خاک سدیمی: اثرات، خواص و بهسازی

خاک های سدیمی زمانی تشکیل می شوند که یون های سدیم نسبتاً بالاتر از سایر کاتیون ها باشند و بر ساختار خاک تأثیر بگذارند.

مقدار سدیم در خاک معیار کلیدی خاصیت سدیمی است و به آن درصد سدیم تبادلی (ESP) می گویند. سدیمی بودن خاک با تضعیف پیوند بین ذرات، خواص آن را تنزل می دهد. در آستانه ESP برابر با 6% کاتیون سدیم در تماس با آب شیرین تأثیر نامطلوبی بر ساختار خاک دارد و باعث انتشار رس می شود.

اثرات خاصیت سدیمی بر ساختار خاک
1. سدیمی بودن منجر به کاهش جریان آب در خاک، محدود کردن شستشو، تجمع نمک در طول زمان و ایجاد زیر خاک‌های شور می‌شود.
2. خیس شدن خاک سدیک منجر به پراکندگی در سطح خاک، ایجاد سله سطحی، غرقابی بیش از حد، نرخ هدایت هیدرولیکی پایین، رواناب بیش از حد و فرسایش می شود.
3. به دلیل پراکندگی در زیر خاک، فرآیند فرسایش تسریع می یابد که می تواند باعث پیدایش خندق ها و تونل ها شود.
4. در آبیاری، خاک سدیمی به دلیل تورم و پراکندگی از ذخیره شدن آب جلوگیری می کند که باعث مسدود شدن منافذ و کاهش زهکشی داخلی خاک می شود. این اثر سبب خاک‌ورزی نامطلوب، جوانه‌زنی ضعیف بذر، محدودیت رشد ریشه و آسیب‌پذیری در برابر فرسایش بادی و آبی می شود.0

اثرات خاصیت سدیمی بر ساختار خاک
خواص خاک سدیمی
خواص کلی خاک سدیمی در زیر ذکر شده است:
1.   خاک های سدیمی دارای pH بیشتر از 8.5 هستند.
2. نرخ جذب سدیم (SAR) خاک سدیمی بالاتر از 13 است.
3. دارای ESR بیش از 15 است. 
4. هدایت الکتریکی (EC) خاک سدیمی کمتر از 4.0 ds/m  است.
5. خاک سدیمی خاصیت نفوذ آب ضعیفی دارد.
 

بهسازی خاک سدیمی 
احیا و بهسازی خاک سدیمی نیاز به حذف یا جایگزینی سدیم قابل تعویض دارد. این کار را می توان به روش های مختلفی انجام داد، از جمله تکنیک های فیزیکی، هیدروتکنیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و گیاه پالایی.
1. روش فیزیکی
1-1. خاک‌ورزی عمیق
روش فیزیکی اصلاح خاک سدیمی خاک‌ورزی عمیق است. این روش با افزایش تخلخل کل، کاهش چگالی ظاهری خاک، و ترویج گسترش ریشه در خاک عمیق، به بازیابی خاک سدیمی کمک می کند. همچنین به طور قابل توجهی تنوع میکروبی، میکروب های ریزوسفر و ظرفیت ذخیره سازی آب خاک را بهبود می بخشد. 

لایه خاک سخت سیمان مانند با شخم عمیق (1-2 متر) یا کندن از بین می رود که معمولاً منجر بهبهبود دائمی ساختار و کیفیت فیزیکی خاک می شود. با این حال، به دلیل خاک ورزی عمیق، خاک سدیمی زیرین به سطح آورده می شود که منجر به مشکلات قطع درختان و نفوذ می شود. بنابراین گزارش شده است که شخم عمیق و تناوب زراعی برنج-گندم در بازیابی خاکهای سدیمی مؤثرتر است. خاک ورزی عمیق می تواند عملکرد دانه و تراکم کاشت را 1.08-5.21 درصد افزایش دهد.
1-2. رقیق شدن با آب پر نمک
در مکان هایی که محدودیت آب نیست، احیای خاک سدیمی امکان پذیر است. این کار را می توان با رقیق کردن مداوم خاک با آب پر نمک غنی از کاتیون دو ظرفیتی انجام داد. استفاده از EC بالا در آب پراکندگی خاک را محدود می کند و باعث لخته شدن کلوئیدهای خاک می شود. در عین حال، با جابجایی سدیم قابل تعویض، یون های کلسیم موجود در آب، خاصیت سدیمی را کاهش می دهند. عمق آب باید حداقل 9-10 برابر عمق خاک باشد تا بازیابی خاک به خوبی انجام شود.

روش شیمیایی
1. خاک سدیم با pH زیر 7 برای اصلاح با سنگ آهک و آهک کشاورزی (CaCO3) مناسب است. هنگامی که PH بالاتر از 7.0 باشد، اثربخشی سنگ آهک به عنوان یک اصلاح کننده به طور قابل توجهی کاهش می یابد زیرا حلالیت آن با افزایش pH خاک کاهش می یابد.
برخی از خاکهای سدیمی که حاوی مقدار زیادی سدیم قابل تعویض هستند حاوی مقادیر قابل توجهی هیدروژن قابل تعویض نیز هستند. در حضور هیدروژن قابل تعویض، یک واکنش اسیدی رخ می دهد که باعث کاهش pH خاک می شود.
2. بیشتر خاک های سدیمی دارای pH بالایی هستند زیرا حاوی مقدار قابل اندازه گیری کربنات سدیم آزاد هستند که اغلب سبب pH بالای 8.2 می شود. در این مورد، سنگ آهک به عنوان یک اصلاح موثر عمل نمی کند. بنابراین در این خاک ها فقط نمک های کلسیم محلول مانند گچ و مواد کلرید کلسیم مفید است. 
3. اسید سولفوریک مایعی روغنی و سوزاننده است و خلوص آن معمولاً حدود 95 درصد است. هنگامی که به خاک سدیمی حاوی کربنات کلسیم اعمال می شود، بلافاصله واکنش نشان می دهد و سولفات کلسیم تشکیل می دهد و در نتیجه کلسیم محلول غیرمستقیم را فراهم می کند. 
4. سولفات آهن و سولفات آلومینیوم (آلوم) معمولاً بسیار خالص و محلول در آب هستند. هنگامی که به خاک اعمال می شوند، در حضور آب حل می شوند و یک واکنش هیدرولیز رخ می دهد. در نتیجه اسید سولفوریک تشکیل می شود و با کربنات کلسیم موجود در خاک سدیمی واکنش داده و کلسیم محلول را فراهم می کند. 

روش بیولوژیکی
1. استفاده از مواد آلی، کمپوست و ریشه گیاه به حل شدن ترکیبات کلسیم نامحلول موجود در خاک سدیمی کمک می کند. اگرچه این روش به طور گسترده مورد آزمایش قرار گرفته است، معمولا پذیرفته شده است که انتخاب یک استراتژی بازیابی مناسب به جغرافیا و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی خاک بستگی دارد. 
2. گزارش شده است که اصلاح خاک سدیمی توسط سیستم های جنگل زراعی می تواند تولید بیولوژیکی خاک سدیمی را نیز بهبود بخشد.
3. برهمکنش گیاه و میکروب پیوند مفیدی بین گیاهان و میکروارگانیسم ها است و روشی کارآمد برای احیای خاک است. باکتری‌های ریزوسفر مسئول افزایش مثبت جذب مواد مغذی توسط گیاهان یا تولید آن ترکیبات هستند که به رشد گیاه و در نتیجه بازسازی کیفیت خاک سدیمی کمک می‌کنند.
4. با این حال، روش های بیولوژیکی برای ایجاد تغییرات مثبت کمی کندتر از روش های شیمیایی بوده و به وجود کلسیت در خاک بستگی دارند. بعلاوه، دامنه این روش ها در خاکهای با سدیم بالا محدود است، زیرا رشد محصولات زیست پالایی ممکن است متفاوت باشد و استفاده از اصلاح کننده های شیمیایی مانند گچ اجتناب ناپذیر است.