Tulosta tämä tiedote
T. A. Bauder, R. M. Waskom, P. L. Sutherland ja J. G. Davis* (10/14)
Pikafaktoja…
- kasteluveden laadun tuntemus on ratkaisevan tärkeää pitkän aikavälin tuottavuuden hallinnan ymmärtämiseksi.
- kasteluveden laatu arvioidaan kokonaissuolapitoisuuden, natriumin ja erityisten ionitoksisuuksien perusteella.
- monilla Coloradon alueilla kasteluveden laatu voi vaikuttaa sadon tuottavuuteen.
suolaisen sprinkleriveden vaurioittama Maissitehdas.
suolaiseen maaperään vaikuttavat monet eri tekijät, kuten maalaji, pellon kaltevuus ja salaojitus, kastelujärjestelmän tyyppi ja hoito, lannoite-ja käsittelykäytännöt sekä muut maaperän ja vesien hoitokäytännöt. Coloradossa ehkä kriittisin tekijä suolaisen maaperän ennustamisessa, hallinnassa ja vähentämisessä on kasteluveden laatu. Sen lisäksi, että kasteluveden laatu vaikuttaa satoon ja maaperän fysikaalisiin olosuhteisiin, se voi vaikuttaa hedelmällisyystarpeeseen, kastelujärjestelmän suorituskykyyn ja pitkäikäisyyteen sekä siihen, miten vettä voidaan käyttää. Siksi kasteluveden laadun tuntemus on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan ymmärtää, mitkä hallinnolliset muutokset ovat välttämättömiä pitkän aikavälin tuottavuuden kannalta.
kasteluveden laatukriteerit
Maaperätutkijat käyttävät seuraavia luokkia kuvaamaan kasteluveden vaikutusta kasvintuotantoon ja maaperän laatuun:
- Suolaisuusvaara-liukoisen suolan kokonaispitoisuus
- Natriumvaara – natriumin suhteellinen osuus kalsium – ja magnesiumioneihin
- pH – happo tai emäksinen
- emäksisyys-karbonaatti ja bikarbonaatti
- spesifiset ionit: kloridi, sulfaatti, boori ja nitraatti.
toinen mahdollinen kasteluveden laadun heikkeneminen, joka voi vaikuttaa sopivuuteen viljelyjärjestelmiin, ovat mikrobipatogeenit.
| Taulukko 1. Yleiset ohjeet johtavuuteen perustuvasta kasteluveden suolapitoisuusvaarasta. | |
| käyttörajoitukset | sähkönjohtavuus |
| (dS / m)* | |
| ei ole | ≤0.75 |
| Some | 0.76 – 1.5 |
| Moderaatti1 | 1.51 – 3.00 |
| Severe2 | ≥3.00 |
| *dS / m 25ºC: ssa = mmhos/cm1vaalennus vaaditaan korkeammalla alueella.2hyvä salaojitus tarpeen ja herkkä kasveja voi olla vaikeuksia itämisen. | |
Suolapitoisuusvaara
vaikuttavin vedenlaadun ohjenuora viljelykasvien tuottavuuteen on veden suolapitoisuusvaara mitattuna Sähkönjohtavuudella (ECw). Korkean ECw-veden ensisijainen vaikutus sadon tuottavuuteen on kasvin kyvyttömyys kilpailla maaperäliuoksen ionien kanssa vedestä (fysiologinen kuivuus). Mitä korkeampi EY on, sitä vähemmän vettä kasveille on tarjolla, vaikka maa voi vaikuttaa märältä. Koska kasvit voivat tuottaa vain ”puhdasta” vettä, käyttökelpoisen kasviveden määrä maaliuoksessa vähenee dramaattisesti EC: n kasvaessa.
viljelykasvin kautta kulkeutuvan veden määrä on suoraan suhteessa satoon; siksi kasteluvesi, jossa ECw on korkea, vähentää satopotentiaalia (Taulukko 2). Runsasravinteisen kastelun aiheuttamat todelliset satovähennykset vaihtelevat huomattavasti. Sadon vähenemiseen vaikuttavia tekijöitä ovat muun muassa maalaji, salaojitus, suolatyyppi, kastelujärjestelmä ja hoito. Välittömään satoon kohdistuvien vaikutusten lisäksi kasteluveden kautta tapahtuva suolankuormitus vaikuttaa pitkällä aikavälillä. Vesi, jonka ECw on vain 1,15 dS / m, sisältää noin 2 000 kiloa suolaa jokaista eekkeriä kohden. Voit käyttää taulukon 3 muuntokertoimia laskettaessa muita veden EC-tasoja.
| Taulukko 2. Suolaisen veden mahdollinen satovähennys valikoiduissa kastelluissa viljelykasveissa.1 |
||||
| % satovähennys | ||||
| sato | 0% | 10% | 25% | 50% |
| ECw2 | ||||
| ohra | 5.3 | 6.7 | 8.7 | 12 |
| Vehnä | 4.0 | 4.9 | 6.4 | 8.7 |
| Sugarbeet3color | 4.7 | 5.8 | 7.5 | 10 |
| sinimailanen | 1.3 | 2.2 | 3.6 | 5.9 |
| peruna | 1.1 | 1.7 | 2.5 | 3.9 |
| maissi (vilja) | 1.1 | 1.7 | 2.5 | 3.9 |
| maissi (säilörehu) | 1.2 | 2.1 | 3.5 | 5.7 |
| sipuli | 0.8 | 1.2 | 1.8 | 2.9 |
| kuivatut pavut | 0.7 | 1.0 | 1.5 | 2.4 |
| 1sovitettu kohdasta ” kasteluveden laatu. R. S. Ayers. Jour. Irrigin. ja valuta. Div. ASCE. Vol 103, Ei. IR2, Kesäkuu 1977, s. 140. 2ecw = kasteluveden sähkönjohtavuus dS/m lämpötilassa 25oC. 3herkkä itämisen aikana. ECw ei saisi ylittää 3 dS/m puutarhajuurikkaiden ja sokerimarjojen osalta. |
||||
muita termejä, joita laboratoriot ja kirjallisuuslähteet käyttävät suolapitoisuusvaaran ilmoittamisessa, ovat: suolat, suolapitoisuus, sähkönjohtavuus (ECw) tai liuenneiden kiintoaineiden kokonaismäärä (TDS). Nämä termit ovat kaikki vertailukelpoisia, ja ne kaikki kvantifioivat vesinäytteessä olevien liuenneiden ”suolojen” (tai ionien, varattujen hiukkasten) määrän. TDS on kuitenkin liuenneiden ionien suora mittaus ja EC on ionien epäsuora mittaus elektrodilla.
vaikka ihmiset usein sekoittavat termin ”suolapitoisuus” yhteiseen pöytäsuolaan tai natriumkloridiin (NaCl), EC mittaa suolapitoisuutta kaikista näytteeseen liuenneista ioneista. Tähän kuuluvat negatiivisesti varautuneet ionit (esim. Cl–, NO-3) ja positiivisesti varautuneet ionit (esim., Ca++, Na+). Toinen yleinen sekaannuksen lähde on ECw: n kanssa käytettyjen yksikköjärjestelmien moninaisuus. Ensisijainen yksikkö on deciSiemens per metri (dS/m), mutta millimehoja per senttimetri (mmho/cm) ja mikromehoja per senttimetri (µmho/cm) käytetään edelleen usein. Muunnokset, jotka auttavat sinua vaihtamaan yksikköjärjestelmien välillä, on esitetty taulukossa 3.
| Taulukko 3. Kasteluveden laatua koskevien laboratorioraporttien muuntokertoimet. | |||
| komponentti | muuntaa | kertoo | saadakseen |
| veden ravintoaine tai TDS | mg / L | 1.0 | ppm |
| veden suolaisuusvaara | 1 dS / m | 1.0 | 1 mmho / cm |
| veden suolaisuusvaara | 1 mmho / cm | 1,000 | 1 µmho / cm |
| veden suolaisuusvaara | ECw (dS/m) kun EY <5 dS / m |
640 | TDS (mg / L) |
| veden suolaisuusvaara | ECw (dS/m) kun EY >5 dS / m |
800 | TDS (mg / L) |
| vesi NO3N,SO4-S, B levitetty | ppm | 0.23 | lb / eekkeri tuumaa vettä |
| kasteluvesi | hehtaarin tuuma | 27,150 | litroittain vettä |
määritelmät |
|
| Abbrev. | merkitys |
| mg / L | milligrammaa litrassa |
| meq / L | milliekvivalenttia litrassa |
| ppm | parts per million |
| dS / m | ratkaisumittaria / metri |
| µS / cm | mikrosiemeniä / senttimetri |
| mmho / cm | millimoos / senttimetri |
| TDS | liuenneiden kiintoaineiden kokonaismäärä |
Natriumvaara
infiltraatio- / Läpäisevyysongelmat
vaikka kasvien kasvua rajoittaa ensisijaisesti kasteluveden suolapitoisuus (ECw), natriumepätasapainon veden käyttö voi edelleen vähentää satoa tietyissä maaperän rakenneolosuhteissa. Veden tunkeutuminen voi vähentyä, kun kasteluvesi sisältää runsaasti natriumia suhteessa kalsium-ja magnesiumpitoisuuteen. Tämä tila, jota kutsutaan ”sodicity”, johtuu liiallisesta natriumin kertymisestä maaperään. Melodinen vesi ei ole sama asia kuin suolainen vesi. Sodikkuus aiheuttaa maasaven turpoamista ja hajaantumista, pinnan karstoittumista ja huokosia. Tämä huonontunut maaperän rakenteen kunto puolestaan estää tunkeutumisen ja voi lisätä valumia. Sodikkuus aiheuttaa veden alaspäin suuntautuvan liikkeen vähenemistä maaperään ja sen läpi, ja aktiivisesti kasvavat kasvien juuret eivät välttämättä saa riittävästi vettä, vaikka vettä kerääntyy maan pinnalle kastelun jälkeen.
yleisin vedessä ja maaperässä esiintyvän sodomisuuden arviointimenetelmä on nimeltään natriumin Adsorptiosuhde (Sar). SAR määrittelee sodiumisuuden natrium – (Na) suhteellisena pitoisuutena verrattuna kalsium – (Ca) ja magnesium – (Mg) ionien summaan näytteessä. Erityishallintoalue arvioi kasteluveden natriumepätasapainosta johtuvien infiltraatio-ongelmien mahdollisuutta. Alla on matemaattisesti kirjoitettu SAR, jossa Na, Ca ja Mg ovat näiden ionien pitoisuudet milliekvivalentteina litrassa (meq / L). Näiden ionien pitoisuudet vesinäytteissä ilmoitetaan tyypillisesti milligrammoina litrassa (mg / L). Jos haluat muuntaa Na: n, Ca: n ja Mg: n mg/L: stä meq/L: ksi, sinun tulee jakaa pitoisuus vastaavasti 22.9: llä, 20: llä ja 12.15: llä.
useimpien Coloradossa esiintyvien kasteluvesien osalta yllä esitetty Sar-kaava soveltuu mahdollisen natriumvaaran ilmaisemiseen. Korkean bikarbonaattipitoisuuden (HCO3) kasteluvedelle voidaan kuitenkin laskea ”oikaistu” SAR (SARADJ). Tällöin kalsiumin määrää säädetään veden emäksisyyden mukaan, suositellaan Sar-standardin sijasta (KS.pH ja emäksisyys jäljempänä). Laboratoriosi voi laskea oikaistun SAR-arvon tilanteissa, joissa HCO3 on yli 200 mg/L tai pH yli 8,5.
 |
meq / l = mg / L jaettuna ionin atomipainolla jaettuna ionilatauksella (Na+ = 23, 0 mg / meq, Ca++ = 20, 0 mg / meq, Mg++=12, 15 mg / meq) |
kasteluveden, jolla on suuri ”sodiumisuus”, käytöstä mahdollisesti aiheutuvia maaperän tunkeutumis-ja läpäisevyysongelmia ei voida riittävästi arvioida pelkän SAR-arvon perusteella. Tämä johtuu siitä, että alhaisen suolapitoisuuden (ECw) veden paisumispotentiaali on suurempi kuin korkean ECw-veden, jossa on sama natriumpitoisuus (Taulukko 4). Siksi tunkeutumis – /läpäisevyysvaaran tarkempi arviointi edellyttää sähkönjohtavuuden (ECw) käyttöä yhdessä SAR-järjestelmän kanssa.
| Taulukko 4. Guidelines for assessment of sodium hazard of kasteluvesi based on SAR and ECw2. | ||
| mahdollinen veden Tunkeutumisongelma | ||
| Kasteluvesiar | epätodennäköinen | todennäköinen |
| —-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 |
| 2modifioitu R. S. Ayersilta ja D. W. Westcotilta. 1994. Luku 29, rev. 1, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rooma. | ||
monet tekijät, kuten maaperän rakenne, orgaaninen aines, viljelyjärjestelmä, kastelujärjestelmä ja hallinta vaikuttavat siihen, miten kasteluveden natrium vaikuttaa maaperään. Maaperä, jossa on todennäköisesti vähemmän tunkeutumista ja karstaantumista vedestä, jossa on koholla SAR (yli 6), ovat ne, jotka sisältävät yli 30% ekspansiivista (smektite) savea. Yli 30% savea sisältäviin maa-aineksiin kuuluvat useimmat maa-aineksista savisavea, lietesavea textural-luokissa ja hienompaa ja osa hiekkaista savisavea. Coloradossa smektiittisavet ovat yleisiä alueilla, joilla on maataloustuotantoa.
| Taulukko 5. Viljelykasvien alttius lehtivaurioille vaihtelee suolaisesta sprinklerivedestä. | ||||
| lehtivaurioita aiheuttava na-tai Cl-pitoisuus (mg/L) | ||||
| NT pitoisuus | <46 | 46-230 | 231-460 | >460 |
| cl-pitoisuus | <175 | 175-350 | 351-700 | >700 |
| aprikoosi | pippuri | sinimailanen | Sokerimailanen | |
| luumu | peruna | ohra | Auringonkukka | |
| tomaatti | maissi | durra | ||
| Lehtivammoihin vaikuttavat kulttuuri-ja ympäristöolosuhteet. Nämä tiedot esitetään vain päiväkastelun yleisohjeina. Lähde: Mass (1990) Crop salt tolerance. Julkaisussa: Agricultural Assessment and Management Manual. K. K. Tanji (toim.). ASCE, New York. s. 262-304. | ||||
pH ja emäksisyys
kasteluveden happamuus tai emäksisyys ilmoitetaan pH: na (< 7,0 hapan; > 7,0 emäksinen). Kasteluveden normaali pH-alue on 6,5-8,4. Poikkeuksellisen alhainen pH: t eivät ole yleisiä Coloradossa, mutta voivat aiheuttaa nopeutettua kastelujärjestelmän korroosiota siellä, missä niitä esiintyy. Korkea pH: n yli 8,5 johtuu usein bikarbonaatin (HCO3–) ja karbonaatin (CO32–) korkeista pitoisuuksista, joita kutsutaan emäksisyydeksi. Korkeat karbonaatit saavat kalsium-ja magnesiumionit muodostamaan liukenemattomia mineraaleja, jotka jättävät natriumin vallitsevaksi ioniksi liuoksessa. Kuten natriumvaaraa koskevassa kohdassa on kuvattu, tämä emäksinen vesi voi voimistaa korkean SAR-veden vaikutusta soisiin maaperäolosuhteisiin. Liiallinen bikarbonaattikonsentraatit voivat myös olla ongelmallisia tippuminen tai mikro-spray kastelujärjestelmät, kun kalsiitti tai mittakaavassa kertyminen aiheuttaa vähentää virtausnopeutta aukkojen tai päästöjen. Näissä tilanteissa voi olla tarpeen korjata ruiskuttamalla järjestelmään rikkipitoisia tai muita happamia aineita.
kloridi
kloridi on yleinen ioni Coloradon kasteluvesissä. Vaikka kloridi on kasveille välttämätöntä hyvin pieninä määrinä, se voi suurina pitoisuuksina aiheuttaa myrkyllisyyttä herkille viljelykasveille (Taulukko 6). Natriumin tavoin korkeat kloridipitoisuudet aiheuttavat enemmän ongelmia sprinklerikastelun yhteydessä (Taulukko 6). Lehtien palamista sekä natrium-että kloridisadettimen alla voidaan vähentää yöllisellä kastelulla tai levityksellä viileinä, pilvisinä päivinä. Pudotussuuttimia ja vetoletkuja suositellaan myös, kun suolaliuosta kasteluvettä levitetään sprinklerijärjestelmän kautta, jotta vältetään suora kosketus lehtien pintoihin.
| Taulukko 6. Kloridi luokittelu kasteluveden. | |
| kloridi (ppm) | vaikutus viljelykasveihin |
| Alle 70 | yleisesti turvallinen kaikille kasveille. |
| 70-140 | herkissä kasveissa näkyy vammoja. |
| 141-350 | kohtalaisen sietävät kasvit osoittavat vammoja. |
| yli 350 | voi aiheuttaa vakavia ongelmia. |
| kloridin sietokyky valituille viljelykasveille. Listaus lisääntyvän toleranssin mukaisessa järjestyksessä: (Alhainen toleranssi) kuiva papu, sipuli, porkkana, salaatti, pippuri, maissi, peruna, sinimailanen, sudangrass, kesäkurpitsa squash, vehnä, durra, sokerijuurikas, ohra (korkea toleranssi). Lähde: Mass (1990) Crop Salt Tolerance. Maatalouden suolapitoisuuden arviointi-ja Hallintokäsikirja. K. K. Tanji (toim.). ASCE, New York. pp 262-304. | |
boori
boori on toinen alkuaine, joka on välttämätön pieninä määrinä, mutta myrkyllinen suurempina pitoisuuksina (Taulukko 7). Itse asiassa myrkyllisyyttä voi esiintyä herkillä kasvustoilla alle 1,0 ppm: n pitoisuuksilla. Coloradon maaperä ja kasteluvedet sisältävät sen verran B: tä, että lisäb-lannoitetta ei useimmissa tilanteissa tarvita. Koska B: n myrkyllisyyttä voi esiintyä näin pieninä pitoisuuksina, pohjaveden kasteluvesianalyysi on suositeltavaa ennen kuin kasteltuihin viljelykasveihin lisätään B: tä.
| Taulukko 7. Valittujen Coloradon kasvien booriherkkyys (B-pitoisuus, mg / L*) | ||||
| herkkä | kohtalaisen herkkä | kohtalaisen siedettävä | siedettävä | |
| 0.5-0.75 | 0.76-1.0 | 1.1-2.0 | 2.1-4.0 | 4.1-6.0 |
| persikka | Vehnä | porkkana | lehtisalaatti | sinimailanen |
| sipuli | ohra | peruna | kaali | sokerijuurikas |
| Auringonkukka | Kurkku | maissi | tomaatti | |
| papu | kaura | |||
| lähde: Mass (1987) kasvien Suolatoleranssi. CRC Handbook of Plant Science in Agriculture. B. R. Cristie (toim.). CRC Press Inc. * enimmäispitoisuudet maaperän vedessä tai kyllästysuutteessa ilman tuotoksen tai kasvullisen kasvun vähenemistä. Kasteluveden enimmäispitoisuudet ovat suunnilleen samat tai hieman pienemmät. |
||||
sulfaatti
sulfaatti-ioni on merkittävä suolapitoisuuden lisääjä monissa Coloradon kasteluvesissä. Kasteluveden sulfaatilla on boorin tapaan hedelmällisyyshyötyjä, ja kasteluvedessä Coloradossa on usein tarpeeksi sulfaattia maksimituotantoon useimmille viljelykasveille. Poikkeuksia ovat hiekkapellot, joissa on <1 prosentti orgaanista ainesta ja <10 ppm SO4-S kasteluvedessä.
typpi
kasteluveden sisältämä typpi (N) on suurelta osin hedelmällisyyskysymys, ja nitraattityppi (NO3-N) voi olla merkittävä typpilähde Etelä-Plattessa, San Luisin laaksossa ja osissa Arkansasin jokialueita. Nitraatti-ioni esiintyy usein korkeampina pitoisuuksina kuin ammonium kasteluvedessä. Runsaasti typpeä sisältävät vedet voivat aiheuttaa laatuongelmia viljelmille, kuten ohralle ja sokerijuurikkaalle, sekä liiallista kasvullista kasvua joillekin vihanneksille. Nämä ongelmat voidaan kuitenkin yleensä voittaa hyvällä lannoitteiden ja kastelun hallinnalla. Viljelykasvista riippumatta nitraattia tulisi hyvittää lannoitemäärälle erityisesti silloin, kun pitoisuus ylittää 10 ppm NO3-N (45 ppm NO3). Taulukko 3 tarjoaa muunnokset ppm: stä puntaa per acre tuumaa.
Yhteenveto
viljelijöiden ja muiden kastelijoiden käytössä olevan kasteluveden laadulla on huomattava vaikutus siihen, mitä kasveja voidaan menestyksekkäästi kasvattaa, näiden kasvien tuottavuuteen sekä veden tunkeutumiseen ja muihin maaperän fysikaalisiin olosuhteisiin. Ensimmäinen askel sen ymmärtämisessä, miten kasteluvesilähde voi vaikuttaa Maa-ja kasvijärjestelmään, on se, että se analysoidaan hyvämaineisessa laboratoriossa. Coloradon osavaltionyliopiston Laajennustiedote, jossa valitaan Analyysilaboratorio 0.520, voi auttaa sinua löytämään oman alueesi laboratorion, joka tuntee kasteluveden laadun. Lisätietoja ymmärrystä ja hallintaa suolaliuosta ja melodinen olosuhteissa löytyy Colorado State University tiedotteet, hallinta suolaliuosta maaperän 0.503 ja hallinta Soodic Soils 0.504.