در سطح جهانی، منابع آب برای تولید محصولات کشاورزی رو به کاهش است. این امر با افزایش تقاضای آب نسبت به منابع محدود و آب بی کیفیت همراه است. که بر کیفیت و عملکرد محصول تأثیر منفی می گذارد و خواص خاک را نامطلوب می کند. اگرچه شوری خاک هزاران سال است که بر کشاورزی تأثیر گذاشته است، تحقیقات قابل توجهی در ۱۰۰ سال گذشته انجام شده است. نمک زدایی که فرآیند کاهش نمک در آب به میزان قابل قبولی است، می تواند جایگزینی برای بهبود کیفیت آب و در نتیجه افزایش منابع آب و کاهش رقابت بین مصرف کنندگان مختلف آب باشد. بنابراین،آب شیرین کن صنعتی می تواند منجر به بهبود کیفیت محصول، بهبود عملکرد محصول، افزایش تولید محصول در شود و به این ترتیب به ابزاری مهم برای مدیریت موثر آب کشاورزی تبدیل شود.
ضرورت استفاده از آب شیرین کن صنعتی در کشاورزی
از آنجایی که بیش از ۶۰ درصد بارندگی، منبع اولیه آب برای کشاورزی به دلیل تبخیر و تعرق از بین می رود. با افزایش مداوم جمعیت انسانی و در نتیجه افزایش تقاضای آب که انتظار می رود اندازه آن در ۵۰ سال آینده تقریباً دو برابر شود. بهره برداری از منابع آبی موجود و ظهور تغییرات آب و هوایی با تأثیر گرمایش جهانی آن بر آب موجود برای تولید محصولات زراعی، جستجو برای منابع آبی جدید، پایدار و مقاوم در برابر خشکسالی اجتناب ناپذیر است. از آنجایی که فعالیت‌های کشاورزی بیش از ۶۰ درصد از کل نیاز آبی را مصرف می‌کند، استفاده از پساب تصفیه‌شده برای آبیاری می‌تواند کاهش چشمگیر آب‌های زیرزمینی را کاهش دهد.
کشورهای کم‌آب به‌ویژه کشورهای خاورمیانه که در مناطق خشک و نیمه‌خشک واقع شده‌اند، باید بیشتر به استفاده از منابع آب آبیاری غیرمتعارف مانند سفره‌های زیرزمینی شور برای کاهش نسبی تکیه کنند. اگرچه، منابع آب شیرین کنونی ممکن است به زودی برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد برای غذا کافی نباشد ، بیشتر این منابع آبی ضد خشکسالی حاوی مواد جامد محلول و مواد شیمیایی مانند نمک هستند. استفاده از این منابع آبی برای اهداف آبیاری اغلب منجر به اثرات مخرب شوری خاک، تخریب محیط زیست و عملکرد پایین محصول می شود.
تاثیر شوری آب بر کشاورزی
شوری یکی از فرآیندهای تخریب اراضی است که میلیون ها هکتار از زمین را برای کشت محصولات زراعی غیرقابل استفاده می کند. شور شدن یکی از جدی ترین مشکلات تخریب زمین است که جهان با آن مواجه است. شوری زمانی است که مقدار یا غلظت «بیش از حد» نمک های محلول در خاک به طور طبیعی یا در نتیجه مدیریت نادرست آب آبیاری رخ می دهد. خاک‌های متاثر از نمک در مناطق خشک در سراسر جهان بیشترین فراوانی را دارند، وسعت خاک‌های شور متغیر است،
شوری خاک در زمان و مکان متفاوت است. نمک ها اغلب از طریق استفاده از کودهای معدنی بیش از حد به خاک و سیستم های آبی وارد می شوند که به عنوان رواناب به بدنه های آبی زیرزمینی که برای اهداف آبیاری استفاده می شوند، نفوذ می کند. نمک‌های موجود در خاک و آب آبیاری ممکن است به‌طور طبیعی به‌عنوان محصولات ژئوشیمیایی سنگ‌ها و مواد اصلی وجود داشته باشند. یا مستقیماً از طغیان آب دریا، اسپری یا نفوذ به منابع آب زیرزمینی نفوذ پیدا کنند. . به دلیل وجود املاح، بیشتر اراضی شور در فصول خشک به دلیل شوری شدید و کمبود آب با کیفیت و کمیت عملاً غیرقابل کشت هستند. تقریباً نیمی از جمعیت انسان از دسترسی ناکافی به آب قابل حمل رنج می برند و کمبود آب در کشاورزی به عنوان یک بحران جهانی در نظر گرفته شده است.
آب شیرین کن صنعتی در کشاورزی شامل
از این رو، آب شیرین کن صنعتی، که شامل هر فرآیندی است که نمک را از آب حذف می کند. بیشتر آب شیرین تولید شده، برای کشاورزی در نظر گرفته می شود . اگرچه شوری خاک برای هزاران سال کشاورزی را تحت تأثیر قرار داده است .تحقیقات قابل توجهی تنها در ۱۰۰ سال گذشته انجام شده است و در حال انجام است. بنابراین، این بررسی برخی از اثرات شوری بر رشد و عملکرد خاک و محصول، و برخی روش‌های ممکن برای نمک‌زدایی از منابع آب و خاک برای استفاده بهینه در یک سیستم تولید محصول را برجسته می‌کند.
اثرات شوری بر خاک و محصول
نمک‌ها، کاتیون‌ها و آنیون‌های مختلف و تأثیراتشان بر گیاهان و خاک‌ها متفاوت هستند. و به همین دلیل، تفاوت‌ها در ترکیبات یونی محلول‌های خاک و آب‌هایی با مقادیر هدایت الکتریکی مشابه ممکن است منجر به اثرات متفاوتی شود .
شوری ممکن است بر ساختار خاک و سایر خصوصیات فیزیکی تأثیر منفی بگذارد و این امر در نهایت می تواند به رشد و توسعه محصول منتقل شود. به عنوان مثال، تجزیه ساختار خاک می تواند اثرات نمک را بر محصولات از طریق افزایش پوسته سطحی، مهار جوانه زنی و کاهش نفوذپذیری، تخلخل و هوادهی تشدید کند.
میزان نفوذ خاک به میزان زیادی تحت تأثیر سدیمی و غلظت الکترولیت آب آبیاری قرار دارد. همچنین منجر به ایجاد یک جامعه میکروبی به تدریج کوچکتر ومی شود. که از نظر متابولیکی کارایی کمتری داشت. خاک های شور حاوی نمک در ناحیه ریشه هستند که رشد محصول را مختل می کند. همچنین هر چه شوری بیشتر باشد، سطح برگ و تولید ماده خشک کمتر است.
چشم انداز آب نمک زدایی برای کشاورزی
تغییرات آب و هوا منجر به عدم اطمینان در میزان و زمان بارندگی برای تولید محصولات کشاورزی شده. ۶۹ درصد از منابع آب جهانی برای اهداف آبیاری هدایت می شود . در نتیجه، منابع آب شیرین فعلی ممکن است به زودی برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای غذا کافی نباشد . در حال حاضر، نمک زدایی آب دریا ۱ درصد از آب آشامیدنی جهان را تامین می کند. بیشتر آب شیرین شده برای تامین آب کشاورزی استفاده میشود .
فناوری آب شیرین کن
کلیک کنید
مزایای نمک زدایی
نمک زدایی یک جایگزین به صرفه در مصرف آب برای استفاده از آب شور است. به طور قابل توجهی، می‌تواند منابع احتمالی آب برای آبیاری را افزایش دهد. و به این ترتیب تولید محصول پایدار در تمام سال را افزایش دهد. پایین بودن میزان شوری آب تصفیه شده یک مزیت است. زیرا نمک ها [به ویژه سدیم (Na+) و کلر (Cl−)] به خاک آسیب می رسانند، رشد گیاهان را متوقف می کنند و به محیط زیست آسیب می رسانند. آب نمک زدایی شده می تواند کیفیت آب آبیاری را بهبود بدهد و احتمال شوری خاک را کاهش دهد. و در نتیجه اثرات نامطلوب آن بر رشد و عملکرد محصول از طریق اثرات مخرب آن بر خواص خاک کاهش می یابد.
علاوه بر این، نمک‌زدایی می‌تواند اندازه سطح زمین برای کشت، تعداد محصولات (از جمله محصولات حساس به نمک) را افزایش دهد. کیفیت محصول را بهبود بخشد، بهره‌وری محصول را افزایش دهد و باند وسیع استفاده از آب را برای اهداف دیگر افزایش دهد.