Žemės ūkis ir ateities maisto sistemos · Straipsnis

Druskingumas ir natringumas

Atskirkite osmosinį druskų poveikį, mainomąjį natrį ir matavimus, reikalingus šaknų zonos problemoms aiškinti.

Pasirengimas ir susiję straipsniai

Bendrieji žinių pagrindai

Susiję straipsniai

Straipsnis padės

Atskirti ištirpusių druskų koncentraciją nuo su natriu susijusio struktūrinio poveikio.
EC, ESP ir SAR išsaugoti kartu su jų metodais ir reikšmėmis.
Apskaičiuoti mainomojo krūvio procentą nelaikant jo universalia riba.
Druskos masę sekti atskirai nuo vandens tūrio ir koncentracijos.

Druskingumas susijęs su druskomis tirpale

Šaknų zonoje gali būti daug vandens, bet jis gali prastai aprūpinti augalą. Ištirpusios druskos prisideda prie šio sunkumo keisdamos osmosines vandens pasisavinimo sąlygas. Druskingumas apibūdina bendrą ištirpusių druskų būklę; svarbūs ir atskiri jonai bei jų poveikis. Tai nėra tiesiog kitas sauso dirvožemio pavadinimas.

Elektrinis laidumas, arba EC, yra dažnas ištirpusių jonų vandenyje ar ekstrakte rodiklis. Jis dažnai pateikiamas decisimensais metrui, dS/m. EC tiesiogiai nenurodo, kokie jonai yra, ir nesuteikia universalaus perskaičiavimo į druskos gramus. Augalo atsakas priklauso nuo poveikio, vystymosi, dirvožemio ir aplinkos bei išmatuotos reikšmės.

Natringumas susijęs su mainomuoju natriu

Kai kurie dirvožemio dalelių paviršiai mainų vietose sulaiko teigiamai įkrautus jonus, vadinamus katijonais. Natris gali užimti dalį šios mainų talpos. Kai jo dalis ir aplinkinio tirpalo sąlygos palankios molio dispersijai, dalelės gali atsiskirti ir užkimšti porų jungtis. Gali susidaryti plutelė, sumažėti infiltracija ar pablogėti vandens pratekėjimas. Šis struktūrinis poveikis skiriasi nuo druskingo tirpalo osmosinio poveikio.

Druskingumas ir natringumas gali pasitaikyti kartu. Struktūros elgesį veikia bendra tirpalo koncentracija, natrio santykis su kalciu ir magniu, molio savybės bei kitos dirvožemio sąlygos. Ištirpusių druskų koncentracijos sumažinimas savaime nepašalina mainomojo natrio ir neatkuria struktūros; kai kuriuose jautriuose dirvožemiuose jis gali išryškinti dispersijos problemas. Šio sąlyginio ryšio nepaverskite teiginiu, kad lietus ar mažesnis druskingumas visada kenkia dirvožemiui.

Išsaugokite matavimo metodus

Laistymo vandens EC, prisotinto dirvožemio ekstrakto EC ir labiau praskiesto dirvožemio bei vandens mišinio EC nėra tarpusavyje pakeičiami rodmenys. Interpretavimą veikia temperatūra, ekstrahavimas ir dirvožemio bei vandens santykis. Užrašykite metodą, gylį, mėginio paėmimo datą ir svarbias dirvožemio sąlygas, o ne vien skaičiui priskirkite bendrą sveikumo etiketę.

Mainomojo natrio procentas, arba ESP, lygina mainomąjį natrį su katijonų mainų talpa tuo pačiu krūvio pagrindu. Natrio adsorbcijos santykis, SAR, apibūdina natrio, kalcio ir magnio ryšį tirpale. Todėl ESP ir SAR apibūdina skirtingus matavimus; nei vienas nepakeičia EC ar tikrų infiltracijos stebėjimų. Svarbus laboratorinis metodas ir vietinis interpretavimas.

Procentui reikia sutampančių krūvio vienetų

Tarkime, hipotetinėje laboratorijos ataskaitoje mainomojo natrio kiekis yra 2 cmol krūvio/kg, o katijonų mainų talpa – 20 cmol krūvio/kg, taikant suderinamus metodus. Centimolis yra viena šimtoji molio dalis; čia abu matavimai apibūdina su mainomaisiais katijonais susijusį elektrinį krūvį, o ne ištirpusios druskos gramus. ESP yra (2/20) × 100 = 10 %.

Ši 10 % reikšmė tik parodo vardiklį. Ji nenustato kiekvieno dirvožemio struktūros tinkamumo ar netinkamumo ir nėra universalus gydomosios priemonės taikymo signalas. Ataskaitoje reikia išsaugoti analizės metodą ir tikro dirvožemio elgesio įrodymus. Procentas su kitu vardikliu, pavyzdžiui, natrio masė, padalyta iš visos dirvožemio masės, atsakytų į kitą klausimą.

Hipotetinis mainomojo krūvio skaičiavimas
Matavimas	Reikšmė	Prasmė
Mainomasis natris	2 cmol krūvio/kg	Skaitiklis
Katijonų mainų talpa	20 cmol krūvio/kg	Vardiklis
ESP	10 %	2/20 × 100; tai nėra universali riba

Didėjant koncentracijai druskos nepadaugėja

Įsivaizduokite 4 g ištirpusios druskos, kai bendras tirpalo tūris yra 2 L. Jos masės koncentracija yra 2 g/L. Vanduo garuoja, visa druska lieka ištirpusi, o likęs bendras tirpalo tūris išmatuojamas arba laikomas lygiu 1 L. Dabar koncentracija yra 4 g/L. Druskos masė nepakito; sumažėjo tirpalo tūris. Šiame supaprastintame indo pavyzdyje naudojami tirpalo tūriai, o ne tirpiklio vandens tūriai; tai nėra dirvožemio EC perskaičiavimas į druskos masę.

Tikrame dirvožemyje yra papildomų balanso narių: patenkančios ištirpusios medžiagos, nutekėjimas, vandens judėjimas aukštyn, mainai ir galimas mineralų tirpimas ar iškritimas į nuosėdas. Per šaknų zoną judantis vanduo gali perskirstyti ar išnešti druskas. Mažesnė koncentracija po sudrėkimo savaime neįrodo, kad druskos masė paliko sistemą. Apskaitai reikia atitinkamų vandens ir ištirpusių medžiagų sistemos ribų.

Ta pati druska mažesniame tirpalo tūryje

Tai mokomoji indo apskaita, o ne dirvožemio ekstrakto ar EC perskaičiavimas. Tikro dirvožemio interpretavimas apima ir mainų chemiją, mineralų reakcijas bei ištirpusių medžiagų pernašą.

Skaityti schemos paaiškinimą

Garavimas pašalina vandenį. Hipotetiniai pradinis ir galutinis bendri tirpalo tūriai yra 2 L ir 1 L; visi 4 g druskos lieka ištirpę.

Dalys

4 g druskos 2 L tirpalo: Pradinė koncentracija 2 g/L.
Vanduo garuoja: Galutinis bendras tirpalo tūris laikomas lygiu 1 L.
4 g druskos 1 L tirpalo: Visa druska lieka ištirpusi; kitų srautų ar reakcijų nėra.
Koncentracija 4 g/L: 4 g ÷ 1 L; druskos masė nepadidėjo.

Ryšiai

4 g druskos 2 L tirpalo → Vanduo garuoja: Vanduo pasišalina
4 g druskos 2 L tirpalo → 4 g druskos 1 L tirpalo: Druska lieka
4 g druskos 1 L tirpalo → Koncentracija 4 g/L: Masė ÷ tūris

Valdymą derinkite prie tikro apribojimo

Druskingumo valdymas seka vandens ir druskų judėjimą, o struktūrinės natringumo problemos apima ir mainų chemiją bei fizinį laidumą. Pirmieji naudingi klausimai: kas išmatuota, iš kur ateina įvestys, ar vanduo gali judėti per paveiktą sluoksnį ir kur patenka išleidžiama medžiaga? Vien paviršiaus vaizdas ar pH šios apskaitos nenusako.

Augalo pasirinkimas, vandens šaltinis ir nutekėjimo sąlygos gali riboti įmanomą atsaką. Papildomas vanduo be tinkamo drenažo gali didinti užmirkimą arba grąžinti druskas kylant gruntiniam vandeniui. Struktūrinei priemonei taip pat reikia įrodymų, kad ji tinka konkrečiam dirvožemiui ir kad po jos galės vykti būtinas išstumtos medžiagos judėjimas. Kiekiams ir veiksmų procedūroms reikia vietinių tyrimų bei specialistų gairių; iš šių apibrėžčių nekyla universali EC riba ar gerinimo medžiagos receptas.

Išnagrinėti pavyzdžiai

ESP vardiklis

Ką reiškia hipotetinė mainų ataskaita?

Abu įrašai pateikti cmol krūvio/kg, taikant suderinamus metodus.
Natrio krūvį 2 padalykite iš bendros mainų talpos 20.
0,1 padauginkite iš 100 ir gausite 10 %.

Šiuo krūvio pagrindu ESP yra 10 %. Struktūros diagnozei ir sprendimui dėl priemonės dar reikia dirvožemio bei aplinkybių įrodymų.

Garavimas supaprastintame inde

Ar koncentracijos padvigubėjimas reiškia, kad druskos masė padvigubėja?

Iš pradžių 4 g padalijus iš 2 L tirpalo gaunama 2 g/L.
Vanduo garuoja; visi 4 g lieka ištirpę, o galutinis bendras tirpalo tūris laikomas lygiu 1 L.
Naujoji masės koncentracija yra 4 g, padalyti iš 1 L tirpalo, arba 4 g/L.

Koncentracija padvigubėja, o druskos masė lieka 4 g, darant prielaidą, kad nėra iškritimo į nuosėdas, išnešimo ar papildomų įvesčių.

Pasitikrinkite supratimą

Ar EC reikšmė nustato natrio užimamą mainų vietų dalį?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
EC rodo tirpalo elektrinį laidumą; ESP apibūdina krūvio dalį mainų vietose.
Ar prisotinto ekstrakto EC galima tiesiogiai lyginti su praskiesto ekstrakto EC tarsi metodai sutaptų?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Reikia išsaugoti ekstrahavimo sąlygas ir nustatyti pagrįstą metodų ryšį.
Ar koncentraciją sumažinantis sudrėkimas įrodo, kad druska pašalinta iš šaknų zonos?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Praskiedimas gali sumažinti koncentraciją neišnešdamas masės; reikia apskaityti vandens ir druskų srautus.

Svarbiausios mintys

Druskingumas ir natringumas yra susiję, bet skirtingi šaknų zonos apribojimai.
Tirpalo koncentracija ir mainomasis natris veikia skirtingus mechanizmus.
Išsaugokite ekstrahavimo, mėginių paėmimo ir analizės metodą.
Krūvio procentas nėra universali žalos ar priemonės taikymo riba.
Prieš vertindami pokytį atskirkite druskos masę, vandens kiekį ir koncentraciją.

Šaltiniai

Šaltiniai, kuriais grindžiami straipsnio paaiškinimai ir pavyzdžiai.

Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO)2 šaltiniai
1. Water quality for agriculture — Salinity problemsR.S. Ayers, D.W. WestcotŽinynasfao.orgSkaityti šaltinį
2. Water quality for agriculture — Infiltration problemsR.S. Ayers, D.W. WestcotŽinynasfao.orgSkaityti šaltinį
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO); Central Soil Salinity Research Institute, Karnal2 šaltiniai
1. Salt-Affected Soils and their Management — Sodic soilsI.P. Abrol, J.S.P. Yadav, F.I. MassoudŽinynasfao.orgSkaityti šaltinį
2. Salt-Affected Soils and their Management — Saline soilsI.P. Abrol, J.S.P. Yadav, F.I. MassoudŽinynasfao.orgSkaityti šaltinį