته است. میکروارگانیسم‌های خاک، به‌ویژه باکتری‌های جنس Thiobacillus، گوگرد عنصری را به اسید سولفوریک (H₂SO₄) اکسید می‌کنند. این اسید سولفوریک تولید شده از طریق بیولوژیکی، سپس با ترکیبات قلیایی موجود در خاک (مانند کربنات‌ها) واکنش نشان داده و قلیایی بودن خاک را خنثی کرده و در نتیجه pH را کاهش می‌دهد.
• گوگرد ریزتر (مانند گوگرد پودری مش 100 یا 200) نسبت به اشکال درشت‌تر مانند گرانول، سریع‌تر واکنش نشان می‌دهد. این به دلیل سطح تماس بزرگ‌تر برای فعالیت میکروبی است.
• سرعت کاهش pH تحت تأثیر اندازه ذرات گوگرد (ذرات ریزتر سریع‌تر عمل می‌کنند)، شرایط خاک (رطوبت کافی، دمای گرم، هواداری خوب) و میزان اختلاط با خاک است.
• فرآیند ممکن است چندین هفته تا یک سال طول بکشد تا تغییر pH قابل توجهی رخ دهد.
• مقادیر مصرف گوگرد بسیار متغیر است و به pH اولیه، pH هدف، بافت خاک و وجود کربنات کلسیم آزاد (آهک) بستگی دارد. در خاک‌های آهکی، مقادیر بسیار بیشتری گوگرد مورد نیاز است، زیرا ابتدا باید آهک را خنثی کند.
• مراقبت: افزودن بیش از حد می‌تواند به گیاهان آسیب برساند. برای مقادیر زیاد، تقسیم مصرف در طول زمان توصیه می‌شود.

در نهایت، انتخاب نوع مناسب  کود گوگرد می‌تواند تفاوت زیادی در نتایج به‌جا بگذارد. در بررسی‌های میدانی و تجربیات کشاورزان حرفه‌ای، برخی محصولات گوگردی که با مش ریز، خلوص بالا و بدون فلزات سنگین تولید می‌شوند، اثربخشی بسیار بیشتری از خود نشان داده‌اند. نمونه‌هایی از این محصولات را می‌توان در مجموعه‌هایی یافت که به‌طور تخصصی روی نهاده‌های اصلاح خاک کار می‌کنند،  از جمله برندهایی که در سازمان تأمین نهاده ایران عرضه می‌شوند یا پالایشگاه اصفهان و خانگیران برای گوگرد.

اسید سولفوریک (Sulfuric Acid):

• pH خاک را به سرعت کاهش می‌دهد زیرا به اکسیداسیون میکروبی وابسته نیست.
• برای کاربردهای گسترده بسیار گران و خطرناک است و نیاز به تجهیزات و اقدامات ایمنی خاص دارد.
• معمولاً در کشاورزی تجاری با ارزش بالا یا برای اسیدی کردن آب آبیاری (در باغات و گلخانه‌ها) استفاده می‌شود.

سولفات آهن (Iron Sulfate) و سولفات آلومینیوم (Aluminum Sulfate):

• این مواد pH خاک را سریع‌تر از گوگرد عنصری کاهش می‌دهند.
• سولفات آهن می‌تواند آهن مورد نیاز گیاه را نیز تأمین کند.
• معایب: مقادیر بسیار زیادی از این مواد برای کاهش pH مشابه با گوگرد لازم است که آن‌ها را گران‌تر می‌کند. همچنین، آن‌ها می‌توانند با فسفر در خاک تداخل کرده و جذب آن را کاهش دهند. سولفات آلومینیوم خطر سمیت آلومینیوم برای گیاهان را دارد و بنابراین برای اسیدی‌سازی گسترده توصیه نمی‌شود.

کودهای نیتروژن اسیدی‌کننده (مانند سولفات آمونیوم):

• کودهای حاوی نیتروژن به شکل آمونیوم (NH4+) می‌توانند به تدریج pH خاک را در طول زمان کاهش دهند.
• سولفات آمونیوم به عنوان اسیدی‌کننده‌ترین کود نیتروژن شناخته می‌شود.
• اسیدی شدن در نتیجه فرآیند نیتریفیکاسیون توسط میکروب‌های خاک رخ می‌دهد که یون‌های هیدروژن را آزاد می‌کنند.
• این روش ملایم‌تر است و به عنوان یک ابزار تکمیلی برای مدیریت pH یا حفظ pH کمی پایین‌تر در خاک‌های با قلیائیت ملایم (pH 7.5-8) استفاده می‌شود. تکیه صرف بر آنها برای اصلاح pH شدید خاک‌های قلیایی عملی نیست، زیرا ممکن است منجر به مصرف بیش از حد نیتروژن شود.

2. مواد آلی و رویکردهای بیولوژیکی

 افزودن مواد آلی سنگ بنای مدیریت پایدار خاک است و نقش مفیدی در بهبود خاک‌های قلیایی ایفا می‌کند، اگرچه تأثیر مستقیم آن بر کاهش pH معمولاً تدریجی و کمتر چشمگیر است.

کمپوست و کود دامی:

• کاربرد منظم کمپوست، کود دامی پوسیده و برگ‌خاک می‌تواند به بافر کردن pH خاک کمک کرده و منبعی با آزادسازی آهسته مواد مغذی باشد.
• با تجزیه مواد آلی توسط میکروب‌های خاک، اسیدهای آلی تولید می‌شوند که به کاهش تدریجی pH خاک کمک می‌کنند.
• مهمتر از آن، مواد آلی ساختار فیزیکی خاک را بهبود می‌بخشند، تجمع ذرات خاک را تقویت می‌کنند و هواداری، نفوذ آب و ظرفیت نگهداری آب را افزایش می‌دهند.
• pH پیت ماس اسیدی است و می‌تواند در کاهش pH موضعی مؤثر باشد.
• پودر قهوه نیز می‌تواند به اسیدی شدن خاک کمک کند.

کودهای سبز و پوشش گیاهی (Cover Crops):

• کاشت گیاهان پوششی در طول دوره‌های آیش یا بین محصولات اصلی، راهی عالی برای افزایش مواد آلی در خاک است.
• گیاهان لگوم (مانند شبدر و ماشک) می‌توانند نیتروژن را در خاک تثبیت کرده و با آزادسازی اسیدهای آلی، به کمی اسیدی شدن خاک کمک کنند.
• ریشه‌های گیاهان پوششی عمیق (مانند تربچه دامی) به شکستن لایه‌های فشرده خاک، بهبود هواداری و نفوذ آب کمک می‌کنند.

3. مدیریت شرایط سدیمی و شور-قلیایی

 خاک‌های قلیایی اغلب با سطوح بالای سدیم (شرایط سدیمی) یا غلظت بالای نمک‌های محلول (شرایط شور)، یا هر دو پیچیده‌تر می‌شوند. این شرایط نیازمند شیوه‌های مدیریت خاصی فراتر از کاهش عمومی pH هستند.

گچ (سولفات کلسیم، Gypsum):

• گچ اصلاح‌کننده شیمیایی اصلی است که برای احیای خاک‌های سدیمی استفاده می‌شود.
• گچ مستقیماً pH خاک را کاهش نمی‌دهد، بلکه با جایگزینی یون‌های سدیم روی ذرات رس خاک با یون‌های کلسیم عمل می‌کند.
• سدیم جابجا شده با سولفات ترکیب شده و سولفات سدیم محلول را تشکیل می‌دهد که می‌تواند با آبیاری یا بارندگی کافی از پروفیل خاک شسته شود.
• با جایگزینی سدیم با کلسیم، گچ به تجمع ذرات رس (فلوکولاسیون) کمک کرده و ساختار خاک، هواداری، نفوذپذیری آب و زهکشی را بهبود می‌بخشد.
• مهم: استفاده از گچ تنها در خاک‌های سدیمی مؤثر است و نیاز به زهکشی کافی برای شستشوی سدیم جابجا شده دارد.

آبشویی نمک‌های محلول (Leaching):

• آبشویی فرآیند استفاده از مقدار کافی آب با کیفیت خوب برای حل کردن نمک‌های محلول و حرکت آنها به سمت پایین در پروفیل خاک، زیر عمق ریشه‌زایی مؤثر گیاهان است.
• این عمل برای مدیریت خاک‌های شور (با هدایت الکتریکی EC بالا) و برای حذف سولفات سدیم تشکیل شده پس از کاربرد گچ در احیای خاک سدیمی ضروری است.
• زهکشی کافی حیاتی‌ترین شرط است. اگر زهکشی مختل شود، آبشویی بی‌اثر خواهد بود و آب ممکن است روی سطح بماند یا باعث ماندابی شود.

4. بهبود ساختار و زهکشی خاک (فراتر از گچ برای خاک‌های سدیمی)

• شیوه‌های شخم‌زنی: شخم عمیق یا زیرشکن‌زنی می‌تواند لایه‌های فشرده خاک را بشکند و زهکشی داخلی و هواداری را بهبود بخشد.
• افزودن مواد آلی: افزودن منظم مواد آلی برای بهبود تجمع خاک، افزایش تخلخل، افزایش نفوذ آب و حفظ ساختار پایدار خاک ضروری است.
• سیستم‌های زهکشی زیرسطحی: در صورت وجود زهکشی ضعیف دائمی به دلیل سطح بالای آب زیرزمینی یا لایه‌های زیرین نفوذناپذیر، نصب سیستم‌های زهکشی زیرسطحی مصنوعی ممکن است ضروری باشد.

افزایش بهره‌وری در خاک‌های قلیایی

 پس از اجرای اقدامات اولیه برای اصلاح pH بالا، سدیمی بودن یا شوری، تمرکز به بهینه‌سازی محیط خاک برای افزایش و پایداری بهره‌وری محصول معطوف می‌شود.

1. مدیریت استراتژیک مواد مغذی

• رفع کمبودهای ریزمغذی (آهن، منگنز، روی، مس): pH بالا حلالیت و در نتیجه در دسترس بودن ریزمغذی‌های کلیدی مانند آهن، منگنز و روی را کاهش می‌دهد.
  • کاهش pH کلی خاک: راه‌حل اساسی و بلندمدت است.
  • کودهای کلاته: استفاده از ریزمغذی‌های کلاته (مانند کود کلات آهن  EDDHA ) برای کاربرد در خاک مؤثرتر است، زیرا از واکنش آن‌ها با اجزای خاک که آن‌ها را نامحلول می‌کنند، محافظت می‌کند.
  • کودهای پاشی (Foliar application): پاشیدن محلول‌های رقیق نمک‌های ریزمغذی (مانند سولفات آهن) مستقیماً روی برگ گیاهان، تسکین سریع اما موقت از علائم کمبود فراهم می‌کند.
• مدیریت فسفر در خاک‌های با pH بالا: دسترسی به فسفر اغلب در خاک‌های قلیایی، به ویژه خاک‌های آهکی، به خطر می‌افتد.
  • آزمایش خاک: آزمایش منظم خاک برای فسفر در دسترس ضروری است.
  • جایگذاری کود: قرار دادن کودهای فسفره در نوارهای متمرکز نزدیک یا زیر ردیف بذر، کارآمدتر از پخش یکنواخت است.
  • نوع کود: استفاده از کودهای فسفات آمونیوم (مانند MAP یا DAP) می‌تواند مفید باشد.
  • مواد آلی: افزایش مواد آلی خاک می‌تواند دسترسی به فسفر را بهبود بخشد.
  • قارچ‌های میکوریزی: ترویج میکروبیوم سالم خاک، از جمله قارچ‌های میکوریزی مفید، می‌تواند به طور قابل توجهی جذب فسفر را توسط گیاهان افزایش دهد.

2. انتخاب گیاهان مقاوم به قلیائیت

 یکی از استراتژی‌های عملی و پایدار برای دستیابی به بهره‌وری در خاک‌های قلیایی، انتخاب گونه‌ها و ارقام گیاهی است که به طور طبیعی با شرایط pH بالاتر سازگار یا مقاوم هستند.

• سبزیجات: مارچوبه (pH تا 8.0)، لوبیا، چغندر، کلم بروکسل، کلم پیچ، نخود باغی، اسفناج و کدو سبز (عموماً تا pH 7.5)، گل کلم، سیر و کدو تنبل (بسته به رقم و شرایط تا pH 7.5-8.0).
• گیاهان پوششی: شبدر، ماشک و یونجه برای بهبود سلامت خاک و افزایش مواد آلی مناسب هستند.
• گیاهان زینتی: اسطوخودوس، یاس بنفش.
• چمن‌ها.

3. کیفیت آب آبیاری و مدیریت آن

 کیفیت آب آبیاری و روش‌های اعمال آن از عوامل حیاتی در مدیریت خاک‌های قلیایی هستند.

• ارزیابی کیفیت آب: آبیاری با آب “سخت” (با غلظت بالای مواد معدنی محلول، به ویژه کربنات‌های کلسیم و منیزیم) یا آب حاوی سدیم بی‌کربنات می‌تواند به افزایش تدریجی قلیائیت خاک کمک کند. آزمایش منظم کیفیت آب آبیاری به اندازه آزمایش خاک مهم است.
• شیوه‌های آبیاری کارآمد:
  • از ماندابی آب جلوگیری کنید: آبیاری بیش از حد می‌تواند باعث ماندابی شود که برای ریشه‌های گیاهان و میکروب‌های خاک مضر است.
  • مدیریت آبشویی: اگر شوری خاک همراه با قلیائیت مشکل‌ساز است، آبیاری باید به گونه‌ای مدیریت شود که آب کافی برای نیازهای محصول و مقدار اضافی (کسر آبشویی) برای حرکت نمک‌های انباشته شده به زیر منطقه ریشه فراهم کند.
  • سیستم آبیاری: آبیاری قطره‌ای، اگرچه کارآمد است، می‌تواند باعث تجمع نمک در حاشیه منطقه خیس‌شونده شود.

مدیریت بلندمدت خاک و شیوه‌های پایدار

 احیای موفقیت‌آمیز خاک‌های قلیایی یک رویداد یک‌باره نیست، بلکه نیازمند تعهد به مدیریت بلندمدت و شیوه‌های پایدار است.

• آزمایش منظم خاک: آزمایش دوره‌ای خاک (pH، EC، ESP/SAR، مواد مغذی، مواد آلی) داده‌های لازم را برای پیگیری تغییرات و تنظیمات به موقع فراهم می‌کند.
• افزودن مداوم مواد آلی: تلاش‌های مداوم برای افزایش و حفظ سطوح مواد آلی خاک بسیار مهم است. این امر از طریق کاربرد منظم کمپوست، کود دامی، و استفاده از گیاهان پوششی قابل دستیابی است.
• مدیریت آب آبیاری عاقلانه: شامل نظارت مستمر بر کیفیت آب آبیاری و استفاده از تکنیک‌های آبیاری کارآمد برای جلوگیری از تجمع نمک و ماندابی است.
• کاشت گیاهان پوششی و تناوب زراعی: این شیوه‌ها به بهبود سلامت خاک، افزودن مواد آلی و کمک به تعادل pH در طول زمان کمک می‌کنند.
• به حداقل رساندن شیوه‌هایی که به قلیائیت کمک می‌کنند: از آهک‌زنی نامناسب خاک‌های قلیایی، مدیریت دقیق آب آبیاری با کیفیت پایین، و اطمینان از زهکشی خوب خاک باید پرهیز شود.

با درک پیچیدگی‌های خاک‌های قلیایی و به کارگیری این استراتژی‌های یکپارچه، می‌توان سلامت آن‌ها را احیا کرده، بهره‌وری‌شان را افزایش داد و استفاده پایدار از آن‌ها را برای کشاورزی و باغبانی تضمین کرد. صبر و پشتکار کلید موفقیت است، زیرا احیای خاک یک فرآیند تدریجی است.

از ۱ تا ۵ به این صفحه یه امتیاز بده

در حال ثبت رای