Αλατούχα εδάφη

Περιεχόμενα

1 Εισαγωγή
2 Γένεση των αλατούχων εδαφών
3 Το Πρόβλημα της Εναλάτωσης εδάφους
4 Μέθοδοι και κριτήρια διάγνωσης των παθογενών λόγω Αλάτων Εδαφών
- 4.1 Ορατά συμπτώματα
- 4.2 Διάγνωση των αιτιών
5 Κατανομή των αλατούχων εδαφών
6 Παράγοντες της Εναλάτωσης του Εδάφους
- 6.1 Κλιματικές Συνθήκες
- 6.2 Στάθμη του υπόγειου νερού
- 6.3 Η ποσότητα του νερού άρδευσης
- 6.4 Ιδιότητες του εδάφους
- 6.5 Μέθοδος άρδευσης
- 6.6 Λοιποί παράγοντες
7 Χαρακτηρισμός των Αλατούχων Εδαφών
8 Μονάδες Έκφρασης της Αλατότητας
9 Το Ισοζύγιο των Αλάτων
10 Πρόβλεψη της Αλατότητας του Εδάφους
- 10.1 Με το ισοζύγιο νερού
- 10.2 Με το ισοζύγιο των αλάτων
11 Διαχείριση των Αλατούχων Εδαφών
- 11.1 Επιφανειακές μέθοδοι άρδευσης
- 11.2 Πρακτικές φύτευσης ή σποράς
- 11.3 Προγραμματισμός των αρδεύσεων
  - 11.3.1 Έκπλυση του εδάφους
- 11.4 Επιλογή ανθεκτικών ποικιλιών στα άλατα
12 Αποτελεσματικότητα της Έκπλυσης των Αλάτων και Απαιτήσεις σε Νερό
13 Έκπλυση των Πλούσιων σε Βόριο Εδαφών
14 Στράγγιση και Έλεγχος της Αλατότητας
15 Επεξεργασία των Νερών Στράγγισης
16 Έλεγχος της Αλατότητας στον Αγρό
17 Η Αγωγιμότητα της Ριζόσφαιρας
- 17.1 Υπολογισμός της μέσης αγωγιμότητας της ριζόσφαιρας
18 Γονιμότητα των Αλατούχων Εδαφών
19 Βελτίωση των Αλατούχων Εδαφών
20 Σχετικές σελίδες
21 Βιβλιογραφία

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 συνέπεια αυτής υποβάθμισης της παραγωγικότητα. 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. Οι συνακόλουθες οικονομικές και περιβαλλοντικές ζημιές που υφίστανται πολλές χώρες, είναι ανυπολόγιστες. Π.χ.στις ΗΠΑ και μόνο στις Πολιτείες της Δ. Utah, Δ. Colorado, Arizona και Καλιφόρνια το συνολικό κόστος έκπλυσης των αλάτων και άρδευσης ανήλθε κατά το 1970 σε 16 εκατομμύρια $ USA, ενώ το 1980 σε 28 εκατομμύρια. Εκτιμάται δε ότι το 2010 το κόστος θα ανέλθει σε 51 εκατομμύρια δολάρια. 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 σνδέεται 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, συμπεριλαμαβανόμενης 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, διά 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: I. Πρωτογενείς πηγές: α) χημική, φυσική, βιολογική αποσάθρωση των ορυκτών και των πετρωμάτων, β) εξατμισοδιαπνοή των φυτών (συμπύκνωση), γ) 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. II. Φυσικές δευτερογενείς πηγές: α) ατμοσφαιρικές εναποθέσεις αλάτων προερχόμενες από τους ωκεανούς στις παράκτιες περιοχές, β) εισχώρηση θαλλάσιου νερού στο έδαφος λόγω παλιρροιακών κυμάτων, γ) εισχώρηση θαλλάσιου νερού μέσω των υπόγειων ρευμάτων και ακολούθως μεταφορά αλάτων στην επιφάνεια του εδάφους, δ) ανύψωση της στάθμης των υπόγειων νερών πλούσιων σε άλατα. III. Ανθρωπογενείς πηγές: α) νερό άρδευσης, β) νερό στράγγισης γ) χρήση λιπασμάτων δ) εφαρμογή ιλύος βιολογικού καθαρισμού, ε) χρήση κοπριάς ζ) αλμύρες πεδίων φυσικού αερίου.

Το Πρόβλημα της 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: α) η διατήρηση του νερού στο έδαφος σε επίπεδο υδατοϊκανότητας, β) η εφαρμογή της έκπλυσης για την απομάκρυνση των αλάτων κατά τέτοιο τρόπο ώστε να διατηρείται η ωσμωτική ισορροπία και γ) 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 οι εξής: 1) Ορατά συμπτώματα 2) 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 1 m 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: α) ισχνή ανάπτυξη, β) ανομοιόμορφη ανάπτυξη, γ) σχήμα φύλλων γενικά μικρό, δ) βαθύ κυανοπράσινο χρώμα, ε) ενδεχόμενη εμφάνιση κηρώδους στρώματος στα φύλλα και στ)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: α) εάν υπερβαίνει η αλατότητα του εδάφους την αντοχή του φυτού κατά το φύτρωμα στο συγκεκριμένο επίπεδο αλατότητας και β) 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.