Proprietăți chimice ale solului - Biologie

Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?

Antibiotice din bacterii

Migrația celulară: funcția nou descoperită a unei proteine cunoscute

Busolă moleculară pentru alinierea celulelor

Ceea ce face ca frunzele să îmbătrânească toamna

Democrația bibilicilor vultur

Mediul lui Ekembo: Oamenii au trăit și în peisaje deschise

| Genetica | Agricultură, silvicultură și creșterea animalelor

Soiul de grâu a fost creat prin traversarea ierburilor sălbatice

Cât de fierbinte este prea fierbinte pentru viața adâncă sub fundul oceanului?

Proprietăți chimice ale solului

Schimburi

Una dintre cele mai importante proprietăți ale solului este capacitatea sa de a reține (= sorb) ioni (de exemplu, nutrienți) și de a-i elibera atunci când este necesar.

Acumularea de substanțe nutritive are loc pe suprafețele particulelor minerale și organice ale solului (complex de sorbție), în principal pe coloizi (minerale argiloase, substanțe humice).

Schimb de ioni

Nutrienții sunt eliberați printr-un schimb de ioni, de ex. B. 1 ion calciu (Ca 2+) împotriva a 2 ioni hidrogen (H +). Îndepărtarea substanțelor nutritive și levigarea nu reduc cantitatea de ioni legați în sol, ci raportul lor între ei. Cantitatea totală de ioni pe care o conține un sol într-o legătură schimbabilă se numește capacitatea sa de schimb (AK). Înseamnă capacitatea sa de schimb pentru cationi (KAC), care reprezintă marea majoritate a ionilor schimbabili. Principalii cationi schimbabili sunt calciu, magneziu (Mg ++), potasiu (K +) și sodiu (Na +). Odată cu creșterea acidificării solului, hidrogenul și aluminiul (Al 3+) iau locul lor. Pentru echilibrul de azot al solului, este important ca ionul de amoniu (NH4 +) să fie, de asemenea, absorbit și astfel protejat împotriva levigării. Capacitatea de schimb pentru anioni (AAC) este mult mai mică decât cea pentru cationi. Anionii schimbabili, importanți pentru nutriția plantelor, sunt ionii fosfați (PO4 3-), sulfat (SO4 2-), nitrați (NO3 -) și clor (Cl -). Ultimele două sunt doar foarte slab legate și, prin urmare, ușor de spălat. Acest lucru se aplică și într-o măsură mai mică ionilor sulfat.

Saturația bazei

Cationii calciu, magneziu, potasiu și sodiu se numesc cationi bazici (baze). Ponderea lor procentuală în capacitatea de schimb se numește saturație de bază. Se vorbește despre soluri cu o saturație mare a bazelor atunci când proporția cationilor de bază este mai mare de 70% și mai mică atunci când este mai mică de 30%. Dacă se adaugă ioni în sol din exterior (de exemplu, cu acizi sau săruri de îngrășăminte), unii dintre ioni sorbiți sunt schimbați.

Valoarea pH-ului, acidifiere, tamponare

Valoarea pH-ului

Valoarea pH-ului este o măsură a gradului de aciditate (aciditate) a solului sau a reacției solului. Solurile din zona climatică umedă au valori ale pH-ului cuprinse între 3,0 (foarte puternic acid) și aproximativ 7,5 (slab alcalin). Numerele de pH sunt notația simplificată pentru cantitatea de ioni de hidrogen liberi într-un litru de apă. Concentrația ionilor de hidrogen scade cu un factor de 10 la fiecare nivel de pH. La pH 3 există 10 −3 (0,001) g de ioni H + în 1 l de soluție de sol.

Acidificare

Scăderea numărului de pH indică o creștere a concentrației de ioni de hidrogen, cunoscută sub numele de acidificare a solului. Cauzele Acidificare sunteți:

Producerea de ioni H + ca urmare a respirației (excreția CO2) de către rădăcini și microorganisme. Prin respirația solului, pe terenuri agricole se produc aproximativ 10 kg de ioni H +/ha și an. Pentru neutralizarea lor sunt necesare 500 kg carbonat de calciu/ha.
Formarea acizilor organici în timpul humificării (formarea acizilor humici), dar și atunci când descompunerea materiei organice este împiedicată din cauza lipsei de aer (formarea acidului lactic, acidului butiric etc.). Frunzele de sfeclă slab arate pot, pentru. B. se pot elibera până la 10 kg H + ioni/ha.
Implementarea îngrășămintelor acizi fiziologic, de ex. B. sulfat de amoniu. 100 kg de azot fertilizat ca azot de amoniu pot elibera până la 7 kg de ioni H +/ha. Cantitatea echivalentă de var este de 350 kg carbonat de calciu.
Intrare acidă din atmosferă (ploi acide). Proporția de ploaie acidă în aportul total de acid este adesea supraestimată. De obicei, reprezintă mai puțin de 10% în solurile utilizate pentru agricultură, dar până la 60% în solurile utilizate pentru silvicultură.

Aciditatea unui sol are multiple semnificații pentru dezvoltarea solului, proprietățile solului și creșterea plantelor. Când scad valorile pH-ului solurilor bogate în baze inițiale, începe migrarea argilei și dezintegrarea structurală. Activitatea biologică scade. Se specifică acidul fosforic. La grade mai mari de aciditate (pH sub 5,0) în solurile minerale apar ioni liberi de Al 3+ și metale grele, care au un efect mai mult sau mai puțin toxic asupra creșterii plantelor cultivate. Intervalul 7,4 - 6,5 este denumit în practică domeniul neutru. Valoarea pH-ului solului poate fi ajustată la nivelul dorit prin adăugarea de var. Intervalul de pH dorit este stabilit mai scăzut pentru solurile nisipoase și foarte humus decât pentru solurile bogate în argilă, deoarece acestea sunt mai puțin nevoiașe de var și, ca urmare a adăugărilor grele de var, apar deficiențe de oligoelemente și degradarea crescută a humusului.

tamponare

Tamponarea unui sol este rezistența sa la modificările valorii pH-ului atunci când este alimentat cu ioni H + sau OH -. Această rezistență este importantă, deoarece plantele și organismele solului reacționează foarte sensibil la modificările bruște ale acidității. Capacitatea de tamponare a unui sol este determinată în primul rând de capacitatea de schimb de cationi și de saturația de bază a unui sol. O cantitate bruscă de ioni H + în soluția solului este neutralizată prin schimbarea acestora cu cationi de bază ai complexului de sorbție. Dimpotrivă, un aport brusc de ioni OH este neutralizat prin eliberarea ionilor H + în soluția solului în schimbul cationilor de bază. Valoarea pH-ului se schimbă numai atunci când capacitatea tamponului este epuizată. Datorită cantității mult mai mari de ioni H + sorbiți, un sol cu o capacitate mare de schimb (sol argilos) are nevoie de cantități mult mai mari de var pentru a crește valoarea pH-ului decât un sol nisipos cu sorbție slabă. Solurile calcaroase au o capacitate de tamponare foarte mare împotriva acizilor.