Дослідження впливу кислотності й лужності ґрунтів на ріст та розвиток рослин
Карта pH грунту: червоним – кислі грунти, жовтим – нейтральні грунти, блакитним – лужні грунти, чорним – нема данних. Photo source: Center for Sustainability and the Global Environment (SAGE)
Кислотність й лужність ґрунтів - властивість ґрунтів яка визначається активністю іонів водню / гидроксонія (H+ або, точніше, H3O+aq) в розчині. Представляється через показник рН. pH грунту - це показник кислотності або лужності грунту.
Це в основному відображається у впливі клімату та елементів у ґрунті на ріст рослин, тоді як клімат головним чином впливає на вуглець, водень і кисень. Важливішими елементами в ґрунті є азот, фосфор і калій, а другорядними — кальцій, магній, сірка.
З начення pH грунту зазвичай буває від 3 до 10, де 7 є нейтральним показником, тобто у вас немає ні кислого, ні лужного ґрунту, кислі грунти мають pH нижче 7, а лужні грунти мають pH вище 7, ультракислі грунту (pH <3,5) і дуже сильно лужні грунти (pH> 9) зустрічаються рідко.
Кожна рослина має свій рекомендований діапазон значень pH, а рослини мають різні потреби в поживних речовинах. Наприклад: живильний азот, дуже важлива поживна речовина для рослин, легко доступний у ґрунті, коли значення pH вище 5,5. Таким чином, азот може перетворитися на газ із значенням рН вище 7,2 Подібним чином, живильний фосфор найбільш доступний, коли значення рН 6,5. Якщо рослину помістити в неправильний тип ґрунту, їй бракуватиме поживних речовин, яких вона потребує. , що сприятиме захворюванню. Загалом, найкращий діапазон значень pH для ґрунту становить від 6,5 до 7,5 це чорноземи.
Кислотність погіршує властивості ґрунту і негативно позначається на рості більшості культурних рослин за рахунок зменшення доступності ряду макро- і мікроелементів, і збільшення розчинності токсичних з'єднань марганцю, алюмінію, заліза, бору та інших елементів, які стають фітотоксичними.
На фото сильне пригнічення рослин соняшнику, який росте на ділянці з кислими ґрунтами.
Рослини, вирощені в кислих грунтах, можуть зазнавати різноманітних стресів, включаючи токсичність алюмінію (Al), водню (H) та / або марганцю (Mn), а також дефіцит поживних речовин кальцію (Ca) та магнію (Mg). Токсичність алюмінію є найпоширенішою проблемою в кислих грунтах. Алюміній присутній у всіх грунтах, але розчинений Al3+ токсичний для рослин; Al3+ і є найбільш розчинним при низькому рН. Алюміній стримує ріст коренів; перешкоджає засвоєнню та транспорту кальцію та інших важливих поживних речовин, поділ клітин, формування клітинної стінки та активність ферментів. Протонний (H+ іонний) стрес (рН у межах 3,0–4,0 для більшості видів рослин) долає здатність клітини підтримувати рН цитоплазми і ріст рослин припиняється.
У грунтах з високим вмістом марганцевмісних мінералів токсичність Mn може стати проблемою при рН 5,6 і нижче. Марганець є необхідною поживною речовиною, тому рослини транспортують Mn у листя. Класичні симптоми токсичності Mn - це зморшкування або складання листя.
При пошкодженні коріння, рослини хворіють та більш уражуються хворобами. На кислих та лужних ґрунтах може посилюватися фітотоксичність гербіцидів. Дефіцит макроелементів (азоту, фосфору, калію, кальцію та магнію) часто зустрічається на дуже сильно кислих до надкислих ґрунтах (рН <5,0).
Доступність молібдену збільшується при вищому рН; це пов’язано з тим, що іон молібдену сильніше адсорбується частинками глини при нижчих значеннях рН. Цинк, залізо, мідь та марганець демонструють знижену доступність. Але деякі рослини, такі як азалії, рододендрони, чорниця, біла картопля та хвойні дерева, переносять сильнокислий грунт і добре ростуть. Крім того, деякі рослини добре почуваються лише на слабокислих або помірно лужних ґрунтах. Однак злегка лужний (pH 7,4-7,8) або вищий pH ґрунту може викликати проблеми з доступністю заліза для деяких дерев. Це спричиняє хлороз (недостатність хлорофілу) листя, що піддасть дереву стрес. Це призводить до загибелі дерев і згодом до їх загибелі.
Дізнатися рН ґрунту легко за допомогою наборів для вимірювання рН і включає в себе невеликий контейнер або пробірку, тестовий розчин і таблицю кольорів. Беруть зразок ґрунту поміщають у пробірку та додають кілька крапель тестового розчину. Вимірюється в рідкому розчині грунту, змішаному з водою (або в розчині солі, наприклад 0,01 M CaCl2). Потім ємність струшують і залишають на певний час. Потім колір зразка в контейнері порівнюється з кольоровою діаграмою, щоб визначити значення pH ґрунту.
Професійний прилад для вимірювання pH
грунту pH meter COMBI-5000
Самий доступний метод – це вимірювання за допомогою індикаторного папера
Ґрунти стають кислими внаслідок: (1) вимивання дощовою водою основних іонів (кальцію, магнію, калію та натрію); (2) розкладання вуглекислого газу та дихання коренів, розчинення у ґрунтовій воді з утворенням слабкої органічної кислоти; (3) утворення сильних органічних і неорганічних кислот, таких як азотна і сірчана кислоти, з гниючої органічної речовини та окислення амонійних і сірчаних добрив.
Нейтралізувати кислотність ґрунту зробити лужним (підвищити його рН) можна, додавши вапна. Вапно - це сполука кальцію або кальцію і магнію, інакше відома як чистий карбонат кальцію. Підвищення рН ґрунту – це процес, який відбувається не за одну ніч, тому найкраще залишити на 2-3 місяці, щоб дозволити вапну/карбонату кальцію нейтралізувати кислотність ґрунту.
Додавання вапна забезпечує ґрунт двома поживними речовинами, кальцієм і магнієм, і також робить фосфор, який додається в ґрунт, більш доступним для росту рослин і збільшує доступність азоту, прискорюючи розкладання.
Деяким рослинам і плодовим рослинам, наприклад чорниці, потрібен кислий грунт. Щоб підвищити кислотність грунту (знизити значення рН), можна використовувати сульфат амонію, або сірку і є добривами. При постійному використанні вони підвищать кислотність. Більш рекомендований, але повільніший спосіб– це використання сірки. Елементарна сірка перетворюється на сірчану кислоту за допомогою бактерій у ґрунті, але для цього потрібен час і залежить від таких факторів, як наявність бактерій, текстура ґрунту та рівень вологості. Це може зайняти місяці, якщо умови не ідеальні.
Отже
Кислотність й лужність ґрунтів - визначається активністю іонів водню / гидроксонія в розчині іредставляється через показник рН.
Для оптимального здоров’я рослин потрібно узгодити рН ґрунту з рослинами, які планується вирощувати. Провести аналіз ґрунту, щоб точно визначити рівень pH ґрунту. Значення рН ґрунту від 6 до 7 оптимальне, оскільки основні поживні речовини, які потрібні більшості рослин, можуть бути доступними в цьому діапазоні.
Якщо ґрунт надто кислий, пестициди, гербіциди та фунгіциди не поглинатимуться (або утримуватимуться в ґрунті), і вони потраплятимуть у садову воду та дощову воду, де згодом вони стають забруднювачами наших струмків, річок, озер і ґрунтових вод.