Η ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ. Κεφάλαιο 3ο . Η επίδραση της ποιότητας του εδάφους ως προς την συνεκτικότητα, την υφή του την απορροφητική ικανότητα , την οξύτητα και την προσροφητική ικανότητα για την ανάπτυξη και καλλιέργεια των φυτών

Η ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ. Κεφάλαιο 3ο . Η επίδραση της ποιότητας του εδάφους ως προς την συνεκτικότητα, την υφή του την απορροφητική ικανότητα , την οξύτητα και την προσροφητική ικανότητα  για την ανάπτυξη και καλλιέργεια των φυτών

της Δήμητρας Σπανού , χημικού

 

υπό κατασκευή

 

Η άργιλλος λόγω της μικρής επιφένειας των κόκκων εισέρχεται ανάμεσα στους κόκκους της άμμου και σχηματίζει γέφυρες μεταξύ τους δημιουργώντας έτσι συσυσσωματώματα. Παρουσία περίσσειας κατιόντων νατρίου Να+ δημιουργούνται συνθήκες καταστροφής των συσσωμάτων. Αντίθετα η παρουσία ασβεστίου Ca++ ευννοεί την ανάπτυξη των συσσωμάτων

...Η απότομη διαβροχή μπορεί να προκαλέσει θρυματισμό των συσσωμάτων (λόγω διόργκωσης της αργίλλου και του εγκλωβισμού στους πόρους αέρα)

https://eclass.teiwm.gr/modules/document/file.php/FY155/%CE%98%CE%B5%CF%89%CF%81%CE%AF%CE%B1_%CE%AC%CF%81%CE%B4%CE%B5%CF%85%CF%83%CE%B7%CF%82_02.pdf

 

Καλλιεργούμενα και μη καλλιεργούμενα εδάφη

Κάθε ένα από αυτές τις κατηγορίες έχει ιδιότητες που ευννοούν περισσότερο ή λιγότερο τις καλλιέργειες. Αυτό εξαρτάται από την υφή και την δομή του, αλλά κυρίως λαμβάνονται υπ' όψη κι άλλοι παράγοντες όπως το εδαφικό νερό, η ηλιακή ακτινοβολία, ο άνεμος, η σχετική υγρασία και η θερμοκρασία.

Τα είδη των καλλιεργούμενων εδαφών βάσει της υφής του εδάφους

Όπως είδαμε τα εδάφη ταξινομούνται σε κατηγορίες κυρίως, ανάλογα με το μέγεθος των σωματιδίων που αποτελούνται.  

Από την  υφή επιρρεάζονται οι ιδιότητες των εδαφών ως προς την συγκράτηση του νερού, τον αερισμό, την οξύτητα, την περιεκτικότητα σε οργανικές ουσίες και ιόντα, είναι ανάλογα της κατηγορίας που ανήκει το έδαφος.

Φτάνει η ρίζα να μην πειραχθεί! – Ψήγματα Ορθοδοξίας

Οι δυνατότητες των φυτών για ριζοβολία, ανάπτυξη, απορρόφηση νερού,  καρποφορία, θερμοκρασία στο εσωτερικό, όπως και κάποια άλλα ειδικά χαρακτηριστικά κ.α εξαρτώνται κατά κύριο λόγο από την κατηγορία των εδαφών στα οποία φυτρώνουν και αναπτύσσονται.

Όπως έχει αναφερθεί τα σωματίδια της λεπτής ύλης διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες; τους Αργίλλους με διάμετρο κόκκου μικρότερη από 0,002 την υλίς (πηλός) με διάμετρο κόκκου 0.002-0.05 και την άμμο με διάμετρο 0,05-2mm.

Βάσει αυτών αλλά και άλλων γνωρισμάτων τους τα εδάφη μπορεί να κατηγοριοποιηθούν σε αμμώδη εδάφη, σε αργιλλώδη ή κοκκινοχώματα, σε ασβεστολθικά ή ασπροχώματα, σε χουμώδη ή μαυροχώματα και σε ανάμεικτα

 

Τα είδη των καλλιεργούμενων εδαφών βάσει της συνεκτικότητας των εδαφών

Η συνεκτικότητα του εδάφους σχετίζεται με την τοποθέτηση των στοιχειωδών τεμαχιδίων του εδάφους και των συσσωμάτιδίων που προκύπτουν στον χώρο.

  Από αυτό επιρρεάζεται η συγκράτηση νερού, ο αερισμός του εδάφους, η ριζοβολία, η επιφανειακή απορροή και η διάβρωση.

 Εδάφη με μεγάλη συνεκτικότητα είναι τα αργιλλώδη και πηλώδη εδάφη όπως και τα ασβεστολιθικά. Αντίθετα, εδάφη αμμώδη ή εδάφη χούμος είναι χαλαρά και αφράτα.

Στα εδάφη με μεγάλη συνεκτικότητα δύσκολα περνούν μέσα τους το νερό, ο αέρας, το κρύο και η ζέστη και η ξηρασία. Έτσι, τον χειμώνα δεν τα διαπερνά το κρύο και το καλοκαίρι κρατούν υγρασία. Οι ρίζες των φυτών δυσκολεύονται να προχωρήσουν βαθιά και  υποφέρουν από έλλειψη οξυγόνου αλλά και έλλειψη νερού στις ξηρασίες

Αφράτα αμμώδη εδάφη,

Τα αφράτα αμμώδη εδάφη, αν και θεωρούνται ευκολοκαλλιέργητα,  δεν συγκρατούν το νερό και μαζί τις θρεπτικές ουσίες και ακόμα επιρρεάζονται υπερβολικά από την ζέστη και το κρύο. Τα φυτά που ζουν σε τέτοια εδάφη, για να μπορούν να επιβιώσουν αναπτύσουν βαθιές ρίζες, ώστε και να στηρίζονται καλύτερα και να βρίσκουν βαθύτερα νερό και θρεπτικά.

Τα αφράτα χουμώδη εδάφη  όμως, ενώ επιτρέπουν στον αέρα και την θερμότητα να διεισδύει στο εσωτερικό, όμως , λόγω της χημικής τους σύστασης, μπορούν να συγκρατούν νερό και ουσίες

Καλλιέργειες φυτών σε εδάφη ανάλογα με την συνεκτικότητα: Αμμώδη εδάφη

Τα αμμώδη εδάφη συνήθως βρίσκονται αναμειγμένα με άργιλο. Αν το ποσοστό της άμμου είναι μεγαλύτερο του 70% οι καλλιέρειες είναι δύσκολες και πρέπει να γίνεται συχνό πότισμα. Σε πολύ φτωχά αμμώδη εδάφη συνήθως φυτρώνουν πεύκα , ενώ σε πλουσιότερα καλλιεργούνται  σίκαλη και πατάτες

 

Αργιλλώδη εδάφη ή κοκκινοχώματα

Έχουν ιδιαίτερα μεγάλη συνεκτικότητα, νερό , αέρας, ζέστη και κύο δύσκολα τα διαπερνούν. Έτσι διατηρούν την θερμοκρασία και την υγρασία τους και δεν παγώνουν τον χειμώνα, ούτε ξεραίνονται το καλοκαίρι. Στις υψηλές θερμοκρασίες σχηματίζουν ρωγμές. 

Όμως οι ρίζες των φυτών δυσκολεύονται να προχωρήσουν βαθιά και υποφέρουν από έλλειψη οξυγόνου και από ξηρασία το καλοκαίρι.

Καλλιέργειες φυτών σε εδάφη ανάλογα με την συνεκτικότητα: Αργιλώδη εδάφη

Η άργιλλος πρέπει να είναι από 35΄- 45% . Έχουν μεγάλη ικανότητα συγκράτησης νερού και χημικών στοιχείων. Σε αργιλλώδη εδάφη καλλιεργούνται ψυχανθή, σιτάρι, βρώμη και κράμβη

 

Ασβεστολιθικά εδάφη ή ασπροχώματα

Είναι κι αυτά εδάφη με μεγάλη συνεκτικότητα, προέρχονται από αποσάρθρωση ασβεστολιθικών πετρωμάτων και παρουσιάζουν τα ίδια μειονεκτήματα ως προς την ιδιότητα αυτή. Όμως ως προς την συγκράτηση του νερού, μοιάζουν με τα αμμώδη γιατί  δεν συγρατούν καλά το νερό. Ταυτόχρονα συχνά εμφανίζουν μια λεπτή κρούστα στην επιφάνεια που εμποδίζει την καλλιέργεια.

Καλλιέργειες φυτών σε εδάφη ανάλογα με την συνεκτικότητα: Ασβεστολιθικά εδάφη

 Τα ασβεστολιθικά εδάφη είναι γενικά άγονα αλλά ορισμένα φυτά μπορεί να αναπτυχθούν κι εκεί. παραδείγματα   η χαρουπια, η ακακία, η πικροδάφνη κ.α αλλά και η ελιά, η δάφνη, ορισμένες ποικιλίες αμπελιών κ.λ.π.

Ανάμεικτα εδάφη 

Τα πηλώδη (αργιλλος λάσπη και άμμος σε ίσα ποσοστά. Εξαιρετικά για καλλιέργεια

 

Ρύθμιση  της συνεκτικτικότητας των εδαφών για την  βελτιώση καλλιεργειών

Τα αργιλλώδη εδάφη βελτιώνονται με την πρόσμιξη αμμώδων εδαφών ή την προσθήκη  κοπριάς ή χούμος. Τα ασβεστολιθικά εδάφη βελτιώνονται επίσης με την προσθήκη άμμου, κοπριάς ή χούμο.

Τα ανάμεικτα εδάφη: 

Τα μειονεκτήματα των αργιλλωδών και των ασβεστολιθικών εδαφών ώς προς την συνεκτικότητα, τον αερισμό και την θερμοκρασία διορθώνονται σε ανάμεικτα εδάφη. Αρκεί να αναμειχθούν με  άμμο ή κοπριά και δίνουν πολύ καλλίτερα αποτελέσματα

 

Ιλύς

Πηλώδη εδάφη

Οι αναλογίες άμμου, άργιλλου και πηλού είναι περίπου ίση

 

Οξύτητα του εδάφους  (ΡΗ)

Το ΡΗ του εδάφους δείχνει την συγκέντρωση ελεύθερων κατιόντων υδρογόνου στο έδαφος και εξαρτάται από τα είδη των ουσιών και την αναλογία τους μέσα σε αυτό.

Το ΡΗ επιρρεάζει τα είδη των φυτών και την ανάπτυξή τους

Αυτό συμβαίνει Τα φυτά απορροφούν με τις ρίζες τους ανόργανα συστατικά από το έδαφος όταν αυτά είναι διαλυμένα. Το ΡΗ επιρρεάζει την διαλυτότητα των συστατικών αυτών. Ανάλογα με την προσαρμογή των φυτών και την ένταξή τους σε ένα οικοσύστημα,  ανόργανα συστατικά περιέχονται επίσης και στους φυτικούς κυτταρικούς ιστούς και   η απορρόφηση των θρεπτικών και απαραίτητων  ανόργανων ουσιών από το έδαφος γίνεται με την διάχυση. Η ταχύτητα και η ποσότητα των ανοργάνων που περνούν από το έδαφος στους φυτικούς ιστούς εξαρτάται από σύνθετους φυσικοχημικούς παράγοντες όπως  οι διαφορετικές συγκεντρώσεις ανοργάνων ουσιών μέσα στους ιστούς και στο έδαφος, καθώς και η επίδραση άλλων παραγόντων στις τιμές τους ένας από τους οποίους μπορεί να είναι το ΡΗ του εδάφους.

Σε ακραίες συνθήκες οξύτητας και αλκαλικότητας, δηλαδή σε υπερβολικά αλκαλικά ή υπερβολικά όξινα εδάφη η απορρόφηση θρεπτικών ουσιών από τα φυτά δυσκολεύεται γιατί στις συνθήκες αυτές, αρκετά θρεπτικά για τα φυτά συστατικά δεν διαλύονται εύκολα ώστε να απορροφηθουν. Έτσι τα φυτά γίνονται καχεκτικά και φιλάσθενα.

Η διαφορετική προσαρμογή των φυτών στα οικοσυστήματα έχουν αποτέλεσμα η απορρόφηση θρεπτικών να διαφέρει απο το ένα είδος στο άλλο.  

Η οξύτητα στα εδάφη μπορεί να ξεκινά από 0-6 για εξαιρετικά όξινα και όξινα εδάφη με αυξημένη την συγκέντρωση κατιόντων υδρογόνου, από ΡΗ 6-8 για ουδέτερα εδάφη και 8-14 σε αλκαλικά και εξαιρετικά αλκαλικά εδάφη με μειωμένη την συγκέντρωση κατιόντων υδρογόνου. 

Σε ποια εδάφη ευδοκιμούν τα φυτά ανάλογα με την οξύτητα

Ουδέτρα εδάφη 

 Τα φυτά γενικά ευδοκιμούν σε ουδέτρο ΡΗ κοντά στο 7. Τέτοια φυτά είναι το δαμάσκηνο, το γκρέιπ φρουτ, το κεράσι, το γογγύλι , καρύδι, καλαμπόκι κ.α.

Όξινα εδάφη, καστανόχωμα, μαυρόχωμα κ.α.

 Όμως  υπάρχουν φυτά που απορροφούν και ευδοκιμούν σε όξινα εδάφη όπως σε για παράδειγμα σε δασικά εδάφη που διαθέτουν όξινο έδαφος όπως το καστανόχωμα, μαυρόχωμα κ.α. Όξινο εδαφικό ΡΗ επίσης, βρίσκουμε σε εδάφη που υπάρχουν αμμωνιακά, θειϊκά και νιτρικά λιπάσματα,

Φυτά που προτιμούν τα όξινα εδάφη είναι οι αζαλέες, καμέλιες, γαρδένιες, ορτανσίες καρπούζι, βατόμουρα, φράουλες, πατάτες, βύσινο, ελιά, θυμάρι, φασκόμηλο, καρότο,  κ.α. Στα εδάφη αυτά αναπτύσσονται επίσης οι μικροοργανισμοί που συντελούν στην διαθεσιμότητα των θρεπτικών συστατικών του φυτού.

 Όμως κι εδώ, εάν το ΡΗ είναι πολύ όξινο όπως  από ΡΗ<5,5 δημιουργούνται δυσκολίες στην ανάπτυξή τους

Ασβεστολιθικά εδάφη ή ασπροχώματα

Όπως αναφέρθηκε, αυτά εδάφη με μεγάλη συνεκτικότητα, προέρχονται από αποσάρθρωση ασβεστολιθικών πετρωμάτων. Το ΡΗ τους έχει αλκαλική τιμή που κυμαίνεται από 7,1 έως 7,4

Φυτά ή αλκαλικά εδάφη (πασχαλιές, ίριδες, σπαράγια, κραμβοειδή, ψυχανθή, κολοκυθια, τεύκλα, σέσκουλα κ.α.)

Ασβεστολιθικά εδάφη είναι αλκαλικά

Ρύθμιση του ΡΗ του εδάφους και βελτιώσεις για καλλιέργειες

Σε καλλιεργούμενα εδάφη, το ΡΗ ρυθμίζεται με την προσθήκη κατάλληλων ουσιών.

Για να γίνουν τα εδάφη πιο όξινα συνήθως προστίθεται θείο,  ενώ για να γίνουν τα εδάφη πιο αλκαλικά είναι το ασβέστιο. Η στάχτη από ξύλα αυξάνει επίσης την αλκαλικότητα του εδάφους

 

Προσροφητική ικανότητα του εδάφους

Προσροφητικότητα του του  εδάφους είναι η  ικανότητα να συγκρατεί το νερό και άλλα μεταλλικά στοιχεία

Η περιεκτικότητα του εδάφους σε ζεόλιθους και χούμους είναι σημαντικές στην αύξηση της απορροφητικότητάς του

Οι ζεόλιθοι

Είναι αργιλοπυριτικά άλατα που εμφανίζουν μικροπορώδη υφή. Λειτουργούν σαν μοριακά κόσκινα και  ταξινομούνται ανάλογα με το μέγεθος των πόρων τους. Στα διάκενα  εγκλωβίζονται νερό ή μεταλλικά ιόντα και σε αυτό οφείλονται οι προσροφητικές τους ικανότητες. Η προσκόληση νερού και μεταλλικών ιόντων (κυρίως Νάτριο, Κάλιο και Μαγνήσιο) στο εσωτερικό τους, είναι φυσικοχημικής προέλευσης.

 Η δομή τους  έχει έναν βασικό σκελετό από 1 άτομο πυρίτιου και 4 άτομα οξυγόνο που σχηματίζουν τετράεδρο όπως στον χαλαζία. Όμως κάποια άτομα του τετρασθενούς πυριτίου( 14η ομάδα Περιοδικού πίνακα) έχουν αντικατασταθεί από το τρισθενές αργίλιο. Ο γενικός χημικός τους τύπος είναι

M2/nΟΑl2O3·xSiO2·yH2O  όπου η είναι το σθένος του κατιόντος Μ.

Από την πρωτογενή αυτή δομική μονάδα προκύπτουν δευτερογενείς δομικές μονάδες που σχηματίζουν μονούς, διπλούς ή διακλαδισμένους δακτυλίους από 4 έως 16 τετράεδρα. 

Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την δημιουργία αλυσίδων και κελιών μεγέθους 0,22 έως 1,18 nm.

Κάθε άτομο αργιλίου που έχει αντικαταστήσει πυρίτιο, έχει ένα ηλεκτρόνιο λιγότερο. Προσπαθώντας να μιμηθεί το πυρίτιο , αναπτύσσεται ένα αρνητικό φορτίο που εξουδετερώνεται με την παρουσία μεταλλικών κατιόντων. Έτσι εξηγείται η προσροφητικότητά του σε μεταλλικά ιόντα. Τα ιόντα αυτά, συγκρατούνται ασθενώς στο πλέγμα και ανταλλάσσονται με μεγάλη ευκολία. Η ιοντοανταλλακτική ικανότητα αυτή βρίσκεται μεταξύ 200-300 cmol/kg και έτσι συμβαίνει η προμήθεια των φυτών μέσω των ριζών τους σε αυτά.

Η ικανότητα προσρόφησης νερού είναι μεταξύ 45 και 75 ml/100gr. Τα μόρια του νερού κυκλοφορούν ελεύθερα στα εσωτερικά διάκενα. Προσροφώνται αλλά και απελευθερώνονται πολύ εύκολα. Μετά την απομάκρυνση του νερού, τα κενά αυτά μπορεί να καλυφθούν από άλλα μόρια όπως είναι η αμμωνία, το διοξείδιο του άνθρακα, το υδρογόνο, το υδρόθειο και η αιθανόλη

 Έτσι συμβαίνει ή προμήθεια των  φυτών, μέσω των ριζών τους, σε μεταλλικά ιόντα αλλά και σε νερό αλλά και αμμωνιακά ιόντα, όταν υπάρχει έλλειψη.

Το χούμος

 

Το χούμος, που συνήθως αποκαλείται οργανική ουσία του εδάφους (soil organic matter) προέρχονται κυρίως από την μικροβιακή αποσύνθεση πρωτεϊνών τύρφης και  λιγνίνη 

 Περιέχουν χουμικά συστατικά με όξινες ομάδες καρβοξυλίου και φαινολικού υδροξειδίου, που με βάση τις ιδιότητές τους κατατάσσονται σε χουμικά οξέα, φουλβικά οξέα και χουμίνες .

Οι όξινες ομάδες είναι ικανές να δεσμεύουν πολυατομικά κατιόντα

 

ΠΗΓΕΣ

https://olympusnuts.gr/%CE%B1%CF%81%CF%87%CE%B9%CE%BA%CE%AE-%CF%8C%CE%BB%CE%B1-%CF%84%CE%B1-%CE%AC%CF%81%CE%B8%CF%81%CE%B1/%CE%BA%CE%B1%CF%84%CE%B7%CE%B3%CE%BF%CF%81%CE%AF%CE%B5%CF%82-%CE%BA%CE%B1%CE%BB%CE%BB%CE%B9%CE%B5%CF%81%CE%B3%CE%AE%CF%83%CE%B9%CE%BC%CF%89%CE%BD-%CE%B5%CE%B4%CE%B1%CF%86%CF%8E%CE%BD/

https://blogs.sch.gr/vasileiod/files/2012/06/%CE%97-%CE%BF%CE%BE%CF%8D%CF%84%CE%B7%CF%84%CE%B1-%CF%84%CE%BF%CF%85-%CE%B5%CE%B4%CE%AC%CF%86%CE%BF%CF%85%CF%82.pdf

https://www.imathiotikigi.gr/index.php/kalliergies/item/755-ti-ph-protimoyn-ta-fyta-pou-kalliergoyme-pinakas-symvoules-gia-gonimo-edafos-kai-apotelesmatiki-lipansi

https://plantpro.gr/post/441

https://scienceshop.gr/article.php?id=1687

https://www.kalliergo.gr/agrioxorta/agrioxorta-threptika-systatika-sto-xorafi-kai-kipo/

https://sites.google.com/site/wildwaterwall/biokalliergeies/phyta-deiktes-edaphous

https://olagiatonkhpo.blogspot.com/2011/10/blog-post_6569.html

https://wineplus.gr/el/wine-school/%CE%88%CE%B4%CE%B1%CF%86%CE%BF%CF%82-%CE%BA%CF%81%CE%B1%CF%83%CE%AF.39/

https://giorgoskatsadonis.blogspot.com/2019/10/blog-post_27.html

https://nestor.teipel.gr/xmlui/bitstream/handle/123456789/17138/STEG_FP_00186_Medium.pdf?sequence=1

https://www.researchgate.net/publication/339478742_Complexation_of_Metal_Ions_with_Organic_Substances_of_Humus_Nature_Methods_of_Study_and_Structural_Features_of_Ligands_and_Distribution_of_Elements_between_Species

https://www.kalliergeia.com/glossary/zeolithos/

https://www.researchgate.net/profile/George-Hotos/publication/338356180_Zeolithoi_kai_Ydatokalliergeies/links/5e0ec9a44585159aa4adbcc1/Zeolithoi-kai-Ydatokalliergeies.pdf