vytisknout tento informační list
T. A. Bauder, R. M. Waskom, P. L. Sutherland a J. G. Davis* (10/14)
Rychlá fakta…
- Znalost kvality zavlažovací vody je rozhodující pro pochopení řízení pro dlouhodobou produktivitu.
- kvalita zavlažovací vody se hodnotí na základě celkového obsahu soli, sodíku a specifické toxicity iontů.
- v mnoha oblastech Colorada může kvalita zavlažovací vody ovlivnit produktivitu plodin.
kukuřičná rostlina poškozená slanou postřikovací vodou.
půdy zasažené solí se vyvíjejí z celé řady faktorů, včetně: typu půdy, sklonu a odvodnění pole, typu a správy zavlažovacího systému, postupů hnojiv a hnojení a dalších postupů hospodaření s půdou a vodou. V Coloradu, možná nejdůležitějším faktorem při předpovídání, řízení, a snižování půd postižených solí je kvalita použité zavlažovací vody. Kromě ovlivnění výnosu plodin a fyzikálních podmínek půdy může kvalita zavlažovací vody ovlivnit potřeby plodnosti, výkon zavlažovacího systému a dlouhověkost a způsob, jakým lze vodu aplikovat. Znalost kvality zavlažovací vody je proto zásadní pro pochopení toho, jaké změny řízení jsou nezbytné pro dlouhodobou produktivitu.
kritéria kvality zavlažovací vody
vědci v půdě používají následující kategorie k popisu účinků zavlažovací vody na rostlinnou produkci a kvalitu půdy:
- nebezpečí slanosti-celkový obsah rozpustné soli
- nebezpečí sodíku-relativní podíl sodíku na ionty vápníku a hořčíku
- pH – kyselina nebo zásaditost
- zásaditost – uhličitan a hydrogenuhličitan
- specifické ionty: chlorid, síran, Bor a dusičnan.
dalším možným zhoršením kvality zavlažovací vody, které může ovlivnit vhodnost pro systémy oříznutí, jsou mikrobiální patogeny.
| Tabulka 1. Obecné pokyny pro nebezpečí slanosti zavlažovací vody založené na vodivosti. | |
| omezení použití | elektrická vodivost |
| (dS / m)* | |
| žádné | ≤0.75 |
| některé | 0.76 – 1.5 |
| Moderní1 | 1.51 – 3.00 |
| Těžké2 | ≥3.00 |
| *dS / m při 25ºC = mmhos / cm1vyčerpávání vyžadováno ve vyšším rozsahu.2dobrá drenáž potřebná a citlivé rostliny mohou mít potíže s klíčením. | |
riziko slanosti
nejvlivnějším vodítkem pro kvalitu vody na produktivitu plodin je riziko slanosti vody měřené elektrickou vodivostí (ECw). Primárním účinkem vysoké ECw vody na produktivitu plodin je neschopnost rostliny konkurovat iontům v půdním roztoku pro vodu (fyziologické sucho). Čím vyšší je EC, tím méně vody je rostlinám k dispozici, i když se půda může zdát mokrá. Protože rostliny mohou přenášet pouze „čistou“ vodu, použitelná rostlinná voda v půdním roztoku dramaticky klesá se zvyšováním EC.
množství vody přenášené plodinou přímo souvisí s výnosem; proto zavlažovací voda s vysokým ECw snižuje výnosový potenciál (Tabulka 2). Skutečné snížení výnosu při zavlažování vodou s vysokým obsahem EC se podstatně liší. Faktory ovlivňující snížení výnosu zahrnují typ půdy, drenáž, typ soli, zavlažovací systém a řízení. Kromě účinků na okamžitou plodinu je dlouhodobý dopad nakládání soli zavlažovací vodou. Voda s ECw pouze 1.15 dS / m obsahuje přibližně 2 000 liber soli na každou akrovou stopu vody. Můžete použít konverzní faktory v tabulce 3, aby se tento výpočet pro ostatní hladiny vody EC.
| Tabulka 2. Potenciální snížení výnosu ze slané vody u vybraných zavlažovaných plodin.1 |
||||
| % snížení výnosu | ||||
| plodina | 0% | 10% | 25% | 50% |
| ECW 2 | ||||
| ječmen | 5.3 | 6.7 | 8.7 | 12 |
| pšenice | 4.0 | 4.9 | 6.4 | 8.7 |
| cukrová Řepa3 | 4.7 | 5.8 | 7.5 | 10 |
| Vojtěška | 1.3 | 2.2 | 3.6 | 5.9 |
| brambory | 1.1 | 1.7 | 2.5 | 3.9 |
| kukuřice (obilí) | 1.1 | 1.7 | 2.5 | 3.9 |
| kukuřice (siláž) | 1.2 | 2.1 | 3.5 | 5.7 |
| cibule | 0.8 | 1.2 | 1.8 | 2.9 |
| suché fazole | 0.7 | 1.0 | 1.5 | 2.4 |
| 1přizpůsobeno z “ kvalita vody pro zavlažování.“R. S. Ayers. Jour. z Irrigu. a kanalizace. Div., ASCE. Vol 103, Č. IR2, červen 1977, s. 140. 2ECw = elektrická vodivost zavlažovací vody v dS/m při 25oC. 3citlivý během klíčení. ECw by neměla překročit 3 dS / m pro zahradní řepu a cukrovou řepu. |
||||
další pojmy, které laboratoře a literární zdroje používají k hlášení nebezpečí slanosti, jsou: soli, slanost, elektrická vodivost (ECw) nebo celkové rozpuštěné pevné látky (TDS). Všechny tyto pojmy jsou srovnatelné a všechny kvantifikují množství rozpuštěných “ solí „(nebo iontů, nabitých částic) ve vzorku vody. TDS je však přímé měření rozpuštěných iontů a EC je nepřímé měření iontů elektrodou.
ačkoli lidé často zaměňují termín „slanost“ s běžnou stolní solí nebo chloridem sodným (NaCl), EC měří slanost ze všech iontů rozpuštěných ve vzorku. To zahrnuje záporně nabité ionty (např. Cl -, NO-3) a kladně nabité ionty (např.,Ca++, Na+). Dalším běžným zdrojem zmatku je rozmanitost jednotkových systémů používaných s ECw. Preferovanou jednotkou jsou deciSiemens na metr (dS / m), nicméně milimhos na centimetr (mmho / cm) a mikromhos na centimetr (µmho/cm) se stále často používají. Konverze, které vám pomohou při změně mezi jednotkovými systémy, jsou uvedeny v tabulce 3.
| Tabulka 3. Konverzní faktory pro laboratorní zprávy o kvalitě zavlažovací vody. | |||
| komponenta | Chcete-li převést | vynásobte | Chcete-li získat |
| voda živná nebo TDS | mg / L | 1.0 | ppm |
| nebezpečí slanosti vody | 1 dS / m | 1.0 | 1 mm / cm |
| riziko slanosti vody | 1 mmho / cm | 1,000 | 1 µmho / cm |
| riziko slanosti vody | ECw (dS/m) pro es <5 dS / m |
640 | TDS (mg / L) |
| riziko slanosti vody | ECw (dS/m) pro es >5 dS / m |
800 | TDS (mg / L) |
| voda NO3N, SO4-S, B aplikovaná | ppm | 0.23 | lb na akr palce vody |
| zavlažovací voda | akr palec | 27,150 | galony vody |
definice |
|
| zkratka. | význam |
| mg / L | miligramů na litr |
| meq / L | miliekvivalenty na litr |
| ppm | díly na milion |
| dS / m | deciSiemens per meter |
| µS / cm | mikrosiemeny na centimetr |
| mmho / cm | milimhos na centimetr |
| TDS | celkem rozpuštěné pevné látky |
nebezpečí sodíku
problémy s infiltrací / permeabilitou
ačkoli růst rostlin je primárně omezen úrovní slanosti (ECw) zavlažovací vody, aplikace vody s nerovnováhou sodíku může dále snížit výnos za určitých podmínek struktury půdy. Snížení infiltrace vody může nastat, když zavlažovací voda obsahuje vysoký obsah sodíku vzhledem k obsahu vápníku a hořčíku. Tento stav, nazývaný „sodicita“, je důsledkem nadměrné akumulace sodíku v půdě. Sodná voda není stejná jako slaná voda. Sodicita způsobuje otoky a rozptyl půdních jílů, povrchové krusty a ucpávání pórů. Tento zhoršený stav struktury půdy zase brání infiltraci a může zvýšit odtok. Sodicita způsobuje pokles pohybu vody směrem dolů do půdy a skrz ni, a aktivně rostoucí kořeny rostlin nemusí dostat dostatečnou vodu, navzdory sdružování vody na povrchu půdy po zavlažování.
nejběžnějším opatřením pro hodnocení sodicity ve vodě a půdě se nazývá poměr adsorpce sodíku (SAR). SAR definuje sodicitu z hlediska relativní koncentrace sodíku (Na) ve srovnání se součtem iontů vápníku (Ca) a hořčíku (Mg) ve vzorku. SAR hodnotí potenciál problémů s infiltrací v důsledku nerovnováhy sodíku v zavlažovací vodě. SAR je matematicky zapsán níže, kde Na, Ca a Mg jsou koncentrace těchto iontů v miliekvivalentech na litr (meq/L). Koncentrace těchto iontů ve vzorcích vody jsou obvykle uvedeny v miligramech na litr (mg/L). Chcete-li převést Na, Ca a Mg z mg/L na meq/L, měli byste koncentraci rozdělit na 22,9, 20 a 12,15.
pro většinu zavlažovacích vod, které se vyskytují v Coloradu, je výše uvedený standardní vzorec SAR vhodný k vyjádření potenciálního nebezpečí sodíku. Pro zavlažovací vodu s vysokým obsahem hydrogenuhličitanu (HCO3) však lze vypočítat „upravenou“ SAR (SARADJ). V tomto případě je množství vápníku upraveno pro alkalitu vody, doporučuje se místo standardního SAR (viz část pH a alkalita níže). Vaše laboratoř může vypočítat upravenou SAR v situacích, kdy je HCO3 vyšší než 200 mg / L nebo pH je vyšší než 8,5.
 |
meq / L = mg / L děleno atomovou hmotností iontu děleno iontovým nábojem (Na+=23,0 mg/meq, Ca++=20,0 mg/meq, Mg++=12,15 mg / meq) |
potenciální problémy s infiltrací a propustností půdy způsobené aplikacemi zavlažovací vody s vysokou „sodicitou“nelze adekvátně posoudit pouze na základě SAR. Je to proto, že bobtnající potenciál vody s nízkou slaností (ECw) je větší než vody s vysokým obsahem ECw při stejném obsahu sodíku (Tabulka 4). Proto přesnější vyhodnocení nebezpečí infiltrace/permeability vyžaduje použití elektrické vodivosti (ECw) společně se SAR.
| Tabulka 4. Pokyny pro hodnocení nebezpečnosti sodíku v zavlažovací vodě založené na SAR a ECw2. | ||
| potenciál pro problém s infiltrací vody | ||
| Irrigationwater SAR | nepravděpodobné | pravděpodobné |
| —-ECw2 (dS / m)—- | ||
| 0-3 | >0.7 | <0.2 |
| 3-6 | >1.2 | <0.4 |
| 6-12 | >1.9 | <0.5. |
| 12-20 | >2.9 | <1.0 |
| 20-40 | >5.0 | <3.0 |
| 2modifikováno z R. S. Ayers a D. W. Westcot. 1994. Kvalita vody pro zemědělství, zavlažování a drenážní papír 29, Rev.1, Organizace spojených národů pro výživu a zemědělství, Řím. | ||
mnoho faktorů, včetně struktury půdy, organické hmoty, systému oříznutí, zavlažovacího systému a řízení, ovlivňuje vliv sodíku v zavlažovací vodě na půdu. Půdy s největší pravděpodobností vykazují sníženou infiltraci a krustování z vody se zvýšenou SAR (větší než 6) jsou půdy obsahující více než 30% expanzivní (smektitové) hlíny. Půdy obsahující více než 30% jílu zahrnují většinu půd v jílovité hlíně, silty clay hlinité texturní třídy a jemnější a některé písčité jílovité hlíny. V Coloradu jsou smektitové jíly běžné v oblastech se zemědělskou produkcí.
| Tabulka 5. Rozsah citlivosti plodin na poškození listů ze slané postřikovací vody. | ||||
| koncentrace Na nebo Cl (mg/L) způsobující poškození listů | ||||
| koncentrace Na | <46 | 46-230 | 231-460 | >460 |
| Cl koncentrace | <175 | 175-350 | 351-700 | >700 |
| meruňka | pepř | Vojtěška | cukrová řepa | |
| Švestka | brambor | ječmen | Slunečnice | |
| rajčata | kukuřice | čirok | ||
| poškození listů je ovlivněno kulturními a environmentálními podmínkami. Tyto údaje jsou prezentovány pouze jako obecné pokyny pro denní zavlažování. Zdroj: Mass (1990) tolerance soli plodin. In: zemědělská Assessment and Management Manual. K. K. Tanji (ed.). ASCE, New York. s. 262-304. | ||||
pH a zásaditost
kyselost nebo zásaditost závlahové vody se vyjadřuje jako pH (< 7,0 kyselé; > 7,0 zásadité). Normální rozsah pH pro zavlažovací vodu je od 6,5 do 8,4. Abnormálně nízké pH nejsou běžné v Coloradu, ale může způsobit urychlené zavlažovací systém koroze, kde se vyskytují. Vysoké pH nad 8,5 jsou často způsobeny vysokými koncentracemi hydrogenuhličitanu (HCO3–) a uhličitanu (CO32–), známými jako alkalita. Vysoké uhličitany způsobují, že ionty vápníku a hořčíku tvoří nerozpustné minerály, které zanechávají sodík jako dominantní iont v roztoku. Jak je popsáno v části o nebezpečnosti sodíku, tato alkalická voda by mohla zesílit dopad vysoké vody SAR na sodné půdní podmínky. Nadměrné hydrogenuhličitanové koncentráty mohou být také problematické pro zavlažovací systémy s kapáním nebo mikrosprejem, když nahromadění kalcitu nebo vodního kamene způsobuje snížené průtoky otvory nebo zářiči. V těchto situacích může být nutná korekce vstřikováním sírové nebo jiných kyselých materiálů do systému.
chlorid
chlorid je běžný iont v Colorado zavlažovacích vodách. Přestože je chlorid nezbytný pro rostliny ve velmi malém množství, může způsobit toxicitu pro citlivé plodiny při vysokých koncentracích (Tabulka 6). Stejně jako sodík způsobují vysoké koncentrace chloridu při aplikaci postřikovacím zavlažováním více problémů (Tabulka 6). Spálení listů pod postřikovačem ze sodíku i chloridu lze snížit nočním zavlažováním nebo aplikací v chladných, zamračených dnech. Drop trysky a tažné hadice se také doporučují při aplikaci jakékoli solné zavlažovací vody postřikovacím systémem, aby se zabránilo přímému kontaktu s povrchy listů.
| Tabulka 6. Chloridová klasifikace zavlažovací vody. | |
| chlorid (ppm) | vliv na plodiny |
| pod 70 | obecně bezpečné pro všechny rostliny. |
| 70-140 | citlivé rostliny vykazují zranění. |
| 141-350 | středně tolerantní rostliny vykazují zranění. |
| nad 350 | může způsobit vážné problémy. |
| chloridová tolerance vybraných plodin. Výpis v pořadí zvyšující se tolerance: (nízká tolerance) suché fazole, cibule, mrkev, salát, pepř, kukuřice, brambory, vojtěška, sudangrass, cuketa squash, pšenice, čirok, cukrová řepa, ječmen (vysoká tolerance). Zdroj: Mass (1990) Tolerance Soli Plodin. Zemědělská salinity Assessment and Management Manual. K. K. Tanji (ed.). ASCE, New York. str. 262-304. | |
Bor
Bor je dalším prvkem, který je nezbytný v malých množstvích, ale toxický při vyšších koncentracích (Tabulka 7). Ve skutečnosti se toxicita může objevit na citlivých plodinách v koncentracích nižších než 1,0 ppm. Colorado půdy a zavlažovací vody obsahují dostatek B, že další B hnojivo není nutné ve většině situací. Vzhledem k tomu, že toxicita B se může vyskytnout při tak nízkých koncentracích, doporučuje se analýza zavlažovací vody pro podzemní vodu před aplikací dalšího B na zavlažované plodiny.
| Tabulka 7. Citlivost boru vybraných rostlin Colorada (koncentrace B, mg / L*) | ||||
| citlivé | středně citlivé | středně tolerantní | tolerantní | |
| 0.5-0.75 | 0.76-1.0 | 1.1-2.0 | 2.1-4.0 | 4.1-6.0 |
| broskev | pšenice | mrkev | salát | Vojtěška |
| cibule | ječmen | brambor | zelí | cukrová řepa |
| Slunečnice | okurka | kukuřice | Rajče | |
| suché fazole | oves | |||
| zdroj: hmotnost (1987) tolerance soli rostlin. CRC příručka rostlinné vědy v zemědělství. B. R. Cristie (ed.). CRC Press Inc. * maximální koncentrace tolerované v půdní vodě nebo saturačním extraktu bez výtěžku nebo snížení vegetativního růstu. Maximální koncentrace v zavlažovací vodě jsou přibližně stejné jako tyto hodnoty nebo o něco menší. |
||||
síran
síranový ion je hlavním přispěvatelem k slanosti v mnoha zavlažovacích vodách Colorado. Stejně jako u boru má síran v zavlažovací vodě výhody plodnosti a zavlažovací voda v Coloradu má často dostatek síranu pro maximální produkci pro většinu plodin. Výjimkou jsou písčitá pole s <1% organické hmoty a <10 ppm SO4 – S v zavlažovací vodě.
dusík
dusík v zavlažovací vodě (N) je do značné míry problémem plodnosti a dusičnan-dusík (NO3-N) může být významným zdrojem N v South Platte, San Luis Valley a částech povodí řeky Arkansas. Dusičnanový iont se často vyskytuje ve vyšších koncentracích než amonný v zavlažovací vodě. Vody s vysokým obsahem N mohou způsobit problémy s kvalitou u plodin, jako je ječmen a cukrová řepa, a nadměrný vegetativní růst některé zeleniny. Tyto problémy však lze obvykle překonat dobrým řízením hnojiv a zavlažování. Bez ohledu na plodinu by měl být dusičnan připsán k rychlosti hnojiva, zejména pokud koncentrace překročí 10 ppm NO3-N (45 ppm NO3). Tabulka 3 poskytuje konverze z ppm na libry na akr palec.
shrnutí
kvalita zavlažovací vody dostupné zemědělcům a jiným zavlažovačům má značný dopad na to, jaké rostliny lze úspěšně pěstovat, produktivitu těchto rostlin a infiltraci vody a další fyzikální podmínky půdy. Prvním krokem k pochopení toho, jak může zdroj zavlažovací vody ovlivnit systém půdy a rostlin, je nechat jej analyzovat renomovanou laboratoří. Informační list Colorado State University Extension, výběr analytické laboratoře 0.520 vám pomůže najít laboratoř ve vaší oblasti, která je obeznámena s kvalitou zavlažovací vody. Další informace o porozumění a řízení solných a sodných podmínek naleznete v informačních tabulkách Colorado State University, Správa solných půd 0.503 a správa sodných půd 0.504.