Πώς επηρεάζει το pH τη θρέψη

Ο βαθμός οξύτητας ή αλκαλικότητας του εδάφους εκφράζεται σε μονάδες pH, το οποίο επηρεάζει πολλές διεργασίες στα εδάφη, συμπεριλαμβανομένων της διαθεσιμότητας θρεπτικών ουσιών, της δραστηριότητας των μικροοργανισμών και της ανάπτυξης των ριζών. Το pH των φυσικών εδαφών κυμαίνεται συνήθως από 4,5 έως 8,0.  Εδάφη με pH μεταξύ 6,5 και 7,0 θεωρούνται ουδέτερα, εδάφη με pH πάνω από 7,5  αλκαλικά και τα εδάφη με pH μικρότερο από 6,5  όξινα. Τα περισσότερα φυτικά θρεπτικά συστατικά γίνονται διαθέσιμα σε ελαφρώς όξινο pH, δηλαδή από  5,8 έως 6,5.

Η επίδραση του  εδαφικού pH στη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών.

Σε pH χαμηλότερο του 5,2, θρεπτικά συστατικά όπως ασβέστιο, μαγνήσιο, άζωτο, φώσφορος και βόριο μπορεί να μην είναι διαθέσιμα για τα φυτά, ενώ η διαλυτότητα και η διαθεσιμότητα ιχνοστοιχείων, όπως ο σίδηρος, το αργίλιο, το μαγγάνιο, ο ψευδάργυρος και ο χαλκός αυξάνεται σημαντικά και μπορεί να γίνει τοξικό. Σε πολύ όξινα εδάφη, η διαδικασία ανοργανοποίησης της οργανικής ύλης επιβραδύνεται και μπορεί ακόμη και να σταματήσει εντελώς λόγω μείωσης της μικροβιακής δραστηριότητας υπό συνθήκες χαμηλού pH. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μειωμένη διαθεσιμότητα αζώτου και φωσφόρου. Σε εδάφη με υψηλό pH, γίνονται ολοένα συχνότρες οι ελλείψεις μικροθρεπτικών συστατικών. Η διαθεσιμότητα φωσφόρου μειώνεται τόσο σε εδάφη υψηλής οξύτητας, με pH χαμηλότερο του 5,5, όσο και σε αλκαλικά εδάφη με pH μεγαλύτερο από 7,5. Σε όξινα εδάφη, ο φώσφορος αντιδρά με το σίδηρο και το αργίλιο και καθίσταται μη διαθέσιμος, ενώ στα αλκαλικά εδάφη, ο φώσφορος αντιδρά με το ασβέστιο. Τα αλκαλικά εδάφη χαρακτηρίζονται από παρουσία ανθρακικού ασβεστίου, μαγνησίου και νατρίου. Σε επίπεδα pH του εδάφους μεταξύ 7,2 και 8,2, κυριαρχούν ανθρακικά άλατα ασβεστίου και μαγνησίου και το έδαφος ονομάζεται «ασβεστώδες έδαφος». Σε pH εδάφους πάνω από 8,2, το έδαφος κυριαρχείται από ανθρακικό νάτριο, καθώς γίνονται πολύ διαλυτά. Τα υψηλά επίπεδα νατρίου σε σχέση με το ασβέστιο και το μαγνήσιο μπορεί να επηρεάσουν αρνητικά τη δομή του εδάφους.

Δεξαμενές οξύτητας στο έδαφος

Υπάρχουν τρεις δεξαμενές οξύτητας στο έδαφος: ενεργή οξύτητα, ανταλλάξιμη οξύτητα και υπολειμματική οξύτητα. Η ενεργή οξύτητα είναι η συγκέντρωση ελεύθερων ιόντων υδρογόνου (H+) στο εδαφικό διάλυμα. Το pH του εδάφους είναι ένα μέτρο της ενεργού οξύτητας του εδάφους. Η ανταλλάξιμη οξύτητα αναφέρεται σε ιόντα υδρογόνου και αργίλιο που διατηρούνται στο σύμπλεγμα ανταλλαγής του εδάφους, δηλαδή στις επιφάνειες των κολλοειδών του εδάφους. Είναι η πιθανή οξύτητα του εδάφους, ως προσροφημένα ιόντα αργιλίου(Al⁺³) και ιόντα υδρογόνου (H⁺), μαζί με ασβέστιο (Ca⁺²), μαγνήσιο (Mg⁺²), κάλιο (K⁺) και νάτριο (Na⁺), βρίσκονται σε ισορροπία με το εδαφικό διάλυμα. Όσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων ενός εδάφους, τόσο μεγαλύτερη είναι η ρυθμιστική του ικανότητα, διότι το έδαφος μπορεί να διατηρήσει μεγαλύτερη ποσότητα ιόντων υδρογόνου και ιόντα αργιλίου. Η ρυθμιστική ικανότητα του εδάφους αναφέρεται στην ικανότητά του να αντιστέκεται στις αλλαγές του pH. Δεδομένου ότι η ενεργή οξύτητα βρίσκεται σε ισορροπία με την ανταλλάξιμη, τα προσροφημένα ιόντα αργιλίου και υδρογόνου μπορούν να αναπληρώσουν το αργίλιο και το υδρογόνο που αφαιρέθηκαν από το εδαφικό διάλυμα. Επομένως, εδάφη με υψηλό CEC και χαμηλό pH θα απαιτήσουν περισσότερο ασβέστη προκειμένου να αυξηθεί το pH στο επιθυμητό επίπεδο. Ενώ το ασβέστιο, το μαγνήσιο, το κάλιο και το νάτριο θεωρούνται κατιόντα βάσης, το αργίλιο και το υδρογόνο θεωρούνται όξινα. Το αργιλίου θεωρείται όξινο λόγω των αντιδράσεων υδρόλυσης που περνά στο εδαφικό διάλυμα. Η υδρόλυση του αργιλίου δημιουργεί ιόντα υδρογόνου, δηλαδή ενεργή οξύτητα. Η υπολειπόμενη οξύτητα σχετίζεται με ιόντα αργιλίου και υδρογόνου που συνδέονται με τα κολλοειδή του εδάφους, αλλά όχι σε ανταλλάξιμη μορφή.