Udskriv dette faktaark
af T. A. Bauder, R. M. Varkom, P. L. Sutherland og J. G. Davis* (10/14)
Hurtige fakta…
- viden om vandingskvalitet er afgørende for at forstå ledelsen for langsigtet produktivitet.
- Vandingskvaliteten vurderes ud fra det samlede saltindhold, natrium og specifikke iontoksiciteter.
- i mange områder af Colorado kan vandingskvalitet påvirke afgrødens produktivitet.
Corn plante beskadiget af saltvand sprinkler vand.
Saltpåvirket jord udvikler sig ud fra en lang række faktorer, herunder: jordtype, felthældning og dræning, vandingssystemtype og-styring, gødnings-og gødningspraksis og anden jord-og vandforvaltningspraksis. I Colorado er måske den mest kritiske faktor i forudsigelse, styring og reduktion af saltpåvirket jord kvaliteten af vandingsvand, der anvendes. Udover at påvirke afgrødeudbyttet og Jordens fysiske forhold kan vandingsvandskvaliteten påvirke fertilitetsbehovet, vandingssystemets ydeevne og levetid, og hvordan vandet kan påføres. Derfor er viden om vandingskvalitet afgørende for at forstå, hvilke ledelsesændringer der er nødvendige for langsigtet produktivitet.
Vandingskvalitetskriterier
jordforskere bruger følgende kategorier til at beskrive vandingsvandseffekter på afgrødeproduktion og jordkvalitet:
- saltholdighedsfare – samlet opløseligt saltindhold
- Natriumfare – relativ andel af natrium til calcium – og magnesiumioner
- pH – syre eller basisk
- alkalinitet-carbonat og bicarbonat
- specifikke ioner: chlorid, sulfat, bor og nitrat.
en anden potentiel forringelse af vandingsvandskvaliteten, der kan påvirke egnetheden til beskæringssystemer, er mikrobielle patogener.
| tabel 1. Generelle retningslinjer for saltholdighedsfare for vandingsvand baseret på ledningsevne. | |
| begrænsninger for brug | elektrisk ledningsevne |
| (dS / m)* | |
| ingen | ≤0.75 |
| nogle | 0.76 – 1.5 |
| Moderat1 | 1.51 – 3.00 |
| Severe2 | ≥3.00 |
| *dS / m ved 25 liter = mmhos / cm1Leaching kræves ved højere rækkevidde.2og god dræning behov og følsomme planter kan have svært ved spiring. | |
Saltholdighedsfare
den mest indflydelsesrige vandkvalitetsretningslinje for afgrødeproduktivitet er vandsalthedsfaren målt ved elektrisk ledningsevne. Den primære effekt af højt vand på afgrødeproduktiviteten er plantens manglende evne til at konkurrere med ioner i jordopløsningen om vand (fysiologisk tørke). Jo højere EF er, desto mindre vand er tilgængeligt for planter, selvom jorden kan virke våd. Da planter kun kan udvise” rent ” vand, falder brugbart plantevand i jordopløsningen dramatisk, når EF øges.
mængden af vand, der transporteres gennem en afgrøde, er direkte relateret til udbyttet; derfor reducerer vandingsvand med højt ECV udbyttepotentiale (tabel 2). De faktiske udbyttereduktioner fra vanding med højt EF-vand varierer betydeligt. Faktorer, der påvirker udbyttereduktioner, inkluderer jordtype, dræning, salttype, vandingssystem og styring. Ud over virkningerne på den umiddelbare afgrøde er den langsigtede virkning af saltbelastning gennem vandingsvandet. Vand med en ECV på kun 1,15 dS/m indeholder cirka 2.000 pund salt for hver acre fod vand. Du kan bruge konverteringsfaktorer i tabel 3 til at foretage denne beregning for andre EF-vandniveauer.
| tabel 2. Potentiel udbyttereduktion fra saltvand for udvalgte kunstvandede afgrøder.1 |
||||
| % udbyttereduktion | ||||
| afgrøde | 0% | 10% | 25% | 50% |
| Ecv2 | ||||
| Byg | 5.3 | 6.7 | 8.7 | 12 |
| hvede | 4.0 | 4.9 | 6.4 | 8.7 |
| Sugarbeet3 | 4.7 | 5.8 | 7.5 | 10 |
| Lucerne | 1.3 | 2.2 | 3.6 | 5.9 |
| kartofler | 1.1 | 1.7 | 2.5 | 3.9 |
| majs (korn) | 1.1 | 1.7 | 2.5 | 3.9 |
| majs (ensilage) | 1.2 | 2.1 | 3.5 | 5.7 |
| løg | 0.8 | 1.2 | 1.8 | 2.9 |
| tørrede bønner | 0.7 | 1.0 | 1.5 | 2.4 |
| 1tilpasset fra ” vandkvalitet til kunstvanding.”R. S. Ayers. Jour. af Irrig. og afløb. Div. ASCE. Bind 103, Nr. IR2, juni 1977, s. 140. 2ecv = elektrisk ledningsevne af vandingsvandet i dS/m ved 25oC. 3følsom under spiring. Der bør ikke være mere end 3 dS/m for rødbeder og sukkerroer i haven. |
||||
andre udtryk, som laboratorier og litteraturkilder bruger til at rapportere saltholdighedsfare, er: salte, saltholdighed, elektrisk ledningsevne eller totalt opløste faste stoffer (TDS). Disse udtryk er alle sammenlignelige, og alle kvantificerer mængden af opløste “salte” (eller ioner, ladede partikler) i en vandprøve. TDS er imidlertid en direkte måling af opløste ioner, og EC er en indirekte måling af ioner med en elektrode.
selvom folk ofte forveksler udtrykket “saltholdighed” med almindeligt bordsalt eller natriumchlorid (NaCl), måler EF saltholdighed fra alle ioner opløst i en prøve. Dette inkluderer negativt ladede ioner (f. eks. Cl–, NO–3) og positivt ladede ioner (f. eks., Ca++, Na+). En anden almindelig kilde til forvirring er de mange forskellige enhedssystemer, der anvendes med ECV. Den foretrukne enhed er deciSiemens pr. meter (dS / m), men millimhos pr.centimeter (mmho/cm) og micromhos pr. Konverteringer, der hjælper dig med at skifte mellem enhedssystemer, findes i tabel 3.
| tabel 3. Konvertering faktorer for kunstvanding vandkvalitet laboratorierapporter. | |||
| komponent | at konvertere | multiplicer med | for at opnå |
| vand næringsstof eller TDS | mg / L | 1.0 | ppm |
| fare for vandsalthed | 1 dS/m | 1.0 | 1 mmho / cm |
| fare for vandsalthed | 1 mmho / cm | 1,000 | 1 larm / cm |
| fare for vandsaltindhold | miljø (dS / m) for EF <5 dS / m |
640 | TDS (mg / L) |
| fare for vandsaltindhold | Miljøvægt (dS/m) for EF >5 dS / m |
800 | TDS (mg / L) |
| vand NO3N, SO4-S, B anvendt | ppm | 0.23 | lb pr. hektar vand |
| kunstvanding vand | acre tommer | 27,150 | liter vand |
definitioner |
|
| forkortelse. | Betydning |
| mg / L | milligram pr. liter |
| Mek / L | milliækvivalenter pr. liter |
| ppm | dele pr. million |
| dS / m | deciSiemens per meter |
| larts / cm | mikrosiemener pr. centimeter |
| mmho / cm | millimhos pr. centimeter |
| TDS | samlede opløste faste stoffer |
Natriumfare
infiltrations – /Permeabilitetsproblemer
selvom plantevækst er primært begrænset af vandingsvandets saltholdighedsniveau, påføring af vand med en natriumubalance kan yderligere reducere udbyttet under visse jordteksturforhold. Reduktioner i vandinfiltration kan forekomme, når vandingsvand indeholder højt natrium i forhold til calcium-og magnesiumindholdet. Denne tilstand, betegnet” sodicitet”, skyldes overdreven jordakkumulering af natrium. Sodisk vand er ikke det samme som saltvand. Sodicity forårsager hævelse og spredning af jord ler, overflade crusting og pore plugging. Denne forringede jordstrukturtilstand forhindrer igen infiltration og kan øge afstrømningen. Sodicitet forårsager et fald i den nedadgående bevægelse af vand ind i og gennem jorden, og aktivt voksende planterødder får muligvis ikke tilstrækkeligt vand, på trods af pooling af vand på jordoverfladen efter kunstvanding.
den mest almindelige foranstaltning til vurdering af sodicitet i vand og jord kaldes Natriumadsorptionsforholdet (Sar). SAR definerer sodicitet med hensyn til den relative koncentration af natrium (Na) sammenlignet med summen af calcium (Ca) og magnesium (Mg) ioner i en prøve. SAR vurderer potentialet for infiltrationsproblemer på grund af en natrium ubalance i vandingsvand. SAR er matematisk skrevet nedenfor, hvor Na, Ca og Mg er koncentrationerne af disse ioner i milliækvivalenter pr. Koncentrationer af disse ioner i vandprøver tilvejebringes typisk i milligram pr. For at konvertere Na, Ca og Mg fra mg/L til mekv / L skal du dividere koncentrationen med henholdsvis 22,9, 20 og 12,15.
for de fleste vandingsvand, der findes i Colorado, er standard SAR-formlen, der er angivet ovenfor, egnet til at udtrykke den potentielle natriumfare. For vandingsvand med højt bicarbonat (HCO3) indhold kan der imidlertid beregnes en “justeret” SAR (SARADJ). I dette tilfælde justeres mængden af calcium for vandets alkalinitet, anbefales i stedet for standard SAR (se afsnittet pH og alkalinitet nedenfor). Dit laboratorium kan beregne en justeret SAR i situationer, hvor HCO3 er større end 200 mg/L eller pH er større end 8,5.
 |
mekv/l = mg/L divideret med atomvægt af ion divideret med ionladning (Na+=23,0 mg/mekv, Ca++=20,0 mg/mekv, Mg++=12,15 mg / mekv) |
de potentielle jordinfiltrerings-og permeabilitetsproblemer, der er skabt ved anvendelse af vandingsvand med høj “sodicitet”, kan ikke vurderes tilstrækkeligt på grundlag af SAR alene. Dette skyldes, at opsvulmningspotentialet for vand med lavt saltindhold er større end vand med højt vand med samme natriumindhold (Tabel 4). Derfor kræver en mere nøjagtig vurdering af infiltrations – /permeabilitetsfare anvendelse af elektrisk ledningsevne sammen med SAR.
| Tabel 4. Retningslinjer for vurdering af natriumfare ved vandingsvand baseret på SAR og Ecv2. | ||
| potentiale for vand Infiltration Problem | ||
| Irrigationvand SAR | usandsynligt | sandsynligt |
| —-Ecv2 (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 |
| 2modificeret fra R. S. Ayers og D. V. 1994. Vandkvalitet til landbrug, kunstvanding og dræning papir 29, rev. 1, FN ‘ s Fødevare-og Landbrugsorganisation, Rom. | ||
mange faktorer, herunder jordstruktur, organisk materiale, beskæringssystem, vandingssystem og styring, påvirker, hvordan natrium i vandingsvand påvirker jord. Jord, der mest sandsynligt viser reduceret infiltration og skorpe fra vand med forhøjet SAR (større end 6), er dem, der indeholder mere end 30% ekspansiv (smektit) ler. Jord, der indeholder mere end 30% ler, inkluderer de fleste jordarter i lerjord, silt lerjordteksturklasser og finere og nogle sandede lerjord. I Colorado er smectite lerarter almindelige i områder med landbrugsproduktion.
| tabel 5. Følsomhedsområder for afgrøder til bladskade fra saltvand sprinklervand. | ||||
| Na-eller Cl-koncentration (mg/L), der forårsager bladskade | ||||
| na koncentration | <46 | 46-230 | 231-460 | >460 |
| Cl koncentration | <175 | 175-350 | 351-700 | >700 |
| abrikos | peber | Lucerne | sukkerroer | |
| blomme | kartoffel | Byg | solsikke | |
| tomat | majs | Sorghum | ||
| bladskader påvirkes af kulturelle og miljømæssige forhold. Disse data præsenteres kun som generelle retningslinjer for vanding i dagtimerne. Kilde: masse (1990) Afgrødesalttolerance. I: landbrugs vurdering og forvaltning Manual. K. K. Tanji (Red.). ASCE. s. 262-304. | ||||
pH og alkalinitet
surheden eller basiciteten af vandingsvand udtrykkes som pH (< 7,0 sur; > 7,0 basisk). Det normale pH-interval for vandingsvand er fra 6,5 til 8,4. Unormalt lave pH ‘ er er ikke almindelige i Colorado, men kan forårsage accelereret vandingssystemkorrosion, hvor de forekommer. Høj pH over 8,5 er ofte forårsaget af høje bicarbonat (HCO3–) og carbonat (CO32–) koncentrationer, kendt som alkalinitet. Høje carbonater får calcium-og magnesiumioner til at danne uopløselige mineraler, der efterlader natrium som den dominerende ion i opløsning. Som beskrevet i afsnittet natriumfare kan dette alkaliske vand intensivere virkningen af højt SAR-vand på sodiske jordforhold. Overdreven bicarbonatkoncentrater kan også være problematisk for dryp-eller mikrosprayvandingssystemer, når kalcit-eller skalaopbygning forårsager reducerede strømningshastigheder gennem åbninger eller emittere. I disse situationer kan korrektion ved at injicere svovlsyre eller andre sure materialer i systemet være påkrævet.
chlorid
chlorid er en almindelig ion i Colorado vandingsvand. Selvom chlorid er afgørende for planter i meget lave mængder, kan det forårsage toksicitet for følsomme afgrøder ved høje koncentrationer (Tabel 6). Ligesom natrium forårsager høje chloridkoncentrationer flere problemer, når de anvendes med sprinklervanding (Tabel 6). Bladforbrænding under sprinkler fra både natrium og chlorid kan reduceres ved vanding om natten eller påføring på kølige, overskyede dage. Dråbedyser og trækslanger anbefales også, når der påføres saltvandsvanding gennem et sprinklersystem for at undgå direkte kontakt med bladoverflader.
| Tabel 6. Kloridklassificering af vandingsvand. | |
| chlorid (ppm) | effekt på afgrøder |
| Under 70 | generelt sikkert for alle planter. |
| 70-140 | følsomme planter viser skade. |
| 141-350 | moderat tolerante planter viser skade. |
| over 350 | kan forårsage alvorlige problemer. |
| Kloridtolerance for udvalgte afgrøder. Liste i rækkefølge efter stigende tolerance: (lav tolerance) tør bønne, løg, gulerod, salat, peber, majs, kartoffel, Lucerne, sudangrass, courgette, hvede, sorghum, sukkerroer, byg (høj tolerance). Kilde: Masse (1990) Afgrødesalttolerance. Landbrugs saltholdighed vurdering og forvaltning Manual. K. K. Tanji (Red.). ASCE. pp 262-304. | |
bor
bor er et andet element, der er essentielt i lave mængder, men giftigt ved højere koncentrationer (Tabel 7). Faktisk kan toksicitet forekomme på følsomme afgrøder ved koncentrationer mindre end 1,0 ppm. Colorado jord og vandingsvand indeholder nok B til, at der ikke kræves yderligere B-gødning i de fleste situationer. Da B-toksicitet kan forekomme ved så lave koncentrationer, anbefales en vandingsvandsanalyse for grundvand, inden der påføres yderligere B på kunstvandede afgrøder.
| Tabel 7. Borfølsomhed hos udvalgte Colorado-planter (B-koncentration, mg / L*) | ||||
| følsom | moderat følsom | moderat Tolerant | Tolerant | |
| 0.5-0.75 | 0.76-1.0 | 1.1-2.0 | 2.1-4.0 | 4.1-6.0 |
| fersken | hvede | gulerod | salat | Lucerne |
| løg | Byg | kartoffel | kål | sukkerroer |
| solsikke | agurk | majs | tomat | |
| tør bønne | Havre | |||
| kilde: masse (1987) salttolerance af planter. CRC Håndbog for plantevidenskab i landbruget. B. R. Cristie (Red.). CRC Press Inc. * maksimale koncentrationer tolereret i jordvand eller mætningsekstrakt uden udbytte eller vegetativ vækstreduktioner. Maksimale koncentrationer i vandingsvandet er omtrent lig med disse værdier eller lidt mindre. |
||||
sulfat
sulfationen er en stor bidragyder til saltholdighed i mange af Colorado kunstvanding farvande. Som med bor har sulfat i vandingsvand frugtbarhedsfordele, og vandingsvand i Colorado har ofte nok sulfat til maksimal produktion for de fleste afgrøder. Undtagelser er sandede marker med <1 procent organisk materiale og < 10 ppm SO4-s i vandingsvand.
Nitrogen
kvælstof i vandingsvand (N) er stort set et fertilitetsproblem, og nitrat-nitrogen (NO3-N) kan være en betydelig n-kilde i South Platte, San Luis Valley og dele af Arkansas-flodbassinerne. Nitrationen forekommer ofte ved højere koncentrationer end ammonium i vandingsvand. Vand højt i N kan forårsage kvalitetsproblemer i afgrøder som byg og sukkerroer og overdreven vegetativ vækst i nogle grøntsager. Imidlertid kan disse problemer normalt overvindes ved god gødning og vandingsstyring. Uanset afgrøden skal nitrat krediteres gødningshastigheden, især når koncentrationen overstiger 10 ppm NO3-N (45 ppm NO3). Tabel 3 giver konverteringer fra ppm til pund pr.
Resume
kvaliteten af vandingsvand, der er tilgængeligt for landmænd og andre vandingsanlæg, har en betydelig indflydelse på, hvilke planter der med succes kan dyrkes, produktiviteten af disse planter og vandinfiltration og andre fysiske jordbundsforhold. Det første skridt i at forstå, hvordan en vandingsvandskilde kan påvirke et jord-plantesystem, er at få det analyseret af et velrenommeret laboratorium. Colorado State University udvidelse faktablad, vælge en analytisk laboratorium 0.520 kan hjælpe dig med at finde et laboratorium i dit område, der er bekendt med vandingsvandskvalitet. Yderligere oplysninger om forståelse og styring af saltvand og sodiske forhold findes i Colorado State University faktablade, styring af Saltvandsjord 0,503 og styring af Sodisk jord 0,504.