زهکشی

مقدمه:
توليد فراوان خوار‌وبار و فرآورده‌هاي كشاورزي در بخشهايي از كرة زمين و نياز نوميدانه به آن در بخشهاي ديگر، اوضاع سياسي، اقتصادي و اجتماعي ويژه‌اي پديد آورده است. به طوري كه نه تنها سرنوشت سياسي ـ اقتصادي كشورهاي نيازمند به وسيلة كشورهاي صنعتي رقم مي‌خورد، بلكه زندگي روزمرة مردم سرزمينهاي وابسته نيز به تصميماتي بستگي يافته كه در كشورهاي سلطه‌گر گرفته مي‌شود.

تقسيم جهان به اكثريت نيازمندان و گرسنگان مصرف كننده و اقليت توليد كنندة مواد غذايي، گسترده شدن هر روزة فاصلة ناپيمودني توليد و انباشت انبوه فرآورده‌هاي كشاورزي از سويي و فقر پايدار از سوئي ديگر، به فاجعه‌اي آن چنان دردناك انجاميده، كه بحران ناشي از آن، بازتابهاي عميقي را در در سراسر جهان به وجود آورده و پيامدهاي نگران كننده‌اي به بار خواهد آورد.

))شوراي جهاني تغذيه وابسته به سازمان ملل(( در گزارشهاي سال ۱۹۷۴ و ۱۹۸۱ اعلام مي‌كند كه ۶۵ كشور جهان سوم تا پايان قرن بيستم از تغذية مردم خود كاملاً ناتوان خواهند شد، همين گزارش مي‌افزايد: «هم اكنون در جهان، ۲۰۰ ميليون كودك كمتر از ۵ سال، از سوء تغذيه و گرسنگي رنج مي‌برند.

طبق ارقام هراس آوري كه در »كنفرانس روز جهاني تغذيه» (اكتبر ۱۹۸۱) اعلام شد، در هر ۲ ثانيه يك كودك بر اثر گرسنگي تلف مي‌شود و تنها در امريكاي لاتين سالانه يك ميليون كودك جان خويش را به دليل گرسنگي از دست مي‌دهند.بدين سان در حالي كه جهان پيشرفته با مسايل مازاد توليد خويش روبرو است، بي‌غذايي و بدغذايي در كشورهاي جهان

سوم، به شكار مرگبار انسانها ادامه مي‌دهد. در جهاني كه اجساد باد كردة كودكان آسيايي و آفريقايي كه از گرسنگي، به مرگي دردناك مرده‌اند حتي در شهرهاي بزرگ كشورهاي عقب افتاده، منظره‌اي عادي و معمولي است، در جهاني كه بي‌غذايي و سوء تغذيه داغ خويش را بر چهرة ملل كشورهاي جهان سوم نقش كرده است و انواع بيماريهاي ناشي از سوء تغذيه و كمبود مواد غذايي، همراهان جدايي ناپذير انسان گرسنه شده‌اند، ايالات متحدة امريكا با مشكل توليد اضافي غلات روبرو است.

پژوهشهاي علمي نشان مي‌دهد، كه از سال ۱۹۳۱ تا كنون مقدار غذاي سرانه نه تنها افزايش نيافته، بلكه طي دهة گذشته كاهش هم يافته است.
تا دو قرن پيش و قبل از بهره‌گيري از نتايج انقلاب صنعتي دوم در كشاورزي، بسياري از كشورهاي آسيايي و آفريقايي، خود، توليد كنندگان اصلي و صادر كنندگان محصولات كشاورزي اعم از غذايي و صنعتي بوده‌اند. از قرن ۱۵ تا اواخر قرن نوزدهم ميلادي سياست استعماري كشورهاي اروپاي غربي بر اين بود كه كشورهاي زير سلطة آسيايي و آفريقايي و آمريكاي لاتين، به امر كشاورزي تك پايه‌اي اشتغال داشته و اروپاي غربي به توليد صنعتي بپردازد. اين تقسيم كار جهاني، كشورهاي زير سلطه را به توليد كنندگان محصولات كشاورزي تبديل كرد، به

اين ترتيب، كشورهاي زير سلطه نه تنها مواد غذايي مورد نياز دنياي صنعتي آن روزگار را تأمين مي‌كردند، بلكه توليد كنندة مواد اولية كارخانه‌هاي توليدي اروپاي غربي نيز بوده‌اند.
اگر هدف خودکفايي کشاورزي باشد ، تأمين آن جز از طريق افزايش سطح زير کشت ويا افزايش عملکرد و يا هر دو ، امکان پذير نيست و جهت دست يابي به اين آرمان ،اجراي شبکه هاي زهکشي در صورتي که ساير عوامل توليد در موقعيت بهينه و مطلوبي

باشند ، به اين هدف کمک مي کند ولي در صورتي که زهکشي را بدون توجه به ساير عوامل توليد مورد توجه قرار داده و چنان پنداريم که کمبودها و نواقص و معايب ساير عوامل نيز با گذاردن چند تمبوشه درخاک بر کنار مي شود ،اشتباه بزرگي را مرتکب شده ايم .
بنابراين طرح زهکشي هنگامي موفق خواهد شد که بخشي از يک طرح توسعه کشاورزي ويا توسعه اقتصادي باشد .

اثرات جهاني بهسازي خاک در توسعه کشاورزي و محيط زيست
با آغاز قرن بيستم، به ويژه پس از جنگ جهاني دوم، كشورهاي صنعتي دنيا با بكارگيري دست‌آوردهاي علمي و فني به انقلاب بزرگ در زمينه روشهاي كشت و بهره‌برداري از زمين دست زدند، تحول و تكامل بزرگ تكنولوژيك در زمينة ساخت ماشين‌آلات كشاورزي، گسترش و توسعة روشهاي علمي مبارزه با آفتهاي نباتي، توليد و مصرف انواع كودهاي شيميايي و به طور كلي دگرگوني و تحول بنيادين در توليد كشاورزي، بهره‌وري كار و زمين را به آنچنان سطحي ارتقاء داد كه شايد بزرگترين پيشرفت بشر در تاريخ اقتصادي باشد . اما كشورهاي زير سلطه كه از نظر علمي و صنعتي عقب افتاده بودند، به تدريج از توليدكنندگان فرآورده‌هاي كشاورزي، به مصرف كنندگان آن تبديل شدند، بدين سان اروپاي شرقي، امريكاي لاتين و برخي از كشورهاي آسيايي از جمله ايران، كه پيش از جنگ جهاني دوم صادركنندگان مواد غذايي بودند، به وارد كنندگان و خريداران اين محصولات تبديل شدند.

پژوهشهاي كنفرانس «بررسي غذا» در اكتبر ۱۹۸۱ نمايانگر آن است، كه در طي دهة گذشته ذخاير مواد غذايي موجود براي مصرف در مواقع ضروري، به ميزان بيش از دو سوم كاهش يافته است. ذخاير خواروبار كه در گذشته معادل ۸۰ روز آذوقه بوده، اينك به ۳۰ روز رسيده است. تجزيه و تحليل وضع كلي خواروبار در سطح جهاني نشان مي‌دهد كه اگر گرايش كنوني همچنان ادامه يابد ميزان خواروبار و فرآورده‌هاي كشاورزي به شدت كاهش يافته و فقر و گرسنگي را در پي خواهد داشت .

با افزايش مداوم جمعيت و بهبود نسبي سطح زندگي در پاره‌اي از نقاط جهان، نياز به مواد غذايي روز بروز و با سرعتي شگرف افزايش مي‌يابد. از آنجا كه زمينهاي قابل كشت كرة زمين محدود است و گسترش آن متناسب با افزايش جمعيت و بالا رفتن ميزان مصرف مواد غذايي، امكان‌پذير نيست، ضرورت بهره‌برداري بيشتر از اراضي موجود براي ادامة نسل بشر بيش از پيش احساس مي‌شود و باعث توجه روزافزون جهاني به توليد هرچه بيشتر فرآورده‌هاي غذايي به منظور رفع گرسنگي و تامين نيازمنديهاي غذايي جامعه بزرگ مصرف‌كننده ، جهاد عظيمي را در سراسر عالم، در زمينه‌هاي داير كردن زمينهاي باير و افزايش سطح كشت و بالا بردن ميزان بهره‌دهي واحدهاي كشاورزي ، سنن توسعة مكانيزاسيون كشاورزي،‌

حاصلخيزي خاك، اصلاح بذر، تهية بذرهاي مقاوم، تحول سيستم آبياري، مبارزه با آفات و بيماريهاي گياهي، مبارزه با علفهاي هرز، زهكشي و بهسازي خاك و غيره كه همه شاخه‌هايي از كشاورزي هستند برانگيخته است.
خورشيد پدر حيات است و زمين مادر آن. خاك پستان زمين است و آب خون آن. محصولات كشاورزي شير زمين هستند. زمينيان شير خاك مي‌خورند و در زمين مي‌زيند . اين حقيقت هستي ماست.

انرژي خورشيد منشاء حيات در زمين است. استمرار تابش آن لازمة بقاء حيات است. گياهان عامل جذب، تبديل، ذخيره و انتقال اين انرژي به حيوانات هستند. انسان به عنوان جزئي از عالم حيواني، علاوه بر بهره‌گيري مستقيم از خورشيد، از هر دو منبع گياهي و جانوري نيز بهره‌برداري مي‌كند. خاك بستر رشد گياه است ، بي ‌خورشيد حيات وجود ندارد و بي‌خاك، زندگي متصور نيست. خورشيد را نمي‌توان كاري كرد، ولي نابودي خاك، نابودي محيط زيست انسان است.

تخريب محيط طبيعي زيست انسان كه خاك عمده‌ترين قسمت آن است و عدم توجه به تخريب و كاهش حاصلخيزي خاك كه عامل اساسي كشاورزي و تغذيه و تأمين امكان زيست انسان است، به دوراز آينده‌نگري است. ساليانه ميليونها تن خاك‌ را آب و باد با خود برده و به كويرها، درياها و اقيانوسها مي‌سپاردو به اين ترتيب ميليونها هكتار از اراضي كرة زمين حاصلخيزي خود را از دست مي‌دهد.

زمينهاي بسياري به شوره‌ زار تبديل گشته و يا باتلاقي مي‌شوند. مصرف بي‌رويه و غير بررسي شده آبهاي آبياري، كودهاي شيميايي و سموم دفع آفات نباتي و بيماريهاي گياهي، خاكهاي بسياري را آلوده ساخته و از قدرت حاصلخيزي آنها مي‌كاهد. تكثير عوامل بيماري‌زا در اثر كشتهاي متوالي و بي‌تناوب و عدم رعايت اصول به زراعي و بهداشتي خاكهاي بسياري را عملاً غيرحاصلخيز مي‌نمايد.

خاك، محصول مشترك عملكرد عوامل مختلف طبيعي در طي اعصار و قرون متمادي و حاصل كاركرد دراز مدت و توأمان اين عوامل است. خروج خاك از چرخه بهره‌برداري و انتفاع انسان، زياني است كه به سهولت و در كوتاه مدت قابل جبران نيست و بيشتر در اختيار طبيعت است. ولي حفاظت از خاك و افزايش ظرفيت باروري آن در توان انسان امروز بوده و سرنوشت انسان با سرنوشت خاك پيوندي عميق و همه جانبه دارد. انديشيدن به خاك انديشيدن به سرنوشت انسان وسلامت خاك، سلامت انسان است.
به طور كلي، در اين مقطع زماني كه در سطح جهان ، موضوع توسعة پايدار به ميان آمده و در درون كشور نيز كوشش دولتمردان در راستاي تأمين خودكفايي كشاورزي است اهميت آبياري و زهکشي به روشني مشخص مي شود .

هدف خودکفايي کشاورزي نيز جز از طريق افزايش سطح زير كشت و يا افزايش عملكرد و يا هر دو، امكان‌پذير نبوده و جهت دستيابي به اين آرمان، اجراي شبكه‌هاي زهكشي در صورتي كه ساير عوامل توليد در موقعيت بهينه و مطلوبي باشند، به اين هدف كمك مي‌كند.
امنيت غذايي، کشاورزي پايدار و محيط زيست

چارچوب کلي ارزيابي آينده کشاورزي ،توسط دو موضوع مهم در کشاورزي و غذا به شرح زير تعين مي شود :
الف) پيشرفت در جهت از بين بردن تغذيه نا کافي و ايجاد امنيت غذايي ، مشکل بخش مهمي از جمعيت کشورهاي در حال توسعه است .
ب ) حمايت از توان توليد و کارکردهاي زيست محيطي گسترده تر منابع کشاورزي براي نسل هاي آينده ، که در واقع اساس پايداري کشاورزي و محيط زيست را تشکيل داده و ضمن حمايت از پايداري، در بر طرف کردن نيازهاي غذايي و غيره نيز نقش دارد .

عوامل تخريب خاک زراعي و اثرات آن بر روي محيط زيست

۱- فرسايش آبي و بادي خاک زراعي ، باعث نابودي بيش از يک ميليارد هکتار از کل اراضي شده و بقيه آن به واسطه تخريب شيميايي و فيزيکي خاک مي باشد . همچنين فرايندهاي ناشي از دخالت بشر و تغييرات ناشي از عوامل طبيعي (نظير حرکات عمودي و افقي پوسته زمين) نيز باعث نابودي خاک گشته ودر آينده هم اين نابودي ادامه خواهد يافت، اما ارتباط بين فرسايش خاک و کاهش بهروري پيچيده است و قبل از اينکه بتوان درباره اثرات فرسايش خاک درعملکرد محصول در واحد سطح به نتايج قطعي دست يافت ،تلاش زيادي بايد صورت گيرد.

۲- کاهش مواد معدني خاک نيز از مشکلات جدي به شمار رفته، به ويژه در مناطق نيمه صحرايي آفريقا که عرضه کودحيوانيدرآنهاکم بوده ومصرف کودهاي شيميايي چندان مقرون به صرفه نيست. اين مسئله با شدتي کمتر ، در ۲۰ سال آينده نيز وجود خواهد داشت
۳- نابودي ناشي از شورشدن اراضي در وهله اول مشکل مناطق آبي است اما در مناطق خشک و گرم نيز وجود دارد . تخمين ميزان نابودي اراضي آبي ناشي از اين عامل بسيار متفاوت است ( ۲/۰ ميليون هکتار تا ۵/۱ ميليون هکتار در سال در سطح جهان) در حالي که ۱۵-۱۰ درصد از اراضي آبي تا حدودي به واسطه شوري و ماندابي شدن از رده خارج مي شوند .

۴-بيابان زايي به معناي وسيع کلمه نابودي اراضي در مناطق خشک است که درحدود ۳۰ درصد از سطح اراضي دنيا را تحت تاثير قرار مي دهد که اين مساله ناشي از توسعه بيشتر فعاليتهاي کشاورزي در خاکهاي ضعيف ديمزارها است .
۵-آلودگي آب کشاورزي به دليل افزايش غلظت نمک در مناطق آبي و آلودگي ناشي از مصرف کودهاي شيميايي و آفت کشها و همچين پساب واحدهاي متمرکز دامداري و پرورش ماهي به احتمال زياد افزايش خواهد يافت ، زيرا انجام اصلاحات مناسب به زمان طولاني نياز دارد.
۶- بهره برداريفشرده ازاراضي ، کوتاه شدن دوران آيش و کشت چندمحصوليدرفصل رشد و نيز افزايش رشد بخش سبزيجات، بيش از سطح ميانگين به افزايش مصرف آفت کشها حتي از نوع ملايم در کشورهاي در حال توسعه منجر مي شود.

توسعه و تشديد فعاليتهاي کشاورزي ، همچنين موجب افزايش فشار وارد بر محيط زيست جهاني خواهد شد. جنگل زدايي بر روي نقش دوگانه جنگل ، به عنوان زيستگاهي براي انواع موجودات زنده و به عنوان منبع اصلي توليد کربن، تاثير منفي بر جاي گذاشته و همچنين تنوع موجودات زنده در اراضي جنگلي، با خشک کردن اراضي مرطوب براي تبديل آنها به زمينهاي کشاورزي صدمه خواهد ديد، علاوه بر اينکه بايد درنظر داشت ، کشاورزي به رشد گازهاي گلخانه اي در اتمسفر خاک نيز کمک خواهد کرد .

راه حل هاي جهاني بهسازي خاک
در تلاش به منظور کاهش نابودي آب و خاک واستفاده وسيعتر از روشهاي حفاظت خاک، حتي با سرمايه اي کم نيز مي توان به افزايش يا تثبيت عملکرد در واحد سطح، کمک کرد . مناطق خشک در نواحي نيمه صحرايي آفريقا و آسيا مي توانند مانند اراضي شيب دار در مناطق مرطوب گرمسيري ،از اين روشها استفاده کنند. به همين ترتيب براي حل مشکل شوري نيز مي توان از زهکشي و پوشش کانالها همراه با استفاده از روش جامع در مديريت آب مانند استفاده توام از آبهاي سطحي و زير زميني و استفاده موازي از منابع آبي چاه و کانال بهره مند شد. به طور کلي کارآيي مصرف آب براي مقابله با کمبود فزاينده آن مستلزم تغييرات اساسي در تفکر روي روشهاي قيمت گذاري آب و تغييرات مورد نياز در امور نهادي مي باشد .

استفاده وسيعتر از روشهاي تغذيه گياه مانند ipn وتوسعه آن ، بهبود درمديريت استفاده از نهادها ، روش تکنولوژيکي عمده اي را براي افزايش توليد اين عناصر ضمن حداقل نمودن اثرات منفي آن بر محيط زيست فراهم مي کند . به همين ترتيب ، مديريت تلفيقي آفات بايد در زمينه ي حفظ نبات باشد و اولويت را به محصولاتي بدهد که حجم زيادي ازمصرف آفت کشها را به خود اختصاص مي دهند مانند پنبه ،ذرت ، سويا ،ميوه وسبزيجات .

پيشرفت در جهت بکارگيري تکنولوژي هاي مناسب کشاورزي پايدار تا حد زيادي
به افزايش تحقيقات کشاورزي بستگي داشته که بر امور زير تاکيد مي نمايد :
الف) بهبود مديريت سيستم هاي بيولوژيکي بر اساس درک بهتراز بازيافت آنها
(FEEDBACK) وفرآيندهاي متعادل کننده مي باشد .

ب) بهبود مديريت اطلاعات که که نيازمند اطلاعات صحيح در زمينه منابع طبيعي، نحوه کاربري اراضي و نظام هاي زراعي و همچنين افزايش توان مراقبت زيست محيطي مي باشد.
ج‌) بهبود مديريت سيستم مزرعه – خانوار به منظور تلفيق بهتر فعاليتها درمجموعه دروني و بيروني خانوار.
در عمل ، تلاشهاي تحقيقاتي بايد در جهت افزايش پايدار بهره وري از مناطقي با توان بالا و توجه به زمينهايي باحاصلخيزي کم و حاشيه اي باشد که در آنها بايستي نابودي اراضي کاهش يافته و توليد محصول افزايش و يا تثبيت گردد. اين راهيافتها بايد به وسيله دو روش مکمل يعني احياء و بهبود اکولوژي و استفاده از برآيند تصاعدي تلفيق دانش فني بومي و علوم مدرن کامل شود . براي تقويت مالي و نهادي سيستم هاي ملي ، بايد از اين چهار اقدام در تحقيقات کشاورزي در سطح بين المللي حمايت شود .

اکثر کشورهاي توسه يافته ،اقداماتي در راه تخفيف و يا غلبه بر تهديدهاي جدي تر محيط زيست انجام داده اند . به عنوان مثال ، توليد در مناطق حاشيه اي را متوقف ساخته و استفاده از کودهاي شيميايي و آفت کشهاي رسوبي را در محل انشعاب آبها که باعث آلودگي آبهاي زيرزميني مي شود تحريم نمودند

.
اقدامات گسترده براي حمايت از محيط زيست در برابر فشارهاي کشاورزي تا حدود زيادي به مسئله انتخاب اجتماعي بستگي دارد زيرا آنها توانايي هاي اقتصادي و فني لازم را براي ارائه اقدامات کنترلي بيشتر و يا تکنولوژيهايي که براي محيط ، کم خطر تر و پايدارتر باشند را دارند. ضمنا” تحمل عواقب اقتصادي – اجتماعي چنين فعاليتهايي ، مثل”هزينه بيشتر مواد غذايي و افزايش واردات و کاهش صادرات مواد غذايي ، براي آنها نسبت به کشورهاي در حال توسعه آسانتر است . اگر تکنولوژيهايي که نسبت به محيط بي خطرند ، مورد قبول عموم واقع شده و بيشتر توسعه يابد ، احتمال مي رود که قطع رابطه بين محيط زيست و توسعه ( که منظور از توسعه ، تعاريف واقدامات مرسوم مثل درآمد سرانه و غيره
مي باشد ) کاهش مي يابد .

كليات زهكشي:
زهكشي در مناطقي چون ايران كه توليد محصولات زراعي و باغي به آبياري بستگي دارد، عبارت از خارج نمودن آب و املاح اضافي از خاك است . كلية زمينهايي كه آبياري مي‌شود به يك سيستم زهكشي نيازمند است و اين زهكشي مي‌تواند طبيعي و يا به علت نوع خاك و ساير عوامل زمين‌شناسي مصنوعاً تعبيه شود. در بعضي از موارد زهكشي مصنوعي كه ساخته و پرداختة انسان است مكمل زهكشي طبيعي مي‌گردد. به هر حال در طرح آبياري بايستي لزوم احداث شبكه‌هاي زهكشي در نظر گرفته شود تا امكان بهره‌برداري دائم از منابع آب و خاك منطقه فراهم شود.

اهداف زهکشي :
۱ـ ايجاد شرايط مناسب (ساختمان خاك، درجة حرارت و ازت) براي كشت گياهان زراعي.
۲ـ امكان اجراي عمليات كشت و كار به ويژه هنگام، كاشت و برداشت محصول.

اگر سطح ايستابي بالا باشد، ساختمان سطح‌الارض رو به تباهي مي‌رود. از طرفي خاكهاي مرطوب سردتر بوده زمان بذرافشاني به تعويق مي‌افتد. ضمناً فعاليت ميكروارگانيسمها، كاهش سريع و محسوس مي‌يابد و كودهاي ازته نيز بايستي به مقدار بيشتري مصرف مي‌شود.

براي آن كه زهكشي رضايت بخش باشد، زهكشي سطح خاك بايستي به نحو مطلوبي صورت گيرد، بدين معني كه با تسطيح اراضي امكان و فرصت جمع شدن آب باران يا آبياري در نقاط مختلف داده نشود. ديگر اين كه رابطة بين عمق سطح ايستابي، نوع خاك و شدت تبخير و تعرق مشخص شود تا پيش‌بيني‌هاي لازم بر اساس اصول منطقي و علمي استوار گردد. به طور كلي هر چه بافتي خاك سنگين‌تر ، شدت تبخير و تعرق بيشتر شده وتأثير آب زيرزميني كمتر خواهد بود.
نياز اّبي گياهان :

۱ـ گروه Hydroophytes يا گياهان آبزي كه در مردابها ديده شده و ساختمان دروني آنها به نحويست كه تهوية ريشه‌ها امكان‌پذير است.
۲ـ گروه خشك‌زي Xerophytes يا گياهان مناطق نسبتاً خشك كه در اثر سازگاري با محيط مي‌تواند خشكيهاي موسمي را تحمل كند و ريشة آنها عميق است در حالي كه ريشة گياهان آبزي سطحي بوده و در آنها ريشه‌هاي موئين تشكيل نمي‌شود.
۳ـ گروه Mesophytes يا گياهان حد واسط بين دو گروه فوق. اين نباتات از قدرت تحمل خشكي را دارد و نه مي‌تواند آبزي باشد.
گياهان ديگري در مناطق خشك وجود دارد كه به گياهان موقتي Ephemerals موسوم بوده و قادر است كه چرخة حيات خود را فقط در دورة كوتاه فصل باراني به انجام رساند. اين گياهان قبل از خشك شدن خاك به بذر مي‌نشيند و با وجود اين كه مي‌تواند خشكي جو را تحمل نمايد قادر به مقاومت در برابر خشكي خاك نيست.

رشد گياهان در شرايط ماندابي:
اولين اثر آب اضافي در خاك جايگزيني آن با اكسيژن موجود در خلل و فرج خاك است و چون براي رشد گياهان وجود مقداري اكسيژن ضروري است لذا گياهان از كمبود اكسيژن صدمه مي‌بينند. از طرفي در يك محيط مرطوب پخشيدگي و انتقال گازها به آرامي صورت گرفته و در نتيجه علاوه بر كمبود اكسيژن، افزايش گاز كربنيك نيز مشاهده مي‌شود و اين دوعامل تأثيري مستقيم در فيزيولوژي ريشه‌ها ، تنفس و جذب آب و يونها دارد . تأثير مستقيم كمبود اكسيژن موجب شروع واكنشهاي احياءكننده در خاك به ويژه مواد آلي گرديده و در نتيجه تركيبات سمي نيز ايجاد مي‌شود.

در شرايط ماندابي، پتاسيم بيش از هر عنصر ديگر تحت تأثير قرار گرفته و از قابليت جذب آن، كاسته مي‌شود. به طور كلي كاهش جذب عناصر غذايي به ترتيب K > N > P205 > Ca > Mg بوده که در جوانه‌ها بيشتر از ريشه احساس مي شود و اين خود دليلي بر عدم انتقال املاح مي‌باشد. جذب آب نيز با كاهش اكسيژن و افزايش گازكربنيك تقليل مي‌يابد و انعكاس آن در تعرق نبات ديده مي شود . گياهاني كه يك مدت طولاني در شرايط ماندابي بسرمي برند نسبت به چنين محيطي سازگاري پيدا نموده ريشة آنها كوتاهتر و ضخيمتر مي‌گردد. برنج مثال خوبي براي اين گروه از نباتات است كه كاملاً در يك محيط بي‌هوازي رشد مي‌كند.

با كاهش اكسيژن در خاك، ميكروارگانيسمهاي هوازي به تدريج از بين رفته موجودات ذره‌بيني غيرهوازي به فعاليت مي‌پردازند. چون تجزيه و فساد مواد آلي خاك در شرايط بي‌‌هوازي كاهش مي‌يابد لذا آزاد شدن ازت معدني نيز در چنين شرايطي ناچيز خواهد بود. نيترات موجود در خاك ممكن ااست به يكي از انواع No2 ، N2o ، NH3 و يا N2 احياء و به سهولت از خاك خارج شود. تناوب اكسيداسيون و احياء در خاك كه ناشي از درجه اشباع خاك از آب است موجب اسيدي شدن شديد خاك مي‌گردد زيرا اسيد سولفوريك حاصله مي‌تواند pH خاك را تا ۲ و ۳ پائين آورد. در شرايط ماندابي، احياء آهن، منگنز و گوگرد تركيبات سمي را براي گياه ايجاد مي‌كند كه به هرحال با صدمات ناشي از كمبود اكسيژن دست به دست هم داده محيط نامساعدي را براي فعاليت ريشه‌ها فراهم مي‌سازد.

درجة حرارت نيز از عواملي است كه تأثيرات سوء شرايط ماندابي را تشديد مي‌كند. علت امر نيز از بديهيات است، زيرا شدت بسياري از فرآيندهاي فيزيولوژيكي و حياتي به درجة حرارت محيط بستگي دارد.

اگر سطح ايستابي در نيم‌ متري قرار داشته باشد در اين صورت محصول گياهان مقاوم تا ۸۰ درصد، نيمه مقاوم تا ۶۰ درصد و حساس تا كمتر از ۶۰ درصد نسبت به شرايط متعارف و مطلوب تنزل خواهد كرد. بديهي است كه اگر زهكشي و يا بهبود آن در منطقه‌اي ميسر نباشد بايستي نباتي را انتخاب كنيم تا نسبت به شرايط ماندابي موجود سازگاري داشته و مقاوم باشد. از طرفي استفاده از كودهاي ازته بالاخص كودهاي نيتراته توصيه مي‌شود. نكتة ديگر اين كه چون سطح ايستابي بالاست لذا صعود شعريه‌اي مي‌تواند در رفع نيازمندي به آب زراعت مورد نظر كمك كند و لذا مي‌توان از مقدار آب آبياري و يا تناوب آن كاست و بالاخره چون مرحلة جوانه زدن بيش از ساير مراحل رشد گياهي به كمبود اكسيژن حساس است، بايستي برنامة فعاليتهاي زراعي، به ويژه كاشت، طوري تنظيم شود كه تخمها از اين جهت صدمه نبيند.

در اثر كمبود اكسيژن، تنفس ريشه‌ها و موجودات، محدود گشته و واكنشهاي تخميري صورت نمي‌گيرد. متابوليسم بي‌هوازي موجب تشكيل يك مولكول Co2 و يك مولكول اتانول و ۵۴ كيلوكالري انرژي از هر مولكول گرم گلوكز مي‌شود.در صورتي كه در شرايط هوازي يك مولكول گرم از گلوكز ۶۸۶ كيلوكالري انرژي و ۶ مولكول گازكربنيك ايجاد مي‌كند. بنابراين در شرايط ماندابي به علت فعل و انفعالات تخميري، انرژي قابل استفاده و مورد نياز تنفس به مقدار كمتري توليد شده ودرنتيجه كلية واكنشهاي وابسته به انرژي نيز صدمه مي‌بيند.

غرقاب كردن خاك قابليت جذب عناصري چون Zn, Ni, Mo, Cu, Mn, S, Fe, Co V, Pb را افزايش مي‌دهد ولي چون بين اين عناصر اثرات متقابل وجود دارد لذا به طور قطع و يقين نمي‌توان گفت كه غرقاب کردن موقتي زمين ، مقدار محصول را افزايش و يا کاهش مي‌دهد . مس محلول در اثر مواد آلي محلول در خاكهاي ماندابي غيرقابل جذب گشته و همچنين افزايش مقدار آهن در خاك نيز از جذب منگنز ميكاهد و بالعكس. شرايط ماندابي باعث افزايش منگنز در خاك و نباتات گشته و در نهايت سميت اين عنصر را فراهم مي‌سازد.
تأثير آبياري و زهكشي بر روي خواص شيميايي خاك:

تغييراتي كه در ضمن آبياري در خاك پديدار مي‌شود تا حد قابل توجهي بستگي به وضع زهكشي زمين دارد. آبياري اراضي پست موجب بالا آمدن سطح ايستابي شده و در صورت فقدان يك سيستم زهكشي مطلوب شرايط ماندابي و شوري در خاك ظاهر مي‌شود . در نتيجة آبياري، تركيب شيميايي اوليه خاك در اثر آبشويي بعضي از املاح و يا اضافه شدن مواد جديد تغيير مي‌كند. مثلاً آبياري با آب رودخانه‌هاي بزرگ سبب اشباع خاك از كلسيم مي‌گردد زيرا اين آبها سرشار از كلسيم است. آبهاي مستغني از كربنات و سديم خطراتي از نظر واكنش خاك در بردارد چه رسوب كربنات كلسيم سبب افزايش يون سديم در خاك مي‌گردد.

املاح مختلف چون با آب خاك در گردش است لذا تركيب آنها به علت قابليت تحرك و انتقال يونهاي مختلف به تدريج تغيير حاصل مي‌كند. املاحي مانند كربناتهاي كلسيم، منيزيم و سولفات كلسيم به علت افزايش غلظت ته‌نشين مي‌شود ولي املاحي از قبيل كلرور سديم، كلرور منيزيم، سولفات منيزيم كه به سهولت محلول است در اثر آبشويي انتقال يافته حتي نهشته‌هايي تشكيل مي‌دهد.

در اثر آبياري توزيع هوموس، كربناتها و گچ در نيمرخ خاك تغيير مي‌كند. pH خاک نيز تحت تأثير آبياري و زهكشي بوده و افزايش آن نيز هماهنگ با آبشويي املاح محلول مي باشد . اغلب خاكهاي مناطق خشك ايران كه قرنها است آبياري مي‌شود داراي واكنشي است كه بين ۷ و ۲/۸ نوسان کرده و مقدار HCo3 عصاره اشباع آن از ۵% درصد تجاوز نمي‌كند. در اثر آبياري و رقيق شدن محلول خاك pHخاك قليايي‌ شده و همين امر موجب خرابي خواص فيزيكي خاك و پراکندگي ذرات آن مي شود . بنابراين تعبيه سيستم زهكشي و تثبيت pH خاك در حدود -۷/۵۷ بطورکلي بهره‌برداري از اين اراضي را تسهيل مي‌كند.

 

اهميت تحولات معدني در ضمن زهكشي خاك:
در خاكهايي كه زهكشي آنها محدود نيست واكنشهايي صورت مي‌گيرد كه بيشتر تغيير و تحول مواد معدني را دربردارد. در اثر گل و لاي به وجود آمده كه اكثراً از اكسيدهاي آهن، آلومينيوم و منگنز و همچنين بقاياي موجودات ذره‌بيني تشكيل مي‌شود، به تدريج لزوم تعبيه سيستم زهكشي مجدد احساس مي‌گردد. ايجاد محيط بي‌هوازي در خاك رشد گياهان را محدود مي‌سازد زيرا غلظت اسيدهاي آلي و هيدروژن سولفوره به حد غيرقابل تحمل مي‌رسد.