Αλατούχα εδάφη

Εισαγωγή

Τα αλατούχα εδάφη απαντούν σ' όλο τον κόσμο και δημιουργούνται κυρίως υπό την επίδραση ξηροθερμικών ή ημίξηρων κλιματικών συνθηκών και υψηλών θερμοκρασιών. Χαρακτηρίζονται από την παρουσία ελεύθερων διαλυτών αλάτων, τα οποία πολλές φορές μπορεί να είναι εμφανή στην επιφάνεια του εδάφους υπο τη μορφή λεπτής επιφανειακής στρώσης. Κυρίως όμως τα άλατα συγκεντρώνονται κατά μήκος της εδαφοκατατομής και ιδιαίτερα στην περιοχή της ριζόσφαιρας. Η συσσώρευση των αλάτων στο έδαφος είναι ένα φαινόμενο το οποίο λαμβάνει χώρα από καταβολής κόσμου. Δημιούργησε και δημιουργεί σοβαρά προβλήματα σε σχέση με την αποτελεσματική αξιοποίηση του εδάφους, λόγω της υποβάθμισης της παραγωγικότητάς τους. Δυστυχώς η ιστορία της γεωργίας είναι εγγενώς και αναποδράστως συνδεδεμένη με το σοβαρό αυτό πρόβλημα, που συνεχίζει να απασχολεί και να προβληματίζει τον άνθρωπο και στις ημέρες μας, λόγω των συνεπειών σε βάρος τόσον αυτού καθεαυτού του εδάφους, όσο και της γεωργικής παραγωγής. Σήμερα τεράστιες εκτάσεις σ' όλο τον κόσμο τίθενται εκτός καλλιέργειας κάθε χρόνο, εξαιτίας της εκτεταμένης εναλάτωσής τους και της συνέπειας αυτής υποβάθμισης της παραγωγικότητας. Το πρόβλημα δε αυτό γίνεται με την πάροδο του χρόνου οξύτερο.

Παρ' όλον ότι το νερό είναι το κύριο γενεσιουργό αίτιο της συσσώρευσης των αλάτων, εν τούτοις, αυτό τούτο είναι ταυτόρονα και το βασικό μέσο αντιμετώπισης της, για τη βελτίωση των αλατούχων εδαφών. Δυστυχώς η αυξανόμενη έλλειψη νερόυ καλής ποιότητας για την άρδευση των καλλιεργειών, σε πολλλές περιοχές του κόσμου, όπου υποχρεωτικά εφαρμόζεται η αρδευόμενη γεωργία, έχει ως συνέπεια την όξυνση του προβλήματος αυτού. Το μέγεθος των προβλημάτων, που δημιουργούνται από την αυξανόμενη εναλάτωση του εδάφους σε βάρος των φυτών, εξαρτάται από το βαθμό συσσώρευσης των αλάτων στην περιοχή της ριζόσφαιρας, γεγονός που συνδέεται άμεσα με το νερό της άρδευσης. Η υψηλή συγκέντρωση των αλάτων στην περιοχή αυτή αυξάνει σημαντικά το ωσμητικό φορτίο του εδαφοδιαλύματος και καθιστά προβληματική την πρόσληψη του νερού από τα φυτά, με συνέπεια τη μάρανση και την τελική καταστροφή τους. Εάν μάλιστα υπερισχύει το NaHCO3 μεταξύ των αλάτων, τότε η αυξημένη παρουσία το Na+ καταστρέφει τα συσσωματώματα, αποδιοργανώνει τη δομή του εδάφους και το διαμερίζει σε μικρότερα τεμαχίδια, καθιστώντας το λεπτόκοκκο, συμπαγές και άκρως συνεκτικό και κατά συνέπεια αδιαπέραστο στο νερό. Ως εκ τούτου, επιτείνεται η περαιτέρω συσσώρευση των αλάτων, με αποτέλεσμα την υποβάθμιση της παραγωγικότητάς του. Τα αλατούχα εδάφη, για να αξιοποιηθούν αποτελεσματικά, θα πρέπει οπωσδήποτε να βελτιωθούν, δηλαδή να απομακρυνθούν τα άλατα, να αποκατασταθεί στο μέτρο του δυνατού η δομή του εδάφους και να επανακτήσει το έδαφος την απολεσθείσα παραγωγικότητα του. Η βελτίωση των αλατούχων εδαφών απαιτεί κάποιες προϋποθέσεις, κυριότερη των οποίων είναι η εξασφάλιση νερού καλής ποιότητας και η επαρκής στράγγιση. Η διατήρηση της παραγωγικότητας των ήδη βελτιωμένων εδαφών θα εξαρτηθεί από το σύστημα της μελλοντικής διαχείρισής τους.

Γένεση των αλατούχων εδαφών

Αν και τα άλατα προέρχονται κυρίως από την αποσάθρωση των πετρωμάτων και των ορυκτών, η συσσώρευσή τους σπανίως πραγματοποείται στον τόπο της παραγωγής τους. Κατά συνέπεια, τα αλατούχα εδάφη ουδέποτε σχεδόν δημιουργούνται εκεί όπου παράγονται τα άλατα, δηλαδή σπανίως έχουμε αυτόχθονα αλατούχα εδάφη. Αντίθετα, επειδή τα άλατα μεταφέρονται εν διαλύσει στο νερό, τα αλατούχα εδάφη δημιουργούνται κυρίως εκεί όπου εφαρμόζεται τελικώς το νερό για την άρδευση των καλλιεργειών. Στη γένεσή τους συμβάλλουν τα μέγιστα οι ξηροθερμικές συνθήκες, οι οποίες χαρακτηρίζονται από περιορισμένη βροχόπτωση και αυξημένη εξατμισοδιαπνοή, γεγονός που ευνοεί ιδιαίτερα τη συσσώρευση των αλάτων στο έδαφος. Η εξάτμιση του νερού από την επιφάνεια του εδάφους ευνοεί τη συμπύκνωση των αλάτων και κατ' επέκταση οδηγεί, με την πάροδο του χρόνου, στη συσσώρευση και εναλάτωση του.

Οι υψηλές θερμοκρασίες και οι χαμηλές βροχοπτώσεις που επικρατούν σε πολλές περιοχές του πλανήτη, συμπεριλαμβανόμενης και της χώρας μας καθιστούν απαραίτητη και εξόχως αναγκαία την άρδευση. Το γεγονός αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση των αναγκών σε νερό, το οποίο δυστυχώς τα τελευταία χρόνια έχει καταστεί αγαθό εν ανεπαρκεία. Ως εκ τούτου, πολλοί αγρότες, πιεζόμενοι από την ανάγκη εξεύρεσης νερού, προσφεύγουν στη χρήση νερών κακής ποιότητας, δηλαδή νερών υψηλής περιεκτικότητας σε άλατα (υφάλμυρα), με συνέπεια την αύξηση του κινδύνου εναλάτωσης των εδαφών. Τα νερά άρδευσης ούτως ή άλλως περιέχουν πάντοτε εν διαλύσει άλατα, τα οποία μεταφέρονται κατά την άρδευση στο έδαφος, όπου συσσωρεύονται στο βαθμό που οι σχετικές εδαφοκλιματικές συνθήκες το επιτρέπουν. Βασική πηγή αλάτων, διαμέσου των οποίων εμπλουτίζονται τα νερά, είναι η παρουσία των πρωτογενών ορυκτών. Η αποσάθρωση αυτών επιτυγχάνεται διά της διεργασίας της υδρόλυσης, ενυδάτωσης, διάλυσης, οξείδωσης και εξανθράκωσης. Η αποσάθρωση δε αποτελεί την κύρια πηγή εφοδιασμού των νερών με άλατα.

Κατά τη μεταφορά τους τα άλατα ανακατανέμονται στο έδαφος με τη βοήθεια του νερού και συμπυκνώνονται σε σημεία ή περιοχές, όπου ευνοείται η συγκέντρωση και συσσώρευση τους, με αποτέλεσμα την πρόκληση της εναλάτωσης του εδάφους. Ειδικότερα, καθώς το νερό κινείται από υγρές σε ξηρές περιοχές, η συμπύκνωση των αλάτων λαμβάνει τέτοιες τιμές, που κάποια στιγμή τα εν διαλύσει κατιόντα κατακρημνίζονται ως ιζήματα αλάτων χαμηλής διαλυτότητας. Επιπλέον της κατακρήμνισης, τα κατιόντα υπόκεινται επίσης στην επίδραση και άλλων διεργασιών, όπως π.χ. της ιοντοανταλλαγής, της προσρόφησης και εκρόφησης, καθώς και της διαφορικής κινητικότητας με τελικό αποτέλεσμα την αύξηση της συγκέντρωσης του Na+ και CI- στα υπόγεια νερά. Ως διαλυτά άλατα θεωρούνται εκείνα των οποίων η διαλυτότητα είναι μεγαλύτερη της αντίστοιχης της γύψου, ήτοι: > 0,241 g / 100ml νερού σε 0⁰C.

Το NaCI έχει διαλυτότητα μεγαλύτερη κατά 150 φορές εκείνης της γύψου. Τα άλατα του εδάφους αποτελούνται από Na+, Mg2+, Ca2+, SO2-4 και HCO-3. Εκτός από τα πρωτογενή ορυκτά, στην αλατότητα του εδάφους συμβάλλουν και δευτερογενείς πηγές αλάτων, όπως π.χ. οι ατμοσφαιρικές εναποθέσεις αλάτων, το θαλάσσιο νερό κ.α. Τέλος, υπάρχουν και οι πηγές ανθρωπογενούς προέλευσης, όπως τα λιπάσματα, η ζωική κοπριά, και η ιλύς μονάδων βιολογικού καθαρισμού. Συνοπτικά, οι πηγές των αλάτων στο έδαφος είναι οι εξής:

1. Πρωτογενείς πηγές:
   • χημική, φυσική, βιολογική αποσάθρωση των ορυκτών και των πετρωμάτων
   • εξατμισοδιαπνοή των φυτών (συμπύκνωση)
   • αραίωση των αλάτων συνέπεια της βροχόπτωσης, της τήξης του χιονιού και εφαρμογής των νερών άρδευσης. Σημειώνεται ότι ο βαθμός αραίωσης επηρεάζει τη συγκέντρωση των αλάτων.
2. Φυσικές δευτερογενείς πηγές:
   • ατμοσφαιρικές εναποθέσεις αλάτων προερχόμενες από τους ωκεανούς στις παράκτιες περιοχές
   • εισχώρηση θαλλάσιου νερού στο έδαφος λόγω παλιρροιακών κυμάτων
   • εισχώρηση θαλλάσιου νερού μέσω των υπόγειων ρευμάτων και ακολούθως μεταφορά αλάτων στην επιφάνεια του εδάφους,
   • ανύψωση της στάθμης των υπόγειων νερών πλούσιων σε άλατα.
3. Ανθρωπογενείς πηγές:
   • νερό άρδευσης
   • νερό στράγγισης
   • χρήση λιπασμάτων
   • εφαρμογή ιλύος βιολογικού καθαρισμού
   • χρήση κοπριάς
   • αλμύρες πεδίων φυσικού αερίου.

Πρόβλημα εναλάτωσης εδάφους

Η εναλάτωση του εδάφους είναι ένα υπαρκτό πρόβλημα που βρίσκεται όχι μόνον εν δυνάμει, αλλά και εν εξελίξει σε πολλές περιοχές της χώρας και του πλανήτη, όπου εφαρμόζεται η αρδευόμενη γεωργία και όπου επικρατούν ξηροθερμικές κλιματικές συνθήκες. Προβλήματα από τη συσσώρευση των αλάτων δημιουργούνται, όταν η περιεκτικότητά τους αρχίζει να υπερβαίνει κάποιες οριακές τιμές, πέρα από τις οποίες τα φυτά αδυνατούν να λειτουργήσουν φυσιολογικά. Όταν αυτό συμβεί, τότε η ανάπτυξη τους αναστέλλεται με συνέπεια τη μείωση των αποδόσεων ή ακόμη και τον εκμηδενισμό τους σε περιπτώσεις οξείας αλατότητας.

Αυτό βέβαια οφείλεται στην υψηλή ωσμωτική πίεση, η οποία αναστέλλει τη φυσιολογική λειτουργία των διάφορων διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στα φυτά. Κάτω από την επίδραση υψηλού ωσμωτικού φορτίου τα φυτά αδυνατούν να προσροφήσουν το νερό σε επαρκείς ποσότητες μέσω του ριζικού συστήματος, γεγονός που καθιστά την περαιτέρω ανάπτυξη του φυτού προβληματική και πολλές φορές αδύνατη. Η αδυναμία του φυτού να εφοδιαστεί με νερό δημιουργεί συμπτώματα που μοιάζουν με εκείνα της ξηρασίας. Ήτοι, καταρχάς τα φύλλα χάνουν τη σπαργή τους, ακολούθως εμφανίζεται μια κυανή απόχρωση, καθώς και συσσώρευση στην επιφάνεια των φύλλων μίας κηρώδους ουσίας. Σε οξείες περιπτώσεις παρατηρείται ξήρανση τμήματος του ελάσματος και τελικά θάνατος του φυτού.

Για την αντιμετώπιση του προβλήματος αυτού συνιστάται η έκπλυση των ελεύθερων αλάτων, λαμβάνοντας μέριμνα η ποσότητα των εκπλυνόμενων αλάτων να είναι περίπου ίση με εκείνη των αλάτων που εισρέουν στο έδαφος μέσω του νερού άρδευσης. Αυτό είναι απαραίτητο για τη διατήρηση του ισοζυγίου των αλάτων στο έδαφος. Είναι φανερό ότι μετά την έκπλυση των αλάτων εκτονώνεται το ωσμωτικό φορτίο του εδαφοδιαλύματος και επιτυγχάνεται καλύτερη κατανομή των αλάτων στο έδαφος.

Κατά τη δημιουργία της εναλάτωσης του εδάφους συνέπεια της άρδευσης, η περιεκτικότητα των αλάτων αυξάνει στην περιοχή της ριζόσφαιρας λόγω της πρόσληψης μεγάλων ποσοτήτων νερού από τις ρίζες, με αποτέλεσμα τη συμπύκνωση των αλάτων στους χώρους πέριξ των ριζών. Το πρόβλημα αυτό μπορεί να αμβλυνθεί με την προσθήκη νερού κατά την άρδευση, σε τέτοιες ποσότητες ώστε το επίπεδο του νερού στο έδαφος να διατηρείται σε σχετικά υψηλά επίπεδα για την εκτόνωση της υψηλής αγωγιμότητας και τη μείωση της ωσμωτικής πίεσης, που ενδεχομένως είναι δυνατόν να εμφανιστεί μεταξύ δύο συνεχόμενων αρδεύσεων. Θα πρέπει επομένως να προσεχτούν κατά την εφαρμογή του νερού τα εξής:

• η διατήρηση του νερού στο έδαφος σε επίπεδο υδατοϊκανότητας,

• η εφαρμογή της έκπλυσης για την απομάκρυνση των αλάτων κατά τέτοιο τρόπο ώστε να διατηρείται η ωσμωτική ισορροπία και

• το ύψος της υπόγειας στάθμης να είναι σε βάθος μεγαλύτερο των 2 m.

Μέθοδοι και κριτήρια διάγνωσης των παθογενών λόγω Αλάτων Εδαφών

Για τη διάγνωση των προβλημάτων των αλατούχων εδαφών χρησιμοποιούμε διάφορους τρόπους, οι κυριότεροι των οποίων είναι τα ορατά συμπτώματα και η διάγνωση των αιτίων της αλατότητας.

Ορατά συμπτώματα

Ύπαρξη στην επιφάνεια του εδάφους διάσπαρτων λευκών κηλίδων εμφανιζόμενων <<δίκην εμβαλωμάτων>> σε θέσεις ελαφρώς υπερυψωμένες ή σε ακάλυπτες από τα φυτά επιφάνειες, όπου το νερό εξατμίζεται με υψηλούς ρυθμούς. Η παρουσία λεπτής κρούστας αλάτων, παρότι είναι ενδεικτική της ύπαρξης αλατότητας, εν τούτοις δεν παρέχει πληροφορίες σχετικά με το βαθμό αλατότητας της ριζικής ζώνης. Όμως με τη διενέργεια μιας απλής τομής στο έδαφος βάθους 1m μπορούμε να έχουμε μία καλή πληροφόρηση για την ύπαρξη αλάτων. Εάν από μία λωρίδα του εδάφους εξατμιστεί το νερό κατά μήκος της κατατομής, θα διαπιστώσουμε ότι υπάρχουν άλατα στη ριζόσφαιρα, εάν η εν λόγω λωρίδα καταστεί λευκή, γεγονός που σημαίνει συμπύκνωση αλάτων. Τα φυτά κατά το φύτρωμα επηρεάζονται αρνητικά από την επιφανειακή ύπαρξη των αλάτων. Όσον δε αφορά στα μη καλυμμένα με φυτά τμήματα της επιφάνειας του εδάφους, αυτά δείχνουν την πιθανή ύπαρξη των αλάτων σε σχετικά μικρό βάθος του επιφανειακού στρώματος.

Η εμφάνιση (μορφή) της ανάπτυξης των φυτών πλησίον των σημείων αυτών ή θέσεων μπορεί να αποτελέσει απόδειξη της ύπαρξης αλατότητας, διότι αυτή είναι ισχνή και τα φυτά παρουσιάζουν όλα εκείνα τα συμπτώματα της αλατότητας ήτοι:

• ισχνή ανάπτυξη,

• ανομοιόμορφη ανάπτυξη,

• σχήμα φύλλων γενικά μικρό,

• βαθύ κυανοπράσινο χρώμα,

• ενδεχόμενη εμφάνιση κηρώδους στρώματος στα φύλλα και

• ξήρανση των φύλλων.

Υπογραμμίζεται εδώ ότι τα πιο πάνω συμπτώματα μπορεί να οφείλονται και σε άλλους παράγοντες, όπως ξηρασία, χαμηλή γονιμότητα, μη ορθολογική χρήση ζιζανιοκτόνων κ.λ.π. Γι' αυτό θα πρέπει να εξετάζονται με προσοχή. Για τη διαπίστωση του βαθμού καταλληλότητας ενός αλατούχου εδάφους για την ανάπτυξη δοθείσης καλλιέργειας, θα πρέπει να γίνει σύγκριση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας (ECe) του επιφανειακού εδάφους με την ανθεκτικότητα της υπόψη καλλιέργειας στα άλατα, για να διαπιστωθεί κατ' αρχήν:

1. εάν υπερβαίνει η αλατότητα του εδάφους την αντοχή του φυτού κατά το φύτρωμα στο συγκεκριμένο επίπεδο αλατότητας και
2. εάν μπορέσει, κάτω από τις δεδομένες συνθήκες αλατότητας, να εγκατασταθεί η καλλιέργεια και να αναπτυχθεί.

Επίσης, για να προσδιοριστεί εάν και κατά πόσον η αλατότητα ενός εδάφους είναι υψηλή για την ανάπτυξη των συνήθως αρδευόμενων καλλιεργειών ή για την εγκατάσταση φυτειών, θα πρέπει η μέση αγωγιμότητα της ριζικής ζώνης (ECi) να συγκριθεί με τον αντίστοιχο βαθμό ανθεκτικότητας στα άλατα της καλλιέργειας ή της φυτείας. Είναι προφανές ότι, για τη διαπίστωση και διάκριση των προβλημάτων της αλατότητας του εδάφους, θα πρέπει να έχουμε σαφή εικόνα της παραλλακτικότητας της αγωγιμότητας του εδάφους (ECe) της υπό μελέτη περιοχής. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να υπολογιστεί ο δείκτης αλατότητας και να συγκριθεί με την ανθεκτικότητα των υπό εγκατάσταση καλλιεργειών, στα άλατα. Εάν το πρόβλημα της αλατότητας σε δεδομένη περιοχή είναι τόσο οξύ, ώστε να μην είναι αποδεκτό, τότε ο δείκτης αλατότητας για την υπόψη περιοχή είναι ισοδύναμος προς τη μέγιστη αλατότητα που παρατηρείται στην περιοχή αυτή. Η αλατότητα μπορεί να είναι ένα σοβαρό πρόβλημα που περιορίζει τη φυτική ανάπτυξη και ως εκ τούτου είναι σημαντικής σπουδαιότητας. Η αυξημένη αλατότητα κάνει αισθητή την παρουσία της, όταν η ανθεκτικότητα των καλλιεργειών στα άλατα, τόσο κατά το φύτρωμα, όσο και στη συνέχεια κατά την εγκατάστασή τους, είναι μικρότερη από το επίπεδο της αγωγιμότητας του εδάφους.

Διάγνωση των αιτιών

Για την διάγνωση των αιτίων της υψηλής αλατότητας, θα πρέπει να ανατρέξουμε στα εξής: στη χρήση τυχόν υφάλμυρον νερών, ανεπαρκή στράγγιση, ελλιπή έκπλυση, πιθανή παρουσία γηγενών αλάτων και στην κατάκλυση με νερό κακής ποιότητας. Εφόσον αποκλειστούν οι ανωτέρω λόγοι, τότε θα πρέπει να στραφούμε σε πιθανές ανθρωπογενείς παρεμβάσεις, όπως προθήκη υπερβολικών ποσοτήτων λιπασμάτων (υπερλίπανση), ζωϊκής κοπριάς κ.λ.π. Εάν θεωρήσουμε ότι το νερό άρδευσης είναι η αιτία της αλατότητας του εδάφους, τότε θα πρέπει να συγκρίνουμε τη μέση αγωγιμότητα του ανωτέρου τμήματος της ριζικής ζώνης (0-30cm), με το επίπεδο της αλατότητας, που θα δημιουργηθεί από τη χρήση του νερού άρδευσης. Εάν πάλι θεωρήσουμε ως αιτία της αλατότητας την ανεπαρκή έκπλυση, τότε θα πρέπει να προσδιοριστεί η μέση αλατότητα (αγωγιμότητα) της ριζικής ζώνης. Η τιμή αυτής μπορεί να είναι υψηλή για την ανάπτυξη των φυτών, ακόμη κι αν το νερό άρδευσης έχει χαμηλή αγωγιμότητα.

Γενικά, η έκπλυση θεωρείται ως ανεπαρκής, όταν:

• ECe/ECi<ECe'/ECi

όπου ECe = αγωγιμότητα του εδάφους ECi = αγωγιμότητα του νερού άρδευσης ECe'= μέση μεγίστη αγωγιμότητα της ριζικής ζώνης, χωρίς να προκαλεί μείωση των αποδόσεων

Η επάρκεια της έκπλυσης αξιολογείται με τη σύγκριση του κλάσματος έκπλυσης (L) ή του θεωρητικού κλάσματος έκπλυσης (LA) με την τιμή των απαιτήσεων νερού για έκπλυση (Lr), ήτοι: LA = 1-ETc/ITi και Lr = ECi/ECd όπου ETc = υπολογιζόμενη εξατμισοδιαπνοή, ITi = ποσότητα νερού που διηθείται κατά την περίοδο των αρδεύσεων, ECi = αγωγιμότητα νερού άρδευσης ECd = αγωγιμότητα νερού στράγγισης

Εάν LA ή L < Lr, τότε η έκπλυση θεωρείται επαρκής. Η ύπαρξη νερού στην επιφάνεια του εδάφους μετά την άρδευση δείχνει ανεπαρκή έκπλυση, που οφείλεται στο χαμηλό ρυθμό διήθησης του νερού προς τα κάτω. Επίσης, ανεπαρκής στράγγιση οφειλόμενη στην υψηλή υπόγεια στάθμη συμβάλλει στην εναλάτωση του εδάφους. Αυτό το είδος της εναλάτωσης μπορούμε να το διαγνώσουμε από την ύπαρξη φυτών, που αναπτύσσονται σε περιοχές ή σημεία με υπερβολική παρουσία του νερού, όπου δημιουργούν τα φυτά χλώρωση, που δείχνει έλλειψη N ή Fe. Επίσης στα προφίλ των εδαφών αυτών μπορεί να διαπιστωθεί ή ύπαρξη συγκριμάτων μαγγανίου, που οφείλεται στον ανεπαρκή αερισμό. Για τη διαπίστωση της ανεπαρκούς στράγγισης, θα πρέπει να γνωρίζουμε την κατανομή των αλάτων ή της ECe, σε βάθος και μάλιστα μέχρι την υπόγεια στάθμη. Τα σχετικά προβήματα από την ανεπαρκή στράγγιση δημιουργούνται προϊόντος του χρόνου κατά τη διάρκεια της καλλιερητικής περιόδου, γίνονται δε πιο έντονα και ορατά κατά το τέλος της περιόδου αυτής. Η στράγγιση, θεωρείται ανεπαρκής, όταν:

1. Η κατανομή της ECe κατά μήκος του προφίλ δείχνει ότι η κίνηση του νερού είναι ανοδική προς τη ριζόσφαιρα και το μέγεθος της μέσης τιμής της ECe' της ριζόσφαιρας υπερβαίνει την ανθεκτικότητα του φυτού στα άλατα
2. Η ριζική ζώνη είναι πλημμυρισμένη για περισσότερο από μερικές ημέρες, ή το έδαφος είναι κατακλυσμένο με νερό σε απόσταση βάθους ίσου προς το αντίστοιχο της ριζικής ζώνης από τον πυθμένα αυτής.

Κατανομή των αλατούχων εδαφών

Τα αλατούχα εδάφη απαντούν στις εξής περιοχές:

• Πλησίον των παραλίων περιοχών, όπου το θαλάσσιο νερό μεταφέρεται στην ξηρά είτε διά του ανέμου υπό μορφή σταγονιδίων, ή στο δέλτα των ποταμών όπου συσσωρεύονται τα άλατα και συμβάλλουν στη γένεση των αλατούχων εδαφών.

• Στις τοπογραφικές υφέσεις, ήτοι στα χαμηλά σημεία του αναγλύφου, όπου συγκεντρώνονται τα νερά απορροής. Λόγω δε της μη ύπαρξης διεξόδου τα νερά εξατμίζονται και αφήνουν τα άλατα, τα οποία συσσωρεύονται στην επιφάνεια του εδάφους.

• Στις περιοχές, όπου τα εδάφη έχουν χαμηλή περατότητα, τα νερά συσσωρεύονται στην επιφάνεια, καθώς εξατμίζονται, συμβάλλουν στην επιφανειακή συμπύκνωση των αλάτων και επομένως στην εναλάτωση του εδάφους.

• Στις αρδευόμενες, κατ' εξοχήν, περιοχές, όταν το χρησιμοποιούμενο νερό είναι υψηλής αγωγιμότητας, το έδαφος συνεκτικό και έχει υψηλή υπόγεια στάθμη, τότε ευνοείται η εναλάτωση με τη συνεργασία και των ξηροθερμικών συνθηκών.

• Στις περιοχές που επικρατούν χαμηλές βροχοπτώσεις και υψηλές θερμοκρασίες (ερημικά καλίματα).

Όσον αφορά την παγκόσμια κατανομή των παθογενών λόγω αλάτων εδαφών, η επιφάνεια της γής χωρίς τις θάλασσες, τους ωκεανούς, τις λίμνες και τους ποταμούς ανέρχεται σε 13,2*10^9 ha. Από την έκταση αυτή μόνον 7*10^9 ha είναι αροτραία, εκ των οποίων καλλιεργούνται 1,5*10^9 ha. Από τις καλλιεργούμενες εκτάσεις είναι αλατούχες τα 0,34*10^9 ha ενώ >0,5*10^9 ha είναι νατριωμένες. Γενικά τα αλατούχα και νατριωμένα εδάφη καλύπτουν το 10% της συνολικής αροτραίας έκτασης, η οποία εκτείνεται σε 100 χώρες του κόσμου. Το ποσοστό αυτό ανέρχεται σε 13,6%.

Παράγοντες της Εναλάτωσης του Εδάφους

Κατά τη δημιουργία της αλατότητας στα εδάφη επιδρούν οι εξής παράγοντες:

• Κλιματικές Συνθήκες

• Στάθμη του υπόγειου νερού

• Η ποσότητα του νερού άρδευσης

• Ιδιότητες του εδάφους

• Μέθοδος άρδευσης

• Λοιποί παράγοντες.

Κλιματικές Συνθήκες

Το κλίμα καθορίζει τη δυναμική της μετακίνησης των ανόργανων και οργανικών ουσιών στο έδαφος. Οι υψηλές θερμοκρασίες και το χαμηλό ύψος των βροχοπτώσεων, σε συνδυασμό με την αύξηση της εξατμισοδιαπνοής, ευνοούν τη συμπύκνωση των αλάτων και τη συσσώρευσή τους στο έδαφος. Επιπλέον οι συνθήκες αυτές καθιστούν αναγκαία τη χρήση του νερού για την άρδευση των καλλιεργειών, γεγονός που συμβάλλει στην προσθήκη πρόσθετων ποσοτήτων αλάτων στο έδαφος. Όσον αφορά στη συσσωρευόμενη ποσότητα των αλάτων, αυτή εξαρτάται από τους εξής παράγοντες:

1. από τα πετρώματα διά των οποίων διέρχεται το νερό,
2. από το ύψος της υπόγειας στάθμης και
3. από το είδος της καλλιέργειας.

Το επίπεδο της συγκέντρωσης των αλάτων μεταβάλλεται με το βάθος της κατατομής, ανάλογα με τις κρατούσες κλιματικές συνθήκες. Βασικά, η συγκέντρωση των αλάτων λαμβάνει χώρα κυρίως στην περιοχή της ριζόσφαιρας λόγω της ύπαρξης έντονης προσροφητικής δραστηριότητας των ριζών, οι οποίες προσροφούν το νερό και συμπυκνώνουν τα άλατα. Η συμπύκνωση αυτή ορισμένες φορές αυξάνεται σε τέτοια επίπεδα που καθιστά τη λειτουργία του ριζικού συστήματος απαγορευτική και κατά συνέπεια αναστέλλει την ανάπτυξη των καλλιεργειών. Βεβαίως, η συνδρομή και επίδραση στη συσσώρευση των αλάτων των χαρακτηριστικών της ποιότητας του νερού, του βαθμού στράγγισης και διαχείρισης της άρδευσης είναι σημαντική.

Στάθμη του υπόγειου νερού

Η στάθμη του υπόγειου νερού με τα νερά ανυψώνεται με τα νερά των βροχοπτώσεων και τη βαθιά διήθηση του νερού άρδευσης. Είναι βέβαια αναμενόμενο ότι όσο πιο ψηλά, δηλαδή πλησιέστερα προς την επιφάνεια του εδάφους είναι η στάθμη του υπόγειου νερού, τόσο μεγαλύτρος είναι ο κίνδυνος της εναλάτωσης του εδάφους. Με την ανύψωση της στάθμης κατακλύζεται η επιφάνεια του εδάφους με νερό, το οποίο αργότερα, κατά την περίοδο της ξηρασίας, εξατμίζεται με αποτέλεσμα να συμπυκνώνονται τα άλατα στην επιφάνεια του εδάφους. Σημαντική είναι η επίδραση της δομής, της κοκκομετρικής σύστασης και της θερμοκρασίας. Γίνεται προφανές το γεγονός ότι η στάθμη του υπόγειου νερού θα πρέπει να διατηρείται χαμηλά και σε βάθος τουλάχιστον > 2m από την επιφάνεια του εδάφους, για την αποφυγή κατά το δυνατό της εναλάτωσης του. Αυτό μπορεί να πραγματοποιηθεί με την κατασκευή στραγγιστικού δικτύου.

Η ποσότητα του νερού άρδευσης

Όπως ήδη τονίστηκε, το νερό άρδευσης και ειδικότερα η ποιότητα του, έχει άμεση σχέση με τη συσσώρευση των αλάτων και επομένως την εναλάτωση των εδαφών. Κατά συνέπεια, τα χρησιμοποιούμενα νερά άρδευσης δεν πρέπει να έχουν ηλεκτρική αγωγιμότητα (ECi)>0,8mS/cm, διότι άλλως ο κίνδυνος της εναλάτωσης θα είναι αυξημένος. Η παρατεταμένη χρήση νερού κακής ποιότητας για αρδευτικούς σκοπούς αποτελεί μια σημαντική αιτία εναλάτωσης του εδάφους. Η χρήση γενικά των αρδευτικών υδάτων εγκυμονεί συνήθως τον κίνδυνο της εναλάτωσης, δεδομένου ότι τα νερά πάντοτε περιέχουν άλατα εν διαλύσει. Η συσσώρευση όμως των αλάτων κατά την άρδευση εξαρτάται και από άλλους παράγοντες, όπως από τη σχέση της εφαρμοζόμενης ποσότητας νερού προς την εξατμισοδιαπνοή, δηλαδή όταν το νερό άρδευσης που εφαρμόζεται σε μια καλλιέργεια είναι λιγότερο από την εξατμισοδιαπνοή, τότε παρατηρείται η συσσώρευση των αλάτων. Γι' αυτό, η ποσότητα νερού άρδευσης θα πρέπει να είναι όχι μόνο ίση με την εξατμισοδιαπνοή, αλλά να προσαυξάνεται επιπλέον κατά το κλάσμα έκπλυσης (LF) για την αποφυγή της συσσώρευσης των αλατών.

Ιδιότητες του εδάφους

Η συσσώρευση των αλάτων μέσω του νερού άρδευσης εξαρτάται από την κίνηση του νερού στο έδαφος. Αυτή βέβαια είναι η συνάρτηση του βαθμού περατότητας του εδάφους. Η ιδιότητα αυτή εξαρτάται από τα φυσικά χαρακτηριστικά του εδάφους και ειδικότερα από την μηχανική ή κοκκομετρική σύσταση και τη δομή του εδάφους. Ένα έδαφος με ικανοποιητική δομή και με ευνοϊκή αναλογία μακροπόρων προς μικροπόρους ευνοεί την κίνηση του νερού και κατά συνέπεια μειώνει την πιθανότητα συσσώρευσης των αλάτων. Η μηχανική σύσταση, εν προκειμένω, παίζει σημαντικό ρόλο προς την κατεύθυνση αυτή. Έτσι, μια κοκκομετρική σύσταση πηλώδης, αργιλοπηλώδης ή αμμοαργιλοπηλώδης ευνοεί την κίνηση του νερού και επομένως ελαχιστοποιεί την πιθανότητα συσσώρευσης των αλάτων. Επίσης μια ελαφρά κοκκομετρική σύσταση (αμμοπηλώδης ή πηλοαμμώδης) μειώνει ακόμη περισσότερο τη δυνατότητα συσσώρευσης των αλάτων. Αντίθετα, μία βαριά αργιλώδης σύσταση δημιουργεί ευνοικές συνθήκες για τη συσσώρευση των αλάτων λόγω της συνεκτικότητας, της κακής περατότητας και αργότερα εξατμίζεται συμβάλλοντας στη συμπύκνωση των αλάτων.

Μέθοδος άρδευσης

Ο τρόπος εφαρμογής των αρδεύσεων στις καλλιέργειες επιδρά σημαντικά στην αλατότητα του εδάφους. Και τούτο διότι έχει άμεση σχέση με το βαθμό συσσώρευσης των αλάτων. Οι επιπτώσεις της κάθε μεθόδου είναι διάφορες. Π.χ. οι κλασικές μέθοδοι εφαρμογής του νερού (κατάκλυση, αυλάκια) σχετίζονται με την εναλάτωση της ριζόσφαιρας. Το γεγονός αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία, δεδομένου ότι το μεγαλύτερο μέρος του ριζικού συστήματος βρίσκεται συγκεντρωμένο στην περιοχή αυτή, όπου η παρουσία υψηλών επιπέδων αλάτων μπορεί να δράσει δυσμενώς στην ανάπτυξη του φυτού. Στην περίπτωση άλλων μεθόδων άρδευσης, π.χ. με σταγόνες, η επίδραση της αλατότητας αναφέρεται απ' ευθείας στη δράση των αλάτων στην ανάπτυξη του φυτού. Οι αρδεύσεις, γενικά, ανεξαρτήτως του τρόπου εφαρμογής του νερού, είναι υπεύθυνες για τη δημιουργία της λεγόμενης <<δευτερογενούς εναλάτωσης>> και οφείλεται στους εξής παράγοντες:

• στη συσσώρευση αλάτων από νερά κακής ποιότητας,

• στην ανύψωση της στάθμης του υπογείου νερού,

• στην τριχοειδή κίνηση των υπόγειων νερών, όταν η στάθμη τους βρίσκεται πλησίον της επιφάνειας σε βάθος μικρότερο των 2m και

• στην απουσία συστήματος στράγγισης.

Λοιποί παράγοντες

Επίσης, πλήν των προαναφερθέντων ειδικών παραγόντων, πιθανός κίνδυνος εναλάτωσης μπορεί να δημιουργηθεί στις αρδευόμενες περιοχές από τη δράση των πιο κάτω παραγόντων:

1. Κλιματικοί (θερμοκρασία, βροχόπτωση, σχετική υγρασία, εξάτμιση),
2. Γεωλογικοί (γεωμορφολογία, γεωχημεία, υδρολογία, υδρολογικοί και υδροχημικοί παράγοντες, όπως φυσική στράγγιση, βάθος και μεταβολές της στάθμης του υπόγειου νερού, διεύθυνση και ταχύτητα ροής των υπόγειων νερών, περιεκτικότητα σε άλατα),
3. Εδαφικοί (κατατομή, υφή, δομή, κορεσμένη ή ακόρεστη υδραυλική αγωγιμότητα, παρουσία διαλυτών αλάτων, σύνθεση των αλάτων της κατατομής, εναλλακτικά κατιόντα, pH κ.α.),
4. Αγροτεχνικοί (χρήση γης, καλλιέργειες, καλλιεργητικές μέθοδοι κλπ.),
5. Αρδευτικές πρακτικές (ποσότητα νερού, μέθοδοι άρδευσης, συχνότητα άρδευσης, περιεκτικότητα του νερού άρδευσης σε άλατα, φυσική και τεχνική στράγγιση).

Θα πρέπει να τονιστεί ότι το φαινόμενο της εναλάτωσης δεν είναι ένα τυχαίο γεγονός, αλλά απαντά μόνο σε συγκεκριμένες τοποθεσίες και σχετίζεται στενά με τη γαιομορφολογία της περιοχής. Ιδιαίτερα όμως σχετίζεται με την κίνηση των αλάτων, δηλαδή μιας διεργασίας βασικής σημασίας που λαμβάνει χώρα κάτω από φυσικές συνθήκες ή ακόμα και από συνθήκες ελεγχόμενες από τον άνθρωπο.

Τα διαλυτά άλατα κινούνται με διαφόρους τρόπους:

• Διαλυμένα στο νερό, ήτοι με τα ρεύματα είτε των επιφανειακών ή των υπόγειων νερών.

• Με την εξάτμιση, όταν τα μεν άλατα συμπυκνώνονται, το δε νερό κινείται εξατμιζόμενο υπό τη μορφή υδρατμών. Αυτό το γεγονός δείχνει ότι τα άλατα συγκεντρώνονται εκεί όπου το νερό εξατμίζεται. Αυτό αποτελεί μια βασική διεργασία συσσώρευσης των αλάτων.

• Με τη διάχυση των διαλελυμένων αλάτων (ιόντων), λόγω της βαθμίδας συγκέντρωσης (concentration gradient) που λαμβάνει χώρα μέσα στη μάζα του νερού, από περιοχές υψηλής συγκέντρωσης, προς περιοχές χαμηλότερης συγκέντρωσης.

• Με τη διασπορά, δηλαδή με μια κίνηση που δεν παραλληλίζεται με τη μεταφορά των αλάτων μέσω του νερού, όπου οι δύο αυτές κινήσεις γίνονται με διαφορετικούς ρυθμούς.

Χαρακτηρισμός των Αλατούχων Εδαφών

Τα αλατούχα εδάφη χαρακτηρίζονται από τα εξής κριτήρια:

• από τη συνολική περιεκτικότητα σε άλατα ή την ηλεκτρική αγωγιμότητα (ECe) και
• από το εναλλακτικό Na+ ή το βαθμό αλκαλίωσης (ESP), ο οποίος φαίνεται τα τελευταία χρόνια να έχει αντικατασταθεί από την τιμή της SAR του εκχυλίσματος κορεσμού, λόγω του σχετικά εύκολου προσδιορισμού της σε σύγκριση με τον ESP, του οποίου ο εργαστηριακός προσδιορισμός είναι χρονοβόρος, καθώς και συνέπεια της στενής στατιστικά γραμμικής σχέσης, που υπάρχει μεταξύ ESP και SAR.

Γενικά τα προβληματικά λόγω αλάτων εδάφη διακρίνονται στα: (1) Αλατούχα, (2) Αλκαλιωμένα και (3) Αλατουχοαλκαλιωμένα. Υπάρχει και μια άλλη όμαδα που δεν απαντά συχνά και ονομάζεται υποβαθμισμένα αλκαλιωμένα. Πρόκειται για εδάφη αλκαλιωμένα με υψηλό ESP και χαμηλό pH=6. Οι πιο πάνω ομάδες των προβληματικών εδαφών δεν διαφέρουν μόνο ως προς τα χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά τους αλλά και ως προς τη γεωχημική και γεωγραφική κατανομή τους. Επίσης διαφέρουν και ως προς τον τρόπο βελτίωσής τους.

Μονάδες Έκφρασης της Αλατότητας

Η αλατότητα του εδάφους εκφράζεται με τους εξής τρόπους:

1. Ως ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC) που δίνειται σε dS/m ή mmhos/cm για τα εδάφη, ενώ για τα νερά σε mS/cm ή micromhos/cm 1dS/m= 1000mS/cm, 1mmhos/cm= 1000 micromho/cm
2. Ως ολικά διαλυτά στερεά (TDS) που δίνονται σε mg/l ή ppm.
3. Ως ολική συγκέντρωση διαλυτών κατιόντων (TDC) και ως ολική συγκέντρωση διαλυτών ανιόντων (TDA) που δίνεται σε molc/I (1molc/I=1 equiv/I) ή σε mg/I (ppm) ή σε mg/ml (ppm) ή mg/l (ppb).

Οι σχέσεις μεταξύ των ανωτέρω ποσοτήτων έκφρασης της αγωγιμότητας έχουν ως εξής:

1. TDS= 640 x EC* (για περιπτώσεις χαμηλής αλατότητας)
2. TDS= 800 x EC* (για περιπτώσεις υψηλής αλατότητας)
3. TDC= 0,1 x EC σε molc/I ή
4. TDC= 10,0 x EC σε mmolc/I
5. TDA= 0,1 x EC σε molc/I ή
6. TDA= 10,0 x EC σε mmolc/I

(*) Η EC δίνεται σε dS/m

Το Ισοζύγιο των Αλάτων

Η ποσότητα των αλάτων που απομακρύνεται από το έδαφος λόγω έκπλυσης, πρέπει κατά το δυνατό να είναι ίση με την αντίστοιχη ποσότητα που εισρέει στο έδαφος μέσω του νερού άρδευσης. Η επίτευξη αυτού του ισοζυγίου αλάτων ουσιαστικά περιλαμβάνεται στους στόχους της διαχείρισης των βελτιωθέντων προβληματικών εδαφών. Μέσω του νερού άρδευσης μεταφέρονται διάφορες ποσότητες αλάτων. Ένα μέρος αυτών προσλαμβάνεται από τα φυτά. Ένα άλλο συσσωρεύεται στο έδαφος και ένα τρίτο μέρος χάνεται μέσω του νερού της στράγγισης. Για τη διατήρηση της ισορροπίας, δηλαδή του ισοζυγίου των αλάτων, θα πρέπει η ποσότητα των αλάτων που εισέρχεται στο έδαφος μέσω του νερού άρδευσης και των άλλων πηγών (αποσάθρωση ορυκτών, λιπάσματα) να είναι ίση με την ποσότητα των αλάτων που χάνεται μέσω των νερών στράγγισης. Η διατήρηση αυτού του ισοζυγίου είναι απαραίτητη για την εξασφάλιση της ανάπτυξης των φυτών, υπό τον όρο όμως ότι το ισοζύγιο θα είναι σε επίπεδο που να ευνοεί τη φυσιολογική ανάπτυξη των φυτών. Για την έκπλυση των αλάτων απαιτείται μια συγκεκριμένη ποσότητα νερού. Οι παράγοντες που καθορίζουν την ποσότητα αυτή είναι:

• η περιεκτικότητα των αλάτων του νερού άρδευσης,
• το είδος του εδάφους,
• η υπόγεια στάθμη,
• η ανθεκτικότητα των φυτών στα άλατα,
• το κλίμα και
• η ορθολοική διαχείριση του νερού άρδευσης.

Ως γνωστόν, η εφαρμογή του νερού άρδευσης στις καλλιέργειες, που αναπτύσσονται στα αλατούχα εδάφη, δε στοχεύει μόνον στην εξασφάλιση της ομαλής αύξησης και ανάπτυξης των καλλιεργειών, αλλά και στον έλεγχο της αλατότητας. Για τον έλεγχο αυτό απαιτείται το νερό άρδευσης να είναι προσαυξημενο κατά ένα επιπλέον κλάσμα (Lr) της εξατμισοδιαπνοής, για τις απαιτήσεις της έκπλυσης (Leaching requirement). Όταν η άρδευση δεν είναι προσαυξημένη κατά το Lr, τότε αυτή είναι ατελής και ανεπαρκής και κατά συνέπεια θα έχουμε συσσώρευση αλάτων στη ριζική ζώνη. Εάν τα άλατα του νερού στράγγισης είναι ίσα με το άθροισμα των αλάτων του νερού άρδευσης συν τα αντίστοιχα του νερού της βροχής , ήτοι: CdDd=CiDi+CrDr (1) όπου: Ci= Συγκέντρωση αλάτων του νερού άρδευσης (dS x m-^1), Di= Βάθος εφαρμοζόμενου νερού άρδευσης (cm), Cd= Συγκέντρωση αλάτων του νερού στράγγισης (dS x m-^1), Dd= Βάθος νερού στράγγισης (cm), Cr= Συγκέντρωση αλάτων των νερών βροχής (dS x m-^1) και Dr= Βάθος νερών στράγγισης (cm),

τότε η συσσώρευση των αλάτων θα είναι μηδενική (Ss) υπό τον όρον ότι (Sm+Sf)-(Sc+Sp)=0, όπου: Sm= Άλατα που προέρχονται από την αποσάθρωση των ορυκτών, Sf= Άλατα που προέρχονται από την προσθήκη λιπασμάτων, Sc= Άλατα που προέρχονται από τις καλλιέργειες και Sp= Άλατα που κατακρημνίζονται ως ιζήματα.

Η Εξίσωση (1) μπορεί να γραφεί και ως εξής: L= Dd/Di=Ci/Cd= ECi/ECd (2) όπου: L = Κλάσμα έκπλυσης Dd = Βάθος νερού στράγγισης Di = Βάθος νερού άρδευσης Cd = Συγκέντρωση αλάτων νερού στράγγισης Ci = Συγκέντρωση αλάτων νερού άρδευσης ECi= Ηλεκτρική αγωγιμότητα νερού άρδευσης και ECd= Ηλεκτρική αγωγιμότητα νερού στράγγισης.

Η ανωτέρω εξίσωση τονίζει ότι η ποσότητα των αλάτων που εισέρχεται στο έδαφος μέσω του νερού άρδευσης πρέπει να είναι ίση με την ποσότητα των αλάτων που απομακρύνεται με το νερό στράγγισης, για να διατηρηθεί η ισορροπία των αλάτων στη ριζική ζώνη. Η εξίσωση αυτή έχει εφαρμογή, όταν τα άλατα παραμένουν διαλυμένα στο εδαφικό διάλυμα και αναφέρονται σε σταθερές καταστάσεις. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του διαλύματος μπορεί να αντιπροσωπεύει τη συγκέντρωση των αλάτων (C) και επομένως και να την αντικαταστήσει στην εξίσωση (2). Θα πρέπει να τονιστεί εδώ ότι η σχέση μεταξύ του κλάσματος έκπλυσης (L) και του επιπέδου της αλατότητας στη ριζική ζώνη που θα πρέπει να λαμβάνεται σοβαρά υπόψη κατά τη διαχείριση της αλατότητας. Ποιά όμως η σχέση του L με τις απαιτήσεις για έκπλυση (Lr) ή Leaching requirement; Όταν L<Lr, τότε αποφεύγεται η εναλάτωση. Το Lr είναι ουσιαστικά το ελάχιστο κλάσμα έκπλυσης στο οποίο υπόκειται μια καλλιέργεια, χωρίς να υποστεί μείωση των αποδόσεων της ή της ανάπτυξης της από τα άλατα. Το Lr ισούται με: Lr= D^*d/Di=Ci/Cd^*=ECi/ECd^* (3) όπου: Lr = Απαιτήσεις νερού για έκπλυση Dd = Βάθος στράγγισης Di = Βάθος εφαρμοζόμενου νερού Ci = Συγκέντρωση αλάτων νερών άρδευσης Cd = Συγκέντρωση αλάτων νερών στράγγισης ECi= Ηλεκτρική αγωγιμότητα νερού άρδευσης και ECd= Ηλεκτρική αγωγιμότητα νερού στράγγισης.

Η τιμή του Lr (leaching requirement) εκφράζεται ως η αναλογία της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του νερού άρδευσης προς την αντίστοιχη τιμή EC του νερού στράγγισης. Τούτο δε διότι η EC σχετίζεται γραμμικά με τη συγκέντρωση των αλάτων. Άρα η Lr ισούται με: Lr = ECi/ECd (2) όπου: Lr = Απαιτήσεις για έκπλυση (leaching requirement) ECi= Ηλεκτρική αγωγιμότητα νερού άρδευσης και ECd= Ηλεκτρική αγωγιμότητα νερού στράγγισης.

Εξετάζοντας την πιο πάνω σχέση διαπιστώνουμε ότι η τιμή Lr εξαρτάται από την αγωγιμότητα του νερού άρδευσης. Όσο πιο υφάλμυρο είναι ένα νερό τόσο περισσότερο πρέπει να είναι το επιπλέον νερό άρδευσης, δηλαδή το Lr, που πρόκειται να προστεθεί για την έκπλυση των αλάτων και τη διατήρηση του ισοζυγίου.

Πρόβλεψη της Αλατότητας του Εδάφους

1. Με το ισοζύγιο νερού
2. Με το ισοζύγιο των αλάτων

Με το ισοζύγιο νερού

Η πρόβλεψη της εξέλιξης της αλατότητας του εδάφους μπορεί να μας βοηθήσει στην πιο αποτελεσματική αντιμετώπιση της. Για την πραγματοποίηση της πρόβλεψης πρέπει να λάβουμε υπόψη τις βροχοπτώσεις, το νερό άρδευσης, τις απώλειες λόγω στράγγισης, την εξατμισοδιαπνοή και το υπόγειο νερό. Με βάση τα προαναφερθέντα μπορούμε να έχουμε το ισοζύγιο του νερού με το οποίο ακολούθως μπορούμε να προβλέψουμε την πορεία εξέλιξης της εναλάτωσης του εδάφους. Το ισοζύγιο του νερού μπορεί να περιγραφεί με βάση τις εισροές και εκροές του νερού. Ως εισροές θεωρούμε το άθροισμα του νερού των βροχοπτώσεων (Dr) και του νερού των αρδεύσεων (Di) και του υπόγειου νερού (Dg). Ως εκροές θεωρούμε το άθροισμα του νερού στράγγισης (Dd) και της εξατμισοδιαπνοής (Det) ή (De + Dt)(όπου: De ποσότητα εξατμιζόμενου νερού και Dt ποσότητα διαπνεόμενου νερού από τα φυτά). Με βάση τα ανωτέρω οι σχέσεις μεταξύ εισροών και εκροών μπορεί να έχουν ως εξής: i) Εάν Εισροές=Εκροές, τότε: (Di+Dr+Dg)= (Dd+Det)= (Dd+De+Dt).

Το ισοζύγιο των αλάτων του εδάφους κάτω από συνθήκες ισοζυγίου του νερού επηρεάζεται από τον βαθμό έντασης της εξάτμισης και της βαθειάς διήθησης του νερού, γεγονός που καθορίζεται από το κλίμα και τη κοκκομετρική σύσταση του εδάφους. Τοιουτρόπως, εάν η εξάτμιση είναι μεγαλύτερη από τη βαθειά διήθηση (deep seepage), τότε παρατηρείται συμπύκνωση των αλάτων και επομένως αύξηση της αλατότητας. Αντίθετα, εάν η εξάτμιση είναι μικρότερη από τη διήθηση τότε λαμβάνει χώρα απομάκρυνση των αλάτων και επομένως μείωση του επιπέδου αλατότητας. Ακόμη και σε έδαφος μη αλατούχο και με χρήση νερού άρδευσης χαμηλής ηλεκτρικής αγωγιμότητας, είναι δυνατό να αυξηθεί η αλατότητα του εδάφους συνέπεια της υψηλής εξάτμισης. Στην περίπτωση που η βαθειά διήθηση είναι μεγαλύτερη από την εξάτμιση του νερού έχουμε σημαντική έκπλυση των αλάτων προς τα βαθύτερα στρώματα, διατηρουμένου πάντοτε του ισοζυγίου του νερού, με συνέπεια τη μείωση της αλατότητας. Εξαιτίας των ανωτέρω, τα αλατούχα εδάφη δημιουργούνται σε περιοχές χαμηλών βροχοπτόσεων και υψηλών θερμοκρασιών, όπως π.χ. στην περιοχή της Μεσογείου και της Μ. Ανατολής, ενώ τέτοια εδάφη, δεν παρατηρούνται στις βόρειες χώρες όπου οι βροχοπτώσεις συμβάλλουν στην έκπλυση των αλάτων.

Με το ισοζύγιο των αλάτων

Το ισοζύγιο των αλάτων μπορεί να περιγραφεί ως εξής: Εισροές αλάτων: (Συνολική ποσότητα νερού άρδευσης Di ή και βροχόπτωσης Dr) x (EC) ή (Di x ECi + Dr x ECr)^2. Εκροές αλάτων: (Συνολική ποσότητα νερού στράγγισης) x EC ή Dd x ECd^3. Οπότε η σχέση μεταξύ εισροών αλάτων και εκροών μπορεί να είναι ως εξής: i) Εάν (Di x ECi + Dr x ECr)= (Dd x ECd), τότε το επίπεδο των αλάτων στο έδαφος παραμένει σταθερό. ii) Εάν (Di x ECi+ Dr x ECr)<(Dd x ECd), τότε αναμένεται μείωση του επιπέδου της αλατότητας και άρα βελτίωση των συνθηκών ανάπτυξης των καλλιεργειών. iii) Εάν (Di x ECi+ Dr x ECr)>(Dd x ECd), τότε αναμένεται αύξηση του επιπέδου της αλατότητας λόγω της συσσώρευσης των αλάτων στο έδαφος με δυσμενείς συνέπειες στην ανάπτυξη των φυτών. Για τον υπολογισμό της ετήσιας μεταβολής της αλατότητας του εδάφους λαμβάνουμε υπόψη τα εξής: Θεωρούμε ότι Qi είναι η συνολική ποσότητα νερού της βροχόπτωσης και Qg η συνολική ποσότητα νερού της υπόγειας στάθμης, και οι αντίστοιχες ηλεκτρικές αγωγιμότητες τους είανι οι ECi, ECr, και ECg. Επομένως, οι εισροές των αλάτων στο έδαφος θα είναι: Εισροές: Qi x ECi + Qr x ECr + QgECg. Δεδομένου ότι τα άλατα του νερού της εξατμισοδιαπνοής παραμένουν στο έδαφος, οι συνολικές εκροές αλάτων οφείλονται στο νερό στράγγισης. Εάν η ποσότητα του νερού αυτού είναι Qd και η ηλεκτρική αγωγιμότητα ECd, τότε οι εκροές των αλάτων θα είναι ίσες με: Εκροές: Qd x ECd Η διαφορά μεταξύ των εισροών και των εκροών των αλάτων ισούται με Δs, ήτοι: Δs = Εισροές - Εκροές = (Qi x ECi + Qr x ECr + Qg x ECg)-(Qd x ECd) και η σχέση που μας δίνει την εκατοστιαία μεταβολή του εδάφους σε ετήσια βαση είναι: Δpc = [(Qi x ECi + Qr x ECr + Qg x ECg)-(Qd x ECd)] x 100/ d x ΦΕΒ x Ps ή Δpc = Δs / d x ΦΕΒ x Ps x 100 όπου:

Δpc = Εκατοστιαία ετήσια μεταβολή της αλατότητας (%) Δs = Ετήσια μεταβολή των αλάτων του εδάφους, ή διαφορά μεταξύ εισροών και εκροών d = βάθος εδάφους (cm) ΦΕΒ = Φαινόμενο ειδικό βάρος (g/cm^3) Ps = Ποσοστό κορεσμού με νερό του εδάφους (%)

Η διαφορά Δs μπορεί να είναι θετική, γεγονός που συνεπάγεται συσσώρευση αλάτων, ή αρνητική, που δείχνει την απομάκρυνση των αλάτων από το έδαφος.

Διαχείριση των Αλατούχων Εδαφών

Η αποτελεσματική διαχείριση των αλατούχων εδαφών στοχεύει στην κατά το δυνατό καλύτερη αξιοποίηση τους με εφαρμογή ειδικών πρακτικών και τεχνικών, οι οποίες αμβλύνουν τις εκ της αλατότητας συνέπειες σε βάρος των φυτών. Η αρδευόμενη γεωργία εφαρμόζεται στις περιοχές εκείνες όπου επικρατούν χαμηλές βροχοπτώσεις και υψηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, ακόμη και στις ξηροθερμικές περιοχές οι βροχοπτώσεις είναι περίπου επαρκείς, δηλαδή πλησιάζουν το ύψος της εξατμισοδιαπνοής, τότε οι αρδευόμενες εκτάσεις υπόκεινται σε μικρό κίνδυνο εναλάτωσης, δεδομένου ότι τα άλατα που συσσωρεύονται από τα νερά άρδευσης εκπλύνονται με τα νερά της βροχόπτωσης. Αντίθετα, σε περιοχές όπου οι βροχοπτώσεις είναι χαμηλές, δηλαδή ανεπαρκείς, τότε τα άλατα που προστίθενται μέσω της άρδευσης στο έδαφος αυξάνουν με την πάροδο του χρόνου, δηλαδή συμπυκνώνονται και τα προβλήματα σε βάρος των φυτών οξύνονται. Μάλιστα η τυχόν ύπαρξη υψηλής υπόγειας στάθμης αυξάνει ακόμη περισσότερο τον εκ της αλατότητας κίνδυνο. Επομένως, θα πρέπει να εφαρμοστούν ειδικοί τρόποι μείωσης των συνεπειών της υψηλής αλατότητας, όπως π.χ. εφαρμογή κατά την άρδευση του επιπλέον κλάσματος έκπλυσης (Lr). Βασικός στόχος των εφαρμοζόμενων πρακτικών κατά την ορθολογική διαχείριση των αλατούχων εδαφών είναι η διατήρηση του νερού του εδάφους σε επίπεδο υδατοϊκανότητας. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται η αραίωση των αλάτων του εδάφους. Το γεγονός αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία, κυρίως κατά το αρχικό στάδιο του φυτρώματος των σπόρων, όπου τα φυτάρια είναι πολυ ευαίσθητα στην αλατότητα. Η διατήρηση του νερού σε επίπεδο της υδατοϊκανότητας, πέραν της αραίωσης των αλάτων, συμβάλλει και στη μείωση της τοξικής δράσης τους σε βάρος των φυτών και στην άμβλυνση των συνεπειών της υψηλής ωσμωτικής πίεσης. Η μέθοδος της διατήρησης της υδατοϊκανότητας έχει ιδιαίτερη αποτελεσματικότητα, όταν τα εδάφη αρδεύονται ελαφρά με τεχνητή βροχή, σε τρόπο ώστε τα φυτάρια να μπορούν να ξεπεράσουν τον κίνδυνο της αλατότητας κατά το ευαίσθητο στάδιο του φυτρώματος, ενώ μπορούν αργότερα κατά το στάδιο της ωρίμανσης να επιβιώνουν επιτυχώς, καθώς είναι πιο ανθεκτικά στην αλατότητα. Επίσης με εφαρμογή συχνότερων αρδεύσεων αποφεύγεται η δημιουργία ιζημάτων και επιταχύνεται η έκπλυση. Πρέπει να σημειωθεί εδώ ότι στη διάρκεια των ξηρικών μηνών δημιουργούνται ιζήματα π.χ. γύψου ή ανθρακικού ασβεστίου ή ανθρακικού μαγνησίου, τα οποία έχουν χαμηλή διαλυτότητα και επομένως παύουν να ενεργούν ως διαλυτά άλατα. Επιπλέον τα ιζήματα αυτά του Ca και Mg αυξάνουν την αναλογία του Na+ στο εδαφικό διάλυμα και επομένως δημιουργούν την αλκαλίωση. Με την αύξηση της συχνότητας των αρδεύσεων μπορούμε να αποφύγουμε τις δυσμενείς αυτές καταστάσεις και ιδιαίτερα την αλκαλίωση, που δημιουργείται από την αύξηση του Na+, υπο τον όρο της ύπαρξης επαρκούς στράγγισης. Αν οι συχνές αρδεύσεις δεν είναι εφικτές λόγω της ανεπαρκούς ύπαρξης του νερού, μια περιορισμένη έκπλυση μπορεί να γίνεται πρίν από τη σπορά, διότι συνήθως κατά την περίοδο αυτή υπάρχει διαθέσιμο νερό, ώστε αργότερα η χρήση ελαφράς άρδευσης, π.χ. με τεχνητή βροχή μετά τη σπορά, θα μπορούσε να βοηθήσει τα φυτά να ξεπεράσουν τον κίνδυνο της αλατότητας κατά το πρώιμο στάδιο του φυτρώματος, διότι με το ελαφρό αυτό πότισμα επιταχύνεται η μερική έκπλυση των αλάτων στην περιοχή της ριζόσφαιρας. Αργότερα, όταν η αλατότητα αυξηθεί λόγω της τριχοειδούς κίνησης του νερού προς τις επιφανειακές εδαφικές στρώσεις, τα φυτά ήδη θα βρίσκονται σε ωριμότερο στάδιο και θα είναι πιο ανθεκτικά στα άλατα. Από σχετικά πειράματα βρέθηκε ότι με τη μέθοδο εφαρμογής του νερού με τεχνητή βροχή μετά τη σπορά αυξήθηκε το ποσοστό του φυτρώματος του μαρουλιού μέχρι 20%. Η μέθοδος χρήσης της άρδευσης μετά τη σπορά θα πρέπει να εφαρμόζεται σε εδάφη που δε δημιουργούν επιφανειακή κρούστα, η οποία, ως γνωστόν, εμποδίζει το φύτρωμα. Αντίθετα στις περιπτώσεις των εδαφών, που δημιουργούν κρούστα, θα πρέπει η με τεχνητή βροχή εφαρμογή του νερού να γίνεται αμέσως μετά το φύτρωμα του σπόρου, δηλαδή με την εμφάνιση των φυταρίων, οπότε το έδαφος μπορεί να καταστεί μαλακότερο, αλλά και τα φυτάρια να ξεπεράσουν τον κίνδυνο της αλατότητας κατά τα πρώτα στάδια της ζωής τους. Μια άλλη μέθοδος άμβλυνσης της αλατότητας είναι η περιοδική έκπλυνση του εδάφους το φθινόπωρο ή ενωρίς την άνοιξη. Η μέθοδος της περιοδικής έκπλυνσης του εδάφους στη διάρκεια του φθνινοπώρου ή ενωρίς την άνοιξη, τότε που δεν υπάρχουν καλλιέργειες σε εξέλιξη, ευνοείται εκ του ότι υπάρχει συνήθως διαθέσιμο νερό, και ως εκ τούτου μπορεί να είναι πολύ αποτελεσματική. Κατά την ανωτέρω έκπλυση είναι δυνατόν τα άλατα να μετακινηθούν πιο κάτω από τη ριζόσφαιρα και να ευνοήσουν την εν συνεχεία ανάπτυξη των καλλιεργειών. Όμως, εάν το κόστος της μεθόδου αυτής είναι υψηλό, μπορεί αυτό να εφαρμόζεται χρόνο με το χρόνο. Η μέθοδος αυτή μπορεί να είναι πολύ αποτελεσματική, διότι η μετακίνηση των αλάτων κάτω από την περιοχή της ριζόσφαιρας βοηθά σημαντικά τα φυτά, δεδομένου ότι τα ριζικά τριχίδια που απορροφούν τα θρεπτικά βρίσκονται στην ανώτερη στρώση του εδάφους, καθώς τα αλάτα, λόγω έκπλυσης θα έχουν ήδη μετακινηθεί κάτω από την περιοχή της ριζόσφαιρας με συνέπεια να επηρεάζονται λιγότερο τα αναπτυσσόμενα φυτά. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται με μεγάλη επιτυχία στην Imperial Valley της Καλιφόρνιας , η οποία ως γνωστόν έχει πολλά αλατούχα εδάφη με ανεπαρκή στράγγιση και το χρησιμοποιούμενο νερό έχει υψηλή αγωγιμότητα. Στην περιοχή αυτή λόγω της υψηλής αγωγιμότητας του νερού, για τη διατήρηση των αλάτων της ριζόσφαιρας σε επίπεδο αγωγιμότητας γύρω στα 8,0 ds x m^-1, το οποίο είναι σχετικά υψηλό, απαιτείται 17% περισσότερο νερό για την εξασφάλιση της έκπλυσης. Ωστόσο, η εφαρμογή μιας αρχικής άρδευσης με τεχνητή βροχή των χειμερινών λαχανικών μεταφέρει, τα άλατα κάτω από τη ζώνη του φυτρώματος, με συνέπεια να βοηθά την ανάπτυξη τους. Ακολούθως εφαρμόζονται οι συμβατικές μέθοδοι άρδευσης. Πολλές φορές δεν είναι εφικτή η έκπλυση των αλάτων λόγω του υψηλού κόστους ή συνέπεια περιορισμένης ύπαρξης του νερού. Όμως, επειδή μπορεί να είναι αναγκαία η έκπλυση, τότε προσφεύγουμε στους εξής τρόπους:

• στην ορθή θέση φύτευσης των φυτών ή τοποθέτηση του σπόρου και
• στην επιλογή ανθεκτικών ποικιλιών στα άλατα

Επειδή η εναλάτωση των εδαφών σχετίζεται άμεσα με τον τρόπο διαχείρισης των αρδεύσεων και της υπόγειας στάθμης, κατωτέρω θα εξεταστούν οι διάφορες πρακτικές άρδευσης δια των οποίων επιτυγχάνεται σε σημαντικό βαθμό ο έλεγχος της αλατότητας του εδάφους. Είναι γεγονός ότι στην αρδευόμενη γεωργία υπάρχουν πολλές δυνατότητες επιλογής διάφορων τρόπων και μεθόδων διαχείρισης των συστημάτων άρδευσης, προκειμένου να αμβλύνουμε τις εκ της αλατότητας επιπτώσεις στις καλλιέργειες, καθώς και να περιορίσουμε την εναλάτωση του εδάφους. Και τούτο διότι, από τις διάφορες επιλογές που τελικά αποφασίζουμε να εφαρμόσουμε, εξαρτάται η πορεία εναλάτωσης του εδάφους και η εξέλιξη της υπόγειας στάθμης.

Οι επιλογές αυτές, σε τελευταία ανάλυση, επηρεάζουν την παραγωγικότητα και το οικονομικό κέρδος. Επιπλέον, οι πρακτικές διαχείρισης της άρδευσης επηρεάζουν σημαντικά την ποιότητα των νερών στράγγισης, γεγονός το οποίο έχει ιδιαίτερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις, δεδομένου ότι τα νερά στράγγισης μπορεί να επηρεάσουν δυσμενώς τόσο το γεωργικό όσο και το ευρύτερο οικολογικό περιβάλλον. Οι αρδεύσεις έχουν ως σκοπό να εφοδιάζουν τα φυτά με νερό, για την εξασφάλιση της ανάπτυξης τους και την αύξηση της παραγωγικότητα τους. Επίσης στοχεύουν στο να διατηρούν την αλατότητα της ριζικής ζώνης σε τέτοια επίπεδα, που να μην επηρεάζεται δυσμενώς η ανάπτυξη των φυτών. Όμως θα πρέπει να εφαρμόζεται το νερό σε τέτοιες ποσότητες που να μη συμβάλλουν στον εμπλουτισμό των υπόγειων νερών και στην ανύψωση της υπόγειας στάθμης, με όλες τις δυσμενείς επιπτώσεις λόγω της συσσώρευσης των ελεύθυρων διαλυτών αλάτων, ενδεχομένως και του Na+ στο εδαφικό προφίλ και στην επιφανειακή στρώση. Γίνεται, λοιπόν φανερό ότι οι επιλογές ως προς τις πρακτικές διαχείρισης των αρδεύσεων θα πρέπει να είναι τέτοιες, ώστε να συμβάλλουν στην αποτροπή των πιο πάνω προβλημάτων και στην κατά το δυνατό ελαχιστοποίηση της ανύψωσης της υπόγειας στάθμης, με την εξασφάλιση συνθηκών ικανοποιητικής στράγγισης και διατήρησης της υπόγειας στάθμης σε βάθος > 2m.

Επιφανειακές μέθοδοι άρδευσης

Οι μέθοδοι άρδευσης που εφαρμόζονται εν προκειμένω είναι οι εξής: Στην κατηγορία των αρδεύσεων αυτών περιλαμβάνονται:

1. Άρδευση με λωρίδες (Border irrigation)
2. Άρδευση με λεκάνες (Basin irrigation)
3. Άρδευση με αυλάκια (Furrow irrigation)

Κατά την εφαρμογή των μεθόδων αυτών το νερό κινείται στην επιφάνεια του εδάφους και ταυτόχρονα διηθείται σ' αυτό. Η κίνηση του νερού συνεχίζεται από τη στιγμή της εφαρμογής του, και μέχρι της ολοκλήρωσης του χρόνου προέλασης το νερό φθάνει στο τέρμα της διαδρομής του, οπότε ολοκληρώνεται η διήθηση του. Στην περίπτωση της άρδευσης σε λωρίδες ή και σε λεκάνες η διήθηση του νερού στο έδαφος θα πρέπει να είναι ομοιόμορφη για την αποφυγή συγκεντρώσεως του νερού μετά την ολοκλήρωση του χρόνου προέλασης, σε τρόπο ώστε να αποφευχθεί η συμπύκνωση των αλάτων κατά την εξάτμιση του νερού. Για να επιτευχθεί η ομοιόμορφη διήθηση, η παραλλακτικότητα της επιφάνειας του εδάφους επί της οποίας κινείται το νερό θα πρέπει να είναι μικρή σ΄όλα τα σημεία. Όσον αφορά τη μέθοδο των αυλακιών, αυτή εφαρμόζεται στις δενδρώδεις καλλιέργειες, στους αμπελώνες και σε διάφορες ετήσιες, όπως καλαμπόκι, βαμβάκι κ.λπ., καθώς και στα λαχανικά. Η ομοιόμορφη εφαρμογή του νερού, με τη μέθοδο αυτή της άρδευσης, εξασφαλίζεται, εάν ο χρόνος προέλασης είναι μικρός, περίπου ίσος με το 1/4 ή 1/5 του χρόνου που απαιτείται για την πλήρη διήθηση του νερού στο έδαφος. Ο χρόνος αυτός, μπορεί να μειωθεί με:

1. τη χρήση της μέγιστης δυνατής ροής, χωρίς βέβαια να δημιουργεί διαβρωτικές επιδράσεις σε βάρος του εδάφους,
2. τη μείωση του μήκους του αυλακιού.

Η υπερβολική επιφανειακή απορροή μπορεί να αποφευχθεί με τη μείωση του μεγέθους του αυλακιού και με τη μείωση του χρόνου προέλασης. Το θέμα του χρόνου προέλασης μελετάται με ειδικά μοντέλα με βάση τα χαρακτηριστικά διήθησης του εδάφους καθώς και τη χρήση άλλων δεδομένων σε συστήματα προσομοίωσης της κίνησης του νερού με σκοπό την επίτευξη αποτελεσματικότερης στράγγισης κατά την εφαρμογή του νερού σε αυλάκια. Βασικός στόχος αυτών των ερευνών είναι η μείωση του χρόνου προέλασης, χωρίς αυτό να γίνεται σε βάρος της καλλιέργειας, του εδάφους ή του περιβάλλοντος. Σε ορισμένα αδρομερούς υφής εδάφη η απότομη ροή του νερού στα αυλάκια μπορεί να συμβάλει στην ολοκλήρωση του χρόνου προέλασης με λιγότερο νερό απ' ότι με τη συνεχή ροή και επίτευξη ομαλότερης διήθησης.

Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν την επιλογή της μεθόδου άρδευσης κάτω από συνθήκες αλατότητας. Και τούτο διότι η κάθε μέθοδος άρδευσης σχετίζεται με συγκεκριμένο τρόπο συσσώρευσης των αλάτων και επιπλεόν έχει διαφορειτική αποτελεσματικότητα έκπλυσης του εδάφους. Π.χ. με τη μέθοδο των αυλακίων επιτυγχάνουμε αποτελεσματική έκπλυση των αλάτων κάτω από τη ριζική ζώνη. Με μόνο τη διαφορά η έκπλυση απαιτεί περισσότερο νερό από άλλες μεθόδους (π.χ. από τη μέθοδο τεχνητής βροχής). Π.χ. Στην περίπτωση των αυλακίων τα άλατα συσσωρεύονται στις ράχες και στις κορυφές τους, στη μέθοδο των πυκνών αυλακιών (corrugation) τα άλατα συσσωρεύονται σε λωρίδες μεταξύ των μικρών αυλακιών. Αντίθετα, στην περίπτωση της τεχνητής βροχής δεν υπάρχει συσσώρευση των αλάτων. Λαμβάνοντας υπόψη τους προαναφερθέντες παράγοντες, μπορεί να γίνει η κατάλληλη επιλογή της μεθόδου άρδευσης για τον έλεγχο της αλατότητας και τη σωστή διαχείριση της υπόγειας στάθμης. Ως γνωστόν, οι διάφορες καλλιέργειες έχουν διαφορετική ανθεκτικότητα στα άλατα. Η επιλογή και διαχείριση της μεθόδου άρδευσης εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του φυτού. Ως παράδειγμα αναφέρεται μια καλλιέργεια που είναι ευαίσθητη κατά το φύτρωμα. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος αυτού η πλέον ενδεδειγμένη μέθοδος άρδευσης είναι ή της τεχνητής βροχής ή δια καταιονισμού. Η μέθοδος αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για βραχύ χρονικό διάστημα, για να βοηθήσει στην υπέρβαση των δυσμενών επιπτώσεων της αλατότητας κατά την περίοδο του φυτρώματος. Η τεχνητή βροχή μπορεί να εφοδιάζει το νερό σε μικρές ποσότητες (χαμηλού βάθους) σε τρόπο ώστε να διατηρείται το έδαφος αρκετά υγρό και έτσι τα φυτά να ξεπερνούν τον κίνδυνο της αλατότητας κατά το ευαίσθητο στάδιο του φυτρώματος, καθόσον με την παρουσία του νερού τα άλατα διατηρούνται αραιωμένα. Μετά την παρέλευση του κινδύνου αυτού, τα φυτά θα έχουν ήδη εισέλθει στο στάδιο ανάπτυξης, οπότε το νερό μπορεί να εφαρμοστεί στη συνέχεια, με τια άλλες μεθόδους, ανάλογα με το είδος του φυτού. Στην περίπτωση της τεχνητής βροχής θα πρέπει βέβαια να συνεκτιμηθούν και οι σχετικοί κίνδυνοι εμφάνισης ασθενειών και συσσώρευσης αλάτων στα φύλλα.

Πρακτικές φύτευσης ή σποράς

Τα άλατα μεταφέρονται διαλελυμένα μέσα στο νερό και συσσωρεύονται κατά τη συμπύκνωση τους στα σημεία όπου εξατμίζεται το νερό. Στη περίπτωση που η άρδευση γίνεται με αυλάκια, τα άλατα συσσωρεύονται στις κορυφές των σαμαριών. Προκύπτει ο τρόπος κατανομής της αλατότητας, όταν το νερό εφαρμόζεται με τη μέθοδο των αυλακιών. Ο τρόπος συσσώρευσης των αλάτων εξαρτάται από το σχήμα της σποροκλίνης (π.χ. ύπαρξη αυλακιών, επίπεδη επιφάνεια κ.λπ.), καθώς επίσης και από τη μέθοδο άρδευσης. Ο τρόπος συσσώρευσης των αλάτων στο έδαφος υπό την επίδραση διαφόρων μεθόδων άρδευσης (αυλάκια, λεκάνη, τεχνητή βροχή, σταγόνες). Στην περίπτωση των αυλακιών οι σπόροι μπορούν να βλαστάνουν επιτυχώς ή τα φυτά αναπτύσσονται αποτελεσματικά μόνον όταν τοποθετούνται σε θέσεις στις οποίες η συσσώρευση των αλάτων είναι ελάχιστη. Φαίνεται πως οι θέσεις αυτές είναι στην πλάγια δεξιά και αριστερή πλευρά του σαμαριού. Για την εφαρμογή της μεθόδου άρδευσης με αυλάκια, προκειμένου να αποφευχθούν οι δυσμενείς επιπτώσεις της αλατότητας σε βάρος των φυτών, θα πρέπει το έδαφος να έχει καλή περατότητα. Τούτο έχει ιδιαίτερη σημασία, γιατί κανένα σύστημα άρδευσης των καλλιεργειών δεν μπορεί να συμβάλει στη μείωση της συγκέντρωσης της αλατότητας, εάν η κατατομή του εδάφους έχει μειωμένη περατότητα. Ο βαθμός κίνησης του νερού στο έδαφος εξαρτάται από την περατότητα, η οποία είναι συνάρτηση της ποσότητας των ελεύθερων διαλυτών αλάτων και κυρίως του επιπέδου του εναλλακτικού Na+, δηλαδή του βαθμού αλκαλίωσης (ESP). Τα αλατούχα εδάφη έχουν ικανοποιητική περατότητα. Και τούτο οφείλεται στο γεγονός ότι τα ελεύθερα διαλυτά άλατα βελτιώνουν τη συσσωμάτωση, το πορώδες και κατ' επέκταση την περατότητα, Αντίθετα, όταν μειώνονται τα ελεύθερα διαλυτά άλατα, αυξάνει η αναλογία του Na, οπότε επηρεάζεται δυσμενώς η περατότητα του εδάφους λόγω της διασποράς των συσσωματωμάτων και συσσώρευσης τεμαχιδίων της αργίλου στους πόρους του εδάφους.

Προγραμματισμός των αρδεύσεων

Κατά την άρδευση των αλατούχων εδαφών είναι αναγκαίος ο κατάλληλος, από απόψεως χρόνου, προγραμματισμός των αρδεύσεων. Και τούτο διότι ο ορθολογικός προγραμματισμός της εφαρμογής των αρδεύσεων μπορεί να αποτρέψει τη μείωση του νερού στο έδαφος και επομένως τη συγκέντρωση ή συμπύκνωση των αλάτων. Η συχνή εφαρμογή του νερού μειώνει την τάση συγκράτησης του νερού από το έδαφος, δηλαδή εξουδετερώνει το matrix potential, γεγονός που αμβλύνει την υψηλή ωσμωτική πίεση που μπορεί να προκληθεί από τη χρήση υφάλμυρων νερών. Εξάλλου, οι συχνές αρδεύσεις απομακρύνουν τα άλατα από τη μάζα του εδάφους και μακριά από τη ριζική ζώνη. Στις περιπτώσεις συχνής άρδευσης εφαρμόζουμε συνήθως μικρές δόσεις νερού, δηλαδή κάνουμε <<μικρές αρδεύσεις>>, με συνέπεια το νερό να εφαρμόζεται πιο ομοιόμορφα. Γι΄αυτό, με την τεχνητή βροχή (δια καταιονισμού) ή και με μεθόδους <<μικροάρδευσης>> η διύγρανση του εδάφους είναι πιο ομοιόμορφη λόγω του χαμηλού επιπέδου νερού που εφαρμόζεται. Με τον προγραμματισμό των αρδεύσεων επιτυγχάνουμε:

• τον ακριβή προσδιορισμό του βάθους έκπλυσης και
• την εφαρμογή του νερού στις απαραίτητες δόσεις που θα επαρκούν για την αντικατάσταση του νερού της ριζικής ζώνης και στην έκπλυση της, καθώς και στην ελαχιστοποίηση της βαθιάς διήθησης του νερού και κατά συνέπεια στην αποτροπή της ανύψωσης της υπόγειας στάθμης. Εξάλλου η εφαρμογή των μεθόδων μικροάρδευσης συμβάλλει στη διατήρηση του επιθυμητού υδατικού δυναμικού στη ριζική ζώνη των φυτών με χρήση ακόμη και υφάλμυρων νερών.

Η εφαρμογή συχνών αρδεύσεων κάνει δυνατή τη χρήση υφάλμυρων νερών, όμως θα πρέπει να δίνεται ιδιάιτερη προσοχή στην αποφυγή χρήσης υπερβολικών ποσοτήτων νερού, καθώς και στην παράλειψη μιας άρδευσης. Και τούτο διότι οι συνέπειες της υψηλής τάσης, δηλαδή του υψηλού matrix potential θα προστεθούν στις αντίστοιχες της υψηλής ωσμωτικής πίεσης, με δυσμενείς συνέπειες σε βάρος των φυτών.

Έκπλυση του εδάφους

Η ορθολογική διαχείριση των αρδεύσεων καθιστά αναγκαία την έκπλυση του εδάφους για την αποτροπή της εναλάτωσης του. Η έκπλυση μπορεί να γίνει με νερά διάφορης περιεκτικότητας σε άλατα. Απλά, όταν θα χρησιμοποιούνται νερά υψηλής αλατότητας, θα πρέπει να εφαρμόζονται μεγαλύτερες ποσότητες νερού για τη διατήρηση του ισοζυγίου των αλάτων του εδάφους. Εκείνο που θα πρέπει να αποφεύγεται είναι η χρήση νερών με υψηλή περιεκτικότητα Na+, πλην των περιπτώσεων των αμμωδών εδαφών, τα οποία συνήθως δεν έχουν δομή, δηλαδή είναι <<structureless>> και επομένως δεν υφίστανται δυσμενείς επιπτώσεις από το Na+. Σχετικά με την ποσότητα του εφαρμοζόμενου νερού για έκπλυση, συνιστάται η εφαρμογή μικρών διακεκομμένων δόσεων, παρά η συνεχής ροή. Έχει βρεθεί ότι οι μικρές διακεκομμένες εφαρμογές του νερού απομακρύνουν πιο αποτελεσματικά τα άλατα από τους μικρότερους πόρους του εδάφους, ενώ με την εφαρμογή μεγάλων ποσοτήτων νερού συνεχούς ροής η απομάκρυνση των αλάτων επιτυγχάνεται από τους μεγαλύτερους πόρους και από τα κανάλια που σχηματίζουν οι ρίζες. Η έκπλυση σχετίζεται και με τη μέθοδο άρδευσης. Π.χ. η εφαρμογή του νερού με καταιονισμό ή τεχνητή βροχή γίνεται πιο ομοιόμορφα και παρέχεται καλύτερη δυνατότητα ελέγχου του βάθους εφαρμογής. Θα πρέπει βέβαια η δόση εφαρμογής του νερού να είναι μικρότερη από το ρυθμό απορρόφησης του νερού από το έδαφος. Διαφορετικά, θα έχουμε συγκέντρωση αλάτων στην επιφάνεια του εδάφους. Μπορεί να χρησιμοποιηθούν και μέθοδοι μικροάρδευσης, παρ' όλον ότι με τις μεθόδους αυτές η συσσώρευση των αλάτων είναι πιο πολύπλοκη. Η μακροχρόνια εφαρμογή των μεθόδων μικροάρδευσης μπορεί να δημιουργεί ακανόνιστη κατανομή της συσσώρευσης των αλάτων.

Επιλογή ανθεκτικών ποικιλιών στα άλατα

Ορισμένες καλλιέργειες μπορεί να επιβιώνουν επιτυχώς και να παράγουν ικανοποιητικές αποδόσεις παρουσία αλάτων. Οι ποικιλίες αυτές έχουν μια κληρονομική ανθεκτικότητα στις υψηλές αγωγιμότητες του εδάφους, η οποία πολλές φορές δεν εξασφαλίζει μόνο την παραγωγή υψηλών αποδόσεων αλλά και προϊόντων εξαιρετικής ποιότητας. Κατά την αξιοποίηση των αλατούχων εδαφών θα πρέπει να επιλέγονται τέτοιες ανθεκτικές ποικιλίες. Ειδικότερα δε τα φυτά αυτά πρέπει να έχουν τα εξής χαρακτηριστικά:

• να αντέχουν στις υψηλές συγκεντρώσεις αλάτων
• να προσαρμόζονται στις αλατούχες συνθήκες και στις ξηροθερμικές εδαφοκλιματικές συνθήκες και
• να λαμβάνεται υπόψη η οικονομική απόδοση της καλλιέργειας κι αυτό διότι συχνά μια ποικιλία μπορεί να είναι ανθεκτική στα άλατα, αλλά να αποδίδει οικονομικά χαμηλές αποδόσεις, οπότε είναι ασύμφορη.

Συνεκτιμώντας τα ανωτέρω, η περίπτωση αποτυχίας της επιλεγόμενης καλλιέργειας μειώνεται στο ελάχιστο.

Αποτελεσματικότητα της Έκπλυσης των Αλάτων και Απαιτήσεις σε Νερό

Με τον όρο αποτελεσματικότητα έκπλυσης νοείται η ποσότητα των διαλυτών αλάτων που εκπλύνεται ανά μονάδα όγκου του εφαρμοζόμενου νερού. Ο παράγων <<χρόνος>> έχει ιδιαίτερη σπουδαιότητα ως προς την έκπλυση. Όταν αυτή θα πρέπει να πραγματοποιηθεί σε μικρό χρονικό διάστημα ή κάτω από συνθήκες υψηλού ρυθμού εξάτμισης, τότε ο χρόνος έχει ιδιαίτερη σημασία. Οι παράγοντες που καθορίζουν την αποτελεσματικότητα έκπλυσης είναι οι εξής:

1. αρχική αλατότητα του εδάφους
2. ποσότητα του νερού που εφαρμόζεται κατά την έκπλυση,
3. περιεκτικότητα του εδαφοδιαλύματος σε άλατα,
4. υδροδυναμική διασπορά,
5. χωρική παραλλακτικότητα και
6. το σύστημα στράγγισης

Στη μονοδιάστατη έκπλυση η αποτελεσματικότητα της μεταφοράς των αλάτων αυξάνει, καθώς η περιεκτικότητα του εδαφοδιαλύματος μειώνεται κατά τη διάρκεια της έκπλυσης. Η μεταφορά των αλάτων επηρεάζεται ωσαύτως από το εύρος της κατανομής των πόρων του εδάφους και είναι ιδιαίτερα χαμηλή στα βαθιά οργωμένα εδάφη και στα υγρά και πλούσια σε άργιλο, διότι το νερό έκπλυσης διηθείται μεταξύ των μεγάλων σβόλων, οι οποίοι πρέπει να είναι υγροί για να χαλαρώσουν. Η ξήρανση και η άροση μειώνουν το πρόβλημα αυτό. Όμως, το μέγεθος των πόρων παραλλάσσει σημαντικά για να προκληθεί υδροδυναμική διασπορά, ειδικότερα κατά την έκπλυση σε λεκάνες. Η υδροδυναμική διασπορά μειώνεται υπό την επίδραση της ακόρεστης ροής, γεγονός που καταλήγει σε αποτελεσματικότερη μεταφορά των αλάτων.

C/Co= K/(D/Ds) (1)

όπου: C = Συγκέντρωση αλάτων του εδάφους ως EC σε dS/m Co = Αρχική συγκέντρωση των αλάτων του εδάφους ως EC σε dS/m D = Βάθος εφαρμοζόμενου νερού έκπλυσης σε cm. Ds = Βάθος εδάφους που πρόκειται να εκπλυθεί σε cm. K = Εμπειρικός συντελεστής.

Ο Κ ισούται με 0,3 και μπορεί να εφαρμοστεί στα SiCL, SiC και CL εδάφη. Επίσης, για διακεκομμένη εφαρμογή του νερού σε λεκάνες (Intermittent Ponding) με 5 έως 15 cm νερού ανά εφαρμογή, ο Κ ισούται με 0,1, ανεξάρτητα από τον τύπο του εδάφους. Αλλά και με εφαρμογή τεχνητής βροχής σε SiC έδαφος ο Κ είχε μια τιμή ίση με 0,1. Η εξίσωση (1) ισχύει με την έναρξη της πραγματικής στράγγισης και εφόσον D/Ds>K.

Η εξίσωση (1) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του νερού, που απαιτείται για την έκπλυση των αλάτων σ' ένα επιθυμητό βάθος με συγκεκριμένη αρχική αλατότητα, ανεξάρτητα από το ύψος της. Π.χ. C = 2,0 ds x m^-1, Co = 3 ds x m^-1, Ds = 30cm. Έδαφος CL, Εφαρμογή CL, Εφαρμογή νερού με συνεχή ροή. Να ευρεθεί η ποσότητα του νερού που θα πρέπει να εφαρμοστεί (D).

Έκπλυση των Πλούσιων σε Βόριο Εδαφών

Πολλές φορές τα νερά άρδευσης είναι πλούσια σε B και συνέπεια της μακροχρόνιας χρήσης τους κατά την άρδευση το έδαφος εμπλουτίζεται με υπερβολικές ποσότητες Β που συχνά προσεγγίζουν τα τοξικά όρια. Το φαινόμενο της συσσώρευσης του Β είναι έντονο σε αρδευόμενες περιοχές όπου επικρατούν ξηροθερμικές συνθήκες. Επειδή η διαφορά στη συγκέντρωση του Β μεταξύ της ωφέλιμης επίδρασης του ως θρεπτικού των φυτών και της τοξικής του δράσης είναι πολύ μικρή είναι αναγκαία η έκπλυση και η βελτίωση του εδάφους. Η τοξικότητα του Β είναι πολύ συχνή στα ξηρικά και ημίξηρα κλίματα, ενώ στα υγρά κλίματα τα εδάφη είναι ανεπαρκώς εφοδιασμένα με Β. Βεβαίως, η συσσώρευση του Β στο έδαφος δεν οφείλεται μόνο στη χρήση νερών άρδευσης πλούσιων σε Β, αλλά και στην αποσάθρωση βοριούχων ορυκτών. Η βελτίωση των εδαφών αυτών επιτυγχάνεται με την έκπλυση, η οποία μπορεί να επιτευχθεί με τη σχέση (2).

(C/Co)(D/Ds)= 0,6 (2)

όπου: C = Τελική συγκέντρωση Β στα εδάφη σε mg/Kg Co = Αρχική συγκέντρωση Β του εδάφους σε mg/kg D = Βάθος νερού που εφαρμόζεται για έκπλυση σε cm Ds = Βάθος εδάφους που εκπλύνεται σε cm

Η εξίσωση είναι ανεξάρτητη από τη μέθοδο εφαρμογής του νερού είτε διά καταιονισμού ή διά λεκανών. Όσον αφορά στην ευκολία έκπλυσης του Β, το γηγενες Β εκπλύνεται πιο δύσκολα απ΄αυτό που προστίθεται μέσω του νερού έκπλυσης.

Στράγγιση και Έλεγχος της Αλατότητας

Η άρδευση των καλλιεργειών επηρεάζει την υδρολογική ισορροπία της περιοχής. Κατά την εφαρμογή του νερού άρδευσης ένα μέρος προσλαμβάνεται από τα φυτά και διαπνέεται, ένα άλλο μέρος εξατμίζεται, ένα τρίτο συγκρατείται από το έδαφος με τάση που μεταβάλλεται με το ποσοστό υγρασίας και το είδος του εδάφους και, τέλος, ένα μέρος διηθείται βαθιά στο έδαφος και απομακρύνεται λόγω στράγγισης. Εάν η ποσότητα του νερού που διηθείται στο έδαφος κατά μήκος του προφίλ είναι μικρότερη από τη φυσική ικανότητα στράγγισης του εδάφους, η στάθμη του υπόγειου νερού θα παραμείνει χαμηλή και η κίνηση των αλάτων θα είναι καθοδική. Εάν συμβεί το αντίθετο, τότε η στάθμη θα κινηθεί ανοδικά μαζί με τα άλατα. Στην περίπτωση υψηλής στάθμης το νερό ανέρχεται στην επιφάνεια λόγω τριχοειδούς κίνησης, συμπαρασύροντας και τα εν διαλύσει άλατα, τα οποία στη συνέχεια εναποθέτει στην επιφάνεια λόγω εξάτμισης και συμπύκνωσης. Ωστόσο, η εφαρμογή ικανής ποσότητας νερού για την προς τα κάτω κίνηση του μέσω του προφίλ, συμβάλλει στην επίτευξη ενός ευνοϊκού ισοζυγίου αλάτων, ακόμη και παρουσία υψηλής υπόγειας στάθμης. Υπογραμμίζεται ότι όσο πιο ψηλά είναι η υπόγεια στάθμη, τόσο περισσότερη φροντίδα απαιτείται για την εξασφάλιση της προς τα κάτω κίνησης του νερού και τη διατήρηση της στάθμης σε ευνοϊκό βάθος. Στην περίπτωση αυτή της αβαθούς υπόγειας στάθμης θα πρέπει να γίνει η κατάλληλη διαχείριση της άρδευσης των καλλιεργειών, σε τρόπο ώστε να αποφευχθεί η περαιτέρω άνοδος της στάθμης και η συνέπεια αυτής δημιουργία προβλημάτων αλατότητας. Ένας αποτελεσματικός τρόπος είναι η μέθοδος της υπόγειας άρδευσης με drains (διάτρητοι σωλήνες), που μπορεί να βοηθήσουν σημαντικά στην αποτελεσματική διαχείριση της υπόγειας στάθμης. Στις ξηρικές περιοχές σπανίως τέθηκε κατά το παρελθόν το θέμα της διαχείρισης της υπόγειας στάθμης. Πρόσφατα όμως το ενδιαφέρον αυτό άρχισε να εκδηλώνεται πολύ έντονα, διότι σύμφωνα με τις εξελίξεις της επιστήμης οι καλλιέργειες μπορούν να διατηρηθούν και να αποδώσουν με νερό υψηλότερης αλατότητας απ' ότι γινόταν κατά το παρελθόν. Λόγω της επέκτασης των αρδεύσεων και της χρήσης όλο και μεγαλύτερων ποσοτήτων νερού, τα προβλήματα που έχουν δημιουργηθεί από την απόρριψη των νερών στράγγισης έχουν εντατικοποιήσει την ανάγκη ελαχιστοποίησης του νερού στράγγισης και την εφαρμογή αντίστοιχων πρακτικών που να στοχεύουν στη βελτιστοποίηση της ποιότητας των νερών αυτών. Είναι σύνηθες τα νερά στράγγισης να περιέχουν υψηλά ποσοστά αλάτων. Οι παράγοντες που σχετίζονται με την ποιότητα των νερών στράγγισης είναι η αλατότητα του εδάφους, του υπόγειου νερού και του νερού άρδευσης. Κατά συνέπεια απαιτείται μια ειδική διαχείριση και μια συστηματική προσέγγιση στο σοβαρό αυτό θέμα, η οποία να περιλαμβάνει: α) το σχεδιασμό και τη λειτουργία του συστήματος άρδευσης, β) την ποιότητα του νερού άρδευσης και του υπόγειου νερού, γ) τα όρια αλατότητας του εδάφους, δ) την ανθεκτικότητα των φυτών στα άλατα και ε) τη διάρθρωση των καλλιεργειών.

Επεξεργασία των Νερών Στράγγισης

Ένα σοβαρό θέμα που απασχολεί τους ειδικούς στις αρδευόμενες περιοχές είναι το θέμα της επεξεργασίας και της διάθεσης των νερών στράγγισης, το οποίο πράγματι αποτελεί μια πρόκληση. Η περιορισμένη πείρα που υπάρχει ως προς το θέμα αυτό καθιστά δύσκολη, για την ώρα τουλάχιστον, την αντιμετώπιση του. Το κυριότερο πρόβλημα που συνδέεται με τα νερά αυτά είναι ότι περιέχουν υψηλά φορτία αλάτων. Πέραν όμως τούτου, η σύνθεση τους περιλαμβάνει διάφορα άλλα συστατικά, όπως υπολείμματα γεωργικών φαρμάκων (ζιζανιοκτόνα, μυκητοκτόνα), διάφορα θρεπτικά στοιχεία, βαριά μέταλλα και άλλες τοξικές ουσίες, σε μικρό ή μεγάλο βαθμό. Οι υπάρχουσες τεχνολογίες μπορούν σε κάποιο βαθμό να αντιμετωπίσουν το θέμα της επεξεργασίας των νερών στράγγισης, αλλά απαιτούνται νέες τεχνολογίες, όσον αφορά το διαχωρισμό και απομάκρυνση των τοξικών ουσιών. Οι μέθοδοι που εφαρμόζονται σήμερα σχετίζονται κυρίως με την αφαλάτωση των νερών αυτών. Κατά τα λοιπά, είναι ανεπαρκείς για μια ολοκληρωμένη αντιμετώπιση του θέματος. Η μη ύπαρξη αποτελεσματικών μεθόδων εξυγίανσης των νερών αυτών καθιστά γενικότερα την αξιοποίηση και διαχείριση τους σχετικά δύσκολη. Παρά ταύτα, η βελτίωση των νερών στράγγισης αποτελεί στις αρδευόμενες περιοχές ένα σπουδαίο τμήμα των εφαρμοζόμενων αναπτυξιακών προγραμμάτων. Όσο η αλατότητα των γεωργικών εδαφών τα καθιστά ελάχιστα παραγωγικά, άλλο τόσο τα προβλήματα που ανακύπτουν, από την προσπάθεια βελτίωσης τους, δημιουργούν σοβαρές παρενέργειες, η αντιμετώπιση των οποίων συνοδεύεται από πρόσθετα προβλήματα, όπως π.χ. η βελτίωση των νερών στράγγισης και η απαλλαγή τους από τις τοξικές ουσίες, άλατα κ.λπ. Σοβαρή προσπάθεια βελτίωσης των νερών στράγγισης καταβάλλονται στην Καλιφόρνια των Η.Π.Α. Σκοπός τους είναι η ανακύκλωση του νερού αυτού είτε για απευθείας χρήση στις καλλιέργειες ή για απόρριψη στον παρακείμενο ποταμό της κοιλάδας San Joaquin. Το πρόγραμμα της υπηρεσίας ελέγχου πόρων της Καλιφόρνια στοχεύει στην επίτευξη ελάχιστης συγκέντρωσης του Se, B και Μο καθώς και ελάχιστης δυνατής ηλεκτρικής αγωγιμότητας.

Έλεγχος της Αλατότητας στον Αγρό

Η ακριβής γνώση του βαθμού μεταβολής του επιπέδου της αλατότητας του εδάφους είναι προφανώς μεγάλης πρακτικής αξίας. Με βάση αυτή μπορούμε αποτελεσματικά να χειριστούμε τα προβλήματα που συνδέονται με την αξιοποίηση των αλατούχων εδαφών στην πράξη. Καθώς το θέμα της αλατότητας οξύνεται με την πάροδο του χρόνου λόγω της υποχρεωτικής εφαρμογής της άρδευσης στις καλλιέργειες των ξηροθερμικών κλιματικών περιοχών και της χρήσης νερών υφαλμύρου προέλευσης συνέπεια της ανυπαρξίας νερών καλής ποιότητος, η ανάγκη του ελέγχου του επιπέδου της αλατότητας του εδάφους καθίσταται με την πάροδο του χρόνου αδήριτη. Ο έλεγχος αυτός συνίσταται στη μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του εδάφους στο εργαστήριο ή τον αγρό. Οι μέθοδοι που εφαρμόζονται εν προκειμένω είναι οι εξής: α) Δειγματοληψία εδάφους και προσδιορισμός της ηλεκτρικής αγωγιμότητας στο εργαστήριο. Η μέθοδος αυτή είναι αναμφίβολα χρονοβόρα, διότι το ληφθέν δείγμα εδάφους θα πρέπει να ξηρανθεί, κοσκινιστεί και ακολούθως να προετοιμαστεί η πάστα κορεσμού, να εκχυλιστεί εν κενώ και να προσδιοριστεί η ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC) με τη γέφυρα αγωγιμότητας. Το μειονέκτημα της μεθόδου αυτής είναι ότι η μέτρηση της EC γίνεται μακράν του αγρού, δηλαδή στο εργαστήριο, κάτω από διαφορετικές συνθήκες. Εξάλλου, η τιμή της αγωγιμότητας του εκχυλίσματος κορεσμού διαφέρει από εκείνη του εδαφοδιαλύματος. Ωστόσο, είναι μια μέθοδος διεθνώς αποδεκτή και μάλιστα λόγω της στενής σχέσης μεταξύ της ECΤ του εκχυλίσματος κορεσμού και του εδαφοδιαλύματος. Ωστόσο, είναι μια μέθοδος διεθνώς αποδεκτή και μάλιστα λόγω της στενής σχέσης μεταξύ της EC του εκχυλίσματος κορεσμού και του εδαφοδιαλύματος, την τιμή EC του τελευταίου την θεωρούμε ότι αντανακλά την αγωγιμότητα του εδαφοδιαλύματος. Στον αγρό η μέτρηση της EC μπορεί να γίνει ως εξής: α) εκχύλιση εν κενώ του εδάφους, όταν η υγρασία του είναι στο επίπεδο της υδατοϊκανότητας, β) τοποθέτηση αισθητήρων (sensors) στο έδαφος (In place sensors), γ) μέτρηση της EC απευθείας στη μάζα του εδάφους στον αγρό (Βulk Elemental Conductivity) και δ) χρήση ανιχνευτών τεσσάρων ηλεκτροδίων με καθετήρα αγωγιμότητας (The Four electrode salinity Probe).

Από τις πιο πάνω μεθόδους, η μέν: α) εκχυλίζει το έδαφος σε περιορισμένη κλίμακα και εφόσον η υγρασία του βρίσκεται στο επίπεδο της υδατοϊκανότητας. β) Η μέθοδος προσδιορίζει την αγωγιμότητα σε περιορισμένη μάζα εδάφους και σε εντοπισμένες θέσεις, όπου δηλαδή τοποθετούνται οι αισθητήρες. Ειδικότερα, ο ανιχνευτής των 4 ηλεκτροδίων δίνει την EC τόσο οριζοντίως όσο και καθέτως και τη μετρά στη φυσική κατάσταση του εδάφους και στο αντίστοιχο επίπεδο υγρασίας (νερού). Όμως οι μετρήσεις ισχύουν για κάθε ξεχωριστό έδαφος, δηλαδή, είναι εξειδικευμένες για κάθε περίπτωση και απαιτείται η βαθμολόγηση του οργάνου για κάθε ξεχωριστό έδαφος για να μπορούν τα αποτελέσματα να ερμηνευτούν σωστά. Το κύριο πλεονέκτημα της μεθόδου αυτής είναι ότι οι μετρήσεις γίνονται πολύ εύκολα και γρήγορα και μάλιστα ανά πάσα στιγμή. Το γεγονός αυτό δίνει τη δυνατότητα να ελέγχεται η EC, οπότε το επιθυμούμε, και να λαμβάνουμε τα αντίστοιχα μέτρα. Οι μονάδες που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της EC είναι dS x m^-1 ή mmhos x cm^-1 σε 25⁰C.

Η Αγωγιμότητα της Ριζόσφαιρας

Κατά την εφαρμογή των αρδεύσεων ένα κλάσμα του νερού προσλαμβάνεται από τα φυτά, ένα άλλο εξατμίζεται ένα τρίτο μέρος συγκρατείται από το έδαφος και τέλος ένα τέταρτο κλάσμα διηθείται βαθιά κάτω από την περιοχή της ριζόσφαιρας. Τα μεγέθη όλων των πιο πάνω κλασμάτων εξαρτώνται από την αρχική ποσότητα του νερού άρδευσης, το είδος της καλλιέργειας, τις κλιματικές συνθήκες και τον τύπο του εδάφους. Όσο πιο συχνές είναι οι αρδεύσεις και όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα του νερού άρδευσης από την εξατμισοδιαπνοή, τόσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος του διηθούμενου νερού και απομακρυνόμενου κάτω από την περιοχή της ριζόσφαιρας. Με το κλάσμα αυτό απομακρύνονται εν διαλύσει τα άλατα που συσσωρεύονται στο ριζόστρωμα εξαιτίας της πρόσληψης του νερού από τις ρίζες. Το κλάσμα του νερού που διήθειται καλείται <<κλάσμα έκπλυσης>> ή Leaching Fraction (LF) και δίνεται από τη σχέση: LF= Qd/Qi (8) όπου: LF = Κλάσμα έκπλυσης Qd = Ποσότητα νερού στράγγισης σε mm Qi = Ποσότητα νερού άρδευσης σε mm

Εάν εξετάσουμε το επίπεδο των αλάτων της ριζόσφαιρας σε αναφορά με την εξίσωση 8 δηλαδή με το κλάσμα έκπλυσης, θα διαπιστώσουμε τα εξής: Με τη συνεχή εφαρμογή των αρδεύσεων όλο και περισσότερο νερό διήθειται μέσω της ριζόσφαιρας και απομακρύνεται απ' αυτήν προς τις βαθύτερες εδαφικές στρώσεις. Αυτό σημαίνει ότι ταυτόχρονα απομακρύνονται και άλατα εν διαλύσει, γεγονός που συνεπάγεται αύξηση της τιμής του LF. Με άλλα λόγια, όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή τόσο περισσότερα άλατα εκπλύνονται από την περιοχή της ριζόσφαιρας και επομένως εκτονώνεται το ωσμωτικό φορτίο της. Η σχέση 8 μπορεί επίσης να γραφεί ως εξής: LF = ECi/ECd (9) όπου: LF = Κλάσμα έκπλυσης ECi = Ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού άρδευσης (mS x cm^-1) ECd = Ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού στράγγισης (mS x cm^-1)

Από τη σχέση 9 προκύπτει ότι η ECd ισούται με: ECd = ECi/LF (10)

Τόσο η ECi όσο και το LF μπορούν να μετρηθούν και να είναι δυνατός ο υπολογισμός της αγωγιμότητας του νερού στράγγισης (ECd). Εδω θα πρέπει να σημειώσουμε ότι δεν είναι εύκολο να έχουμε νερό στράγγισης. Ωστόσο, θεωρούμε ότι η ECd είναι περίπου ίση με εκείνη του εδαφοδιαλύματος (ECs) και αυτή είναι ίση με την αγωγιμότητα του εκχυλίσματος της πάστας κορεσμού (ECse). Άρα, έχοντας τη δυνατότητα της μέτρησης της αγωγιμότητας του εκχυλίσματος της πάστας κορεσμού, γνωρίζουμε αυτόματα την τιμή της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του νερού στράγγισης. Βέβαια τα μεγέθη αυτά δεν είναι απόλυτα ίσα και μπορεί να υπάρξουν κάποιες ενστάσεις. Ωστόσο, για πρακτικούς σκοπούς τα θεωρούμε ίσα. Επομένως, η σχέση 9 μπορεί να μας βοηθήσει να υπολογίσουμε την αγωγιμότητα του νερού στράγγισης θεωρώντας ότι η ECse = ECd.

Υπολογισμός της μέσης αγωγιμότητας της ριζόσφαιρας

Για τον υπολογισμό της μέσης αγωγιμότητας της ριζόσφαιρας λαμβάνουμε υπόψη τα εξής: α) Το σχήμα ή το μοντέλο άρδευσης που είναι αποδεκτό για τις περισσότερες καλλιέργειες. Το μοντέλο αυτό είναι το 40-30-20-10. Οι αριθμοί αυτοί σημαίνουν ότι από το εφαρμοζόμενο νερό άρδευσης που είναι ίσο με την εξατμισοδιαπνοή (ΕΤr) το 40% το προσλαμβάνει το φυτό από το πρώτο 1/4 του επιφανειακού βάθους της ριζόσφαιρας, το 30% από το δεύτερο 1/4, το 20% από το 3ο 1/4 και το 10% από το 4ο 1/4 του βάθους της ριζόσφαιρας. Ήτοι: 0,4 x ΕΤr + 0,3 x ΕΤr + 0,2 x ΕΤr + 0,1 x ΕΤr = ΕΤr. β) Το επιθυμητό κλάσμα έκπλυσης (LF) συνήθως καθορίζεται μεταξύ 0,15-0,28.

Γονιμότητα των Αλατούχων Εδαφών

Τα αλατούχα εδάφη λόγω της περίσσειας των ελεύθερων διαλυτών αλάτων έχουν γενικά μειωμένη παραγωγικότητα, αλλά και γονιμότητα. Τα άλατα, αποτελούμενα από κατιόντα Ca^2+, Mg^2+, Κ+ Na+, συχνά ανταγωνίζονται άλλα θρεπτικά στοιχεία, όπως π.χ. Mg x K, Ca x Mg κ.λπ., με αποτέλεσμα να δημιουργούνται σοβαρά προβλήματα διαθεσιμότητας των στοιχείων αυτών. Κάτω από ένα συγκεκριμένο επίπεδο αλατότητας του νερού άρδευσης η ανάπτυξη των φυτών και οι αποδόσεις τους μπορεί να επηρεαστούν εντονότερα (δυσμενέστερα), όταν η θρέψη του φυτού βρίσκεται υπό την ανωτέρω επίδραση, απ' ότι όταν αυτή είναι κανονική. Παρά το γεγονός ότι η πρόσληψη των θρεπτικών από τα φυτά γίνεται κατά τρόπο επιλεκτικό, εντούτοις η παρουσία υψηλών επιπέδων αλάτων στο έδαφος ευνοεί την πρόσληψη ιόντων χλωρίου και νατρίου και οδηγεί στη λεγόμενη <<πολυτελή κατανάλωση>> με δυσμενείς ενίοτε επιπτώσεις, μη αποκλειόμενων και των ευνοϊκών επιπτώσεων. Και τούτο διότι η ως άνω πολυτελής κατανάλωση βοηθά στην εξουδετέρωση της αυξημένης εξωτερικής ωσμωτικής πίεσης. Γενικά, παρά τον επαρκή και πολλές φορές υπερεπαρκή εφοδιασμό των αλατούχων εδαφών με θρεπτικά στοιχεία, οι ανταγωνιστικές επιδράσεις μεταξύ των θρεπτικών, καθώς και η πολυτελής κατανάλωση ορισμένων ανιόντων και κατιόντων, σε συνδυασμό με την υψηλή ωσμωτική πίεση του εδαφοδιαλύματος, δημιουργούν συνθήκες οι οποίες αντανακλούν τη μειωμένη γονιμότητα και παραγωγικότητα των εδαφών αυτών. Σχετικά αποτελέσματα διαφόρων ερευνητών δείχνουν ότι φυτά που αναπτύσσονται σε αλατούχα εδάφη είναι συχνά τροφοπενικά ως προς το K και το Ca. Ως εκ τούτου, τα εδάφη αυτά παράλληλα με τις προσπάθειες βελτίωσης τους, δηλαδή απομάκρυνσης της περίσσειας των αλάτων, θα πρέπει να τύχουν και της εφαρμογής προγραμμάτων ορθολογικής λίπανσης σε τρόπο ώστε να εφοδιάζονται: α) με θρεπτικά με τα οποία είναι ανεπαρκώς εφοδιασμένα και β) με εκείνα τα θρεπτικά τα οποία καίτοι βρίσκονται σε επαρκή επίπεδα, όμως λόγω του ανταγωνισμού η διαθεσιμότητα τους είναι περιορισμένη, σε τρόπο ώστε να εξουδετερώνεται η ανταγωνιστική δράση ορισμένων θρεπτικών σε βάρος άλλων. Όπως του Κ σε βάρος του Na ή του P σε βάρος του CI. Εξάλλου, η υψηλή αγωγιμότητα (αλατότητα) επιδρά δυσμενώς στη βιολογική ενεργότητα του εδάφους, δεδομένου ότι πολλοί μικροοργανισμοί αδρανοποιούνται και δε συμμετέχουν αποτελεσματικά στις διάφορες βιολογικές διεργασίες δια των οποίων τα θρεπτικά μετατρέπονται από μη διαθέσιμα σε διαθέσιμα στα φυτά (π.χ. νιτροποίηση, αζωτοδέσμευση, διάσπαση της οργανικής ουσίας) με συνέπεια την έμμεση δυσμενή επίδραση επί του επιπέδου γονιμότητας των υπόψη εδαφών. Π.χ. τα ριζόβια (Rhizobes) που συμμετέχουν στην αζωτοδέσμευση αδρανοποιούνται σε αγωγιμότητα > 4,5 dS x m^-1. Επίσης, πολλοί παράγοντες επηρεάζουν έμμεσα στα αλατούχα εδάφη τη Ν-ούχο γονιμότητα τους. Π.χ. η υψηλή έκπλυση των NO-3 λόγω έκπλυσης των αλάτων κατά τη βελτίωση των υπόψη εδαφών, ο μειωμένος ρυθμός νιτροποίησης συνέπεια της υψηλής αγωγιμότητας και η τοξική δράση του CI- στη βακτηριακή ενεργότητα του εδάφους. Η παρουσία υψηλού φρεατίου ορίζοντος (στάθμη υπογείων νερών) πολύ πλησίον της επιφάνειας του εδάφους συμβάλλει ορισμένες φορές στην τροποποίηση των θρεπτικών απαιτήσεων των φυτών. Σχετικές έρευνες έχουν δείξει ότι η δυσμενής επίδραση ενός υψηλού φρεατίου ορίζοντα τροποποιείται θετικά υπέρ της ανάπτυξης των φυτών με προσθήκη δόσεων N στα σιτηρά, τεύτλα, πατάτα κ.λπ. Πολλές φορές στα αλατούχα εδάφη η υψηλή περιεκτικότητα του B μπορεί να δράσει αρνητικά την ανάπτυξη των φυτών και το χαρακτηριστικό αυτό επηρεάζει δυσμενώς το επίπεδο γονιμότητας των εδαφών αυτών. Όσον αφορά στον P, η παρουσία του στα αλατούχα εδάφη, σε επίπεδα υψηλά μπορεί να δράσει ευεργετικά, πλήν των άλλων, και λόγω της ανταγωνιστικής του δράσης επί του CI-, το οποίο συχνά βρίσκεται σε υψηλά επίπεδα και επιδρά τοξικά στις καλλιέργειες που αναπτύσσονται στα αλατούχα εδάφη. Σχετικά με το K, στα εδάφη μέτριας αλατότητας, δηλαδή χαμηλής αγωγιμότητας (< 4dS x m^-1), η εφαρμογή καλιούχων λιπασμάτων μπορεί να αυξήσει τις αποδόσεις των καλλιεργειών αφενός μεν λόγω του εφοδιασμού των φυτών με K, αλλά και συνέπεια βελτίωσης της ισορροπίας σε σχέση με το Na+, Ca^2+ και Mg^2+. Ωστόσο, όταν η αγωγιμότητα είναι πολύ υψηλή, η προσθήκη επιπλέον ποσοτήτων καλιούχων λιπασμάτων δύσκολα μπορεί να εξουδετερώσει την τοξική δράση του Na+.

Βελτίωση των Αλατούχων Εδαφών

Η παρουσία υψηλών επιπέδων αλάτων στο έδαφος το καθιστά αλατούχο και η ανάπτυξη των φυτών κάτω από συνθήκες υψηλής αλατότητας είναι αδύνατη συνέπεια του υψηλού ωσμωτικού φορτίου του εδαφοδιαλύματος. Δεδομένης της δυσμενούς επίδρασης των υψηλών συγκεντρώσεων των αλάτων στα φυτά, το έδαφος μοιραία οδηγείται στην ποσοτική και ποιοτική υποβάθμιση της παραγωγικότητας του. Κατά συνέπεια, είναι προφανής η ανάγκη της βελτίωσης του. Μοναδικός και αποτελεσματικός τρόπος επιτυχούς βελτίωσης των αλατούχων εδαφών είναι η έκπλυση, δηλαδή η απομάκρυνση των ελεύθερων διαλυτών αλάτων. Βέβαια, εκτός από την έκπλυση υπάρχουν και άλλες μέθοδοι, ελάχιστα αποτελεσματικές, όπως π.χ. απομάκρυνση των αλάτων δι' αποξέσεως από την επιφάνεια του εδάφους ή η εφαρμογή νερού υπό πίεση. Η πρώτη προφανώς εφαρμόζεται σε περιοχές όπου υπάρχει έλλειψη νερού, χωρίς ωστόσο να είναι αρκούντος αποτελεσματική.

Σχετικές σελίδες

Εισαγωγή στα αλατούχα εδάφη

Γένεση των αλατούχων εδαφών

Πρόβλημα εναλάτωσης εδαφών

Μέθοδοι και κριτήρια διάγνωσης των παθογενών λόγω αλάτων στα εδάφη

Ορατά συμπτώματα αλατούχων εδαφών

Διάγνωση των αιτιών της αλατότητας

Κατανομή των αλατούχων εδαφών

Παράγοντες της Εναλάτωσης του Εδάφους

Κλιματικές συνθήκες

Στάθμη του υπόγειου νερού

Ποσότητα του νερού άρδευσης για αλατούχα εδάφη

Ιδιότητες του εδάφους

Μέθοδος άρδευσης αλατούχων εδαφών

Χαρακτηρισμός των Αλατούχων Εδαφών

Μονάδες Έκφρασης της Αλατότητας

Το Ισοζύγιο των Αλάτων

Πρόβλεψη της Αλατότητας του Εδάφους

Ισοζύγιο νερού

Ισοζύγιο αλάτων

Διαχείριση των Αλατούχων Εδαφών

Επιφανειακές μέθοδοι άρδευσης

Πρακτικές φύτευσης ή σποράς

Προγραμματισμός των αρδεύσεων

Έκπλυση του εδάφους

Επιλογή ανθεκτικών ποικιλιών στα άλατα

Αποτελεσματικότητα της Έκπλυσης των Αλάτων και Απαιτήσεις σε Νερό

Έκπλυση των Πλούσιων σε Βόριο Εδαφών

Στράγγιση και Έλεγχος της Αλατότητας

Επεξεργασία των Νερών Στράγγισης

Έλεγχος της Αλατότητας στον Αγρό

Η Αγωγιμότητα της Ριζόσφαιρας

Υπολογισμός της μέσης αγωγιμότητας της ριζόσφαιρας

Γονιμότητα των Αλατούχων Εδαφών