Suoli alcalini: caratteristiche, composizione e correzione
I terreni alcalini sono terreni che hanno un pH elevato (superiore a 8, 5). Il pH è una misura del grado di acidità o alcalinità di una soluzione acquosa e il suo valore indica la concentrazione di ioni H + presenti.
Il pH del suolo è uno degli indici più importanti nell'analisi del suolo, poiché ha un'influenza decisiva sui processi biologici che si verificano in questa matrice, incluso lo sviluppo delle piante.
Il pH di valori estremi acidi o basici, genera condizioni avverse per lo sviluppo di tutte le forme di vita nel suolo (piante e animali).
Matematicamente, il pH è espresso come:
pH = -log [H +]
dove [H +] è la concentrazione molare di ioni H + o idrogenioni.
L'uso del pH è molto pratico, in quanto evita di manipolare cifre lunghe. In soluzioni acquose, la scala del pH varia tra 0 e 14. Le soluzioni acide, dove la concentrazione di ioni H + è elevata e superiore a quella di OH- (ossidruro), hanno un pH inferiore a 7. In soluzioni alcaline dove le concentrazioni di ioni OH sono dominanti, il pH ha valori superiori a 7.
L'acqua pura a 25 ° C, ha una concentrazione di ioni H + uguale alla concentrazione di ioni OH- e quindi il suo pH è pari a 7. Questo valore di pH è considerato neutro.
Caratteristiche generali dei terreni alcalini
Tra le caratteristiche dei terreni alcalini possiamo citare:
struttura
Sono terreni con una struttura molto povera e una stabilità molto bassa, non molto fertili e problematici per l'agricoltura. Presentano un caratteristico sigillo superficiale.
Spesso presentano uno strato calcareo duro e compatto tra 0, 5 e 1 metro di profondità e diversi tipi di compattazioni sotto forma di croste e pavimenti.
Ciò comporta un'elevata resistenza meccanica alla penetrazione delle radici delle piante e problemi di aerazione ridotta e ipossia (bassa concentrazione di ossigeno disponibile).
composizione
Hanno una presenza dominante di carbonato di sodio Na 2 CO 3 . Sono terreni argillosi, dove la presenza maggioritaria di argilla provoca l'espansione del terreno rigonfiandosi in presenza di acqua.
Alcuni ioni che sono presenti in eccesso sono tossici per le piante.
Ritenzione idrica
Hanno carenza di raccolta e stoccaggio dell'acqua.
Hanno bassa capacità di infiltrazione e bassa permeabilità, quindi scarso drenaggio. Ciò porta a ritenere in superficie l'acqua piovana o l'irrigazione, generando anche una bassa solubilità e la mobilità dei pochi nutrienti disponibili, che finisce per tradursi in deficienza di nutrienti.
posizione
Si trovano generalmente in regioni semi-aride e aride, dove le piogge scarseggiano e i cationi alcalini nel terreno non vengono lisciviati.
Composizione chimica e correlazione con lo sviluppo delle piante
Come terreni argillosi con una predominanza di argille nella loro composizione, hanno aggregati di silicati di alluminio idrato che possono presentare vari colori (rosso, arancione, bianco), a causa della presenza di particolari impurità.
Concentrazioni eccessive di ioni di alluminio sono tossiche per le piante (fitotossiche) e quindi rappresentano un problema per le colture.
La condizione alcalina del suolo genera una composizione chimica caratteristica con fattori quali:
Un'alta salinità o un'eccessiva concentrazione di sali idrosolubili
Questa condizione riduce la traspirazione delle piante e l'assorbimento di acqua da parte delle radici, a causa della pressione osmotica che genera.
Sodio o eccesso di ioni sodio (Na +)
L'alta sodicità riduce la conduttività idraulica del terreno, diminuisce la capacità di stoccaggio dell'acqua e il trasporto di ossigeno e sostanze nutritive.
Elevate concentrazioni di boro solubile
Boro tossico per le piante (fitotossico).
Limitazione dei nutrienti
Il pH con valori elevati associati a terreni alcalini, con concentrazioni predominanti di ioni OH, limita la disponibilità di nutrienti vegetali.
Lo ione bicarbonato (HCO 3 -) presente in alte concentrazioni
Il bicarbonato è anche fitotossico, poiché inibisce la crescita della radice e la respirazione delle piante.
Presenza di ioni di alluminio (Al3 +) in alte concentrazioni
L'alluminio è un altro metallo fitotossico che ha effetti simili alla presenza eccessiva di bicarbonati.
Altri ioni fitotossici
In generale, i terreni alcalini hanno concentrazioni fitotossiche di ioni cloruro (Cl-), sodio (Na +), boro (B3 +), bicarbonato (HCO3 -) e alluminio (Al3 +).
nutrienti
Anche i terreni alcalini hanno una ridotta solubilità dei nutrienti delle piante, in particolare macronutrienti come fosforo (P), azoto (N), zolfo (S) e potassio (K) e micronutrienti come zinco (Zn), rame (Cu), manganese ( Mn) e molibdeno (Mo).
Correzione del suolo alcalina
La produzione di colture orticole in ambienti aridi e semi-aridi è limitata dalle restrizioni imposte dalle precipitazioni basse e variabili, dall'infertilità esistente e dai limiti fisici e chimici del suolo alcalino.
Vi è un interesse crescente nell'integrare i terreni alcalini nella produzione agricola attraverso l'attuazione di metodi di correzione e il miglioramento delle loro condizioni.
Strategie per migliorare i terreni alcalini
La gestione dei terreni alcalini include tre strategie principali per aumentare la produttività:
- Strategie per mitigare le restrizioni degli strati profondi o sottosuolo dei terreni alcalini.
- Strategie per aumentare la tolleranza delle colture ai limiti dei terreni alcalini.
- Strategie per evitare il problema attraverso appropriate soluzioni di ingegneria agronomica.
Pratiche correttive alcaline del suolo
-Correzione della salinità transitoria
Per il miglioramento delle condizioni di salinità transitoria (salinità non associata all'emergenza delle acque sotterranee), l'unico metodo pratico è di mantenere un flusso di acqua verso l'interno attraverso il profilo del suolo.
Questa pratica potrebbe includere l'applicazione di gesso (CaSO 4 ) per aumentare la frazione di sali lisciviati dalla zona di sviluppo della radice. Nei sottosuoli di sodio, al contrario, è richiesta l'applicazione di opportune modifiche oltre alla lisciviazione o al lavaggio degli ioni sodio.
Il boro solubile può anche essere rimosso con i lavaggi. Dopo la lisciviazione di sodio e boro, le deficienze nei nutrienti vengono corrette.
Arare il sottosuolo o il sottosuolo profondo
L'aratura del sottosuolo o il sottosuolo profondo comporta la rimozione della matrice del sottosuolo per rompere gli strati compattati induriti e migliorare la fertilità e l'umidità aggiungendo acqua.
Questa tecnica migliora la produttività del suolo, ma i suoi effetti non sono mantenuti a lungo termine.
La correzione della sodicità del suolo (o dell'eccesso di ioni sodio, Na +) con il sottosuolo profondo, ha solo effetti positivi a lungo termine se la struttura del terreno è stabilizzata con l'aggiunta di agenti chimici, come il calcio sotto forma di gesso (CaSO 4). ) o materia organica, oltre a controllare il traffico o il passaggio di persone, bestiame e veicoli, per ridurre la compattazione del suolo.
-Correzione con l'aggiunta di gesso
Il gesso come fonte di ioni di calcio (Ca2 +) per sostituire gli ioni di sodio (Na +) nel terreno è stato ampiamente utilizzato con successo variabile, con l'obiettivo di migliorare i problemi strutturali nei terreni di sodio.
La correzione con gesso previene il rigonfiamento eccessivo e la dispersione delle particelle di argilla, aumenta la porosità, la permeabilità e riduce la resistenza meccanica del terreno.
Ci sono anche lavori di ricerca che riportano un aumento della lisciviazione di sali, sodio e elementi tossici, con l'uso di gesso come correzione per i terreni alcalini.
-Miglioramento con l'uso di polimeri
Ci sono tecniche recentemente sviluppate per il miglioramento dei terreni di sodio, che includono l'uso di diversi polimeri di poliacrilammide (PAM per il suo acronimo in inglese).
I PAM sono efficaci nell'aumentare la conduttività idraulica nei terreni di sodio.
-Correzione con materia organica e imbottitura
Le trapunte superficiali (o pacciame in inglese) hanno diversi effetti favorevoli: riducono l'evaporazione dell'acqua superficiale, migliorano l'infiltrazione e diminuiscono il movimento dell'acqua e dei sali verso l'esterno.
L'applicazione superficiale di rifiuti organici sotto forma di compost, provoca una diminuzione degli ioni Na +, probabilmente dovuto al fatto che alcuni composti organici solubili nel materiale del compost possono intrappolare lo ione sodio attraverso la formazione di composti chimici complessi.
Inoltre, la materia organica del compost contribuisce al suolo con macronutrienti (carbonio, azoto, fosforo, zolfo) e micronutrienti e promuove l'attività dei microrganismi.
La correzione con materia organica viene effettuata anche in strati profondi del terreno, sotto forma di letti, con gli stessi vantaggi dell'applicazione superficiale.
-Applicazione di fertilizzanti chimici nel sottosuolo
L'applicazione di letti di fertilizzanti chimici nel sottosuolo è anche una pratica di correzione di terreni alcalini che migliora la produttività agricola, poiché corregge la carenza di macro e micronutrienti.
-Primi raccolti di uso
Diversi studi hanno esaminato la pratica delle colture di primo utilizzo come un meccanismo per modificare la struttura del suolo, creando pori che consentono alle radici di svilupparsi in terreni ostili.
Le specie legnose autoctone perenni sono state utilizzate per produrre pori in sottosuoli di argilla impermeabili, la cui coltivazione di primo utilizzo modifica favorevolmente la struttura e le proprietà idrauliche del terreno.
-Riproduzione di specie vegetali tolleranti alle restrizioni del sottosuolo salino
L'uso della selezione selettiva per migliorare l'adattamento delle colture alle condizioni restrittive dei terreni alcalini è stato messo in discussione, ma è il metodo più efficace a lungo termine e il più economico per migliorare la produttività delle colture in questi terreni ostili.
-Evento dei vincoli del sottosuolo
Il principio delle pratiche di elusione si basa sul massimo utilizzo delle risorse dalla superficie del suolo alcalina relativamente benigna, per la crescita e la resa delle colture orticole.
L'uso di questa strategia implica l'utilizzo di colture a maturazione precoce, meno dipendenti dall'umidità del sottosuolo e meno influenzate dai loro fattori avversi, cioè, con la capacità di evitare le condizioni avverse presenti nel suolo alcalino.
- Pratiche agronomiche
Semplici pratiche agronomiche, come la raccolta precoce e l'assunzione di sostanze nutritive aumentate, aumentano lo sviluppo localizzato della radice e quindi consentono anche un aumento del volume del suolo superficiale sfruttato nella coltura.
La ritenzione di potature e stoppie sono anche tecniche agronomiche per il miglioramento delle condizioni di coltivazione in terreni alcalini.
