شناخت خاک های سدیمی یا سدیک

شوری و قلیایی بودن خاک ها دو مفهوم جداگانه هستند. تعیین شوری و قلیایی بودن خاک و درجه‌ بندی آنها یکی از مسائل هم در مناطق خشک و نیمه خشک است که اهمیت ویژه‌ای در ارزیابی انواع خاک دارد. در این مطلب به تعریف خاک‌ های سدیمی، ویژگی‌ ها و مشکلات آن و شیوه‌ های اصلاح خاک‌ های سدیمی و استفاده از کود اصلاح کننده خاک پرداخته می‌شود.

درجه بندی خاک از نظر شوری و قلیایی شدن

برای درجه بندی خاک از نظر شوری و قلیایی شدن باید عوامل متعددی را در نظر گرفت؛ ولی سه عامل

• هدایت الکتریکی (EC)
• درصد سدیم تبادلی (ESP)
• اسیدیته خاک (pH)

به عنوان عوامل اصلی محسوب می‌شوند. املاح محلول در خاک علاوه بر ایجاد مسمومیت در گیاهان باعث افزایش فشار اسمزی محلول می‌شوند. زیاد شدن فشار اسمزی محلول سبب جلوگیری از جذب آب و مواد غذایی توسط ریشه می‌گردد. هر خاکی که غلظت املاح محلول در آن به حدی باشد که در رشد گیاهان محدودیت ایجاد کند، خاک شور نامیده می‌شود. خاک‌هایی که سدیم قابل تبادل در آنها به حدی باشد که مانع رشد معمولی گیاه شود را خاک سدیمی می‌نامند. سدیمی بودن خاک یکی از مشکلات خاک‌های مناطق خشک و نیمه خشک می‌باشد.

• هدایت الکتریکی(EC): نشان‌دهنده غلظت املاح در خاک است : هر چه مقدار املاح محلول در خاک بیشتر باشد مقدار EC بیشتر و خاک شورتر است.
• درصد سدیم تبادلی خاک(ESP): هر چه سدیم خاک بیشتر باشد مقدار ESP بیشتر و خاک قلیایی‌تر است.
  اسیدیته خاک (pH): هرچه (pH) خاک بیشتر باشد خاک قلیایی‌تر است. PH بیشتر از 9 در اغلب خاک‌ها نشان‌دهنده درصد بالای سدیم در خاک است.خاک‌های سدیمی به خاک‌هایی گفته می‌شود که PH در آن‌ها بیش از 8.3 است. SAR بیش از 13 و (ESP بیش از 15) می‌باشد.
• نسبت جذب سدیم (SAR): نسبت جذب سدیم (SAR) یا Sodium Adsorption Ratio به عنوان یک شاخص موثر در ارزیابی خطر بالقوه سدیم در محلول در حال تعادل با فاز جامد خاك می‌باشد. اگرچه از شاخص‌های دیگري مانند؛ نسبت سدیم تبادلی (ESP) یا Exchangeable Sodium Percentage و درصد سدیم تبادلی (ESR) یا exchangeable sodium ratio نیز براي ارزیابی وضعیت سدیم در خاك استفاده می‌شود.

آنیون‌های مهم در خاک‌ های سدیمی عبارتند از کلراید، سولفات، بی‌کربنات و گاهی اوقات کربنات. این خاک‌ها حاوی مقادير زیادی سدیم قابل تبادل و سطوح پاییني از نمک‌های محلول هستند. میزان بيش از حد سدیم قابل تبادل، روی رشد گیاه و بافت خاك تأثیر منفی می‌گذارد؛ در نتیجه منجر به کاهش عملکرد محصول خواهد شد.

در این خاک‌ ها به علت رسوب کاتیون‌هایی همانند کلسیم و منیزیم، سدیم، کاتیون غالب بر عصاره اشباع و فاز تبادلی است. عامل عمده افزایش PH در این خاک‌ ها هیدرولیز است. در این خاک‌ها هیدرولیز کربنات‌های کلسیم و منیزیم به علت انحلال ناچیز آن‌ها کم ولی حلالیت کربنات سدیم و هیدرولیز آن زیاد است. برای تعیین کلاس سدیمی بودن خاک حداکثر درصد سدیم تبادلی خاک تا عمق 40 سانتی‌متری را در نظر می‌گیریم.

نسبت مقدار سدیم در آب کشاورزی می‌تواند تأثیر مستقیمی بر رشد گیاهان داشته باشد؛ زیرا در گیاه انباشته می‌گردد. در اثر عبور آب با غلظت سدیم ppm 120 از خاک، آثار خسارت روی گیاه ظاهر می‌شود. یون سدیم به طور معمول در ریشه و بخش‌های پایینی درختان جمع می‌شود و پس از سخت کردن این بخش‌ها آزاد می‌گردد و پس از رسیدن به برگ‌ها موجب سوختگی آن‌ها می‌شود.

اگر چه نسبت جذب سدیم (SAR) فقط یک عامل در تعیین مناسب بودن آب آبیاری است؛ اما می توان گفت که، هرچه نسبت جذب سدیم بالاتر باشد، آن آب کمتر مناسب برای آبیاری است. آبیاری با استفاده از آب با نسبت جذب سدیم بالا، موجب می‌شود در درازمدت خاک اصلاح نیاز پیدا کند. به بیان دیگر اگر به مدت چندین سال از آب آبیاری با SAR بالا استفاده شود، سدیم موجود در آب جایگزین کلسیم و منیزیم در خاک می‌شود؛

در نتیجه توانایی خاک برای تشکیل دانه‌های پایدار کاهش می‌یابد و ساختار خاک از بین می‌رود. این کار همچنین موجب کاهش نفوذپذیری خاک نسبت به آب می‌شود که منجر به مشکلات تولید محصول می‌گردد. در این رابطه خاک‌های شنی مشکل کمتری دارند؛ اما اگر SAR بیشتر از 9 باشد، قطعا خاک مناسب کشاورزی نمی‌باشد. هنگامی که SAR کمتر از 3 باشد، مشکلی وجود نخواهد داشت.

سدیم تأثیرات غیرمستقیمی هم بر گیاه دارد و موجب عدم توازن در تغذیه گیاه می‌شود. تأثیر تغذیه‎ای سدیم به غلظت یون‌های سدیم، کلسیم و منیزیم محلول در خاک بستگی دارد. در خاک‌های سدیمی که غلظت نمک‌های محلول کمتر است، غلظت‌های پایین کلسیم و منیزیم موجب کاهش رشد می‌شوند و به دلیل تنظیم جذب سدیم ازتجمع فراوان سدیم به عنوان سم جلوگیری می‌‌کنند.

علایم مسمومیت سدیمی ابتدا در برگ‌های مسن‌تر مشاهده می‌گردد؛ زیرا برای ایجاد مسمومیت به زمان نیاز است. سمیت ناشی از سدیم را می‌توان به وسیله تجزیه شیمیایی بافت برگ و مقایسه میزان سدیم موجود در برگ آسیب دیده و برگ سالم متوجه شد. در بسیاری از درختان هرگاه سدیم موجود در بافت برگ از 0.25 تا 0.5 درصد وزن خشک تجاوز کند، سمیت مشهود است. نسبت جذب سدیم (SAR) امکان پراکندگی در خاک رس را نشان می‌دهد. یون‌های سدیم و پتاسیم، پراکندگی ذرات رس را تسهیل می کنند؛ در حالیکه کلسیم و منیزیم باعث انقباض آنها می شوند.

مشکلات عمده خاک‌ های سدیمی

در خاک‌ های سديمي، ذرات رس به دور شدن از یکدیگر تمایل دارند. این فرایند پراكندگي نامیده می‌شود. نیروهایی که ذرات رس را كنار هم نگه مي‌دارد توسط یون‌های بزرگ سدیم مختل می‌شوند. ذرات رس پراکنده شده و در سراسر خاک حرکت می‌کنند و منافذ آن را پر مي‌كنند؛ در نتیجه نفوذ آب به درون خاک و همچنین هدایت هیدرولیکی آن کاهش می‌یابد؛ بنابراین خاک ممکن است پس از كمي خیس شدن اشباع شود.

✅نکته: هدایت هیدرولیکی اندازه‌گیری توانایی خاک برای انتقال آب است.

خاك‌ هاي سدیمی زمانی كه خیس می‌شوند تمايل به متورم شدن دارند و در هنگام خشك شدن سخت می‌شوند و ترك برمي‌دارند. در زمان خشكي نیز معمولاً پوسته سخت و خشکی روی سطح آنها ايجاد می‌گردد. آسیب به بافت خاک باعث می‌شود دسترسی ریشه به اکسیژن کاهش یابد؛

درنتیجه رشد و توسعه سیستم ریشه‌ای محدود می‌گردد. پوسته سخت ايجاد شده در سطح خاك نیز رشد ریشه و جوانه‌زني بذر را محدود می‌کند. علاوه بر این، خاک‌های سدیمي در معرض فرسایش هستند که منجر به از دست دادن خاک و مواد مغذی می‌شود. باید بدانیم هرچه PH بالاتر برود، اثرات سوء سدیم روی ساختار خاك نیز بیشتر خواهد شد.

مدیریت و اصلاح خاک‌ های سدیمی

چند گزینه برای اصلاح مشکلات خاک‌های سدیمي وجود دارد؛ ازجمله کشت محصولات و گونه‌های مقاوم‌تر و استفاده از اصلاح‌كننده‌هاي خاک. مواد اصلاح كننده به طور مستقیم یا غیر مستقیم باعث تسهيل جایگزیني سدیم قابل تبادل خاك مي‌شوند.

به طور کلی اصلاح خاک‌های سدیمی نسبت به خاک‌های شور دشوارتر است. برای اصلاح خاک‌های سدیمی باید سه مرحله انجام شود تا این خاک‌ها از نظر کشاورزی قابل بهره برداری شوند:

1. کلسیم جایگزین سدیم تبادلی شود.
2. نفوذپذیری خاک افزایش پیدا کند.
3. نمک‌های سدیم از خاک شسته شوند.

هدف اصلی از اصلاح خاک های سدیمی تبادل یون سدیم موجود روی سطح ذرات با یون کلسیم و سپس آبشویی سدیم جدا شده از ذرات به خارج از ناحیه ریشه درختان است. کلسیم لازم برای تبادل با یون سدیم روی سطح ذرات خاک از گچ کشاورزی اضافه شده به خاک تأمین می‌شود. گچ، یکی از بهترین و مهم‌ترین موادی است که می‌توان برای اصلاح خاک‌های سدیمی در ایران استفاده کرد. گچ همان سولفات کلسیم است که حاوی عنصر کلسیم می‌باشد.

این کلسیم جایگزین سدیم روی ذرات خاک می‌شود و سدیم را از سطح ذرات خارج می‌کند و وارد محلول خاک می‌نماید؛ سپس از طریق آبشویی سدیم اضافی خارج می‌شود. این گچ که به گچ کشاورزی معروف است، خاکی با درصد بالای سولفات کلسیم آبدار می‌باشد. گچ کشاورزی اصطلاحا به گچ شوره هم معروف است؛ اما برخلاف اصطلاح غلط مرسوم، گچ مورد استفاده نباید شور باشد. در زمان استفاده از گچ معدنی باید به میزان ناخالصی یا مواد همراه آن مانند سدیم و منیزیم توجه کرد.

علاوه بر افزودن گچ و شستشوی خاک، افزودن اسید سولفوریک یا گوگرد نیز از راه‌های اصلاح خاک‌های سدیمی به شمار می‌رود.
نکته: باید توجه داشت که شستشوی خاک‌های سدیمی با آب تنها، به ویژه اگر میزان آب شستشو کم نمک باشد نه تنها سبب اصلاح آنها نمی‌گردد بلکه باعث بدتر شدن حالت فیزیکی آن نیز می‌شود.

ویژگی‌های گچ مناسب جهت اصلاح خاک‌ های سدیمی

• شور نباشد ( شوری کمتر از 2 یا حداقل 4 دسی زیمنس بر متر) یا به عبارت دیگر شوری ناشی از یون سدیم و منیزیم زیاد نباشد.
• درصد سولفات کلسیم آبدار در آن زیاد و بیش از 30 درصد باشد.
• منیزیم آن بالا نباشد. نسبت کلسیم به منیزیم محلول آن بالاتر از 4 نباشد.
• دارای ذرات درشت یعنی بزرگتر از 2 میلی‌متر نباشد.
• درصد آهک آن پایین و کمتر از 5 درصد باشد.

تفاوت شور و سدیک بودن خاک

شوری و سدیمي شدن اثرات متضادی بر بافت خاک دارند. شوری باعث می‌شود ذرات خاک به هم چسبیده و تجمع پیدا کنند، در حالی که سدیمی شدن باعث پراکندگی ذرات خاک می‌گردد. تجمع ذرات در خاک‌های شور باعث بهبود خواص فیزیکی خاک می‌شود، نفوذپذیری و هوادهی خاک را افزایش می‌دهد و رشد ریشه‌ها را بهبود می‌بخشد. اگر چه نمک‌ها از اثرات مخرب سدیم بر ساختار خاک جلوگیری می‌کنند؛ اما شوری بیش از حد نیز به رشد گیاه آسیب می‌زند.