عوامل مؤثر بر مطلوبيت آب آبياري

پنج عامل را درتعيين مطلوب بودن آب آبياري مي‌توان درنظرگرفت. اين پنج عامل را مي‌توان بصورت زيرخلاصه كرد.
۱- تركيب شيميايي آب
۲- محصول تحت آبياري

۳- خاك تحت آبياري
۴- آب وهوا
۵- مديريت آبياري وزهكشي
۱- تركيب شيميايي آب آبياري
بطوركلي كيفيت آب آبياري را مي‌توان با توجه به دو عامل اصلي زير تعيين نمود.
الف: مقدار كل املاح محلول:
كه برحسب گرم برليتر يا ميلي اكي والان برليتر بيان مي‌شود. مقدار كل املاح محلول را مي‌توان بوسيله هدايت الكتريكي نيز اندازه گرفت.
ب: تركيب يوني آب آبياري:
براي تعيين كيفيت آب بايستي علاوه برغلظت كل املاح محلول، تركيبات آنيوني وكاتيوني موجود درآب آبياري را نيز تعيين نمود. نسبت بعضي از يونها نيز درتعيين كيفيت آب مؤثراست. كه درفصل پنجم به تفصيل بيان شده است. فقط درشرايط خاص بايستي مقدارعناصركم مصرف را درآب آبياري تعيين نمود.

۲- محصول تحت آبياري
با توجه به اينكه مطالب بيان شده دركتاب راجع به تعيين كيفيت آب جهت مصارف كشاورزي مي‌باشد. بنابراين محصول يكي از مهمترين عواملي است كه بايستي درنظرگرفته شود. ارزيابي آب بايستي براساس مقاومت محصولات يا يك محصول خاص به مقداركل نمك ويا يك يون خاص صورت گيرد. مقاومت يك محصول به شوري خاك درحقيقت نشان مي‌دهد كه كاهش مقدارعملكرد نسبت به حالتي كه شرايط شوري وجود ندارد چقدر است.
درايالات متحده ۵۰ درصد كاهش

عملكرد درمحصولات زراعي وعلوفه اي مربوط به كم بودن مقاومت اين محصولات نسبت به شوري است. درهلند والجزاير اين كاهش عملكرد بين ۲۰تا۲۵ درصد است. (۵۰ درصد كاهش عملكرد درايالات متحده با توجه به اينست كه ميزان شوري درانتهاي منطقه ريشه اندازه گيري مي‌شود درحالي كه درهلند شوري درلايه بالاي سطح خاك اندازه گرفته مي‌شود) (جدول ۱-۴).

جدول ۱-۴: مقاومت برخي محصولات را نسبت به شوري درسه منطقه نشان مي‌دهد.
هلند
(g/I) شمال آفريقا
(EC mmhos/cm) آمريكا
(EC mmhos/cm) محصول
۱۳
۱۴
۱۰

۴ ۱۷

۱۲
۱۴
۱۲
۷
۴ ۱۸
۱۶
۱۶
۱۴
۱۲
۵/۷
۳ جو

چغندرقند
پنبه
گندم
يولاف
ذرت
لوبيا

۳- خاك تحت آبياري
رفتارخاكي كه با آب شور درارتباط است بستگي به خصوصيات فيزيكي اوليه خاك وهم چنين مقدار نمك موجود درخاك دارد. يكي از عواملي كه مي‌تواند روي ظرفيت جذب بوسيله خاك تأثيربسزايي بگذارد مقداررس موجود درخاك است.
سطح آب زيرزميني نيز يكي از عواملي محسوب مي‌شود كه روي توزيع املاح درپروفيل خاك مي‌تواند مؤثرواقع شود. تركيب شيميايي اوليه خاك پروسه هاي تبادلي درهنگامي كه آب وخاك با هم درتماس اند را مي‌تواند تحت تأثيرقراردهد.
استفاده از آب شوردريك خاك كه شور نيست مي‌تواند سبب شورشدن خاك را با گذشت زمان فراهم آورد. درحالي كه استفاده از آبي با همين كيفيت دريك خاك شوردرصورتي كه شرايط زهكشي مناسبي داشته باشد مي‌تواند موجب كاهش املاح موجود درخاك گشته وشوري خاك را كاهش دهد. خاك هاي مختلف داراي نفوذپذيري متفاوت هستند. اگر دراين خاكها از آبي با كيفيت يكسان ويكنواخت استفاده كنيم بطبع ميزان شورشدن خاكها با هم بسيارمتفاوت خواهد بود اگرچه آبي كه درهمه خاكها مورد استفاده قرارگرفته است يكسان مي‌باشد.
۴- آب وهوا
تبخيروتعرق وبارندگي دوعامل آب وهوايي هستند كه درتعيين كيفيت آب مؤثرند. مقدارآب مورد استفاده درطول دوره رشد محصول بستگي زيادي به مقدارتبخيروتعرق دارد كه آن نيز به نوبه خود روي رژيم آبياري وهمچنين ديناميك حركت املاح درپروفيل خاك تأثيربسزايي مي‌گذارد.
مقداروتوزيع بارندگي دومين عامل آب وهوايي محسوب مي‌شود كه بايستي به آن توجه خاص داشت. وقتي كه ميزان بارندگي درطول فصل رشد گياه بطوريكنواخت توزيع شده باشد، اين توزيع يكنواخت باعث رقت محلول خاك مي‌گردد ولي باعث آبشويي املاح پروفيل خاك نخواهد شد ولي اگر همين مقدار بارندگي دريك دوره كوتاه باريده شود اسباب آبشويي املاح از پروفيل خاك را فراهم خواهد ساخت.

۵- مديريت آبياري وزهكشي
روش آبياري مورد استفاده درمزرعه مي‌تواند روي تجمع املاح درخاك ويا گياه مؤثر واقع شود. كاربرد آب درمقاديركمتر ازحد مورد نياز گيا

ه باعث تجمع املاح درمنطقه ريز وسفر خواهد شد. ولي اگر آب به مقداربيشتر از حد مورد نياز گياه مصرف شود باعث شستشوي املاح وخروج آن از منطقه ريز وسفرمي شود.
عدم زهكشي كافي وسطح آب زيرزميني بالاباعث صعود كاپيلاري آب تحت الارض شده وشوري خاك را افزايش خواهد داد.
استفاده از آبهاي نسبتاً شوردرآبيراي شياري تأثيرسوء زيادي روي رشد گياه نخواهد گذاشت. ولي اگر همين آب با همين كيفيت درآبياري باراني مورد استفاده قرارگيرد موجبات كاهش عملكرد محصول را فراهم مي‌سازد.
ارزيابي كيفيت آب آبياري
از جايي كه انواع مختلف آب جهت آبياري مورد استفاده قرارمي گيرد، پس لازم است كه سيستم خاصي از استاندارد كيفيت آب برقرارشود. زيرا آبي كه براي مصارف صنعتي، مصارف بهداشتي و… مورد استفاده قرارمي گيرد مناسب براي آبياري نيست.
براي ارزيابي كيفيت آب آبياري بايستي موارد زيردرنظرگرفته شود:
۱- شوري (غلظت كل املاح محلول)
۲- نسبت سديم به ساير كاتيونها
۳- غلظت كربنات وبي كربنات
۴- غلظت بور، كلروساير عناصرسمي
بطوركلي ارزيابي وارائه نوعي طبقه بندي آبياري كه درهمه مكانها وتحت همه شرايط مورد استفاده قرارگيرد امكان پذيرنيست. بنابراين دراينجا تحليل ومقايسه اي از بعضي از روشهاي طبقه بندي كيفيت آب موجود را ارائه مي‌دهيم ونشان مي‌دهيم چگونه مي‌توان از اين روشها استفاده كرد.
الف ـ خطرشوري (غلظت كل املاح

 

محلول)
براي تعيين مقدارشوري آب آبياري دو روش معمول وجوددارد كه درزيربه آنها مي‌پردازيم:

۱ـ كل نمكهاي محلول TDS
كل نمكهاي محلول يا مقدار باقيمانده خشك را مي‌توان درصورتي كه آب آبياري فاقد بي كربنات باشد به سادگي با تبخيرحجم معيني از آب واندازه گيري وزن املاح باقيمانده تعيين كرد. درآبهايي كه مقدار قابل توجهي بي كربنات وجوددارد بااستفاده ازاين روش ممكن است تنها نصف وزن بي كربناتهااندازه گيري شود. چراكه حدودنيمي ازبي كربناتها دراثر حرارت ازبين رفته ومقدارTDS بدست آمده بامقدارواقعي آن متفاوت خواهدبود. كل نمكهاي محلول يا مقدارباقيمانده خشك برحسب ميلي گرم در ليتر(mg/I)ويا قسمت درميليونppm)) بيان مي‌شود.
غلظت املاح محلول درآب باران كمتر از ۱۰ ميلي گرم درليتر(ppm) ودرآب درياهاي آزاد، مقدار متوسط آن حدود ۳۵ ميلي گرم درليتراست.
TDS عامل مهمي دركيفيت آب بوده واثرزيادي درجابجايي وتبديل شيميايي ويونيزه شدن مواد دارد. غلظت املاح محلول، نقش زيادي درتعيين جوامع آبزي جانوري وگياهي داشته وبسياري از گياهان وجانوران آبزي به آبهاي شيرين يا شور عادت دارند. غلظت املاح محلول درتعيين تناسب آب درمصارف شرب انسان ودام، كشاورزي وصنعت نقش مهمي دارد. درآب اشباع از Nacl، غلظت TDS به ۳۰۰ ميلي گرم درليترمي رسد.
۲- هدايت الكتريكي EC2
يكي از راههاي ساده تعيين غلظت املاح محلول درآب، اندازه گيري هدايت الكتريكي است. آب مقطريا آب خالص تقريباً هادي جريان الكتريسيته نيست ولي اگر درآب نمكهاي محلول وجود داشته باشد آب را هادي جريان الكتريسيته مي‌كند، هرچه مقدار املاح حل شده درآب بيشتر باشد قابليت هدايت الكتريكي نيز افزايش مي‌يابد، به عبارت ديگر، مقاومت الكتريكي آن كاهش مي‌يابد. با توجه به نقش درجه حرارت درميزان هدايت الكتريكي آب، اندازه گيري ها نسبت به درجه حرارت استاندارد كه همان ۲۵ درجه سانتيگراد است بايستي اصلاح گردد. هدايت الكتريكي به ازاء افزايش هردرجه سانتيگراد تقريباً ۲ درصد افزايش مي‌

يابد. كه مي‌توان آنرا بصورت زيرنشان داد.
(۱-۵) ECt=EC25+%2(t-25)
واحدهاي اندازه گيري هدايت الكتريكي درسيستم متريك عبارتند از:
موس برسانتي متر كه بصورت EC نشان داده مي‌شود. mhos/cm
ميلي موس برسانتي متر كه بصور

ت ۱۰-۳ × EC نشان داده مي‌شود. millimhos/cm
ميكروموس برسانتيمتركه بصورت ۱۰-۶ × EC نشان داده مي‌شود. millimhos/cm
1 mhos/cm = 1000 millimhos/cm

= ۱۰۰۰۰۰۰ micro mhos/cm
درسيستم بين المللي (SI) واحد زيمنس برمتر (S/m) مورد استفاده قرارمي گيرد كه تبديل آنرا مي‌توان بصورت زير نوشت:

Siemens/meter(S/m)=10 mmhos/cm
mS/cm = mmhos/cm
dS/m = mmhos/cm
هدايت الكتريكي آب باران بين ۲ تا ۱۰۰ ميكروموس برسانتي متر تغيير مي‌كند ودرآبهاي سطحي وزيرزميني از حدود ۵۰ ميلي موس برسانتي متر شروع شده وبه چندين هزارميكروموس مي‌رسد. هدايت الكتريكي آب درياهاي آزاد، حدود ۵۰۰۰۰ ميكروموس است كه دردرياچه هاي شور چندين برابردرياهاي آزاد است.
چنانچه آنيونها وكاتيونها برحسب ميلي اكي والان درليتر بيان شده باشد مجموع آنها بايد با يكديگربرابربود ويا اختلاف ناچيزي داشته باشند. هرقدرمقداريون هاي محلول درآب بيشتر باشد اختلاف درمجموع ذكر شده نيز بيشتر است. درهرصورت اختلاف نبايد بيش از ۳% باشد. درصد اختلاف را مي‌توان از رابطه زير محاسبه كرد.
(۲-۵)
E = درصد اختلاف
A = جمع آنيونها برحسب ميلي اكي والان برليتر
C = جمع كاتيونها برحسب ميلي اكي والان برليتر
آنيونها = Cl+So4+NO3+HCO3+NO2+PO4+F
كاتيونها = Na+K+Mg+Ca+NH4
دراين ميان مي‌توان كاتيونها وآنيونهاي زيررا حذف كرد.
PO4 , NH4 , NO2 , F
براي مخلوطي از نمكهاي مختلف بين هدايت الكتريكي ومقدارباقيمانده خشك (TDS) روابط تجربي زيربرقراراست:
(۳-۵) EC (mmhos/cm) TDS(ppm) =640 معادله بيان شده دربالا معمولاً درهدايت الكتريكي كمتر از ۱۰ ميلي موس برسانتي متر صدق مي‌كند وهمچنين مي‌توان نوشت:
(۴-۵) (mmhos/cm) EC TDS(meq/I) = 10
درمورد رابطه بين هدايت الكتريكي آب وجمع كاتيونها وآنيونها مي‌توان روابط زير را نوشت:
(۵-۵) جمع آنيونها
(۶-۵) جمع كاتيونها در مورد آنيونها وكاتيونها و مقدار باقيمانده خشك مي‌توان رابطه زير را نوشت:
(۷-۵) (۴۹/۰ × وزن بي كربنات

) + جمع كاتيونها + جمع آنيونها = TDS(ppm)
رابطه تجربي بين فشار اسمزي (OP) وهدايت الكتريكي بصورت زير است:
(۸-۵) EC(mmhos/cm) OP = -0/36
همانطوريكه قبلاً نيز گفته شد ارزيابي وارائه نوعي طبقه بندي آبياري كه درهمه مكانها وتحت همه شرايط مورد استفاده قرارگيرد ا

مكان پذيرنيست. دراين قسمت توجه شمارا به بخشي از طبقه بنديهاي موجود جلب مي‌كنيم.
دراتحاد جماهير شوروي سابق ارزيابي خطرشوري بصورت زير انجام مي‌گرفت:
غلظت نمك (gr/I) ارزيابي نوع آب
۵/۰ ـ ۲/۰ آب با بهترين كيفيت
۲ـ۱ آب باخطرايجاد شوري وقليائيت
۷ـ۳ آب فقط درزمينهايي مي‌تواند مورد استفاده قرار گيرد كه داراي
آبشويي كافي وزهكشي كامل باشد.
استانداردهايي كه توسط آزمايشگاه شوري آمريكا ارائه شده درجدول (۱-۵) آمده است.

جدول ۱_ ۵: طبقه بندي آب آبياري توسط آزمايشگاه شور ايالات متحده.
غلظت نمك (gr/I) هدايت الكتريكي (mhos/cm )
طبقه بندي نوع آب
< 0/2 250 0 < EC
آب با شوري كم براي بيشتر محصولات ودراغلب خاكها با احتمال اينكه مشكلات شوري گسترش نمي يابد مي‌تواند مورد استفاده قرارگيرد. تحت شرايط معمول آبياري قدري آبشويي لازم است به جزء درخاك هايي كه داراي نفوذ پذيري بسيار كم هستند.
۰/۲ – ۵/۰ ۷۵۰ ۲۵۰ < EC
آب با شوري متوسط را مي‌توان همراه كمي آبشوي بكاربرد گياهان با تحمل متوسط نمك را مي‌توان دربيشتر موارد بدون هيچگونه عمليات خاص جهت كنترل نمك كشت شوند.
۰/۵ -۱/۵ ۲۲۵۰ ۷۵۰ < EC
آب با شوري زياد درزمين هايي كه داراي زهكشي محدود هستند نمي تواند مورد استفاده قرارگيرد حتي با زهكشي مناسب مديريت خاص براي كنترل شوري لازم است وگياهاني كه قدرت تحمل مناسبي دارند بايستي انتخاب گردند.
۱/۵ – ۳ ۵۰۰۰ ۲۲۵۰ < EC
آب با شوري بسياربالا براي آبياري تحت شرايط معمولي مناسب نيست اما درشرايط بسيارخاص ممكن است مورد استفاده قرارگيرد. خاك دراين حالت بايد نفوذپذيرباشد زهكش مناسب داشته باشد. آب بايد به مقدارزيادي براي رسيدن به آبشويي مطلوب بكاررود وگياهان بسيارمقاوم به شوري انتخاب گردند.

اين طبقه بندي توسط آزمايشگا

ه شوري ايالات متحده درسال ۱۹۵۴ پيشنهاد گرديد وتوسط تورن وپيترسون (Thorne and Petrerson) درسال ۱۹۵۵ به صورت زير اصلاح گرديد. جدول (۲-۵).

جدول ۲-۵: طبقه بندي شوري آب

طبقه بندي نوع آب

۰-۲۵۰ شوري كم
۲۵۰-۷۵۰ شوري ميانه (معتدل)
۷۵۰-۲۲۵۰ شوري متوسط
۲۲۵۰-۴۰۰۰ شوري زياد
۴۰۰۰-۶۰۰۰ شوري خيلي زياد
۶۰۰۰ بيشتراز شوري فوق العاده زياد

به منظوربه آزمايش گذاردن وتعيين اعتباراين نوع طبقه بندي درمناطق مختلف، طبقه بندي براين اساس درغرب ايالات متحده، الجزاير، هندوستان وفلسطين اشغالي درجدول (۳-۵) ارائه شده است.
شماره نمونه ۱۰۱۸ ۷۹ ۵۷۶ ۱۵۰۷

آمريكا الجزاير هندوستان (منطقه راجستان) فلسطين اشغالي
۲۵۰-۷۵۰ %۵۳ %۵ %۱۳ %۳۶
۷۵۰-۲۲۵۰ %۳۷ %۲۸ %۳۵ %۶۰
۲۲۵۰-۴۰۰۰ %۲۸ %۲۲ %۳
۲۲۵۰-۵۰۰۰ %۱۰
۴۰۰۰-۶۰۰۰ %۱۸ %۱۸ %۱
۵۰۰۰-۲۰/۰۰۰ %۲۱

درالجزاير درصد نسبي بالايي از آب، دررده بالاتراز ۲۲۵۰ قرارمي گيرد واز اين آب درطيف وسيعي براي آبياري زمينهاي كشاورزي استفاده مي‌شود. درهندوستان (منطقه راجستان) ۴۰% آب مورد استفاده جهت آبياري دررده آب با شوري بالا وبا شوري بسياربالا طبقه بندي مي‌شود ودرفلسطين اشغالي طبق تقسيم بندي كه درقسمت بالا صورت گرفته است ۶۰% آب درشوري ميانه (معتدل) قرارگرفته است.
تفاوت موجود بين شرايط منطقه اي، كيفيت آب آبياري وطبقه بندي آب مطابق با آنچه درقسمتهاي بالا ذكرشد باعث شده است براي مناطق مختلف با توجه به شرايط خاص آن منطقه طبقه بنديهاي جديدي صورت گيرد.
در هندوستان دارا پيشنهاد داد آبي كه هدايت الكتريك آن ۷۵۰ است را جزء گروه آبها با شوري كم قراردهيم. در الجزاير دوراند ۲۰۰۰ را براي حد شوري فوق العاده پيشنهاد كرد.
به فرض شرايط ايده آل زهكشي (خاك نفوذپذير و زهكش مطلوب) براساس نوع خاك ومقاومت گياه ومقدارنمك موجود درآب آبياري طبقه بندي جديدي در كشور الجزاير پيشنهاد شد. طبقه بندي ارائه شده درجدول (۴-۵) آمده است.
جدول ۴-۵: حد بالاي هدايت الكتريك

ي برحسب براي ۳ گروه از گياهان و۵ گروه خاك (Durand 1965).
گروه مقاومت گياهان نسبت به شوري بافت خاك
III II I
محصولات زراعي علوفه باغباني
۱۰۰۰۰ ۱۲۰۰۰ ۸۰۰۰ ۶۵۰۰ ۲۵۰۰ شني
۶۰۰۰ ۷۰۰۰ ۴۵۰۰ ۴۰۰۰ ۱۶۰۰ لومي –

شني
۴۵۰۰ ۵۰۰۰ ۳۵۰۰ ۳۰۰۰ ۱۰۰۰ لومي
۳۵۰۰ – ۲۴۰۰ ۲۰۰۰ ۸۰۰ لومي – رسي
۱۶۰۰ ۱۸۰۰ ۱۸۰۰ ۱۰۰۰ ۴۰۰ رسي

كارتر درسال ۱۹۶۹ سيستم طبقه بندي را براي آبهاي جنوب ايالت آيداهو، تنها براساس غلظت كل نمك ارائه داد. جدول (۵-۵).

جدول ۵-۵: تقسيم بندي آب آبياري با توجه به غلظت نمك
تقسيم بندي آب
ppm پوند درايكر- فوت توضيحات
آب با شوري كم ۰-۴۰۰ ۰-۲۵۰ ۰-۷۰۰ براي بيشترمحصولات ايالت آبداهوبدون پيشرفت مسائل شوري استفاده مي‌شود. مقدار كمي آبشويي نياز است كه بطورطبيعي صورت مي‌گيرد.
آب با شوري متوسط ۴۰۰-۱۲۰۰ ۲۵۰-۷۵۰ ۷۰۰-۲۰۰۰ با انجام كمي آبشويي مي‌توان استفاده شود. گياهاني را كه كمي به نمك مقاوم هستند بدون عمليات خاص مي‌شودكشت كرد. توليد لوبيا وسيب زميني با اين آب خطرناك وبا عمليات مديريت خاص بايد انجام گيرد.
آب بسيارشور ۱۲۰۰-۲۲۵۰ ۷۵۰-۱۴۵۰ ۲۰۰۰-۳۰۰۰ درخاكها با زهكش كم نبايد استفاده شود حتي با زهكش كافي مديريت خاص لازم است گياهان بايد مقاوم به شوري بوده ومقداري آب زيادي جهت انجام آبشويي مصرف كرد.
آب فوق العاده شور ۲۲۵۰-۵۰۰۰ ۱۴۵۰-۳۲۰۰ ۳۹۰۰-۸۷۰۰ فقط درشرايط زهكش كافي، براي گياهان بسيارمقاوم به نمك واستفاده از مقاديرزياد آب جهت آبشويي مي‌توان از اين آب استفاده كرد.

به فرض اين كه بيشتر آبهايي كه جهت آبياري استفاده مي‌شود داراي بي كربنات كلسيم باشد وبا توجه به اينكه اين نمك داراي حلاليت كم

ي است. درسال ۱۹۶۳ ني جن سوهن پارامتري بنام فاكتورغلظت a را پيشنهاد كرد. اين فاكتورنسبت هدايت الكتريكي عصاره اشباع خاك آبياري شده وهدايت الكتريكي آب آبياري است. فاكتورذكرشده ميزان هدايت مؤثرآب را مي‌سنجد. كاربرد هدايت مؤثربجاي هدايت الكتريكي بطورمعمول باعث مي‌شود كيفيت آب درطبقه بندي آزمايشگاه شوري ايالات متحده يك كلاس افزايش يابد.
زابولكس ودارات پيشنهاد كردند كه ح

داكثرمقدارنمك مجاز درآب آبياري بعنوان ثابت رژيم نمك ناميده شود. اصطلاح ثابت رژيم نمك به معني تغييرات نمك خاك طي يك دوره مشخص كه معمولاً يكسال است مي‌باشد. ثابت رژيم نمك از روي مقدار آب آبياري، مقدارنمك موجود درآب آبياري ووزن حجمي خاك اندازه گيري مي‌شود. روابط پارامترهاي مختلف بصورت معادله زير بيان شده است:
(۹-۵)
a: مقداراملاح محلول خاك درابتداي مشاهده (g/Ioog)
b: مقداراملاح محلول خاك درانتهاي مشاهده (g/Ioog)
c: مقداراملاح محلول درآب آبياري (Kg/m3 يا g/I)
d: ثابت رژيم نمك (g/Ioogr)
v: مقدارآب آبياري بكاررفته (m3/ha)
m: ضخامت لايه خاك (m)
Tfs: وزن حجمي خاك
معادله فوق را مي‌توان براي محاسبه حداكثرمجاز غلظت نمك درآب آبياري مورد استفاده قرارداد. براي محاسبه حداكثرمجاز غلظت نمك درخاكي كه مقدارنمك موجود درآن با آبياري تغيير نكرده است يعني درحقيقت وقتي كه a=b باشد مي‌توان معادله را بصورت زير نوشت:
(۱۰-۵ ) c = (d. M. tfs/v).
انتظارميرود كه مقدارنمك درخاك بعد از آبياري تغيير كند. اگر مقدارآبي كه جهت آبياري مورد استفاده قرارمي گيرد وهمچنين مقدارغلظت نمك موجود درآنرا داشته باشيم مي‌توان معادله را بصورت زير نوشت:
(۱۱-۵)
خطرشوري حاصل از آب آبياري زماني رخ مي‌دهد كه هدايت الكتريكي آب آبياري آنقدربالا باشد كه نمكها درناحيه توسعه ريشه ها تجمع يافته ورشد گياه را كاهش دهند. براي حفظ درصد نمك محلول خاك درمحدوده مقاومت گياهان شورپسند بايستي توازن نمك محاسبه شود. مفهوم نياز آبشويي نيز براساس موازنه نمك درخاك بنا شده است. براي اطمينان از اينكه تشكيل نمك كمتر از يك حد مشخص خواهد بود استفاده از آب آبياري بيشتر از مقدارتبخيروتعرق ضروري است. كه اين نيز مستلزم وجود آب كافي ووجود سيستم زهكشي مناسب است.
جزئي ازآب آبياري كه به درون خاك نفوذ كرده وتازيرناحيه توسعه ريشه ها حركت مي‌كند اصطلاحاً جزء آبشويي (LF) ناميده مي‌شود وبعبارت ديگر جزء آبشويي نسبت آب زهكش (Ddw) به عمق آب آبياري (Diw) مي‌باشد.
چنانچه EC¬dw , ECiw معلوم باشد نسبت اين دورا نياز آبشويي مي‌نامند:
(۱۲-۵) LR = ECiw / ECdw = Ddw / Diw
آبشويي موردنياز۲(LR) كميتي محاسبه شده است. درحاليكه LF كميتي است كه با اندازه گيري بدست مي‌آيد درواقع LF آن جزئي از آب آبياري است كه عملاً از لايه زيرريشه ها خارج مي‌گردد وLR تخميني از اثرشستشوي مورد نياز است تا بتواند شوري محلول خاك را درحد معيني كنترل كند.

(۱۳-۵) LR = Cliw / Cldw
آبشويي كه برحسب كلرمحاسبه مي‌شود غالباً كمتراز مقداري است كه با استفاده از EC بدست مي‌آيد زيرا كلرجذب سطح

ي كلوئيدها نمي شود.
معادله ديگري حداقل نياز آبشويي را بصورت زير نشان مي‌دهد.
(۱۴-۵) LR = ECdiw / (5ECe – EC iw)
كه درآن ECe متوسط EC عصاره اشباع درناحيه توسعه ريشه هاي گياه شور پسند مي‌باشد كه حداكثركاهش محصول ناشي از آن ۱۰% است. با جايگزين كردن مقاديرمناسب ECe برحسب پتانسيل عملكرد مورد نظردرمعادله فوق مي‌توان نياز آبشويي را محاسبه كرد.
رهنمودهاي كيفيت آب كه بوسيله سازمان خواروباركشاورزي جهاني (FAO) منتشرشده است روش ديگري براي طبقه بندي شوري ارائه داده است. دراين روش محيط ريشه به چهارربع تقسيم مي‌شود وفرض بر اينست كه ۴۰ درصد از آب جذب شده توسط گياه درربع اول بالايي و۳۰و۲۰و۱۰ درصد از جذب به ترتيب درربع هاي دوم وسوم وچهارم (از بالا به پايين) صورت مي‌گيرد. شوري متوسط منطقه ريشه (با فرض وجود جزء آبشوي معادل ۱۶ درصد) حدود۳ برابرآب آبياري مي‌باشد. با افزودن يك سطح طبقه بندي (سطح متوسط) طبقه بندي تعديل شده فائو،‌ مطابق جدول (۶-۵) مي‌باشد.
جدول ۶-۵: طبقه بندي آب آبياري براساس،‌ كل نمكهاي محلول
خطرشوري EC(ds/m) آب EC(ds/m) متوسط منطقه ريشه
كم < 0/75 < 2/25
متوسط ۰/۷۵-۱/۵۰ ۲/۲۵-۴/۵
زياد ۱/۵۰-۳/۰ ۴/۵-۹
خيلي زياد > 3/0 > 9

ب: خطرسديم
با توجه به تأثيري كه سديم روي خاك وروي توليد محصول درگياهان مي‌تواند بگذارد يكي از عوامل اصلي تعيين كيفيت آب آبياري محسوب مي‌شود. براي بيان خطرسديم روشهاي متفاوتي وجوددارد درگذشته كيفيت آب تنها براساس درصد سديم بيان مي‌شد. يكي از عواملي كه جهت تعيين خطرسديم مورد استفاده قرار مي‌گرفت درصد سديم محلول SSP بود كه به صورت فرمول زيربيان مي‌شود:
(۱۵-۵)
يونهاي موجود درآب با يونهاي موجوددرخاك مي‌توانند جابجا گردند يون سديم درتماس با كاتيونهاي قابل تعويض، جاي آنها را گرفته وتبادل يوني صورت ميگيرد. هراندازه يون سديم درآب آبياري بيشتر باشد اثرمخرب تري روي خاك ودرنتيجه گياه خواهد داشت.
اسكوفيلد درسال ۱۹۳۵، مجستاد وكريستنسن درسال ۱۹۴۴ بيان داشتند كه آب حاوي ۶۰% سديم محلول مي‌تواند مضر باشد.
گرين بيان داشت درصورتي كه مقداركل املاح محلول كمتراز (meq/I) باشد اين حد مي‌توان تا ۸۰%‌ افزايش پيدا كند.
اشكال اساس استفاده از درصد سديم محلول بعنوان معياري براي ارزيابي خطرسديم آن است كه درصد سديم محلول رابطه مستقيمي با درصد سديم جذب سطحي شده ESP2 خاك ندارد. خسارت ناشي از سديم كه

بوسيله درصد سديم محلول (SSP) آب آبياري تخمين زده مي‌شود بايستي درتغيير سديم قابل تبادل خاك (ESP) ظهوركند ولي تحقيقات نشان داده است كه بدين صورت نيست.
درتحقيقات انجام شده درغرب تگزاس هيچ ارتباطي بين SSP و ESP مشاهده نشد .
شاخص ديگري كه براي پيش بيني خطرسديم درهند توسط پوري درسال ۱۹۴۹ بيان شد. شاخص نمك نام دارد. شاخص نمك

براساس رابطه بين سديم، كلسيم وكربنات كلسيم موجود درآب آبياري است وبصورت زيرنشان داده مي‌شود.
(۱۶-۵) ۴۸۵× (كلسيم موجوددركربنات كلسيم ـ كلسيم كل) ـ (۵/۲۴ ـ سديم كل)=شاخص نمك
آبهايي كه داراي كيفيت مطلوب مي‌باشند داراي شاخص نمك منفي هستند وآبهايي كه مضرمي باشند داراي شاخص نمك مثبت هستند. مقايسه اي كه بين شاخص نمك وتقسيم بنديهاي ديگري كه براي احتمال خطرسديم درآب آبياري صورت گرفته بود هيچ مشابهتي را نشان نمي داد .
ويلكاكس درسال ۱۹۸۵ نمودار۱-۵ را ارائه كرد كه نشان دهنده كيفيت آب آبياري ونسبت (Ca+++Mg++) Na+ است.

نمودار(۱-۵) كيفيت آب آبياري ونسبت (Ca+++Mg++) Na+
تقسيم بندي خطرسديم موجوددرآب آبياري طبق نظريه ويلكاكس بصورت زيرمي باشد.
S1 ـ آب كه داراي سديم كم است و كم وبيش براي آّبياري تمام خاكها مي‌تواند مورد استفاده قرارگيرد پيشرفت خطرناشي از سديم دراين حالت كم است. ولي محصولات حساس به سديم مانند درختان ميوه هسته داروآووكادو احتمال دارد مقاديري از سديم را دربرگهاي خود جمع كنند كه زيان آورباشد.
S¬۲ ـ آب حاوي مقدارمتوسط سديم، احتمال دارد مسئله سديم را درخاكهاي رسي تا حدي داشته باشيم مگراينكه درخاك گچ وجودداشته باشد اين آب را مي‌توان درخاكهاي شني يا خاكهاي آلي كه بخوبي آب را جذب مي‌كنند مصرف كرد.
S3 ـ آب حاوي سديم زياد، احتمال دارد دربيشترخاكها از نظروجود سديم اشكال ايجاد كند ونياز به مديريت ويژه، زهكشي مناسب، آبشويي زياد وافزايش مواد آلي را دارد. اگرخاك حاوي مقدارزيادي گچ باشد براي مدت زماني ممكن است مشكلات جدي ايجاد نشود. اگر درخاك گچ وجودنداشته باشد بايد گچ يا ماده اي مشابه آنرا به خاك افزود.
S4 ـ آب حاوي سديم زياد، استفاده از اين آب براي آبياري مطلوب نيست مگردرسطوح كم يا متوسط شوري، كه مصرف گچ يا سايرمواد اصلاح كننده استفاده از چنين آبي را مجازسازد.
آزمايشگاه شوري ايالات متحده جهت تخمين خطرسديم درآب آبياري نسبت سديم جذب سطحي شده SAR را ارائه داد.
(۱۷-۵)
غلظت يونها برحسب ميلي اكي والان برليتر است.
تقسيم بندي آّب آبياري برحسب SA

R بستگي به هدايت الكتريكي آب آبياري دارد. دراين روش هدايت الكتريكي آب آبياري به چهارقسمت تقسيم شده است. شوري كم، شوري متوسط، شوري زياد وشوري خيلي زياد.
براي مثال وقتي هدايت الكتريكي آب آبياري باشد تقسيم بندي SAR بصورت زير انجام مي‌پذيرد:
كم

متوسط
زياد
خيلي زياد
وقتي هدايت الكتريكي آب آبياري باشد تقسيم بندي SAR بصورت زير انجام مي‌پذيرد:
كم
متوسط
زياد
خيلي زياد
معادلات خطوطي كه دياگرام را تقسيم بندي ميكند به ترتيب از بالا به پايين عبارتند از:
(۱۸-۵) S = 43/75-8/87 LogC
(19-5) S = 31/31-6/66 LogC
(20-5) S = 18/87-4/44 LogC
كه درمعادلات S نشان دهنده SAR وC معرف EC يا هدايت الكتريكي است.
گروههاي مختلف ذكرشده درنمودارشماره ۲-۵ بصورت زيرطبقه بندي مي‌گردد.
آبهاي خيلي خوب كه درآنها EC كمتراز۲۵۰ ميكروموس برسانتي متربوده ودركلاسC l Sl قراردارند.
آبهاي خوب كه مربوط به يكي از كلاسهاي ClS2 , C2S2 , C2S1 است.
آبهاي با كيفيت متوسط كه مربوط به يكي از كلاسهاي C3S2 , C3S1 , C2S3 , و ‍C1S3 C3S3 است.
آبهاي نامناسب كه دركلاس هاي C1S4 , C4S3 , C4S2 , C4S1 , C4S4 , C3S4 , C2S4 قراردارند.
هرقدرانديس بزرگترباشد آب جهت آبياري نامناسب تر است.
نمودارطبقه بندي آب آبياري براساس شوري وسديم درسال ۱۹۵۴ توسط آزمايشگاه شوري ايالات متحده منتشرشد كه كاربد آن بسيار گسترده است. (نمودار۲-۵).

نمودار۲-۵: طبقه بندي آب آبياري براساس استاندارد آزمايشگاه شوري آمريكا.
بعد از معين شدن SAR , EC آب آبياري، آب به رسانندگي (C) وسديم (S) طبقه بندي مي‌شود كه هركدام از يك تاچهاردرجه بندي شده است. تفسيرمربوط به مناسب بودن آب مورد نظرجهت آبياري درجدول (۷-۵) نشان داده شده است.

جدول ۷-۵: تفسيرمربوط به طبقه بندي كيفيت آب توسط آزمايشگاه ايالات متحده ۱۹۵۴٫
مقدارSAR را مي‌توان از روي نمودار۳-۵ نيز تعيين نمود.

نمودار۳-۵: نمودارمحاسباتي براي تعيين ميزان SAR آب آبياري وتخمين ميزان ESP خاكي كه با اين آب به حال تعادل درآمده است (USDA , 1954) .
شاخص نفوذپذيري:
نفوذپذيري خاكي كه تحت آب

ياري قراردارد دردرازمدت تحت تأثيرEC آب آبياري وهمچنين غلظت HCO-3, Na+ موجوددرآب آبياري قرارميگيرد. شاخص نفوذپذيري، خطرسديم را بطورضمني نشان مي‌دهد. اين شاخص تجربي وبه منظورتشريح اثرفرآيند سديم برشرايط فيزيكي خاك است كه تحت تأثيرواكنش رسوب با HCO-3 قرارميگيرد معادله پيشنهادي به صورت زير مي‌باشد:
(۲۱-۵) = شاخص نفوذپذيري
تمام غلظتها برحسب me/I است. شاخص نشان مي‌دهد هرچه قدرمقداربدست آمده بيشترباشد ميزان نفوذپذيري كاهش

مي‌يابد وبالعكس.
ارتباط بين فعاليت يون سديم (Na+) درواكنشهاي تبادل كاتيوني با خاك از معادله گاپون (Gapon equation) مشتق شده است.
(۲۲-۵)
درمعادله فوق Nax , Cax , Mgx كاتيونهاي قابل تبادل خاك برحسب ميلي اكي والان در۱۰۰ گرم خاك مي‌باشد و MG++,Na++,Ca++ غلظت كاتيونها درمحلول خاك است. K مقدارثابتي است كه بستگي به خصوصيات خاك دارد.معمولاً بين ۰/۰۱-۰/۰۱۵ (Szabolcs and Darab) درنمودار۴-۵ و ۵-۵ نشان داده شده است.

نمودار۴-۵: نتايج كاربرد معادله گاپون نمودار۵-۵: نتايج كاربرد معادله گاپون
با استفاده از معادله تجربي زيركه ارتباط بين ESP , SAR را نشان مي‌دهد مي‌توان خطرناشي از سديم را پيش بيني كرد. معادله بصورت زير ميباشد.
(۲۳-۵)
معمولاً ارتباط خوبي بين ESP محاسبه شده از روي SAR توسط معادله فوق وESP اندازه گيري شده وجوددارد. براي مثال ضريب همبستگي بدست آمده دربعضي از نقاط بصورت زير است:
درخاكهاي غرب تگزاس (Longenecker and Lyerly , 1958) r = 0/931
درخاكهاي كانزاس (Jacobs , 1961) r=0/81
وهمچنين ارتباط خوبي درخاكهاي استراليا نيز گزارش شده است. (Groenewegen , 1961) همبستگي اعلام شده درسه نوع مختلف خاك درفلسطين اشغالي نيز ارتباط نزديك را نشان مي‌دهد:
(Israel Salinity survey , 1964) (r=0/925 , r=0/906 , r=0/856)
بعد از اينكه براي اولين بار نمودارطبقه بندي آب آبياري براساس استاندارد آزمايشگاه شوري آمريكا (نمودارشماره۲-۵) منتشرشد توجه استفاده كنندگان به اين موضوع جلب شد كه برخي از آبها كه براي آبياري بكارميروند تركيبات كلسيم را از خاكهاي آهكي درخود حل كرده وخطرسديم را به شدت كاهش مي‌دهند، درحاليكه برخي ديگر از آبها كه جهت آبياري مورد استفاده قرارمي گيرند CaCo3 را رسوب مي‌دهند ودرنتيجه خطرناشي از سديم را افزايش مي‌دهند.
بووروهمكاران درسال (Boweretal , 1965) نشان دادند كه شاخص اشباع لانگ ليررا با كمي تغييرات مي‌توان درمورد آب آبياري بكاربرد. درسال ۱۹۳۶ لانگ لير(Langeiler 1936) شاخص اشباع SI را براي آب جريان يافته از يك سيستم بسته بكاربرد ونشان داد كه باعث رسوب ويا حلاليت كربنات كلسيم مي‌شود. اين شاخص را مي‌توان از تفاوت اسيديته واقعي آب (PHa)
واسيديته تئوري آب كه درحالت تعادل با كربنات كلسيم است (PHc) بدست آورد. (اسيديته تئوري آب از طريق محاسبه بدست مي‌آيد).
مقاديرمثبت شاخص نشان دهنده شرايط مناسب براي ترسيب كربنات كلسيم ومقاديرمنفي نشان دهنده شرايط مناسب براي

حل شدن كربنات كلسيم است.
(۲۴-۵) SI = PHa – PHc
مقاديرPHc آب نشان دهنده تمايل كربنات كلسيم به رسوب كردن يا حل شدن است. آبهايي كه PHc < 7/59 دارند باعث ترسيب كربنات كلسيم مي‌شوند وآبهايي كه PHc > 8/56 دارند باعث حل شدن كربنات كلسيم م كه هم اكنون نيز مورد استفاده قرارمي گيرد. پس مي‌توان شاخص اشباع را بصورت زيرنوشت:
(۲۵-۵) SI = 8/4 – PHc
كه درآن ۴/۸ حدوداً PH خاك شورغيرسديمي درحال تعادل با CaCo3 است.
SI مثبت (موقعيكه ۸/۴ – PHc بزرگترازصفراست) ، هنگام استفاده از آب آبياري، كربنات كلسيم درآب رسوب مي‌كند وهنگاميكه SI منفي است (موقعيكه ۸/۴ – PHc كوچكترازصفراست)، آب آبياري كربنات كلسيم را درخود حل مي‌كند.
مقدارPHc را مي‌توان بصورت زير بدست آورد:
(۲۶-۵) PHc = (PK2 – PKc)+P(Ca + Mg) +P(ALK)
PK2 = لگاريتم منفي ضريب ثابت يونيزاسيون دوم H2CO3 كه براي قدرت يوني تصحيح شده است.
PKc = ضريب حلاليت CaCO3 كه براي قدرت يوني تصحيح شده است.
P(Ca + Mg) = منهاي لگاريتم غلظت مولار (Ca + Mg)
P(ALK) = منهاي لگاريتم غلظت معادل (HCO3 +CO3)
ميزان كلسيم، منيزيم، سديم، كربنات وبي كربنات برحسب meq/I بوده وازتجزيه آب آبياري بدست مي‌آيند و PHc با استفاده از جدول (۸-۵) كه با مقاديرغلظت حاصل از تجزيه آب ارتباط دارند، محاسبه مي‌شود وبايستي اعداد بدست آمده از جدول را درمعادله PHc جايگزين نمود.

جدول ۸-۵: پارامترهاي لازم جهت محاسبه PHc.

كل غلظت me/I PK2 -PKc P(Ca + Mg) P(AlK)
0/05 2/0 4/6 4/3
0/10 2/0 4/3 4/0
0/15 2/0 4/1 3/8
0/20 2/0 4/0 3/7
0/25 2/0 3/9 3/6
0/30 2/0 3/8 3/5
0/40 2/0 3/7 3/4
0/50 2/1 3/6 3/3
0/75 2/1 3/4 3/1
1/00 2/1 3/3 3/0
1/25 2/1 3/2 2/9
1/50 2/1 3/1 2/8
2/0 2/2 3/0 2/7
2/5 2/2 2/9 2/6
3/0 2/2 2/8 2/5
4/0 2/2 2/7 2/4
5/0 2/2 2/6 2/3
6/0 2/2 2/5 2/2
8/0 2/3 2/4 2/1
10/0 2/3 2/3 2/0
12/5 2/3 2/2 1/9

۱۵/۰ ۲/۳ ۲/۱ ۱/۸
۲۰/۰ ۲/۴ ۲/۰ ۱/۷
۳۰/۰ ۲/۴ ۱/۸ ۱/۵

 

۵۰/۰ ۲/۵ ۱/۶ ۱/۳
۸۰/۰ ۲/۵ ۱/۴ ۱/۱

مثال:
از تجزيه يك نمونه آب آبياري نتايج زير حاصل شده است.
CO3 = 0/40 Na = 7/23 Ca = 2/24
HCO3 = 4/60 K = 0/22 Mg = 1/26
درابتدا غلظتها را بصورت زيربدست مي‌آوريم:
(Ca + Mg + K + Na) 2/24+1/26+0/22+7/23=10/95 meq/I
(Ca + Mg)=2/24+1/26=3/50 meq/I
(HCO3+CO3)=4/60+0/40=5/00 meq/I
حال غلظتهاي بدست آمده را درستون اول جدول (كل غلظت) برده مقاديررااز ستونها بعدي مي‌يابيم.
(Ca + Mg + K + Na) = 10/95 meq/I
مقدار۹۵/۱۰ را درستون اول (كل غلظت ) بوده وازستون بعدي كه مربوط به PKc-PK2 است مقدارآنرا مي‌يابيم كه برابربا ۳/۲ مي‌شود.
PK2 – PKc = 2/3
(Ca + Mg) = 3/5 meq/I P (Ca + Mg ) = 2/75
(HCO3+CO3) = 5 meq/I P(HCO3+CO3) = 2/3
پس PHc را مي‌توان به اين ترتيب محاسبه كرد.
PHc =(PK2 – PKc )+P (Ca + Mg)+P (HCO3+CO3)
PHc = 2/3+2/75+2/3=7/35
PKc كمتراز۴/۸ نشان دهنده اين است كه مقداري از كربناتها رسوب مي‌كنند ودراين صورت SAR نهايي محلول خاك كه آنرا با ESP خاك مساوي درنظرگرفته ايم برابرSAR آب آبياري نيست. بدين مفهوم كه نمي توان با محاسبه SAR آب آبياري گفت كه ESP خاك نيز همان اندازه است بلكه بايد SAR آب آبياري را نسبت به مقدار PHc تصحيح نمود. رودس درسال ۱۹۷۲ (Rhoades 1972) ضمن بررسي كيفيت آب براي آبياري اصلاحاتي را درآن انجام داد وبيان داشت SAR تصحيح شده يا نهايي محلول خاك (SAR adj ) كه فرض شده با ESP خاك برابراست واين فرض نيز چندان غيرواقعي نيست بوسيله تعادل زيربيان مي‌گردد.
(۲۷-۵ )
با توجه به اينكه مقدارSAR از معادله زيرمحاسبه مي‌شود:

معادله SARadj را مي‌توان بصورت زير نوشت:
(۲۸-۵ )

درمثال صفحه قبل مقدار SARadj را مي‌توان بصورت زير محاسبه كرد:

با استفاده از شاخص تصحيح شده لانگ ليروتركيب آن با SAR بوور(Bower 1961-1963) براي آبهاي حاوي كربنات زياد وبدون كربنات سديم باقيمانده معادله تجربي زيررا پيشنهاد كرد.
(۲۹-۵ ) ESP=2SAR+2SAR(8/4-PHc)
استفاده معادله فوق درچاههاي آب درغرب پاكستان ارتباط خوبي بين ESP محاسبه شده وESP تخمين زده شده نشان مي‌دهد.
باپات وشوكلادرسال ۱۹۷۳ (Bapat and Shukla 1973) روش ديگري را براي تعيين خطرسديم آب آبياري پيشنهاد كردند. آنها نشان دادند كه نسبت غلظت كاتيون دوظرفيتي به غلظت كاتيوني كل درآب مي‌تواند بعنوان شاخص خطرسديم بكاررود، درآبي كه اين نسبت بيشتراز ۳/۰ است درخاك يا درگياه تأثيري بجاي نمي گذارد يا اثرآن بسياركم است.
درسال ۱۹۸۵ آيرزووستكات ( Ayers and Westcot 1985) براي محاسبه SARadj معادله زيرراپيشنهاد دادند.
(۳۰-۵)
Naiw: غلظت سديم آب آبياري برحسب meq/I
Mg: غلظت منيزيم آب آّبياري برحسب meq/I
Cax: مقداراصلاح شده كلسيم برحسب ECiw مقاديرPCO2 , HCO3/Ca مربوط به چند ميليمتري از سطح خاك مي‌باشد.