تنش شوری چیست؟

تعریف تنش شوری (Salinity Stress)

شوری خاک در طول تاریخ یکی از بزرگترین معضلاتی است که امروزه نیز در زمره عوامل تنش غیرزیستی یا غیرزنده (abiotic stresses) به شمار می‌رود و قابلیت استفاده از زمین‌های کشاورزی را کاهش می‌دهد. به خاکی شور گفته می‌شود که هدایت الکتریکی (EC) عصاره اشباع آن در دماي 25 درجه سانتیگراد بیشتر از چهار دسی زیمنس بر متر و درصد ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) آن کمتر از 15 و pH نیز کمتر از 8/5 باشد.

تشخیص شوری از طریق علائم خاکی و گیاه:

بر روی سطح خاک شور لکه‌های سفید رنگی دیده می‌شود که نشان‌دهنده نمک‌های محلول است. همچنین در زمان پرورش یک گیاه در خاک شور می‌توان به شوری آن پی برد.

گیاهانی که در خاک شور رشد می‌کنند علائم زیر را پیدا می‌کنند:

• سوختن حاشیه برگ‌ها و خشک شدن گل‌، برگ و ساقه درختان و گیاهان.
• رنگ‌پریدگی برگ‌ها و میوه‌ها در اثر کمبود کلروفیل.
• کاهش و توقف رشد، جوانه‌زنی و تشکیل میوه در گیاهان.
• رشد غیرطبیعی و طولی گیاهان با ساقه‌های باریک و بیجان.

البته تنها با استفاده از نشانه‌هایی که روی گیاهان ظاهر می‌شود نمی‌توان به طور قطعی تشخیص داد که خاک شور است، و لازم است که آزمایش خاک نیز انجام شود.

جدول طبقه‌بندی خاک‌های شور (بر حسب دسی زیمنس بر متر):

برخی از عوامل ایجاد کننده تنش شوری

شوری معمولاً یا به طور طبیعی یا از طریق فعالیت‌های انسان ایجاد می‌شود.

بعضی از مهمترین عوامل ایجاد کننده خاک شور در زیر بیان شده‌اند:

• آبیاری مکرر و غیر اصولی با آب شور.
• استفاده بیش از حد از کود­های کشاورزی.
• زهکشی نامناسب خاک.
• پیشروی دریا در مناطق ساحلی.
• تجمع نمک در نواحی بیابانی و نیمه‌بیابانی.
• خشکسالی.
• تغییر کاربری زمین‌ها به نفع کشاورزی.

اثرات تنش شوری بر گیاهان

• محصول گیاهان زراعی در مناطق شور و قلیایی بسیار ناچیز و کمیت و کیفیت محصول بسیار کم است.
• گیاهان در خاک‌های شور در مقابل آفات مقاومت کمتری دارند.
• تنش شوري معمولاً بخاطر اثر اسمزی و سمیت یونی تاثیر منفی بر رشد گیاهان دارد و این اثرات تغییرات زیادي را در گیاه ایجاد می‌کنند. عناصر کلسیم (Ca)، منیزیم (Mg)، سدیم (Na)، کربنات، بیکربنات و غیره وقتی در خاک تجمع می‌یابند، باعث کاهش پتانسیل اسمزی شده و جذب آب به وسیله گیاه را کاهش می‌دهند.
• یون‌هایی مانند کلر (Cl)، سدیم و یا بر (Br) خود به تنهایی باعث ایجاد سمیت در گیاه و یا به‌هم‌خوردن تعادل تغذیه‌ای در گیاه می‌شوند و موجب اختلال در جذب بعضی عناصر ضروري توسط گیاه می‌شوند.
• اثر نمک بر رشد و توسعه سلولی، اختلال در غشاء گیاه، سمیت یونی، مکانیسم جوانه‌زنی، فعالیت فتوسنتزی، طول ساقه و ریشه، رشد برگ مشهود است.
• تنش شوری باعث کاهش جذب پتاسیم (K) به داخل سلول‌ها (پتاسیم در بسته شدن روزنه‌ها نقش دارد) و در نتیجه کاهش فعالیت فتوسنتزی و مرگ‌ سلولی می‌شود. عنصر پتاسیم یکی از حیاتی‌ترین عناصر برای گیاهان است، به همین دلیل یون‌های سدیم برای ورود به سلول با یون‌های پتاسیم رقابت می‌کنند.
• ریشه یکی از قسمت‌های آسیب پذیر گیاه است. عدم استفاده از آب در دسترس توسط گیاه در شرایط تنش‌ شوری بر رشد ریشه و اندام هوایی گیاه تأثیر منفی می‌گذارد.
• تنش شوری سطح برگ را کاهش می‌دهد.

 

اصلاح خاک‌های شور و مقابله با شوری

1- آبشویی املاح تجمع یافته و خروج نمک‌­ها از طریق زهکشی:

این روش مهمترین راهکار مقابله با تنش شوری است. در فصل سرما (آبشویی باید حتماً در سرما انجام شود زیرا تبخیر کمتر از سایر زمان‌ها است) خاک با مقدار زیادی آب به صورت غرقابی آبیاری می‌شود تا املاح موجود در خاک به اعماق شسته شده یا از طریق کانال‌های زهکشی احداث شده در پایین دست مزرعه از خاک خارج شود. تعیین مقدار آب لازم برای آبشویی مهمترین بخش این روش است و به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک بستگی دارد.

آبشویی املاح محلول خاک از ناحیه توسعه ریشه گیاهان به دو طریق الف) آبیاری غرقابی (دائم و متناوب) و ب) بارانی صورت می‌گیرد. علاوه بر آبشویی خاک شور، مشکل شوری آب آبیاری نیز امر بسیار مهمی است و در آبشویی باید مورد توجه قرار گیرد.

در مناطق خشک و نیمه‌خشک مانند ایران که منابع آب آن دارای مقدار زیادی املاح محلول است و بافت خاک اغلب متوسط تا سنگین است، بارش‌های سالانه برای آبشویی طبیعی این املاح در نیمرخ خاک کافی نیست. کاربرد مقدار آب مورد نیاز برای کاهش املاح خاک بسیار مهم است.

به همین علت در زمان تعیین نیاز آبشویی و حجم آب مورد نیاز باید این مسئله را مورد توجه قرار داد. علاوه بر این، زهکشی بهترین روش حذف نمک از ناحیه ریشه (ریزوسفر) است. بر اساس شرایط خاک، نوع گیاه و دسترسی به آب، زهکشی را می‌توان به صورت زهکشی عمیق انجام داد تا سطح خاک را شستشو دهد و نمکی که در نزدیکی سطح تجمع پیدا کرده است را از بین ببرد.

2- استفاده از کود­هایی با شاخص شوری پایین

3- استفاده از گچ به عنوان اصلاح کننده:

گچ و گوگرد مناسب‌­ترین مواد برای اصلاح شوری خاک هستند. برای این منظور معمولاً چند تن در هکتار گچ مورد نیاز است و برای تسریع در عملیات بهتر است خاک مرطوب نگه داشته شود.

4- کاربرد اصلاح‌گرهای گوگردی:

گوگرد پس از اکسید شدن به سولفوریک اسید (H₂SO₄) تبدیل می‌شود. سولفوریک اسید هم کربنات را به سولفات تبدیل می‌کند و هم pH را کاهش می‌دهد و باعث کاهش شدت قلیایی بودن خاک می‌شود.

5- کنترل شوری از طریق کاهش تبخیر سطحی:

کنترل رطوبت سطحی خاک باعث عدم انتقال نمک به لایه‌های زیرین و منطقه رشد ریشه می‌شود. این امر با استفاده از از روش‌های مانند مالچ، حفظ بقایای گیاهی در سطح مزرعه، حذف علف‌های هرز یا باغ، افزایش تراکم کشت، آبیاری در دمای خنک، و آبیاری قطره‌ای درختان انجام می‌شود.

6- آبیاری کم اما مکرر که غلظت املاح را کاهش می‌دهد.

7- استفاده از مواد آلی و کود هیومیک در خاک شور:

مواد آلی پوسیده معمولاً دارای بار منفی هستند و می‌توانند املاح خاک با بار مثبت را جذب کنند. همچنین به علت دارا بودن خاصیت بافری باعث تثبیت pH خاک می‌شوند. خلل و فرج خاک را افزایش داده و در نتیجه باعث افزایش اکسیژن قابل دسترس برای ریشه و افزایش رشد آن می‌گردد. بدون شک گیاهی که دارای ریشه توسعه یافته و حجیم باشد بهتر می‌تواند تنش شوری را تحمل کند.

8- استفاده از کودهای ضد شوری

9- اصلاح بیولوژیکی خاک

۱۰- تعویض لایه سطحی خاک

برخی نکات برای کاشت گیاهان در شرایط شوری

1. انتخاب ارقام مناسب و مقاوم به شوری که در شرایط خاك شور پتانسیل عملکرد مناسب و اقتصادی داشته باشند.
2. آماده‌سازی مناسب زمین (مانند تسطیح مناسب جهت پیشروی مناسب آب)
3. تاریخ کاشت مناسب (شوری باعث تاخیر در سبز شدن می‌شود بنابراین باید کاشت را زودتر انجام داد)
4. رعایت میزان بذر، نوع بذر و تراکم مناسب بذر (باید ارقامی با درصد جوانه‌زنی بالا و مقاوم به شوری انتخاب نمود و تراکم را حداکثر تا 20 درصد افزایش داد)
5. عمق و روش کاشت مناسب که از تجمع نمک در بستر بذر جلوگیری کند و یا آن را بـه حـداقل میزان ممکن برساند (جوی و پشته روش مناسبی در خاک‌های شور نیست و کشت نواری یا ردیفی مناسب‌تر است. هیرم‌کاری در خاک شور بهتر از خشکه‌کاری است)
6. استفاده از اصلاحگرهای مناسب خاك، مانند استفاده از کودهاي دامی
7. آبشویی مناسب و نگهداری رطوبت خاك در منطقه توسعه ریشه از طریق دور آبیاری بیشتر (بهتر است آبیاری اول و دوم با آب با کیفیت که شوری کمی دارد انجام شود)
8. تغذیه مناسب گیاه با توجه به زمان و مقدار مورد نیاز

گیاهان مقاوم و حساس به شوری

یکی از بهترین‌روش‌ها در مدیریت شوری، کاشت گیاهان و ارقام مقاوم به شوری است.

 

مکانیسم‌های گیاه در مقابله با شوری

گیاهان مکانیسم‌هایی را برای خلاصی از این اثرات منفی ایجاد می‌کنند. از آنجایی که کلرید سدیم (NaCl) محلول‌ترین و رایج‌ترین نمک است، همه گیاهان مکانیسم‌هایی را برای تنظیم تجمع NaCl ایجاد می‌کنند. گیاهان هالوفیت (نمک دوست)‌، گونه‌های گیاهی خاک‌های با شوری بالا، این مکانیسم را بهتر از گلیکوفیت‌ها (شیرین پسند یا حساس به شوری) که هیچ گونه تحملی به خاک‌های با شوری بالا ندارند، انجام می‌دهند.

از آنجا که شوری در مناطق خشک و نیمه‌خشک رایج است، مکانیسم‌های سازگاری گیاهان متناسب با شرایط بالقوه این مناطق رخ می‌دهد. برای مقابله با اثرات مضر شوری، گیاهان سازگاری‌های مختلف مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی زیادی ایجاد می‌کنند.

مهمترین مکانیسم‌های بیولوژیکی گیاهان برای مقابله با تنش شوری عبارتند از:

الف) تنظیم اسمزی (تحمل شوری)

ب) جداسازی یون‌های نامطلوب و تجمع آنها در قسمت‌های خاصی از سلول (اجتناب از شوری)

ج) جلوگیری از ورود نمک‌ها به داخل گیاه (اجتناب).