األمالح هي العامل األساسي في استغالل أو عدم إستغالل األراضي الزراعية حيث يعتمد نمو النباتات على نسبة تركيز األمالح كلما كان مرتفعا زاد التأثير على نمو النباتات. يمكن أن نعبر عن تركيز األمالح في الماء بوحدة التوصيل الكهربي التي يمكن التعبير عنها ب )(mmhose/cm أو )(ppm ppm = mg/L = gm/103L = gm/m3 mmhose/cm= 640 ppm األراضي الملحية الحمضية هي التي يكون التوصيل الكهربائي )(ECلمستخلص الماء لعينة منها عند درجة التشبع أكبر من ) (4mmhose/cmودرجة حرارة مئوية 25مئوية ويكون مقدار الحموضة ) (PHال يزيد عن .8.5 األراضي القلوية هي التي يكون التوصيل الكهربائي )(EC لمستخلص الماء لعينة منها عند درجة التشبع أقل من ) (4mmhose/cmودرجة حرارة مئوية 25مئوية ويكون مقدار الحموضة ) (PHبين .10 - 8.5 Forms of Salts Occur in the Soil: 1- Salts ions: 2- Salts cat ions: 3- Precipitated salts. -1قد تكون أمالح حمضية موجودة في التربة نفسها مثل أحماض الكربونات والكبريتات نتيجة تأثير عمليات النحر والتعرية التي تحدث على أجزاء المادة األصلية للتربة الغير معرضة للسطح. -2غمر األراضي بمياه البحر المالحة أو ري األراضي بمياه بها نسبة عالية من األمالح. -3عدم حصول األرض على كمية من المياه بدرجة كافية لغسلها. -4نتيجة إرتفاع المياه المالحة إلى أعلى بفعل الخاصية الشعرية ويتبخر الماء ويتبقى األمالح. -5قد تلقي المصانع بمخلفاتها في مياه الري مما يسبب زيادة نسبة األمالح. Osmotic Problems: زيادة تركيز األمالح في التربة يؤدي إلى زيادة الضغط األسموزيله وبالتالي زيادة اإلجهاد الرطوبي للتربة Soil moisture stressفيصعب على النبات سحب احتياجاته من المياه. Toxicity Problems: وجود بعض األيونات الملحية (الكبريتات) بتركيز معين في التربة يؤدي إلى تلف الجذور وموت النبات. Dispersion Problems: زيادة تركيز بعض األمالح (أمالح الصوديوم) في التربة يؤدي إلى تكون تربة قليلة النفاذية. تعتمد فكرة إستصالح األراضي على المبادئ األساسية التالية: -1خفض محتوى األمالح في منطقة نمو الجذور ومنع تكون أمالح جديدة. -2خفض منسوب المياه األرضية إلى أدنى منسوب يتناسب مع الظروف الحقلية. -3إزالة العناصر واألمالح الذائبة في المياه األرضية إلى المستوى األدنى من التركيز المناسب لنمو النباتات. -4استبدال األمالح الغير قابلة للذوبان بأخرى يسهل غسلها والتخلص منها. يتم استصالح األراضي الملحية عن طريق غسيل التربة بعد إجراء التسوية لألرض وتقسيمها إلى أحواض أو شرائح. عملية الغسيل تتطلب إضافة الماء إلى هذه األحواض عن طريق نظم الري المستخدمة في المشروع. يؤدي تراكم المياه على سطح التربة إلى ذوبان أمالح التربة وتسربها داخل التربة في إتجاه المصارف. من عيوب عملية الغسيل أنها تساعد على تخليص التربة من المخصبات المتوفرة فيها لذا البد من إجراء عملية تعويض لهذا النقص عن طريق إضافة المواد العضوية واألسمدة الكيميائية بعد اإلنتهاء من عملية غسيل التربة. يتم استصالح مثل هذا النوع من األراضي عن طريق تخفيف نسبة الصوديوم المتبادل بإحالل الكالسيوم محله عن طريق إضافة المواد الكيميائية إلى التربة الحاوية على عنصر الكالسيوم أو التي تتفاعل مع معادن التربة إلطالق الكالسيوم. تتم بعد ذلك عملية الغسيل بعد تحسين نفاذية التربة إما عن طريق الحرث العميق للتربة أو الري بمياه تحتوي على أيونات الكالسيوم والمغنسيوم بكميات وافية. تنفذ عملية غسيل األمالح مقرونة بعملية الصرف الداخلي للتربة والوقت الالزم إلنجاز اإلستصالح يعتمد على حركة الماء خالل مقطع التربة وعلى تركيز أيون الكالسيوم في مياه التربة. يعرف غسيل التربة هو عملية إضافة كميات كافية من الماء إلى التربة لغرض إذابة األمالح القابلة للذوبان بالماء ثم تسرب الماء واألمالح نحو داخل التربة بإتجاه المصارف بعيدا عن منطقة الجذور. هو ذلك الجزء من مياه الري المطلوب تمريرها خالل منطقة جذور النباتات لمنع زيادة تركيز األمالح عن حد معين. أو هي النسبة بين عمق مياه الصرف إلى عمق مياه الري ويعبر عنه كنسبة مئوية. يتوقف ) (LRعلى: -1درجة تركيز األمالح الموجودة في التربة. -2درجة تركيز األمالح الموجودة في المياه المستخدمة في غسيل التربة. -3درجة تركيز األمالح المطلوب الوصول إليها. -4عمق التربة المراد غسيل األمالح منها وهذا يتوقف على عمق الجذور. -5نفاذية التربة. -6مقدار البخر. -7كفاءة نظام الصرف المستخدم. -8طريقة الغسيل المتبعة ومواعيد الغسيل. Salt Input = Salt Output ECiw * Diw = ECdw * Ddw ECiw: Electric conductivity of the irrigation water (mmhos/cm) Diw: The volume of irrigation water added. ECdw: Electric conductivity of the drainage water (mmhos/cm) Ddw: The volume of drained water. ECiw * Diw = ECdw * Ddw L.R. = (ECiw / ECdw)*100 = (Ddw /Diw)*100 The Assumption of L.R. Equation: -1ماء الري يطبق بإنتظام على سطح التربة. -2اليوجد سقوط لألمطار. -3معامل التوصيل الهيدروليكي منتظم على كل المساحة الداخلية. -4اليحدث تحرك لألمالح في موسم حصاد المحصول. -5ال توجد نفاذية للملح داخل التربة. In arid regions, the drainage coefficient (q) is highly variables. q depends on the following: 1- Amount of irrigation applied. 2- Method of irrigation and efficiency. 3- Leaching requirements. irrigation q = (C*R) + [P or LR (the biggest)] * (1C) * R q: Drainage Coefficient. (mm/day) C: Conveyance losses. R: Total application of water. P: Field application losses. R - q = consumptive use The quantity of salts accumulated (or removed) = total volume of drainage water * salt concentration. Drainable Porosity (fa): fa = total porosity (f) – volumetric water content (θ) Rate of water table rise = q mm/day / fa A- The salinity of ground water in an area of one hectare was 8 (mmhos/cm) and during a fallow season of 3monthes the rate of capillary rise was 8 mm/day. How much salts will be accumulated on the soil surface at the end of the fallow period? B- How many tons of salts are contained in irrigation water added to 5feddans during a crop season if the total crop water requirement is 1000m3/feddan and the salinity of irrigation water is 0.9 mmhos/cm? A- Salt accumulated = total volume of drainage water * salt concentration. - Salt accumulated = (8/1000)*3*30*10000*(8*640 / 106) = 36.864 ton B- Salt accumulated = 5 * 1000 * (0.9*640 / 106) = 2.88 ton The electric conductivity of irrigation water in an area is 0.35 mmhose/cm. If the salinity of drainage water is 2.0 mmhose/cm, what is the leaching requirement for this area? What will be the drainage rate if the irrigation requirement is 10 mm/day? ECiw = 0.35 mmhose/cm ECdw = 2 mmhose/cm L.R. = (ECiw / ECdw)*100 = (Ddw /Diw)*100 = 0.35/2 =17.5% Diw =10 mm/day 0.35/2 = Ddw /10 Ddw =(0.35*10)/2 = 1.75mm/day Determine the drainage coefficient if the irrigation and conveyance efficiencies are 85% and 95% respectively and the quantity of irrigation is 20mm/day, and its salinity is 320ppm. The salinity of soil should not exceed 2mmhos/cm. What is the rate of water table rise due to this drainage coefficient, if the volumetric moisture content above and below the water table is 30% and 35% respectively? q = (C*R) + [P or LR (the biggest)] * (1-C) * R Application efficiency = 85% → application losses (P) = 15% Conveyance efficiency = 95% → conveyance losses (C) = 5% Consumptive use = R – q = 20 mm/day LR = (ECiw / ECdw)*100 = [320 / (2*640)] * 100 = 25% > P q = (0.05 * R) + (0.25)(1-0.05)*R = 0.2875 R R = 20 + q q = 0.2875 (20 + q) q = 8 mm/day Rate of water table rise = qmm/day / fa fa = total porosity (f) – volumetric water content (θ) fa = 0.35 – 0.3 = 0.05 Rate of water table rise = 8 / 0.05 = 160 mm/day What is the drainage coefficient in an irrigation project which grow wheat, maize, cotton with maximum crop requirements of 100, 210, 180 mm/month respectively? The field application losses is 20%, the conveyance losses is 10%, and irrigation water salinity is 1500 ppm. The yield of crop will be affected when the soil salinity is more than 4.0 mmhose/cm. What is the rate of water table rise due to this drainage coefficient if the drainable porosity is 5%? Application losses (P) = 20%, Conveyance losses (C) = 10% Consumptive use = (100 + 210 + 180) / 30 = 13.3 mm/day LR = (ECiw / ECdw)*100 = [1500 / (4*640)] * 100 = 58.6% > P q = (C*R) + [P or LR (the biggest)] (1-C)*R q = (0.1*R) + (0.586)(1-0.1)*R = 0.6274 R R = 13.3 + q q = 0.6274 (13.3 + q) q = 22.4 mm/day Rate of water table rise = q mm/day / fa Rate of water table rise = 22.4 / 0.05 = 448 mm/day The field irrigation efficiency in a field is 75%, and the conveyance efficiency is 92%, the maximum crop water requirements is 270mm per month. If the salinity of irrigation water is 0.5mmhose/cm and the salinity of the soil extract should not exceed 2560ppm, calculate the drainage coefficient and the rise in water table if the drainable porosity is 5%? Application efficiency = 75% → application losses (P) = 25% Conveyance efficiency = 92% → conveyance losses (C) = 8% Consumptive use = R – q = 270/30 = 9 mm/day LR = (ECiw / ECdw)*100 = [0.5*640 / (2560)] * 100 = 12.5 %< P q = (C*R) + [P or LR (the biggest)] (1-C)*R q = (0.08 * R) + (0.25)(1-0.08)*R = 0.31 R R=9+q q = 0.31 (9 + q) q = 4 mm/day → (1) Rate of water table rise = q mm/day / fa Rate of water table rise = 4 / 0.05 = 80 mm/day → (2)