Tolerancja roślin uprawnych na sól
Tolerancja upraw na sól to maksymalny poziom soli, jaki roślina toleruje 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 soli ma znaczenie na nawadnianych gruntach w regionach (pół)pustynnych, gdzie problem zasolenia gleby może być rozległy w wyniku występującego tutaj zasolenia . Dotyczy to setek milionów hektarów. Regionalne rozmieszczenie 3 230 000 km² słonych gruntów na całym świecie pokazano na obszarze dotkniętym solą na podstawie mapy gleby świata FAO / UNESCO .
Ponadto na obszarach, na których stosuje się nawadnianie zraszające, słona woda zraszająca może spowodować znaczne szkody w wyniku spalenia 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 obszernych badań dotyczących tolerancji soli. W 2001 roku kanadyjskie badanie dostarczyło znacznej ilości dodatkowych danych. Kompleksowe badanie tolerancji zgłoszonych na całym świecie zostało przeprowadzone przez FAO w 2002 roku.
Większość badań przeprowadzono za pomocą eksperymentów z garnkiem lub bębnem lub w lizymetrach w kontrolowanych warunkach. Gromadzenie danych polowych w warunkach rolników było rzadkie, prawdopodobnie ze względu na większy wysiłek i wyższe koszty, brak kontroli warunków wzrostu roślin innych niż zasolenie gleby oraz większe przypadkowe zróżnicowanie 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 wykazują znaczną tolerancję na sól.
Klasyfikacja
Zasolenie gleby i wody można wyrażać na różne sposoby. Najczęściej stosowanym parametrem w zasoleniu gleby jest przewodność elektryczna ekstraktu (ECe) nasyconej pasty glebowej w jednostkach deciSiemens na metr (dS/m) (poprzednio mierzona w milimach na centymetr (mmho/cm)). Bernstein przedstawił następującą klasyfikację gruntów na podstawie ECe w dS/m:
ECe 0–2 gleba niezasolona ECe 2–4 lekko zasolona, plon wrażliwych upraw obniżona ECe 4–8 umiarkowanie zasolona, zmniejszenie plonów wielu upraw ECe 8–16 zasolona, normalna wydajność tylko w przypadku upraw odpornych na sól ECe > 16 uprawa rozsądna plony tylko dla upraw bardzo tolerancyjnych
Modelowanie
Powszechnym sposobem przedstawiania danych dotyczących plonów - zasolenia jest model Maasa-Hoffmana (patrz powyższy rysunek): początkowo linia pozioma połączona z linią nachyloną w dół. Punkt przerwania jest również nazywany progiem lub tolerancją. Dla 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 pozycję 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.
Wykorzystanie modelu Maasa-Hoffmana w sytuacjach z płaskim trendem na końcu ogona może doprowadzić do punktu przerwania z niską wartością ECe, dzięki zastosowaniu warunku minimalizacji odchyleń wartości modelu od wartości obserwowanych w całym okresie domeny (tj. łącznie z końcówką).
Wykorzystując logistyczną funkcję sigmoidalną dla tych samych danych, co 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 odcinek poziomy (zakres braku wpływu ) relacji plon-ECe, a poza tym odcinkiem następuje spadek plonu (rysunek poniżej). Dzięki tej metodzie trend na końcu ogona nie odgrywa żadnej roli. W rezultacie poziom tolerancji (punkt załamania, próg) jest większy (4,9 dS/m) niż według modelu Maasa-Hoffmana (3,3 dS/m, patrz drugi rysunek powyżej z tymi samymi danymi). Osiąga się również lepsze dopasowanie.
Zwiększanie tolerancji
Obecnie prowadzi się znaczną liczbę badań w celu opracowania upraw rolnych o wyższej tolerancji na sól w celu poprawy upraw w regionach dotkniętych zasoleniem.
Uszkodzenie liścia
W Australii opracowano następującą klasyfikację zasolenia wody do nawadniania deszczowego:
| Wrażliwość | Chlorek (mg/l) | Sód (mg/L) | Uprawa dotknięta chorobą |
|---|---|---|---|
| Wrażliwy | <178 | <114 | Migdał, morela, cytrusy, śliwka |
| Średnio czuły | 178–355 | 114–229 | Papryka, winogrono, ziemniak, pomidor |
| 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
- Halofity – roślina tolerująca sól
- Halotolerance – Adaptacja do dużego zasolenia
- Podnoszenie się poziomu mórz – Podnoszenie się poziomu mórz w wyniku zmian klimatycznych
- Sód w biologii – Wykorzystanie sodu przez organizmy
- Zasolenie gleby – zawartość soli w glebie
- Kontrola zasolenia gleby – Kontrola problemu zasolenia gleby