Jak radzić sobie z zasoleniem w rolnictwie?

Zasolenie gleb lub gleby zasolone występują niemal wszędzie na świecie, w różnych topografiach i warunkach klimatycznych. gleby najbardziej dotknięte tą katastrofą są te, które znajdują się na obszarach suchych i półsuchych.

Proces ten może przybierać formę zasolenia lub sodyfikacji, co bezpośrednio przyczynia się do degradacji gleby i zaburzenia równowagi ekosystemowej. W dobie współczesnego rolnictwa, w skali globalnej, zasolone gleby stanowią jeden z głównych problemów, z jakimi borykają się rolnicy.

Gleby słone lub sodowe, oprócz swojego naturalnego występowania, są również produktem intensywnego rolnictwa, które stosuje konwencjonalne metody i techniki produkcji żywności. Ich istnienie i szybkie powstawanie stanowią jedno z głównych zagrożeń dla bezpieczeństwa żywnościowego i zrównoważonego rozwoju.

Jakie są rodzaje zasolenia gleby?

Zasolenie gleb w rolnictwie, w prostszej i najdokładniejszej definicji, to wysokie stężenie soli w profilu glebowym. Proces zasolenia może zachodzić naturalnie lub w wyniku działalności antropogenicznej.

Wysokie stężenie soli zaburza metabolizm roślin, uniemożliwiając im wchłanianie wody, substancji odżywczych i mikroelementów.

Rośliny nietolerujące wysokiego stężenia soli lub sodu, uprawiane na glebach zasolonych, zwykle więdną lub mają zahamowany wzrost, co ostatecznie prowadzi do ich obumarcia, niezależnie od tego, jak dobrze dbają o nie producenci.

Zasolenie i sól

Zasolenie w rolnictwie oznacza całkowitą ilość soli, które znajdują się w glebie lub każdym innym medium (skałach, wodzie itp.), a zgodnie z definicją soli, zasolenie występuje w każdym minerale nieorganicznym, który jest rozpuszczalny w wodzie.

Najbardziej znaną solą jest chlorek sodu, ale w rolnictwie nie jest to jedyna sól występująca w profilach glebowych. Mogą one stanowić kombinację dużej części innych pierwiastków (jonów), takich jak Na+, Ca+2, K+, Mg+2, Cl-, NO3-, SO4-2, HCO3- i CO32-.

Zazwyczaj pochodzą one z podłoża skalnego, w którym pod wpływem erozji niewielkie ilości substancji rozpuszczają się w wodzie, unoszą się i odkładają w glebie, wodach podziemnych i dużych zbiornikach wodnych (morzach i oceanach).

Wpływ zasolenia gleby na rośliny

Wysokie stężenie soli w glebie prowadzi do zaburzenia potencjału osmotycznego w komórkach rośliny, zwłaszcza w strefie korzeniowej. Potencjał osmotyczny to mechanizm o naturalnym przepływie, który umożliwia przenoszenie cieczy z podłoża o wysokim zasoleniu do podłoża o niższym zasoleniu.

Dokładniej rzecz ujmując, w kontekście roślin i soli oznacza to, że rośliny, które mają niższe stężenie soli w systemie korzeniowym, nie są w stanie pobierać wody i składników odżywczych z gleby o wyższym stężeniu soli.

Dodatkowo, jeśli zawartość soli w glebie jest wyjątkowo wysoka, może to prowadzić do odpływu wody z korzeni do gleby. Dotknięte rośliny zazwyczaj więdną (niezależnie od tego, ile razy pole było nawadniane) i wykazują typowe objawy stresu abiotycznego, takie jak chloroza.

Charakterystyka gleby słonej

W zależności od rodzaju zasolenia gleby, mogą powstać różne gleby: słone, zasadowe i słono-alkaliczne. Gleby słone to gleby, w których występuje nadmiar soli sodowych, zbudowanych z chlorków, siarczanów, wodorowęglanów i azotanów sodu, a agregaty glebowe zawierają wapń wymienny.

Gleby zasadowe zazwyczaj nie charakteryzują się podwyższonym poziomem soli, ale wysoką zawartością kationów sodowych (Na+). Gleby słone i zasadowe to połączenie dwóch wyżej wymienionych rodzajów gleb, charakteryzujące się nadmiarem soli i gliną o wysokiej zawartości jonów sodu.

Co powoduje zasolenie gleby

Zasolenie zachodzi w określonych warunkach: ukształtowanie terenu podatne na proces zasolenia pod wpływem ruchu kapilarnego i parowania płytkich i słonych wód gruntowych, na obszarach o klimacie kontynentalno-subśródziemnomorskim suchym i półsuchym z silną ewapotranspiracją.

Głównymi źródłami soli są słone osady paleogenu oraz chemiczny rozkład niektórych substancji. Wpływ człowieka na genezę i właściwości tych gleb może być pośredni i bezpośredni.

Pośrednim wpływem działalności człowieka są zmiany czynników pedogenetycznych (warunki hydrograficzne, roślinność itp.). Bezpośrednim wpływem, który nasila proces zasolenia, jest nawadnianie roślin wodą zasoloną lub stosowanie nawozów mineralnych na glebach o niskiej przepuszczalności.

Do zasolenia gleb przyczyniają się głównie następujące sytuacje: zdarzenia geologiczne (nadmierne straty materii organicznej spowodowane zmianą klimatu, wiatry o dużym zasięgu przenoszące sole, trzęsienia ziemi zakłócające profil glebowy), czynniki naturalne (klimat, rodzaj podłoża skalnego, pokrycie terenu i charakterystyka topograficzna pól) oraz działalność człowieka (nadmierne stosowanie nawozów mineralnych, intensywna orka, nawadnianie wodą zawierającą sól, intensywna produkcja), które mogą bezpośrednio lub pośrednio wpływać na stężenie soli w glebie.

Wskaźniki pojawiające się podczas zasolenia gleby:

• Obszary na polu, gdzie gleba jest nadmiernie wilgotna i ma zastoje wodne
• Wybielanie i pojawianie się kryształów na powierzchni gleby
• Podwyższony poziom wody w rzędach
• Obszary bez roślinności (z powodu wysokiej zawartości soli w danym miejscu)
• Jasne lub ciemne kręgi na glebie wokół miejsc, w których występuje zatrzymanie wody
• Więdnięcie roślin
• Wyginięcie roślin
• Zmniejszona różnorodność biologiczna
• Występowanie chwastów tolerujących wysokie stężenia soli

Jak rolnicy radzą sobie z zasoleniem?

Producenci, zanim podejmą jakąkolwiek interwencję mającą na celu złagodzenie problemu zasolenia gleby w rolnictwie, muszą dysponować szczegółowymi informacjami dotyczącymi sytuacji na polach.

Jedną z takich szczegółowych informacji jest mapa przewodnictwa elektrycznego dla danego miejsca oraz historyczne zdjęcia satelitarne. Te szczegółowe informacje mogą dostarczyć producentom wystarczających informacji na temat źródła problemu i lokalizacji najbardziej zdegradowanych części pól.

Zabiegi agrotechniczne, które mogą pomóc w utrwaleniu gleby i zapobieganiu zasoleniu:

1. Poprawa drenażu pola

Można to osiągnąć poprzez głęboką orkę, tj. orkę na głębokość od 60 do 80 centymetrów. Głęboka orka pomaga rozbić zwartą warstwę gleby, która może powstać pod wpływem ciężaru maszyn rolniczych lub w wyniku naturalnego formowania się warstwy gliny.

Dzięki rozbiciu warstwy zwartej woda może swobodnie przedostać się do niższych warstw i w ten sposób wypłukać sole, które nagromadziły się przez lata.

2. Płukanie pola

Operację tę przeprowadza się przy użyciu dużych ilości wody o niskim poziomie soli. Taka woda pozwala na rozpuszczenie soli obecnych w glebie i ich transport do niższych warstw.

3. Redukcja parowania

Parowanie zmniejsza się tylko wtedy, gdy na polu znajduje się stała warstwa roślinności lub gdy pole zostało ściółkowane (niezależnie od tego, czy jest ono wykonane z materiału organicznego, czy sztucznego). Zmniejszone parowanie oznacza, że obecne sole nadal występują, ale w roztworze wodnym, a ich wypłukiwanie z niższych warstw jest łatwiejsze.

4. Stosowanie zabiegów chemicznych

Przed rozpoczęciem sztucznego płukania opisanego powyżej przeprowadza się zabiegi chemiczne. Zazwyczaj dodaje się gips, aby jony sodu mogły wiązać się z wapniem zawartym w gipsie.

Reakcja ta pomaga wyeliminować szkodliwe jony, które uniemożliwiają roślinom prawidłowe wchłanianie składników odżywczych. Płukanie gleby pozwala na łatwe usunięcie powstałej soli rozpuszczalnej w wodzie z pola.

5. Wysiew gatunków roślin tolerancyjnych

W miejscach, gdzie występuje wysokie stężenie soli i uprawa konwencjonalnych gatunków roślin jest niemożliwa, konieczne jest sadzenie roślin na glebach zasolonych, odpornych na sól. Do najbardziej odpornych na sól należą jęczmień, kamelia, żyto, szafran, słonecznik i burak cukrowy.

6. Sadzenie tolerancyjnych roślin okrywowych

Jeśli nie wysiewa się zbóż ozimych, pola powinny być pokryte rośliną okrywową, która zabezpieczy je przed erozją wietrzną i parowaniem w okresie jesienno-zimowym. Jedną z najlepszych metod jest zastosowanie mieszanki jęczmienia, słonecznika i buraków cukrowych po zbiorach letnich. uprawy.

Mieszanka ta wykiełkuje i wejdzie w okres zimowy w postaci młodych roślin, które pod wpływem chłodu najprawdopodobniej obumrą, pozostawiając po sobie cenną ilość azotu i innych składników odżywczych.

Głównym powodem stosowania roślin okrywowych odpornych na sól jest minimalizowanie parowania w miesiącach, w których gleba powinna być odsłonięta.

Jak zapobiegać zasoleniu gleby

Zasoleniu gleby można zapobiec, wdrażając szereg strategii w procesie zarządzania produkcją. Kluczem do sukcesu jest posiadanie istotnych informacji z rzeczywistej sytuacji w terenie, uzyskanych dzięki wdrożeniu różnych technologii.

Do takich technologii zalicza się glebę specyficzną dla danego miejsca analiza (mapy glebowe), mapy przewodnictwa elektrycznego, historyczne ortofotomapy satelitarne/UAV, czujniki pogodowe i modele obliczeniowe parowania i transpiracji.

Na podstawie tych danych producenci mogą skutecznie tworzyć szczegółowe i doraźne plany oraz podejmować decyzje dotyczące zarządzania uprawami. W oparciu o te informacje, strategie mogą obejmować modyfikację płodozmianu, zmianę harmonogramu nawadniania, stosowanie gipsu i kwasu, orkę głęboką, modyfikację zawartości i ilości nawozów.

Często zadawane pytania

1. W jaki sposób ludzie mogą łagodzić wpływ słonej gleby na pola ryżowe?

Jednym ze sposobów, w jaki ludzie mogą łagodzić wpływ słonej gleby na pola ryżowe, jest praktyka ługowania. Polega ona na naniesieniu nadmiaru wody na pole, umożliwiając jej przesiąknięcie przez glebę i wypłukanie nagromadzonych soli.

Proces ten pomaga zmniejszyć zawartość soli w glebie, czyniąc ją mniej zasoloną i bardziej odpowiednią do uprawy ryżu. Dodatkowo, rolnicy mogą stosować ulepszone techniki nawadniania, takie jak naprzemienne zwilżanie i suszenie lub stosować odmiany ryżu odporne na zasolenie, aby zminimalizować wpływ zasolenia gleby na produkcję ryżu.

2. Dlaczego ważne jest, aby rolnicy znali stężenie soli?

Rolnicy powinni znać stężenie soli w glebie, ponieważ wysoki poziom soli może znacząco wpłynąć na wzrost i plony upraw. Monitorując stężenie soli, rolnicy mogą podejmować świadome decyzje dotyczące nawadniania, nawożenia gleby i wyboru upraw.

Zrozumienie poziomu zasolenia pomaga rolnikom wdrożyć odpowiednie strategie łagodzące negatywny wpływ zasolenia, np. poprzez dostosowanie harmonogramów nawadniania, wdrożenie systemów odwadniających lub wybór upraw odpornych na sól.

Wiedza ta pozwala rolnikom optymalizować swoje praktyki rolnicze i zwiększać ogólną wydajność upraw na obszarach dotkniętych zasoleniem.

3. Jaki jest dobry sposób na zmniejszenie zasolenia?

Dobry sposób na ograniczenie zasolenia, poprawę gospodarowania wodą, wdrożenie skutecznego drenażu i stosowanie technik ochrony gleby.

4. Które katastrofalne wydarzenie powoduje wzrost zasolenia?

Powódź to katastrofalne zdarzenie, które może prowadzić do wzrostu zasolenia. Opadające wody powodziowe mogą pozostawić na powierzchni gleby stężony roztwór soli lub wniknąć w nią, podnosząc poziom soli.

W miarę parowania wody sole stają się bardziej skoncentrowane, co prowadzi do wzrostu zasolenia w dotkniętych obszarach. Może to mieć szkodliwy wpływ na wydajność rolnictwa, ponieważ wysoki poziom soli może hamować wzrost roślin i uszkadzać strukturę gleby.