ЛУЖНІ ҐРУНТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СКЛАД ТА КОРЕКЦІЯ - СЕРЕДОВИЩЕ - 2025

У лужних грунтах є грунту , які мають високе значення рН (більше 8,5). РН - це міра ступеня кислотності або лужності водного розчину, його значення вказує на концентрацію присутніх іонів Н ⁺ .

PH ґрунту є одним із найважливіших показників ґрунтового аналізу, оскільки він визначально впливає на біологічні процеси, що відбуваються в цій матриці, включаючи розвиток рослин.

Рисунок 1. Лужні ґрунти мають високий вміст глини, що спричиняє розширення та стиск. Джерело: flickr.com/photos/eddgarreve

Надзвичайно кислі або основні значення рН створюють несприятливі умови для розвитку всіх форм життєдіяльності в ґрунті (рослин і тварин).

Математично pH виражається як:

pH = -log

де молярна концентрація іонів Н ⁺ або іонів водню.

Використання pH дуже практичне, оскільки дозволяє уникнути обробки довгих цифр. У водних розчинах шкала рН коливається в межах від 0 до 14. Кислотні розчини, де концентрація іонів Н ⁺ і більша, ніж концентрація іонів ОН ^- (оксигідрил), мають pH нижче 7. У лужних розчинах, де Концентрації іонів ОН ^- є домінуючими, pH має значення більше 7.

Чиста вода при температурі 25 ^ò С, має концентрацію H ⁺ іонів дорівнює концентрації ОН ^- іонів і , отже , його рН дорівнює 7. Це значення рН вважається нейтральним.

Малюнок 2. Квіти рослини гортензії (Hydrangea macrophylla) блакитні, якщо ґрунт, де вона росте, має кислотний рН та рожевий, якщо ґрунт лужний. Джерело: Raul654

Загальна характеристика лужних ґрунтів

Серед характеристик лужних ґрунтів можна відзначити:

Будова

Це ґрунти з дуже поганою структурою та дуже низькою стійкістю, не дуже родючі та проблемні для сільського господарства. Вони мають характерне поверхневе ущільнення.

Вони часто представляють твердий і компактний вапняний шар глибиною від 0,5 до 1 метра і різні типи ущільнень у вигляді кірок і площин.

Це призводить до високої механічної стійкості до проникнення коренів рослин і до проблем зменшення аерації та гіпоксії (низька концентрація доступного кисню).

Склад

Вони мають домінуючу присутність карбонату натрію Na ₂ CO ₃ . Вони - глинисті ґрунти, де більшість присутніх глини викликає розширення ґрунту шляхом набухання у присутності води.

Деякі іони, які присутні в надлишку, токсичні для рослин.

Затримання води

У них поганий збір та зберігання води.

Вони мають низьку інфільтраційну здатність і низьку проникність, тому поганий дренаж. Це призводить до того, що дощ або поливна вода затримуються на поверхні, а також створюють низьку розчинність і рухливість дефіцитних доступних поживних речовин, що в результаті призводить до дефіциту поживних речовин.

Розташування

Зазвичай вони розташовані в напівсухих і посушливих регіонах, де опадів мало, а лужні катіони не вилуговуються з ґрунту.

Хімічний склад та кореляція з розвитком рослин

Оскільки глинисті ґрунти з переважанням глини в своєму складі, вони мають агрегати гідратованих силікатів алюмінію, які можуть проявляти різні кольори (червоний, оранжевий, білий), завдяки наявності особливих домішок.

Надмірна концентрація іонів алюмінію токсична для рослин (фітотоксична), а тому є проблемою для сільськогосподарських культур.

Лужний стан ґрунту породжує характерний хімічний склад з такими факторами, як:

Висока солоність або надмірна концентрація розчинних солей у воді

Цей стан знижує транспірацію рослин і поглинання води корінням, завдяки осмотичному тиску, який він створює.

Натрієвість або надлишок іона натрію (Na

Висока дерноватість знижує гідропровідність ґрунту, зменшує ємність для зберігання води та транспортування кисню та поживних речовин.

Високі концентрації розчинного бору

Бор є токсичним для рослин (фітотоксичний).

Обмеження живильних речовин

Високі значення рН, пов'язані з лужними ґрунтами, з переважною концентрацією іонів ОН ^- , обмежують доступність рослинних поживних речовин.

Бікарбонатний іон (HCO

Бікарбонат також є фітотоксичним, оскільки пригнічує ріст коренів та дихання рослин.

Наявність іона алюмінію (Al

Алюміній - ще один фітотоксичний метал, який має ефекти, подібні до надмірної присутності бікарбонатів.

Інші фітотоксичні іони

Як правило, лужні ґрунти мають фітотоксичні концентрації іонів хлориду (Cl ^- ), натрію (Na ⁺ ), бору (B ³⁺ ), бікарбонату (HCO ₃ ^- ) та алюмінію (Al ³⁺ ).

Поживні речовини

Лужні ґрунти також мають знижену розчинність рослинних поживних речовин, зокрема макроелементів, таких як фосфор (P), азот (N), сірка (S) і калій (K), а також мікроелементів, таких як цинк (Zn), мідь (Cu), марганець ( Mn) і молібден (Mo).

Лужна корекція ґрунту

Виробництво овочевих культур у посушливих та напівсухих середовищах обмежене обмеженнями, що накладаються низькою та мінливою кількістю опадів, існуючим безпліддям та фізико-хімічними обмеженнями лужної ґрунту.

Зростає інтерес до включення лужних ґрунтів у сільськогосподарське виробництво шляхом впровадження методів виправлення та покращення їх умов.

Стратегії поліпшення лужних ґрунтів

Управління лужними ґрунтами включає три основні стратегії підвищення їх продуктивності:

• Стратегії зменшення обмежень глибинних шарів або надр лужних ґрунтів
• Стратегії підвищення толерантності сільськогосподарських культур до обмежень лужних ґрунтів.
• Стратегії уникнення проблеми за допомогою відповідних агрономічних інженерних рішень.

Практики корекції лужної ґрунту

-Перемірна корекція солоності

Для поліпшення перехідних умов солоності (солоність, не пов'язана із сплесками підземних вод), єдиним практичним методом є підтримка внутрішнього потоку води через ґрунтовий профіль.

Ця практика може включати застосування гіпсу (CaSO ₄ ) для збільшення частки викиду солі з зони розвитку кореня. На відміну від вилуговування або промивання іонів натрію в надрах натрію необхідне внесення відповідних поправок.

Розчинний бор також може змиватися. Після вилуговування натрію та бору дефіцит поживних речовин виправляється.

-Засоння ґрунту або глибока надра

Оранка надр або глибока надра складається з вилучення матриці з надр, щоб розбити ущільнені затверділі шари та покращити родючість і вологу шляхом додавання води.

Ця методика покращує продуктивність ґрунту, але його ефекти довго не підтримуються.

Корекція солодкості ґрунту (або надлишку іона натрію, Na ⁺ ) з глибоким заляганням ґрунту має позитивні наслідки лише в довгостроковій перспективі, якщо стабілізується структура ґрунту з додаванням хімічних поліпшувачів, таких як кальцій у вигляді гіпсу (CaSO ₄ ) або органічні речовини, крім контролю за рухом або проїздом людей, худоби та транспортних засобів, для зменшення ущільнення ґрунту.

-Корекція шляхом додавання штукатурки

Гіпс як джерело іонів кальцію (Са ²⁺ ) для заміщення іонів натрію (Na ⁺ ) у ґрунті широко застосовується із змінним успіхом з метою покращення структурних проблем ґрунтів натрію.

Гіпсова корекція запобігає надмірному набуханню та розсіюванню глинистих частинок, підвищує пористість, проникність та знижує механічну стійкість ґрунту.

Існують також дослідницькі роботи, які повідомляють про збільшення вилуговування солей, натрію та токсичних елементів із застосуванням гіпсу як корекції лужних ґрунтів.

-Удосконалення із застосуванням полімерів

Нещодавно розроблені методи поліпшення ґрунтових натріїв, які включають використання різних поліакриламідних полімерів (ПАМ).

ПАМ ефективні для підвищення гідравлічної провідності натрієвих ґрунтів.

-Корекція з органікою і прокладками

Поверхневі мульчі (або мульчі англійською мовою) мають кілька сприятливих ефектів: вони зменшують випаровування поверхневих вод, покращують інфільтрацію та зменшують рух води та солей назовні.

Поверхневе застосування органічних відходів у вигляді компосту призводить до зменшення іонів Na ⁺ , можливо, через те, що деякі розчинні органічні сполуки в компостному матеріалі можуть захоплювати іон натрію шляхом утворення складних хімічних сполук.

Крім того, органічна речовина компосту вносить в ґрунт макроелементи (вуглець, азот, фосфор, сірка) та мікроелементи та сприяє активності мікроорганізмів.

Корекція органікою також проводиться в глибоких шарах ґрунту, у вигляді грядок, з тими ж перевагами, що і поверхневе нанесення.

Малюнок 3. Поправки з вулканічним попелом для поліпшення утримання води, Ель-Пальмар, Тенеріфе, (Канарські острови). Джерело: Patrick.charpiat, із Wikimedia Commons

-Застосування хімічних добрив у надрах

Застосування шарів хімічних добрив у надрах також є корекційною практикою для лужних ґрунтів, що покращує продуктивність сільського господарства, оскільки воно виправляє дефіцит макро- і мікроелементів.

-Перше використання сільськогосподарських культур

У кількох дослідженнях було розглянуто практику вживання перших культур як механізму зміни структури ґрунту, створення пор, що дозволяють корінням розвиватися у ворожих ґрунтах.

Багаторічні деревні рідні види використовувались для отримання пор у непроникних глинистих надрах, культивація яких вперше застосовується вигідно змінює структуру та гідравлічні властивості ґрунту.

-Репродукція видів рослин, толерантних до обмежень засолених надр

Використання селективного розведення для поліпшення адаптації сільськогосподарських культур до обмежувальних умов лужних ґрунтів було дуже сумнівним, але це найефективніший довгостроковий і найбільш економічний метод підвищення продуктивності сільськогосподарських культур у цих ворожих ґрунтах.

-Уникати обмежень надр

Принцип практики уникнення ґрунтується на максимальному використанні ресурсів із відносно доброякісної лужної поверхні ґрунту для росту та врожаю овочевих культур.

Використання цієї стратегії передбачає використання культур раннього дозрівання, менш залежних від вологості надр та менше впливають на його несприятливі фактори, тобто здатність уникати несприятливих умов, що існують у лужному ґрунті.

-Агрономічні практики

Прості агрономічні практики, такі як ранній збір врожаю та збільшення надходження поживних речовин, збільшують локалізований розвиток коренів і, таким чином, дозволяють збільшити обсяг врожайного ґрунту, що експлуатується в урожаї.

Утримання обрізки та стерні - це також агрономічні методи покращення умов вирощування на лужних ґрунтах.

Список літератури

1. Anderson, WK, Hamza, MA, Sharma, DL, D'Antuono, MF, Hoyle, FC, Hill, N., Shackley, BJ, Amjad, M., Zaicou-Kunesch, C. (2005). Роль управління в покращенні врожаю пшениці - огляд із особливим акцентом на Західній Австралії. Австралійський журнал сільськогосподарських досліджень. 56, 1137-1149. doi: 10.1071 / AR05077
2. Армстронг, РР, Орел. C., Matassa, V., Jarwal, S. (2007). Застосування складеної підстилки на ґрунті Вертосол і Содосол. 1. Вплив на ріст сільськогосподарських культур та ґрунтові води. Австралійський журнал експериментального землеробства. 47, 689-699.
3. Бренд, JD (2002). Вивірка грубого насіння люпину (Lupinus pilosus та Lupinus atlanticus Glads.) Або толерантність до вапняних грунтів. Рослина та ґрунт. 245, 261-275. doi: 10.1023 / A: 1020490626513
4. Hamza, MA та Anderson, WK (2003). Відповіді властивостей ґрунту та врожаю зерна на глибоке зривання та нанесення гіпсу в ущільненому суглинковому піщаному ґрунті протиставляють супіщаному глинистому ґрунту у Західній Австралії. Австралійський журнал сільськогосподарських досліджень. 54, 273–282. doi: 10.1071 / AR02102
5. Ma, G., Rengasamy, P. and Rathjen, AJ (2003). Фітотоксичність алюмінію для рослин пшениці у розчинах з високим рівнем pH. Австралійський журнал експериментального землеробства. 43, 497-501. doi: 10.1071 / EA01153