Deep salinity changes due to irrigation with saline water

محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage

وحید یزدانی ¹ , سپیده یکه باش ² , محمد سلطانی ³

1 -
2 -
3 -

تاریخ دریافت : 1400/04/16 تاریخ پذیرش : 1400/06/23 تاریخ انتشار : 1400/07/30

کلید واژه: شوری خاک, Soil salinity, Irrigation, آبیاری, Soil salinity prediction, Salinity changes, پیش‎بینی شوری خاک, تغییرات شوری,

چکیده مقاله :

Salinity is one of the most widespread global environmental threats to agricultural production, especially in arid and semi-arid regions. This study was conducted to investigate the effect of irrigation water salinity on soil quality at the surface and depths. Therefore, in this study, different ratios of natural salt rock and well water with a flow rate of 35 liters per second (in the coordinates of 39.5 39 39.59 and 360.23.29) were used to create different salinities. The results showed that with increasing time after planting and applying different irrigation treatments, the salinity of soil saturated extract increases at different soil depths. As it is known, in the first 3 dates, the amount of difference in EC of soil saturated extract is not very large and in the 4th and 5th sampling dates (ie 102 and 118 days after rapeseed cultivation) the amount of differences increases. Of course, it should be noted that such a trend is not observed in I4 treatment. Because severe lack of irrigation in this treatment has caused the accumulation of salts in the soil surface that rainfall has only leached the soil surface and transported the salts to lower depths. As it is known, increasing the time and applying dehydration and salinity treatments increase the osmotic and matrix potential at different soil depths, so applying different amounts of leaching according to a proper schedule is very important and necessary. The results showed that the trapezoidal model is not able to predict the salinity of soil saturated extract. This method estimates the salinity of the soil saturated extract much higher than the reality and its results are only somewhat acceptable at salinity of 0.5 dS / m. In contrast, the results of the other two models, namely the exponential model and the absorption function model, have provided more appropriate results. The exponential model in these three irrigation levels has a more acceptable accuracy than the absorption function model

چکیده انگلیسی:

این تحقیق به منظور بررسی تاثیر شوری آب آبیاری بر کیفیت خاک در سطح و اعماق انجام گرفت. در این تحقیق از نسبت­های مختلف سنگ نمک طبیعی و آب چاه با دبی 35 لیتر در ثانیه (در مختصات ً5/39  َ27 º59 و ً2/39 َ27 º36) به منظور ایجاد شوری­های متفاوت  در شرایط کشت کلزا استفاده شد. در شرایط ماندگار، در یک غلظت مشخص از آب آبیاری، توزیع متفاوت در جذب آب سبب توزیع متفاوت شوری در خاک می­شود. بر این اساس،  از معادلات تابع جذب آب نمایی، ذوزنقه­ای و الگوی جذب جهت بررسی تغییرات شوری استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش زمان بعد از کاشت و اعمال تیمار­های مختلف آبیاری، مقدار شوری عصاره اشباع خاک در اعماق مختلف خاک افزایش می­یابد. در 3 تاریخ اولیه مقدار تفاوت در EC عصاره اشباع خاک خیلی زیاد نیست و در تاریخ 4 و 5 نمونه‎برداری (یعنی 102 و 118 روز بعد از کشت کلزا) مقدار تفاوت­ها بیشتر می­شود. دلیل تفاوت کم در تاریخ‎های 56، 71 و 87 روز بعد از کشت کلزا، وجود بارش در این مدت می­باشد. در 71 روز بعد از کشت کلزا مقدار EC عصاره اشباع در اغلب تیمار­ها کاهش داشت و از روند افزایشی پیروی نمی­کرد که دلیل آن وقوع بارش در بازه اول الی 15 خرداد بود؛ که باعث آب‎شویی املاح شده و EC عصاره اشباع خاک کاهش یافته است. البته باید اشاره داشت که در تیمار I4 چنین روندی مشاهده نمی­گردد. زیرا کم‎آبیاری شدید در این تیمار باعث تجمع املاح در سطح خاک شده است که بارش­ها تنها سطح خاک را آب‎شویی نموده و املاح را به اعماق پایین‎تر منتقل کرده است. نتایج نشان داد که مدل ذوزنقه­ای قادر به پیش‎بینی شوری عصاره اشباع خاک نمی­باشد. این روش شوری عصاره اشباع خاک را بسیار بیشتر از واقعیت برآورد می­کند و نتایج آن تنها در شوری 5/0 دسی زیمنس بر متر تاحدودی قابل قبول است. در مقابل، نتایج دو مدل دیگر یعنی مدل نمایی و مدل تابع جذب، نتایج مناسب‎تری را ارائه دادند. مدل نمایی در این سه سطح آبیاری دارای دقت قابل قبول­تری نسبت به مدل تابع جذب بود.

منابع و مأخذ:

مام، ی.، پیرسته انوشه، ه.، حسینی، ا. و رفیعی، و. (1392). رشد اولیه و جذب یون­های سدیم و پتاسیم در ده رقم جو در شرایط تنش­شوری. فیزیولوژی گیاهان زراعی، دوره 5، شماره 19، ص 15-5.

چراغی، س. و رسولی، ف. (1387). ارزیابی مدیریت­های بهره‎برداری از منابع آب و خاک شور اراضی تحت کشت گندم مناطق مختلف کشور. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی مرکز ملی تحقیقات شوری، شماره ثبت 792/87.

خلیلی راد، ر.، میرنیا، س. و بهرامی، ح. (1389). تاثیر مقادیر مختلف آب خاک بر توسعه ریشه ذرت. آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، دوره 24، شماره 3، ص 564-557.

رحیمیان، م.، روستا، م.،مشکوه، م،. گوشه، م. و تفتی، م. (1391). برآورد شوری نیم‎رخ خاک بر اثر شوری آب زیرزمینی در دشت آزادگان. مجله پژوهش­های خاک علوم خاک و آب، دوره 26، شماره 3، ص 389-381.

رسولی، ف. و کیانی، ع. (1389). پیش‎بینی شوری خاک با استفاده از مدل­های ماندگار در اراضی شور تحت کشت گندم در مناطق معتدل استان فارس، مجله پژوهش­های خاک (علوم خاک و آب)، دوره 24، شماره 3، ص 228-217.

روستا، م. ج.، سلطانی، م. بشارت، ن.، صالحی، م. و رنجبر، غ. (1392). بررسی تأثیر سطوح مختلف پلیمر سوپرجاذب و شوری آب آبیاری بر نگهداری رطوبت خاک. مجله پژوهش آب ایران، شماره 12، ص 244-241.

سجادی، م.، زین الدینی، ا. و محمودی، ش. (1391). تأثیر کیفیت آب آبیاری بر خصوصیات خاک و عملکرد پسته در دشت رباط شهربابک. فصل‎‎نامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، دوره 2، شماره 3، ص 45-36.

علی‎حوری، م.، ناصری، ع.، برومندنسب، س. و کیانی، ع. (1394). اثر کم‎آبیاری و شوری آب آبیاری بر توزیع شوری خاک و رشد رویشی نهال­های خرما. حفاظت منابع آب و خاک، دوره 4، شماره 3، ص 13-1.

علیزاده، ا. (1383). رابطه آب و خاک و گیاه، چاپ چهارم، انتشارات دانشگاه امام رضا.

علیزاده، ا. و کمالی، غ. (1387). نیاز آبی گیاهان در ایران، انتشارات آستان قدس رضوی، چاپ دوم، مشهد.

فیضی، م. (1392). اثر کیفیت و مدیریت آب بر ویژگی‎های شیمیایی خاک. پژوهش­های خاک (علوم خاک و آب)، دوره 27، شماره 2، ص 252-239.

قدمی، ن. ا. (1389). زراعت و اصلاح کلزا (کاشت، داشت و برداشت). چاپ اول، انتشارات آموزش و ترویج کشاورزی.

قنبری مفتی‎کلایی، ه.، بهمنیار، م.، سالک‎گیلانی، س. و رئیسی، ف. (1391). اثر سطوح مختلف شوری آب آبیاری و برخی مواد اصلاح‎کننده بر تنفس میکروبی و فعالیت فسفاتاز­های اسیدی و قلیایی خاک ریزوسفری طی رشد رویشی سویا. پژوهش‎های حفاظت آب و خاک (علوم کشاورزی و منابع طبیعی)، دوره 19، شماره 3، ص 75-63.

کیانی، ع. و کوچک زاده، م. (1380). راهکار­های اجرایی و مدیریتی کاربرد آب شور در کشاورزی. اولین کنفرانس ملی بررسی راهکار­های مقابله با بحران آب، دانشگاه زابل، 18 اسفند 1380، زابل، ایران.

کریمی‎افشار، آ.، باقی‎زاده، ا. و محمدی‎نژاد، ق. (1394). ارزیابی فیزیولوژیک تحمل به خشکی دو اکوتیپ زیره سبز تحت شرایط گلخانه. علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای، دوره 23، شماره 6، ص 184-175.

کیانی، ع.، همایی، م. و میرلطیفی، م. (1385). ارزیابی توابع کاهش عملکرد گندم در شرایط توام شوری و کم‎آبی، مجله علوم خاک و آب، دوره 20، شماره 1، ص 82 -73.

نوشادی، م.، فهندژ‎سعدی، س. و شهرکی‎مجاهد، ر. (1392). تعیین اثر شوری و شیوه­های مدیریتی آبیاری در دو روش آبیاری قطره­ای سطحی و زیرسطحی بر گیاه گوجه‎فرنگی، چهارمین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی، 8-6 اسفند 1392، اهواز، ایران.

نوروزی، م.، ماهرانی، م. و مسچی، م. (1378). استفاده از آب­های شور و لب‎شور برای آبیاری، انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، 76ص.

ختار، م. و محمدی، م. ح. (1398). اثر هم‎زمان شوری و مکش ماتریک خاک بر میزان تبخیر و توزیع مجدد رطوبت و شوری در دو خاک با بافت متفاوت. مجله تحقیقات آب و خاک ایران (علوم کشاورزی ایران)، دوره50، شماره 1، ص 98-89.

Aragüésa, R., Urdanozb, V., Etinc,M.C., Kirdac, H., Ltifid, W., Lahloue, M. and Douaikf, A. (2011). Soil salinity related to physical soil characteristics and irrigation management in four Mediterranean irrigation districts. Agricultural Water Management, 98 (6), pp: 959–966.

Asgarzadeh, H., Mosaddeghi, M.R., Mahboubi, A.A., Nosrati, A. and Dexter, A.R. (2010). Soil water availability for plants as quantified by conventional available water, least limiting water range and integral water capacity. Plant and Soil, 335, pp: 229-244

Corwin, D.L., Rhoades, J.D. and Simunek, J. (2007). Leaching requirement for soil salinity control: Steady- state versus transient models. Journal of agricultural water management, 90 (3), pp: 165-180.

Eisa, S., Hussin, S., Geissler, N. and Koyro, H.W. (2012). Effect of NaCl salinity on water relations, photosynthesis and chemical composition of Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) as a potential cash crop halophyte. Australian Journal of Crop Science, 6(2), pp: 357-368.

Ayars, J.E., Hoffman, G.J. and Corwin, D.L. (2012). Leaching and rootzone salinity control. Journal of Agricultural salinity assessment and management, Chapter 2, pp:371-403.

Hoffman, G.J. (1985). Drainage required managing salinity. Journal of Irrigation and Drainage Division, 111 (3), pp: 199–206.

Hoffman, G.J. and Van Genuchten, M.T. (1983). Soil properties and efficient water use: water management for salinity control. In: Taylor, H.M., Jordan, W.R., Sinclair, T.R. Limitation to efficient water use in crop production, USA, pp: 73-85.

Kar, G., Kumar, A. and Martha, M. (2007) .Water use efficiency and crop coefficients and dry season oilseed crops. Journal of Agriculture Water Manage, 87 (1), pp: 73-82.

Meiri, A. and Shalhevet, J. (1973). Pepper plant response to irrigation water quality and timing and leaching, Ecological Studies, Vol. IV. Springer-Verlag Berlin, pp: 421-429.

Richards, L.A. (1954) Diagnosis and Improvement of Saline Alkali Soils, Agriculture. Handbook No.60. US Department of Agriculture, Washington DC, 160p.

Silber, A., Israeli, Y., Elingold, I., Levi, M., Levkovitch, I., Russo, D. and Assouline, S. (2015). Irrigation with desalinated water: A step toward increasingwater saving and crop yields. Water Resources Research. Water Resources Research, 51 (1), pp: 450–464.

Song, C., Ren, H. and Huang, C. (2016). Estimating Soil Salinity in the Yellow River Delta, Eastern China—An Integrated Approach Using Spectral and Terrain Indices with the Generalized Additive Model. Pedosphere, 26 (5), pp: 626–635.

Letey, J. and Feng, G.L.M. (2007). Dynamic versus steady-state approaches to evaluate irrigation management of saline waters. Agricultural water management, 91 (1-3), pp: 1-10.

Wan, S., Kang, Y., Wang, D., Liu, S. and Feng, L. (2007). Effect of drip irrigation with saline water on tomato (Lycopersicon esculentum Mill) yield and water use in semi-humid area. Agricultural Water Management, 90 (1-2), pp: 63–74.

Xu, C. and Mou, B. (2016). Responses of Spinach to Salinity and Nutrient Deficiency in Growth, Physiology, and Nutritional Value. Journal of American Society for Horticultural Science, 141 (1), pp: 12-21.

Zarei, M.A., Tabatabaei, H., Shayan nejad, M. and Beigi Harchegani, H. (2008). Salinity distribution pattern in soil profile under three irrigation regimes in Karty irrigation in the eastern Isfahan lands. Journal of research in agricultural science, 3 (2), pp: 196-206.