آزمایش آب کشاورزی:

آزمایش آب کشاورزی یک امر ضروری برای کشاورز به حساب می آید چرا که رشد و سلامتی محصول علاوه بر خاک به آب نیز بستگی دارد. اگر آب آبیاری کشاورزی بی کیفیت باشد سود دهی محصول و همین طور کیفیت محصول پایین می آید. در مواقعی اگر آب کشاورزی بیش از حد بی کیفیت باشد از رشد محصول جلوگیری کرده و محصولات کشت شده کلا از بین می روند. آزمایش آب کشاورزی با این منظور انجام می شود که اطمینان حاصل شود آب آبیاری کشاورزی برای رشد گیاه قابل قبول است. به علاوه آب کشاورزی نباید حاوی عوامل بیماری زا یا آلاینده باشد. فاکتورهای زیادی در آزمایش آب کشاورزی دخیل هستند، این فاکتور به صورت کلی شامل پارامترهای میکروبی، فیزیکی – شیمیایی و فلزات سنگین می شود.

روش نمونه برداری از آب رودخانه و نهر

دستیابی به حداکثر تولید در واحد آب موجود، هدف نهایی هر کشاورز است. آزمایش آب کشاورزی، می تواند در زمینه مدیریتی، برنامه ریزی و بهره برداری از مزرعه به کشاورز کمک کند. در زیر به برخی از مشکلات آب کشاورزی اشاره می شود:

برخی از مشکلات آب کشاورزی

• هدایت الکتریکی (EC)

هدایت الکتریکی (EC) یکی از روش های اندازه گیری شوری آب است. در واقع هدایت الکتریکی به طور مستقیم با مجموع کاتیون ها و آنیون ها مرتبط می باشد به همین دلیل شاخص مناسبی برای بدست آوردن کل نمک های موجود در آب مورد استفاده در کشاورزی و همین طور خاک کشاورزی می باشد.

نمک های موجود در آب مستقیم به ریشه تأثیر می گذارد و در جذب آب و مواد مغذی توسط ریشه تأثیر می گذارند. نمک ها می توانند در حاشیه برگ گیاهان جمع شده و باعث سوزاندن لبه های برگ شوند. به علاوه نمک آب در جذب مواد مغذی توسط گیاه تأثیر منفی گذاشته و باعث کمبود مواد مغذی شده و سلامت گیاه را به خطر می اندازد.

• نیتروژن

نیتروژن ماده مغزی مورد نیاز گیاه است که به رشد محصول کمک می کند. نیتروژنی که به صورت طبیعی در خاک وجود دارد و یا کودهای نیتروژن دار به صورت معمول برای رشد گیاه استفاده می شود. نیتروژن موجود در آب آبیاری نیز همان تأثیر کود را دارد و مقدار بیش از حد آن می تواند برای گیاه مشکلاتی بوجود آورد. اگر نیتروژن آب آبیاری بیش از حد معمول باشد ممکن است به دلیل تحریک بیش از حد گیاه برای رشد، بلوغ گیاه را به تأخیر انداخته و موجب پایین آمدن کیفیت محصول شود.

در دسترس ترین اشکال نیتروژن نیترات و آمونیوم است اما نیترات (NO₃^– N) به مقدار زیادی در آب آبیاری کشاورزی وجود دارد. نیتروژن آمونیوم به ندرت به بیش از 1 میلی گرم در لیتر می رسد مگر اینکه کود آمونیاک یا فاضلاب به منبع آب اضافه شود. غلظت نیتروژن در اکثر آب های آب های سطحی و زیرزمینی معمولاً کمتر از 5 میلی گرم در لیتر  NO₃^– N است اما برخی از آب های زیرزمینی غیر معمول ممکن است حاوی بیش از 50 میلی گرم در لیتر باشد. اما در مواقعی به دلیل شستشوی کودها مقدار نیتروژن موجود در آب بیشتر می شود. از آنجایی که نیتروژن در بسیاری از منابع وجود دارد، لذا توصیه می شود که همیشه میزان آن در آب آزمایش شده و مقدار آن در برنامه غذایی و کود دهی به محصولات در نظر گرفته شود.

محصولات حساس ممکن است تحت تأثیر غلظت نیتروژن بالای 5 میلی گرم در لیتر قرار گیرند. ولی بیشتر محصولات که حساس نیستند تا زمانی نیتروژن بیش از 30 میلی گرم در لیتر نباشد تحت تأثیر آن قرار نمی گیرند. به عنوان مثال چغندر قند یک محصول حساس به نیتروژن می باشد که در صورت رسیدن نیتروژن اضافی به آن با اینکه اندازه آن افزایش می یابد ولی محتوای قند و خلوص شکر در آن کمتر می باشد. بنابراین ممکن است مقدار کل قند بازیافت شده از محصول در واحد هکتار کاهش یابد. انگور نیز جزء محصولات حساس به نیتروژن می باشد در صورت رسیدن نیتروژن بیش از حد به آن عملکرد محصول کاهش می یابد و ممکن است محصول دیررس شده و مقدار قند کمتری داشته باشد. میوه هایی مانند زردآلو، مرکبات و آووکادو دیررس شده و میوه کیفیت پایینی داشته باشد و این مسئله می تواند بر فروش محصول و همین طور در ماندگاری آن تأثیر منفی داشته باشد. در مورد درختان دانه ای، نیتروژن موجب رشد بیش از حد شده و ساقه های ضعیفی تولید می کند که نمی تواند وزن دانه را تحمل کند. در این حالت ساقه ها پایین آمده و برداشت محصول را با مشکل روبه رو می کند.

به علاوه حیوانات نشخوار کننده به نیتروژن حساس هستند اگر علوفه هایی که برای استفاده دام انبار می شود با آبی که نیتروژن بالایی دارد آبیاری شده باشد، ممکن است بر سلامتی حیوانات خطرناک باشد.

حساسیت محصول به نیتروژن با توجه به مراحل مختلف رشد متفاوت است. سطوح بالای نیتروژن ممکن است در مراحل اولیه رشد مفید باشد. اما ممکن است در مراحل بعدی گلدهی و باردهی باعث از بین رفتن عملکرد محصول شود. در اوایل فصل رشد می توان از آب با نیتروژن بالا به عنوان کود استفاده کرد. با این حال، چون در اواخر فصل رشد نیاز به نیتروژن محصول کاهش می یابد، نیتروژن وارد شده به محصول باید به طور قابل توجهی کاهش یابد. برای محصولاتی که با آب حاوی نیتروژن آبیاری می شوند، می توان میزان کود نیتروژن تهیه شده به محصول را تقریباً برابر با مقدار موجود در منبع آب کاهش داد. با استفاده از چرخش زراعی می توان از نیتروژن باقیمانده در خاک در فصل غیر آبیاری استفاده کرد. این ممکن است در کاهش تأثیر نیتروژن در سال های بعد نیز مفید باشد.

نیتروژن کمتر از 5 میلی گرم در لیتر حتی در محصولات حساس به نیتروژن تأثیر کمی دارد. اما ممکن است موجب رشد بیش از حد جلبک ها و گیاهان آبری در نهرها، دریاچه ها، کانال ها و گودال های زهکشی شده و مزاحمت هایی برای کشاورزان ایجاد کند. در این حالت هزینه نگهداری برای پاکسازی پوشش گیاهی از کانال های آب و کانال های زهکشی را افزایش می دهد. رشد بسیار سریع جلبک ها می تواند هنگامی رخ دهد که دما، نور خورشید و سایر مواد مغذی بهینه باشد و ممکن است موجب آسیب رساندن به سوپاپ ها، خطوط لوله و … شود. برای کنترل آن می توان از روش های مکانیکی مانند فیلتر کردن آب و یا از روش های شیمیایی مانند سولفات مس استفاده کرد.

• pH نامناسب

pH شاخص اسیدیته یا بازی بودن آب است و محدوده آن بین 0 تا 14 می باشد. pH 7 نشان دهنده خنثی بودن آب است، بالاتر از 7 قلیایی و پایین تر از آن بازی محسوب می شود. محدوده pH طبیعی یا مناسب آب آبیاری کشاورزی از 5.4 تا 6.8 است. اگر مقدار آن بالا یا پایین تر از این مقدار باشد نیاز به ارزیابی بیشتر آب دارد. آب کشاورزی با pH خارج از حد معمول ممکن است باعث عدم تعادل غذایی شود یا حاوی یون های سمی باشد.

آب با شوری کم (EC_w <0.2 dS/m) گاهی اوقات دارای pH خارج از حد نرمال است زیرا از ظرفیت بافر بسیار کمی برخوردار است. در این گونه موارد احتمالا یون های آب دچار عدم تعادل شده و کاربر باید آب آبیاری را به طور کامل آزمایش کند. چنین آبی به طور معمول مشکلات کمی برای خاک یا محصولات ایجاد می کند اما بسیار خورنده بوده و ممکن است به سرعت به خطوط لوله، آبپاش ها و تجهیزات کنترل آسیب برساند.

هر گونه تغییر در pH خاک ناشی از بالا بودن pH آب، به آرامی صورت می گیرد زیرا خاک به شدت بافر شده و در برابر تغییر مقاومت می کند. ممکن است نیاز باشد که pH نامطوب در صورت امکان، از طریق افزودن افزودنی هایی در آب اصلاح شود، اما این در چند مورد بیشتر عملی نیست. اصلاح مشکل pH خاک آسان تر از تلاش برای تصفیه آب است. آهک معمولاً برای اصلاح pH کم به خاک اضافه می شود و ممکن است از گوگرد یا مواد اسیدی دیگر برای اصلاح pH بالای خاک استفاده شود. گج جدا از تأمین منبع تغذیه ای کلسیم، در کنترل مشکل خاک اسیدی تأثیری کمی دارد و یا هیچ تأثیری ندارد، اما در کاهش pH بالای خاک (pH بزرگتر از 8.5) ناشی از سدیم قابل تبادل بالا مؤثر است.

• مواد جامد معلق

مواد جامد معلق را باید از آب جدا کرد تا از گرفتی لوله ها، دریچه ها، نازل ها و قطره چکان ها در سیستم آبیاری جلوگیری شود. مواد جامد معلق شامل شن، خاک، برگ، مواد آلی، جلبک ها و علف های هرز است. آب های زیرزمینی، اگرچه معمولاً تمیز هستند، اما ممکن است حاوی ذرات ریز ماسه یا سایر ذرات معلق باشند. همه اینها باید را می توان از طریق فیلتراسیون برطرف کرد. برای تعیین نوع فیلتر، آزمایش آب کشاورزی نیاز است.

• رسوبات موجود در آب

در بعضی مواقع آب مورد استفاده در کشاورزی حاوی مقیاس بالایی از رسوبات می باشد. منبع رسوبات می تواند نسبت بالایی از نمک ها مانند کلسیم، بی کربنات و سولفات باشد. اگر آب مورد استفاده در کشاورزی دارای نسبت بالایی از رسوبات باشد، می تواند مشکلات متعددی بوجود آورد. از جمله این مشکلات می توان به سفیدک زدن روی برگ ها و میوها موقع آب پاشی اشاره کرد. هر چند این سفیدک ها سمی نیستند ولی هزینه نگهداری و فروش را بالا می برد و موقع عرضه محصول به بازار باید اسید شویی شوند. از دیگر مشکلات ایجاد شده توسط رسوب موجود در آب می توان به گرفتگی دهانه های سوراخ های آبیاری در آبیاری قطره ای اشاره کرد. این گرفتگی حتی در غلظت پایین رسوبات، در صورت آبیاری با سرعت خیلی کم دوچندان می شود، چرا که اگر آبیاری با سرعت کم انجام شود میزان تبخیر بالا رفته و رسوب گذاری در لوله ها انجام می شود.

روش های مدیریتی برای جلوگیری و اصلاح مشکل رسوب گذاری در آب به دو دسته تقسیم می شود:

1- پایین آوردن غلظت رسوب موجود در آب:

در این روش یک ماده اسیدی به منبع آب اضافه می شود که میزان بی کربنات آب را کاهش دهد. با پایین آمدن میزان بی کربنات باید میزان رسوب آهک کاهش یابد. از این روش بیشتر برای بهبود کیفیت آب آبیاری محصولات زینتی و شاخ و برگ مخصوص در گلخانه ها استفاده می شود. اما استفاده از این روش خطرناک می باشد و باید توسط افراد با تجربه انجام شود. چرا که احتمال آسیب دیدن لوله ها، آب پاش ها، و سایر تجهیزات بسیار بالا می باشد.

2- اصلاح روش آبیاری:

در این روش مشکل رسوب به طور کامل حل نمی شود ولی امکان به حداقل رساندن آن وجود دارد. در این روش طراحی و عملکرد سیستم آبیاری را که به صورت آب پاشی است را تغییر می دهند. این امر موجب کاهش اثر سمیت (جذب برگ) به دلیل آبیاری بارانی و هیمن طور باعث کاهش رسوبات روی برگ و میوه می شود. مفیدترین اقدامات عبارتند از:

• در شب آبیاری کنید
• سرعت چرخش آبپاش را افزایش دهید یا از سر اسیری استفاده کنید که آب با سرعت از دهانه خارج شود
• دفعات آبیاری را کاهش دهید.

با اینکه اقدامات گفته شده ممکن است مشکل رسوب را کاهش دهد اما باید مقرون به صرفه باشد. البته مقرون به صرفه ترین راه این است که آبیاری را به گونه کرد که آب به میوه و همین طور شاخ و برگ نرسد.

• منیزیم

به طور کلی وجود منیزیم در آب کشاورزی و یا خاک نفوذپذیری خاک را کاهش می دهد. بر طبق نظریات عده ای از محققان عمل منیزیم در خاک بیشتر شبیه کلسیم می باشد تا سدیم، و همین طور کلسیم در خاک بسیار بیشتر از سدیم و کمتر از کلسیم جذب خاک می شود.

در یک آب منیزیم دار (نسبت کلسیم/ منیزیم < 1) یا یک خاک منیزیم دار (نسبت آب و خاک کلسیم/ منیزیم < 1)، ممکن است نسبت جذب سدیم افزایش یابد. به عبارت دیگر، اگر نسبت کلسیم/ منیزیم کمتر از 1 باشد، مقدار SAR، معین آسیب کمی بیشتری نشان می دهد. هر چه نسبت پایین تر باشد SAR (نسبت جذب سدیم) آسیب بیشتری خواهد داشت. یافته ها نشان می دهد که در آبی که نسبت کلسیم/ منیزیم کمتر از 1 باشد، ESP (درصد سدیم تبادلی) خاک بالاتر از حد نرمال می شود.

با وجود این، یک نگرانی در مورد خاک های دارای منیزیم زیاد و یا در خاک هایی که با آب با منیزیم زیاد آبیاری می شوند این است که بهره وری در این خاک ها کم است حتی اگر میزان نفوذپذیری خاک قابل مشاهده نباشد. این اثر ممکن است به دلیل کمبود کلسیم ناشی از منیزم باشد که به دلیل سطوح بالای منیزیم قابل تبادل در خاک ایجاد شده است. برخی شواهد تحقیقاتی نشان می دهد وقتی نسبت کلسیم/ منیزیم در اب و خاک کمتر از 1 باشد، محصولاتی مانند جو، گندم، ذرت و چغندرقند کاهش می یابد. عملکرد کلسیم در گیاهان کاملاً شناخته نشده است، اما به نظر می رسد کلسیم باعث کاهش سمیت احتمالی ناشی از یون های دیگر (منیزیم و سدیم) در محیط ریشه می شود. اگر نسبت کلسیم به منیزیم نزدیک یا کمتر از 1 باشد، جذب و جابجایی کلسیم از آب – خاک به قسمت های بالای زمین شده و موجب می شود محصول در حال رشد به دلیل اثرات متضاد منیزیم بالا یا رقابت برای جذب به حدی کاهش می یابد که کلسیم کمتری جذب کند. در این صورت می توان گفت که اگر کلسیم موجود در خاک در دسترس نباشد، آب آبیاری با نسبت مشابه کلسیم می تواند جایگزینی برای کمبود کلسیم خاک باشد و اثر مشابهی روی محصول بگذارد.

استاندارد آزمایش آب کشاورزی

(منبع سازمان محیط زیست)

فلزات سنگین در آب کشاورزی

همه فلزات سنگین برای گیاه مضر نیستند و در غلظت کم بسیاری از آنها برای رشد گیاه ضروری می باشند (مثل آهن، منگنز، مولیبدن، روی). با این وجود غلظت بالای فلزات سنگین در آب و خاک کشاورزی موجب تجمع نامطلوب این فلزات در بافت گیاه شده و مانع رشد آن می شود. اگر آب مورد استفاده در کشاورزی دارای غلظت بالای فلزات سنگین و بیش از نیاز گیاه باشد، به مرور در خاک تجمیع یافته و باعث آلودگی آن می شود. در این گونه خاک ها، ممکن است هیچ محصولی تولید نشود و یا اینکه محصول تولید شده غیر قابل استفاده باشد. بررسی های انجام شده در مورد آبیاری زمین های کشاورزی با فاضلاب نشان می دهد که بیش از 85 درصد فلزات سنگین انتقال یافته به خاک، در چند سانتی متری خاک تجمیع می یابد. اگرچه گیاهان فلزات سنگین موجود در خاک را تا حدودی جذب می کنند، اما جذب به طور معمول آنقدر کم است که نمی توان انتظار داشت که فلزات سنگین در هر دوره به میزان قابل توجهی کاهش داده شود (جدول 1).

یكي از مهمترين مشكلات در آزمایش آب کشاورزی ، آلودگي آب کشاورزی به فاضلاب هاي صنعتي حاوي فلزات سـنگين مـي باشـد. فلزات سنگين خطرناكترين آلاينده هاي شيميايي هستند و به دليل سميت شان نگراني ويژه اي را به دنبال دارند. فعاليت هاي صنعتي باعث رها شدن عناصر سنگين به محيط زيست شده. فلزات سنگين در اثر واكنش هاي شيميايي، حـرارت و فعاليـت هـاي ميكروبـي قابـل تجزيـه نيسـتند و خاصيت تجمع در بافت های زيستي را نيز دارند.

روش حذف فلزات از آب

روش هاي معمولي جهت حذف فلزات سنگين از چنين پساب هايي، رسوبدهي شيميايي بـه صـورت هيدروكسـيد و يـا سولفيد و تعويض يوني مي باشد. كه اين روش ها علاوه بر هزينه بالا كه سبب خودداري صاحبان صنايع از كـاربرد چنـين روش هايي مي شود. مشكل توليد لجن حاصله از رسوبات شيميايي را نيز به دنبال دارند چرا كه مشكل موجـود در محـيط آبي تبديل به يك مشكل جديد در قسمت مواد زايد مي شود.  چنين مشكلاتي سـبب شده است كه روش حذف بيولوژيكي به عنوان گزينه اي كه هم اقتصادي بوده و هم سازگار با محيط زيست اسـت مـورد توجه قرار گيرد.

هزینه آزمایش آب کشاورزی

از آنجایی که در بیشتر مواقع از فاضلاب انسانی برای آبیاری کشاورزی استفاده می­ شود بخاطر همین مسئله آنالیز آب کشاورزی دارای اهمیت است. پارامترهایی که برای آزمایش آب کشاورزی در نظر گرفته می­ شود پارامترهای ثابتی نیست و این پارامترها بر اساس منطقه و کاربرهای دور و اطراف آن منطقه فرق می­ کند. پارامترهایی که مورد تایید سازمان ملی استاندارد است و اکثرا در آزمایش آب کشاورزی در نظر می ­گیرند عبارت­ند از: کلیفرم گوارشی، کل کلیفرم، PH، TDS، TSS، سختی کل، سدیم، پتاسیم، قلیائیت کل، نیترات، فسفر کل، COD، BOD. هزینه آزمایش آب کشاورزی با توجه به پارامترهای ذکر شده در سال 1400 مبلغ 9540000 ریال می ­باشد. این مقدار هزینه با کم و زیاد شدن پارامترهای درخواستی متغیر است.

برچسب ها : آب کشاورزی, آزمایش BOD, آزمایش COD, آزمایش آب, آزمایش تعیین cod, آزمایشگاه آب, آزمایشگاه دانش بنیان آبرام, اندازه گیری cod با اسپکتروفتومتر, شرکت دانش بنیان آب, محیط زیست, نیترات