ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ

Transcript

1 Εδαφικά κολλοειδή Ανόργανα ορυκτά (άργιλος) ή οργανική ουσία (χούμος) με διάμετρο μικρότερη από 0,001 mm ή 1μ ανήκουν στα κολλοειδή. Ηάργιλος(<2μ) των εδαφών, διαμέτρου μικρότερης από 1μ., αποτελεί το κυριότερο κολλοειδές συστατικό. Στα ανόργανα κολλοειδή ανήκουν τα ορυκτά της αργίλου και τα κρυσταλλικά ή άμορφα οξείδια ή υδροξείδια του Fe, Al και Si. Τα οργανικά κολλοειδή ανήκουν στο χούμο. Συγκεντρώνονται στους επιφανειακούς ορίζοντες και η ποσότητά τους ελαττώνεται με το βάθος. Τα κολλοειδή έχουν την τάση να μετακινούνται απότοναστονβορίζοντα.

2 Λύματα και πήγματα Το αιώρημα των τεμαχιδίων ενός κολλοειδούς μέσα σ ένα μέσο διασποράς λέγεται λύμα. Ημάζαπουαποβάλλεταιμετάτηθρόμβωση λέγεται πήγμα.

3 ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΦΟΡΤΙΑ ΤΩΝ ΑΝΟΡΓΑΝΩΝ ΚΟΛΛΟΕΙΔΩΝ Τα ανόργανα κολλοειδή τεμαχίδια του εδάφους έχουν ελεύθερα αρνητικά φορτία, που οφείλονται, είτε στις ισόμορφες αντικαταστάσεις μέσα στα φύλλα του κρυσταλλικού πλέγματος των τετράεδρων και οκτάεδρων, είτε στις θραυσιγενείς επιφάνειες των ορυκτών. Στις ισόμορφες αντικαταστάσεις, ένας αριθμός ιόντων ΑΙ αντικαθίσταται από ισάριθμα ιόντα Mg και επομένως εμφανίζονται ελεύθερα αρνητικά φορτία. Ο -- Al +++ OH - ΙΣΟΜΟΡΦΗ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Ο -- Mg ++ OH -

4 ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΦΟΡΤΙΑ ΤΩΝ ΑΝΟΡΓΑΝΩΝ ΚΟΛΛΟΕΙΔΩΝ Με τον ίδιο τρόπο και στα φύλα των τετράεδρων Si γίνεται ισόμορφη αντικατάσταση του Si ++++ από ΑΙ +++ με την εμφάνιση αρνητικού φορτίου. Ε κ Ca ++ Δ 0 Α Λ Μg ++ Φ Λ I 0 Κ + Κ 0 I Ε Na + Δ Ε -. Η + Σ Επομένως κάθε τεμαχίδιο έλκει και συγκρατεί ισχυρά ιόντα αντίθετου σημείου (+)

5 Εναλλακτική ικανότητα του εδάφους Η ιδιότητα των κολλοειδών του εδάφους να προσροφούν και να συγκρατούν κατιόντα ονομάζεται ικανότητα προσρόφηση κατιόντων. Το ποσό των κατιόντων, που μπορούν προσροφήσουν και να συγκρατήσουν σε ανταλλάξιμη μορφή τα κολλοειδή του εδάφους, λέγεται εναλλακτική ικανότητα κατιόντων (C.E.C.=Cation exchange capacity) ή και ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (ΙΑΚ) και μετράται σε χιλιοστοϊσοδύναμα (milliequivalents) κατιόντων ανά 100 g ξηρού εδάφους (me/100 g εδάφους). Κατιόντα: Η +, Ca ++, Mg ++, K +, NH4 + Ανιόντα: SO4 --, Cl -, PO4 -, Co3 --, NO3 -

6 Εναλλακτική ικανότητα του εδάφους Η C.E.C. κυμαίνεται στα ορυκτά από λίγα μέχρι 60 me/100 g εδάφους, ενώ στα οργανικά εδάφη υπερβαίνει τα 200 me/100 g εδάφους. Η C.E.C. τωνεδαφώνεξαρτάταιαπότην ορυκτολογική σύσταση, τη μηχανική σύσταση, την οργανική ουσία και την οξύτητα του εδάφους. Η C.E.C. κλιμακώνεται: Μοντμοριλονίτης>ιλίτης>καολινίτης

7 Βαθμός κορεσμού με βάσεις Είναι το επί % ποσοστό των ανταλλάξιμων κατιόντων της ολικής εναλλακτικής ικανότητας και δίνεται από τον τύπο: V = S/ C.E.C. X 100 όπου V = βαθμός κορεσμού με βάσεις S = Ca+Mg+Κ+Na C.E.C. = Ca+Mg+Κ+Na + Η Όταν ο βαθμός κορεσμού με βάσεις είναι <80%, το έδαφος έχει όξινη αντίδραση, ενώ όταν είναι >80% το έδαφος εμφανίζει αλκαλική αντίδραση.

8 Σημασία της ανταλλαγής κατιόντων για τη θρέψη των φυτών Ιόντα υδρογόνου, που δημιουργούνται από τη δράση των ριζών ή τη δράση μικροοργανισμών, αντικαθιστούν κατιόντα που υπάρχουν στα κολλοειδή. Αυτά μεταβιβάζονται στο εδαφικό διάλυμα από όπου αφομοιώνονται εύκολα από τα φυτά. Η αφομοιωσιμότητα των κατιόντων, εξαρτάται απότηδύναμηπροσρόφησης, απότοποσοστό τους στο εδαφοσύμπλοκο και από τον τύπο και τις ιδιότητες των κολλοειδών. Η εναλλακτική ικανότητα προσδιορίζει τον τρόπο και βαθμό λίπανσης.

9 Άλλες ιδιότητες των εδαφικών κολλοειδών Θρόμβωση είναι η συνένωση των μεμονωμένων τεμαχιδίων της αργίλου και ο σχηματισμός μεγαλύτερων, τα οποία λόγω του βάρους τους δεν μπορούν να αιωρούνται και καθιζάνουν. Ηθρόμβωσηευνοείταιαπότηνπαρουσία ασβεστίου, υδρογόνου, οργανικής ουσία και οξειδίων Fe, Al, Mn. Η θρόμβωση δημιουργεί σταθερή δομή και αυξάνει την παραγωγικότητα του.

10 Άλλες ιδιότητες των εδαφικών κολλοειδών Η πλαστικότητα είναι η ικανότητα παραμόρφωσης ενός σώματος με την επίδραση εξωτερικής δύναμης. Εξαρτάται από την ενυδάτωση της στερεάς φάσης. Αυξάνεται με αύξηση του νατρίου και ελαττώνεται όταν αυξάνεται το ασβέστιο. Η μεγάλη πλαστικότητα είναι αρνητική για το έδαφος.

11 Άλλες ιδιότητες των εδαφικών κολλοειδών Η συνοχή των εδαφικών υλικών οφείλεται στην αμοιβαία έλξη των κολλοειδών τεμαχιδίων. Αυξάνεται όσο ελαττώνεται η υγρασία του εδάφους, ενώ μειώνεται με αύξηση της οργανικής ουσίας. Εδάφη που περιέχουν ορυκτά, τα οποία διαστέλλονται σε μεγάλη ποσότητα, παθαίνουν διόγκωση και συστολή όταν αυξομειώνεται η υγρασία τους. Τα εδάφη αυτά κατά την περίοδο της ξηρασίας συστέλλονται και σχηματίζουν μεγάλες ρωγμές οι οποίες προκαλούν ζημιές στο ριζικό σύστημα των φυτών.

12 Οξύτητα και αλκαλικότητα των εδαφών Ο βαθμός οξύτητας και η αλκαλικότητα μετριέται με τον αρνητικό λογάριθμο της συγκέντρωσης των ιόντων υδρογόνου στο διάλυμα και συμβολίζεται ως ph. Ανάλογα με το ph, τα εδάφη χαρακτηρίζονται όξινα, ουδέτερα ή αλκαλικά. Το ph επηρεάζει τις φυσικοχημικές ιδιότητες του εδάφους, τη δραστηριότητα φυτών και μικροοργανισμών. Παράγοντες που επηρεάζουν οξύτητα/αλκαλικότητα: 1. Ο βαθμός κορεσμού με βάσεις <80% όξινο 2. Ο τύπος των κολλοειδών 3. Το είδος των ιόντων

13 Το ph επηρεάζεται από το μητρικό υλικό. Γρανίτης, σχιστόλιθος και γνεύσιος ph<5 Φλύσχης, περιδοτίτης ph 5-6 Σκληροί ασβεστόλιθοι ph>6 To ph του εδάφους μετριέται είτε με δείκτες, είτε με ειδικά όργανα, τα πεχάμετρα.

14 Ενεργός και ανταλλάξιμη οξύτητα Στο εδαφικό σύστημα έχουμε ιόντα υδρογόνου στην υγρή φάση τα οποία αντιπροσωπεύουν την ενεργό οξύτητα (ph), ενώ στην Στερεά φάση αντιπροσωπεύουν την ανταλλάξιμη οξύτητα. ενεργός οξύτητα< ανταλλάξιμη οξύτητα Η σχέση τους είναι ανάλογη με τη μηχανική σύσταση Ρυθμιστική ικανότητα Ρυθμιστική ικανότητα διαλύματος ονομάζομε την ικανότητα του να αντιστέκεται στη μεταβολή του ph του όταν προστεθεί βάση ή οξύ. Τα οργανικά και αργιλώδη εδάφη έχουν μεγάλη ρυθμιστική ικανότητα, τα αμμώδη έχουν μικρή.

15 Προβλήματα οξύτητα και αλκαλικότητας εδαφών Ισχυρά όξινα εδάφη περιορίζουν την αφομοιωσιμότητα των P, K, S, Ca, Mg, M και B. Ηεξυγίανσητωνόξινωνεδαφώνγίνεταιμε προσθήκη ασβέστου, με μορφή CaO ή CaCO 3 ή και δολομίτη (CaCO 3. MgCO 3 ). Σε υψηλό ph τα φυτά δεν μπορούν τις αναγκαίες ποσότητες Fe, Mn, B. Για τη μείωση της αλκαλικότητας χρησιμοποιείται θειικό οξύ ή θειικός σίδηρος ή θείο.

16 Προβλήματα οξύτητα και αλκαλικότητας εδαφών Τα κωνοφόρα γενικά προτιμούν περισσότερο όξινες συνθήκες από τα πλατύφυλλα. Η λιβαδική βλάστηση προτιμά περισσότερο ασβεστολιθικά εδάφη με υψηλότερο ρη ή γενικά τα πλούσια σε βάσεις εδάφη. Η αντίδραση του εδάφους μεταξύ 5 και 7 πολύ μικρή σημασία έχει για τα δασοπονικά είδη. Όταν τα γυμνά εδάφη έχουν pη μικρότερο από 5, μπορεί να είναι φτωχά, εκπλυμένα με άσχημες φυσικές ιδιότητες.

17 Προβλήματα οξύτητα και αλκαλικότητας εδαφών Όταν το pη είναι μεγαλύτερο από 7,5 υπάρχει μεγάλο ποσοστό CaCΟ3 και διαλυτών αλάτων. Σταδασικάφυτώρια, για την παραγωγή κωνοφόρων, το καλύτερο ph είναι μεταξύ 5 και 6 και για παραγωγή πλατύφυλλων 5,6 μέχρι 6,6. Εδάφη λιγότερο όξινα ή ελαφρώς αλκαλικά καλύπτονται ευκολότερα από ποώδη βλάστηση Αραιώσεις, αποψιλωτικές υλοτομίες και πυρκαγιές προκαλούν σημαντική αύξηση του pη