- Caratteristiche generali dei terreni alcalini
- Struttura
- Composizione
- Ritenzione idrica
- Posizione
- Composizione chimica e correlazione con lo sviluppo delle piante
- Elevata salinità o concentrazione eccessiva di sali solubili in acqua
- Sodicità o ione sodio in eccesso (Na
- Alte concentrazioni di boro solubile
- Limitazione dei nutrienti
- Ione bicarbonato (HCO
- Presenza di ioni di alluminio (Al
- Altri ioni fitotossici
- Nutrienti
- Correzione del suolo alcalino
- Strategie per migliorare i terreni alcalini
- Pratiche di correzione del suolo alcalino
- -Correzione transitoria della salinità
- -Aratura del sottosuolo o ripuntatura profonda
- -Correzione con l'aggiunta di gesso
- -Miglioramento con l'uso di polimeri
- -Correzione con materia organica e imbottitura
- -Applicazione di fertilizzanti chimici nel sottosuolo
- -Primo utilizzo colture
- -Riproduzione di specie vegetali tolleranti ai vincoli del sottosuolo salino
- -Evita i limiti del sottosuolo
- -Pratiche agronomiche
- Riferimenti
I terreni alcalini sono terreni che hanno un pH elevato (maggiore di 8,5). Il pH è una misura del grado di acidità o alcalinità di una soluzione acquosa e il suo valore indica la concentrazione di ioni H + presenti.
Il pH del suolo è uno degli indici più importanti nell'analisi del suolo, poiché influenza in modo decisivo i processi biologici che avvengono in questa matrice, compreso lo sviluppo delle piante.
Figura 1. I terreni alcalini hanno un alto contenuto di argille, che provoca espansione e contrazione. Fonte: flickr.com/photos/eddgarreve
Valori di pH estremamente acidi o basici creano condizioni avverse per lo sviluppo di tutte le forme di vita nel suolo (piante e animali).
Matematicamente il pH è espresso come:
pH = -log
dov'è la concentrazione molare di ioni H + o ioni idrogeno.
L'uso del pH è molto pratico, in quanto evita di maneggiare cifre lunghe. Nelle soluzioni acquose, la scala del pH varia tra 0 e 14. Le soluzioni acide, dove la concentrazione di ioni H + è elevata e maggiore di quella degli ioni OH - (ossidrile), hanno un pH inferiore a 7. Nelle soluzioni alcaline dove Concentrazioni di ioni OH - sono quelle dominanti, il pH ha valori maggiori di 7.
L'acqua pura a 25 o C, ha una concentrazione di ioni H + pari alla concentrazione di ioni OH - e quindi il suo pH è pari a 7. Questo valore di pH è considerato neutro.
Figura 2. I fiori della pianta dell'ortensia (Hydrangea macrophylla) sono blu se il terreno in cui cresce ha un pH acido e rosa se il terreno è alcalino. Fonte: Raul654
Caratteristiche generali dei terreni alcalini
Tra le caratteristiche dei terreni alcalini possiamo citare:
Struttura
Sono terreni con una struttura molto povera e una stabilità molto bassa, poco fertili e problematici per l'agricoltura. Hanno una caratteristica tenuta superficiale.
Spesso presentano uno strato calcareo duro e compatto tra 0,5 e 1 metro di profondità e vari tipi di compattazione sotto forma di croste e piatti.
Questo porta ad una elevata resistenza meccanica alla penetrazione delle radici delle piante, e problemi di ridotta aerazione e ipossia (bassa concentrazione di ossigeno disponibile).
Composizione
Hanno una presenza dominante di carbonato di sodio Na 2 CO 3 . Sono terreni argillosi, dove la maggior presenza di argilla provoca l'espansione del terreno rigonfiandosi in presenza di acqua.
Alcuni ioni presenti in eccesso sono tossici per le piante.
Ritenzione idrica
Hanno una scarsa raccolta e conservazione dell'acqua.
Hanno bassa capacità di infiltrazione e bassa permeabilità, quindi scarso drenaggio. Questo fa sì che l'acqua piovana o di irrigazione venga trattenuta in superficie, generando anche una bassa solubilità e mobilità degli scarsi nutrienti disponibili, che finisce per tradursi in carenze nutritive.
Posizione
Si trovano generalmente in regioni semiaride e aride, dove le precipitazioni sono scarse e i cationi alcalini non vengono lisciviati dal suolo.
Composizione chimica e correlazione con lo sviluppo delle piante
Trattandosi di terreni argillosi con predominanza di argille nella loro composizione, presentano aggregati di silicati di alluminio idratati che possono presentare varie colorazioni (rosso, arancio, bianco), per la presenza di particolari impurità.
Concentrazioni eccessive di ioni alluminio sono tossiche per le piante (fitotossiche) e quindi rappresentano un problema per le colture.
Lo stato alcalino del suolo genera una composizione chimica caratteristica con fattori quali:
Elevata salinità o concentrazione eccessiva di sali solubili in acqua
Questa condizione riduce la traspirazione delle piante e l'assorbimento di acqua da parte delle radici, a causa della pressione osmotica che genera.
Sodicità o ione sodio in eccesso (Na
L'elevata sodicità riduce la conducibilità idraulica del suolo, diminuisce la capacità di immagazzinamento dell'acqua e il trasporto di ossigeno e sostanze nutritive.
Alte concentrazioni di boro solubile
Il boro è tossico per le piante (fitotossico).
Limitazione dei nutrienti
I valori di pH elevati associati con terreni alcalini, con concentrazioni predominanti di OH - ioni , limitano la disponibilità degli elementi nutritivi.
Ione bicarbonato (HCO
Il bicarbonato è anche fitotossico, poiché inibisce la crescita delle radici e la respirazione delle piante.
Presenza di ioni di alluminio (Al
L'alluminio è un altro metallo fitotossico che ha effetti simili all'eccessiva presenza di bicarbonati.
Altri ioni fitotossici
In generale, i terreni alcalini presentano concentrazioni fitotossiche di ioni cloruro (Cl - ), sodio (Na + ), boro (B 3+ ), bicarbonato (HCO 3 - ) e alluminio (Al 3+ ).
Nutrienti
I terreni alcalini hanno anche una ridotta solubilità dei nutrienti delle piante, in particolare di macronutrienti come fosforo (P), azoto (N), zolfo (S) e potassio (K) e di micronutrienti come zinco (Zn), rame (Cu), manganese ( Mn) e molibdeno (Mo).
Correzione del suolo alcalino
La produzione di colture orticole in ambienti aridi e semiaridi è limitata dai vincoli imposti dalle piogge scarse e variabili, dall'infertilità esistente e dai limiti fisici e chimici del suolo alcalino.
C'è un crescente interesse nell'incorporare i terreni alcalini nella produzione agricola attraverso l'implementazione di metodi per correggere e migliorare le loro condizioni.
Strategie per migliorare i terreni alcalini
La gestione dei terreni alcalini prevede tre strategie principali per aumentarne la produttività:
- Strategie per mitigare le restrizioni degli strati profondi o del sottosuolo dei suoli alcalini.
- Strategie per aumentare la tolleranza delle colture ai limiti dei terreni alcalini.
- Strategie per evitare il problema attraverso appropriate soluzioni di ingegneria agronomica.
Pratiche di correzione del suolo alcalino
-Correzione transitoria della salinità
Per il miglioramento delle condizioni di salinità transitoria (salinità non associata a sbalzi di acque sotterranee), l'unico metodo pratico è mantenere un flusso d'acqua verso l'interno attraverso il profilo del suolo.
Questa pratica potrebbe includere l'applicazione di gesso (CaSO 4 ) per aumentare la frazione di percolato salino dalla zona di sviluppo delle radici. Nel sottosuolo sodico, invece, oltre alla lisciviazione o al lavaggio degli ioni sodio è richiesta l'applicazione di opportuni emendamenti.
Il boro solubile può anche essere lavato via. Dopo la lisciviazione di sodio e boro, le carenze nutritive vengono corrette.
-Aratura del sottosuolo o ripuntatura profonda
L'aratura del sottosuolo, o ripuntamento profondo, consiste nel rimuovere la matrice dal sottosuolo per rompere gli strati induriti compattati e migliorare la fertilità e l'umidità aggiungendo acqua.
Questa tecnica migliora la produttività del suolo, ma i suoi effetti non sono sostenuti a lungo termine.
La correzione della sodicità del suolo (o eccesso di ione sodio, Na + ) con ripuntamento profondo, ha effetti positivi a lungo termine solo se la struttura del suolo viene stabilizzata con l'aggiunta di ammendanti chimici, come il calcio sotto forma di gesso (CaSO 4 ) o sostanza organica, oltre a controllare il traffico o il passaggio di persone, bestiame e veicoli, per ridurre la compattazione del suolo.
-Correzione con l'aggiunta di gesso
Il gesso come fonte di ioni calcio (Ca 2+ ) per sostituire gli ioni sodio (Na + ) nel suolo è stato ampiamente utilizzato con successo variabile, con l'obiettivo di migliorare i problemi strutturali nei terreni sodici.
La correzione del gesso previene il rigonfiamento e la dispersione eccessivi delle particelle di argilla, aumenta la porosità, la permeabilità e riduce la resistenza meccanica del terreno.
Sono inoltre presenti lavori di ricerca che riportano un aumento del percolato di sali, sodio ed elementi tossici, con l'utilizzo del gesso come correzione dei terreni alcalini.
-Miglioramento con l'uso di polimeri
Sono state recentemente sviluppate tecniche per il miglioramento dei terreni di sodio, che includono l'uso di vari polimeri di poliacrilammide (PAM).
I PAM sono efficaci nell'aumentare la conduttività idraulica nei terreni di sodio.
-Correzione con materia organica e imbottitura
I pacciami di superficie (o pacciame in inglese) hanno diversi effetti favorevoli: riducono l'evaporazione dell'acqua superficiale, migliorano l'infiltrazione e diminuiscono il movimento di acqua e sali verso l'esterno.
L'applicazione superficiale di rifiuti organici sotto forma di compost, si traduce in una diminuzione degli ioni Na + , probabilmente dovuta al fatto che alcuni composti organici solubili del materiale del compost possono intrappolare lo ione sodio attraverso la formazione di composti chimici complessi.
Inoltre, la materia organica del compost apporta al suolo macronutrienti (carbonio, azoto, fosforo, zolfo) e micronutrienti e promuove l'attività dei microrganismi.
La correzione con sostanza organica viene effettuata anche negli strati profondi del terreno, sotto forma di aiuole, con gli stessi benefici dell'applicazione superficiale.
Figura 3. Modifiche con cenere vulcanica, per migliorare la ritenzione idrica, El Palmar, Tenerife, (Isole Canarie). Fonte: Patrick.charpiat, da Wikimedia Commons
-Applicazione di fertilizzanti chimici nel sottosuolo
L'applicazione di fertilizzanti chimici nel sottosuolo è anche una pratica correttiva per i terreni alcalini che migliora la produttività agricola, poiché corregge la carenza di macro e micronutrienti.
-Primo utilizzo colture
Diversi studi hanno esaminato la pratica delle colture di primo utilizzo come meccanismo per modificare la struttura del suolo, creando pori che consentono alle radici di svilupparsi in terreni ostili.
Specie legnose autoctone perenni sono state utilizzate per produrre pori nei sottosoli argillosi impervi, la cui coltivazione di primo utilizzo modifica favorevolmente la struttura e le proprietà idrauliche del suolo.
-Riproduzione di specie vegetali tolleranti ai vincoli del sottosuolo salino
L'uso del miglioramento genetico selettivo per migliorare l'adattamento delle colture alle condizioni restrittive dei terreni alcalini è stato fortemente messo in dubbio, ma è il metodo più efficace a lungo termine ed economico per migliorare la produttività delle colture in questi terreni ostili.
-Evita i limiti del sottosuolo
Il principio delle pratiche di evitamento si basa sull'uso massimo delle risorse dalla superficie del suolo alcalina relativamente benigna, per la crescita e la resa delle colture orticole.
L'utilizzo di questa strategia implica l'utilizzo di colture a maturazione precoce, meno dipendenti dall'umidità del sottosuolo e meno influenzate dai suoi fattori avversi, cioè con la capacità di evitare le condizioni avverse presenti nel suolo alcalino.
-Pratiche agronomiche
Semplici pratiche agronomiche, come la raccolta anticipata e un maggiore apporto di nutrienti, aumentano lo sviluppo radicale localizzato e quindi consentono anche un aumento del volume di suolo superficiale sfruttato nella coltura.
La ritenzione di potature e stoppie sono anche tecniche agronomiche per migliorare le condizioni di coltivazione in terreni alcalini.
Riferimenti
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