اهمیت کیفیت آب در کشاورزی

در کشاورزی، وجود منابع کافی از آب با کیفیت مطلوب، یکی از پارامترهای ضروری محسوب می‌شود. کیفیت آب در به‌حداکثر رساندن تولید محصولات گیاهی و تأمین منبع مناسب برای استفاده در گلخانه، مزرعه و باغ حیاتی است.

کیفیت آب کشاورزی تا حد زیادی به عواملی چون منبع آب، نوع ذخیره و نحوه توزیع آن بستگی دارد. آب زیرزمینی در اغلب مناطق کشور سطح بالایی از نمک را دارد، با این حال با تجمع آب باران در سطوح بالای آب زیرزمینی، دسترسی به کیفیت مطلوب امکان‌پذیر است.

کیفیت آب، نحوه استفاده از آن را تعیین می‌کند. اگر درجه شوری آب بیشتر از ۲۲۰۰ EC (µs/cm) باشد، در حالت عمومی برای استفاده مناسب نیست. چنانچه درجه شوری به کمتر از ۳۰۰ EC (µs/cm) برسد، برای آبیاری بسیاری از انواع گیاهان مطلوب خواهدبود.

تدابیر مدیریتی

اغلب موضوعاتی که در رابطه با کیفیت آب مطرح می‌شوند، به جمع‌آوری، ذخیره‌سازی و شبکه توزیع آن مربوط است. ذخیره آب زیرزمینی پشت سدها، منجر به فساد سریع آب به دلیل تبخیر و افزایش غلظت نمک‌های نامحلول در آن می‌شود. مخازن سدهایی که اطراف آن فنس‌کشی ندارد، با چرای دام‌ها به‌سادگی آلوده می‌شود. مناطقی که پوشش گیاهی ضعیفی دارند باعث می‌شوند که مقادیر قابل توجهی از مواد ارگانیک، کودهای حیوانی و شیمیایی به‌همراه خاک وارد منابع آب شوند. با استفاده از تدابیر زیر کیفیت منابع آب در حد مطلوب باقی می‌ماند:

• نگهداری آب‌های شور در تانک‌ها به‌جای مخازن سدها
• فنس‌کشی سدها و انتقال بخشی از آب به آبشخورهای مخصوص دام
• محافظت از مخازن سدها از طریق ایجاد پوشش گیاهی و کاشت نواری از چمن به‌عنوان فیلتر طبیعی در دهانه ورودی سد.
• تمیزکردن منظم آبشخورها
• استفاده از بادشکن در مجاورت سدها به‌منظور کاهش تبخیر
• ساخت تله رسوبات به‌منظور محافظت از سد در زمان بروز خطرات

مباحث کیفیت آب

کیفیت آب به‌ روش‌های متعددی ارزیابی می‌گردد. موضوعات رایجی که در رابطه با آب با مصرف کشاورزی است مطرح می‌گردد:

• شوری
• کدورت
• سختی
• اسیدیته (pH)
• جلبک‌ها و گیاهان آبزی

شوری

شوری به میزان غلظت نمک‌های محلول در آب یا خاک برمی‌گردد. تمام آب‌های طبیعی حاوی مقداری از نمک‌های محلول مانند سدیم،‌ منیزیم و کلسیم هستند. کلراید سدیم (نمک طعام) رایج‌ترین نوع نمک است؛ جزء اصلی آب دریا این نمک است. سطح نمک در آب قابلیت استفاده آن را در مصارف آبیاری، دام و مصارف خانگی مشخص می‌کند. بررسی منابع آب‌های کشاورزی معمولاً با سنجش هدایت الکتریکی (EC) انجام می‌شود. این دستگاه با استفاده از اندازه‌گیری هدایت الکتریکی نمونه‌ای از آب، میزان غلظت کل نمک موجود در آن را اندازه می‌گیرد. ای‌سی‌سنج‌ها قادر به تعیین نوع نمک محلول نیستند. این دستگاه با استفاده از واحدهای مختلف خود، براساس مدل و غلظت نمک‌های آب، به اندازه‌گیری هدایت می‌پردازد. در ویکتوریا واحد EC معمولاً با عبارت میکروزیمنس بر سانتی‌متر (µs/cm) بیان می‌شود. وقتی سطح نمک آب بالا می‌رود، جذب آب توسط سلول‌های گیاهی و جانوری به‌شدت سخت می‌شود. این امر منجر به دی‌هیدراته شدن سلول و گاهی مرگ آن می‌گردد.

ارتباط بین غلظت نمک در آب آبیاری و رشد گیاه کاملاً پیچیده است. عواملی چون نوع گیاه، واریته آن، مرحله رشد و روش زهکشی خاک، بر این ارتباط اثرگذار هستند. خاکی که به‌خوبی و به‌طور عمقی زهکشی می‌شود، نسبت به خاکی‌های با زهکشی ضعیف، قابلیت مواجه با مقادیر بالای از نمک را دارد. زمانی که شوری بالا می‌رود، نمک‌هایی مانند کلراید سدیم و بور نیز برای گیاهان مسمومیت ایجاد می‌کند. جدول ۱ خلاصه‌ای از اثرات شوری آب را بر گیاهان نشان می‌دهد.

تحمل حیوانات اهلی به شوری آب براساس نوع آن‌ها، سن، شرایط محیطی، نوع تغذیه و مرحله‌ای که در چرخه تولید مثل قراردارند (به جدول ۲ مراجعه کنید: تحمل دام به شوری آب) وابسته است. گوسفند بالغ گوشتی می‌تواند سطح شوری را تا حدود ۲۰۰۰۰ EC (µs/cm) تحمل کند، این در حالی است که خوک‌ها و پرندگان اهلی تا مقدار ۶۰۰۰ EC (µs/cm) را می‌توانند تحمل کنند. به‌منظور حفظ سلامتی، جلوگیری از کاهش وزن و کاهش محصول، باید شوری آب مورد نیاز دام‌ها به تدریج از مقادیر کم به سمت مقادیر زیاد حرکت کند.

مشابه گیاهان، برخی از نمک‌های خاص نیز در دام‌ها اثرات منفی به‌جا می‌گذارد. در گذشته، بیماری گاو و گوسفندان در منطقه جنوب‌غربی ویکتوریا مربوط به سطح بالایی از منیزیم اضافی بود که در منابع آب زیرزمینی تشخیص داده شد. در این منطقه، چنانچه مقدار هدایت الکتریکی از ۱۰۰۰ µs/cm فراتر رفت یا احتمال بروز چنین حالتی در آب وجودداشت، صاحبان اراضی باید آزمایش آب را برای بررسی مقدار منیزیم انجام دهند.

جدول ۱: تأثیر شوری آب بر گیاهان

محدوده EC(μS/cm)	کفیت آب	اثرات منفی و تحمل‌پذیری گیاه و خاک
۳۰۰ – ۰	شوری کم آب	برای اغلب محصولات کشاورزی در بیشتر خاک‌ها و با تمام روش‌های آبیاری قابل استفاده است. احتمال بروز مشکل شوری اندک است.
۸۰۰ – ۳۰۰	شوری متوسط آب	اگر مقدار متعادلی از آبشویی در خاک اتفاق بیفتد از این آب می‌توان استفاده کرد. گیاهانی که تحمل شوری را به‌طور متوسط دارند می‌توانند از این آب استفاده کنند. معمولاً اقدام خاصی برای کنترل شوری در این حالت نیاز نیست.
۲۵۰۰ – ۸۰۰	شوری بالای آب	در خاک‌هایی که زهکشی محدودی دارند قابل استفاده نیست. حتی با داشتن مقدار زهکشی کافی خاک، ممکن است نیاز به تدابیر مدیریتی در کنترل شوری باشد. همچنین باید تحمل شوری گیاهان در استفاده از این آب بررسی و کنترل شود.
۵۸۰۰ – ۲۵۰۰	شوری خیلی بالای آب	در شرایط معمولی از این آب در آبیاری نمی‌توان استفاده کرد. خاک باید نفوذپذیر باشد و زهکشی به‌خوبی انجام شود. هنگام آبیاری باید از آب اضافی هم استفاده کرد تا مقداری از آن صرف آبشویی خاک شود. فقط باید محصولاتی را کاشت که تحمل شوری را دارند.
بیش از ۵۸۰۰	شوری بیش از حد آب	از این آب فقط گاهی می‌توان برای گیاهانی استفاده کرد که نیاز مبرم به آبیاری دارند و شوری را تحمل می‌کنند. خاک باید نفوذپذیر باشد و کاملاً زهکشی شود. نیاز به اقدامات مدیریتی مطلوب دارد. نرخ آبشویی بالا نیاز است.

کدورت آب

معلق‌بودن ذرات جامد در ستون آب موجب بروز کدورت در آن می‌گردد. این مواد شامل رس، سیلت، مواد ارگانیک ریز و ارگانیسم‌های میکروسکوپی (اغلب جلبک‌های زنده هستند). علاوه بر اینکه کدورت اثرات فیزیکی بسیاری دارد، آبی که تا حد زیادی کدر است، سطح فسفر بالایی دارد که عاملی مهم در شکل‌گیری شکوفه‌های جلبکی است. کدربودن آب توسط میزان نوری که از داخل نمونه آب عبور می‌کند، بدست می‌آید.

مواد معلق آب باعث:

• رسوب‌گذاری در لوله‌ها، تانک‌ها، سیستم‌های آب گرم و سایر تجهیزات
• ایجاد لکه روی لباس، سطوح شسته‌شده و غیره.
• گرفتگی لوله‌های باریک در کولرگازی، نازل‌های آب‌پاش و سیستم آبیاری میکرو
• بو و رنگ نامطبوع
• بی‌اثرشدن سیستم‌های کلرزنی
• و کاهش اثر علف‌کش‌ها.

کدورت توسط NTU (واحدهای کدورت نفلومتری) اندازه‌گیری می‌شود. مقدار NTU آب زلال تقریباً برابر یک است، اگر آب کمی کدر شود این مقدار به ۱۰ NTU می‌رسد و در صورت کدربودن شدید آب مقدار آن ۵۰ NTU خواهد شد. به‌منظور اینکه در لوله‌ها، تانک‌ها و سیستم‌های آب‌گرم، لجن جمع نشود، کدورت آب باید زیر ۵ NTU بماند.

جدول ۲: سطوح قابل تحمل شوری آب برای مصرف دامداری

نوع	کاهش تولید از این مقدار آغاز می‌شود (µS/cm) EC	حداکثر مقدار(µS/cm) EC
ماکیان	۳۱۰۰	۶۲۵۰
خوک‌ها	۳۱۰۰	۶۲۵۰
اسب‌ها	۶۲۵۰	۱۰۹۰۰
گاو شیرده	۴۷۰۰	۹۳۰۰
گاو گوشتی	۶۲۵۰	۱۵۶۰۰
میش‌های شیرده، شیرخواران	۶۰۰۰	۱۰۰۰۰
گوسفند گوشتی	۹۳۰۰	۲۱۸۰۰

سختی

سختی میزان نمک‌های کلسیم و منیزیم آب را بیان می‌کند. سختی موجب می‌شود که آب با صابون و موادشوینده به‌خوبی ترکیب نشود و کف نکند. آب سخت روی دست‌ها، داخل لوله‌ها و سایر اتصالات لوله‌کشی مواد زائد و کف‌مانندی تولید می‌کند. همچنین سختی می‌تواند به زردشدن رنگ لباس‌ها هم منجر شود. در سیستم‌های آب‌گرم، سختی مشکل بزرگی است زیرا رسوبات کربنات کلسیم داخل تانک و روی تجهیزات لوله‌ای مربوط به آن تجمع می‌یابد. در جدول ۳ سطوح مختلفی از سختی آب با مصرف کشاورزی و دامداری ارائه شده ‌است. سختی با میزان کربنات کلسیم (CaCO_۳) در یک نمونه آب بیان می‌شود. اندازه‌گیری این پارامتر در آزمایشگاه‌های مربوط به آن توسط کیت‌های آزمایشی قابل‌حمل یا به‌کمک نوارهای آزمایشی انجام می‌شود.

جدول ۳: سطوح سختی

سختی mg/L CaCO۳	اثرات منفی و تحمل‌پذیری سختی
کمتر از ۶۰	نرم، اما احتمال بروز خوردگی را دارد.
۶۰ – ۲۰۰	سخت، اما برای اکثر مصارف قابل قبول است.
۲۰۰ – ۵۰۰	خیلی سخت، با مشکلات خوردگی فزاینده.
بیشتر از ۵۰۰	به‌شدت سخت، پوسته‌پوسته‌شدن شدید.

سطوح اسیدیته (pH)

pH معیاری از میزان اسیدی یا بازی بودن آب است که از صفر تا ۱۴ بیان می‌شود. قرائت‌های زیر ۷ اسیدی و بالای ۷ قلیایی هستند. مقدار صفر به‌معنای بیشترین حالت اسیدی و مقدار ۱۴ بیشترین مقدار قلیایی است. میزان pH آب مقطر برابر ۷ است که به‌عنوان حالت خنثی در نظر گرفته می‌شود. pH میزان نسبی یون‌های هیدروژن (⁺H) و هیدرواکسید (^-OH) را در یک محلول بیان می‌کند.

میزان pH آب، امکان استفاده آن را در مصارف خانگی، آبیاری یا صنعتی نشان می‌دهد. برای آبیاری گیاهان، باغبانی و کاربردهای خانگی، pH باید در محدوده ۶٫۵ تا ۸٫۵ باشد. خوردگی لوله‌ها و اتصالات لوله‌کشی در pHهای زیر ۶٫۵ اتفاق می‌افتند. پوسته‌شدن در مقادیر بالای ۸٫۵ و خوردگی در مقادیر بیش از ۱۱ نیز اتفاق می‌افتد. میزان pH روی عملکرد برخی از مواد شیمیایی که در کشاورزی استفاده می‌شوند، اثر می‌گذارد. همیشه قبل از استفاده از مواد شیمیایی در مزرعه، ابتدا دستورالعمل شرکت سازنده آن را مطالعه کنید و از امکان ترکیب آن با منابع آب معمولی مطمئن شوید.

جلبک‌ها و گیاهان آبزی

جلبک به گروه متنوعی از میکروارگانیسم‌ها اتلاق می‌شود، که به‌تعداد فراوان، روی سطح آب به‌صورت کف (یا شکوفه) قهوه‌ای، زرد یا سبز رنگ تجمع می‌یابند. جلبک‌ها و گیاهان آبزی به‌طور طبیعی بخشی از محیط هستند و نقش مهمی در زیست‌بوم دریاچه‌ها، رودخانه‌ها، اراضی آبخیز و سدهای کشاورزی دارند. با این حال، رشد بی‌رویه جلبک‌ها و گیاهان آبزی می‌تواند منجر به گرفتگی لوله‌ها، عدم دسترسی دام و آلودگی آب برای دام‌ها شود. رشد بیش از حد جلبک و گیاهان آبزی در آب نشان از آن دارد که سطح مواد مغذی آن بالاست. علت رایج این موضوع آن است که رسوبات، مواد ارگانیک، کودهای شیمیایی و حیوانی در منابع آب تخلیه می‌شوند.

گروهی از جلبک‌های رایج، به‌نام جلبک سبز-آبی (سیانوباکتریا)، چنانچه به‌تعداد زیاد تجمع یابند، قادرند سلامتی انسان و حیوان را تا حد زیادی به‌خطر اندازند. با اینکه جلبک سبز-آبی گاهی اوقات به‌وضوح یافت می‌شود، نمونه‌هایی از آب که مشکوک به وجود این جلبک هستند باید در آزمایشگاه، بررسی شوند.

علائم بروز این جلبک در آب ظاهرشدن سریع رنگ سبز روشن روی سطح آب است که مشابه کف است، همچنین برروی صخره‌ها، گیاهان و در محدود لبه‌های سد، لکه‌های آبی آسمانی ایجاد می‌شود، که بوی خاک یا فساد شدید می‌دهند. در اوایل هجوم این جلبک، نقاط ریز سبزرنگ روی سطح آب بروز می‌کنند.

شرایطی که در آن احتمال رشد جلبک و گیاهان آبزی بیشتر می‌شوند شامل:

• مواد مغذی فراوان، به‌خصوص فسفر و نیتروژن
• آب گرم و راکد
• نور آفتاب زیاد

تعدادی از گونه‌های گیاهان آبزی برروی سطوح ‌آب‌های آزاد مانند مخزن سدهای کشاورزی، رشد می‌کنند. با استفاده از ابزارهای مکانیکی می‌توان تمام آن‌ها را کنترل کرد.