agrochimie.pdf

7/26/2019 agrochimie.pdf

1/148

3

CUPRINS

UI 1CAPITOLUL 1. OBIECTUL AGROCHIMIEI CA TIIN....................... ....5

UI 2CAPITOLUL 2. BAZELE AGROCHIMICE ALE FERTILIZRII N RAPORT

CU CERINELE PLANTELOR............................................... 9

UI 3CAPITOLUL 3. SOLUL CA MEDIU DE NUTRIIE PENTRU PLANTE I

UTILIZAREA NGRMINTE-LOR (I) ................................................................................. 16

UI 4CAPITOLUL 3. SOLUL CA MEDIU DE NUTRIIE PENTRU PLANTE I

UTILIZAREA NGRMINTELOR(II) ........................................................................................ 23

UI 5CAPITOLUL 4. REACIA SOLULUI I CORECTAREA EI PRIN

AMENDAMENTE (I) .............................................................. 29

UI 6CAPITOLUL 4. REACIA SOLULUI I CORECTAREA EI PRINAMENDAMENTE (II) ............................................................. 38

UI 7CAPITOLUL 5.NGRMINTELE CA MIJLOC DE DIRIJARE A

FERTILITII SOLULUI (I)................................................... 44


FERTILITII SOLULUI (II).................................................. 57


FERTILITII SOLULUI (III) ................................................. 68


FERTILITII SOLULUI(IV) ................................................. 76


FERTILITII SOLULUI(V) .................................................. 88


2/148

4

UI 12CAPITOLUL 6. CONTROLUL STRII DE FERTILITATE A

SOLURILOR PRIN METODE AGROCHIMICE ............. 102

UI 13

CAPITOLUL 6. CONTROLUL STRII DE FERTILITATE ASOLURILOR PRIN METODE AGROCHIMICE ..................115

UI 14CAPITOLUL 7. UTILIZAREA RAIONAL A NGRMINTELOR N

AGRICULTUR .................................................................. 124

BIBLIOGRAFIE .......................................................................................... 148


3/148

5

UNITATEA DE NVARE 1

OBIECTUL AGROCHIMIEI CA TIIN

Cuvinte cheie: agrochimie, sol, ngrminte, plante, legi agrochimice

Rezumat: Agrochimia este o tiin interdisciplinar care studiaz re-laiile de interdependen dintre plant, sol, ngrminte n scopul dirijriiacestora prin intervenia factorului uman, pentru obinerea de recolte ridicate,de calitate i stabile.

Agrochimia dispune de principii i legiti specifice pe care se bazeazrelaiile celor dou sisteme sol-plant i pe baza crora omul poate dirija pro-

cesul de nutriie a plantelor n scopul obinerii de recolte ridicate, stabile i decalitate n condiiile meninerii echilibrelor de mediu. Acest lucru este posibiln cadrul sistemelor de agricultur durabil prin adoptarea unor tehnologiisustenabile de cultivare a plantelor.

n contextul societii contemporane, agrochimiei, i revine sarcina dea studia relaiile sol-plant-ngrminte, n vederea asigurrii unui mediu op-tim de nutriia plantelor, pentru obinerea de produse vegetale de calitate, ncantiti ridicate i n condiiile meninerii echilibrelor de mediu.

Durata medie de parcurgere a unitii de nvare este de2 ore.

1.1. Principii ilegi utilizate n agrochimie

Un timp ndelungat, caracteristic perioadei antice, n cadrul practiciloragricole specifice civilizaiilor nfloritoare ale acelor vremuri erau utilizate dife-rite produse pentru refacerea fertilitii solului precum: ngrmintele organi-ce, marna, varul i cenua, RUSUi col. (2005).

Cunotinele acumulate de-a lungul timpului privind solul ca mediu denutriie, regimul elementelor nutritive la nivel secvenial sol-plant n contextulcircuitului global al acestora, precum i alte informaii n acest domeniu alchimismului elementelor primare ale universului, au facilitat un nivel superiorde nelegere a fenomenelor i proceselor respective conducnd la elabora-

rea unor teorii, legi i principii care se integreaz, ca funcionalitate, n con-cepia sistemic.

Agrochimia poate fi privit i abordat ca tiin interdisciplinar com-plex, care integreaz concepte, cunotine i relaii biologice, chimice itehnologice referitoare la nutriia plantelor.

Ca tiin biologic, agrochimia studiaz i analizeaz organismul ve-getal, respectiv plantele de cultur, sub aspectul strii de nutriie a acestoracu elemente nutritive.

Cercetrile n domeniu i literatura de specialitate, Peter 1980, citat deLixandru i col. 1990, menioneaz faptul c peste 40% din suma sporurilorde recolt, generate de factorii controlai de om n cadrul agroecosistemelor,provine din aplicarea ngrmintelor i amendamentelor.


4/148

6

Ca tiin chimic, agrochimia studiaz i cerceteaz solul, ca mediuce cultur a plantelor, sub aspectul nsuirilor fizico-chimice, n legtur cuutilizarea raional a amendamentelor i ngrmintelor, avnd capacitateade a elabora metode proprii de investigare. De asemenea studiaz i cerce-teaz diferitele substane nutritive pentru plante (ngrmintele chimice i

organice naturale sau de sintez) n vederea caracterizrii acestora i reco-mandrii lor n conformitate cu condiiile pedoclimatice i plantele de cultur.Ca tiin tehnologic furnizeaz soluii pentru corectarea mediului de

nutriie a plantelor sub aspectul reaciei, a coninutului n elemente nutritive, asortimentelor de produse agrochimice (amendamente, ngrminte organicei minerale .a.) recomandate n aceast direcie.

Pe parcursul timpului, acumularea de cunotine privind relaiile de in-terdependen sol-plant au condus la formularea unor principii i legiti, acror cunoatere poate servi la dirijarea controlat a nutriiei plantelor n ve-derea obinerii unor recolte ridicate, stabile i de calitate.

Principiul restituirii elementelor nutritive exportate odat cu recolta.A

fost formulat de Boussingaul i fundamentat de Justus von Liebig n sec. alXIX-lea i se refer la faptul c plantele de cultur consumnd elementelenutritive din sol pentru formarea recoltei epuizeaz solul n acele elementecare sunt ndeprtate de pe suprafaa respectiv odat cu recolta, ceea ceconduce n timp la reducerea fertilitii solului. A aprut deci idea necesitiirestituirii elementelor nutritive ctre sol, lavremea respectiv sub form decenu, care coninea ntr-o form mineral toate elementele nutritive, cu ex-cepia azotului, clorului i sulfului.

Astzi nu se poate concepe cultivarea plantelor fr utilizarea resurse-lor fertilizante, organice sau minerale, n raport cu cerinele de nutriie a cultu-rilor i factorii pedoclimatici i culturali care determin procesul de producierespectiv.

Legea minimului, a maximului i a optimului.A fost formulat de H.Hellriegel (1831-1895), potrivit creia dac unuldin factorii de vegetaie seafl n cantitate minim ori lipsete, dezvoltarea plantelor i implicit nivelulrecoltelor depinde de starea acestuia.

Referitor la elementele nutritive din sol, creterea i dezvoltarea plan-telor i deci nivelul recoltelor va depinde de elementul care se afl n cantit a-tea cea mai mic, o reprezentare plastic fiind redat de butoiul de lemn cudoagele de nlimi diferite doaga cea mai mic va determina nivelul maximal lichidului n butoi la fel elementul nutritiv din sol n cantitatea cea mai

mic va determina nivelul recoltei, fig. 1.1.Completarea elementului nutritiv deficitar n sol va conduce la crete-rea recoltei pn ce un alt element nutritiv va ajunge s limiteze recolta.

Legea minimului este asociat cu legea maximului, potrivit creia dacun element nutritiv se afl n cantitate prea mare el influeneaz negativ cre-terea plantelor (exemplu excesul ionilor de Na+, Al3+.a.). ntre nivelul minimi cel maxim exist un domeniu de optim, care asigur cea mai bun dezvol-tare a plantelor.

De aici decurge necesitatea cunoaterii rolului elementelor nutritive nviaa plantelor, a coninutului acestora n sol i a strii de nutriie a plantelorn vederea dirijrii acestor relaii pentru o nutriie optim i obinerea de recol-

te ridicate i de calitate.Legea echivalenei (egalei importane) a factorilor de vegetaiePotrivit


5/148

7

acestei legi, fiecare factor (element nutritiv) are semnificaia sa biologic ndezvoltarea plantelor i nu poate fi substituit un factor prin altul.

Legea interdependenei factorilor de vegetaieAceast lege se referla faptul c elementele nutritive din soluia solului se intercondiioneaz iarinsuficiena unuia poate conduce la slaba ut ilizare a altora, de aici decurge

necesitatea fertilizrii echilibrate a plantelor.

Fig. 1.1. Reprezentare schematic a legii factorului minim (dup GRANSEE2004).

1.2. PROBLEMELE AGROCHIMIEI N CONTEXTUL SOCIETIICONTEMPORANE

Suprafaa agricol ce revine pe locuitor s-a redus mult, mai ales n ul-timele decenii, ca urmare a creterii demografice, a extinderii suprafeelorurbane, revenind n prezent n medie 0,25 ha/locuitor.

Organismele de specialitate FAO, n urma analizei diferitelor soluiiprivind creterea resurselor de hran pentru omenire, au ajuns la concluziac, deocamdat, singura surs major i sigur pentru obinerea de resursealimentare este reprezentat de agroecosisteme iar calea pentru sporireaacestor resurse alimentare o constituie intensificarea procesului de producie,altfel spus obinerea unor cantiti mai mari de produse agroalimentare peunitatea de suprafa.

Principalele prghii care pot fi utilizate n aceast direcie sunt: crea-rea unor forme mai productive (soiuri, hibrizi), mecanizarea lucrrilor agrico-le, utilizarea irigaiei i a altor msuri de mbuntiri funciare, utilizarea con-trolat a ngrmintelor, protejarea plantelor mpotriva concurenilor i con-sumatorilor (buruieni, boli i duntori) .a.

Date furnizate de FAO arat c sporurile de recolt datorate ngr-mintelor sunt cuprinse ntre 40-60% cu variaii de la o ar la alta.

n SUA ngrmintele chimice contribuie cu cca. 41% la sporul de re-

colt; erbicidele i pesticidele cu cca. 15-20%, agrotehnica superioar prinmecanizare cu 15%, smna hibrid cu 8%, irigarea culturilor cu 5%, dife-


6/148

8

rena de 11-18% revenind altor factori, fig. 1.10.

Fig. 1.2. Ponderea factorilor de producie la realizarea recoltei,

(FAO pe baza unor valori medii din SUA).

ntensificarea procesului de producie agricol, n scopul asigurrii re-surselor de hran se bazeaz ns pe un consum ridicat de energie conven-ional, din care aferente ngrmintelor (pstrare, aplicare) revine n medie6,0 KJ/kg pentru azot, 13,7 KJ/kg fosfor, 3,0 KJ/kg potasiu i 0,8 KJ/kg cal-ciu.

Agrochimiei, i revine prin urmare sarcina de a studia relaiile sol-plant-ngrminte, n vederea asigurrii unui mediu optim de nutriia plan-telor, pentru obinerea de produse vegetale de calitate, n cantiti ridicate in condiiile meninerii echilibrelor de mediu.

ntrebri

1. Care sunt domeniile colaterale pe care agrochimia le integreazca tiin interdisciplinar n studiul, cercetarea i dirijarea nutriieiplantelor ?

2. Ce implicaie practic are principiul restituirii elementelor nutritiveexportate odat cu recolta ?

3. Care este implicaia practic a legii minimului, maximului i opti-mului, referitor la ngrminte, pentru plantele horticole ?

4. Cum poate contribui agrochimia ca tiin la soluionarea proble-melor privind dirijarea produciei agricole n contextul societiicontemporane ?

5. Cum pot beneficia de aportul agrochimiei ca tiin teoretic iaplicativ micii horticultori, respectiv cultivatorii de plante hortico-le pe suprafee mici, grdina casei, grdina de legume etc.


7/148

9

UNITATEA DE NVARE 2

BAZELE AGROCHIMICE

ALE FERTILIZRII N RAPORT CU CERINELE PLANTELOR

Cuvinte cheie:fertilizare, compoziia chimic, compoziia elementar,elemente nutritive, faze de vegetaie, stri de nutriie

Rezumat: Constituia chimic a plantelor verzi variaz n raport cuspecia, vrsta, condiiile de vegetaie .a. i cuprinde ap i substan usca-t; prin calcinarea substanei uscate rezult un reziduu mineral cenua.Cenua plantelor cuprinde peste 60 de elemente care sunt grupate conveni-onal n macroelemente, microelemente i ultramicroelemente.

Fiecare element nutritiv ndeplinete un anumit rol n viaa plantelor iarn timp, pe parcursul evoluiei, plantele i-au format i dezvoltat nsuiri se-lective fa de hran.

Plantele au cerine diferite fa de elementele nutritive, pe faze de ve-getaie i n raport cu o serie de factori de mediu i cu lturali, iar cunoatereaacestora permite o dirijare optim a procesului de nutriie a plantelor.

Durata medie de parcurgere a unitii de studiu este de 2ore

2.1. Compoziia chimic a plantelor

Plantele verzi sunt organisme autotrofe i au o compozii chimic vari-at n funcie de specie (soi, hibrid la plantele cultivate), vrst, condiiile devia .a., dar n esen au nconstituia lor ap i substan uscat.

Apaeste component a tuturor organismelor vii, ceea ce denot im-portana acesteia n viaa plantelor.

n esuturile vii, conform concepiei biostructurale, Macovschi 1972,1981, apa este prezent sub trei forme principale:

- apa liber, n soluia intercelular;- apa legat de coloizi;

- apa integrat n materia biostructural;Apa ndeplinete n organismul vegetal o serie de funcii:- transport elementele nutritive i substanele sintetizate spre diferi-

te organe;- constituie mediu de reacie al diverselor substane sub influena

activitii enzimatice.- regleaz temperatura esuturilor vegetale;- regleaz presiunea osmotic;Coninutul de ap al plantelor variaz n raport cu specia, vrsta, o r-

ganul analizat, momentul din zi, condiiile de via .a.Substana uscatDup eliminarea apei din plant prin uscare la 100-

105 C se obine substana uscat, care este alctuit din compui organici


8/148

10

i minerali i anume:- substane fr azot: glucide, substane pectice, lignine, acizi orga-

nici, lipide, acizi grai;- substane cu azot: proteine simple, proteine complexe;- pigmeni: clorofila, carotenoide, antocianine .a.;

- enzime, vitamine i substane de cretere;- sruri anorganice.

2.2. Compoziia elementar a plantelor

Prin calcinarea substanei uscate la 450-550 C, compuii organicitransformai n CO2, H2O, NH3, NO, SO2, i Cl2se volatilizeaz i rmne unreziduu mineral denumit cenu. Coninutul plantelor n cenu variaz nfuncie de specie, condiiile de mediu, vrst,organele analizate .a.

Cenua plantelor cultivate conine peste 60 de elemente i are carac-

ter bazic. Dintre cele 60 de elemente care intr n alctuirea plantelor nu toa-te au aceeai importan. Astfel, dup rolul pe care l au n viaa plantelor icantitatea n care particip la alctuirea esuturilor vegetale, elementele segrupeaz n mod convenional n macroelemente, microelemente iultramicroelemente, fig. 2.1.

Fig. 2.1. Reprezentarea schematic a elementelor nutritive i a importanei lorpentru nutriia plantelor

Macroelementele sunt elemente care se afl n plante n cant itate maimare de n x 10-1 - n x 10-2 %. Dintre acestea, C, O i H (macroelemente


9/148

11

eseniale de baz) intr n constituia plantelor n proporie de peste 90% ise gsesc n cantitate suficient n mediul nconjurtor, nefiind necesarcompletarea lor prin ngrminte.

Azotul, fosforul i potasiul (N, P i K) (macroelemente eseniale de ba-z) alctuiesc 4,4% din substana uscat iar pentru completarea acestor

elemente se utilizeaz cantitile cele mai mari de ngrminte.Celelalte macroelemente (Ca, Mg, S - macroelemente eseniale deordin secundar) se gsesc n cantitate suficient n sol i doar uneori aparenecesitatea completrii lor sub form de ngrminte.

Microelementele sunt elemente ce se afl n compoziia plantelor ncantiti mici, de ordinul n x 10-3- n x 10-5%, dar sunt eseniale i indispen-sabile creterii i dezvoltrii normale a plantelor, astfel nct apare uneorinecesar suplimentarea lor prin ngrminte. Aceste elemente sunt repre-zentate de Fe, Mn, B, Cu, Zn, Mo, Co.

Ultramicroelementele sunt elemente prezente n plante n cantitifoarte mici de ordinul n x 10-6- n x 10-12%.

2.3. Rolul elementelor nutritive n viaa plantelor

Fiecare element esenial ndeplinete un anumit rol n viaa planteloriar procesele fiziologice se desfoar normal doar n prezena tuturor ele-mentelor eseniale i n condiii optime asigurate de factorii climatici.

Azotuleste unul din elementele fundamenta le ale nutriiei plantelor iare rol complex. Este constituent al citoplasmei, intr n alctuirea aminoaci-zilor, a proteinelor protoplasmatice, acizilor nucleici, a unor vitamine i enz i-me. Particip la procesele de cretere i este unul din factorii care determincalitatea recoltei.

Fosforuleste ca i azotul un element fundamental al nutriiei plantelori ndeplinete dou funcii importante:

- intr n constituia unor compui organici care nmagazineaz itransfer energie n procesele metabolice;

- ndeplinete un rol structural, favoriznd creterea echilibrat aplantelor i dezvoltarea sistemului radicular.

Fosforul influeneaz calitatea recoltelor.Potasiuleste elementul cu cea mai mare pondere n compoziia cenu-

ii la majoritatea plantelor. Are rol catalitic i energetic. Influeneaz mrimea

i calitatea recoltei, rezistena plantelor la boli i duntori.Calciuleste un element ce intr n componena membranei celulare ia protoplasmei. Particip la neutralizarea acizilor organici, la reducerea nitra-ilor i sinteza proteinelor. Imprim rezisten esuturilor, favorizeaz forma-rea i maturarea fructelor.

Magneziuleste constituent al clorofilei i particip la procesul de foto-sintez. Are rol n metabolismul glucidelor, asimilarea i transportul fosforuluin plant, stimularea activitii enzimatice.

Sulfuleste indispensabil creterii plantelor, avnd un rol plastic ase-mntor cu al azotului. Este constituentul unor aminoacizi eseniali, enzime ivitamine. Favorizeaz creterea rdcinilor,formarea nodozitilor la plantele

leguminoase.Fierulndeplinete un rol important n sinteza clorofilei, dei nu este un


10/148

12

constituent al acesteia. Are rol important n procesele de oxidoreducere caurmare a faptului c are capacitatea de a trece n mod reversibil din formatrivalent n cea bivalent.

Microelementelesunt indispensabile n nutriia plantelor ca urmare afaptului c intr n componena unor enzime sau sunt activatoare ale altora.

2.4. Legtura dintre compoziia chimic a plantelor i cea a scoar-ei terestre

Pe parcursul evoluiei plantele i-au format i dezvoltat nsuiri selecti-ve fa de componentele hranei.

Cercetrile efectuate n acest domeniu arat c ntre coninutul soluluin elemente nutritive (forme totale i solubile n HCl1n) i coninutul plantelorn elemente nutritive nu exist o corelaie strns.

Anumite elemente se afl n plante n cantitate mult mai mare dect n

sol i invers tocmai ca urmare a capacitii de absorbie selectiv. Astfelplantele conin de cca. 500de ori mai mult azot comparativ cu solul, de 23 deori mai mult potasiu, de 19,5 ori mai mult fosfor. n ce privete microeleme n-tele diferenele dintre coninutul din sol i cel din plante sunt mult mai reduse.

Prin urmare, cu ct este mai mare diferena dintre coninutul planteintr-un element nutritiv i coninutul solului n acelai element, cu att cerine-le plantelor fa de acel element sunt mai mari i nevoia de a aplica ngr-minte cu acel element este mai mare.

2.5. Cerinele plantelor n elemente nutritive n raport cu fazele devegetaie

Plantele au cerine diferite fa de elementele nutritive n funcie despecie (soi, hibrid), fazele de vegetaie, condiiile de mediu .a.

Plantele au un ciclu vital, care const ntr-o succesiune regulat a sta-diilor existente n cursul vieii unui organism din primele faze de dezvoltare ipn la moarte.

La plantele anuale ciclul vital ncepe cu germinaia seminei i se n-cheie cu formarea unei noi semine. La plantele perene, ciclul vital ncepe cupornirea n vegetaie i se termin cu ncheierea vegetaiei (repaus vegeta-

tiv). n perioada ciclului vital se disting mai multe faze de vegetaie(fenofaze), cu cerine diferite ale plantelor fa de elementele nutritive i ce i-lali factori de vegetaie.

Fenofaza de cretere vegetativ se caracterizeaz prin formarea icreterea de esuturi noi. n aceast perioad, elementul determinant al cre-terii este azotul.

Fenofaza de fructificarese caracterizeaz prin formarea i cretereafructelor, perioad n careplantele au cerine mai mari fa de fosfor, zinc,molibden i bor.

Fenofaza de maturarese caracterizeaz prin acumularea de substan-

e de rezerv n fructe, rdcini, tuberculi, esuturile lemnoase, substane ca-re vor declana pornirea unui nou ciclu vital. n aceast perioad plantele ut i-


11/148

13

lizeaz cantiti mai mari de potasiu, fosfor i bor.Necesarul fa de elementele nutritive se modific odat cu schimba-

rea fenofazelor de vegetaie, astfel c pe parcursul vieii plantelor se distingtrei perioade de consum (tabelul 2.1):

a)perioadele critice ale nutriiei, care coincid cu primele faze de vege-

taie, cnd insuficiena, excesul sau un raport neechilibrat ntre elementelenutritive determin o influen defavorabil asupra ntregii perioade de vege-taie.Plantele nu revin la starea normal chiar dac ulterior se ncearc re-medierea deficienei respective.

b) Perioada de consum maximcorespunde cu creterea intens i n-ceputul acumulrii substanelor de rezerv. n aceast perioad elementelenutritive sunt asimilate ntr-un ritm mai accelerat i n cantiti mai ridicate.

c) Perioada descreterii consumuluicoincide cu maturarea seminelor,fructelor, cu acumularea maxim a substanelor de rezerv. Consumul ele-mentelor nutritive scade treptat pe parcursul acestei perioade pn la nceta-rea total.

Perioada critic a nutriiei pentru tomate este n faza de apariie a pri-mei perechi de frunze adevrate, faza de consum maxim la nceputul nfloririiiar perioada de consum sczut iar perioada de consum sczut la momentulde coacere a fructelor.

Tabelul 2.1.

Perioadele consumurilor de elemente nutritive la ctevaplante horticole cultivate

Planta Perioada critic anutriiei

Perioada deconsum maxim

Perioada consu-

mului sczut

Cartof 2-4 perechi defrunze

nceputul nfloririi uscarea frunzelorinferioare

Tomate apariia primeiperechi de frunzeadevrate

nceputul nfloririi coacerea fructe-lor

Varz de toamn 3-4 frunze 70 de zile de larsrire

cpna esteformat

Pomi fructiferi desfacerea mu-

gurilor de rod

apariia frunzelor,

diferenierea mu-gurilor de rod

coacerea fructe-

lor

Vi de vie desfacerea mu-gurilor

nceputul nfloririi coacerea strugu-rilor

La sfeclperioada critic se manifest la apariia celei de a doua - atreia perechi de frunze iar consumul maxim corespunde cu nceputul depozi-trii intense substanelor de rezerv; n aceast perioad consumul de fosfori potasiu crete foarte mult.

Via de vie are perioada critic la desfacerea mugurilor, iar consumulmaxim este la nceputul nfloririi i se extinde pn la formarea boabelor.

La pomii fructiferi perioada critic a nutriiei se manifest la desfacerea


12/148

14

mugurilor i pornirea lstarilor. Consumul maxim se nregistreaz nfenofazele ulterioare de cretere a lstarilor, de difereniere a mugurilor derod i n faza de maturare a lemnului, moment n care predomin consumulde potasiu i fosfor fa de azot.

2.6. Strile de aprovizionare a plantelor cu elemente nutritive

Creterea i dezvoltarea plantelor depinde de aciunea simultan amai multor factori de vegetaie.

Cu privire la nivelul de aprovizionare a plantelor cu elemente nutritive,se deosebesc urmtoarele stri: starea normal, carena, insuficiena, nivelulcritic, nivelul de abunden (consum de lux), excesul i toxicitatea.

Starea normalde aprovizionare este atunci cnd toate elementele denutriie se afl n cantiti ndestultoare i echilibrate, ceea ce determin ocretere i dezvoltare normal a plantelor, producia fiind ridicat i de calita-te.

Carenaeste determinat de absena unuia sau mai multor elementenutritive fapt ce conduce la o slab cretere i dezvoltare a plantelor sau ch i-ar la moartea acestora. Carenele sunt stri identificabile vizual prin simpto-me caracteristice.

Insuficiena(carena ascuns) estestarea n care planta este aprovi-zionat nesatisfctor cu un anumit element nutritiv, ceea ce conduce la m o-dificri de ordin fiziologic, concretizate prin micorarea recoltelor.

Nivelul criticexprim momentul de trecere de la insuficien la stareanormal. Aplicarea elementului respectiv n sol determin o cretere a con-centraiei lui n plant fr a contribui la creterea recoltei.

Nivelul de abunden(consum de lux) este starea n care elementelenutritive se acumuleaz n plant fr a manifesta efecte toxice, dar nici nuproduc sporuri de recolt.

Excesul apare atunci cnd concentraia unui element acumulat nplant depete un anumit nivel, fapt care determin o perturbare a proce-selor fiziologice i modific raportul dintre partea aerian i cea subteran aplantei. Elementul n exces se acumuleaz n plant n forme anorganice,determinnd apariia unor semne evidente, duntoare pentru organismulvegetal.

Toxicitateaeste starea n care un element este absorbit de plant n

concentraii multmai ridicate de ct cea optim, ceea ce conduce la alterareamecanismului de desfurare a proceselor metabolice i determin ncetareaactivitii vitale a celulelor.

Cunoaterea legturilor dintre compoziia chimic i elementar aplantelor i cea a scoarei terestre, rolul elementelor nutritive n viaa plante-lor, a cerinelor plantelor n elemente nutritive n raport cu fazele de vegeta-ie, precum i a strilor de aprovizionare a plantelor cu elemente nutritive areo importan deosebit. Aceste cunotine vor ajuta la nelegerea procesuluide nutriie a plantelor i la necesitatea unei fertilizri echilibrate n vedereaobinerii de recolte stabile, de calitate i n condiiile pstrrii echilibrelor dinmediu.

ntrebri


13/148

15

1. Ce este substana uscat i cum se determin ?2. Ce este cenua, cum se obine i ce elemente se regsesc n

acest reziduu ?3. Avnd n vedere legtura dintre compoziia chimic a plantelor i

cea a scoarei terestre, care elemente nutritive se aplic n cantita-

tea cea mai mare sub formde ngrminte i de ce ?4. Care este perioada critic de nutriie la tomate i ce urmri are onutriie deficitar n aceast perioad ?

5. Ce se nelege prin stare normal de nutriie i cum se raporteazcelelalte situaii privind starea de nutriie a plantelor fa de aceas-ta ?

6. Care este perioada de consum maxim la pomii fructiferi i cum asi-gurm elementele nutritive pentru aceast perioad?


14/148

16

UNITATEA DE NVARE 3

SOLUL CA MEDIU DE NUTRIIEPENTRU PLANTE I UTILIZAREANGRMINTELOR (I)

Cuvinte ch eie:sol, mediu de nutriie, component mineral, compo-nent organic, faz solid lichid gazoas, coloizi

Rezumat: Solul, ca suport i mediu de nutriie pentru plante, este al-ctuit din trei faze: solid, lichid i gazoas i are ca nsuire de baz fertili-tatea.

Complexul adsorbtiv al solului, alctuit din particule coloidale de natu-r organo-mineral, are rol n reinerea prin schimb a ionlori nutritivi din sol.Principala surs direct de elemente nutritive pentruplante este soluia solu-lui, ea fiind partea cea mai activ n nutriia plantelor.

Cunoscnd proprietile fizico-chimice ale solului, cerinele de nutriiea plantelor de cultur, omul poate stabili sortimentul de amendamente i n-grminte, dozele i momentul de aplicare n vederea asigurrii unui mediuoptim de nutriie pentru plante.

Durata medie de parcurgere a unitii de studiu este de 2ore

3.1. Solulstructur i funcii

Solul este un corp natural, cu o serie de nsuiri fizice, chimice ibio-logice n continu schimbare, care constituie un suport pentru plant, o sursde elemente nutritive i un mediu intermediar prin care se aplic ngrmin-tele i amendamentele.

Ca produs natural, solul evolueaz n timp sub aciunea factorilor demediu dar i a activitii omului (plantele cultivate, irigarea culturilor, utilizarea

amendamentelor i ngrmintelor minerale i organice, efectuarea lucrri-lor de pregtire a terenului .a.).Solul este un corp poros, n care prin activitatea microflorei i a micro-

faunei se desfoar continuu procese de asimilaie i dezasimilaie, cu con-sum i eliberare de energie.

Pe profilul de sol, n evoluie, s-au difereniat o succesiune de orizon-turi, suprapuse pn la roca mam, care oglindesc toate caracterele solului.

Solul are nsuirea de a reine o serie de elemente nutritive uor acce-sibile plantelor i de a le elibera pe parcurs, prin schimb sau procese de m i-neralizare.

Schematic solul este format din trei faze: o faz solid(mineral i or-

ganic), o faz lichid(soluia solului) i una gazoas (aerul din sol), fig. 3.1.


15/148

17

3.1.1. Faza solid a solului

Faza solid constituie suportul fizic pentru dezvoltarea sistemului radi-cular i principala surs de elemente nutritive pentru plante, ea reprezentndcca. 50% din total i cuprinde o component mineral i una organic.

Componenta mineralreprezint cea mai mare parte (45%) din fazasolid a solului. Originea acesteia o constituie materialul parental din care aluat natere solul i cuprinde minerale primare, secundare (argile, oxizi, hidr-

oxizi) i diferite sruri rezultate n urma transformrilor fizico-chimice i bio-chimice pe care le-a suferit partea superioar a litosferei.

Constituia chimic a componentei minerale este variabil n raport curocile parentale, vrsta solului, vegetaie, relief, clima, tehnologia de cultur.a.

Fraciunea mineral se poate clasifica astfel:a) dup provenien:- minerale primare rezultate prin dezagregarea rocilor eruptive i me-

tamorfice, compoziia lor chimic rmnnd relativ neschimbat dup deza-gregare;

- minerale secundare rezltate din roci sedimentare sau din alterarea

mineralelor primare;b) dup compoziia chimic:silicai sialuminosilicai.Principalele minerale ce se gsesc n scoara terestr sunt:- feldspai: sunt aluminosilicai anhidri de potasiu, sodiu i calciu;- cuar: cuarul este oxidul de siliciu cristalin. Se mai poate gsi ca sil i-

ce liber sau nisip;- micele: sunt aluminosilicai de potasiu, n care se mai pot gsi, n

proporii variabile i fier, magneziu sau sodiu;- calcar: este carbonatul de calciu, n combinaie cu carbonatul de

magneziu formeaz dolomitul;- hornblenda i augitul: sunt minerale fero-mag

neziene, care conin nproporii variabile silicai de calciu, magneziu, fier i sodiu;

Fig. 3.1. Raportul mediu dintreprincipalele componente ale solului.

faza lichida

25%

faza gazoasa

25% componentaminerala

45%

componenta

organica

5%


16/148

18

- olivine i serpentine:olivinele sunt silicai de fier i magneziu de cu-loare verde. Serpentinele sunt silicai hidratai de magneziu;

- argilele:sunt aluminosilicai hidratai (minerale secundare);- alte minerale:turmalinaboroaluminosilicat de metale alcaline i fier

sau magneziu; rutil oxid de titan; zircon-silicat de zinc; glauconit silicat

hidratat de fier i magneziu; apatitefosfai de calciu; sulfai.Partea cea mai activ din substratul mineral este componenta coloida-l (< 0,002 mm, argilele i hidroxizii), ca urmare a celor dou proprieti pecare le are: sarcina electric i suprafaa maren raport cu volumul.

Componenta organicocup n medie 5% din faza solid a solului.Materia organic a solului s-a format n timp, ca rezultat al acumulrii din re-sturi vegetale i animale aflate n diferite grade de descompunere sau dis-persie coloidal, sub aciunea complex a activitii microorganismelor (ciu-perci, bacterii, actinomicete).

n raport cu proveniena i funciile ei materia organic se mparte nmaterie organic moart (humus) i materie organic vie (edafon). Materia

organic moart la rndul ei se poate clasifica dup anumite criterii: chimic-substane humice, substane nehumice, acizi fulvici, hematomelanici i hu-mici i respectiv humine; funcional - humus stabil, humus nutritiv; morfoge-netic- hums brut, moder, mull, forme terestre, forme semiterestre i formeacvatice.

Componentul de baz al materiei organice este humusul iar n condiiinaturale materia organic din sol constituie principala surs de azot pentruplante.

Particulele coloidale de natur mineral, mpreun cu cele de naturorganic, formeaz un complex coloidal organo-mineralsau argilo-humicde-numit i complex adsorbtiv al solului, cu rol n reinerea formelor asimilabileale elementelor nutritive.

Coloizii soluluiau cel mai nalt grad de dispersie, i rolul cel mai im-portant n nutriia plantelor cu elemente nutritive.

Coloizii solului pot fi:a) de natur organic: acizi humici, huminici, proteine i ali compui

organici. Pot avea urmtoarele grupri reactive:- gruparea carboxilic:

humus - COOH humus COO- + H+ ,

- gruparea fenolic:H5C6OH H5C6O

-+ H+,

n ambele cazuri datorit ncrcrii electronegative, particula poateatrage cationi.

- grupare aminic:

humusNH2 humus NH3+, datorit ncrcrii electropozitive par-

ticula poate atrage anioni

Ca urmare a gruprilor acide mai numeroase, humusul are un puternic


17/148

19

caracter electronegativ, deci reine i face schimb de cationi. Peste 50% dinreinere are loc la gruprile carboxilice COOH, 40% la cele hidroxilice OHi doar 10% la gruprile aminice NH2.

Humusul are urmtoarele caracteristici: o suprafa mare n raport cuvolumul, sarcin negativ datorat gruprilor carboxilice i fenolice, o capac i-

tate de schimb cationic dependent de pH mic la valori mici ale pH-ului.Cnd poziiile sale de schimb sunt saturate cu ioni de hidrogen poate extrageionii nutritivi din minerale prin dizolvare, reinndu-i pentru ai pune apoi ladispoziia plantelor. Humusul este implicat n procesele de oxido-reduceredin sol.

Proteinele din sol se comport ca i substane amfotere, ntruct deinatt grupri carboxilice, ct i aminice.

b) de natur mineral. Coloizii minerali pot fi de dou feluri:- de natur argiloas i structur cristalin, rezultai din alterarea

silicailor i aluminosilicailor n mediu bazic :

K2O . 6SiO2. Al2O3 + H2O + CO2 Al2O3. 2SiO2. H2O + K2CO3 +4SiO2

Ortoz caolinit

Dup alterare, rezult minerale argiloase care pot reine cationi prin in-termediul ionilor de oxigen exteriori, al gruprilor hidroxilice exterioare sau nurma substituirii izomorfe a Si4+sau Al3+cu ali cationi cu raz ionic apropia-t. n coordinarea tetraedric Si4+este nlocuit cu Al3+, iar n coordinarea oc-taedric Al3+ este substituit de Mg2+, K+, Fe2+, Fe3+. Sarcinile rmase libere nurma substituiilor izomorfe sunt permanente i nu sunt dependente de pH.

Ca urmare a dimensiunilor reduse, coloizii minerali de natur argiloassunt foarte reactivi i constituie baza schimbului de ioni din sol, controlndadsorbia, reinerea i eliberarea multor nutrieni ai plantelor, cum ar fi pota-siu, calciu, magneziu i fosfor.

Principalii coloizi minerali de natur argiloas sunt:- caolinitul: reeaua cristalin este format din pachete de cte dou

foie, una de tetraedre de SiO4, iar alta de octaedre de Al(OH)63-, legate ntreele prin atomi de oxigen (reea de tip 1:1). Pachetele sunt legate ntre ele prinintermediul atomilor de oxigen i al gruprilor OH-, care mpiedic extindereareelei cnd mineralul vine n contact cu apa. Acest mineral are o suprafa

specific mic i o capacitate de schimb cationic redus.- montmorillonitul: reeaua cristalin este format din pachete alctui-te, fiecare din cte trei foie dou de tetraedre de siliciu ntre care se afl ofoi de octaedre de aluminiu ( reea de tip 2:1). Pachetele sunt legate ntreele prin legturi oxigen-oxigen, care sunt mai slabe, permind ptrundereamoleculelor de ap ncrcate cu diveri ioni. Aceast structur confermontmorillonitului proprietatea de a se mbiba cu ap, deci are reea expan-dabil, ceea ce nseamn c n stare uscat spaiul dintre pachete se red u-ce, iar n stare umed crete. n reeaua cristalin a montmorillonitului potexista substituii izomorfe ale Al3+ cu Fe2+ sau Mg2+. Montmorillonitul are osuprafa specific mare i o capacitate de schimb cationic ridicat.

- illitul: are o reea cristalin asemntoare cu cea a montmorillonitului.Aproximativ 15% din ionii Si4+sunt nlocuii cu ioni Al3+sau K+, care particip,


18/148

20

alturi de atomii de oxigen, la asigurarea legturilor dintre foie. Ca urmare,este mai puin expandabil dect montmorillonitul i are o capacitate deschimb cationic ntre cea a colinitului i cea a montmorillonitului.

- de natur neargiloas:1) cu structur cristalin: reprezentai de oxizi, hidroxizi i oxihidroxizii

de Fe i Al cristalini2) cu structur amorf: reprezentai de Fe(OH)3i Al(OH)3, care au uncaracter amfoter;

n mediu acid se comport ca baze:[Al(OH)3]n + H3O

+ [Aln(OH)3n+1]- + 2H+

n mediu bazic se comport ca acizi:[Al(OH)3]n [Aln(OH)3n-1]

+ + HO-

c) de natur organomineral; micela coloidal.

Coloizii de natur organo-mineral (micela coloidal) sunt componen-te complexe argilo-humice, alctuite din minerale argiloase sau neargiloase,cristaline sau amorfe, care mpreun cu substane humice formeaz un nu-cleu, nconjurat de un strat de ioni cu sarcini negative (anioni). n jurul n u-cleului se afl un cmp de ioni cu semn contrar (cationi), dispui pe doustraturi funcie de tria de legtur. Primul strat de lng nucleu este alctuitdin cationi puternic legai iar stratul exterior este format din ioni (cationi) mo-bili, capabili de schimb cu ali ioni din soluia solului dup legi specifice. Acestcomplex astfel ionizat poart numele de micela colo idal, fig. 3.2.

Fig. 3.2. Micela coloidal, schem de principiu,(DAVIDESCU i col. 1981)


19/148

21

3.1.2. Faza lichid a solului

Faza lichid a solului este o component natural a acestuia, formatdin apa din sol ncrcat cu ioni, gaze (O2, CO2, N2) sau substane aflate ndispersie molecular sau coloidal.

Prin dezagregarea i alterarea chimic a mineralelor primare i se-cundare, din descompunerea materiei organice precum i din ngrmintelepe care administrm, n soluia solului apare un numr mare de ioni precum:

H , K , Na , 4NH ,2Ca , 2Mg , 2Fe , 2Mn , 3Al , OH , 3NO ,

24SO ,

42POH ,

24HPO .a. ceea ce face s fie partea cea mai activ n nutriia plan-

telor. Ca urmare a compoziiei sale chimice complexe, ea constituie principa-la surs prin intermediul creia plantele absorb elementele nutritive.

Din punct de vedere fizic, soluia solului este alctuit din partea ex-tractibilsau soluia liber a solului, care poate fi extras; i partea neextrac-tibilsau soluia legat de forele moleculare ale mineralelor argiloase.

Din punct de vedere chimic soluia solului este alctuit din:- componenta mineralformat din H+, K+, Na+, Mg2+, Ca2+, NH+4, mairar Fe3+ i Al3+i NO3-, H2PO4-, Cl-, HCO3-, SO42-. Concentraia medie a fazeilichide n ioni minerali este variabil, avnd valori cuprinse ntre 20-120 me/L.Dintre cationi cel mai bine reprezentat este Ca2+, dar i Na+pe solurile sr-turate. Dintre anioni, cea mai mare concentraie o au ionii bicarbonat HCO3

-

i carbonat CO32-; iar n ultima vreme, ca urmare a chimizrii agriculturii cu

mari cantiti de ngrminte cu azot s-au observat concentraii crescute deNO3

-. Microelementele se gsesc n cantiti sczute n soluia solului, ex-cepie fcnd zonele afectate de poluare.

- componenta organic, este reprezentat de prile solubile ale aciz i-

lor humici, produse de metabolism ale microorganismelor, secreii radiculare,substane organice rezultate din procesul de humificare.

- componenta gazoas, este reprezentat mai ales de oxigenul i bio-xidul de carbon provenite att din descompunerea materiei organice, ct idin procesul de respiraie.

Aceast faz a solului mbrac permanent particulele solide i prin ac-iune reciproc se mbogete permanent cu ioni minerali, acizi, baze, sub-stane organice uor solubile aflate n stare de dispersie, molecular sau co-loidal.

Concentraia normal a soluiei solului are n medie valori cuprinse n-tre 0,05-0,2% i are o mare importan asupra presiuni osmotice care are va-loarea de 3 atm. fa de 15 atm. ct este presiunea osmotic a sucului celu-lar al plantelor. n cazul solurilor salinizate, concentraia soluiei solului n ionieste mare (> 15%), ceea ce determin o presiune osmotic mare, fapt pentrucare plantele de cultur nu se pot dezvolta.

Pentru viaa i dezvoltarea normal a plantelor soluia solului trebuies fie echilibrat n privina coninutului de ioni nutritivi, respectiv a necesiti-lor fiziologice a plantelor.

Prin administrarea amendamentelor i ngrmintelor, concentraiasoluiei solului se modific, fie n direcia echilibrrii fie a dezechilibrrii.

Pe solurile cu complex coloidal mai slab reprezentat (solurile nisipoa-se, soluri tinere .a.) pe care se ajunge repede la dezechilibre sau toxicitate


20/148

22

prin aplicarea unor doze mari de ngrminte, rebuie avut atenie la aplica-rea amendamentelor sau ngrmintelor n special n cazul dozelor rid icate,n astfel de condiii se recomand fracionarea i aplicarea n doze mai mici afertilizanilor, n asociere cu alte msuri tehnologice i culturale.

3.1.3. Faza gazoas a solului

Faza gazoas a solului este alctuit din aeruldin sol, respectiv azotmolecular (N2), oxigen molecular (O2), bioxidul de carbon (CO2), amoniac(NH3) iar n solurile neaerate i de hidrogen sulfurat (H2S), mercaptani, hi-drocarburi, hidrogen molecular (provenite din diferite descompuneri anaero-be).

Aceast faz este un mediu ce favorizeaz respiraia rdcinilor, acti-vitatea biologic din sol i procesele de trecere a elementelor nutritive dincompui compleci n forme mai uor asimilabile plantelor.

Cantitatea de gaze din sol variaz n raport cu textura (5-15% n solu-rile argiloase, 10-25% n solurile lutoase i 30-40% n solurile nisipoase),agrotehnica folosit, vegetaie, .a.. Optimul capacitii pentru aer al soluluieste n medie de 10% pentru solurile argiloase, 12-14% pentru cele lutoasei 15-18% pentru cele nisipoase.

ntrebri

1. Ce este micela coloidal, care este rolul su n reinerea ionilor nu-tritivi ?

2. Ce tip de ioni sunt reinui prin schimb n cadrul proceselor deschimb ionic ?

3. Care sunt factorii care influeneaz schimbul de cation i ? Poateomul interveni n controlul i dirijarea acestor factori n scopul m-buntirii nutriiei plantelor ?

4. Care din componentele solului are rolul cel mai activ n nutriiaplantelor i de ce ?

5. Ce importan prezint schimbul de anioni n nutriia plantelor icare sunt factorii care influeneaz schimbul de anioni ?

6. Care este concentraia normal a soluiei solului i pe care solurise ajunge mai repede la creterea relativ brusc a concentraiei

soluiei la aplicarea dozelor mari de ngrminte ?


21/148

23

UNITATEA DE NVARE 4

SOLUL CA MEDIU DE NUTRIIEPENTRU PLANTE I UTILIZAREA NGRMINTELOR (II)

Cuvinte cheie: sol, mediu de nutriie, component mineral, coloizi,schimb ionic,

Rezumat: Solul, ca suport i mediu de nutriie pentru plante, este al-ctuit din trei faze: solid, lichid i gazoas i are ca nsuire de baz fertil i-tatea.

Complexul adsorbtiv al solului, alctuit din particule coloidale de natu-r organo-mineral, are rol nreinerea prin schimb a ionilornutritivi din sol.Principala surs direct de elemente nutritive pentru plante este soluia solu-lui, ea fiind partea cea mai activ n nutriia plantelor.

Cunoscnd proprietile fizico-chimice ale solului, cerinele de nutriiea plantelor de cultur, omul poate stabili sortimentul de amendamente i n-grminte, dozele i momentul de aplicare n vederea asigurrii unui mediuoptim de nutriie pentru plante.

3.2. Mecanismul schimbului ionic

n soluia solului moleculele de electrolii disociaz n ioni ncrcai po-zitiv (cationi) i ioni ncrcai negativ (anioni), care sunt supui schimbului io-nic dup legi caracteristice.

3.2.1. Adsorbia cu schimb de cationi

Fraciunea coloidal a solului, denumit i complex adsorbtiv, are pro-prietatea de a reine cationii i de aiceda prin schimb soluiei solului cu carese afl n contact.

Potrivit teoriei cinetice a gazelor, cationii reinui la suprafaa coloizilorprecum i cei din soluia solului se gsesc ntr-o micare rectilinie, continu iuniform n jurul punctului defixare. n cazul n care un cation din soluia so-lului ajunge pe orbita unui cation din complexul coloidal, intrnd n stratul d i-fuz al micelei coloidale, poate fi atras de sarcinile rmase libere de la elec-tronul care le-a prsit pentru o fraciune de timp; cationul poate fi la rndulsu nlocuit din nou, schimbul cationic avnd un caracter reversibil. Ca urma-re a vitezei mari de micare a electronilor, schimbul are loc aproape instan-taneu.

Acest schimb are mare nsemntate pentru nutriia plantelor iaplica-rea substanelor fertilizante, se desfoar dup anumite legiti i este influ-

enat de o serie de factori, prezentai n continuare.


22/148

24

Legile schimbului cationic1. schimbul de cationi este reversibil. Aceasta nseamn c un anumit

cation reinut de ctre complexul adsorbitiv al solului poate fi desorbit i nl o-cuit cu un alt cation din soluia solului.

coloidal

complexCa2++ 2K+

coloidal

Complex

K

K+ Ca2+

Schimbul de cationi are loc n mod permanent, reversibilitatea saavnd o importan deosebit pentru nutriia plantelor. Mobilitatea schimbuluidintre cationii adsorbii i cei din soluia solului asigur nutriia continu aplantelor. Dup introducerea i solubilizarea ngrmintelor, o parte din ca-tioni sunt reinui n stare adsorbit, fapt ce previne apariia unor fenomenede toxicitate determinate de creterea conecntraiei acelor ioni n soluia solu-

lui. 2. schimbul de cationi are loc n cantiti echivalente (schimb stoichi-ometric). Un cation divalent desorbit din complexul adsorbitiv va fi nlocuit cuun alt cation divalent din soluia solului sau cu doi cationi monovaleni.

3. schimbul de cationi depinde de energia de reinere a cationilor lamicela coloidal i de gradul lor de hidratare

Energia de reinere a cationilor crete cu masa lor atomic i cu va-lena. Deci un cation trivalent va fi reinut mai puternic de ctre micela colo i-dal dect unul divalent, iar acesta va fi reinut mai puternic dect unul mo-novalent.

Ionii cu raz mic atrag mai multe molecule dipol de ap i se hidra-

teaz mai puternic, mrindu-i dimensiunea i micorndu-i mobilitatea. Cuct un cation este mai puternic hidratat cu att va fi mai slab reinut de ctrecomplexul adsorbitiv.Excepie face hidrogenul H+, care va fi reinut sub formde ion hidroniu H3O

+i ionul amoniu NH4+.

innd cont de toate acestea, tria de reinere a diferiilor cationi lamicela coloidal scade conform seriei:

H+>Fe3+>Al3+>Zn2+>Ca2+>Fe2+>Mg2+>NH4+~ K+>Na+

4. schimbul de cationi depinde de concentraia cationilor n soluia so-lului. Unii cationi mai puternic reinui ( Al3+, Ca2+) pot fi schimbai cu ali cati-

oni mai slab reinui (K+), dac acetia din urm se gsesc n cantitate maimare n soluia solului.

5. schimbul de cationi este supus legii aciunii maselor. Raportul dintreconcentraiile a doi cationi diferii adsorbii (a) de ctre complexul coloidaleste proporional cu raportul concentraiilor acelorai cationi din soluia solu-lui (s) (Lixandru, 1990).

Considernd cele dou specii K+i Na+, putem scrie:

aNa

aK

= k sNa

sK

k este o constant a reaciei, a crei mrime depinde de speciile cat i-


23/148

25

onice din reacie

Conform legii rapoartelor rezult c dac se schimb concentraiaunei specii de cationi din soluia solului, se modific raportul concentraiiloracelorai specii de cationi adsorbii de ctre complexul adsorbitiv.

Factorii care influeneaz schimbul cationicNatura coloizilorEnergia necesar dislocrii cationilor reinui la nivelul

coloizilor solului este cu att mai mare cu ct valena i masa atomic estemai mare.

- cationi monovaleni CaKNHNa 4 - masa atomic 23 18 39,1 132,9- cationi bivaleni 22 CaMg - masa atomic 24,3 40,0

- cationi trivaleni

33

FeAl - masa atomic 27,0 55,8

Excepie de la aceast regul face ionul H+, a crui energie de adsor-bie este de 4 ori mai mare comparativ cu a calciului i de 17 ori mai marecomparativ cu a sodiului.

Gradul de hidratare a cationilorEnergia de reinere (sau cea de dislo-cuire) a cationilor scade odat cu creterea gradului lor de hidratare.

Ionii cu raz mic prin disociere atrag dipoli de ap i se nconjoar deo pelicul de ap mai groas comparativ cu peliculade ap a ionilor cu razmare, astfel nct, n aceast stare, ajung s aib dimensiuni mai mari com-parativ cu ionii cu raz mare. Aceast pelicul mare de ap reduce capacita-tea de reinere a cationilor i o mrete pe cea de dislocare. Prin urmare,funcie de starea de hidratare, ordinea n care ionii vor fi reinui i dislocuiiva fi urmtoarea:

- ordinea de reinere 22 CaMg;NaKNa

- ordinea de dislocare 22 CaMg;NaKNa

Excepie face ionul de hidrogen, care nu poate exista ca p roton H+nsoluii apoase, se combin cu o molecul de ap i formeaz ionul H3O

+avnd diametrul de 1,35 . Acest cation cu o raz ionic mic va fi reinut cu

o for mai mare de ctre complexul adsorbtiv.Activitatea ionilor i natura coloizilorPuterea de nlocuire a cationilor

depinde de coeficientul lor de activitate, care este la rndul su este influen-at de mediul ionic i natura adsorbanilor sau a coloizilor solului.

Concentraia cationilor i volumul soluiilorAdsorbia cationilor biva-leni este mai mare n soluiile diluate comparativ cu a celor monovaleni iinvers.

Reacia soluluiCapacitatea de adsorbie este mai mare la solurile al-caline ca urmare a faptului c are loc o disociere mai intens a ionilor adso r-bii n timp ce pe solurile acide capacitatea de adsorbie este mai redus da-torit disocierii slabe a ionilor de hidrogen.

Gradul de saturaien cazul unui sol saturat n Ca2+, coloizii solului vor


24/148

26

reine cu att mai bine K+cu ct gradul de saturaie cu calciu a fost mai ma-re.

TemperaturaCreterea temperaturii determin o cretere (accelerare)a vitezei de micare a cationior n micela coloidal i soluia solului ceea ceduce la mrirea schimbului cationic.

3.2.2. Adsorbia fr schimb cationic

Mineralele argiloase tristratificate de tipul 2:1 (montmorillonit,vermiculit, illit, muscovit) au capacitatea de a-i extinde spaiul dintrepachetele de elemente de la 10 la 19 n condiii de umiditate, fapt cepermite ptrundereaapei i a anumitor ioni nutritivi (cationi) n spaiile lame-lare, fig. 3.2.

Fig. 3.2. Adsorbia fr schimb de cationi.

Cationii de K i 4NH , avnd raza ionic n stare hidratar mai micptrund mai uor ntre pachetele elementare, n timp ce cationi precum Ca2+,Mg2+, cu raza mai mare ptrund mai greu.

Atunci cnd solul se usuc, apa i anumii cationi se retrag, iar ionii deK i 4NH rmn blocai de ioni cu raza ionic mai mare sau de ioni de

hidroxizi de fier sau aluminiu i nu sunt accesibili plantelor pn la o nou

umezire a solului.Ca urmare pe astfel de soluri cu capacitate mare de reinere frschimb a cationilor (faeoziomurile), n anumite condiii eficiena ngrminte-lor cu azot amoniacal i a celor cu potasiu este mai sczut.

3.2.3. Adsorbia cu schimb de anioni

Importana anionilor n nutriia plantelor face ca reinerea i schimbullor s fie la fel de important ca cea a cationilor.

Reinerea anionilor de ctre coloizii solului se realizeaz prin: substitu-ie n reeaua cristalin, schimb anionic cu ioni de OH ai hidrox izilor de Fe i

Al fixai pe minerale argiloase, schimburi directe cu ionii hidroxizilor argilelor,legturi marginale ce apar n timpul rupturii foielor cristalelor argiloase, in-


25/148

27

termediul cationilor polivaleni, intermediul cationilor polivaleni fixai pe coloi-zii organici.

Procesul de reinere a anionilor se deosebete de cel al cationilorprintr-un mecanism mai variat, fiind influenat de anumii factori, prezentai ncontinuare

Reacia soluluin cazul unui sol cu pH neutru slab alcalin adsorbiaanionilor este foarte slab, ionul 3NO nefiind practic reinut, n timp ce este

puternic reinut anionul 34PO . LapH acid anionii sunt reinui puternic.Concentraia de anioniCu ct crete concentraia anionilor n soluia

solului cu att crete i adsorbia lor.Natura adsorbanilor Mineralele argiloase tristratificate au capacitate

de reinere anionic mai mare comparativ cu cele bistratificate.Natura anionilorCapacitatea de reinere a anionilor depinde de natura

lor, din acest punct de vedere avnd dou grupe de anioni:- anioni care nu sunt adsorbii sau sunt adsorbii foarte slab

(

COOCH,SO,NO,Cl 32

43 );- anioni care sunt puternic reinui (tartrat, citrat, humat,

2442 HPO,POH fluorur .a.).

Schimburile anionice se realizeaz, ca i n cazul schimburilorcationice, pe baza principiilor echilibrului Donann potrivit cruia raportuldintre constantele cationilor din soluia ionic a co-loidului i soluia soluluieste invers proporional cu concentraiile anionilor.

3.3. fertilitatea nsuire fundamental a solului

nsuirea de baz a solului o constituie desigur fertilitatea i mai alescapacitatea de sporire continu a acesteia dac pmntul este folosit raio-nal.

Fertilitatea solului este capacitatea sa natural de a-i echilibra proce-sele de acumulare care stau la baza formrii complexului organo-mineral cucele de eliberare a substanelor nutritive pentru nveliul vegetal. Cnd echi-librarea acestor procese se face la un nivel ridicat solul este foarte fertil, iarcnd echilibrul se produce la un nivel sczut, fertilitatea este sczut,tefanic i Papacostea 1977, tefanic 1979, din Eliade i col. 1983.

Ca un corolar la definiiaprezentat, apare faptul c omulpoate dirija

contient fertilitatea solului, conservnd-o i chiar sporind-o, obinnd con-comitent recolte superioare cantitativ i calitativ, prin introducerea n sol aamendamentelor, ngrmintelor organice i minerale.

Pmntul, n momentul lurii sale n cultur, se caracte-rizeaz printr-o fertilitate natural, care s-a format n timp pe parcursul evoluiei solului ieste determinat strict de factorii naturali.

n decursul folosirii pmntului n scopul cultivrii plantelor, fertilitateanatural se modific (crete, se pstreaz relativ constant sau scade), iapare o alt fertilitate a crei existen se datoreaz investirii de munc vie imaterializat.

Procesul formrii unei noi puteri productive a pmntului este posibil

datorit faptului c fertilitatea, dei este o proprietate obiectiv a solului, i n-


26/148

28

clude totui din punct de vedere economic, o anumit relaie i anume relaiafa de gradul de dezvoltare a chimiei agricole i mecanizrii agriculturii pre-cum i de nivelul de dezvoltare a cunotinelor factorului uman care dirijeazactivitatea de producie, fiind puternic influenate de acestea.

Fertilitatea natural i cea nou creat (care sunt de altfel insolubil de

unitar legate ntre ele), formeaz fertilitatea economica solului.Creterea fertilitii solului i gsete expresia n sporirea randamen-tului la unitatea de suprafa, care reflect nivelul de fertilitate absoluta so-lului.

Fertilitatea este deci o nsuire dinamic a pmntului, strns legatde progresul tehnic n agricultur i de capacitatea factorului uman de a apl i-ca tehnologii sustenabile.

NTREBRI

7. Ce este micela coloidal, care este rolul su n reinerea ionilor nu-tritivi ?

8. Ce tip de ioni sunt reinui prin schimb n cadrul proceselor deschimb ionic ?

9. Care sunt factorii care influeneaz schimbul de cationi ? Poateomul interveni n controlul i dirijarea acestor factori n scopul m-buntirii nutriiei plantelor ?

10.Care din componentele solului are rolul cel mai activ n nutriiaplantelor i de ce ?

11.Ce importan prezint schimbul de anioni n nutriia plantelor icare sunt factorii care influeneaz schimbul de anioni ?

12.Care este concentraia normal a soluiei solului i pe care solurise ajunge mai repede la creterea relativ brusc a concentraieisoluiei la aplicarea dozelor mari de ngrminte ?


27/148

29

UNITATEA DE NVARE 5

REACIA SOLULUII CORECTAREA EI PRIN AMENDAMENTE

(I)

Cuvinte cheie: reacia solului, pH, amendamente, reacie acid,amendare

Rezumat: Solurile acide i alcaline, ca urmare a reaciei i nsuirilorfizice, fizico-chimice i biologice ce condiioneaz i nsoesc aceast reacie,nu satisfac n mod corespunztor cerinele de nutriie a plantelor.

Pe astfel de soluri este necesar ca aplicarea ngrmintelor s fieprecedat, iar uneori i nsoit i de amendamente care nu servesc directca elemente nutritive, sau servesc n mic msur, dar amelioreaz compo-ziia ionic a solului (mbuntete mediul de nutriie) i prin aceasta toatecelelalte nsuiri ce condiioneaz nutriia plantelor.

Sunt prezentate n continuare principalele nsuiri ale solurilor acide ialcaline, indicatorii de caracterizeaz aceste soluri precum i principaleleamendamente utilizate la ameliorarea solurilor respective.

4.1. Noiuni generale

Reacia solului reprezint gradul de aciditate sau alcalinitate a soluieisolului.

Pentru a defini reacia se utilizeaz anumite simboluri numerice:

710

1H sau 710 H de unde log 7H sau 7log H

n loc de Hlog s-a admis notaiapH.ValoareapH este logaritmul cu semn schimbat al concentraiei ionilor

de H+ dintr-o soluie. Dac se cunoate concentraia ion ilor de H+disociai,se cunoate i concentraia ionilor -OH , concentraia acestora fiind n raportegal n cazul soluiilor neutre i variind n sens invers cu o valoare proporio-nal concentraiei ionilor H+cnd echilibrul este modificat.

Soluia neutr are pH = 7, iar valorile pH variaz de la 1-14, tabelul4.1.

Reacia solului constituie un indice foarte important pentru caracteriza-rea solurilor, cele cu reacia neutr, slab acid - slab alcalin avnd o fertilita-te ridicat, n schimb cele cu reacie moderat - puternic acid i respectivmoderat - puternic alcalin avnd o fertilitate redus.


28/148

30

Tabelul 4.1Caracterizarea solurilor dup mrimea valoriipH

Interval depH Semnificaie< 4,5 foarte puternic acid

4,55,5 puternic acid5,56,0 acid6,16,8 slab acid6,87,2 neutr7,27,8 slab alcalin7,88,5 moderat alcalin

> 8,5 puternic alcalin

Prin specificitatea lor fiziologic plantele de cultur n majo -ritatea lor,cer o reacie neutr slab acid-slab alcalin, dei sunt plante care preferaciditatea sau tolereaz alcalinitatea tab. 4.2., 4.3

Intervalul n care poate oscila pH-ul solului pentru plantele de culturdifer n funcie de o serie de factori, precum: capacitatea de tamponare asolului pentrupH, capacitatea total de adsorbie, coninutul n humus, coni-nutul i forma elementelor nutritive, mo-bilitatea calciului i a aluminiului mo-bil, coninutul i forma sru-rilor, specia, soiul i hibridul plantelor de cultur,vrsta plantei i nu n ultimul rnd tehnologia de cultur.

Cunoaterea cerinelor i toleranelor plantelor de cultur (culturi de

cmp cereale, plante pritoare, leguminoase, plante tehnice culturi fura-jere, culturi horticole, plante aromatice i medicinale, plantaii de pomi i vide vie .a.) fa de pH-ul solului ofer posibilitatea stabilirii unei structuri op-time a plantelor de cultur n funcie de specificul terenului, precum i repart i-zarea pe teren a celor mai corespunztoare tipuri de ngrminte i respec-tiv a stabilirii de msuri mai ample privind corectarea reaciei solului prin apli-carea amendamentelor.

Tabelul 4.2Cerinele plantelor cultivate fa de reacia solului

Cultura Interval optim alpH

Cultura Interval optim alpH

Gru 5,5-7,5 Cnep 7,0-7,5Orz 6,5-8,0 Lucerna 6,5-8,0

Secar 5,0-8,0 Lupin 4,5-6,0Ovz 5,0-8,0 Trifoi 6,0-7-5

Sfecl pentru za-hr

7,0-8,0 Mazre 6,0-7,0

Cartof 5,0-6,0 Fasole 6,5-7,0

Floarea-soarelui 6,0-7,5 Mzriche 5,5-7,2

Soia 6,0-7,0 Porumb 5,5-7,2


29/148

31

Tabelul 4.3Cerinele plantelor horticole fa de reacia (pH-ul) solului

(DAVIDESCU i DAVIDESCU 1992)

Plantele

de cultur

Limite depH

pentru dez-voltare opti-m a plante-

lor

Plantele

de cultur

Limite depH

pentru dez-voltare opti-m a plante-

lor

Legume

Toleran mijlocie la aciditate (pH 5,5-7,0)Hrean 5,5-7,0 Ridiche alb 6,0-7,0Ridiche neagr 5,5-7,0 Pepene verde 6,0-7,0Tomate 5,5-7,0 Dovlecei 6,0-7,0

Batat 5,8-7,0 Rabarbr 6,0-7,0Morcovi 5,8-7,0 elin 6,0-7,0Castravei 6,0-7,0 Spanac 6,0-7,0Gulii 6,7-7,0

Toleran mijlocie la alcalilnitate (pH 6,0-8,0)Salata 6,0-7,5 Mazre de grdin 7,0-8,0Sparanghel 6,5-7,5 Praz 7,0-8,0

Varz 6,7-7,4 Varz 7,0-8,0Conopid 7,0-8,0 Sfecl roie 7,0-8,0Fasole de grdin 7,0-8,0

Pomi i arbuti fructiferi, vi de vieToleran mare la aciditate (pH 4,6-6,0)

Agri 4,6-4,8 Zmeur 5,0-6,0Toleran mijlocie la aciditate (pH 5,0-8,0)

Via de vie 5,5-6,3 Castan cultivat 6,0-6,5Citricele 5,0-7,0 Coacz 6,0-7,0Mr (soiuri nordi-ce)

5,5-7,0 Frag 6,0-7,0

Cire 5,2-8,0 Prun 6,0-8,0

Viin 5,4-8,0 Cais 7,0-8,0Pr 6,0-7,5Toleran la alcalinitate (pH 7,0-8,0)

Viin 7,0-8,0 Smochin 7,0-7,5Gutui 7,0-8,0 Migdal 7,0-8,0

Mr (soiuri sudice) 7,0-7,5 Piersic 6,5-8,4


30/148

32

4.1.1. Influena reaciei soluluiasupra activitii microorganisme-lor i mobilitii elementelor nutritive

Reacia solului influeneaz mult i activitatea microorganismelor din

sol i mobilitatea i accesibilitatea pentru plante a elementelor nutritive, altfelspus regimul elementelor nutritive n sol.Astfel, bacteriile aerobe fixatoare de azot att cele simbiotice

(Rhizobium), ct i cele nesimbiotice (Azobacter), au pH-ul optim cuprinsntre 6,5 -7,5 . Bacteriile anaerobe fixatoare de azot ( Clostridium) sunt maitolerante la aciditate , pH-ul optim fiind ntre 5,7-7.

Bacteriile nitrificatoare au pH cuprins ntre 6,6-8, deci slab acid slabalcalin. Reacia acid inhib puternic activitatea microorganismelor nitrifica-toare (Budoi, 2000). Bacteriile denitrificatoare au pH optim cuprins ntre 7-8,denitrificarea avnd ns loc la pH ntre 3,9-9.(Tate, 1995; Budoi, 2000). Ciu-percile, spre deosebire de bacterii, prefer un mediu acid.

Dac pe solurile puternic acide, numeroase specii de plante se dez-volt slab sau pier, aceasta nu sedatoreaz numai prezenei n cantitate ma-re a ionilor H+, ci ntregului complex al solului, n special Al3+i Mn2+mobilin soluia solului peste anumite limite, a carenei unor elemente nutritive, pre-cum i a dezechilibrelor produse de aciditate n accesibilitatea lor pentruplante.

Sursa de azot pentru plante este materia organic, descompunereaacesteia fiind redus la valori ale pH-ului mai mici de 7. Fosforul are mobili-tate mai mare n solurile cu pH = 5,5-7,0. La pH< 5,5 are loc formarea fosfa-ilor de fier i aluminiu, insolubili, din care fosforul este inaccesibil plantelor.La valori ale pH-ului > 7,0 i pn la 8,5 , se formeaz fosfaii secundari iteriari de calciu, greu solubili, din care plantele nu pot utiliza fosforul. La pH>8,5 se formeaz fosfai de sodiu, uor solubili i accesibili plantelor. Pe soluri-le acide potasiul este uor levigat, spre deosebire de solurile neutre i alcal i-ne, iar n urma amendrii cu calciu, mobilitatea sa scade. Ionii de Ca2+de-termin o desorbie accentuat a K+din complexul coloidal, i au un efect an-tagonic asupra absorbiei lui de ctre plante.

Calciul i magneziul sunt mai solubile la valori ale pH-ului mai mari de6,0. Fierul, cuprul i zincul au mobilitate redus la pH> 7,5. Boru leste foartemobil la pH sczut, iar mol ibdenulla pH neutru (6,7-7) (Goian, 2000).

n solurile acide, aluminiul trece parial n forme solubile, con-

centraiile ridicate de Al

3+

n soluia nutritiv avnd efecte duntoare asuprardcinilor, care sufer modificri morfologice, se nnegresc, au loc modificriale capacitii de absorbie i de reinere a cationilor. Al3+ocup poziiile deschimb ale periorilor radiculari, mpiedicnd absorbia altor elemente nutrit i-ve: K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+.a. n prezena Al3+, fosforul introdus n sol prin in-termediul ngrmintelor, este inaccesibil plantelor datorit formrii AlPO4,insolubil i neaccesibil plantelor. Ca urmare, pe solurile puternic acide, cumult aluminiu, se impune aplicarea unor cantiti ridicate de ngrmintefosfatice, pentru a mpiedica pe de o parte carena de fosfor, iar pe de altparte efectul nociv al aluminiului prin precipitarea lui sub form de fosfat teri-ar. Efectul negativ al aluminiului ncepe de la 15-50 ppm Al schimbabil, iar de

la 0,3 me/100 g sol (27 ppm Al ) se impune amendarea calcic ( Borlan,1982).


31/148

33

Alturi de aluminiu, manganul produce i el efecte de toxicitate la con-centraii foarte variate, n funcie de sensibilitatea plantelor fa de acest ele-ment. Astfel, n timp ce unele plante manifest tulburri importante la con-centraii de 1-4 ppm Mn, porumbul poate tolera concentraii de peste 15 ppmMn, fr efecte de frnare a creterii. Mn se acumuleaz mai mult n partea

aerian a plantei, fapt ce produce tulburri n metabolismul proteinelor. Simp-tomele frecvente ale toxicitii sunt apariia de pete brune pe frunze. Excesulde Mn n soluia solului cauzeaz, uneori, simptome ce indic falsa lips afierului.

4.2. Corectarea compoziie ionice a solurilor acide

Reacia acid este dat att de ionii de H+i Al3+aflai n soluia solu-lui (aciditatea actual) ct i de ionii respectivi aflai adsorbii la nivelul colo i-zilor solului (aciditatea potenial).

Aciditatea actualeste dat de concentraia ionilor de hidrogen aflain soluia solului ca urmare a disocierii unor acizi. Are influen direct asupracreterii i dezvoltrii plantelor i reprezint un indice calitativ privind neces i-tatea de amendare.

Aciditatea potenialeste dat de concentraia ionilor de hidrogen ialuminiu care se afl adsorbii n complexul coloidal i care pot trece, prinschimb, n soluia solului. Aceast aciditate este mult mai important sub as-pectul necesitii interveniei de amendare a solurilor. Aciditatea potenial larndul ei, funcie de tria de legtur a hidrogenului poate fi de schimb i h i-drolitic.

Solurile acide prezint pentru plantele de cultur o serie de neajunsuri,cum ar fi:

- fitotoxicitate, ca urmare a aluminiului i manganului n forme schim-babile;

- nutriia deficitar cu unele elemente nutritive (potasiu, magneziu) saudereglat la unele microelemente;

- proprieti fizice ale solului puin favorabile;- activitatea microbiologic din sol redus .a.Toate acestea determin ca nutriia, creterea i dezvoltarea plantelor

de cultur s fie stnjenit, recoltele reduse i inferioare calitativ n cele maifrecvente cazuri i prin urmare se impune corectarea reaciei acide a solului.

4.2.1. Produse utilizate pentru ameliorarea reaciei acide asolurilor

Corectarea reaciei acide a solului se face prin utilizarea unor produsei anume amendamentele care conin calciu sub form de CaCO3, Ca(OH)2,CaO singure ori n amestec cu MgCO3, argil, nisip sau alte impuriti, prin-cipalele amendamente utilizate n ara noastr fiind prezentate ncontinuare.

Carbonatul de calciu CaCO3 (agrocalcarul sau piatra de var) esteprincipalul amendament utilizat pentru corectarea reaciei acide a solurilor.

Produsul se prezint sub form de pulbere alb, alb murdar, vnt saurocat. Pentru a fi eficient n corectarea reaciei solurilor este necesar ca pu l-


32/148

34

berea s fie foarte fin (30% s treac prin sita cu ochiuri de 0,15 mm, 50%prin sita de 0,3 mm i 95% prin sita de 1,65 mm.

Puterea de neutralizare (PNA) este 100, fiind considerat amendamen-tul de referin pentru raportarea puterii de neutralizare a celorlalte amenda-mente. Are aciune mai nceat i se recomand pe solurile moderat puternic

acide.Varul ars CaO se obine n urma calcinrii (arderii) pietrei de var la o

temperatur de 950-1000 C. Se prezint sub forma unei pulberi albe sau albglbui.

Puterea de neutralizare este 150-185%, are aciune rapid i se re-comand pe soluri acide argiloase.

Varul stins Ca(OH)2rezult din varul ars n urma tratrii acestuia cuap (stingerii) 1 parte ap la 3 pri de var.

Se prezint sub forma unei pulberi fine de culoare alb sau alb glbui,are puterea de neutralizare de 135% i aciune rapid. Se recomand pe so-lurile acide argiloase.

Dolomitul este un carbonat dublu de calciu i magneziu, la care semai adaug i argil. Are puterea de neutralizare de 80-110% i se reco-mand ca amendament sub form de fin fin mcinat, pe soluri acide maiuoare, nisipoase sau nisipo-lutoase.

Marnele sunt roci sedimentare, fiind recomandate marnele calcaroasepentru corectarea reaciei acide a solurilor.

Puterea de neutralizare este cuprins ntre 45-95% funcie de calitateamaterialului. Are aciune lent.

Se aplic toamna pe teren n grmezi mici, urmnd ca peste ia rn sse produc dezagregarea, iar primvara s fie mprtiat i ncorporat nsol.

Tuful calcaros se prezint sub forma unor mase spongioase, ce con-in 90-100% CaCO3.

n vederea utilizrii trebuie s fie foarte fin mcinat.Spuma de defecareeste un reziduu de la fabricile de zahr ce rezult

n urma purificrii siropului obinut din sfecla de zahr. Conine 60-75%CaCO3, 10-15% materie organic, 0,3-0,7% N, 0,1-0,8% P2O50,2-1,0% K2O.

Are un coninut ridicat de ap, care dup uscarea pe platform se re-duce la cca. 25-30% ceea ce permite transportarea pe cmp i aplicarea.

ntr-o msur mai mic mai sunt prezente i alte amendamente: zgurade furnal (zgura lui Thomas) i carbonarul de calciu rezidual de la fabricarea

sodei.n tabelul 4.4. se prezint sintetic valorile PNA pentru principaleleamendamente utilizate n agricultur.

4.2.2. Stabilirea dozelor de amendamente pentru corectareareaciei acide a solurilor

Pentru corectarea reaciei acide a solurilor se ine seama de reaciasolului, capacitatea total de schimb cationic, gradul de saturaie n baze,coninutul de humus i de asemenea de speciile cultivate i structura culturi-

lor n cadrul asolamentului.


33/148

35

Tabelul 4.4Puterea de neutralizare a diferitelor amendamente "calcaroase", PNA, rapor-

tat la CaCO3pur(sintez dup diferii autori)

Amendamentul PNA %

CaCCo3 pur 100

Calcar, piatr de var, CaCO3 90-95CaCO3cu N rezidual (CCNR) 65-85

CaCO3precipitat din industria sodei 65-85

Calcar dolomitic. CaCO3- MgCO3 90-100

Dolomit, CaCO3MgCO3 95-105 J

Marne calcaroase 25-90

Nmolul de defecaie 40-75

Tufuri calcaroase 85-95Var nestins, oxid de Ca, CaO 150-170

Var stins, hidroxid de Ca, Ca(OH)2 130

Zgur de oelrie 90

Exist o serie de indicatori care ne dau informaii privind necesitateade amendare a solurilor acide.

1. pH-ul soluluia)n extract salin:pH 4,5 - nevoia de amendare este mare;

pH 4,65,5 - nevoia de amendare este mijlocie;pH 5,65,8 - nu se impune amendarea solului;b) n extract apos:pH 5,5 - nevoia de amendare este mare;

pH 5,66,2 - nevoia de amendare este mijlocie;pH 6,3 - nu se impune amendarea solului;

2. Gradul de saturaie n baze (V)V% 50% - necesitatea de amendare este mare;V% = 50-70% - necesitatea de amendare este moderat;V% 70% necesitatea de amendare este mic sau nu se impune;

3. Urgena de calcarizare (Uca)

a) asolamente de cmp fr leguminoase:UCa = 4-0,20 (Al/SB)100b) asolamente de cmp cu leguminoase perene i legume ncmp:UCa = 4-0,40 (Al/SB)100c) plantaii de pomi fructiferi i vi de vie:UCa = 4-0,18 (Al/SB)100d) pajiti naturale:UCa = 4-0,085 (Al/SB)100

unde:Alaluminiul schimbabil (m.e./100 g.sol)SBsuma bazelor schimbabile (m.e./100 g.sol)


34/148

36

Valorile acestui indicator variaz ntre 0 (cnd necesitatea de amenda-re este foarte mare) i 4 (cnd amendarea nu este necesar pentru mo-ment).

4. Raportul Al/SBx 100a) pentru asolamente de cmp fr leguminoase perene:

Al/SBx 100 5amendarea este eficient;b) pentru asolamente de cmp cu leguminoase perene i culturi legu-micole:

Al/SBx 100 2,5amendarea este eficient;c) pentru plantaii pomi-viticole:Al/SBx 100 6 (pe adncimea solului de 0-40 cm)amendarea esteeficient;Doza de amendament se stabilete pe baz de calcul, n raport cu va-

lorile indicilor agrochimici ai solului care intervin n calcul i plantele de cultu-r.

Cantitile de amendament necesare pentrucorectarea aciditii vari-az ntre 2-3,5 t/ha pentru o unitate de pH, iar calcularea dozei se face curelaia:

PNAVi

VdSCaCODoza Bi

1005,11

(t/ha)

unde:- SBi- suma iniial a bazelor de schimb m.e./100 g.sol;- Vd - gradul de saturaie cu baze dorit a se realiza prin amendare

(100% pentru asolamente de cmp cu leguminoase perene i pentru culturi

de legume, 90% pentru asolamente de cmp fr leguminoase perene, 75-80% pentru plantaii de pomi, arbuti fructiferi i vi de vie);- Vi- gradul de saturaie cu baze iniial;- PNA- puterea de neutralizare a amendamentului.

La aplicarea amendamentelor cu calciu pe solurile acide distingemdou situaii i anume:

- amendare pentru corectarea de baza reaciei acide a solului, carepresupune doze ridicate de amendamente la intervale de timp mai mari;

- amendarea de ntreinerecu scopul de a meninepH-ul solului la unanumit nivel n raport cu cerinele plantelor, care se face cu doze mai mici deamendamente (n general cu o jumtate din doza folosit la amendarea debaz) i la intervale mai mici 4-6 ani.

Epoca de aplicare a amendamentelorAplicarea amendamentelor se poate face teoretic, n orice moment al

anului dar se recomand ca aplicarea lor s se fac vara sau toamna iar n-corporarea n sol s se fac odat cu artura de baz (de var sau toamn)pentru o mai bun omogenizare cu masa solului i pentru o eficien sporita tratamentului.

Avnd n vedere faptul c solurile care reclam astfel de tratamentede amendare au un coninut mai sczut de humus, se recomand i aplica-rea de ngrminte organice (gunoi de grajd) odat la 3-4 ani n doze de 20-30 t/ha.


35/148

37

NTREBRI

1. Ce este reacia solului i care este semnificaia agrochimic?2. Cum pot fi caracterizate solurile dup mrimea valorii pH?

3. Care este domeniul de pH acid al solurilor i ce influen arepentru nutriia plantelor?4. Cum se raporteaz principalele plante horticole fa de reacia

solului?

5. Care sunt indicatorii utilizai pentru stabilirea nevoii de corec-tare a aciditii solurilor?

6. Valoarea pH (n extract apos) a unui sol este de 5,5 iar gradulde saturaie n baze de 60% Apreciai nivelul reaciei solului inecesitatea de amendare funcie de cei doi indicatori.


36/148

38

UNITATEA DE NVARE 6

REACIA SOLULUII CORECTAREA EI PRIN AMENDAMENTE

(II)

Cuvinte cheie: reacia solului, pH, amendamente, reacie alcalin, so-luri alcaline

Rezumat: Solurile acide i alcaline, ca urmare a reaciei i nsuirilorfizice, fizico-chimice i biologice ce condiioneaz i nsoesc aceast reacie,nu satisfac n mod corespunztor cerinele de nutriie a plantelor.

Pe astfel de soluri este necesar ca aplicarea ngrmintelor s fieprecedat, iar uneori i nsoit i de amendamente care nu servesc directca elemente nutritive, sau servesc n mic msur, dar amelioreaz compo-ziia ionic a solului (mbuntete mediul de nutriie) i prin aceasta toatecelelalte nsuiri ce condiioneaz nutriia plantelor.

Sunt prezentate n continuare principalele nsuiri ale solurilor alcaline,indicatorii de caracterizeaz aceste soluri precum i principalele amenda-mente utilizate la ameliorarea solurilor respective.

4.3. Corectarea compoziie ionice a solurilor alcaline

Solurile cu un coninut ridicat de sruri solubile i pH ridicat din aranoastr totalizeaz aproximativ 510.000 ha, din care 50% sunt soluri saline ialcalice i 50% soluri salinizate i alcalinizate.

Solurile saline (solonceacuri) au un coninut ridicat de sruri n soluiasolului care afecteaz germinaia i creterea plantelor. Coninutul de sodiuschimbabil este sub 15% din capacitatea total de schimb cationic, iar coni-nutul de sruri este mai ridicat n orizontul superior i scade spre adncimeaprofilului de sol.

Solurile alcalice (soloneuri) prezint un coninut de sodiu mai mare de15% din capacitatea total de schimb cationic ca urmare a prezenei sodei(Na2CO3) n soluia solului, salinitatea fiind mai sczut la suprafa.

Rol determinant n apariia reaciei alcaline l au srurile cehidrolizeaz alcalin: Na2CO3, K2CO3, NaHCO3, KHCO3, MgCO3, CaCO3, etc.

Din punct de vedere agrochimic, solurile afectate de alcalinitate i deun coninut ridicat de sruri solubile se clasific astfel:

solonceacuri : sunt soluri caracterizate printr-un coninut ridicat desruri solubile n orizontul superior, peste 1-1,5g/100g sol. n compoziia chi-mic a acestor soluri predomin: NaCl, CaCl2, MgCl2, Na2SO4, MgSO4,Na2CO3, NaHCO3, NaNO3, KNO3;

Tipul de salinizare se stabilete dup raportul ionilor gram n m.e. ast-


37/148

39

fel:

Salinizare cloruric:

2

4SO

Cl 1,1

Salinizare sulfatic:

2

4SO

Cl 1,0

Salinizarea cloruric este mai greu de suportat de ctre plante dectsalinizarea sulfatic.

soloneurile : sunt soluri caracterizate printr-un coninut ridicat de so-diu schimbabil n complexul adsorbitiv , mai mare de 15% din T i cu reaciealcalin, ca urmare a prezenei Na2CO3i NaHCO3n soluia solului.

Gradul de alcalizare se stabilete n funcie de procentul de sodiu a d-sorbit, conform formulei:

PSA% =T

Na* 100,

unde:PSAprocentul de sodiu adsorbitNaconinutul de sodiu schimbabil al solului, me/100g solTcapacitatea total de schimb cationic, me/100 g sol .

Factorii care determin alcalinizarea solului sunt diferii (naturali i an-tropici) i anume: roca-mam, pnza de ap freatic cu coninut ridicat de

sruri, apa necorespunztoare de irigare cu o cantitate mare de sruri (dur),ngrminte chimice cu indice de salinitate ridicat i aplicate necorespunz-tor fa de tipul de sol (azotatul de sodiu, clorura de potasiu .a.), dezinfecta-rea solului cu aburi n spaiile protejate .a.

Plantele de cultur prezint toleran i sensibilitate diferit fa deconinutul de sruri din sol, ele grupndu-se astfel:

- plante cu toleran sczut: bobul, fasolea, ridichile, salata, elina iardintre pomii fructiferi caisul, cpunul, lmiul, mrul, portocalul i piersicul;

- plante cu toleran mijlocie: ardeiul, brocoli, castravetele, conopida,ceapa, cartoful, pepenele galben, dovleceii, mazrea, morcovul, tomatele,varza de toamn iar dintre pomii fructiferi gutuiul, mslinul, smochinul, prul

i via de vie;-plante cu toleran ridicat (rezistente): dovleacul, spanacul, sparan-ghelul, sfecla, varza crea, vinetele iar dintre speciile pomicole curmalul imigdalul.

Pentru caracterizarea solurilor srturate se utilizeaz frecvent urm-torii indici:

- conductibilitatea electric (CE)care la solurile saline are valoare maimare de 4 mmho/cm la 25C;

- procentul de sodiu adsorbit (PSA) din complexul coloidal, care dep-ete valoarea 12 la solurile saline;

- raportul de sodiu adsorbit (RSA)care este dat de raportul dintre so-

diul schimbabil (Na me/100 g sol) i capacitatea de saturaie cu ceilali cationi


38/148

40

n afar de sodiu (T- Na me/100 g sol);- raportul de adsorbie a sodiului (RSA)care arat activitatea relativ a

ionului de sodiu n reacia de schimb a complexului coloidal fa de ionii decalciu i magneziu.

O prezentare a solurilor n funcie de aceti indici este redat n tabelul

4.6, dar pentru caracterizare complex a lor i stabilirea msurilor ameliorat i-ve, trebuiesc cunoscute i repartizarea pe profil a srurilor solubile precum inatura cationilor i anionilor ce intr n alctuirea lor.

Tabelul 4.3Caracterizarea solurilor saline

(DAVIDESCU i DAVIDESCU 1992)

Caracterizarea solului Valoarea indicilor de caracterizare

PSA RSA RAS (SAR)

Nesoloneizat < 5 < 0,05 < 4Soloneizare sczut 5-10 0,05-0,11 4-8Soloneizare mijlocie 10-15 0,11-0,18 8-12Soloneizare ridicat 15-20 0,18-0,25 12-18Solone > 20 > 0,25 > 18

4.3.1. Produse utilizate pentru ameliorarea reaciei alcaline asolurilor

n raport cu proveniena lor, materialele folosite n scopul ameliorrii

nsuirilor negative ale solurilor saline i alcalice se grupeaz astfel:- amendamente propriu-zise: gipsul, sulful elementar, lignitul i calca-rul;

- preparate chimice: acidul sulfuric, sulfatul de aluminiu i sulfatul defier;

- deeuri industriale: fosfo-gipsul, spuma de defecare, diferite reziduuriindustriale ce conin sulfat de fier i sulfat de aluminiu, reziduu de la fabrica-rea furfurolului, ape reziduale de la fabricarea acidului sulfuric.

n continuare sunt prezentate materialele ameliorative frecvent utiliza-te n ara noastr pentru ameliorarea acestor soluri.

Gipsul nativse prezint n natur n stare amorf sau cristalizat, de

culoare alb-glbuie sau cenuie. Pentru aplicare materialul trebuie s fie finmcinat, astfel nct cel puin 70-80% s treac prin sita cu ochiuri de 0,25mm iar restul prin cea cu ochiuri de 2 mm. Conine n medie 15-18% S i31% CaO; valoarea de acidifiere este 100%. Are solubilitate lent i este re-comandat pentru ameliorarea solurilor srturate fr carbonai de sodiu, pesrturi cu cloruri i sulfai.

Fosfogipsuleste un reziduu rezultat la fabricarea acidului fosforic pecale umed i a fosfatului trisodic. ntruct la evacuarea din instalaii areumiditate ridicat, se impune pstrarea lui n grmezi mici pentru zvntare,iar pentru aplicare trebuie s aib cel mult 10% ap. Conine 75-80% CaSO4 2H2O i 3-8% P2O5, dnd rezultate superioare gipsului la utilizarea caamendament. Valoarea de acidifiere este 75-80%.


39/148

41

Clorura de calciuCaCl26H2O, rezult ca deeu la fabricile de sod.n urma aplicrii calciu nlocuiete sodiul rezultnd clorura de sodiu ce poatefi ndeprtat prin splare cu ape dulci.

Sulful nativ este utilizat mai rar ca amendament ca urmare a preuluiridicat. Se recomand pe solurile ce conin CaCO3sau se aplic concomitent

i CaCO3pe solurile salinizate.Praful de lignit rezult de la exploatrile miniere i poate fi utilizat

pentru ameliorarea solurilor soloneizate.Reziduu de la fabricarea furfuroluluise prezint ca un nmol n ca-

re se afl diferite resturi organice (coceni de porumb, coji de la seminele defloarea-soarelui .a.) i acide (H2SO4). Are att efect de amendament ct ica ngrmnt.

4.3.2. Stabilirea dozelor de amendamente pentru ameliorareasolurilor alcaline

Pe solurile puternic alcaline corectarea reaciei se face prin tratareasolului cu amendamente care conin radicalul 24SO - sulfat de calciu,fosfogips, sau sulf, care prin oxidare trece n dioxid de sulf i apoi n acid su l-furic.

Calcularea dozelor de amendamente pe aceste soluri se face cu rela-ia:

DAhTNaamendamentdeDoza 1.0086,0

unde:-Na coninutul n sodiu schimbabil m.e./100 g sol;- Tcapacitatea total de schimb cationic m.e./100 g sol;- hgrosimea stratului de sol care urmeaz a se ameliora, cm;- DAdensitatea aparent a solului, n g/cm3;- 0,1limita coninutului de Na schimbabil din T (10%).Pe solurile alcaline, pentru a crete eficiena amendrii solului se im-

pune concomitent cu aplicarea amendamentelor i efectuarea de splri alesrurilor metalelor alcaline prin irigaie.

Efectul lucrrilor de amendare calcic sau gipsic a solurilor acide saualcaline se menine civa ani, n raport cu gradul de aciditate respectiv alc a-

linitate al solului, tehnologia de cultur .a. iar lucrrile de ameliorare trebu-iesc reluate n urma unei noi evaluri a situaiei din teren.

4.4. Puterea tampon a solului

Prinputere tampon a soluluise nelege capacitatea acestuia de a seopune modificrilor brute ale unor nsuiri ale sale. Solul posed puteretampon fa de ionii nutritivi, fade acumularea unor sruri, dar cea mai im-portant este puterea tampon pentru pH.

Puterea tampon pentru pH este proprietatea solului de a se opune


40/148

42

tendinei de modificarea a reaciei sale, la adugarea unei substane cu pHacid sau bazic.

n sol exist dou importante sisteme tampon:- un prim sistem tampon format dintr-un acid slab i srurile sale cu o

baz tare ( acidul carbonic - carbonai, acizii humici - humai, acizii silicici -

silicai). Astfel, n urma aplicrii unui ngrmnt cu reacie potenial acid,cum este (NH4)2SO4, ionii NH4+vor fi consumai de ctre plante, vor fi supuiprocesului de nitrificare sau vor fi adsorbii de ctre complexul coloidal al s o-lului, iar H2SO4 rezultat va intra n reacie cu CaCO3 din sistemul tamponH2CO3CaCO3:

CaCO3 + H2SO4 CaSO4+ CO2+ H2Osare neutr

n cazul aplicrii unui ngrmnt cu reacie potenial bazic, cum es-te Ca(NO3)2, ionul NO3

-va fi consumat de ctre plante sau microorganisme,iar Ca(OH)2rezultat va intra n reacie cuH2CO3din sistemul tampon H2CO3CaCO3:

H2CO3+ Ca(OH)2 CaCO3+ 2 H2Osare neutr

- un al doilea sistem tampon format din complexul coloidal al solului.Este cel mai important sistem tampon al solului, funcionnd ca un sistemamfoter. La aplicarea unui ngrmnt cu caracter acid, cationii bazici dincomplexul coloidal vor fi nlocuii cu ionii de hidrogen:

coloidal

complexCa2+ + H2SO4

coloidal

complex

H

H+ CaSO4

La aplicarea unui ngrmnt cu caracter bazic, ionii de h idrogen dincomplexul adsorbitiv vor fi nlocuii de ctre cationii bazei:

coloidal

complex

H

H + Ca(OH)2

coloidal

complexCa2++ 2 H2O

Puterea tampon a solurilor depinde de natura argilelor i de cantitatealor, precum i de coninutul de humus. Solurile argiloase au o putere tamponridicat, n timp ce solurile nisipoase au o putere tampon redus. Pe solurilecu capacitate tampon redus nu se pot aplica cantiti foarte mari de ngr-minte deodat, doza total trebuind s fie aplicat n mai multe fracii i laintervale scurte de timp n funcie de cerinele plantelor.

ntrebri

7. ValoareapH (n extract apos) a unui sol este de 5,8 iar gradul de

saturaie n baze de 64% Apreciai nivelul reaciei solului i necesi-


41/148

43

tatea de amendare funcie de cei doi indicatori.8. Pe un teren cu gradul de saturaie n baze V = 72% urmeaz a se

nfiina culturi legumicole. n ce cantitate se va aplica oxidul decalciu pentru corectarea reaciei solului ? Dar hidroxidul de calciui marna?

9. Un sol pe care urmeaz a se nfiina o plantaie de pomi fructiferiare valoarea pH de 5,5 i gradul de saturaie n baze de 52%.Apreciai dac este necesar corectarea reaciei solului i dacda, n ce cantitate se va aplica amendamentul ca rbonat de calciu?

10. Ce doz de amendamente este necesar pentru a corecta nsu i-rile unui sol care are urmtorii indici agrochimici: coninutul n so-diu schimbabil (Na) 12 m.e./100 g sol, capacitatea total deschimb cationic (T) 40%, densitatea aparent (DA) 1,2 g/cm3 iaradncimea pe care se dorete amendarea este de 20 cm.

11. Prezentai principalele amendamente specifice pentru solurile

acide. Care dintre ele are aciunea cea mai rapid n ce privetecorectarea reaciei solului ?

12. Care sunt principalele amendamente recomandate pentru corecta-rea reaciei alcaline a solurilor ?

13. Care sunt indicatorii care ne dau informaii privind necesitatea deamendare a solurilor acide ?

14. Enumerai cteva plante de cultur cu toleran medie la alcalinita-te i la aciditate.


42/148

44

UNITATEA DE NVARE 7

NGRMINTELE CA MIJLOC DE DIRIJARE A FERTILITIISOLULUI (I)

Cuvinte cheie: ngrminte organice, ngrminte minerale, sub-stan activ, azot, ngrminte cu azot

Rezumat: Substanele nutritive constituie, alturi de ap, factorii de

vegetaie care se afl cel mai frecvent n deficit fa de necesarul plantelor,fapt pentru care prezena lor n cantiti optime i rapoar

agrochimie.pdf

Documents

Transcript of agrochimie.pdf