Kodėl kai kurios dirvos yra rūgščios?
Trumpas atsakymas: Dirvožemis rūgštėja, kai kaupiasi vandenilio jonai (H+). Taip atsitinka, kai pridedama rūgščių arba kai augalai ir mikrobai išplauna arba panaudoja bazinius mineralus, kurie neutralizuoja rūgštis.
Trumpas paaiškinimas
Rūgštingumas reiškia, kad dirvožemyje yra daug laisvųjų vandenilio jonų (H+). Lietus gali padidinti rūgštingumą, ypač jei oras užterštas. Augalai ir maži dirvožemio mikrobai išskiria rūgštis augdami ir skaidydami negyvus lapus bei šaknis.
Kai kuriose trąšose yra amonio, kurį mikrobai paverčia nitratais ir proceso metu išskiria H+. Lietus ir vanduo, tekantis per dirvožemį, gali nuplauti pagrindinius mineralus, tokius kaip kalcis ir magnis, kurie paprastai neutralizuoja rūgštis. Svarbus yra po dirvožemiu esančių uolienų tipas: klintis mažina dirvožemio rūgštingumą, o granitas dažnai jį padidina.
Žmonės spartina rūgštėjimą naudodami tam tikras trąšas, kirsdami miškus arba degindami iškastinį kurą netoliese.
Kaip tai veikia moksliškai
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikio pavadinimas: Dirvožemio rūgštėjimas (sukeliamas nitrifikacijos, organinių rūgščių ir išplovimo).
Dirvožemio rūgštėjimas vyksta dėl kelių susijusių cheminių procesų. Anglies dioksidas (CO2) ore ir dirvožemio vandenyje sudaro anglies rūgštį (H2CO3), kuri išskiria H+ jonus ir sumažina pH per anglies rūgšties pusiausvyrą. Mikrobai konvertuoja amonį (NH4+) iš organinių medžiagų arba trąšų į nitratą (NO3-) procese, vadinamame nitrifikacija; ši oksidacija išskiria H+ ir rūgština dirvožemį.
Organinės medžiagos ir šaknys taip pat gamina silpnas organines rūgštis, kurios prideda H+. Vanduo, judantis per dirvožemį, gali nuplauti bazinius katijonus (kalcį, magnį, kalį, natrį) procese, vadinamame išplovimu. Dirvožemiai, kuriuose yra daug karbonatinių mineralų (pvz., kalkakmenis), buferuoja rūgštis, nes karbonatas neutralizuoja H+.
Dirvožemio katijonų mainų talpa (CEC) – jo gebėjimas išlaikyti teigiamus jonus – turi įtakos tam, kaip lengvai prarandamos bazės ir kaupiasi rūgštys.
Kaip mes tai žinome: Mokslininkai dirvožemio pH matuoja zondais ir laboratoriniais tyrimais, atlieka trąšų bandymus, kuriais stebimi pH pokyčiai laikui bėgant, ir tiria ilgalaikį rūgštaus lietaus ir žemės naudojimo poveikį lauko tyrimuose ir eksperimentuose.
Kur tai pastebėsi
- Pušynuose dažnai būna rūgštus dirvožemis, nes pušų spygliai gamina organines rūgštis.
- Sodai, kuriuose naudojamos amonio trąšos, bėgant metams gali tapti rūgštesni.
- Pavėjinė sunkiosios pramonės žemės ūkio paskirties žemė gali būti rūgšti dėl rūgštaus lietaus.
- Dirbamosios žemės ant granito arba smiltainio pamatinės uolienos dažniausiai yra rūgštesnės nei ant kalkakmenio.
Eksperimentas
Raudonųjų kopūstų dirvožemio pH tyrimas
Sauga: Neragaukite indikatoriaus; mūvėkite pirštines, jei turite jautrią odą.
Priemonės
- raudonieji kopūstai
- peilis arba trintuvas
- karštas vanduo
- skaidrūs puodeliai
- dirvožemio mėginiai (iš skirtingų vietų)
- sietelis arba kavos filtras
- pasirinktinai pH juostelės
Žingsniai
- Susmulkinkite kopūstus ir užpilkite karštu vandeniu arba sutrinkite, tada nukoškite, kad gautumėte purpurinių kopūstų sultis (tai yra pH indikatorius).
- Į atskirus skaidrius puodelius įdėkite nedidelį kiekį skirtingų dirvožemio mėginių ir įpilkite šiek tiek vandens, kad susidarytų purvina suspensija.
- Į kiekvieną puodelį įpilkite šaukštą kopūstų sulčių ir švelniai išmaišykite.
- Palyginkite spalvas: violetinė reiškia neutralią, rausva/rausva – rūgšti, žalia/geltona – šarminė. Jei turite, naudokite pH juosteles skaičiui nustatyti. Ką tai rodo: Kopūstų indikatorius keičia spalvą kartu su dirvožemio pH, todėl galite matyti, kurie dirvožemiai yra rūgštesni.
Naudingi terminai
- pH: skaičius, rodantis, kiek rūgštus (žemas pH) arba šarminis (aukštas pH) yra koks nors objektas.
- Rūgštis: medžiaga, kuri išskiria vandenilio jonus (H+) vandenyje ir mažina pH.
- Išplovimas: kai vanduo išplauna ištirpusius mineralus iš dirvožemio.
- Nitrifikacija: mikrobinis procesas, kurio metu amonis (NH4+) paverčiamas nitratu (NO3-) ir išskiriamas H+.
Vaikai klausia
Ar rūgštus dirvožemis kenkia augalams?
Kai kuriems augalams patinka rūgštus dirvožemis (mėlynės, azalijos); kitiems tai nepatinka, nes maistinės medžiagos gali tapti nepasiekiamos.
Ar galiu pagerinti rūgštų dirvožemį?
Taip – sodininkai dažnai į jį įdeda kalkių (malto kalkakmenio), kad padidintų pH ir atkurtų prarastą kalcį ar magnį.
Kaip greitai dirvožemis rūgštėja?
Tai gali įvykti lėtai per daugelį metų dėl natūralių procesų arba greičiau, kai naudojamas gausus tam tikrų trąšų naudojimas arba rūgštus lietus .