Tolerance solí plodin - Salt tolerance of crops

Zavlažovaná pšenice v Egyptě má toleranci soli na ECe = 7,6 dS/m, při jejímž překročení klesá výnos. Data byla shromážděna na polích zemědělců.

Tolerance soli vůči plodinám je maximální hladina soli, kterou plodina toleruje, aniž by ztratila svou produktivitu, zatímco na vyšších úrovních je negativně ovlivněna. Úroveň soli je často brána jako slanost půdy nebo slanost závlahové vody.

Tolerance soli je důležitá v zavlažovaných oblastech v (polo) suchých oblastech, kde problém slanosti půdy může být rozsáhlý v důsledku zde se vyskytující salinizace . Týká se to stovek milionů hektarů. Regionální distribuce 3 230 000 km² solné půdy po celém světě je zobrazena v oblasti zasažené solí na základě FAO/UNESCO Půdní mapy světa .

Navíc v oblastech, kde se provádí zavlažování postřikovačem, může slaná sprinklerová voda způsobit značné škody spálením listů, ať už je půda slaná nebo ne.

Dějiny

Jedna z prvních studií o slanosti půdy a reakci rostlin byla publikována v USDA Agriculture Handbook č. 60, 1954. O více než 20 let později Maas a Hoffman publikovali výsledky rozsáhlé studie o toleranci soli. V roce 2001 poskytla kanadská studie značné množství dalších údajů. V roce 2002 provedl FAO komplexní průzkum tolerancí hlášených po celém světě.

Většina studií byla provedena pomocí experimentů v hrnci nebo bubnu nebo na lysimetrech za kontrolovaných podmínek. Sběr terénních dat za podmínek zemědělců byl vzácný, pravděpodobně kvůli většímu úsilí a vyšším nákladům, nedostatečné kontrole podmínek pěstování rostlin jiných než slanosti půdy a větším náhodným rozdílům ve výnosech plodin a slanosti půdy. Přesto je možné pomocí statistických metod zjistit úroveň tolerance z terénních dat. Salt Farm Texel, holandská výzkumná společnost, identifikovala různé plodiny, které mají značnou míru tolerance vůči soli.

Maas – Hoffmanův model pro produkci pšenice a salinitu půdy na zemědělské půdě. Tolerance soli (bod zlomu, práh) je asi ECe = 3,3 dS/m

Klasifikace

Salinitu půdy a vody lze vyjádřit různými způsoby. Nejčastějším parametrem používaným ve slanosti půdy je elektrická vodivost extraktu (ECe) nasycené půdní pasty v jednotkách deciSiemens na metr (dS/m) (dříve měřeno v milimosech na centimetr (mmho/cm)). Bernstein představil následující klasifikaci půdy na základě ECe v dS/m:

ECe 0–2 slaná půda
ECe 2–4 mírně fyziologický roztok, výnos citlivých plodin snížen
ECe 4–8 mírně fyziologický roztok, snížení výnosu mnoha plodin
ECe 8–16 fyziologický roztok, normální výnos pouze pro plodiny odolné vůči soli
ECe> 16 rozumná plodina výnosy pouze pro velmi tolerantní plodiny

Van Genuchten – Gupta model pro produkci mrkve a salinitu půdy v poli
Logistický sigmoidní model pro produkci mrkve a salinitu půdy v poli


Modelování

Běžný způsob prezentace údajů o slanosti plodin je podle modelu Maas – Hoffman (viz obrázek výše): zpočátku horizontální čára spojená se šikmou linií směrem dolů. Bod zlomu se také nazývá práh nebo tolerance. U terénních dat s náhodnými variacemi lze úroveň tolerance nalézt se segmentovanou regresí . Vzhledem k tomu, že model Maas-Hoffman je k datům připojen metodou nejmenších čtverců , data na konci ovlivňují polohu zarážky.

Další metodu popsali Van Genuchten a Gupta. Používá invertovanou křivku S, jak je znázorněno na obrázku vlevo. Tento model uznává, že zadní část může mít plošší sklon než střední část. Neposkytuje ostrou úroveň tolerance.

Použití modelu Maas – Hoffman v situacích s plochým trendem na konci může vést k bodu zlomu s nízkou hodnotou ECe v důsledku použití podmínky k minimalizaci odchylek hodnot modelu od pozorovaných hodnot v celém rozsahu doména (tj. včetně koncového konce).

Pomocí funkce logistického sigmoidu pro stejná data použitá v modelu van Genuchten-Gupta se zakřivení zvýrazní a dosáhne lepšího přizpůsobení.

Třetí model je založen na metodě částečné regrese, přičemž člověk najde nejdelší horizontální úsek (rozsah bez účinku ) vztahu výtěžek-ECe, zatímco za tímto úsekem se nastaví pokles výtěžku (obrázek níže). U této metody nehraje žádnou roli trend na konci. Výsledkem je, že úroveň tolerance (bod zlomu, práh) je větší (4,9 dS/m) než podle modelu Maas-Hoffman (3,3 dS/m, viz druhý obrázek výše se stejnými daty). Rovněž je dosaženo lepšího přizpůsobení.

Částečná regrese se používá k detekci maximálního rozsahu bez vlivu na pšeničná pole. Tolerance je asi ECe = 5 dS/m

Zvýšení tolerance

V současné době probíhá značné množství výzkumu s cílem vyvinout zemědělské plodiny s vyšší tolerancí soli, aby se zlepšilo pěstování plodin v oblastech zasažených slaností.

Poškození listů

V Austrálii byla vyvinuta následující klasifikace slanosti závlahové vody pro zavlažování:

Citlivost Chlorid (mg/l) Sodík (mg/l) Ovlivněná plodina
Citlivý <178 <114 Mandle, meruňky, citrusy, švestky
Středně citlivý 178–355 114–229 Capsicum, hroznový, bramborový, rajský
Středně tolerantní 355–710 229–458 Ječmen, okurka, kukuřice cukrová
Tolerantní > 710 > 458 Květák, bavlna, světlice,
sezam, čirok, slunečnice

Viz také

Reference