Характеристика щелочных почв, состав и коррекция
щелочные полы это почвы с высоким значением рН (более 8,5). PH является мерой степени кислотности или щелочности водного раствора, а его значение указывает концентрацию ионов H + настоящее время.
PH почвы является одним из важнейших показателей в анализе почвы, поскольку он оказывает решающее влияние на биологические процессы, происходящие в этой матрице, включая развитие растений..
PH кислоты или основные экстремальные значения создают неблагоприятные условия для развития всех форм жизни в почве (растения и животные).
Математически pH выражается как:
где [ч + ] — молярная концентрация ионов H + или гидрионы.
Использование pH очень практично, поскольку позволяет избежать обработки длинных фигур. В водных растворах шкала рН колеблется от 0 до 14. Кислотные растворы, где концентрация ионов H + он выше и выше, чем у ионов ОН — (оксигидрид), имеют рН ниже 7. В щелочных растворах, где концентрация ионов ОН — являются доминирующими, рН имеет значения больше 7.
Чистая вода в 25 или С, имеет концентрацию ионов H + равна концентрации ионов ОН — и, следовательно, его рН равен 7. Это значение рН считается нейтральным.
- 1 Общая характеристика щелочных почв
- 1.1 Структура
- 1.2 Состав
- 1.3 Задержка воды
- 1.4 Местоположение
- 2 Химический состав и связь с развитием растений
- 2.1 Высокая соленость или чрезмерная концентрация водорастворимых солей
- 2.2 Содность или избыток иона натрия (Na +)
- 2.3 Высокие концентрации растворимого бора
- 2.4 Ограничение питательных веществ
- 2.5 Бикарбонат-ион (HCO3-) присутствует в высоких концентрациях
- 2.6 Присутствие иона алюминия (Al3 +) в высоких концентрациях
- 2.7 Другие фитотоксичные ионы
- 2.8 Питательные вещества
- 3 Коррекция щелочных почв
- 3.1 Стратегии улучшения щелочных почв
- 4 Методы коррекции щелочной почвы
- 4.1 -Коррекция переходной солености
- 4.2 — Гонки по недрам или глубоким грунтам
- 4.3 -Коррекция добавлением гипса
- 4.4 — Улучшение с использованием полимеров
- 4.5 -Коррекция с органическим веществом и прокладкой
- 4.6 — Применение химических удобрений в недрах
- 4.7 — Первичные культуры
- 4.8 — Воспроизводство видов растений, толерантных к ограничениям засоленных недр
- 4.9 — Избежание недропользования
- 4.10 — Агрономические практики
- 5 ссылок
Общая характеристика щелочных почв
Среди характеристик щелочных почв можно отметить:
структура
Это почвы с очень плохой структурой и очень низкой стабильностью, не очень плодородные и проблематичные для сельского хозяйства. Они представляют характерную поверхностную печать.
Часто они представляют собой твердый и компактный известняковый слой глубиной от 0,5 до 1 метра и несколько типов уплотнений в виде корок и полов.
Это приводит к высокой механической устойчивости к проникновению корней растений, а также к проблемам снижения аэрации и гипоксии (низкая концентрация доступного кислорода).
состав
В них преобладает присутствие карбоната натрия Na2Колорадо3. Это глинистые почвы, где присутствие глины в большинстве случаев приводит к расширению почвы в результате набухания в присутствии воды..
Некоторые ионы, которые присутствуют в избытке, токсичны для растений.
Задержка воды
У них плохой сбор и хранение воды.
Они имеют низкую проникающую способность и низкую проницаемость, следовательно, плохой дренаж. Это приводит к тому, что дождевая вода или орошение остаются на поверхности, что также приводит к низкой растворимости и подвижности немногих доступных питательных веществ, что в итоге приводит к дефициту питательных веществ..
место
Как правило, они расположены в полузасушливых и засушливых районах, где дождей мало, а щелочные катионы в почве не выщелачиваются..
Химический состав и взаимосвязь с развитием растений
Как глинистые почвы с преобладанием глины в их составе, они имеют агрегаты гидратированных силикатов алюминия, которые могут проявлять несколько цветов (красный, оранжевый, белый) из-за присутствия определенных примесей.
Чрезмерные концентрации ионов алюминия токсичны для растений (фитотоксичны) и, следовательно, являются проблемой для сельскохозяйственных культур.
Щелочное состояние почвы генерирует характерный химический состав с такими факторами, как:
Высокая соленость или чрезмерная концентрация водорастворимых солей
Это условие уменьшает транспирацию растений и поглощение воды корнями из-за осмотического давления, которое генерирует.
Содичность или избыток иона натрия (Na + )
Высокая кислотность снижает гидравлическую проводимость почвы, уменьшает емкость хранения воды и перенос кислорода и питательных веществ..
Высокие концентрации растворимого бора
Бор токсичен для растений (фитотоксичен).
Ограничение питательных веществ
РН с высокими значениями связан со щелочными почвами, с преобладающими концентрациями ионов ОН — , ограничить доступность питательных веществ для растений.
Бикарбонат-ион (HCO3 — ) присутствует в высоких концентрациях
Бикарбонат также является фитотоксичным, так как он подавляет рост корня и дыхание растений..
Наличие иона алюминия (Al 3+ ) в высоких концентрациях
Алюминий является еще одним фитотоксичным металлом, который имеет сходные эффекты с чрезмерным присутствием бикарбонатов.
Другие фитотоксичные ионы
Как правило, в щелочных почвах присутствуют фитотоксичные концентрации хлорид-ионов (Cl — ), натрий (Na + ), бор (B 3+ ), бикарбонат (HCO)3 — ) и алюминий (Al 3+ ).
питательные вещества
Щелочные почвы также имеют пониженную растворимость питательных веществ для растений, в частности, макроэлементов, таких как фосфор (P), азот (N), сера (S) и калий (K), и микроэлементов, таких как цинк (Zn), медь (Cu), марганец ( Mn) и молибден (Мо).
Коррекция щелочной почвы
Производство овощных культур в засушливых и полузасушливых средах ограничено ограничениями, налагаемыми низким и переменным количеством осадков, существующим бесплодием и физическими и химическими ограничениями щелочной почвы..
Растет интерес к включению щелочных почв в сельскохозяйственное производство путем внедрения методов коррекции и улучшения их состояния..
Стратегии улучшения щелочных почв
Управление щелочными почвами включает в себя три основные стратегии повышения вашей продуктивности:
- Стратегии смягчения ограничений глубоких или подпочвенных слоев щелочных почв.
- Стратегии по повышению устойчивости сельскохозяйственных культур к ограничениям щелочных почв.
- Стратегии, чтобы избежать проблемы через соответствующие агрономические инженерные решения.
Методы коррекции щелочной почвы
-Переходная коррекция солености
Для улучшения условий переходной засоленности (засоленности, не связанной с залеганием подземных вод), единственным практическим методом является поддержание потока воды во внутреннюю часть через профиль почвы..
Эта практика может включать в себя применение штукатурки (CaSO4) увеличить долю выщелоченных солей из зоны развития корней. В недрах натрия, напротив, требуется применение соответствующих поправок в дополнение к выщелачиванию или промыванию ионов натрия..
Растворимый бор также можно удалить с помощью мытья. После выщелачивания натрия и бора дефицит питательных веществ исправляется.
-Вспашка недр или глубоких недр
Пахота недр или глубокая подпочва, включает удаление матрицы недр, чтобы разрушить уплотненные уплотненные слои и улучшить плодородие и влажность, добавляя воду.
Этот метод повышает продуктивность почвы, но его эффекты не сохраняются в долгосрочной перспективе.
Коррекция натриевого состояния почвы (или избыток иона натрия, Na + ) с глубоким подпочвенным грунтом, имеет положительный эффект в долгосрочной перспективе, только если структура почвы стабилизируется с добавлением химических улучшителей, таких как кальций в форме гипса (CaSO)4) или органическое вещество, в дополнение к контролю за движением или проходом людей, скота и транспортных средств, для уменьшения уплотнения почвы.
-Коррекция путем добавления штукатурки
Гипс как источник ионов кальция (Са 2+ ) заменить ионы натрия (Na + ) почвы, широко использовался с переменным успехом, с целью улучшения структурных проблем в натриевых почвах.
Коррекция штукатуркой предотвращает чрезмерное набухание и рассеивание глинистых частиц, увеличивает пористость, проницаемость и снижает механическое сопротивление почвы..
Существуют также исследовательские работы, в которых сообщается об увеличении выщелачивания солей, натрия и токсичных элементов с использованием гипса в качестве коррекции для щелочных почв..
-Улучшение с использованием полимеров
Недавно были разработаны методы улучшения натриевых почв, которые включают использование нескольких полиакриламидных полимеров (PAM для его сокращения на английском языке).
PAM эффективны в увеличении гидравлической проводимости в натриевых почвах.
-Коррекция с органическим веществом и заполнением
Поверхностные колодки (или mulchs на английском) имеют несколько благоприятных эффектов: они уменьшают испарение поверхностных вод, улучшают инфильтрацию и уменьшают движение воды и солей наружу.
Поверхностное применение органических отходов в виде компоста приводит к уменьшению ионов Na + , возможно, из-за того, что некоторые органические соединения, растворимые в компостном материале, могут задерживать ион натрия посредством образования сложных химических соединений.
Кроме того, органическое вещество компоста вносит макроэлементы (углерод, азот, фосфор, сера) и микроэлементы в почву и способствует активности микроорганизмов..
Коррекция с помощью органического вещества также производится в глубоких слоях почвы, в виде пластов, с теми же преимуществами, что и поверхностное внесение..
-Применение химических удобрений в недрах
Применение грядок химических удобрений в недрах также является практикой коррекции щелочных почв, что повышает продуктивность сельского хозяйства, так как устраняет дефицит макро- и микроэлементов..
-Первые посевы
В нескольких исследованиях изучалась практика использования первичных культур как механизма для изменения структуры почвы, создания пор, которые позволяют корням развиваться во враждебных почвах..
Древесные многолетние аборигенные породы использовались для получения пор в непроницаемых глинистых грунтах, культивирование которых при первом использовании благоприятно изменяет структуру и гидравлические свойства почвы..
-Размножение видов растений, толерантных к ограничениям засоленных недр
Использование селекционной селекции для улучшения адаптации посевов к ограничительным условиям щелочных почв ставится под сомнение, но это наиболее эффективный метод в долгосрочной перспективе и наиболее экономичный для повышения урожайности посевов на этих враждебных почвах..
-Избежание недропользования
Принцип практики избегания основан на максимальном использовании ресурсов с относительно благоприятной щелочной поверхности почвы для роста и урожайности овощных культур..
Использование этой стратегии предполагает использование раннеспелых культур, в меньшей степени зависящих от влажности почвы и менее подверженных воздействию их неблагоприятных факторов, то есть способности избегать неблагоприятных условий, присутствующих в щелочной почве..
-Агрономические практики
Простые агрономические методы, такие как ранний сбор урожая и увеличение потребления питательных веществ, увеличивают локальное развитие корней и, таким образом, также позволяют увеличить объем поверхностной почвы, используемой в культуре..
Сохранение обрезки и стерни также являются агрономическими методами для улучшения условий культивирования в щелочных почвах..
Источник
Научная электронная библиотека
11. Природа почвенной кислотности и щелочности
Реакция среды имеет существенное значение для направления почвенных процессов, зависит от типа почв, количества осадков, ее измеряют величиной рН. Изменение реакции среды – лимитирующий фактор процессов почвообразования.
Кислотность почв – способность почв нейтрализовать растворы с щелочной реакцией и подкислять воду и растворы нейтральных солей (Роде, 1975).
Актуальная кислотность (активная) – кислотность почвенного раствора, суспензии или водной вытяжки почв, обусловленная наличием водорода, концентрация ионов Н+ растворе в г-экв (моль) на 1 литр, выраженная рН. Условия жизни оптимальны при рН от 2,5–3 до 10–10,5.
Потенциальная кислотность (пассивная) – кислотность твердой фазы почвы, обусловлена катионами водорода, находящимися в поглощенном состоянии или появляющимися в результате гидролиза. Ее подразделяют на обменную и гидролитическую.
Обменная потенциальная кислотность – обусловлена наличием в почвенно-поглощающем комплексе ионов водорода и алюминия, способных к замещению, проявляется при взаимодействии с почвой электронейтральных солей, например, КСI. При взаимодействии почв с нейтральной солью не все протоны переходят в раствор, в системе устанавливается динамическое равновесие:
ПК]Н + КСI → ППК]К +НСI
Гидролитическая потенциальная кислотность – обусловлена наличием в почвенно поглощающем комплексе ионов водорода, способных к замещению:
ППК]Н + СН3СОО Nа → ППК]Nа + СН3СООН
Щелочность – способность почвы проявлять свойство оснований. Создается за счет солей слабых кислот, образующих при гидролизе слабо диссоциирующие молекулы.
Nа2CO3 + Н2O→ 2Na + 2ОН +Н2СО3
А. А. Роде (1975) выделяет щелочность карбонатную, бескарбонатную и общую (наличие в водной вытяжке соответственно карбонат и бикарбонат ионов отдельно и в совокупности).
Актуальная щелочность обусловливает присутствие в почве карбонатов и бикарбонатов кальция, магния, натрия, которые увеличивают рН.
Потенциальная щелочность характерна для солонцеватых почв, содержащих обменный натрий:
ППК]2Nа + Н2СО3→ ППК]2Н + Nа2СО3
Для ее устранения используют гипсование, серную кислоту, железный купорос. Гипсование – вытеснение натрия. Сульфаты удаляют промывками
ППК]2Nа + СаSO4 → ППК]Са + Na2SO4
Буферность – способность почвы противостоять изменению реакции среды.
Экологическое значение кислотности и щелочности почв (по Валькову и др., 2006)
Резко кислая, рН 4–5. Часто во влажном климате, у сильноподзолистых и болотных почв, желтоземно- и красноземно-под-золистых. Почвы сильно промыты от извести, калия, бора, серы, цинка, кобальта, йода. Возможно разрушение немногочисленной органики, ухудшение физических свойств.
Сильнокислая, рН 5–5,5. Почвы влажного климата (подзолистые, дерново-подзолистые, бурые лесные ненасыщенные, желтоземы и красноземы). Понижена микробиологическая деятельность, активизирована грибная. При суглинистом и глинистом составе характерна склонность к уплотнению.
Слабокислая, рН 6–6,5. Почвы влажного климата (выщелоченные черноземы, серые и бурые лесные, насыщенные желтоземы и красноземы). Фосфат в доступном состоянии, токсичность алюминия и марганца понижена или ее нет. Дефицит серы, кальция, калия, бора, кобальта. Доля йода невысокая. Склонность к уплотнению, повышенный уровень жизнедеятельности микроорганизмов и нитрификационной активности.
Нейтральная, рН 6,5–7,5. Типична для черноземов. Благоприятные физические условия, прекрасная оструктуренность, интенсивная микробиологическая деятельность, оптимальные условия фосфорного, азотного минерального питания, высокое плодородие.
Слабощелочная, рН 7,5–8,5 (8,7). Характерна для южных черноземов, карбонатных и автоморфных почв сухих и полупустынных степей. Фосфаты, железо, цинк и марганец могут быть в дефиците. Физические свойства – от отличных (карбонатные черноземы) до неудовлетворительных (солонцеватые почвы). Микробиологическая деятельность, нитрификационная способность, условия азотного питания, доступность многих зольных элементов хорошие.
Сильнощелочные, рН 8.5-10. Повышение рН характерно для материнских пород многих черноземов и каштановых почв.
Резкощелочные, рН 10–12. Проявляется локально в аридном климате. Это могут быть солонцы, содовые солончаки. Доступность фосфора понижена, железо и марганец в дефиците, возможен избыток бора. Неблагоприятные физические условия, обесструктуренность, подавлена деятельность микроорганизмов.
Источник