کیفیت آب آبیاری یک فاکتور حیاتی در تولید محصولات کشاورزی

 تاثیر کیفیت آب در تولید محصولات کشاورزی

کیفیت آب آبیاری یک فاکتور حیاتی در تولید محصولات کشاورزی است. عوامل زیادی روی کیفیت آب تأثیرگذار هستند. از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به قلیایی بودن، اسیدیته و نمک‌های محلول اشاره کرد.

آب بی‌کیفیت می‌تواند باعث رشد آهسته، کیفیت نامطلوب محصول و در برخی موارد منجر به مرگ تدریجی گیاهان شود. نمک‌های محلول زیاد می‌توانند مستقیماً به ریشه‌ها آسیب برسانند و در جذب آب و مواد مغذی اختلال ایجاد کنند. نمک‌ها می‌توانند در حاشیه برگ گیاه جمع شوند و باعث سوختن لبه‌های برگ شوند. آب باخاصیت قلیایی بالا می‌تواند بر اسیدیته محیط رشد تأثیر منفی بگذارد و در جذب مواد مغذی اختلال ایجاد و باعث کمبود مواد مغذی شود که سلامت گیاه را به خطر می‌اندازد.

آب بازیافتی (آب بازیافتی یا آب اصلاح‌شده همان آب مضر یا فاضلاب است که تحت عمل قرار گرفته و مواد جامد و ناخالصی‌های آن حذف شده است و در آبیاری محوطه‌ها مورداستفاده قرار گرفته) و آب روان به دلیل وجود میکروارگانیسم‌های بیمارگر، نمک‌های محلول و آثاری از مواد شیمیایی آلی نیاز به اصلاح دارند. کیفیت آب باید برای اطمینان از قابل‌قبول بودن آن برای رشد گیاه و به‌حداقل‌رساندن خطر تخلیه آلاینده‌ها به آب‌های سطحی یا زیرزمینی آزمایش شود.

 صافی‌ها

برای جلوگیری از گرفتگی لوله‌ها، شیرها، نازل‌ها و قطره‌چکان‌ها در سیستم آبیاری، مواد جامد معلق باید از آب خارج شوند. جامدات معلق شامل ماسه، خاک، برگ‌ها، مواد آلی، جلبک‌ها و علف‌های هرز است. آب زیرزمینی، ممکن است حاوی ذرات ریز ماسه یا ذرات دیگر باشد. همه این‌ها را می‌توان از طریق فیلتراسیون حذف کرد.

قبل از انتخاب صافی، باید آنالیز آب انجام شود. نوع و مقدار مواد جامد باید با درنظرگرفتن تغییرات فصلی مانند رشد جلبک‌ها یا رواناب بهاره تعیین شود. برای تعیین نوع صافی، دبی موردنیاز برای تأمین سیستم آبیاری و سطح فیلتراسیون موردنیاز را در نظر بگیرید. صافی‌های صفحه یا دیسک برای اکثر برنامه‌ها به‌خوبی کار می‌کنند. معمولاً صافی ۲۰۰ مش برای آبیاری میکرو توصیه می‌شود. اندازه صافی باید به‌گونه‌ای باشد که سرعت جریان به‌اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند پیک تقاضا را برطرف کند.

نگهداری از صافی برای افزایش راندمان آن‌ها مهم است. نصب گیج‌های فشار در دو طرف صافی، زمان گرفتگی صافی را نشان می‌دهد. اختلاف فشار بیش از 10 درصد بین دو گیج نشان‎‌دهنده فرا رسیدن زمان سرویس صافی‌ها است.

اسیدیته و قلیائی‌ات

قلیائی‌ات و اسیدیته دو عامل مهم در تعیین مناسب‌بودن آب برای آبیاری گیاهان هستند. اسیدیته اندازه‌گیری غلظت یون هیدروژن (H+) در آب یا مایعات دیگر است. به‌طورکلی، آب برای آبیاری باید اسیدیته بین ۵.۰ تا ۷.۰ داشته باشد. آب با اسیدیته کمتر از ۷.۰ “اسیدی” و آب با اسیدیته بالاتر از ۷.۰ “پایه” نامیده می‌شود. اسیدیته ۷ “خنثی” است. گاهی اوقات از عبارت “قلیایی” به‌جای “پایه” استفاده می‌شود و اغلب “قلیایی” با “قلیائی‌ات” اشتباه گرفته می‌شود.

قلیایی‌ات معیاری برای سنجش توانایی آب در خنثی‌کردن اسیدیته است. آزمایش قلیایی‌ات سطح بی‌کربنات‌ها، کربنات‌ها و هیدروکسیدها را در آب اندازه‌گیری می‌کند. این ترکیبات از مواد زمین‌شناسی سفره‌ای که آب از آن استخراج می‌شود؛ مانند سنگ‌آهک و دولومیت وارد آب می‌شود. نتایج آزمایش به‌طورکلی به‌عنوان “پی پی ام  کربنات کلسیم (CaCO3)” بیان می‌شود. محدوده مطلوب برای آب آبیاری صفر تا 100 پی پی ام  کربنات کلسیم است. سطوح بین ۳۰ تا 60 پی پی ام  برای اکثر گیاهان بهینه در نظر گرفته می‌شود.

آزمایش‌های آب آبیاری باید همیشه شامل آزمایش اسیدیته و قلیائی‌ات باشد. آزمایش اسیدیته به‌خودی‌خود نشانه قلیایی بودن نیست. آب با قلیائی‌ات بالا (سطوح بالای بی‌کربنات‌ها یا کربنات‌ها) اغلب دارای مقدار اسیدیته هفت یا بالاتر است، اما آب با اسیدیته بالا همیشه قلیائی‌ات بالایی ندارد. این یک نکته مهم است؛ زیرا قلیائی‌ات بالا، نه اسیدیته، مهم‌ترین تأثیر را بر باروری محیط رشد و تغذیه گیاه دارد.

اثرات نامطلوب بالقوه بر تغذیه

در اکثر موارد آبیاری با آبی که دارای “اسیدیته بالا” است تا زمانی که خاصیت قلیایی‌ات آن کم باشد مشکلی ایجاد نمی‌کند. آب با اسیدیته بالا تأثیر کمی بر اسیدیته متوسط رشد دارد؛ زیرا توانایی کمی در خنثی‌کردن اسیدیته پایین دارد.

نگرانی بیشتر موردی است که از آب با اسیدیته بالا و قلیائی‌ات بالا برای آبیاری استفاده شود. ترکیب اسیدیته بالا و قلیایی‌ات بالا به‌خصوص در سینی‌های نشا موردتوجه ویژه قرار می‌گیرد. کمبود عناصر ریزمغذی مانند آهن و منگنز و عدم تعادل کلسیم (Ca) و منیزیم (Mg) نیز می‌تواند ناشی از آب با قلیایی‌ات بالا باشد.

اثرات مفید بالقوه بر تغذیه

آب با سطوح قلیایی‌ات متوسط (پی پی ام  60-30) می‌تواند منبع مهمی از کلسیم و منیزیم برای برخی از متصدیان گلخانه باشد. به‌استثنای چند کود، بسیاری از کودهای محلول در آب کلسیم و منیزیم را تأمین نمی‌کنند. همچنین، کلسیم و منیزیم سنگ‌آهک ممکن است برای برخی گیاهان ناکافی باشد. آب قلیایی متوسط می‌تواند به‌عنوان منبع کلسیم و منیزیم اضافی برای محصولات مستعد کمبود کلسیم و منیزیم مفید باشد.

اثرات اسیدیته بالا و قلیایی‌ات بالا بر آفت‌کش‌ها

علاوه بر اختلالات تغذیه‌ای گیاهان، آب باخاصیت قلیایی‌ات بالا می‌تواند مشکلات دیگری ایجاد کند. بی‌کربنات‌ها و کربنات‌ها می‌توانند نازل سم‌پاش‌های آفت‌کش و سیستم‌های آبیاری قطره‌ای لوله‌ای را با اثرات مضر مسدود کنند. فعالیت برخی از آفت‌کش‌ها، نگهدارنده‌های گل و تنظیم‌کننده‌های رشد به طور قابل‌توجهی به دلیل قلیایی‌ات بودن بالا کاهش می‌یابد. هنگامی که برخی از آفت‌کش‌ها با آب مخلوط می‌شوند، باید محلول را اسیدی کنند تا کاملاً مؤثر باشند. ممکن است برای خنثی‌کردن تمام قلیائی‌ات به اسیدی‌کننده اضافی نیاز باشد.

اگر اسیدیته آب بالاتر از ۷.۰ باشد، و ماده شیمیایی به اسیدیته کمتری نیاز دارد، باید یک عامل بافر (اسید کننده) اضافه شود تا اسیدیته آب مورداستفاده برای اختلاط را کاهش دهد. عوامل بافر نباید با آفت‌کش‌های حاوی مس یا آهک ثابت مانند سولفات مس یا گوگرد آهک استفاده شوند. بافر بیش از حد نباید استفاده شود؛ زیرا ممکن است باعث اسیدی شدن آب و سمیت گیاهی شود. اسیدیته ۶ برای اکثر آفت‌کش‌ها رضایت‌بخش است.

برای تعیین اینکه آیا آفت‌کش تحت‌تأثیر اسیدیته بالا یا قلیایی‌ات بالا قرار گرفته است، برچسب محصول را به‌دقت بررسی کنید. ممکن است برای یافتن اطلاعات برخی از مواد شیمیایی با سازنده تماس بگیرید.

تنظیم قلیایی‌ات با اسیدها

اسیدی کردن آب با اسیدیته بالا اما قلیائی‌ات پایین به‌ندرت ضروری است، اما بسیاری از اپراتورهای گلخانه‌ای اسید (مانند اسید فسفریک، نیتریک یا سولفوریک) را به آب با سطوح بالای قلیایی‌ات تزریق می‌کنند. استفاده از تزریق اسید به چند دلیل باید بادقت بسیار موردتوجه قرار گیرد. اول، این یک مرحله اضافی در تولید است که به مواد و تجهیزات اضافی نیاز دارد. دوم، استفاده از اسیدها خطرناک است و ممکن است به برخی انژکتورها و سیستم‌های لوله‌کشی آسیب برساند. سوم، اسید فسفریک یا نیتریک منابع فسفر و نیترات هستند، بنابراین برنامه تغذیه مرسوم نیاز به اصلاح دارد. در نهایت، گاهی اوقات تزریق اسید باعث حل‌شدن اشکال معمولی رسوب شده (غیرقابل‌دسترس) عناصر ریزمغذی می‌شود و در نتیجه سطوحی سمی برای گیاهان ایجاد می‌کند.

مقدار اسید موردنیاز برای رسیدن به اسیدیته موردنظر (خنثی‌کردن قلیایی‌ات) با تیتراسیون آزمایشگاهی یک نمونه آب با اسید مناسب یا با یک روش محاسبه تعیین می‌شود. اسید همیشه قبل از افزودن کود یا سایر مواد شیمیایی به آب اضافه می‌شود.

اسیدها همیشه ابزار عالی برای کشاورزان بوده و خواهند بود تا کنترل بهتری بر قلیایی بودن آب آبیاری (بیشتر بی‌کربنات‌ها و کربنات‌ها) و اسیدیته محیط کشت داشته باشند.

نمک‌های محلول

نمک‌های محلول در آب با هدایت الکتریکی (ECw) که به‌صورت میلی هوس بر سانتی‌متر (mmhos/cm) بیان می‌شود، اندازه‌گیری می‌شود که معادل میلی زیمنس بر سانتی‌متر (mS/cm) است. رسانایی الکتریکی به رسانایی خاص یا شوری نیز گفته می‌شود.

EC (رسانایی الکتریکی) سطوح شوری طبیعی و شوری ناشی از بقایای کود در آب‌وخاک را اندازه‌گیری می‌کند. EC بالا ممکن است در آب از حوضچه‌های مهاری غنی از بقایای کود، فاضلاب‌های خاصی که برای آبیاری استفاده می‌شوند، آب آلوده به نمک جاده و بندرت در اثر نفوذ آب‌شور در چاه‌های ساحلی رخ دهد. آب آبیاری که کود محلول در آب به آن اضافه شده است دارای EC حدود 1.5-2.5 mS/cm است، بنابراین برای جلوگیری از آسیب گیاه، آب تصفیه نشده باید EC بالاتر از محدوده قابل‌قبول 0-1.5 mS/cm داشته باشد. نمک‌های محلول اضافی عملکرد ریشه را مختل می‌کند که می‌تواند منجر به کاهش جذب آب و کمبود مواد مغذی شود.

سختی – کلسیم و منیزیم

سختی نشان‌دهنده میزان کلسیم و منیزیم موجود در آب است. کلسیم و منیزیم عناصر ضروری برای رشد گیاه هستند که بر حسب وزن بر حسب قسمتی از عنصر در میلیون قسمت آب (پی‌پی‌ام) گزارش می‌شوند. کلسیم در محدوده ۴۰ – ۱۰۰ پی‌پی‌ام و منیزیم در محدوده ۳۰ – ۵۰ پی‌پی‌ام برای آب آبیاری مطلوب در نظر گرفته می‌شود..

سدیم و کلرید

آب آبیاری رودخانه‌ها، نهرها، چاه‌های خصوصی و حوضچه‌های خصوصی ممکن است حاوی سدیم (Na) و کلرید (Cl) اضافی باشد. برای ارزیابی صحیح میزان آلودگی Na و Cl، یک‌رشته آزمایشات آب باید در این دوره‌ها انجام شود تا تعیین شود که سطوح و مدت‌زمان آن چقدر است. این اطلاعات برای تصمیم‌گیری در مورد اقدامات اصلاحی مفید خواهد بود.

سدیم و کلر می‌توانند مستقیماً برای گیاهان سمی باشند، ممکن است به افزایش سطح نمک‌های محلول (EC) محیط رشد کمک کنند یا جذب آب توسط گیاهان را مهار کنند. مشکلات گیاهی شامل آسیب ناشی از نمک‌های محلول اضافی، کاهش رشد و افزایش حساسیت به بیماری است. کلروز برگی ناشی از سدیم و کلر زیاد از نظر ظاهری شبیه به کلروز ناشی از کمبود نیتروژن، آهن و منیزیم است.

سدیم بالا باعث مهار جذب کلسیم توسط گیاه می‌شود و ممکن است منجر به شستشوی بیش از حد کلسیم و منیزیم از محیط‌های رشد شود. همچنین احتمال جذب برگی سدیم و در نتیجه سوختگی برگ وجود دارد. چاه‌ها و منابع آب شهری ممکن است حاوی سطوح بالای کلرید در ارتباط با سدیم باشند. نگرانی در مورد کلرید، احتمال جذب بیش از حد برگی در زیر آبیاری تحت‌فشار سوختگی لبه برگ ناشی از جذب بیش از حد ریشه در گیاهان حساس است. اگر غلظت کلر کمتر از ۱۰۰ پی‌پی‌ام باشد، هیچ نگرانی از جذب بیش از حد برگی وجود ندارد. اگر غلظت کلر کمتر از ۱۵۰ پی‌پی‌ام باشد، هیچ نگرانی در مورد سمیت ناشی از جذب ریشه وجود ندارد. افزایش سطح یا فرکانس کودهای محلول در آب نباید به‌عنوان یک اقدام اصلاحی برای این مسائل استفاده شود، زیرا این تنها به افزایش بیشتر EC کل و تشدید مشکل کمک می‌کند.

سطوح قابل‌قبول سدیم و کلر برای گیاهان زینتی به ترتیب کمتر از ۵۰ پی‌پی‌ام و ۱۴۰ پی‌پی‌ام است، بااین‌حال سطوح بالاتری ممکن است بسته به حساسیت محصول قابل‌تحمل باشد. سطوح سدیم حدود ۵۰ پی‌پی‌ام یا کمتر برای آبیاری آبشاری قابل‌قبول در نظر گرفته می‌شود. به دلیل تأثیرات آن روی دسترسی به کلسیم و منیزیم، مقدار سدیم در آب آبیاری باید زمانی ارزیابی شود که آیا کلسیم و منیزیم کافی دارید یا خیر. اثر سدیم به‌عنوان نسبت جذب سدیم (SAR) محاسبه می‌شود. اگر SAR کمتر از ۲ و سدیم کمتر از ۴۰ پی‌پی‌ام باشد، سدیم نباید دسترسی کلسیم و منیزیم را محدود کند.

پتاسیم و فسفات

این مواد مغذی گیاهی به‌طورکلی در آب در سطوح بسیار کم وجود دارند. حضور در آب آبیاری در سطوح بالاتر از چند قسمت در میلیون ممکن است نشان‌دهنده وجود آلودگی ناشی از کودها یا سایر آلاینده‌ها باشد.

سولفات

گوگرد یک عنصر ضروری برای رشد گیاه است که معمولاً در کودها وجود ندارد. برای نشان‌دادن مشکلات احتمالی کمبود در آب آبیاری اندازه‌گیری می‌شود. اگر غلظت کمتر از حدود ۵۰ پی‌پی‌ام باشد، ممکن است برای رشد خوب گیاه از سولفات مکمل استفاده شود.

آمونیوم و نیترات

این مواد مغذی برای نشان‌دادن نشانه‌ای از آلودگی احتمالی منبع آب آزمایش می‌شوند. در صورت وجود مقادیر قابل‌توجهی (به‌عنوان‌مثال، نیترات بیش از ۵ پی‌پی‌ام)، باید در برنامه باروری در نظر گرفته شود. شیوه‌های کود باید بازنگری و اصلاح شود تا از آلودگی بیشتر جلوگیری شود.

ریز مغذی ها و مواد معدنی کمیاب

مهم‌ترین ریز مغذی‌ها مس، روی، منگنز، آهن و بور هستند. آن‌ها می‌توانند در منابع آب در مقادیر بیش از حد یا کمبود رخ دهند. ترکیبات بیش از حد آهن و منگنز ممکن است باعث ایجاد بقایای نامناسب بر روی شاخ‌وبرگ تحت آبیاری آبشاری شود.

اصلاح مشکلات کیفیت آب

سه دسته عمده از مشکلات کیفیت آب وجود دارد که می‌توان آنها را با سیستم‌های تصفیه شیمیایی یا فیزیکی اصلاح کرد.

قلیایی‌ات را می‌توان با افزودن اسیدهایی که در بخش قلیایی در بالا توضیح داده شد خنثی کرد. کل جامدات محلول، نمک‌های محلول که با هم به‌صورت EC و به‌صورت جداگانه بر حسب پی‌پی‌ام عنصر اندازه‌گیری می‌شوند، می‌توانند توسط چندین سیستم تصفیه آب حذف شوند. اگر کل مواد جامد محلول به‌اندازه کافی زیاد نباشد که حذف کل نمک‌ها را تضمین کند، می‌توان عناصر جداگانه را از آب حذف کرد. بااین‌حال، قبل از سرمایه‌گذاری در هر سیستم تصفیه، ممکن است توصیه شود که امکان تغییر به یک منبع آب جایگزین، یا مخلوط‌کردن منابع آب، درصورتی‌که یک جایگزین اقتصادی برای حل مشکل کیفیت آب باشد، بررسی شود.

تصفیه آب برای حذف کل جامدات محلول

دو سیستم برای حذف کل جامدات محلول عبارت‌اند از اسمز معکوس و دیونیزاسیون. تقطیر و الکترودیالیز فرایندهای تصفیه آب هستند که می‌توانند آب باکیفیت بسیار بالایی تولید کنند، اما با هزینه‌ای اغلب گزاف.

اسمز معکوس (RO)

این نوع سیستم ۹۵ تا ۹۹ درصد از کل نمک‌های محلول را حذف می‌کند. این سیستم با اسمز کار می‌کند، یعنی عبور یک حلال (آب) از یک غشای نیمه‌تراوا که دو محلول با غلظت‌های مختلف نمک را از هم جدا می‌کند.

غشای نیمه‌تراوا غشایی است که حلال می‌تواند از آن عبور کند؛ اما املاح (نمک‌ها) نمی‌توانند. اگر روی محلول با محتوای نمک زیاد (آب منبع آبیاری) فشار وارد شود، حلال (آب) مجبور می‌شود از طریق غشا حرکت کند و نمک‌ها را پشت سر بگذارد. آب نسبتاً خالص در طرف دیگر غشا جمع می‌شود.

تعمیر و نگهداری و تعویض ممبران بخش مهمی از هزینه سیستم‌های اسمز معکوس است. غشاهای با کارایی کمتر و کم‌هزینه‌تر در دسترس هستند که به دلیل فشار کاری کمتر، به انرژی کمتری نیاز دارند.

مقدار آب تصفیه شده تحویل داده شده در یک‌زمان معین و درجه نمک حذف شده به فشار سیستم، نوع غشا، کل مواد جامد محلول آب تصفیه شده و دما بستگی دارد. کارایی به‌شدت به یکپارچگی و تمیزی غشاها بستگی دارد. کلر می‌تواند باعث تخریب سریع غشاها و رسوبات باعث گرفتگی شود. به همین دلیل، آبی که باید توسط RO خالص شود، معمولاً برای حذف مواد جامد معلق، کربنات‌های کلسیم و کلر از قبل تصفیه می‌شود و اگر بالای ۷ باشد، اسیدیته را کاهش می‌دهد.

اگرچه حذف کل نمک‌ها می‌تواند ۹۵ تا ۹۹ درصد باشد، نمک‌های جداگانه با کارایی متفاوت حذف می‌شوند. به‌طورکلی، کلسیم، منیزیم و سولفات به طور مؤثرتری نسبت به پتاسیم، سدیم، لیتیوم، نیترات، کلرید و بورات حذف می‌شوند.  یکی از معایب سیستم‌های اسمز معکوس این است که فاضلاب شور تولید می‌شود. دفع این زباله‌ها ممکن است تحت مقررات دولتی باشد.

دیونیزاسیون

نمک‌های محلول در آب حامل بار مثبت (کاتیون‌ها) یا منفی (آنیون‌ها) هستند. نمونه‌هایی از کاتیون‌ها عبارت‌اند از: سدیم، کلسیم، منیزیم، آهن و پتاسیم. نمونه‌هایی از آنیون‌ها عبارت‌اند از: کلرید، سولفات، بی‌کربنات و فلوراید.

دیونیزاسیون فرایندی است که با استفاده از رزین‌های مبادله‌ای یون‌ها را از آب حذف می‌کند. این‌ها معمولاً مهره‌های جامدی هستند که با بارهای منفی یا مثبت ثابت پوشیده شده‌اند. رزین تبادل کاتیونی دارای بارهای منفی ثابتی است که توسط هیدروژن خنثی می‌شوند. هنگامی که آب آبیاری از روی رزین عبور می‌کند، کاتیون‌های موجود در آب جایگزین یون‌های هیدروژن می‌شوند و روی رزین باقی می‌مانند. به همین ترتیب، رزین تبادل آنیون دارای بارهای مثبت ثابتی است که توسط یون‌های هیدروکسید خنثی می‌شوند. هنگامی که آب آبیاری از روی رزین عبور می‌کند، آنیون‌های موجود در آب جایگزین یون‌های هیدروکسید می‌شوند و روی رزین باقی می‌مانند. یون‌های هیدروژن و هیدروکسید آزاد شده از رزین‌ها با هم ترکیب می‌شوند و آب را تشکیل می‌دهند. یک واحد دیونیزاسیون دارای هر دو رزین آنیون و کاتیون خواهد بود به‌طوری‌که تمام نمک‌ها حذف می‌شوند.

روش دیونیزاسیون بسیار مؤثر است و آب باکیفیت بالاتری نسبت به آنچه که در تولید محصول موردنیاز است تولید می‌کند. هزینه با مقدار نمک موجود در آب که باید حذف شود افزایش می‌یابد. هر چه محتوای نمک بیشتر باشد، رزین‌ها به‌دفعات بیشتری نیاز به بازسازی یا جایگزینی دارند. هزینه آب دیونیزه به‌طورکلی پنج تا شش برابر بیشتر از آب تصفیه شده توسط RO است. در صورت نیاز به آب باکیفیت (مانند نگهداری گل‌های شاخه بریده) و میزان املاح اولیه آب، می‌توان از RO به‌عنوان مرحله تصفیه اولیه استفاده کرد و کیفیت نهایی را با دیونیزاسیون به دست آورد. هزینه‌های نهایی ممکن است در واقع کمتر از دیونیزه کردن به تنهایی باشد.

حذف نمک‌های فردی

آهن و منگنز

آهن و منگنز موجود در آب به اشکال نامحلول اکسید می‌شوند که مسئول ایجاد لکه‌های سیاه یا قهوه‌ای روی شاخ و برگ گیاهانی هستند. غلظت آهن کمتر از ۰.۳ پی‌پی‌ام برای سیستم‌های آبیاری ریز موردنیاز است.

راه‌های مختلفی برای حذف این عناصر وجود دارد. اگر فضای کافی در دسترس باشد، کم‌هزینه‌ترین روش پمپاژ آب منبع به یک حوضچه یا مخزن است که در آن ترکیبات نامحلول آهن و منگنز می‌توانند رسوب‌کرده و ته‌نشین شوند. آب اغلب به‌عنوان اسپری برای اکسیداسیون سریع آهن و منگنز به اشکال نامحلول پمپ می‌شود.

زمان کافی باید برای ته‌نشین شدن آهن و منگنز در نظر گرفته شود و حوضچه یا مخزن نگهداری باید به‌اندازه کافی بزرگ باشد تا نیازهای حجم آبیاری تأسیسات را بدون ایجاد مزاحمت در لایه زیرین رسوب حاوی آهن و منگنز برآورده کند.

صافی‌های اکسیداسیون همچنین آهن و منگنز را با استفاده از هوا، پرمنگنات پتاسیم یا کلر به اشکال نامحلول اکسید می‌کنند. رسوبات توسط صافی‌های که باید به طور دوره‌ای تمیز شوند، معمولاً با شستشوی معکوس حذف می‌شوند. ماسه همچنین ممکن است به‌عنوان صافی استفاده شود. اگر از یک اکسیدان شیمیایی استفاده می‌شود، این اکسیدان باید در حین مصرف تجدید شود. منگنز دیرتر اکسید و خارج از آب ته‌نشین می‌شود.

برای حذف مؤثر منگنز، ممکن است به انعقاد شیمیایی قبل از ته‌نشینی و فیلترکردن نیاز باشد. در صورت وجود باکتری‌های آهن و منگنز، نباید از صافی‌های اکسیدکننده استفاده کرد. صافی‌های اکسیدکننده به‌سرعت توسط باکتری‌ها گرفته می‌شوند. روش دیگر برای رفع مشکلات رسوب، نگهداری آهن و منگنز به شکل محلول است. کلات‌های پلی فسفات اضافه شده به آب به آهن و منگنز محلول متصل شده و از اکسیدشدن آنها جلوگیری می‌کند. سپس کمپلکس کلات – آهن (منگنز) از سیستم آبیاری عبور می‌کند و روی گیاهان رسوب نمی‌کند. کلات به‌طورکلی در صورتی کار می‌کند که غلظت آهن و منگنز محلول در آب کم باشد (کمتر از ۱ تا ۲ میلی‌گرم در لیتر). علاوه بر این، آهن و منگنز موجود در آبی که قبلاً در اثر قرارگرفتن در معرض هوا اکسید شده است را نمی‌توان کلات کرد.

آبی که کلات به آن اضافه شده است را نمی‌توان گرم کرد، زیرا حرارت باعث تجزیه پلی فسفات‌ها و آزادشدن آهن و منگنز می‌شود.

کلسیم و منیزیم

ممکن است لازم باشد کلسیم و منیزیم از آب سخت حذف شوند تا رسوبات نمکی که در اثر آبیاری آبشاری روی شاخ و برگ باقی‌مانده از بین بروند. این را می‌توان با نرم کردن آب به دست آورد. یعنی جایگزینی کلسیم و منیزیم با پتاسیم.

توجه داشته باشید که واحد نرم‌کننده آب معمولی از سدیم استفاده می‌کند نه پتاسیم. سطوح بالای سدیم ممکن است برای گیاهان مضر باشد و به‌جای آن باید از یک واحد نرم‌کننده که شامل پتاسیم است، استفاده کرد. مقدار نمک کل آب تغییر نمی‌کند و پتاسیم مورداستفاده گیاهان قرار می‌گیرد.

فلوراید

فلوراید را می‌توان در فرایند جذب با استفاده از آلومینیوم اکسید فعال یا کربن فعال از آب آبیاری حذف کرد. هنگام استفاده از آلومینیوم اکسید فعال، ابتدا اسیدیته آب قبل از تصفیه روی ۵.۵ تنظیم می‌شود. واحد آلومینیوم اکسید فعال شده را می‌توان با یک‌پایه قوی مانند هیدروکسید سدیم بازسازی کرد و دوباره مورداستفاده قرارداد. لازم نیست اسیدیته آب قبل از تصفیه با واحد کربن فعال تنظیم شود و معمولاً زمانی که ظرفیت جذب آن تمام شد، کربن جایگزین می‌شود. فلوراید بالاتر از اسیدیته ۶ محلول نیست، بنابراین حفظ اسیدیته محلول محیطی بالاتر از این سطح از بسیاری از مشکلات سمیت فلوراید جلوگیری می‌کند.

بور

بور در بسیاری از منابع آب آبیاری به شکل بورات آنیونی وجود دارد. رزین‌های تبادل آنیونی مشابه آنچه برای سیستم‌های دیونیزاسیون توصیف شده‌اند، می‌توانند استفاده شوند، اما با هزینه‌های قابل‌توجهی رو به رو است. برای افزایش راندمان حذف بور در سیستم اسمز معکوس، اسیدیته آب باید کمی قلیایی (اسیدیته ۷.۵) تنظیم شود. باید از غشاهای کامپوزیتی لایه‌نازک که تحمل بیشتری نسبت به اسیدیته بالاتر دارند استفاده شود.

اختلاط با آب باران و سایر آب‌های بدون مشکل

آب باران را می‌توان از سازه‌های رواناب پشت‌بام مانند گلخانه‌ها جمع‌آوری کرد و سپس در یک مخزن ذخیره می‌شود تا به‌عنوان آب آبیاری استفاده شود. آب باران جمع‌آوری‌شده همچنین می‌تواند با آب‌های مشکل‌دار مانند آب‌هایی با قلیائی‌ات بالا، EC بالا، یا بیش از حد سدیم و کلر مخلوط شود یا برای بهبود کیفیت پساب‌های بازیافتی و فاضلاب‌های صنعتی با محتوای مواد مغذی بالا که برای آبیاری استفاده می‌شوند. سایر منابع آب بدون مشکل نیز می‌توانند برای مخلوط‌کردن استفاده شوند. آب باران دارای اسیدیته طبیعی حدود ۵.۶ و محتوای مواد معدنی بسیار کم است. آب باران اسیدی با اسیدیته در محدوده ۴.۰-۵.۰ برای آبیاری قابل‌قبول است. بافر ضعیفی است و تأثیر کمی بر اسیدیته متوسط رشد دارد. آب با اسیدیته کمتر از ۴ نباید استفاده شود؛ زیرا ممکن است به نهال‌ها و پیوندهای جوان آسیب برساند. آب باران باید از سازه‌های تمیز و عاری از آلاینده‌های معدنی مانند روی و سایر فلزات جمع‌آوری شود. آب باید حداقل دو بار در سال از نظر اسیدیته و مواد معدنی آزمایش شود.

چک‌لیست: کیفیت آب برای تولید محصول

آب را در آزمایشگاهی که مجهز به آزمایش آب برای اهداف آبیاری است، آزمایش کنید. آزمایشات آب آبیاری همیشه باید شامل اسیدیته و قلیائی‌ات باشد.

آب بازیافتی یا آب روان ممکن است قبل از استفاده برای آبیاری نیاز به بازسازی داشته باشد؛ زیرا میکروارگانیسم‌های بیمارگر، نمک‌های محلول و آثاری از مواد شیمیایی آلی ممکن است وجود داشته باشند.

کیفیت آب باید برای اطمینان از قابل‌قبول بودن آن برای رشد گیاه و به‌حداقل‌رساندن خطر تخلیه آلاینده‌ها به آب‌های سطحی یا زیرزمینی آزمایش شود.

برای جلوگیری از گرفتگی لوله‌ها، شیرها، نازل‌ها و قطره چکان‌ها در سیستم آبیاری، از فیلتراسیون برای حذف مواد جامد معلق از آب استفاده کنید. جامدات معلق شامل ماسه، خاک، برگ‌ها، مواد آلی، جلبک‌ها و علف‌های هرز است.  اسیدیته آب ممکن است قبل از استفاده برای مخلوط‌کردن برخی آفت‌کش‌ها، نگهدارنده‌های گل و تنظیم‌کننده‌های رشد نیاز به تنظیم داشته باشد.

منابع

Bartok, J.W., Jr. 2009. Protect Your Water System with a Good Filter

Biernbaum, J.A. 1995. Water Quality, Tips on Growing Bedding Plants. The Ohio Florists’ Associati

Cox, D.A Greenhouse Irrigation Water Quality: pH and Alkalinity

Cox, D.A Adjusting Alkalinity with Acids

Cox, D.A UMass Extension Floriculture Water Quality Project: I. Salinity, Sodium and Chloride

Cox, D.A UMass Extension Floriculture Water Quality Project: II. pH, Alkalinity, Calcium, Magnesium, and Other Elements

Smith, T.M. 2004. Effects of pH on Pesticides and Growth Regulators