Толерантность культур к морской воде
Толерантность сельскохозяйственных культур к морской воде — это способность сельскохозяйственных культур противостоять высокой солености, вызванной орошением морской водой или смесью пресной и морской воды. Существуют культуры, которые можно выращивать на морской воде, и демонстрационные фермы доказали эту возможность. [ 1 ] Правительство Нидерландов сообщает о прорыве в продовольственной безопасности: определенные сорта картофеля, моркови, красного лука, белокочанной капусты и брокколи, судя по всему, процветают, если их орошать соленой водой. [ 2 ]
Соляная ферма Тексель
[ редактировать ] | Этот раздел необходимо обновить . Причина такова: похоже, что соляная ферма Тексель объявила о банкротстве. ( январь 2023 г. ) |
Соляная ферма Тексель, ферма на острове Тексель , Нидерланды, проверяет солеустойчивость сельскохозяйственных культур в контролируемых полевых условиях. Имеется 56 опытных участков площадью 160 м2. 2 каждый из которых обрабатывался в восьми повторах с семью различными концентрациями соли. Эти концентрации достигаются при интенсивных ежедневных капельных поливах 10 и более мм (т.е. более 10 литров на м2). 2 в день) с водой, имеющей концентрацию солей, выраженную в электропроводности (EC) 2, 4, 8, 12, 16, 20 и 35 дСм/м. [ 3 ] Диапазон значений ЕС получают путем смешивания пресной воды с соответствующим количеством морской воды , имеющей соленость, соответствующую значению ЕС около 50 дСм/м. После посадки посевам давали прорасти в условиях пресной воды, прежде чем начинать обработку солью.
Засоление почвы
[ редактировать ]Засоленность почвы выражается в электропроводности экстракта насыщенной почвенной пасты (ECe в дСм/м). [ 4 ]
Автор Шляйфф представил классификацию солеустойчивости сельскохозяйственных культур на основе ECe в дСм/м. [ 5 ] это можно резюмировать следующим образом:
| Солеустойчивость ECe (дСм/м) ^) |
Классификация допусков |
|---|---|
| < 2 | очень чувствительный |
| 2 – 4 | чувствительный |
| 4 – 6 | слегка чувствительный |
| 6 – 8 | умеренно толерантный |
| 8 – 10 | терпимый |
| > 10 | очень терпимый |
^) Урожай хороший (без снижения урожайности) до уровня засоления почвы, указанного в таблице. За пределами этого уровня доходность падает.
Основное отличие от классификации, опубликованной Ричардсом в Справочнике Министерства сельского хозяйства США № 60, 1954 г. [ 4 ] заключается в том, что классы уже с шагом 2 дСм/м вместо 4.
В этом примере культура имеет солеустойчивость (порог) ECe=7 дСм/м, при превышении которой урожайность снижается.
Моделирование
[ редактировать ]Соляная ферма Тексель использует модель Мааса-Хоффмана для оценки реакции сельскохозяйственных культур на засоление почвы. [ 6 ] В модели используется функция отклика, начинающаяся с горизонтальной линии, соединенной далее с нисходящей наклонной линией. Точку соединения еще называют порогом или допуском. До порога засоление почвы не влияет на урожай, а за его пределами урожайность начинает снижаться. Модель подгоняется к данным с помощью кусочно-линейной регрессии. [ 7 ]
Результаты
[ редактировать ]| Обрезать | Разнообразие ^ ) | Порог *) (ECe в дСм/м) |
Сорт |
|---|---|---|---|
| Картофель х ) | Милый # ) | 4.1 | слегка чувствительный |
| Ахиллес | 2.9 | чувствительный | |
| Огонь | 2.1 | чувствительный | |
| Из | 1.9 | очень чувствительный | |
| "927" | 3.4 | чувствительный | |
| Морковь | Кас | 4.5 | слегка чувствительный |
| Вниз | 3.6 | чувствительный | |
| Нат | < 1 | очень чувствительный | |
| Бен | < 1 | очень чувствительный | |
| "101" | 3.0 | чувствительный | |
| "102" | 5.0 | слегка чувствительный | |
| При | 2.1 | чувствительный | |
| Лук | Ало | 2.4 | чувствительный |
| Красный | 5.9 | слегка чувствительный | |
| Сан | 3.2 | чувствительный | |
| Центр | 3.4 | чувствительный | |
| Латук | Батавия Х | < 1 | очень чувствительный |
| Батавия С | 2.3 | чувствительный | |
| Баттерхед Л | 1.8 | очень чувствительный | |
| Капуста | Белокочанная капуста # ) | 4.6 | слегка чувствительный |
| Брокколи | 5.6 | слегка чувствительный | |
| Ячмень | май 2014 г. | 3.3 | чувствительный + ) |
| май 2015 г. | 1.7 | очень чувствительный + ) |
^ ) Многие названия сортов встречаются редко, поскольку состоят всего из 3 букв.
*) Неизвестно, какими были бы результаты, если бы посадка проводилась не в условиях пресной воды, а в условиях соленой воды.
# ) Графики с точечными диаграммами приведены в отчете только для этих двух сортов. Они демонстрируют значительные различия как в направлении Y (Доходность), так и в направлении X (ECe).
х ) Для картофеля в литературе известно только одно сопоставимое значение, а именно для очень чувствительного сорта белая роза, имеющего порог 1,7 дСм/м. [ 8 ]
+ ) Для ячменя, напротив, Лаборатория солености США указывает пороговое значение ECe = 8 дСм/м, что делает его устойчивой культурой. [ 9 ]
Краткое содержание
[ редактировать ]Самая высокая толерантность наблюдается у сорта лука «Красный», который классифицируется как слабочувствительный. Все культуры классифицируются в диапазоне от очень чувствительных до слабочувствительных. Не существует культур, классифицируемых как толерантные, даже умеренно толерантные.
Модель S-образной кривой
[ редактировать ]В отчете Texel также модель Ван Генухтена-Гупты использовалась (дающая S-образную кривую) для определения засоления почвы при пределе текучести 90%. Обоснование этого не было дано.
Чечевица
[ редактировать ]
Средиземноморский агрономический институт, Валенцано, Бари, Италия. На южном побережье выращивали 5 сортов чечевицы , орошаемых морской водой разного уровня солености. Соленую воду готовили путем смешивания пресной воды (EC = 0,9 дСм/м) с морской водой (EC = 48 дСм/м) для достижения уровней солености 3,0, 6,0, 9,0 и 12,0 дСм/м. [ нужна ссылка ] Некоторые результаты показаны в следующей таблице:
| Соленость (дСм/м) |
Относительная длина сеянцев в % (контроль = 100 %) по сорту | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| ILL4400 | ILL5582 | ILL5845 | ILL5883 | ILL8006 | |
| 3 | 98 | 83 | 82 | 98 | 96 |
| 6 | 70 | 43 | 78 | 90 | 83 |
| 9 | 57 | 48 | 63 | 52 | 62 |
| 12 | 36 | 40 | 38 | 30 | 43 |
Галофиты
[ редактировать ]
Галофиты , или солелюбивые растения, можно орошать чистой морской водой с целью выращивания кормовых культур. Испытание было проведено Glenn et al. использовать галофиты для кормления овец и был сделан вывод, что животные хорошо себя чувствуют. [ 10 ]
Установление урожайности кормовой культуры люцерны (люцерны) при поливе пресной водой (2 кг/м2) 2 ) при 100% получены следующие результаты по урожайности галофитных культур, орошаемых морской водой:
| Обрезать | Относительная доходность (%) |
|---|---|
| Atriplex lentiformis , перепелиный куст | 90 |
| Соленья , черепаха | 89 |
| Suaeda sp., морской блит | 88 |
| Стеклянница карликовая, Salicornia bigelovii | 87 |
| Sesuvium portulacastrum , портулак морской | 85 |
| Distichlis palmeri , трава Палмерса | 65 |
| Atriplex cinerea , прибрежный соляной куст. | 45 |
Ячмень
[ редактировать ]После выбора наиболее солеустойчивого сорта Калифорнийский университет в Дэвисе выращивал ячмень , орошаемый чистой морской водой, и получил половину обычного урожая с акра, то есть половину среднего урожая с акра на национальном уровне. [ 11 ] Эксперимент проводился в заливе Бодега, к северу от Сан-Франциско, в лаборатории на берегу Тихого океана.
Рис
[ редактировать ]Команда Лю Шипина из Университета Янчжоу создала сорта риса, которые можно выращивать в соленой воде и получать урожайность от 6,5 до 9,3 тонны с гектара. [ 12 ] [ 13 ] По данным Циндаоского центра исследований и разработок солено-щелочеустойчивого риса, по состоянию на 2021 год морской рис был посажен на 400 000 га (990 000 акров) на почвах с содержанием соли до 4 граммов на килограмм, при этом урожайность составляла в среднем 8,8 тонны с гектара. [ 14 ]
Салат, мангольд и цикорий
[ редактировать ]В недавнем исследовании, сравнивающем три смеси морской и пресной воды (т.е. 5–10–15% морской воды), некоторые ученые обнаружили, что на продуктивность салата негативно влияли смеси морской воды с содержанием 10% и 15%, тогда как на рост мангольда и цикория это не повлияло. влияет любая смесь. Интересно, что потребление воды снизилось, а ЭИВ значительно увеличилась для каждой протестированной культуры соответственно увеличению концентрации морской воды. Они пришли к выводу, что определенное количество морской воды можно практически использовать в гидропонике, что позволяет экономить пресную воду и увеличивать концентрацию определенных минеральных питательных веществ. [ 15 ]
См. также
[ редактировать ]- Щелочная почва – тип почвы с pH > 8,5.
- Биосоленость – использование соленой воды для орошения.
- Галофит – солеустойчивое растение.
- Галотолерантность – адаптация к высокой солености.
- Натрий в биологии - Использование натрия организмами
- Засоленность почвы – Содержание соли в почве.
- Контроль засоления почвы – Решение проблемы засоления почвы
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Моника Никс, 2014. Рассмотрим солеустойчивый картофель. В: Современный фермер. На линии: [1]
- ^ Правительство Нидерландов, 2017. Голландские знания в области засоленного сельского хозяйства способствуют прорыву в обеспечении продовольственной безопасности . Новостной сюжет | 23 февраля 2017 г. | 12:13. На линии: [2]
- ^ Соляная ферма Тексель, 2017. Брошюра о устойчивости сельскохозяйственных культур к соли . Он-лайн
- ^ Перейти обратно: а б Л. А. Ричардс, редактор, 1954, «Диагностика и улучшение засоленных и солонцеватых почв» , Справочник по сельскому хозяйству № 60, Министерство сельского хозяйства США. [3]
- ^ Уве Шляйфф, Исследование солеустойчивости сельскохозяйственных культур при солоноватом орошении. На линии: [4]
- ^ Маас Э.В., Хоффман Г.Дж., 1977. Текущая оценка солеустойчивости сельскохозяйственных культур . Журнал Отдела ирригации и дренажа Американского общества инженеров-строителей 103: 115–134.
- ^ Научный колледж штата Пенсильвания в Эберли. Модели кусочной линейной регрессии . На линии: [5]
- ^ Бернштейн, Л., Айерс, А.Д. и Уодли, Ч. 1951. Солеустойчивость картофеля с белой розой . Являюсь. Соц. Хорт. наук, 57: 231–236.
- ^ Лаборатория солености США, Министерство сельского хозяйства США, Служба сельскохозяйственных исследований, Солеустойчивость клетчатки, зерна и специальных культур . На линии: [6]
- ^ Эдвард П. Гленн, Дж. Джед Браун и Джеймс В. О'Лири, 1998, Орошение сельскохозяйственных культур морской водой . В: Scientific American, август 1998 г. В сети: [7]
- ^ А. Росситер, 1977. Ученые выращивают ячмень при орошении морской водой. . Вашингтон Пост. На линии: [8]
- ^ Бич, Грег (25 октября 2017 г.). «Китайские ученые создали сорт риса, который может расти в соленой воде» . Житеат.com .
- ^ Кентиш, Бенджамин (24 октября 2017 г.). «Китайские ученые, возможно, только что нашли новый способ накормить 200 миллионов человек» . Независимый .
- ^ Мику, Александру (14 октября 2022 г.). «Значительная производительность риса: производство ГМО «риса с морской водой» в Китае удвоилось за последние 2 года» . ЗМЭ Наука . Проверено 31 октября 2022 г.
- ^ Ацори, Г., Гуиди Ниссим В., Капарротта С., Виньолини П., Маси Э., Азарелло Э., Пандольфи К., Гоннелли К., Манкузо С. (2016). «Потенциал и ограничения использования различных смесей морской и пресноводной воды в качестве среды выращивания трех овощных культур», Сельскохозяйственное управление водными ресурсами, 176: 255-262 https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.06.016