GLEBY ALKALICZNE: CHARAKTERYSTYKA, SKŁAD I KOREKTA - ŚRODOWISKO - 2026

W gleb alkalicznych są gleby, które mają wysokie pH (powyżej 8,5). Wartość pH jest miarą stopnia kwasowości lub zasadowości roztworu wodnego, a jego wartość wskazuje stężenie obecnych jonów H ⁺ .

Odczyn gleby jest jednym z najważniejszych wskaźników w analizie gleby, ponieważ ma decydujący wpływ na procesy biologiczne zachodzące w tej matrycy, w tym na rozwój roślin.

Rysunek 1. Gleby alkaliczne mają wysoką zawartość glin, co powoduje rozszerzanie się i kurczenie. Źródło: flickr.com/photos/eddgarreve

Ekstremalnie kwaśne lub zasadowe wartości pH stwarzają niekorzystne warunki dla rozwoju wszystkich form życia w glebie (roślin i zwierząt).

Matematycznie pH wyraża się jako:

pH = -log

gdzie jest stężenie molowe jonów H ⁺ lub jonów wodoru.

Stosowanie pH jest bardzo praktyczne, ponieważ pozwala uniknąć długich liczb. W roztworach wodnych skala pH waha się od 0 do 14. Roztwory kwaśne, w których stężenie jonów H ⁺ jest wysokie i większe niż jonów OH ^- (oksyhydryl), mają pH niższe niż 7. W roztworach alkalicznych, Stężenia jonów OH ^- dominują, pH ma wartości powyżej 7.

Czysta woda o temperaturze 25 ^o C ma stężenie jonów H ⁺ równe stężeniu jonów OH ^- i dlatego jej pH wynosi 7. Ta wartość pH jest uważana za obojętną.

Rysunek 2. Kwiaty hortensji (Hydrangea macrophylla) są niebieskie, jeśli gleba, na której rośnie, ma kwaśne pH i różowe, jeśli gleba jest zasadowa. Źródło: Raul654

Ogólna charakterystyka gleb zasadowych

Wśród cech gleb zasadowych można wymienić:

Struktura

Są to gleby o bardzo słabej strukturze i bardzo małej stabilności, mało żyzne i problematyczne dla rolnictwa. Posiadają charakterystyczne uszczelnienie powierzchniowe.

Występują często w postaci twardej i zwartej warstwy wapiennej o głębokości od 0,5 do 1 metra oraz różnego typu zagęszczenia w postaci skorup i spłaszczeń.

Prowadzi to do dużej odporności mechanicznej na penetrację korzeni roślin oraz problemów ze zmniejszonym napowietrzaniem i niedotlenieniem (niskie stężenie dostępnego tlenu).

Kompozycja

Dominuje w nich węglan sodu Na ₂ CO ₃ . Są to gleby gliniaste, gdzie większość obecności gliny powoduje rozszerzanie się gleby poprzez pęcznienie w obecności wody.

Niektóre jony obecne w nadmiarze są toksyczne dla roślin.

Retencja wody

Mają słaby pobór i przechowywanie wody.

Mają niską zdolność infiltracji i niską przepuszczalność, przez co słaby drenaż. Prowadzi to do zatrzymywania wody deszczowej lub nawadniającej na powierzchni, a także generuje niską rozpuszczalność i mobilność rzadkich dostępnych składników odżywczych, co ostatecznie przekłada się na niedobory składników odżywczych.

Lokalizacja

Znajdują się one na ogół w regionach półsuchych i suchych, gdzie opady są rzadkie, a kationy zasadowe nie są wymywane z gleby.

Skład chemiczny i korelacja z rozwojem roślin

Jako gleby gliniaste z przewagą glin w swoim składzie posiadają agregaty uwodnionych krzemianów glinu, które mogą przybierać różne barwy (czerwony, pomarańczowy, biały), ze względu na obecność określonych zanieczyszczeń.

Nadmierne stężenia jonów glinu są toksyczne dla roślin (fitotoksyczne), a zatem stanowią problem dla upraw.

Stan zasadowy gleby generuje charakterystyczny skład chemiczny, na który składają się takie czynniki jak:

Wysokie zasolenie lub nadmierne stężenie rozpuszczalnych soli w wodzie

Stan ten ogranicza transpirację roślin i wchłanianie wody przez korzenie ze względu na wytwarzane przez nie ciśnienie osmotyczne.

Sodowość lub nadmiar jonów sodu (Na

Wysoka sodowość zmniejsza przewodnictwo hydrauliczne gleby, zmniejsza zdolność magazynowania wody oraz transport tlenu i składników odżywczych.

Wysokie stężenie rozpuszczalnego boru

Bor jest toksyczny dla roślin (fitotoksyczny).

Ograniczenie składników odżywczych

Wysokie wartości pH związane z glebami zasadowymi, z przewagą jonów OH ^- , ograniczają dostępność składników pokarmowych roślin.

Jon wodorowęglanowy (HCO

Wodorowęglan jest również fitotoksyczny, ponieważ hamuje wzrost korzeni i oddychanie roślin.

Obecność jonów glinu (Al

Glin to kolejny fitotoksyczny metal, który ma skutki podobne do nadmiernej obecności wodorowęglanów.

Inne jony fitotoksyczne

Zasadniczo gleby zasadowe wykazują fitotoksyczne stężenia jonów chloru (Cl ^- ), sodu (Na ⁺ ), boru (B ³⁺ ), wodorowęglanu (HCO ₃ ^- ) i glinu (Al ³⁺ ).

Składniki odżywcze

Gleby alkaliczne mają również zmniejszoną rozpuszczalność składników pokarmowych roślin, w szczególności makroskładników, takich jak fosfor (P), azot (N), siarka (S) i potas (K) oraz mikroelementów, takich jak cynk (Zn), miedź (Cu), mangan ( Mn) i molibden (Mo).

Korekcja gleby alkalicznej

Uprawy warzyw w środowiskach suchych i półsuchych są ograniczone ograniczeniami wynikającymi z niskich i zmiennych opadów, istniejącej bezpłodności oraz fizycznych i chemicznych ograniczeń gleby zasadowej.

Rośnie zainteresowanie włączaniem gleb zasadowych do produkcji rolnej poprzez wdrażanie metod poprawiających i poprawiających ich warunki.

Strategie poprawy gleb alkalicznych

Zarządzanie glebami alkalicznymi obejmuje trzy główne strategie zwiększania ich produktywności:

• Strategie łagodzenia ograniczeń głębokich warstw lub podglebia gleb alkalicznych.
• Strategie zwiększania tolerancji upraw na ograniczenia gleb zasadowych.
• Strategie unikania problemu poprzez odpowiednie rozwiązania z zakresu inżynierii agronomicznej.

Praktyki korekcji gleby alkalicznej

-Przejściowa korekta zasolenia

Aby poprawić przejściowe warunki zasolenia (zasolenie niezwiązane z falami wód gruntowych), jedyną praktyczną metodą jest utrzymanie wewnętrznego przepływu wody przez profil glebowy.

Praktyka ta może obejmować stosowanie gipsu (CaSO ₄ ) w celu zwiększenia udziału odcieku solnego ze strefy rozwoju korzeni. Z kolei w podglebiach sodowych oprócz wypłukiwania lub przemywania jonów sodu wymagane jest zastosowanie odpowiednich poprawek.

Rozpuszczalny bor można również wypłukać. Po ługowaniu sodu i boru niedobory składników odżywczych są korygowane.

- Orka gruntowa lub głębokie głębosze

Orka podglebia lub głębokie głęboszowanie polega na usunięciu matrycy z podłoża w celu rozbicia zagęszczonych, utwardzonych warstw i poprawy żyzności i wilgotności poprzez dodanie wody.

Technika ta poprawia produktywność gleby, ale jej efekty nie są trwałe.

Korekta sodowości gleby (lub nadmiaru jonów sodu, Na ⁺ ) przy głębokim głęboszowaniu daje pozytywne efekty w dłuższej perspektywie tylko wtedy, gdy struktura gleby jest stabilizowana dodatkiem dodatków chemicznych, takich jak wapń w postaci gipsu (CaSO ₄ ) lub materii organicznej, oprócz kontrolowania ruchu lub przepływu ludzi, zwierząt i pojazdów, w celu zmniejszenia zagęszczenia gleby.

-Korekcja poprzez dodanie tynku

Gips jako źródło jonów wapnia (Ca ²⁺ ) zastępujących jony sodu (Na ⁺ ) w glebie był szeroko stosowany z różnym skutkiem w celu poprawy problemów strukturalnych w glebach sodowych.

Korekta gipsowa zapobiega nadmiernemu pęcznieniu i dyspersji cząstek gliny, zwiększa porowatość, przepuszczalność oraz zmniejsza odporność mechaniczną gruntu.

Prowadzone są również prace badawcze, w których odnotowano wzrost wymywania soli, sodu i pierwiastków toksycznych przy zastosowaniu gipsu jako korekty gleb zasadowych.

-Ulepszenie dzięki zastosowaniu polimerów

Niedawno opracowano techniki ulepszania gleb sodowych, które obejmują użycie różnych polimerów poliakryloamidu (skrót PAM w języku angielskim).

PAM skutecznie zwiększają przewodnictwo hydrauliczne w glebach sodowych.

-Korekcja materią organiczną i wyściółką

Ściółki powierzchniowe (lub ściółki w języku angielskim) mają kilka korzystnych efektów: zmniejszają parowanie wody powierzchniowej, poprawiają infiltrację i zmniejszają ruch wody i soli na zewnątrz.

Powierzchowne stosowanie odpadów organicznych w postaci kompostu skutkuje spadkiem zawartości jonów Na ⁺ , prawdopodobnie ze względu na fakt, że niektóre rozpuszczalne związki organiczne w materiale kompostowym mogą uwięzić jon sodu poprzez tworzenie złożonych związków chemicznych.

Dodatkowo materia organiczna kompostu dostarcza do gleby makroskładniki (węgiel, azot, fosfor, siarka) i mikroelementy oraz wspomaga aktywność mikroorganizmów.

Korektę materią organiczną przeprowadza się również w głębokich warstwach gleby, w postaci zagonów, z takimi samymi korzyściami, jak nakładanie powierzchniowe.

Rysunek 3. Poprawki z popiołem wulkanicznym, mające na celu poprawę retencji wody, El Palmar, Teneryfa (Wyspy Kanaryjskie). Źródło: Patrick.charpiat, źródło Wikimedia Commons

-Zastosowanie chemicznych nawozów w podłożu

Stosowanie nawozów chemicznych w podłożu jest również praktyką korekcyjną w przypadku gleb zasadowych, która poprawia produktywność rolnictwa, ponieważ koryguje niedobór makro i mikroelementów.

- Uprawy pierwszego użycia

W kilku badaniach zbadano praktykę upraw pierwszego użycia jako mechanizm modyfikowania struktury gleby, tworząc pory, które umożliwiają korzeniom rozwój w glebach nieprzyjaznych.

Do wytworzenia porów w nieprzepuszczalnych glebach gliniastych wykorzystano wieloletnie, rodzime gatunki drzewiaste, których uprawa po pierwszym zastosowaniu korzystnie zmienia strukturę i właściwości hydrauliczne gleby.

-Redprodukcja gatunków roślin tolerujących ograniczenia podłoża solnego

Stosowanie hodowli selektywnej w celu poprawy przystosowania upraw do restrykcyjnych warunków gleb alkalicznych jest mocno kwestionowane, ale jest to najskuteczniejsza długoterminowa i najbardziej ekonomiczna metoda poprawy produktywności upraw na tych nieprzyjaznych glebach.

-Unikaj ograniczeń podłoża

Zasada praktyk unikania opiera się na maksymalnym wykorzystaniu zasobów ze stosunkowo łagodnej, zasadowej powierzchni gleby dla wzrostu i plonów upraw warzyw.

Stosowanie tej strategii zakłada stosowanie wczesnych upraw, mniej zależnych od wilgotności podłoża i mniej obciążonych jej niekorzystnymi czynnikami, to znaczy zdolnymi do uniknięcia niekorzystnych warunków występujących w glebie zasadowej.

-Praktyki rolnicze

Proste praktyki agronomiczne, takie jak wczesne zbiory i zwiększona ilość składników odżywczych, zwiększają lokalny rozwój korzeni, a tym samym pozwalają również na zwiększenie objętości powierzchniowej gleby wykorzystywanej w uprawie.

Zachowanie przycinania i ścierniska to również techniki agronomiczne mające na celu poprawę warunków uprawy na glebach alkalicznych.

Bibliografia

1. Anderson, WK, Hamza, MA, Sharma, DL, D'Antuono, MF, Hoyle, FC, Hill, N., Shackley, BJ, Amjad, M., Zaicou-Kunesch, C. (2005). Rola zarządzania w poprawie plonu pszenicy - przegląd ze szczególnym uwzględnieniem Australii Zachodniej. Australian Journal of Agricultural Research. 56, 1137-1149. doi: 10.1071 / AR05077
2. Armstrong, RD, Eagle. C., Matassa, V., Jarwal, S. (2007). Aplikacja kompostowanej ściółki na glebę Vertosol i Sodosol. 1. Wpływ na wzrost upraw i wodę w glebie. Australian Journal of Experimental Agriculture. 47, 689-699.
3. Brand, JD (2002). Badanie przesiewowe łubinu gruboziarnistego (Lupinus pilosus i Lupinus atlanticus Glads.) Lub tolerancja na gleby wapienne. Roślina i gleba. 245, 261-275. doi: 10.1023 / A: 1020490626513
4. Hamza, MA i Anderson, WK (2003). Odpowiedzi na temat właściwości gleby i plonów ziarna na głębokie zrywanie i stosowanie gipsu w zagęszczonej gliniastej glebie piaszczystej, w przeciwieństwie do piaszczysto-gliniastej gleby w Australii Zachodniej. Australian Journal of Agricultural Research. 54, 273–282. doi: 10.1071 / AR02102
5. Ma, G., Rengasamy, P. i Rathjen, AJ (2003). Fitotoksyczność glinu dla roślin pszenicy w roztworach o wysokim pH. Australian Journal of Experimental Agriculture. 43, 497-501. doi: 10.1071 / EA01153