קרקעות אלקליות: מאפיינים, הרכב ותיקון - סביבה - 2025

קרקעות אלקליין הן קרקעות בעלות pH גבוה (יותר מ 8.5). ה- pH הוא מדד לדרגת החומציות או האלקליות של תמיסה מימית וערכו מצביע על ריכוז יוני H ⁺ הנוכחים.

PH של קרקע הוא אחד המדדים החשובים ביותר בניתוח קרקע, מכיוון שהוא משפיע באופן מכריע על התהליכים הביולוגיים המתרחשים במטריקס זה, כולל התפתחות של צמחים.

איור 1: קרקעות אלקליות מכילות טיט רב, הגורם להתרחבות והתכווצות. מקור: flickr.com/photos/eddgarreve

ערכי pH חמצן או בסיסיים במיוחד יוצרים תנאים שליליים להתפתחות כל צורות החיים באדמה (צמחים ובעלי חיים).

מבחינה מתמטית ה- pH מתבטא כ:

pH = -log

איפה הריכוז הטוחן של יוני H ⁺ או יוני מימן.

השימוש ב- pH הוא מאוד פרקטי, מכיוון שהוא נמנע מטיפול בנתונים ארוכים. בתמיסות מימיות, סולם pH נע בין 0 ל 14. פתרונות חומציים, שבו ריכוז של H ⁺ יונים הוא גבוה יותר מזה של OH ^- יונים (oxyhydryl), יש pH נמוך מ 7. פתרונות אלקליין שם ריכוזי יון OH ^- הם הדומיננטיים, ל- pH יש ערכים העולים על 7.

מים טהורים ב 25 ^o C, יש ריכוז של H ⁺ יונים שווה לריכוז של OH ^- יונים ולכן pH שלו הוא שווה ערך 7. pH זה נחשב נייטרלי.

איור 2. הפרחים של צמח ההידראנגאה (הידראנגאה מקרופיללה) הם כחולים אם האדמה בה היא גדלה היא בעלת חומציות חומצה וורודה אם האדמה היא אלקלית. מקור: Raul654

מאפיינים כלליים של קרקעות אלקליות

בין המאפיינים של קרקעות אלקליין אנו יכולים להזכיר:

מִבְנֶה

מדובר בקרקעות עם מבנה ירוד מאוד ויציבות נמוכה מאוד, לא פוריות ובעייתיות לחקלאות. יש להם חותם פנים אופייני.

הם מציגים לעיתים קרובות שכבה דקה וקומפקטית בעומק של 0.5 עד 1 מטר וסוגים שונים של קומפקציות בצורת קרסטות ודירות.

זה מוביל להתנגדות מכנית גבוהה לחדירת שורשי הצמח, ובעיות של אוורור מופחת והיפוקסיה (ריכוז נמוך של חמצן זמין).

הרכב

יש להם נוכחות דומיננטית של נתרן קרבונט Na ₂ CO ₃ . מדובר בקרקעות חרסיות, כאשר נוכחותן של החימר ברובה גורמת להתפשטות האדמה על ידי נפיחות בנוכחות מים.

חלק מהיונים שנמצאים בעודף רעילים לצמחים.

החזקת מים

יש להם איסוף ואחסון מים לקויים.

יש להם יכולת חדירה נמוכה וחדירות נמוכה, לכן ניקוז לקוי. זה מוביל לכך שמי גשם או השקיה נשמרים על פני השטח, ויוצרים גם מסיסות נמוכה וניידות של חומרים מזינים מועטים הזמינים, מה שבסופו של דבר מיתרגם למחסור בתזונה.

מקום

הם ממוקמים בדרך כלל באזורים צחיחים וצחיחים, בהם הגשמים הם נדירים, וקטיונים אלקליין אינם דולפים מהאדמה.

הרכב כימי ומתאם עם התפתחות הצמח

כקרקעות חרסיות בעלות דומיננטיות של חרסיות בהרכבן, יש להן אגרגטים של סיליקטים אלומיניום hydrated שיכולים להציג צבעים שונים (אדום, כתום, לבן), בגלל נוכחותם של זיהומים מסוימים.

ריכוזים מוגזמים של יוני אלומיניום רעילים לצמחים (פיטוטוקסיים), ולכן הם מהווים בעיה לגידולים.

המצב האלקלי של האדמה מייצר הרכב כימי אופייני עם גורמים כמו:

מליחות גבוהה או ריכוז מוגזם של מלחים מסיסים במים

מצב זה מפחית את התשתית של הצמחים ואת ספיגת המים על ידי השורשים, בגלל הלחץ האוסמוטי שהם מייצרים.

רעילות או עודף נתרן יון (Na

הרכות הגבוהה מפחיתה את המוליכות ההידראולית של האדמה, מקטינה את יכולת אחסון המים ואת הובלת החמצן והחומרים המזינים.

ריכוזים גבוהים של בורון מסיס

בורון רעיל לצמחים (פיטוטוקסית).

הגבלת תזונה

ערכי ה- pH הגבוהים הקשורים קרקעות אלקליין, עם ריכוזי שולט של OH ^- יונים , להגביל את הזמינות של חומרי הזנה לצמח.

יון ביקרבונט (HCO

ביקרבונט הוא גם פיטוטוקסי, מכיוון שהוא מעכב את צמיחת השורש ונשימה מהצומח.

נוכחות של יון אלומיניום (Al

אלומיניום הוא מתכת פיטוטוקסית נוספת בעלת השפעות הדומות לנוכחות מוגזמת של ביקרבונט.

יוני פיטוטוקסיים אחרים

באופן כללי, קרקעות אלקליות מציגות ריכוזים פיטוטוקסיים של יוני כלוריד (Cl ^- ), נתרן (Na ⁺ ), בורון (B ³⁺ ), ביקרבונט (HCO ₃ ^- ) ואלומיניום (Al ³⁺ ).

תזונה

בקרקעות אלקליות יש גם מסיסות מופחתת של חומרים מזינים מהצומח, בעיקר של חומרים מזינים כמו זרחן (P), חנקן (N), גופרית (S) ואשלגן (K) ושל חומרים מזינים כמו אבץ (Zn), נחושת (Cu), מנגן (K). Mn) ומוליבדן (מו).

תיקון אדמה אלקליין

ייצור גידולי ירקות בסביבות צחיחות וצחיחות למחצה מוגבל על ידי המגבלות המוטלות על ידי גשמים נמוכים ומשתנים, אי הפוריות הקיימת והמגבלות הפיזיות והכימיות של אדמה אלקלית.

יש אינטרס הולך וגובר לשלב קרקעות אלקליות בייצור חקלאי באמצעות יישום שיטות לתיקון ושיפור תנאין.

אסטרטגיות לשיפור קרקעות אלקליות

ניהול קרקעות אלקליות כולל שלוש אסטרטגיות עיקריות להגברת התפוקה שלהן:

• אסטרטגיות להפחתת מגבלות שכבות עמוקות או תת קרקעית של קרקעות אלקליות
• אסטרטגיות להגברת הסובלנות של הגידולים למגבלות של קרקעות אלקליות.
• אסטרטגיות להימנעות מהבעיה באמצעות פתרונות הנדסיים אגרונומיים מתאימים.

נוהלי תיקון קרקע אלקליין

-תיקון מליחות חולף

לשיפור תנאי המליחות החולפים (מליחות שאינה קשורה בביצי מי תהום), השיטה המעשית היחידה היא לשמור על זרימת מים לעבר הפנים דרך פרופיל האדמה.

פרקטיקה זו עשויה לכלול יישום של גבס (CaSO ₄ ) כדי להגדיל את החלק של חומץ המלח מרחבי פיתוח שורשים. לעומת זאת, בשכבות נתרן יש צורך בתיקון של תיקונים מתאימים בנוסף לשטיפת יוני הנתרן או שטיפתם.

בורון מסיס ניתן גם לשטוף. לאחר שטיפת נתרן ובורון מתוקנים חסרונות תזונתיים.

-חרוש אדמה או שקע עמוק

חריש תת-קרקעי, או שיטפון עמוק, מורכב מהסרת מטריקס תת-הקרקע לשבירת שכבות קשוחות דחוסות ולשיפור הפוריות והלחות על ידי הוספת מים.

טכניקה זו משפרת את תפוקת האדמה, אך השפעותיה אינן קיימות בטווח הארוך.

לתיקון סולידיות האדמה (או עודף נתרן יון, Na ⁺ ) עם שומן עמוק יש רק השפעות חיוביות לטווח הרחוק אם מבנה האדמה מתייצב עם תוספת של שיפורים כימיים, כמו סידן בצורה של גבס (CaSO ₄ ) או חומר אורגני, בנוסף לבקרת תנועה או מעבר של אנשים, בעלי חיים וכלי רכב, כדי להפחית את דחיסת האדמה.

-תיקון על ידי הוספת טיח

נעשה שימוש נרחב בגבס כמקור ליוני סידן (Ca ²⁺ ) להחלפת יוני נתרן (Na ⁺ ) באדמה, במטרה לשפר את הבעיות המבניות בקרקעות הנתרן.

תיקון גבס מונע נפיחות מוגזמת ופיזור של חלקיקי חרס, מגביר את נקבוביות, חדירות ומפחית את ההתנגדות המכנית של האדמה.

ישנן עבודות מחקריות המדווחות על עלייה בשטיפת מלחים, נתרן ואלמנטים רעילים, תוך שימוש בגבס כתיקון קרקעות אלקליות.

שיפור השימוש בפולימרים

לאחרונה פותחו טכניקות לשיפור קרקעות נתרן, הכוללות שימוש בפולימרים פוליאקרילאמיד שונים (PAMs).

PAMs יעילים בהגברת המוליכות ההידראולית בקרקעות הנתרן.

-תיקון עם חומר אורגני וריפוד

תאי משטח (או מאלץ באנגלית) משפיעים על כמה השפעות חיוביות: הם מצמצמים את אידוי מי השטח, משפרים את החדירה ומפחיתים את תנועת המים והמלחים מבחוץ.

יישום שטחי של פסולת אורגנית בצורת קומפוסט, מביא לירידה ביוני Na ⁺ , אולי כתוצאה מהעובדה שכמה תרכובות אורגניות מסיסות בחומר הקומפוסט יכולות ללכוד את יון הנתרן דרך היווצרות של תרכובות כימיות מורכבות.

בנוסף, החומר האורגני של הקומפוסט תורם מקרונוטריינטים (פחמן, חנקן, זרחן, גופרית) ומיקרו-תזונה לאדמה ומקדם את הפעילות של מיקרואורגניזמים.

התיקון עם חומר אורגני מתבצע גם בשכבות עמוקות של האדמה, בצורה של מיטות, עם אותם יתרונות כמו היישום השטחי.

איור 3. איור 3. תיקונים עם אפר וולקני, לשיפור החזקת המים, אל פלמר, טנריף, (האיים הקנריים). מקור: Patrick.charpiat, מ- Wikimedia Commons

- יישום דשנים כימיים בתת הקרקע

יישום מיטות דשנים כימיים בתת הקרקע הוא גם נוהג לתיקון קרקעות אלקליות המשפר את התפוקה החקלאית, מכיוון שהוא מתקן את המחסור במאקרו ובמיקרו-תזונה.

-שימוש בגידולים ראשונים

מספר מחקרים בדקו את התרגול של גידולים ראשונים כמנגנון לשינוי מבנה האדמה, ויוצרים נקבוביות המאפשרות להתפתחות שורשים בקרקעות עוינות.

מינים ילידים רב-שנתיים מיוערים שימשו לייצור נקבוביות בתחתית חרסית אטומה, שטיפוחם בשימוש ראשון משנה לטובה את המבנה ואת התכונות ההידראוליות של האדמה.

רבייה של מיני צמחים הסובלניים להגבלות תת-הקרקע המלוחה

השימוש בגידול סלקטיבי לשיפור התאמת הגידולים לתנאים המגבילים של קרקעות אלקליות הוטל בספק רב, אך זוהי השיטה היעילה ביותר לטווח הארוך והחסכוני ביותר לשיפור תפוקת היבול בקרקעות עוינות אלה.

-מנע את מגבלות המשנה

העיקרון של נוהגי הימנעות מבוסס על השימוש המרבי במשאבים משטח האדמה האלקליין שפיר יחסית, לגידול ותשואה של גידולי ירקות.

השימוש באסטרטגיה זו מרמז על שימוש בגידולים עם התבגרות מוקדמת, תלוי פחות בלחות בתת הקרקע ופחות מושפע מגורמים שליליים שלה, כלומר היכולת להימנע מהתנאים השליליים הקיימים באדמה אלקלית.

שיטות ארגונומיות

פרקטיקות אגרונומיות פשוטות, כגון קציר מוקדם ותפוקת תזונה מוגברת, מגבירות את התפתחות השורשים המקומית וכך מאפשרות גם עלייה בנפח אדמת השטח המנוצלת ביבול.

שימור הגיזום והזיפים הם גם טכניקות אגרונומיות לשיפור תנאי הטיפוח בקרקעות אלקליות.

הפניות

1. אנדרסון, WK, Hamza, MA, Sharma, DL, D'Antuono, MF, Hoyle, FC, Hill, N., Shackley, BJ, Amjad, M., Zaicou-Kunesch, C. (2005). תפקיד ההנהלה בשיפור התשואה של יבול החיטה - סקירה עם דגש מיוחד על אוסטרליה המערבית. כתב העת האוסטרלי לחקר החקלאות. 56, 1137-1149. doi: 10.1071 / AR05077
2. ארמסטרונג, ר.ד., איגל. C., Matassa, V., Jarwal, S. (2007). יישום של המצעים הקומפוסטיים על אדמת Vertosol ו- Sodosol. 1. השפעות על גידול היבול ומי האדמה. כתב העת האוסטרלי לחקלאות ניסיונית. 47, 689-699.
3. Brand, JD (2002). סקר תורמינים זרעים מחוספסים (Lupinus pilosus ו- Lupinus atlanticus Glads.) או סובלנות לקרקעות פחמימות. צמח וקרקע. 245, 261-275. doi: 10.1023 / A: 1020490626513
4. חמזה, מ.א. ואנדרסון, WK (2003). תגובות של תכונות אדמה וגרגרים מניבות לקרע עמוק וליישום גבס באדמת חול דשוקה דחוסה בניגוד לאדמת נול חימרית חולית במערב אוסטרליה. כתב העת האוסטרלי לחקר החקלאות. 54, 273–282. doi: 10.1071 / AR02102
5. מא, ג ', רנגסמי, פ' וראת'ן, איי ג'יי (2003). פיטוטוקסיות של אלומיניום לצמחי חיטה בתמיסות בעלות pH גבוה. כתב העת האוסטרלי לחקלאות ניסיונית. 43, 497-501. doi: 10.1071 / EA01153