ความเค็มของดินคือ ปริมาณ เกลือในดินกระบวนการเพิ่มปริมาณเกลือเรียกว่าการเกิดความเค็ม (หรือเรียกว่าsalinationในภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน ) ^{[ 1 ]}เกลือเกิดขึ้นตามธรรมชาติในดินและน้ำ การเกิดความเค็มอาจเกิดจากกระบวนการทางธรรมชาติ เช่นการผุพังของแร่ธาตุหรือการถอยร่นของมหาสมุทรอย่างค่อยเป็นค่อยไป นอกจากนี้ยังอาจเกิดขึ้นจากกระบวนการที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่นการชลประทานและเกลือที่ใช้บนถนน

เกลือ^เป็นส่วนประกอบตามธรรมชาติในดินและน้ำไอออน^ที่ก่อให้เกิด^ความเค็ม ได้แก่Na⁺ ^, K⁺ , Ca²⁺ , Mg²⁺ ^และ Cl⁻

เมื่อเวลาผ่านไปนาน แร่ธาตุในดินจะผุกร่อนและปล่อยเกลือออกมา เกลือเหล่านี้จะถูกชะล้างออกไปจากดินโดยน้ำที่ไหลบ่าในพื้นที่ที่มีปริมาณน้ำฝนเพียงพอ นอกจากกระบวนการผุกร่อนของแร่ธาตุแล้ว เกลือยังถูกสะสมผ่านฝุ่นละอองและน้ำฝนอีกด้วย เกลืออาจสะสมในพื้นที่แห้งแล้ง ทำให้เกิดดินเค็มตามธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น ในพื้นที่ส่วนใหญ่ของประเทศออสเตรเลีย

การกระทำของมนุษย์สามารถเพิ่มความเค็มของดินได้โดยการเติมเกลือลงในน้ำชลประทาน การจัดการชลประทานที่เหมาะสมสามารถป้องกันการสะสมของเกลือได้โดยการจัดหาน้ำระบายที่เพียงพอเพื่อชะล้างเกลือที่เติมลงไปในดิน การรบกวนรูปแบบการระบายน้ำที่ช่วยในการชะล้างก็อาจส่งผลให้เกิดการสะสมของเกลือได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอียิปต์ในปี 1970 เมื่อ มีการสร้าง เขื่อนอัสวานการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำใต้ดินก่อนการก่อสร้างทำให้เกิดการกัดเซาะดินซึ่งนำไปสู่ความเข้มข้นของเกลือในชั้นน้ำใต้ดินสูง หลังจากก่อสร้างแล้ว ระดับน้ำใต้ดินที่สูงอย่างต่อเนื่องทำให้ดินที่ใช้ทำ การเกษตรเค็ม ขึ้น

เมื่อ Na ⁺ (โซเดียม) มีปริมาณมาก ดินจะกลายเป็นดินเค็มได้ค่า pHของดินเค็มอาจเป็นกรดเป็นกลาง หรือเป็นด่างก็ได้

ดินเค็มก่อให้เกิดความท้าทายเป็นพิเศษ เนื่องจากมักมีโครงสร้างที่ไม่ดีมาก ซึ่งจำกัดหรือขัดขวางการซึมผ่านและการระบายน้ำนอกจากนี้ยังมักสะสมธาตุบางชนิด เช่นโบรอนและโมลิบเดนัมในบริเวณรากในระดับที่อาจเป็นพิษต่อพืช^{[ 2 ]}สารประกอบที่ใช้กันทั่วไปในการฟื้นฟูดินเค็มคือยิปซัมและพืชบางชนิดที่ทนต่อเกลือและความเป็นพิษของไอออนอาจเป็นกลยุทธ์ในการปรับปรุง^{[ 3 ]}

บางครั้งมีการใช้คำว่า "ดินโซเดียม" อย่างไม่แม่นยำในงานวิจัย มีการใช้คำนี้สลับกับคำว่า " ดินด่าง " ซึ่งใช้ในสองความหมาย: 1) ดินที่มีค่า pH มากกว่า 8.2 2) ดินที่มีปริมาณโซเดียมที่แลกเปลี่ยนได้สูงกว่า 15% ของความจุการแลกเปลี่ยน คำว่า "ดินด่าง" มักใช้ แต่ไม่เสมอไป สำหรับดินที่ตรงตามคุณลักษณะทั้งสองนี้^{[ 4 ]}

ความเค็มในพื้นที่แห้งแล้งสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อระดับน้ำใต้ดินอยู่ห่างจากผิวดินเพียงสองถึงสามเมตร เกลือจากน้ำใต้ดินจะถูกดันขึ้นมาที่ผิวดินด้วยแรงดึงดูดของเส้นเลือดฝอย ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อน้ำใต้ดินมีความเค็ม (ซึ่งเป็นความจริงในหลายพื้นที่) และยิ่งเอื้ออำนวยต่อการเกิดปรากฏการณ์นี้ด้วยการใช้ที่ดินที่ทำให้มีน้ำฝนไหลเข้าสู่ชั้นหินอุ้มน้ำมากกว่าที่ชั้นหินอุ้มน้ำจะรองรับได้ ตัวอย่างเช่น การตัดต้นไม้เพื่อการเกษตรเป็นสาเหตุสำคัญของความเค็มในพื้นที่แห้งแล้งบางแห่ง เนื่องจากรากที่หยั่งลึกของต้นไม้ถูกแทนที่ด้วยรากตื้นของพืชล้มลุก

ความเค็มจากน้ำชลประทานสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อเวลาผ่านไปในทุกที่ที่มีการชลประทาน เนื่องจากน้ำเกือบทั้งหมด (แม้แต่น้ำฝนตามธรรมชาติ) มีเกลือละลายอยู่บ้าง^{[ 5 ]}เมื่อพืชใช้น้ำ เกลือจะตกค้างอยู่ในดินและในที่สุดก็จะเริ่มสะสม น้ำส่วนเกินที่พืชต้องการนี้เรียกว่าส่วนที่ชะล้างออกไป ความเค็มจากน้ำชลประทานยังเพิ่มขึ้นอย่างมากจากการระบายน้ำ ที่ไม่ดี และการใช้น้ำเค็มในการชลประทานพืชผลทางการเกษตร

ความเค็มในพื้นที่เมืองมักเกิดจากกระบวนการชลประทานและน้ำใต้ดินร่วมกัน ปัจจุบันการชลประทานก็เป็นเรื่องปกติในเมืองต่างๆ (เช่น สวนและพื้นที่พักผ่อนหย่อนใจ)

ผลกระทบจากความเค็ม ได้แก่

• ส่งผลเสียต่อการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืช
• ความเสียหายต่อโครงสร้างพื้นฐาน (ถนน อิฐ การกัดกร่อนของท่อและสายเคเบิล)
• คุณภาพน้ำลดลงสำหรับผู้ใช้ ปัญหาการตกตะกอน การชะล้างโลหะที่เพิ่มขึ้น^{[ 6 ]}โดยเฉพาะทองแดง แคดเมียม แมงกานีส และสังกะสี
• สุดท้ายแล้ว การกัดเซาะดินจะเกิดขึ้นเมื่อพืชผลได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากปริมาณเกลือในดิน
• ต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการแยกเกลือออกจากน้ำ

ความเค็มเป็นปัญหาสำคัญที่ทำให้เกิดการเสื่อมโทรมของดินความเค็มของดินสามารถลดลงได้โดยการชะล้างเกลือที่ละลายน้ำได้ออกจากดินด้วยน้ำชลประทานส่วนเกิน การควบคุมความเค็มของดินเกี่ยวข้องกับการควบคุมระดับน้ำใต้ดินและการชะล้างร่วมกับการระบายน้ำผ่านท่อหรือการระบายน้ำใต้ดินรูปแบบอื่น[ 7 ^{] [ 8 ]องค์การอาหาร}และเกษตรแห่งสหประชาชาติ มีวิธีการจัดการความเค็มของดินอย่างครอบคลุม^{[ 9 ]}

การมีอยู่ของเกลือที่ละลายได้ในดินสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติทางวิศวกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะความชื้นที่แตกต่างกัน การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการแช่น้ำเป็นเวลานานสามารถนำไปสู่การละลายและการกระจายตัวของเกลือในดินเหนียวและดินยิปซัม ส่งผลให้โครงสร้างของดินเปลี่ยนแปลงไป และความแข็งแรงและความแข็งลดลง^{[ 10 ]}

การวิจัยเกี่ยวกับดินที่มียิปซัมแสดงให้เห็นเพิ่มเติมว่าการเปลี่ยนแปลงความชื้นและสภาวะการแช่น้ำสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพเชิงกลเนื่องจากการละลายของยิปซัมและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของดิน^{[ 11 ]}

การศึกษาก่อนหน้านี้ยังแสดงให้เห็นว่าสภาวะการอัดแน่นมีปฏิสัมพันธ์กับผลกระทบของความเค็ม โดยการอัดแน่นที่เพิ่มขึ้นจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงเริ่มต้น แต่การสัมผัสกับความชื้นในระยะยาวอาจยังคงส่งผลให้เกิดการเสื่อมสภาพเนื่องจากการละลายของเกลือที่ละลายได้ในดินยิปซัม^{[ 12 ]}

พืชที่ทนต่อความเค็มของดินในระดับสูงสามารถทนได้หากปลูกพืชที่ทนต่อความเค็ม พืชที่ไวต่อความเค็มจะสูญเสียความแข็งแรงแม้ในดินที่มีความเค็มเล็กน้อย พืชส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบในทางลบจากดินที่มีความเค็ม (ปานกลาง) และมีเพียงพืชที่ทนต่อความเค็มเท่านั้นที่เจริญเติบโตได้ดีในดินที่มีความเค็มสูง มหาวิทยาลัยไวโอมิง^{[ 13 ]}และรัฐบาลอัลเบอร์ตา^{[ 14 ]}รายงานข้อมูลเกี่ยวกับการทนต่อความเค็มของพืช

ข้อมูลภาคสนามในพื้นที่ชลประทานภายใต้สภาพของเกษตรกรมีน้อย โดยเฉพาะในประเทศกำลังพัฒนา อย่างไรก็ตาม มีการสำรวจในฟาร์มบ้างแล้วในอียิปต์^{[ 15 ]}อินเดีย^{[ 16 ]}และปากีสถาน^{[ 17 ]}ตัวอย่างบางส่วนแสดงอยู่ในแกลเลอรีต่อไปนี้ โดยจัดเรียงพืชจากที่ไวต่อโรคไปจนถึงที่ทนทานต่อโรคมาก^{[ 18 ] [ 19 ]}

• กราฟแสดงผลผลิตพืชและปริมาณเกลือในดินในแปลงเกษตรเรียงลำดับตามระดับความทนทานต่อเกลือที่เพิ่มขึ้น
• 
  รูปที่ 1. เบอร์ซีม (ถั่วคลover) ซึ่งปลูกในบริเวณสามเหลี่ยมปากแม่น้ำไนล์ของอียิปต์ เป็นพืชที่ไวต่อเกลือและทนต่อค่า ECe ได้สูงสุดถึง 2.4 dS/m หลังจากนั้นผลผลิตจะเริ่มลดลง
• 
  รูปที่ 2. ข้าวสาลีที่ปลูกในเมืองซัมปลา รัฐหรยาณา ประเทศอินเดีย มีความไวต่อค่า ECe เพียงเล็กน้อย โดยสามารถทนต่อค่า ECe ได้ที่ 4.9 dS/m
• 
  รูปที่ 3 การวัดภาคสนามในแปลงข้าวสาลีที่โกฮานา รัฐฮารยานา ประเทศอินเดีย แสดงให้เห็นระดับความทนทานที่สูงขึ้น โดยมีค่า ECe = 7.1 dS/m (ข้าวสาลีของอียิปต์ ซึ่งไม่ได้แสดงในรูปนี้ มีจุดความทนทานอยู่ที่ 7.8 dS/m)
• 
  รูปที่ 4. ฝ้ายที่ปลูกในบริเวณสามเหลี่ยมปากแม่น้ำไนล์สามารถเรียกได้ว่าทนต่อเกลือ โดยมีค่า ECe วิกฤตที่ 8.0 dS/m อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อมูลที่เกิน 8 dS/m มีน้อย จึงไม่สามารถกำหนดระดับความทนทานสูงสุดได้อย่างแม่นยำ และอาจสูงกว่านั้นก็ได้
• 
  รูปที่ 5. ข้าวฟ่างจากเมืองไครปูร์ ประเทศปากีสถาน มีความทนทานค่อนข้างสูง สามารถเจริญเติบโตได้ดีแม้ค่า ECe สูงถึง 10.5 dS/m
• 
  รูปที่ 6. ฝ้ายจากเมืองไครปูร์ ประเทศปากีสถาน มีความทนทานสูงมาก สามารถเจริญเติบโตได้ดีแม้ค่า ECe สูงถึง 15.5 dS/m

พบว่าแคลเซียมมีผลดีในการต่อต้านความเค็มในดิน แสดงให้เห็นว่าสามารถบรรเทาผลกระทบเชิงลบที่เกิดจากความเค็ม เช่น การใช้น้ำของพืชลดลง^{[ 20 ]}

ความเค็มของดินกระตุ้นยีนที่เกี่ยวข้องกับสภาวะความเครียดของพืช^{[ 21 ]}ยีนเหล่านี้เริ่มต้นการผลิตเอนไซม์ ความเครียดของพืช เช่นซูเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเทส , แอล-แอสคอร์เบตออกซิเดสและเดลต้า 1 ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสการจำกัดกระบวนการนี้สามารถทำได้โดยการให้กลูตามีน จากภายนอก แก่พืช ระดับการแสดงออกของยีนที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์ซูเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเทสจะลดลงเมื่อความเข้มข้นของกลูตามีนเพิ่มขึ้น^{[ 21 ]}

จากแผนที่ดินของโลกของ FAO/UNESCO สามารถระบุพื้นที่ดินเค็มได้ดังต่อไปนี้^{[ 22 ]}

• ดินด่าง  – ดินที่มีค่า pH มากกว่า 8.5
• การตอบสนองของ Arabidopsis thalianaต่อความเค็ม
• การเกษตรในดินเค็ม  – การผลิตพืชผลในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือสูง
• ความเค็มทางชีวภาพ  – การใช้น้ำเค็มในการชลประทาน
• ความทนทานของพืชต่อน้ำทะเล  – คุณภาพของพืชผล
• การแยก  เกลือออกจากน้ำ – การกำจัดเกลือออกจากน้ำ
• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของเกลือละลายน้ำแข็ง  – สารเคมีที่ใช้ในการละลายน้ำแข็งบนพื้นผิวหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• Halophyte  – พืชทนเกลือ
• ความทนทานต่อความเค็ม  – การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตต่อสภาวะที่มีความเค็มสูง
• ความเค็มในออสเตรเลีย
• ความทนทานต่อเกลือของพืช
• โซเดียมในทางชีววิทยา  – การใช้โซเดียมของสิ่งมีชีวิต
• การทำให้น้ำอ่อนลง  – การกำจัดไอออนบวกออกจากน้ำกระด้าง
• ห้องปฏิบัติการวิจัยความเค็มของสหรัฐฯ  – ห้องปฏิบัติการแห่งชาติเพื่อการวิจัยเกี่ยวกับดินที่ได้รับผลกระทบจากเกลือ

• บทความเกี่ยวกับการรักษาสมดุลของน้ำและเกลือในดิน
• ดาวน์โหลดแบบจำลองการชะล้างสำหรับดินเค็ม
• สารคดี "เกลือแห่งโลก"ผลิตโดยสถานีโทรทัศน์สาธารณะแพรรี