Подкисление почвы

редактировать

Soil подкисление - это накопление водородных катионов, которое снижает pH почвы. Химически это происходит, когда в почву добавляется донор протона . Донором может быть кислота, такая как азотная кислота, серная кислота или угольная кислота. Это также может быть соединение, такое как сульфат алюминия, которое реагирует в почве с выделением протонов. Подкисление также происходит при выщелачивании из почвы катионов основания, таких как кальций, магний, калий и натрий..

Подкисление почвы происходит естественным образом, когда лишайники и водоросли начинают разрушать поверхность горных пород. Кислоты продолжают растворяться по мере развития почвы. Со временем и под воздействием погодных условий почвы в природных экосистемах становятся более кислыми. Скорость закисления почвы может варьироваться и возрастать с определенными факторами, такими как кислотные дожди, сельское хозяйство и загрязнение.

Содержание

  • 1 Причины
    • 1.1 Кислотные дожди
    • 1.2 Биологическое выветривание
    • 1.3 Основные материалы
    • 1.4 Поправки в почву
    • 1.5 Загрязнение
  • 2 Последствия
  • 3 Предотвращение и управление
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Дополнительная литература

Причины

Кислотный дождь

Осадки естественно кислые из-за образования угольной кислоты из двуокиси углерода в атмосфере. Это соединение вызывает pH дождя около 5,0-5,5. Когда уровень pH осадков ниже естественного, это может вызвать быстрое закисление почвы. Диоксид серы и оксиды азота являются предшественниками более сильных кислот, которые могут привести к образованию кислотных дождей, когда они вступают в реакцию с водой в атмосфере. Эти газы могут присутствовать в атмосфере из-за естественных источников, таких как молнии и извержения вулканов, или в результате антропогенных выбросов. Основные катионы, такие как кальций, вымываются из почвы по мере прохождения кислотных дождевых осадков, что способствует повышению уровня алюминия и протонов.

Биологическое выветривание

Корни растений подкисляют почву, выделяя протоны и органические кислоты, чтобы химически выветривать минералы почвы. Разлагающиеся остатки мертвых растений на почве могут также образовывать органические кислоты, которые способствуют подкислению почвы. Подкисление из-за листового опада на почве более выражено под хвойными деревьями, такими как сосна, ель и пихта, которые возвращают меньше катионов оснований в почвы, а не под лиственными деревьями.

Исходные материалы

Определенные исходные материалы также способствуют подкислению почвы. Граниты и родственные им горные породы называются «кислыми», потому что они содержат много свободного кварца, который производит кремнистый кислота при выветривании. Кроме того, в них относительно мало кальция и магния. Некоторые осадочные породы, такие как сланцы и уголь, богаты сульфидами, которые при гидратации и окислении производят серную кислоту, которая значительно сильнее кремниевой кислоты. Многие угольные почвы слишком кислые, чтобы поддерживать энергичный рост растений, и уголь выделяет сильные предшественники кислотных дождей при сжигании. Морские глины также во многих случаях богаты сульфидами, и такие глины становятся очень кислыми, если их истощить до окислительного состояния.

Поправки к почве

Поправки к почве, такие как удобрения и навоз, могут вызвать подкисление почвы. Удобрения на основе серы могут быть сильно подкисляющими, примеры включают элементарную серу и сульфат железа, в то время как другие, такие как сульфат калия, не оказывают значительного влияния на pH почвы. Хотя большинство азотных удобрений обладают подкисляющим действием, азотные удобрения на основе аммония подкисляют сильнее, чем другие источники азота. Азотные удобрения на основе аммиака включают сульфат аммония, диаммонийфосфат, моноаммонийфосфат и нитрат аммония. Источники органического азота, такие как мочевина и компост, обладают меньшим подкислением. Источники нитратов, которые содержат мало аммония или не содержат аммония, такие как нитрат кальция, нитрат магния, нитрат калия и нитрат натрия, не являются подкисление.

Загрязнение

Подкисление может также происходить из-за выбросов азота в воздух, так как азот может в конечном итоге осаждаться в почве. На животноводство приходится почти 65% антропогенных выбросов аммиака .

Антропогенные источники диоксидов серы и оксидов азота играют важную роль в увеличении образования кислотных дождей. Использование ископаемого топлива и выхлопных газов двигателей являются крупнейшими антропогенными источниками серных газов и оксидов азота, соответственно.

Последствия

Подкисление почвы может нанести ущерб растениям и организмам в почве. У растений закисление почвы приводит к уменьшению размера и прочности корней. Кислые почвы иногда повреждают кончики корней, что снижает дальнейший рост. Снижается высота растений и снижается всхожесть семян . Подкисление почвы влияет на здоровье растений, что приводит к уменьшению площади покрытия и плотности растений. В целом у растений наблюдается задержка роста. Подкисление почвы напрямую связано с сокращением количества исчезающих видов растений.

Подкисление почвы снижает разнообразие микробов и макрофауны. Это может уменьшить ухудшение структуры почвы, что делает ее более чувствительной к эрозии. В почве доступно меньше питательных веществ, более сильное воздействие токсичных элементов на растения и последствия для биологических функций почвы (например, фиксация азота ).

В более крупном масштабе подкисление почвы связано с потерей сельскохозяйственной продуктивности из-за эти эффекты.

Воздействие кислой воды и закисления почвы на растения может быть незначительным или в большинстве случаев значительным. В незначительных случаях, которые не приводят к гибели растений, относятся: менее чувствительные растения к кислым условиям и / или менее сильные кислотные дожди. Также в незначительных случаях растение в конечном итоге погибнет из-за того, что кислая вода снижает естественный pH растений. Кислая вода попадает в растение и заставляет важные минералы растения растворяться и уноситься; что в конечном итоге приводит к гибели растения от недостаток минеральных веществ для питания. В серьезных случаях, которые являются более серьезными; происходит тот же процесс повреждения, что и в незначительных случаях, который заключается в удалении основных минералов, но с гораздо большей скоростью. Аналогичным образом идет кислотный дождь, который идет на почве и на листьях растений вызывает усыхание кутикулы воскового листа; что в конечном итоге вызывает быструю потерю воды растением в окружающую атмосферу и приводит к гибели растения. Чтобы увидеть, подвержено ли растение закислению почвы, можно внимательно наблюдать за листьями растения. Если листья зеленые и выглядят здоровыми, pH почвы нормальный и приемлемый для жизни растений. Но если листья растения пожелтели между прожилками на листьях, это означает, что растение страдает от подкисления и нездорово. Более того, растение, страдающее закислением почвы, не может фотосинтезировать. Высыхание растения из-за кислой воды разрушает органеллы хлоропластов. Без возможности фотосинтеза растение не может создавать питательные вещества для собственного выживания или кислород для выживания аэробных организмов; который влияет на большинство видов на Земле и в конечном итоге приводит к прекращению существования растений.

Профилактика и управление

Подкисление почвы - обычная проблема при долгосрочном растениеводстве, которую можно уменьшить путем внесения извести. В культурах сои и кукурузы, выращиваемых на кислых почвах, внесение извести привело к восстановлению питательных веществ, повышению pH почвы, увеличению корневой биомассы и улучшению здоровья растений.

Для предотвращения дальнейшего подкисления также могут применяться различные стратегии управления: использование менее подкисляющих удобрений, учет количества удобрений и сроков внесения для уменьшения выщелачивания нитрат-азота, хорошее орошение водой, нейтрализующей кислоту, и учет соотношения основные питательные вещества к азоту в убранных культурах. Серные удобрения следует использовать только для чувствительных культур с высокой скоростью восстановления урожая.

За счет сокращения антропогенных источников диоксидов серы, оксидов азота и мер по борьбе с загрязнением воздуха давайте попробуем снизить кислотность дождь и подкисление почвы во всем мире.

См. также

Литература

Дополнительная литература

  • Фенн, Мэн; Хантингтон, Т. Г.; McLaughlin, S. B.; Игар, К.; Gomez, A.; Кук, Р. Б. (2006). «Состояние закисления почв в Северной Америке» (PDF). Журнал лесоводства. 52: 3–13. Архивировано из оригинального (PDF) 20.10.2011. Проверено 13 января 2019. Истощение запасов кальция является основным механизмом кислотных отложений в восточной части Северной Америки
Последняя правка сделана 2021-06-08 08:33:04
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте