Reactia alcalina a solurilor

Reactia alcalina a solurilor

Reactia alcalina a solurilor este determinata de anionii acizilor slabi, care trec din faza solida in solutia solului si manifesta insusiri de baze, rolul anionilor bazici fiind cu atat mai mare, cu cat constanta K_b este mai mare.

Principalii anioni care determina reactia alcalina a solului sunt carbonat CO₃^2- si bicarbonat HCO₃^-:

HCO₃^- + H₂O H₂CO₃ + HO^-

Calculand constanta de bazicitate pentru anionii carbonat si bicarbonat:

K_b = = = 2,14 . 10¹⁴ K_b = = = 2,24 . 10^-8

se observa ca anionul carbonat este o baza mai puternica decat anionul bicarbonat.

Alti anioni care contribuie la producerea reactiei alcaline sunt:

S^2- + H₂O HS + HO^-     pK_b = 1,4

PO₄^3- + H₂O HPO₄^2- + HO^-     pK_b = 2,0

H₃SiO₄^- + H₂O H₄SiO₄ + HO^-     pK_b = 4,1

H₂BO₃^- + H₂O H₃BO₃ + HO^-     pK_b = 4,8

Rol determinant in aparitia reactiei alcaline il au sarurile ce hidrolizeaza alcalin: Na₂CO₃, K₂CO₃, NaHCO₃, KHCO₃, MgCO₃, CaCO₃, etc.

Din punct de vedere agrochimic, solurile afectate de alcalinitate si de un continut ridicat de saruri solubile se clasifica astfel:

solonceacuri : sunt soluri caracterizate printr-un continut ridicat de saruri solubile in orizontul superior, peste 1-1,5g/100g sol. In compozitia chimica a acestor soluri predomina: NaCl, CaCl₂, MgCl₂, Na₂SO₄, MgSO₄, Na₂CO₃, NaHCO₃, NaNO₃, KNO₃;

Tipul de salinizare se stabileste dupa raportul ionilor gram in m.e. astfel:

Salinizare clorurica: ≥ 1,1 Salinizare sulfatica: ≤ 1,0

Salinizarea clorurica este mai greu de suportat de catre plante decat salinizarea sulfatica.

Tabelul 1.7.

Intensitatea salinizarii dupa continutul total in saruri sau electroconductivitate (Goian, 2000)

soloneturile : sunt soluri caracterizate printr-un continut ridicat de sodiu schimbabil in complexul adsorbitiv , mai mare de 15% din T si cu reactie alcalina, ca urmare a prezentei Na₂CO₃ si NaHCO₃ in solutia solului.

Gradul de alcalizare se stabileste in functie de procentul de sodiu adsorbit, conform formulei:

PSA% = * 100,

unde PSA - procentul de sodiu adsorbit

Na - continutul de sodiu schimbabil al solului, me/100g sol

T - capacitatea totala de schimb cationic, me/100 g sol .

Tabelul

Aprecierea intensitatii alcalizarii/ solonetizarii dupa saturatia in Na, PSA sau dupa alcalinitatea solului

(dupa Budoi, 2004)

Sub forma de bicarbonat de Na sau de Mg; la ultimele 3 clase, CO₃^2- include si HCO₃^-

In functie de valoarea PSA, toleranta plantelor la sodiu adsorbit este urmatoarea:

plante extrem de sensibile, PSA= 2-10, ex.: pomi fructiferi;

plante sensibile , PSA= 11-20, ex.: fasolea

plante moderat tolerante, PSA= 21-40, ex.: trifoi, ovaz, orez;

plante tolerante, PSA= 41-60, ex.: grau, lucerna, orz, tomate, sfecla.

Tabelul 1.9.

Intensitatea alcalinizarii (Goian, 2000)

1. Tipuri de amendamente pentru corectarea reactiei alcaline

Substantele utilizate pentru corectarea reactiei alcaline a solurilor sunt:

Gipsul CaSO₄ . 2H₂O

Principalul amendament pentru soloneturi si solonceacuri sodice. Contine cca 31% CaO si 15-18% S. Este greu solubil in apa. Pentru a putea fi utilizat ca amendament se macina. In sol, se solubilizeaza lent, participand prin reactii de schimb la inlocuirea Na⁺ din complexul adsorbitiv si la neutralizarea reactiei alcaline a solului determinata de prezenta Na₂CO₃.

+ CaSO₄ → Ca²⁺ + Na₂SO₄

Na₂CO₃ + CaSO₄ → Na₂SO₄ + CaCO₃

Sulfatul de sodiu este o sare neutra, usor solubila, care se indeparteaza prin levigare.

In cazul in care solul contine ioni carbonat CO₃^2- sau bicarbonat HCO₃^- liberi, reactiile de neutralizare sunt:

NaCO₃ + CaSO₄ → CaCO₃ + NaSO₄

2NaHCO₃ + CaSO₄ → CaCO₃ + Na ₂SO₄ + H₂CO₃

Fosfogipsul

Este un reziduu industrial rezultat la fabricarea fosfatului de sodiu pe cale umeda. Contine 75-80% gips, 0,2-2% fosfor total si 0,13-0,4% fosfor solubil in apa. Contribuie si la fertilizarea cu fosfor a solurilor amendate. Se utilizeaza ca amendament cand umiditatea sa scade la 10 %.

Sulful nativ(elementar)

Se administreaza sub forma de pulbere. Este oxidat de tiobacterii (genul Thiobacillus), rezultand H₂SO₄ care reactioneaza cu NaHCO₃ si Na₂CO₃ rezultand saruri neutre, reducandu-se astfel salinitatea solurilor:

2S+3O₂ ↔ 2SO₃

2SO₃ + 2H₂O → 2H₂SO₄

H₂SO₄ + 2NaHCO₃ → Na₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

H₂SO₄ + Na₂CO₃ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

In cazul sodiului adsorbit de complexul coloidal al solului, reactiile de neutralizare sunt urmatoarele:

+ H₂SO₄ → + Na₂SO₄

Sulfatul de aluminiu Al₂ (SO₄)₃. 18H₂O si sulfatul feros FeSO₄.7H₂O

Ambele formeaza prin hidroliza H₂SO₄ . Aluminiul si fierul inlocuiesc sodiul din complexul coloidal , trecandu-l in solutie. Acidul sulfuric format va neutraliza si el carbonatii si bicarbonatii liberi din solutia solului.

Sulfatul de aluminiu se foloseste mai ales in floricultura.

Clorura de calciu CaCl₂. 6H₂O

Rezulta ca produs rezidual din industria sodei. Este mai solubil decat gipsul, ceea ce face sa aiba un efect ameliorator mai rapid, ceea ce face ca clorura sa fie preferata gipsului si fosfogipsului. Ca²⁺ inlocuieste sodiul din complexul adsorbitiv conform reactiei:

+ CaCl₂ → Ca²⁺ + 2NaCl

6. Praful de lignit

Este utilizat pentru amendarea soloneturilor. Rezulta ca deseu din industria miniera. Contine >2% S , care este oxidat de catre tiobacterii la acid sulfuric, reducand astfel alcalinitatea solului.

2. Calculul dozelor de amendamente pentru

corectarea reactiei alcaline a solurilor

Corectarea reactiei alcaline a solurilor este necesara, atunci cand sunt indeplinite urmatoarele conditii:

pH ≥ 8,3;

PSA ≥10% T;

(CO₃^2- + HCO₃^-) ≥ 1 me/100g sol

Urgenta de amendare se stabileste cu formula (Borlan si colab., 1982):

UG = 4 - 0,1 T , unde T - capacitatea totala de schimb cationic (me/100gsol)

Cu cat valoarea UG este mai mica, cu atat urgenta de amendare este mai mare.

Formula generala utilizata pentru calculul dozei de amendamente gipsice DAG, este:

DAG (t/ha) = 0,086 [(Na - .T) + (CO₃^2- + HCO₃^-)] .h . DA . ,

unde: Na - continutul de sodiu schimbabil al solului , me/100gsol

PSA - procentul de sodiu adsorbit, %

T - capacitatea totala de schimb cationic, me/100g sol

CO₃^2- - continutul de carbonati solubili, me/100g sol

HCO₃^- - continutul in bicarbonati solubili, me/100g sol

h - grosimea stratului de sol ce se amelioreaza, cm

DA - densitatea aparenta a solului, g/cm³

EGA - echivalentul in ghips al amendamentului, %

Atunci cand nu se cunoaste continutul in carbonati si bicarbonati solubili din sol, sau acesta este mai mic de 1 me/100 g sol, PSA= 10% si EGA= 100%, formula se simplifica:

DAG (t/ha) = 0,086( Na - 0,1T) .h. DA,

unde: Na - continutul de sodiu schimbabil al solului , me/100gsol

T - capacitatea totala de schimb cationic, me/100g sol

h - grosimea stratului de sol ce se amelioreaza, cm

DA - densitatea aparenta a solului, g/cm³

0,1 - limita continutului de sodiu schimbabil din T.

Tabelul 1.10.

Aprecierea continutului de Na schimbabil si a celui de alcalinitate

Budoi,2004)

3. Aplicarea amendamentelor pentru corectare

a reactiei alcaline a solurilor

Amendamentele pentru corectarea reactiei alcaline a solurilor se aplica de regula toamna, odata cu aratura de baza. Amendarea trebuie asociata cu lucrari de afanare adanca si de cele mai multe ori cu irigare cu apa pentru spalarea sarurilor formate.

Amendarea saraturilor:

saraturile cu carbonati : se urmareste inlaturarea carbonatilor si bicarbonatilor de sodiu, precum si a sodiului adsorbit de catre complexul coloidal. Gipsul nu este recomandat la amendarea saraturilor cu carbonati, deoarece dupa aplicare, la suprafata solului se formeaza o pojghita protectoare de CaCO₃, ceea ce face ca reactia de schimb dintre Ca²⁺, din amendament, si Na⁺, adsorbit in complexul solului, sa aiba loc foarte incet . Din acest motiv peste 50% din gips ramane in sol fara a intra in reactie.

Saraturile fara carbonati: se urmareste realizarea unui grad de saturatie in baze in care sodiul sa fie sub 5-12%. Ameliorarea se face prin tratare cu gips sau fosfogips .

Saraturile cu cloruri si sulfati: se amelioreaza utilizand gipsul urmat de spalare (Goian, 2004).

Pe soloneturile tipice amendamentul se incorporeaza mai adanc, iar pe soloneturile salinizate mai la suprafata. Deoarece a avut loc si o levigare a materiei organice, ameliorarea se va realiza concomitent cu fertilizarea organica.