pH و تأثیر آن بر قابلیت در دسترس بودن عناصر خاک

 

نويسندگان: نینا ارزانی و نسیم بازشوشتری، آزمايشگاه تجزيه آب، خاك، گياه و كود رويانا، شركت ترنم سبز زاینده‌رود

اصطلاح pH مخفف کلمه Power of Hydrogene و بیانگر قدرت یونی هیدروژن در محلول است. بنا به تعریف دقیق علم شیمی، pH برابر با منفی لگاریتم مبنای ۱۰ غلظت مولی یون هیدروژن فعال درمحلول است به این معنا که هر واحد تغییر در pH به معنای ۱۰ واحد تغییر در فعالیت یون هیدروژن است. pH محلول بین
۰ تا ۱۴ متغیر است. درصورتی‌که pH بین اعداد ۰ تا ۷ باشد، محلول دارای خاصیت اسیدی و اگر بین اعداد
۷ تا ۱۴ باشد محلول دارای خاصیت بازی است. درصورتی‌که این عدد دقیقاً برابر ۷ باشد محلول را خنثی می­نامند.

بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی خاک نظیر فعالیت میکروبی و قابلیت دسترسی عناصر توسط pH خاک کنترل می­شود و فعالیت میکروبی نیز به‌نوبه خود بر روی میزان در دسترس بودن عناصر برای گیاه مؤثر است. مهم‌ترین نقش pH خاک، کنترل حلالیت عناصر غذایی در خاک است. به‌عبارت‌دیگر قابلیت جذب عناصر غذایی وابستگی زیادی به pH خاک دارد. عناصر غذایی در pH های مختلف، حلالیت‌­های متفاوتی دارند؛ بنابراین pH خاک می­تواند به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم رشد گیاه را تحت تأثیر قرار ‌دهد. هر گیاه قادر به تحمل یک محدوده pH خاص است و اگر pH خاک کم یا زیاد باشد رشد و نمو گیاه دچار مشکل می­شود.

اسيديته خاك­ها بر اساس نوع سنگ مادري، شرايط آب و هوايي محل و طول مدت‌زمانی كه اين سنگ­ها در معرض هوازدگي قرار داشته‌اند، متغير است. درنتیجه بعضي خاك­ها مي­توانند خيلي اسيدي و بعضي ديگر به‌شدت قليايي باشند. اگر در بخش قابل‌توجهی از ظرفيت تبادل كاتيوني، آلومينيوم و هيدروژن به‌جای يون­هاي بازي كلسيم، منيزيم، پتاسيم و سديم قرارگرفته باشد، آلومينيوم و هيدروژن جايگزين يون­ها در محل­های تبادلی شده و اين يون­ها به اعماق پروفيل خاك شسته می­شوند، pH خاک کاهش‌یافته و این خاک را خاک اسیدی می­نامند. در خاک‌هایی که خیلی اسیدی باشند، حلالیت عناصر غذایی مثل آهن، آلومینیوم و منگنز به‌قدری افزایش می­یابد که برای گیاه ایجاد مسمومیت می‌کند. در مقابل خاک‌های اسیدی، خاک­های با خاصیت قلیایی وجود دارد. pH قلیایی خاک باعث می­شود که حلالیت عناصر غذایی ضروری برای گیاه کاهش پیداکرده و کمبود عناصر غذایی در گیاه مشاهده شود.

بر اساس شکل زیر به نظر می­رسد نیتروژن، پتاسیم و گوگرد که از عناصر اصلی هستند کم­تر تحت تأثیر مستقیم pH خاک قرار دارند درحالی‌که فسفر حساسیت بیش­تری به واکنش خاک دارد.

اگر pH محلول خاك به بالاي ۵/۶ افزايش يابد، نيتروژن به شكل نيترات براي گياهان قابل‌استفاده است. در خاک­های اسیدی با pH کمتر از ۶، نیتریفیکاسیون (تبدیل آمونیوم به نیترات) کاهش می­یابد و نيتروژن به شکل آمونیوم برای گیاه قابل‌جذب است و این خود می­تواند برای گیاهانی که جذب نیتروژن را به فرم یون آمونیوم انجام می­دهند مفید باشد.

فسفر از عناصری است که مستقیماً تحت تأثیر pH خاک است. pH خاک در ابتدا بر نوع و نسبت گونه­هاي فسفر در محلول خاک اثر مي­گذارد. در pH هاي خيلي کم حتي ممکن است گونه‌های محلول با بار مثبت غالب شود و در pH هاي بالاتر گونه­های با بار منفی و یا گونه­هاي محلول بدون بار غالب شود. نوع و نسبت اين گونه­ها در خاک­هاي مختلف متفاوت خواهد بود. دوم اين­که با افزايش pH از بار الکتريکي مثبت خاک کاسته و بار منفي آن زياد مي­شود. ميزان تأثير pH کاملاً به نوع و نسبت کاني­هاي خاک و ماده­ آلي بستگي دارد. اثر pH بر گونه­گونه شدن فسفر و بار الکتريکي سطحي وضعيت پيچيده­اي را به وجود مي­آورد که حاصل آن ممکن است افزايش يا کاهش جذب فسفر در اثر افزايش pH باشد. سومين اثر pH بر حلالیت کاني­هاي مختلف فسفاتي است. به‌طورکلی، حلالیت کاني­هاي واريسايت و استرنگايت با افزايش pH، افزایش و برعکس حلالیت فسفات­هاي کلسيم کاهش مي­يابد. چهارم اينکه تغيير pH خاک بر معدني­شدن فسفر آلي خاک نيز تأثیرگذار است. زيرا با تغيير pH خاک شرايط مطلوب­تر يا نامطلوب­تري براي فعاليت ميکروارگانيسم­هاي خاک ايجاد مي­شود. مجموع اين آثار، وضعيت فسفر محلول يا ميزان فسفر قابل‌استفاده را در هر pH تعيين مي­کند.

رفتار و دسترسی گیاهان به عناصر ریزمغذی با pH خاک رابطه معکوس دارد یعنی قابلیت دسترسی این عناصر در خاک برای گیاهان در pH کم نسبت به pH زیاد بیش­تر است. آهن در تغذیه گیاه، نقش بسیار مهمی دارد و وابستگی آن به pH خاک بسیار زیاد است. اگر pH خاک یک واحد کاهش پیدا کند، حلالیت آهن هزار مرتبه افزایش می‌یابد. در بسیاری از منابع، کمبود آهن را نیز زرده ناشی از آهک می‌نامند. لذا عامل بروز زردی‌، آهک زیاد در خاک است. با افزایش هر واحد pH تقریباً ۱۰۰ بار از حلالیت روی کاسته می­شود.

پژوهش­های انجام‌گرفته در رابطه با تأثیر pH بر قابلیت دسترسی فلزات سنگین نشان داد رسوب عناصر به‌صورت هیدروکسیدها و کربنات­های نامحلول و کمپلکس­های آلی با افزایش pH خاک افزایش‌یافته و بنابراین قابلیت دسترسی فلزات سنگین خاک برای گیاهان در pH کم نسبت به pH زیاد بیشتر است. فلزاتی مانند روی و کادمیم به‌راحتی با اسیدی شدن خاک متحرک می­شوند. به‌طوری‌که روی تا حد غلظت سمی می­رسد و کادمیم نیز از مقدار مجاز آن در محصولات گیاهی تجاوز می­کند.

یکی از مشکلاتی که در خاک­های ایران وجود دارد pH قلیایی آن است. منشأ آهکی سنگ­های مادری و به‌تبع آن بالا بودن مقدار آهک در خاک­های ایران، کمبود بارندگی و دارا بودن اقلیمی خشک باعث تجمع بازهای تبادلی در خاک شده و همین امر سبب قلیایی بودن خاک­های ایران است. امروزه گوگرد متداول­ترين و
اقتصادي­ترين ماده­اي است كه براي اسیدی کردن خاك به كار می‌رود. در شرايط هوازي، گوگرد موجود در خاك به‌وسیله باكتري­هاي شيميوليتوتروف به SO42 اكسيد می­شود. تأثير مصرف گوگرد در آزادسازي عناصر غذايي تثبيت­شده در خاك منوط به اكسايش آن و توليد اسیدسولفوریک مي­باشد. اكسايش گوگرد در خاك عمدتاً به‌صورت بيولوژيك و توسط باكتري­هاي تيوباسيلوس صورت مي­گيرد. اين باكتري­ها با اکسید کردن گوگرد ضمن تأمين سولفات موردنیاز گياه، با كاهش pH خاك در اطراف ريشه­ها به‌طور غیرمستقیم نيز باعث افزايش جذب عناصری چون فسفر، روي، آهن و ديگر عناصر غذايي كم­مصرف شده و موجب افزايش کمّی و كيفي محصول مي­شوند. لازم به ذکر است که قابليت دسترسي مس نيز همانند روي با تغییر اندك واكنش خاك افزايش و با تغییر زياد آن، كاهش می‌یابد. با توجه به خاصیت بافری ضعیف خاک­های اسیدی، مقاومت این خاک­ها در مقابل تغییرات pH کم بوده و افزودن گوگرد موجب تغییر سریع و کاهش pH این خاک­ها می­گردد. میزان کاهش واکنش خاك بازمان و شدت اکسیداسیون گوگرد در خاک رابطه مستقیم دارد و با افزایش سطوح گوگردی میزان واکنش خاک بیش­تر کاهش مي­يابد.

بنابراین pH خاک نقش مهمی بر قابلیت در دسترس بودن عناصر ایفا می­کند و توجه به تنظیم آن در مدیریت تغذیه­ای گیاه حائز اهمیت است. مدیریت کودی بر واکنش خاک مؤثر بوده و ممکن است خاکی با pH مناسب طی زمان و مدیریت­های مختلف کودی دستخوش تغییرات گردد.

برای انتخاب رسانه کلیک کنید/
شناسنامه نشریه

 

صاحب امتیاز،مدیر مسئول و سردبیر:

مهندس رضا فرشاد

مدیر فنی و آی تی : مهندس شیدا مرادی فرد

صفحه آرا : حامد یعقوبی

چاپ : کامیاب

نشانی مجله : تهران، خیابان شهید کبیری طامه (شاهین شمالی) کوچه سعید، بن بست کورش، پلاک 10 ، واحد 7 – کدپستی : 1475876178

تلفن : 09122450796

ارسال پیامک تبلیغاتی!
All Rights Reserved - Design by shebi