Skriv ut dette faktaarket
Av T. A. Bauder, Rm Waskom, Pl Sutherland og Jg Davis* (10/14)
Kjappe Fakta…
- Kunnskap om vanningsvannkvalitet er avgjørende for å forstå styring for langsiktig produktivitet.
- Vanningsvannkvaliteten vurderes basert på totalt saltinnhold, natrium og spesifikk ionetoksisitet.
- i Mange områder Av Colorado kan vanningsvannkvalitet påvirke avlingsproduktiviteten.
Corn plante skadet av saltvann sprinkler vann.
Salt-påvirket jord utvikle seg fra et bredt spekter av faktorer, inkludert: jordtype, feltet skråning og drenering, vanning system type og ledelse, gjødsel og gjødsling praksis, og andre jord og vann forvaltningspraksis. I Colorado er kanskje den mest kritiske faktoren for å forutsi, administrere og redusere saltpåvirkede jordarter kvaliteten på vanningsvann som brukes. Foruten å påvirke avlinger og jord fysiske forhold, kan vanning vannkvalitet påvirke fruktbarhet behov, vanning systemet ytelse og lang levetid, og hvordan vannet kan brukes. Derfor er kunnskap om vanningsvannkvalitet avgjørende for å forstå hvilke ledelsesendringer som er nødvendige for langsiktig produktivitet.
Vanningsvannkvalitetskriterier
Jordforskere bruker følgende kategorier for å beskrive vanningsvannseffekter på planteproduksjon og jordkvalitet:
- Saltholdighetsfare – totalt løselig saltinnhold
- Natriumfare-relativ andel av natrium til kalsium-og magnesiumioner
- pH-syre eller basisk
- Alkalitet – karbonat og bikarbonat
- Spesifikke ioner: klorid, sulfat, bor og nitrat.
en annen potensiell vanningsvannskvalitetssvikt som kan påvirke egnetheten til beskjæringssystemer er mikrobielle patogener.
| Tabell 1. Generelle retningslinjer for salinitetsfare for vanningsvann basert på konduktivitet. | |
| Begrensninger for bruk | Elektrisk Ledningsevne |
| (dS / m)* | |
| Ingen | ≤0.75 |
| Noen | 0.76 – 1.5 |
| Moderat1 | 1.51 – 3.00 |
| Severe2 | ≥3.00 |
| *dS / m ved 25º = mmhos / cm1lekking kreves ved høyere rekkevidde.2god drenering nødvendig og følsomme planter kan ha problemer med spiring. | |
Saltholdighetsfare
Den mest innflytelsesrike vannkvalitetsretningslinjen for avlingsproduktivitet er saltholdighetsfare målt ved elektrisk ledningsevne (ECw). Den primære effekten Av Høyt ECw-vann på avlingsproduktiviteten er plantens manglende evne til å konkurrere med ioner i jordløsningen for vann (fysiologisk tørke). Jo høyere EC, jo mindre vann er tilgjengelig for planter, selv om jorda kan virke våt. Fordi planter bare kan sive ut «rent» vann, reduseres brukbart plantevann i jordløsningen dramatisk etter HVERT SOM EC øker.
mengden vann som transpireres gjennom en avling er direkte relatert til utbytte; derfor reduserer vanningsvann med høy ECw avkastningspotensialet (Tabell 2). Faktiske avkastningsreduksjoner fra vanning med HØYT EC-vann varierer betydelig. Faktorer som påvirker avkastningsreduksjoner inkluderer jordtype, drenering, salttype, vanningssystem og styring. Utover effekter på den umiddelbare avlingen er den langsiktige effekten av saltbelastning gjennom vanningsvannet. Vann Med En ECw på bare 1.15 dS / m inneholder ca 2000 pounds salt for hver acre fot vann. Du kan bruke omregningsfaktorer I Tabell 3 for å gjøre denne beregningen for andre vann-EF-nivåer.
| Tabell 2. Potensiell avkastningsreduksjon fra saltvann for utvalgte vannede avlinger.1 |
||||
| % avkastningsreduksjon | ||||
| Beskjær | 0% | 10% | 25% | 50% |
| ECw2 | ||||
| Bygg | 5.3 | 6.7 | 8.7 | 12 |
| Hvete | 4.0 | 4.9 | 6.4 | 8.7 |
| Sugarbeet3 | 4.7 | 5.8 | 7.5 | 10 |
| Alfalfa | 1.3 | 2.2 | 3.6 | 5.9 |
| Potet | 1.1 | 1.7 | 2.5 | 3.9 |
| Korn (korn)) | 1.1 | 1.7 | 2.5 | 3.9 |
| Mais (ensilasje) | 1.2 | 2.1 | 3.5 | 5.7 |
| Løk | 0.8 | 1.2 | 1.8 | 2.9 |
| Tørre Bønner | 0.7 | 1.0 | 1.5 | 2.4 |
| 1tilpasset Fra » Vannkvalitet Til Vanning.»R. S. Ayers. Jour. av Irrig. Og Avløp. Div. ASCE. Vol 103, Nr. IR2, juni 1977, s. 140. 2ECw = elektrisk ledningsevne av vanningsvannet i dS / m ved 25oC. 3følsom under spiring. ECw bør ikke overstige 3 dS / m for hagebiter og sukkerbeter. |
||||
andre vilkår som laboratorier og litteraturkilder bruker til å rapportere saltholdighetsfare er: salter, saltholdighet, elektrisk ledningsevne (ECw) eller totalt oppløste faste stoffer (tds). Disse begrepene er alle sammenlignbare og alle kvantifiserer mengden oppløste «salter» (eller ioner, ladede partikler) i en vannprøve. TDS er imidlertid en direkte måling av oppløste ioner, OG EC er en indirekte måling av ioner med en elektrode.
selv om folk ofte forveksler begrepet «saltholdighet» med vanlig bordsalt eller natriumklorid (nacl), MÅLER EC saltholdighet fra alle ioner oppløst i en prøve. Dette inkluderer negativt ladede ioner (F. eks. Cl–, NO-3) og positivt ladede ioner (f. eks., Ca++, Na+). En annen vanlig kilde til forvirring er mangfoldet av enhetssystemer som brukes Med ECw. Foretrukket enhet er deciSiemens per meter (dS/m), men millimhos per centimeter (mmho/cm) og micromhos per centimeter (µ/cm) brukes fortsatt ofte. Konverteringer for å hjelpe deg å bytte mellom enhetssystemer er gitt I Tabell 3.
| Tabell 3. Omregningsfaktorer for vanning vannkvalitet laboratorium rapporter. | |||
| Komponent | For Å Konvertere | Multipliser Med | For Å Oppnå |
| vann næringsstoffer eller TDS | mg / L | 1.0 | ppm |
| fare For vannsalthold | 1 dS/m | 1.0 | 1 mmho / cm |
| fare For vannsalthold | 1 mmho / cm | 1,000 | 1 µ / cm |
| fare For vannsalthold | ECw (dS/m) FOR EC < 5 dS /m |
640 | TDS (mg/L)) |
| fare For vannsalthold | ECw (dS/m) FOR EC >5 dS / m |
800 | TDS (mg/L)) |
| Vann NO3N, SO4-S, b anvendt | ppm | 0.23 | lb per acre tommer vann |
| Vanning vann | acre tommer | 27,150 | liter vann |
Definisjoner |
|
| Forkortet. | Betydning |
| mg / L | milligram per liter |
| meq / L | milliekvivalenter per liter |
| ppm | deler per million |
| dS/m | beslutning per meter |
| µ / cm | mikrosiemens per centimeter |
| mmho/cm | millimhos per centimeter |
| TDS | totalt oppløste faste stoffer |
Natriumfare
Infiltrasjon/Permeabilitetsproblemer
Selv Om planteveksten er primært begrenset av saltholdigheten (ECw) nivået av vanningsvannet, anvendelsen av vann med natrium ubalanse kan ytterligere redusere utbyttet under visse jordteksturforhold. Reduksjoner i vanninfiltrasjon kan oppstå når vanningsvann inneholder høyt natrium i forhold til kalsium-og magnesiuminnholdet. Denne tilstanden, kalt «sodicity», skyldes overdreven jordakkumulering av natrium. Sodisk vann er ikke det samme som saltvann. Sodicity forårsaker hevelse og spredning av jord leire, overflate crusting og pore plugging. Dette degradert jord struktur tilstand i sin tur hindrer infiltrasjon og kan øke avrenning. Sodicity fører til en nedgang i nedadgående bevegelse av vann inn i og gjennom jord, og aktivt voksende planter røtter kan ikke få tilstrekkelig vann, til tross for pooling av vann på jordoverflaten etter vanning.
det vanligste tiltaket for å vurdere sodicity i vann og jord kalles Natrium Adsorpsjon Ratio (Sar). SAR definerer sodicity i forhold til den relative konsentrasjonen av natrium (Na) sammenlignet med summen av kalsium (Ca) og magnesium (Mg) ioner i en prøve. SAR vurderer potensialet for infiltrasjon problemer på grunn av en natrium ubalanse i vanning vann. SAR er matematisk skrevet under, Hvor Na, Ca Og Mg er konsentrasjonene av disse ioner i milliekvivalenter per liter (meq/L). Konsentrasjoner av disse ioner i vannprøver er vanligvis gitt i milligram per liter (mg/L). For å konvertere Na, Ca Og Mg fra mg / L til meq / L, bør du dele konsentrasjonen med henholdsvis 22,9, 20 og 12,15.
for de fleste vanningsvann som oppstår I Colorado, er standard SAR-formelen gitt ovenfor egnet til å uttrykke den potensielle natriumfaren. For vanningsvann med høyt bikarbonat (HCO3) innhold kan imidlertid en «justert» SAR (SARADJ) beregnes. I dette tilfellet er mengden kalsium justert for vannets alkalitet, anbefales i stedet for standard SAR (se ph og Alkalitet nedenfor). Laboratoriet ditt kan beregne en justert SAR i situasjoner DER HCO3 er større enn 200 mg / L eller pH er større enn 8,5.
 |
meq/l = mg/L dividert med atomvekt av ion dividert med ionisk ladning (Na+=23,0 mg/meq, Ca++=20,0 mg / meq, Mg++=12,15 mg / meq) |
de potensielle jordinfiltrasjon og permeabilitetsproblemer som er opprettet fra applikasjoner av vanningsvann med høy «sodicity», kan ikke vurderes tilstrekkelig på GRUNNLAG av SAR alene. Dette skyldes at hevelsespotensialet for Lavt saltholdighet (ECw) vann er større enn høyt ECw-vann ved samme natriuminnhold(Tabell 4). En mer nøyaktig vurdering av faren for infiltrasjon/permeabilitet krever derfor bruk av elektrisk ledningsevne (ECw) sammen med SAR.
| Tabell 4. Retningslinjer for vurdering av natriumfare for vanningsvann basert PÅ Sar og ECw2. | ||
| Potensialet For Vann Infiltrasjon Problem | ||
| Vanningsvann SAR | Usannsynlig | Sannsynlig |
| —-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 |
| 2modifisert Fra R. S. Ayers Og D. W. Westcot. 1994. Vannkvalitet For Landbruk, Vanning Og Dreneringspapir 29, rev. 1, Fns Organisasjon For Mat Og Landbruk, Roma. | ||
Mange faktorer, inkludert jordtekstur, organisk materiale, beskjæringssystem, vanningsanlegg og styring, påvirker hvordan natrium i vanningsvann påvirker jord. Jordsmonn som mest sannsynlig viser redusert infiltrasjon og skorping fra vann med forhøyet SAR (større enn 6) er de som inneholder mer enn 30% ekspansiv (smektitt) leire. Jord som inneholder mer enn 30% leire inkluderer de fleste jord i leire leirjord, silty leire leirjord tekstur klasser og finere og noen sand leire leirjord. I Colorado er smektitt leire vanlig i områder med landbruksproduksjon.
| Tabell 5. Følsomhet varierer for avlinger til bladskader fra saltvann sprinklervann. | ||||
| Na-eller Cl-konsentrasjon (mg/L) som forårsaker bladskade | ||||
| Na konsentrasjon | <46 | 46-230 | 231-460 | >460 |
| Cl konsentrasjon | <175 | 175-350 | 351-700 | >700 |
| Aprikos | Pepper | Alfalfa | Sugarbeet | |
| Plomme | Potet | Bygg | Solsikke | |
| Tomat | Mais | Sorghum | ||
| Bladskader påvirkes av kulturelle og miljømessige forhold. Disse dataene presenteres kun som generelle retningslinjer for dagtid vanning. Kilde: Mass (1990) Beskjære salt toleranse. In: Agricultural Assessment And Management Manual. K. K. Tanji (red.). ASCE, New York. s. 262-304. | ||||
pH Og Alkalitet
surheten eller basisiteten til vanningsvann uttrykkes som pH (< 7,0 surt; > 7,0 basisk). Det normale pH-området for vanningsvann er fra 6,5 til 8,4. Unormalt lav pH er ikke vanlig I Colorado, men kan forårsake akselerert vanning systemet korrosjon der de oppstår. Høy pH er over 8,5 er ofte forårsaket av høye bikarbonat (HCO3–) og karbonat (CO32–) konsentrasjoner, kjent som alkalitet. Høye karbonater forårsaker kalsium – og magnesiumioner for å danne uoppløselige mineraler, og etterlater natrium som den dominerende ion i oppløsning. Som beskrevet i delen sodium hazard, kan dette alkaliske vannet intensivere virkningen av høyt SAR-vann på sodiske jordforhold. Overdreven bikarbonat konsentrater kan også være problematisk for drypp eller mikro-spray vanningsanlegg når kalsitt eller skala bygge opp fører til redusert strømningshastighet gjennom åpninger eller emittere. I disse situasjonene kan det være nødvendig med korreksjon ved å injisere svovelsyre eller andre sure materialer i systemet.
Klorid
Klorid Er en vanlig ion I Colorado vanning farvann. Selv om klorid er viktig for planter i svært lave mengder, kan det forårsake toksisitet for følsomme avlinger i høye konsentrasjoner (Tabell 6). Som natrium forårsaker høye kloridkonsentrasjoner flere problemer når de brukes med sprinkler vanning (Tabell 6). Bladbrenning under sprinkler fra både natrium og klorid kan reduseres om natten vanning eller påføring på kjølige, skyfri dager. Drop dyser og dra slanger anbefales også når du bruker noen saltvann vanning vann gjennom et sprinkleranlegg for å unngå direkte kontakt med blad overflater.
| Tabell 6. Klorid klassifisering av vanningsvann. | |
| Klorid (ppm) | Effekt På Avlinger |
| Under 70 | Generelt trygt for alle planter. |
| 70-140 | Følsomme planter viser skade. |
| 141-350 | Moderat tolerante planter viser skade. |
| Over 350 | kan forårsake alvorlige problemer. |
| Kloridtoleranse for utvalgte avlinger. Oppføring i rekkefølge av økende toleranse: (lav toleranse) tørr bønne, løk, gulrot, salat, pepper, mais, potet, alfalfa, sudangrass, courgette squash, hvete, sorghum, sukkerroer, bygg (høy toleranse). Kilde: Mass (1990) Beskjære Salt Toleranse. Agricultural Salinity Assessment And Management Manual. K. K. Tanji (red.). ASCE, New York. pp 262-304. | |
Bor
Bor Er et annet element som er essensielt i lave mengder, men giftig ved høyere konsentrasjoner (Tabell 7). Faktisk kan toksisitet forekomme på følsomme avlinger ved konsentrasjoner mindre enn 1,0 ppm. Colorado jord og vanning farvann inneholder nok B at ytterligere b gjødsel ikke er nødvendig i de fleste situasjoner. Fordi b toksisitet kan oppstå ved slike lave konsentrasjoner, anbefales en vanningsvannanalyse for grunnvann før ytterligere B påføres vannet.
| Tabell 7. Borfølsomhet av utvalgte Colorado-planter (b-konsentrasjon, 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 | Hvete | Gulrot | Salat | Alfalfa |
| Løk | Bygg | Potet | Kål | Sukkerroer |
| Solsikke | Agurk | Mais | Tomat | |
| Tørr Bønne | Havre | |||
| Kilde: Masse (1987) Salt toleranse av planter. CRC Håndbok For Plantevitenskap I Landbruket. B. R. Cristie (red.). CRC Press Inc. *Maksimale konsentrasjoner tolereres i jordvann eller metningsekstrakt uten utbytte eller vegetative vekstreduksjoner. Maksimale konsentrasjoner i vanningsvannet er omtrent lik disse verdiene eller litt mindre. |
||||
Sulfat
sulfationet er en viktig bidragsyter til saltholdighet i Mange Av Colorado irrigasjonsvann. Som med bor har sulfat i vanningsvann fruktbarhetsfordeler, og vanningsvann i Colorado har ofte nok sulfat for maksimal produksjon for de fleste avlinger. Unntak er sandfelt med < 1 prosent organisk materiale og < 10 ppm SO4-S i vanningsvann.
Nitrogen
Nitrogen i vanningsvann (N) er i stor grad et fruktbarhetsproblem, og nitrat-nitrogen (NO3-N) kan være en betydelig n-kilde I South Platte, San Luis Valley og deler av Arkansas-elvene. Nitrationet forekommer ofte ved høyere konsentrasjoner enn ammonium i vanningsvann. Vann høyt i N kan forårsake kvalitetsproblemer i avlinger som bygg og sukkerroer og overdreven vegetativ vekst i noen grønnsaker. Imidlertid kan disse problemene vanligvis overvinnes av god gjødsel og vanning ledelse. Uavhengig av avlingen, bør nitrat krediteres mot gjødselshastigheten, spesielt når konsentrasjonen overstiger 10 ppm NO3-N (45 ppm NO3). Tabell 3 gir konverteringer fra ppm til pund per acre tommer.
Sammendrag
kvaliteten på vanningsvann tilgjengelig for bønder og andre irrigatorer har en betydelig innvirkning på hvilke planter som kan vellykkes dyrkes, produktiviteten til disse plantene, og vanninfiltrasjon og andre jord fysiske forhold. Det første trinnet i å forstå hvordan en vanningsvannkilde kan påvirke et jordplantesystem, er å få det analysert av et anerkjent laboratorium. Colorado State University Extension factsheet, Velge En Analytisk Laboratorium 0.520 kan hjelpe deg med å finne en lab i ditt område som er kjent med vanning vannkvalitet. Ytterligere informasjon om forståelse og styring av saltvann og sodiske forhold finnes I Colorado State University faktaark, Styring Av Saltvannsjord 0.503 og Styring Av Sodisk Jord 0.504.