ΕΔΑΦΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΙ ΑΜΠΕΛΟΣ

Transcript

1 Page 1 ΕΔΑΦΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΙ ΑΜΠΕΛΟΣ ΠΑΝΤΕΛΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ Δρ. Γεωπόνος Εγγείων Βελτιώσεων, Εδαφολογίας και Γεωργικής Μηχανικής Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης ΤΕΙ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΟΙΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΟΤΩΝ ΔΡΑΜΑ Η ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ ΘΕΩΡΙΑΣ

2 Page 2 Εισαγωγή: Οι χημικές ιδιότητες των εδαφών καθορίζουν σε μεγάλο ποσοστό τη γονιμότητα και την παραγωγικότητα τους Η ακριβής γνώση των χημικών ιδιοτήτων των εδαφών καθώς και η γνώση των αναγκών θρέψης των φυτών αποτελούν τις προϋποθέσεις για τη σωστή λίπανση, ασβέστωση και άλλες επεμβάσεις στα εδάφη προς όφελος της γεωργικής παραγωγής Μια λανθασμένη χημική επέμβαση σε ένα έδαφος μπορεί να έχει δυσμενής επιπτώσεις σε αυτό και να μην επιτρέψει για αρκετά χρόνια τη χρησιμοποίηση του ή να καταστρέψει μόνιμες καλλιέργειες. Πχ η χορήγηση βορικού άλατος για την αντιμετώπιση της έλλειψης βορίου μπορεί να προκαλέσει τοξικότητα βορίου `

3 Page 3 Οξύτητα των εδαφών (ph): Σημαντική χημική ιδιότητα που επηρεάζει την πρόσληψη των θρεπτικών στοιχείων από τα φυτά καθώς και τη διεργασία της εδαφογένεσης Η αντίδραση των εδαφών μπορεί να είναι όξινη ή αλκαλική ή ουδέτερη και εκφράζεται ως ph ph ορίζεται η συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου [Η + ] (moles/lit) στο εδαφικό διάλυμα εκφρασμένη ως αρνητικός λογάριθμος ph = - log (H + ) = log (1/[H + ]) Τιμές του ph από 0 έως 7 χαρακτηρίζουν το διάλυμα όξινο, ενώ τιμές του ph πάνω από το 7 έως και το 14 το χαρακτηρίζουν αλκαλικό

4 Page 4 Οξύτητα των εδαφών (ph): Ισχύει από τη διάσταση των μορίων του νερού: [Η + ][ΟΗ - ]=10-14 Μείωση της συγκέντρωσης των υδρογονιόντων συνεπάγεται αύξηση των ιόντων υδροξυλίου, αφού αυτά βρίσκονται σε ισορροπία, και επομένως αύξηση της τιμής του ph Κάθε μεταβολή της τιμής του ph κατά μια μονάδα σημαίνει δεκαπλάσια μεταβολή στις συγκεντρώσεις των υδρογονιόντων και των υδροξυλίων

5 Page 5 Οξύτητα των εδαφών (ph): Οι τιμές του ph στα γεωργικά εδάφη κυμαίνονται συνήθως μεταξύ 5 και 8,5 ενώ σε κάποιες περιπτώσεις φθάνουν μέχρι 3 ή ακόμα μέχρι και 10. Μια μέση επιδιωκόμενη τιμή για την πιο ικανοποιητική ανάπτυξη των φυτών κυμαίνεται μεταξύ 6,5-7,2 Για το αμπέλι το ιδανικό ph 6,0-7,0 ΚΑΤΗΓΟΡΊΕΣ ΕΥΡΟΣ ΤΙΜΩΝ ph Πολύ ισχυρά όξινα <5 Ισχυρά Όξινα 5-5,5 Μέτρια όξινα 5,5-6 Ελαφρά όξινα 6-6,7 Ουδέτερα 6,7-7 Ελαφρά αλκαλικά 7-7,5 Αλκαλικά 7,5-8 Μέτρια αλκαλικά 8-8,5 Ισχυρά αλκαλικά >8,5

6 Page 6 Οξύτητα των εδαφών (ph): Σε ph < 6.5 πρέπει να καλλιεργούνται φυτά μη ευαίσθητα στην έλλειψη σιδήρου αλλά και ικανά να προμηθευτούν το ασβέστιο και το μαγνήσιο που χρειάζονται Σε ph < 5.5 τα προβλήματα των καλλιεργούμενων φυτών αυξάνονται. Ο φώσφορος ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία για την ανάπτυξη των φυτών δεσμεύεται, ακινητοποιείται και μεταπίπτει σε μορφή μη αφομοιώσιμη, λόγω του τρισθενούς σιδήρου και αργιλίου Επίσης, σε τόσο χαμηλό ph υπάρχει έλλειψη βάσεων, κυρίως ασβεστίου, μαγνησίου, βορίου και μολυβδαινίου Εμφανίζονται φαινόμενα τοξικότητας στα φυτά και μειώνεται η βιολογική δράση των μικροοργανισμών με συνέπειες στην πρόσληψη του αζώτου.

7 Page 7 Οξύτητα των εδαφών (ph): Σε ph > 7.2 πρέπει να καλλιεργούνται φυτά που έχουν τη δυνατότητα να προμηθευτούν το σίδηρο και τα άλλα μέταλλα (Fe, Zn, Cu, Mn, Co κ.α) κάτω από δύσκολες εδαφικές συνθήκες, διότι αυτά βρίσκονται υπό μορφή μικρής αφομοιωτικής ικανότητας Επίσης, αυξάνεται η διαλυτότητα του καλίου με αποτέλεσμα την εύκολη έκπλυνση του Ο φώσφορος μετατρέπεται σε μια αφομοιώσιμη μορφή και σε ph μεγαλύτερα του 7.2. Γενικά οι διαλυτές μορφές του φωσφόρου υπάρχουν σε τιμές ph μεταξύ του 6 και του 7.

8 Page 8 Οξύτητα των εδαφών (ph): Πολύ όξινα ή πολύ αλκαλικά εδάφη δεσμεύουν θρεπτικά συστατικά και δεν είναι απορροφήσιμα από τα φυτά με αποτέλεσμα να πλήττονται από ασθένειες ή να μην αναπτύσσονται σωστά.

9 Page 9 Οξύτητα των εδαφών (ph): Πηγές οξύτητας των εδαφών 1. Βασική και πρωταρχική πηγή υδρογονιόντων αποτελεί η παρουσία του διοξειδίου του άνθρακα στο εδαφικό διάλυμα Το CO 2 οφείλεται: στη δράση των μικροοργανισμών, στην αναπνοή του ριζικού συστήματος, στη διάλυση του ατμοσφαιρικού CO 2 στο εδαφικό διάλυμα και στην αποσύνθεση των οργανικών ουσιών Το CO 2 αντιδρά με το νερό και παράγει Η + σύμφωνα με την αντίδραση: CO 2 + Η 2 Ο HCO 3- +H +

10 Page 10 Οξύτητα των εδαφών (ph): Πηγές οξύτητας των εδαφών 2. Η παρουσίαση οργανικών οξέων στο έδαφος που προήλθαν είτε από τη διάσπαση πολύπλοκων οργανικών ενώσεων είτε από τη σύνθεση νέων έχει ως συνέπεια τη μείωση του ph σε εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα. Για παράδειγμα τα φουλβικά οξέα (οξέα που βρίσκονται στον χούμο) αυξάνουν τη συγκέντρωση των υδρογονιόντων RCOOH RCOO - + H +

11 Page 11 Οξύτητα των εδαφών (ph): Πηγές οξύτητας των εδαφών 3. Η επίδραση της υδρολυτικής διάσπασης και η παραγωγή υδροξυλιωμένων παραγώγων του αργιλίου έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση των υδρογονιόντων Τα ιόντα αργιλίου προσροφώνται στη στερεή φάση και εν συνεχεία υδροξυλιόνονται με σύγχρονη παραγωγή υδρογονιόντων Al +3 + xh 2 0 Al (OH)x +xh +

12 Page 12 Οξύτητα των εδαφών (ph): Πηγές οξύτητας των εδαφών 4. Η οξείδωση και η αναγωγή επηρεάζουν το ph του εδάφους Η οξείδωση των θειούχων ενώσεων και η παραγωγή των θειικών έχει ως συνέπεια τη γρήγορη πτώση του ph H 2 SO 4 SO H + 5. H προσθήκη λιπασμάτων οδηγεί στην οξίνηση του εδάφους Η προσθήκη θειικής αμμωνίας και θειικού καλίου προκαλεί την αύξηση των θειικών ριζών SO 4-2 σε ισορροπία με ιόντα Η +

13 Page 13 Οξύτητα των εδαφών (ph): Πηγές οξύτητας των εδαφών 6. Η ύπαρξη της όξινης βροχής SO 2 + 2H 2 Ο H 2 SO 4 +2H + 7. Tο είδος του μητρικού υλικού με κυριαρχία όξινων (γρανίτες, γνεύσιοι) πετρωμάτων θεωρητικά συμβάλλει στη δημιουργία όξινων εδαφών. Οι υπόλοιποι παράγοντες εδαφογένεσης είναι αυτοί που μεταβάλλουν σημαντικά το εδαφικό ph

14 Page 14 Οξύτητα των εδαφών (ph): Σημαντική διευκρίνιση για την οξύτητα: Υπάρχει η ενεργή ή ελεύθερη οξύτητα η οποία αναφέρεται στη συγκέντρωση των υδρογονιόντων H + στο εδαφικό διάλυμα και επομένως εκφράζεται από το ph που μετράται σε μια δεδομένη χρονική στιγμή (εδαφικό αιώρημα με απεσταγμένο νερό) Υπάρχει, όμως, η ανταλλάξιμη ή δεσμευμένη ή εφεδρική οξύτητα η οποία αφορά την οξύτητα που οφείλεται στα υδρογονιόντα που έχουν προσροφηθεί στα εδαφικά τεμαχίδια και στα ιόντα αργιλίου και σιδήρου, τα οποία όταν υδρολύονται δίνουν Η + στο εδαφικό διάλυμα (εδαφικό αιώρημα με αλατούχο διάλυμα πχ με CaCl 2 ) Υπάρχει και η ολική οξύτητα ως άθροισμα της ενεργής και της ανταλλάξιμης

15 Page 15 Οξύτητα των εδαφών (ph): Σημαντική διευκρίνιση για την οξύτητα: Η ανταλλάξιμη οξύτητα είναι πολύ μεγαλύτερη από την ενεργή οξύτητα Το πόσο μεγαλύτερη είναι η ανταλλάξιμη οξύτητα από την ενεργή καθορίζεται από τη μηχανική σύσταση του εδάφους Στα αμμώδη εδάφη η ανταλλάξιμη οξύτητα είναι 1000 φορές μεγαλύτερη από την ενεργή Τα αργιλώδη εδάφη εμφανίζουν τη μεγαλύτερη διαφορά ανάμεσα στην ανταλλάξιμη και ενεργή οξύτητα Μεταξύ δύο εδαφών, αυτό που έχει τη μεγαλύτερη ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων εμφανίζει και τη μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ της ανταλλάξιμης και της ενεργής οξύτητας

16 Page 16 Οξύτητα των εδαφών (ph): Σημαντική διευκρίνιση για την οξύτητα: Πρακτική σημασία: Η γνώση της ανταλλάξιμης οξύτητας επηρεάζει την ποσότητα των προστιθέμενων ουσιών στο έδαφος στην περίπτωση που θέλουμε να διορθώσουμε το ph του Για παράδειγμα σε ένα έδαφος (20% υγρασία και σε βάθος 20cm) που θέλουμε να αυξήσουμε το ph του από 5 σε 7 θα ήταν αρκετά 200gr CaCO 3 σε 10 στρέμματα αν είχαμε ως πηγή οξύτητας μόνο την ενεργό οξύτητα. Στην πραγματικότητα η απαιτούμενη ποσότητα κυμαίνεται από 3 έως 10 τόνους στα 10 στρέμματα, ανάλογα με την τιμή της ανταλλάξιμης οξύτητας Τα κατιόντα Ca εξουδετερώνουν τα ιόντα Η του εδαφικού διαλύματος με αποτέλεσμα στο εδαφικό διάλυμα να περνάνε ιόντα Η και Al από τα εδαφικά τεμαχίδια στο εδαφικό διάλυμα

17 Page 17 Αλκαλικότητα των εδαφών: Εκτός των όξινων εδαφών υπάρχουν και τα αλκαλικά εδάφη στα οποία το ph είναι μεγαλύτερο από τη τιμή 7 Η αλατότητα των εδαφών είναι όρος που αναφέρεται στην υπερβολική συσσώρευση διαλυτών αλάτων σε τέτοιο επίπεδο ώστε να προκαλείται μείωση της παραγωγής ή προβλήματα στην ανάπτυξη των φυτών Τα διαλυτά άλατα που βρίσκονται στο έδαφος περιέχουν συνήθως τα κατιόντα Na +, Ca +2, Mg +2, K +1,NH 4 +1 και τα ανιόντα Cl -, SO 4-2, HCO 3-,NO 3-,CO 3-2 Τα διαλυτά άλατα μπορεί να προέρχονται από το μητρικό υλικό, από το νερό άρδευσης, από το υπόγειο νερό ή ακομα και από τη θάλασσα

18 Page 18 Αλκαλικότητα των εδαφών: Τα αλκαλικά εδάφη παρατηρούνται σε συνθήκες έντονης εξάτμισης της εδαφικής υγρασίας Σε κλίματα όπου οι βροχοπτώσεις είναι έντονες τα κατιόντα Ca, Mg, Na, K εκπλύνονται από το εδαφικό διάλυμα με αποτέλεσμα την επικράτηση των H + σε αυτό και τη μείωση του Ph Σε ξηροθερμικά κλίματα η απομάκρυνση των κατιόντων είναι περιορισμένη με αποτέλεσμα το ph των εδαφών να αυξάνει και να κυμαίνεται αν όχι πάνω από την τιμή 7, γύρω από αυτό (6.4-7)

19 Page 19 Αλκαλικότητα των εδαφών: Μια απλή γενίκευση αναφέρει τα εξής: Το ph σε εδάφη όπου επικρατεί το Ca κυμαίνεται από 7 έως 8,4 Το ph σε εδάφη όπου επικρατεί το Mg και το Να ή υπάρχει επίδραση του θαλάσσιου νερού κυμαίνεται πάνω από την τιμή 8,4 (παθογόνα εδάφη, μη κατάλληλα για τα φυτά) Το ph σε εδάφη όπου επικρατεί το Al κυμαίνεται γύρω από την τιμή 4

20 Page 20 Αλκαλικότητα των εδαφών: Πηγές αλκαλικότητας των εδαφών Είναι προφανές ότι στα αλκαλικά εδάφη έχουμε υψηλές συγκεντρώσεις υδροξυλίων ΟΗ - Για να γίνει αυτό απαιτείται η ύπαρξη βασικών κατιόντων (Ca, Mg, Na, K) τα οποία είναι προσροφημένα στα εδαφικά τεμαχίδια και με την υδρόλυση περνάνε στο εδαφικό διάλυμα με αύξηση της συγκέντρωσης των υδροξυλίων. Για παράδειγμα: Ca προσροφημένο + 2Η 2 Ο 2Η προσροφημένο + Ca + 2OH - Η παρουσία ενός μητρικού υλικού πλούσιου σε βάσεις και η αποσάθρωση του συμβάλλουν στην ανάπτυξη αλκαλικών εδαφών

21 Page 21 Αλκαλικότητα των εδαφών: Πηγές αλκαλικότητας των εδαφών Μητρικό υλικό πλούσιο σε βάσεις είναι ο ασβεστόλιθος. Τα ιόντα ασβεστίου είναι σημαντικά για τη θρέψη των φυτών, αφού αντικαθιστούν το Νάτριο και βελτιώνουν τις εδαφικές ιδιότητες Υπερβολικές ποσότητες καιόντων στο έδαφος μπορούν να δημιουργήσουν πρόβλημα στην αφομοίωση ορισμένων στοιχείων και στην εμφάνιση τροφοπενιών Άλλη πηγή κατιόντων στα εδάφη αποτελεί και το νερό άρδευσης (άλατα ασβεστίου σε μεγαλύτερη ποσότητα, άλατα Mg, K, Na σε μικρότερη ποσότητα)

22 Page 22 Βελτίωση της οξύτητας των εδαφών: Η αύξηση της τιμής του ph ενός εδάφους γίνεται με την προσθήκη ασβεστίου (Ca) το οποίο αποτελεί και σημαντικό στοιχείο για την ανάπτυξη των φυτών. Επίσης, είναι άφθονο και φθηνό Η προσθήκη ασβεστίου ονομάζεται ασβέστωση και τα προϊόντα που χρησιμοποιούνται είναι συνήθως το CaCO 3 υπό τη μορφή μαρμαρόσκονης ή τα CaO σε μορφή σκόνης

23 Page 23 Βελτίωση της οξύτητας των εδαφών: Η ποσότητα που πρέπει να προστεθεί προκειμένου να αυξηθεί το ph του εδάφους εξαρτάται: a) Την αρχική τιμή του ph και την τελική τιμή που θέλουμε να πετύχουμε b) Τη μηχανική σύσταση του εδάφους c) Τα ορυκτά της αργίλου d) Την περιεκτικότητα σε οργανική ουσία

24 Page 24 Βελτίωση της οξύτητας των εδαφών: Προσδιορισμός ποσότητας ανθρακικού ασβεστίου καθαρότητας 90% (ασβεστόλιθος) σε κιλά ανά στρέμμα για την αύξηση του ph στο 6.5 Μηχανική σύσταση ph: Αργιλώδες, Ιλλυοαργιλώδες Αργιλωπηλώδης, πηλώδες ph: ph: ph: Αμμοπηλώδες Πηλοαμμώδες Αμμώδες Όταν η δόση είναι μεγαλύτερη από 1000Kg θα πρέπει να χωρίζεται σε 2 η 3 εφαρμογές. Εάν χρησιμοποιηθεί σβησμένη άσβεστος (CaO) τότε οι ποσότητες θα πρέπει να μειωθούν κατά 38%

25 Page 25 Βελτίωση της οξύτητας των εδαφών: Η μέγιστη συνιστώμενη ποσότητα του υλικού ασβέστωσης για μια καλλιεργητική περίοδο δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 1500kg/στρέμμα και σε κάθε μία εφαρμογή τα 1000Kg/στρέμμα Οι ποσότητες του πίνακα αρκούν για 4 με 5 χρόνια. Περίπου 50kg έως 300 kg ασβεστίου ανά στρέμμα χάνονται στο χρόνο Το υλικό ασβέστωσης θα πρέπει να εφαρμόζεται ομοιόμορφα στο έδαφος και να ενσωματώνεται με τη βοήθεια φρέζας ή δισκοσβάρνας. Λόγω της μικρής διαλυτότητας του αν παραμείνει στο έδαφος και δεν ενσωματωθεί θα παραμείνει αδρανές. Η ενσωμάτωση του στο όξινο έδαφος είναι απαραίτητη για την αύξηση της διαλυτότητας του Η εφαρμογή του θα πρέπει να γίνεται μεταξύ φθινοπώρου και χειμώνα

26 Page 26 Βελτίωση της οξύτητας των εδαφών: Σε περίπτωση που χρησιμοποιηθεί υλικό ασβέστωσης διαφορετικής καθαρότητας (ή εξουδετέρωσης) τότε οι ποσότητες του προηγούμενου πίνακα θα πρέπει να επαναπροσδιορισθούν. Πχ. Έστω ότι θα χρησιμοποιήσουμε ασβεστόλιθο με τιμή εξουδετέρωσης 100, τότε ο συντελεστής διόρθωσης που προκύπτει είναι 90/100=0,9. Επομένως, εάν θέλουμε να ανεβάσουμε το ph από 4,5 στα 6,5 σε ένα αμμώδες έδαφος θα πρέπει να προσθέσουμε ποσότητα 0,9*625 kg/στρέμμα = 562,5 kg/στρέμμα

27 Page 27 Βελτίωση της οξύτητας των εδαφών: Τα υλικά ασβέστωσης έχουν διαφορετική ταχύτητα αντίδρασης λόγω της διαφορετικής τους χημικής σύστασης, της σκληρότητας τους και του μεγέθους των τεμαχιδίων τους. Όσο πιο λεπτό είναι το υλικό τόσο μεγαλύτερη είναι η δραστικότητα του

28 Page 28 Βελτίωση της οξύτητας των εδαφών: Εκτός από τα ξερά υλικά ασβέστωσης υπάρχουν και τα αιωρήματα ασβέστωσης Τα αιωρήματα γίνονται με νερό ή υγρό λίπασμα σε συνδυασμό με ένα διαμεριστικό και άργιλο και η ποσοστιαία αναλογία τους είναι η εξής: 50%-70% υλικό ασβέστωσης 0.5%-5% άργιλο και διαμεριστικό Το υπόλοιπο είναι υγρό λίπασμα (αζωτούχα λιπάσματα) ή νερό. Τα λιπάσματα με φώσφορο θα πρέπει να αποφεύγονται

29 Page 29 Βελτίωση της οξύτητας των εδαφών: Πλεονεκτήματα αιωρημάτων: Έχουν ταχύτερη αντίδραση με το έδαφος από ότι τα χονδρόκοκκα υλικά Μπορούν να συνδυαστούν με διαλύματα λιπασμάτων Ν, Κ, S Δεν δημιουργούν προβλήματα σκόνης κατά τη διάρκεια εφαρμογής τους Πετυχαίνετε ομοιόμορφη κατανομή

30 Page 30 Βελτίωση της οξύτητας των εδαφών: Μειονεκτήματα αιωρημάτων: Πρέπει να εφαρμόζονται κάθε χρόνο Το κόστος είναι μεγάλο Δεν χρησιμοποιούνται με φωσφορικά λιπάσματα Δεν μπορούμε να αυξήσουμε το ph σημαντικά με μικρές ποσότητες Δεν συνίσταται η εφαρμογή τους με ζιζανιοκτόνα

31 Page 31 Βελτίωση της αλκαλικότητας των εδαφών: Η διόρθωση του ph των αλκαλικών εδαφών απαιτεί την προσθήκη στο έδαφος ενός ισχυρού οξέως Επεμβάσεις σε αλκαλικά εδάφη γίνονται μόνο σε παθογενή εδάφη, των οποίων η αλκαλικότητα οφείλεται σε προσροφημένα στη στερεή φάση ιόντα Na. Για να θεωρηθεί ένα έδαφος με περίσσεια ασβεστίου παθογόνο θα πρέπει το CaCO 3 να έχει συγκέντρωση μεγαλύτερη του 10% Το υλικό που χρησιμοποιείται είναι η γύψος (CaSO 4 *2H 2 O) Το κατιόν του ασβεστίου αντικαθιστά το Να στα εδαφικά τεμαχίδια, με αποτέλεσμα το Να να περνάει στο εδαφικό διάλυμα και να μετακινείται σε βαθύτερα στρώματα του εδάφους

32 Page 32 Βελτίωση της αλκαλικότητας των εδαφών: Εγκατάσταση καλού στραγγιστικού δικτύου συμβάλλει στη μείωση της αλατότητας Εφαρμογή αρδευτικού νερού απαλλαγμένου από υψηλή συγκέντρωση αλάτων και στις συνιστώμενες δόσεις για τη βέλτιστη ανάπτυξη των φυτών

33 Page 33 Ρυθμιστική ικανότητα των εδαφών: Ονομάζεται η ικανότητα του εδάφους να αντιστέκεται στη μεταβολή του ph Παράδειγμα: Για την αύξηση του ph ενός εδάφους χρησιμοποιούμαι μια ποσότητα ασβεστίου. Το Ca +2 εξουδετερώνει τα υδρογονιόντα H + του εδαφικού διαλύματος. Ενώ θα περιμέναμε μετά από αυτό να αυξηθεί το ph του διαλύματος, εντούτοις αυτό δεν γίνεται και ο λόγος είναι ότι τα κατιόντα Ca +2 του διαλύματος παίρνουν τη θέση των υδρογονιόντων H + της στερεής φάσης του εδάφους και τη θέση τους στο διάλυμα παίρνουν τα υδρογονιόντα H + Η ρυθμιστική ικανότητα εξαρτάται από την εναλλακτική ικανότητα των εδαφών (CEC) καθώς και από το ποσοστό κορεσμού της CEC σε βάσεις

34 Page 34 Ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (CEC): Τα ορυκτά της αργίλου (στερεής φάσης) έχουν αρνητικό φορτίο στις επιφάνειες τους. Τα φορτία αυτά εξουδετερώνονται από τα κατιόντα των μετάλλων (Ca, Mg, K,Na) που επικρατούν στο εδαφικό διάλυμα Δηλαδή, τα κατιόντα της υγρής φάσης βρίσκονται σε συνεχή χημική ισορροπία με τα κατιόντα που είναι συνδεδεμένα με τη στερεή φάση. Εάν διαταραχθεί η αναλογία Ca:Mg:K:Na του εδαφικού διαλύματος για οποιοδήποτε λόγο

35 Page 35 Ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (CEC): Εάν διαταραχθεί η αναλογία Ca:Mg:K:Na του εδαφικού διαλύματος για οποιοδήποτε λόγο, θα έχει ως συνέπεια να διαταραχθεί η αντίστοιχη ισορροπία Ca:Mg:K:Na στη στερεή φάση Αποτέλεσμα της διατάραξης της αναλογίας είναι η εναλλαγή των κατιόντων μεταξύ του εδαφικού διαλύματος και της στερεής φάσης Τα κατιόντα της στερεής φάσης που εναλλάσσονται με τα αντίστοιχα κατιόντα του εδαφικού διαλύματος προκειμένου να τηρηθεί η χημική ισορροπία ονομάζονται ανταλλάξιμα κατιόντα

36 Page 36 Ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (CEC): Το ποσό των ανταλλάξιμων κατιόντων που δύναται να συγκρατηθούν από τη στερεή φάση εξαρτάται από το μέγεθος του αρνητικού ηλεκτρικού φορτίου Δηλαδή, το μέγεθος του αρνητικού ηλεκτρικού φορτίου της στερεάς φάσης καθορίζει και την CEC (Cation Exchange Capacity) του εδάφους Τα χημικώς ισοδύναμα ποσά των κατιόντων που εναλλάσσονται μεταξύ της στερεής και της υγρής φάσης εκφράζονται σε χιλιοστογραμοϊσοδύναμα ανά 100gr εδάφους ή αργίλου ή ορυκτών της αργίλου (milliequivalents/100gr)

37 Page 37 Ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (CEC): me/100 gr Καολινίτης 3-15 Μοντμοριλλονίτης Βερμικουλίτης Χλωρίτης Οργανική ουσία Ερώτηση: Το Ά έδαφος περιέχει μοντμοριλλονίτη και το Β έδαφος έχει βερμικουλίτη. Ποιο έδαφος από τα δύο παρουσιάζει μεγαλύτερη ρυθμιστική ικανότητα και γιατί; Απάντηση: Το έδαφος Β λόγω μεγαλύτερης CEC. Στο έδαφος αυτό απαιτείται να εξουδετερωθούν πολύ περισσότερα κατιόντα για να μεταβληθεί η συγκέντρωση H+ στο διάλυμα

38 Page 38 Ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (CEC): Υπολογισμοί: 1 χιλιοστοϊσοδύναμο στοιχείου ονομάζεται η ποσότητα του στοιχείου που ενώνεται ή αντικαθιστά 1mg H. Πρακτικά, υπολογίζεται με διαίρεση του ατομικού βάρους με το σθένος του στοιχείου Πχ. 1meq K + = 39/1 = 39 mg K 1meq Ca +2 = 40.08/2 = mg Ca 1 meq SO 4-2 = (32+64)/2 = 48 mg SO 4-2 Έδαφος με CEC = 25 meq/100gr εδάφους μπορεί να συγκρατήσει 25 x = 501 mg Ca

39 Page 39 Βαθμός κορεσμού με βάσεις: Τα κατιόντα που μπορούν να προσροφηθούν στη στερεή φάση του εδάφους χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: 1. Η +, Al +3 τα οποία μειώνουν το ph 2. Ca +2, Mg +2, K +, Na + (ανταλλάξιμες βάσεις) τα οποία αυξάνουν το ph Βαθμός κορεσμού % = [(Ca + Mg +Na +K) / CEC ] * 100 Πχ: Ένα έδαφος έχει CEC = 50meq/100gr και Ca= 19 meq/100gr, Mg = 12 meq/100gr, K = 5 meq/100gr, Na = 4 meq/100gr Βαθμός κορεσμού % = [( )/50]*100 = 80%

40 Page 40 Βαθμός κορεσμού με βάσεις: Ερώτηση: Ποια είναι η σχέση βαθμού κορεσμού με το ph του εδάφους; Απάντηση: Όσο περισσότερο όξινο είναι το έδαφος τόσο χαμηλότερος είναι ο βαθμός κορεσμού με βάσεις. Σε τιμές ph πάνω από το 7, ο βαθμός κορεσμού φθάνει το 100%, δηλώνοντας ότι υπάρχουν μικρές μόνο ποσότητες ανταλλάξιμου υδρογόνου και αργιλίου Ερώτηση: Ο βαθμός κορεσμού σε εδάφη με πολλές βροχές είναι μικρότερος ή μεγαλύτερος από ότι σε εδάφη ξηρών περιοχών; Απάντηση: Είναι μικρότερος λόγω της έκπλυνσης των βασικών κατιόντων και κυριαρχίας των ιόντων αργιλίου και υδρογόνου

41 Page 41 Βαθμός κορεσμού με βάσεις: η γνώση του βαθμού κορεσμού μας επιτρέπει να προσδιορίζουμε τις ποσότητες των υλικών που πρέπει να προσθέσουμε σε ορισμένες καταστάσεις πχ ασβέστωση των όξινων εδαφών Ο βαθμός κορεσμού επηρεάζει τη θρέψη των φυτών και μια τιμή γύρω στο 70% αποτελεί την ιδανικότερη τιμή για την οικονομική απόδοση των φυτών Αύξηση του βαθμού κορεσμού γίνεται με την προσθήκη ασβεστίου. Σπάνια προσθέτουμε Κάλιο λόγω υψηλής τιμής και ανταγωνισμού του με το Mg. Το Να θα πρέπει να αποφεύγεται.

42 Page 42 Μέτρηση εδαφικής αλατότητας Η αλατότητα των εδαφών χαρακτηρίζεται από το σύνολο ων αλάτων που βρίσκονται στο εδαφικό διάλυμα και από το ποσοστό του ανταλλάξιμου νατρίου Τα άλατα που έχουν διαλυθεί προσδιορίζονται από την ηλεκτρική αγωγιμότητα (Electrical Conductivity, Ece) του εκχυλίσματος κορεσμού του εδάφους Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι η ικανότητα των διαλυμάτων των ηλεκτρολυτών να επιτρέπουν στο ηλεκτρικό ρεύμα να περνά μέσα σε από αυτά Μονάδες μέτρησης της ηλεκτρικής αγωγιμότητας είναι Siemens/m ή mmhos/cm 1 S/m = 10mmhos/cm

43 Page 43 Μέτρηση εδαφικής αλατότητας Ec < 2mmhos/cm: καμμιά επίδραση στα φυτά 2mmhos/cm < Ec < 4 mmhos/cm: Επηρεάζονται οι πολύ ευαίσθητες καλλιέργειες 4mmhos/cm < Ec < 8mmhos/cm: Μείωση της απόδοσης των καλλιεργειών 8mmhos/cm < Ec < 16mmhos/cm: Μόνο οι ανθεκτικές καλλιέργειες έχουν ικανοποιητικές αποδόσεις Ec > 16mmhos/cm: Εμφάνιση σημαντικών προβλημάτων σε όλες τις καλλιέργειες

44 Page 44 Ανταλλάξιμο νάτριο (ESP) Ο βαθμός αλκαλίωσης ενός εδάφους χαρακτηρίζεται από το εκατοστιαίο ποσοστό του ανταλλάξιμου νατρίου ως προς το σύνολο των ανταλλάξιμων κατιόντων, ESP ESP = ανταλλαξιμο νατριο ( meq 100gr εδαφους) C. E. C ( meq 100gr εδαφους 100 Ερώτηση: Βελτίωση της αλατότητα του εδάφους σημαίνει αύξηση του ESP ή μείωση; Απάντηση: Μείωση

45 Page 45 Λόγος προσροφήσεως νατρίου (SAR) Ο λόγος της συγκέντρωσης του προσροφημένου νατρίου προς τη συγκέντρωση των ιόντων του ασβεστίου και μαγνησίου, χρησιμοποιείται πολλές φορές αντί για το ESP για το χαρακτηρισμό του εδαφικού διαλύματος σε σχέση με την πιθανή επίδραση στο ανταλλάξιμο ποσοστό του νατρίου του εδάφους. Συνήθως χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της ποιότητας του αρδευτικού νερού σε σχέση με τα άλατα που περιέχει SAR = Na + Ca 2+ + Mg 2+ 2

46 Page 46 Κατηγορίες Αλατούχων και Αλκαλιωμένων εδαφών Ανάλογα με τις τιμές της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και του ESP τα εδάφη διακρίνονται σε: Αλατούχα Ece: > 4mmhos/cm ESP: < 15% SAR: < 13 ph: < 8.5 Επέμβαση: Απομάκρυνση αλάτων με φροντίδα μη ανόδου του ESP

47 Page 47 Κατηγορίες Αλατούχων και Αλκαλιωμένων εδαφών Ανάλογα με τις τιμές της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και του ESP τα εδάφη διακρίνονται σε: Αλατούχα αλκαλιωμένα Ece: > 4mmhos/cm ESP: > 15% SAR: > 13 ph: < 8.5 Επέμβαση: Απομάκρυνση αλάτων με προσθήκη γύψου για τη μείωση του ανταλλάξιμου νατρίου

48 Page 48 Κατηγορίες Αλατούχων και Αλκαλιωμένων εδαφών Ανάλογα με τις τιμές της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και του ESP τα εδάφη διακρίνονται σε: Μή Αλατούχα αλκαλιωμένα Ece: < 4mmhos/cm ESP: > 15% SAR: > 13 ph: > 8.5 Επέμβαση: Αντικατάσταση του ανταλλάξιμου νατρίου

49 Page 49 ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΑΛΑΤΟΥΧΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Γενικοί κανόνες: Θα πρέπει να μειωθεί το ανταλλάξιμο νάτριο (Προσθήκη γύψους) Να γίνεται έκπλυνση των αλάτων (Καλή στράγγιση, επιπλέον ποσότητα άρδευσης με καλής ποιότητας νερό)