الرقم الهيدروجيني للتربة والحموضة
يقيس الرقم الهيدروجيني للتربة حموضة أو قلوية محلول التربة، وهو متغير رئيسي يتحكم في توافر المغذيات، وسمية العناصر مثل الألومنيوم، والنشاط الميكروبي.
Definition
الرقم الهيدروجيني للتربة هو اللوغاريتم السالب لنشاط أيون الهيدروجين في محلول التربة، وهو مقياس لحموضة التربة أو قلويتها؛ وتشمل حموضة التربة الحموضة النشطة في المحلول والحموضة الاحتياطية الأكبر بكثير المحتجزة على مركب التبادل.
Scope
يغطي هذا الموضوع مصادر وأشكال حموضة التربة، والحموضة النشطة مقابل الحموضة الاحتياطية والتخزين المؤقت للرقم الهيدروجيني، والتأثير القوي للرقم الهيدروجيني على توافر المغذيات والمعادن، وإدارة الحموضة عن طريق التجيير. ويعالج تفاعل التربة كخاصية كيميائية مركزية تربط كيمياء الغرويات بالخصوبة.
Core questions
- ما الذي يجعل التربة حمضية أو قلوية؟
- ما الفرق بين الحموضة النشطة والحموضة الاحتياطية؟
- كيف يتحكم الرقم الهيدروجيني في توافر المغذيات وسمية الألومنيوم؟
- كيف يتم تصحيح حموضة التربة بالتجيير؟
Key concepts
- الرقم الهيدروجيني للتربة وتفاعل التربة
- الحموضة النشطة والاحتياطية
- قدرة التربة على التخزين المؤقت للرقم الهيدروجيني
- سمية الألومنيوم والمنغنيز
- توافر المغذيات مقابل الرقم الهيدروجيني
- التجيير ومتطلبات الجير
Key theories
- الحموضة النشطة والاحتياطية
- توجد حموضة التربة كمجموعة نشطة صغيرة من أيونات الهيدروجين في المحلول يتم تخزينها مؤقتًا بواسطة احتياطي أكبر بكثير من الألومنيوم والهيدروجين القابلين للتبادل على الغرويات، لذا فإن تغيير الرقم الهيدروجيني يتطلب معادلة الاحتياطي، وهو ما يحدد متطلبات الجير.
- تحكم الرقم الهيدروجيني في التوافر والسمية
- يتحكم الرقم الهيدروجيني للتربة في قابلية ذوبان والشكل الكيميائي للمغذيات والعناصر السامة؛ معظم المغذيات الكبرى تكون متاحة بشكل أكبر بالقرب من الرقم الهيدروجيني المحايد، بينما تعمل الحموضة القوية على إذابة الألومنيوم والمنغنيز السامين وتربط الفوسفور.
Mechanisms
تتطور الحموضة مع ترشيح الكاتيونات القاعدية واستبدالها بالهيدروجين والألومنيوم، ومع إطلاق الجذور والميكروبات للأحماض، ومع إضافة أسمدة الأمونيوم والترسبات الحمضية لأيونات الهيدروجين. تُحتجز معظم الحموضة كاحتياطي على مركب التبادل كألومنيوم قابل للتبادل، والذي يتحلل مائيًا لإطلاق أيونات الهيدروجين، وبالتالي تقاوم التربة تغير الرقم الهيدروجيني. يضيف التجيير الكربونات التي تعادل هذه الحموضة، مما يرفع الرقم الهيدروجيني، ويزيح الألومنيوم، ويعيد توافر العديد من المغذيات.
Clinical relevance
يُعد الرقم الهيدروجيني للتربة أحد أكثر خصائص التربة إفادة وقياسًا روتينيًا: فهو يوجه اختيار المحاصيل، والحاجة إلى الجير وكميته، وتشخيص نقص المغذيات وسمية المعادن، ويؤثر بقوة على مصير المغذيات والملوثات في البيئة.
History
ظهر الاعتراف بأن الألومنيوم القابل للتبادل، وليس الهيدروجين وحده، يتحكم في معظم حموضة التربة في منتصف القرن العشرين وأعاد تشكيل فهم التجيير، بينما أصبح الاعتماد القوي لتوافر المغذيات والمعادن على الرقم الهيدروجيني حجر الزاوية في خصوبة التربة وكيمياء التربة البيئية.
Key figures
- Donald L. Sparks
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- brady2016
- sparks2003
Frequently asked questions
- لماذا يعتبر الرقم الهيدروجيني للتربة مهمًا للنباتات؟
- يتحكم الرقم الهيدروجيني للتربة في الشكل الكيميائي وقابلية ذوبان المغذيات والعناصر السامة؛ بالقرب من الرقم الهيدروجيني المحايد تكون معظم المغذيات متاحة بسهولة، ولكن في التربة شديدة الحموضة يرتبط الفوسفور ويتم إطلاق الألومنيوم السام، بينما في التربة شديدة القلوية تصبح المغذيات الدقيقة مثل الحديد والزنك غير متاحة.
- كيف يرفع التجيير الرقم الهيدروجيني للتربة؟
- توفر مواد التجيير مثل الحجر الجيري المطحون الكربونات التي تتفاعل مع حموضة التربة وتعادلها، وتستهلك أيونات الهيدروجين وتزيح الألومنيوم القابل للتبادل من الغرويات، مما يرفع الرقم الهيدروجيني ويقلل من سمية الألومنيوم.