Tolerancja upraw na sól - Salt tolerance of crops
Tolerancja upraw na zasolenie to maksymalny poziom soli, jaki toleruje uprawa bez utraty produktywności, podczas gdy wyższe poziomy mają na nią negatywny wpływ. Poziom soli jest często traktowany jako zasolenie gleby lub zasolenie wody do nawadniania .
Tolerancja na sól ma znaczenie na terenach nawadnianych w regionach (pół)suchych, gdzie problem zasolenia gleby może być rozległy w wyniku występującego tu zasolenia . Dotyczy setek milionów hektarów. Regionalne rozmieszczenie 3 230 000 km² zasolonych gruntów na całym świecie pokazano na obszarze dotkniętym solą w oparciu o mapę gleby FAO/UNESCO na świecie .
Dodatkowo, na obszarach, gdzie stosuje się nawadnianie zraszaczowe, słona woda zraszająca może spowodować znaczne szkody poprzez spalenie liści, niezależnie od tego, czy gleba jest zasolona, czy nie.
Historia
Jedno z pierwszych badań dotyczących zasolenia gleby i reakcji roślin zostało opublikowane w USDA Agriculture Handbook nr 60, 1954. Ponad 20 lat później Maas i Hoffman opublikowali wyniki szeroko zakrojonych badań nad tolerancją na sól. W 2001 roku kanadyjskie badanie dostarczyło znacznej ilości dodatkowych danych. Kompleksowe badanie tolerancji zgłaszanych na całym świecie zostało przeprowadzone przez FAO w 2002 roku.
Większość badań przeprowadzono w eksperymentach w naczyniu lub bębnie lub w lizymetrach w kontrolowanych warunkach. Gromadzenie danych terenowych w warunkach rolników było rzadkie, prawdopodobnie z powodu większych wysiłków i wyższych kosztów, braku kontroli warunków uprawy roślin innych niż zasolenie gleby oraz większej losowej zmienności plonów i zasolenia gleby. Jednak dzięki metodom statystycznym możliwe jest wykrycie poziomu tolerancji na podstawie danych terenowych. Salt Farm Texel, holenderska firma badawcza, zidentyfikowała różne uprawy, które mają znaczną tolerancję na sól.
Klasyfikacja
Zasolenie gleby i wody można wyrazić na różne sposoby. Najpowszechniejszym parametrem stosowanym w przypadku zasolenia gleby jest przewodność elektryczna ekstraktu (ECe) nasyconej pasty glebowej w jednostkach decySiemens na metr (dS/m) (wcześniej mierzona w milimhos na centymetr (mmho/cm)). Bernstein przedstawił następującą klasyfikację gleby na podstawie ECe w dS/m:
ECe 0–2 gleba
niesłona ECe 2–4 lekko zasolona, plon z upraw wrażliwych obniżony
ECe 4–8 umiarkowanie zasolony, zmniejszenie plonów wielu upraw
ECe 8–16 zasolony, plon normalny tylko dla upraw tolerujących sól
ECe > 16 plon umiarkowany plony tylko z bardzo tolerancyjnych upraw
Modelowanie
Powszechnym sposobem przedstawiania danych upraw i zasolenia jest model Maasa-Hoffmana (patrz rysunek powyżej): początkowo linia pozioma połączona z linią opadającą w dół. Punkt przerwania jest również nazywany progiem lub tolerancją. W przypadku danych terenowych z losową zmiennością poziom tolerancji można znaleźć za pomocą regresji segmentowej . Ponieważ model Maasa-Hoffmana jest dopasowywany do danych metodą najmniejszych kwadratów , dane na końcu ogona wpływają na położenie punktu przerwania.
Inną metodę opisali Van Genuchten i Gupta. Wykorzystuje odwróconą krzywą S, jak pokazano na rysunku po lewej stronie. Ten model rozpoznaje, że koniec ogona może mieć bardziej płaskie nachylenie niż część środkowa. Nie zapewnia ostrego poziomu tolerancji.
Zastosowanie modelu Maasa–Hoffmana w sytuacjach z płaskim trendem w ogonie może prowadzić do przełomu o niskiej wartości ECe, dzięki zastosowaniu warunku do minimalizacji odchyleń wartości modelu od wartości obserwowanych w całym domena (tj. włącznie z końcówką).
Stosując logistyczną funkcję sigmoidalną dla tych samych danych, które zastosowano w modelu van Genuchtena-Gupty, krzywizna staje się bardziej wyraźna i uzyskuje się lepsze dopasowanie.
Trzeci model opiera się na metodzie częściowej regresji, w której znajduje się najdłuższy horyzontalny odcinek (zakres braku efektu ) relacji plon-ECe, a poza tym rozpiętością następuje spadek plonów (rysunek poniżej). Dzięki tej metodzie trend na ogonie nie odgrywa żadnej roli. W rezultacie poziom tolerancji (punkt graniczny, próg) jest większy (4,9 dS/m) niż według modelu Maasa-Hoffmana (3,3 dS/m, patrz drugi rysunek powyżej z tymi samymi danymi). Uzyskuje się również lepsze dopasowanie.
Zwiększanie tolerancji
Obecnie podejmuje się znaczną ilość badań w celu opracowania upraw rolniczych o wyższej tolerancji na sól w celu zwiększenia upraw w regionach o dużym zasoleniu.
Uszkodzenie liści
W Australii opracowano następującą klasyfikację zasolenia wody do nawadniania tryskaczowego:
| Wrażliwość | Chlorki (mg/l) | Sód (mg/l) | Dotknięta uprawa |
|---|---|---|---|
| Wrażliwy | <178 | <114 | Migdał, morela, cytrusy, śliwka |
| Umiarkowanie wrażliwy | 178–355 | 114-229 | Papryka, winogrona, ziemniaki, pomidory |
| Umiarkowanie tolerancyjny | 355–710 | 229–458 | Jęczmień, ogórek, kukurydza |
| Tolerancyjny | >710 | >458 | Kalafior, bawełna, krokosz barwierski, sezam, sorgo, słonecznik |
Zobacz też
- Biozasolenie – Wykorzystanie słonej wody do nawadniania
- Tolerancja upraw na wodę morską
- Halophyte – roślina tolerująca sól
- Halotolerancja – Adaptacja do wysokiego zasolenia
- Wzrost poziomu morza – Obecny wzrost globalnego poziomu morza z powodu globalnego ocieplenia
- Sód w biologii
- Zasolenie gleby – Zawartość soli w glebie
- Kontrola zasolenia gleby