Δασική Εδαφολογία Χημικές ιδιότητες του εδάφους
Χημικές ιδιότητες εδάφους Εδαφικά κολλοειδή Ηλεκτρικά φορτία των ανόργανων κολλοειδών Εναλλακτική ικανότητα του εδάφους Βαθμός κορεσμού με βάσεις Ανταλλαγή κατιόντων Οξύτητα και αλκαλικότητα των εδαφών
Εδαφικά κολλοειδή Κολλοειδή της αργίλου (< 0.001 mm) Κολλοειδή της οργανικής ουσίας (χούμος) Αργιλοχουμικά σύμπλοκα (εδαφοσύμπλοκα)
Φορτία των ανόργανων κολλοειδών Αρνητικά φορτία, λόγω: Θραύσης κρυσταλλικών δεσμών στις επιφάνειες των ορυκτών Ισόμορφης αντικατάστασης στα φύλλα του κρυσταλλικού πλέγματος O -2 Al +3 OH - ΙΣΟΜΟΡΦΗ O -2 Mg +2 OH ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ - _ O -2 Si +4 OH - ΙΣΟΜΟΡΦΗ O -2 Al +3 OH ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ - _
Εδαφικά κολλοειδή Τα αρνητικά φορτισμένα εδαφικά κολλοειδή έλκουν και συγκεντρώνουν αντίθετα φορτισμένα ιόντα
Μη κρυσταλλική οργανική ουσία αποτελούμενη από πολύ μεγάλα και πολύπλοκα μόρια με πολλές δομές αρωματικών δακτυλίων Χουμικά κολλοειδή
Εναλλακτική ικανότητα του εδάφους ή Ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (Ι.Α.Κ.) (Cation Exchange Capacity C.E.C.) Το ποσό των κατιόντων που μπορούν να προσροφήσουν και να συγκρατήσουν σε ανταλλάξιμη μορφή τα κολλοειδή του εδάφους Μετριέται σε: meq κατιόντων / 100 g ξηρού εδάφους (meq: χιλιοστοϊσοδύναμα)
Εναλλακτική ικανότητα του εδάφους Εξαρτάται από: την ορυκτολογική σύσταση τη μηχανική σύσταση την οργανική ουσία την οξύτητα του εδάφους Κυμαίνεται: 2-60 meq 100 g -1 εδάφους: αμμώδη αργιλώδη εδάφη 200 meq 100 g -1 εδάφους: οργανικά εδάφη
Ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων των ορυκτών Ορυκτά της αργίλου Ι.Α.Κ. (meq / 100 g ορυκτού) Βερμικουλίτης 100-150 Μοντμοριλονίτης 80-100 Ιλλίτης & χλωρίτης 15-40 Καολινίτης 3-15
Ανταλλαγή κατιόντων θρέψη φυτών Η πρόσληψη των ιόντων από τις ρίζες των φυτών γίνεται κατά ένα μέρος με την ανταλλαγή ιόντων Τα ιόντα Η + μπορούν να ανταλλάσσονται απ ευθείας από την επιφάνεια των ριζών με τα θρεπτικά ιόντα των εδαφοσυμπλόκων (ανταλλαγή εξ επαφής)
Ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων Καθορίζει την ποσότητα των λιπασμάτων που μπορούν να χορηγηθούν στα δασικά φυτώρια, στις φυτείες και στις δασοσυστάδες Μεγάλες ποσότητες λιπασμάτων: σε λεπτόκοκκα, πλούσια σε οργανική ουσία εδάφη με Ι.Α.Κ. > 15 meq/100 g εδάφους Σε αμμώδη εδάφη, φτωχά σε οργανική ουσία, με Ι.Α.Κ. < 4 meq/100 g εδάφους, μεγάλες ποσότητες λιπασμάτων μπορούν να βλάψουν τα φυτώρια και τα θρεπτικά στοιχεία να εκπλυθούν πριν προλάβουν να χρησιμοποιηθούν από τα φυτά
Βαθμός κορεσμού με βάσεις Το ποσοστό (%) των ανταλλάξιμων κατιόντων της ολικής εναλλακτικής ικανότητας του εδάφους V = 100 S C. E. C. V: βαθμός κορεσμού με βάσεις (%) S: Ca + Mg + K + Na C.E.C.: Ca + Mg + K + Na + H
Σημασία βαθμού κορεσμού με βάσεις V < 80% όξινη αντίδραση εδάφους V > 80% αλκαλική αντίδραση εδάφους Χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του CaCO 3 που απαιτείται για τη διόρθωση του ph όξινων εδαφών
Άλλες ιδιότητες εδαφικών κολλοειδών Λύματα πήγματα Λύμα: το αιώρημα των τεμαχιδίων ενός κολλοειδούς μέσα σε ένα μέσο διασποράς Πήγμα: η μάζα που αποβάλλεται μετά τη θρόμβωση Θρόμβωση της αργίλου Αν σ ένα κολλοειδές αιώρημα αργίλου σε νερό (λύμα) προσθέσουμε μικρή ποσότητα ηλεκτρολύτη τα μεμονωμένα τεμαχίδια της αργίλου συνενώνονται και σχηματίζουν μεγαλύτερα τεμαχίδια, τα οποία λόγω του βάρους τους δεν μπορούν να αιωρούνται και καθιζάνουν
Θρόμβωση διασπορά Η θρόμβωση των κολλοειδών ευνοείται από: Ca, H Παρουσία αλάτων, οργανικής ουσίας και οξειδίων Fe, Al, Mn Σε όξινα εδάφη, στα οποία δεν υπάρχουν άλατα, το έδαφος είναι θρομβωμένο λόγω της παρουσίας Al +3 και της αύξησης του θετικού φορτίου των κολλοειδών Η διασπορά ευνοείται από: Na, Li Η θρόμβωση των κολλοειδών του εδάφους αποτελεί προϋπόθεση σταθερής δομής και αυξάνει την παραγωγικότητά του. Αντίθετα η διασπορά έχει δυσμενείς επιπτώσεις
Άλλες ιδιότητες εδαφικών κολλοειδών Πλαστικότητα Η ικανότητα παραμόρφωσης ενός σώματος με την επίδραση εξωτερικής δύναμης Εξαρτάται από την ενυδάτωση της στερεάς φάσης: μεγαλύτερη πλαστικότητα όσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα σε μοντμοριλλονιτική άργιλο, γιατί τόσο μεγαλύτερη είναι η ενυδατούμενη επιφάνεια
Συνοχή Οφείλεται στην αμοιβαία έλξη των κολλοειδών τεμαχιδίων Αυξάνεται όσο ελαττώνεται η υγρασία του εδάφους Διόγκωση Συρρίκνωση Με αυξομείωση της εδαφικής υγρασίας τα εδάφη που περιέχουν μοντμοριλλονίτη και βερμικουλίτη σε μεγάλη ποσότητα διογκώνονται και συστέλλονται κίνδυνος ζημιών στο ριζικό σύστημα σε περιόδους ξηρασίας
Οξύτητα και αλκαλικότητα εδαφών Ανάλογα με τη συγκέντρωση των κατιόντων υδρογόνου στο εδαφικό διάλυμα χαρακτηρίζουμε ένα έδαφος σαν όξινο, ουδέτερο ή αλκαλικό ph = -log [H + ] Εύρος ph: 0-14
ph 6,7 7,3: ουδέτερα εδάφη < 5,5: προβληματικά όξινα > 8,4: προβληματικά αλκαλικά
ph διαθεσιμότητα θρεπτικών
Προβληματικά όξινα εδάφη Τοξικότητα Al και μικροστοιχείων (Fe, Mn) Περιορίζεται η πρόσληψη Ca, Mg, S Αδιάλυτες Ρ ενώσεις Αδρανοποίηση μικροοργανισμών Διόρθωση με προσθήκη ασβεστούχων υλικών (CaO, CaCO 3, δολομίτη)
Προβλήματα οξύτητας εδαφών Τα όξινα εδάφη δεν εφοδιάζουν τα φυτά με αρκετές ποσότητες Μο, που είναι απαραίτητο στοιχείο για την αναγωγή του Ν σε ΝΟ3 - μέσα στο φυτό συμπτώματα τοξικότητας Ν-ΝΟ 3 - και ταυτόχρονα τροφοπενία αζώτου Όταν το ph είναι χαμηλό όχι καλή δομή, ούτε καλό αερισμό, ούτε καλό σχηματισμό χούμου που είναι όξινος
Προβληματικά αλκαλικά εδάφη Τοξικότητα Na και προβληματική δομή Έλλειψη μικροστοιχείων (Cu, Fe, Zn, Mn) - εξαίρεση το Mo Διόρθωση με προσθήκη γύψου, H 2 SO 4, Al 2 (SO 4 ) 3, FeSO 4, S και έκπλυση αλάτων με αυξημένη άρδευση
Ενεργός και ανταλλάξιμη οξύτητα Ενεργός οξύτητα: η οξύτητα του εδαφικού διαλύματος ph Ανταλλάξιμη: η οξύτητα της στερεάς φάσης του εδάφους (εδαφοσύμπλοκα) meq Η ενεργός οξύτητα είναι πολύ μικρότερη της ανταλλάξιμης Επίδραση μηχανικής σύστασης
Ρυθμιστική ικανότητα Η ικανότητα να αντιστέκεται στη μεταβολή του ph όταν προστεθεί σ αυτό βάση ή οξύ Εξαρτάται στα διάφορα εδάφη από την περιεκτικότητά τους σε πυριτικά, ανθρακικά, φωσφορικά και χουμικά οξέα Τα αργιλώδη και τα χουμικά εδάφη παρουσιάζουν μεγάλη ρυθμιστική ικανότητα και μικρές σχετικά διαφορές της τιμής του ph όταν προστεθεί ορισμένη ποσότητα οξέος ή βάσης Τα αμμώδη εδάφη παρουσιάζουν μικρή ρυθμιστική ικανότητα και δείχνουν μεγάλες διαφορές της τιμής του ph στην προσθήκη της ίδιας ποσότητας οξέος ή βάσης
Επίδραση της αντίδρασης του εδάφους στην αύξηση των δασικών δέντρων (1) Τα κωνοφόρα γενικά προτιμούν περισσότερο όξινες συνθήκες από τα πλατύφυλλα Η λιβαδική βλάστηση προτιμά περισσότερο ασβεστολιθικά εδάφη με υψηλότερο ph ή γενικά τα πλούσια σε βάσεις εδάφη Η αντίδραση του εδάφους μεταξύ 5-7 πολύ λίγη σημασία έχει για την αύξηση των περισσότερων δασοπονικών ειδών Όταν τα γυμνά εδάφη έχουν ph < 5, πριν από τη φύτευση χρειάζεται προσεκτική εξέταση γιατί μπορεί να είναι φτωχά, εκπλυμένα, με άσχημες φυσικές ιδιότητες Όταν το ph > 7,5 μπορεί οι συνθήκες για αναδασώσεις να μην είναι ευνοϊκές, λόγω της ύπαρξης μεγάλου ποσοστού CaCO 3 και ιδίως διαλυτών αλάτων. Χρειάζεται προσοχή στην εκλογή του δασοπονικού είδους και ιδιαίτερα στα ξηρότερα περιβάλλοντα
Επίδραση της αντίδρασης του εδάφους στην αύξηση των δασικών δέντρων (2) Στα δασικά φυτώρια, για την παραγωγή κωνοφόρων, καλύτερα εδάφη είναι αυτά με ph 5-6 και για παραγωγή πλατύφυλλων 5,6-6,6. Μεγάλες τιμές ph επιφέρουν θρεπτικές ανωμαλίες και ευνοούν πολύ την ανάπτυξη παθογόνων μικροοργανισμών που προσβάλλουν το ριζικό σύστημα Χαμηλότερες τιμές ph αυξάνουν τη διαλυτότητα του Al, Mn, Fe με δυσμενείς επιδράσεις ιδίως στα πλατύφυλλα και δημιουργούν προβλήματα στην θρέψη των φυταρίων Εδάφη λιγότερο όξινα ή ελαφρώς αλκαλικά καλύπτονται ευκολότερα από ποώδη βλάστηση και γράστεις Οι αραιώσεις, οι αποψιλωτικές υλοτομίες και σε μεγάλο βαθμό οι πυρκαγιές προκαλούν σημαντική αύξηση του ph του εδάφους
Επιπλέον πηγές φωτογραφικού υλικού http://bcs.whfreeman.com/ http://134.84.92.129/distribution/cropsystems/dc6437.html http://faculty.yc.edu/ http://www.agnet.org/ http://hwwff.cce.cornell.edu/