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老布談農機農藝第三講:土壤pH值對產量形成的意義
發布時間: 2020-10-12 8:25:38

在許多以往進行的土壤分析顯示,黑土pH值在4.8-5.3之間的酸性區域里。沒有適當的pH值,對于植物的生長以及高產的形成會產生巨大的損失,因而提高土壤pH值對于農業生產有必要的。

在這一篇短文里將簡單的介紹一下pH值對植物生長的意義。

pH值是表示土壤溶液中水合氫離子濃度(H3O+)的衡量單位。它同時也是一個很好的測量土壤酸堿度的工具。它通常以水合氫離子的摩爾濃度為真數的負常用對數

pH=-log10 [H3O+] 來給定。


由于土壤中一系列的化學、物理、生物過程都依賴于pH值,因而認識它對于任何地區的農業生產都十分重要。經營措施(施肥,整地)務必要根據每一個地區(每一塊農田)的特性,以達到最佳pH值為目標來圍繞進行。

pH值對于實際的農業生產有什么意義?它能說明什么?

就上面的對數公式可以看出pH值很容易得到。當pH值由6降至5,說明酸化的土壤不是數量或單位有什么改變或增長,而是根據十進制對數公式顯示真數10數值增加。這表示土壤酸化同比增長1000%。

pH5.0: [H3O+] =10-5 mol/l  =  0.00001000

pH4.5: [H3O+] =10-4,5 mol/l = 0.0000316   

水合氫離子的單位數量為:

pH 5.0:  6.023 x 1023 x 10-5 = 6.023 x 1018

pH 4.5:  6.023 x 1023 x 3.1623 x 10-5 = 19.05 x 1018

6.023 x 1023:阿伏加德羅常數。摩爾(M=mol/l)是表示物質的量的,被定義為所含的基本單元數為阿伏伽德羅常數。表示為物質的摩爾質量,例如1摩爾水合氫離子含有6,023 x1023個離子


每升土壤溶液中的水合氫離子數量為: 

pH 5.0:  6.023 x 1023 x 10-5  =  6.023 x 1018

pH 4.5:  6.023 x 1023 x 3.1623 x 10-5 = 19.05 x 1018

這些細小的數值對于農業生產來說起著很重要的作用。它們會清楚地說明,當土壤pH值變化時(例如pH值在4.8和5.5之間變化)一方面由于養分被固定會使植物缺乏養分供給,另一方面會使植物根部接觸到被釋放的有害物質,尤其是鋁、鐵和錳。當pH值達到5.5 時,這些氧化物就開始釋放。

影響植物營養吸收的主要因素是由于過低的pH值。過高的pH值也會影響養分吸收。

污染的空氣中懸浮的SO2, NOx, H2SO4, HNO3 和 NO3 會加速土壤的酸化程度。

其他導致土壤酸化的因素是常年使用化肥尿素。這種肥料會消耗鈣肥,從而使土壤逐年酸化。 

為了減緩酸化以及提高土壤pH值,應該根據輪作作物或者根據喜鈣作物( 例如玉米、馬鈴薯和大豆)的種植比例適當的增加鈣肥的施用。


酸化的土壤對土壤結構,根系形成和微生物生長的影響:

酸性土壤組織不穩定,會形成土壤流失或淤塞(無法吸收水分,土壤中含氧量低)。

酸化的土壤會嚴重阻礙有益生物(甲蟲,蠕蟲和微生物)的生長,它們無法對土壤的生長和發育起到積極的作用。這會導致土壤結構的破壞。

酸性土壤會阻礙植物的根部發育,因為土壤中的微生物無法生產足夠的養分。這些土壤微生物對于土壤肥力具有決定性的作用,而且還是免費的土壤肥力加工者。 

發育不完全的的植物根部系統不能充分吸收土壤中養分和肥料,從而影響產量,同時在直接的浪費肥料和成本。

Die Bedeutung des pH-Wertes für die

Ertragsbildung

Die vielen durchgeführten Bodenanalysen haben gezeigt, da? der pH-Wert für eine Schwarzerde mit pH-Werten zwischen 4,8 bis 5,3  im sauren Bereich liegt. Ma?nahmen zur Anhebung des pH-Wertes sind deshalb empfehlenswert, denn ohne einen optimalen pH-Wert wird die Entwicklung der Kulturpflanze und damit die Ertragsbildung stark gehemmt.

In diesem kurzen Beitrag wird die Bedeutung des pH-Wertes für das Pflanzenwachstum kurz dargestellt.

Der pH-Wert ist eine Ma?einheit für die Darstellung der Hydronium-Ionen-Konzentration (H3O+) in der w?sserigen Bodenl?sung. Er ist ein geeignetes Mittel zur Kennzeichnung der Bodenacidit?t (Basen – S?urehaushalt des Bodens). Er wird als negativer dekadischer Logarithmus  - pH = -10 log [H3O] angegeben. Aus Vereinfachungsgründen wird die fachlich nicht ganz korrekte Schreibweise der H+-Ionenkonzentration benutzt. 

Da vom pH-Wert eine Reihe von chemischen und physikalischen und damit auch biologischen Prozessen im Boden abh?ngen, ist es wichtig, diesen Wert für jeden einzelnen  Standort zu kennen. Durch Bewirtschaftungsma?nahmen (Düngung, Bodenbearbeitung) muss der optimale pH-Wert für jeden Standort/jedes Feld spezifisch eingestellt werden. 

Was bedeutet der pH-Wert für die praktische Landwirtschaft, was sagt er aus?

Auf Grund der logarithmischen Darstellung sind die pH-Werte leicht zu handhaben. Die Ver?nderung des pH-Wertes von z.B. 6 auf 5 bedeutet, dass die Versauerung des Bodens nicht um irgendeine Einheit oder Gr??e zugenommen hat, sondern dass sie – wegen der Darstellung als dekadischer Logarithmus – um den Faktor 10 angestiegen ist. Das bedeutet eine Zunahme der Versauerung des Bodens um 1000%.

pH 5,0:[H3O+] = 10-5 mol/l  =  0,00001000

pH 4,5 [H3O+] = 10-4,5 mol/l = 0,0000316

Die Anzahl der H3O+ - Ionen betr?gt bei

pH 5,0:  6,023 x 1023 x 10-5 = 6,023 x 1018

pH 4,5:  6,023 x 1023 x 3,1623 x 105 = 9,05 x 1018

Die Anzahl der H3O+ - Ionen pro Liter betr?gt bei 

pH 5,0:  6,023 x 1023 x 10-5  =  6,023 x 10-18

pH 4,5:  6,023 x 1023 x 3,1623 x 10-5 = 19,05 x 1018

Insofern ist es für die praktische Landwirtschaft schon von gro?er Bedeutung, diese Feinheiten zu kennen. Sie erkl?ren deutlich, dass oft anzutreffende pH-Werte von zum Beispiel  4,8 bis 5,5 einerseits zu Mangelsituationen durch Festlegung von N?hrstoffen und gleichzeitig auch zu toxischen Belastungen für die Wurzel eintreten durch Freisetzung von besonders Aluminium, Eisen, und Mangan.. Die Freisetzung dieser Oxide beginnt bereits bei pH 5,5 

In der Praxis wird die Ern?hrungsst?rung der Pflanze überwiegend zu niedrige und weniger durch zu hohe pH-Werte negativ beeinflusst.

Durch externe Eintr?ge aus Luftverunreinigungen mit SO2, NOx, H2SO4, HNO3 und NO3 kommen weitere S?urebildner im Boden dazu. 

Als weiteres Praxisbeispiel soll die mehrj?hrige Düngung mit Harnstoff (Urea) angesprochen werden. Dieser Dünger verbraucht Kalk, der Boden versauert von Jahr zu Jahr. 

Um den Prozess der Versauerung zu bremsen und/oder die pH-Werte anzuheben ist eine Kalkung im Rhythmus der Fruchtfolge oder zu den kalkliebenden Kulturen wie Mais, Kartoffeln und Bohnen.

Abschlie?end noch eine Anmerkung zum Einfluss sauren Bodens auf das Bodengefüge, die  Wurzelbildung und die Entwicklung der Mikroorganismen:

Im sauren Boden sind die Bindesubstanzen, die dem Boden Stabilit?t geben, nicht genügend wasserfest. Der Boden ist stark gef?hrdet durch Erosion und Verschl?mmung (keine Wasseraufnahme, geringer Sauerstoffgehalt im Boden)

Im sauren Boden ist das Leben der nützlichen Organismen (K?fer, Würmer und Mikroorganismen) so stark gehemmt, dass sie nur noch schwach oder gar nicht zur Gefügebildung der Krume beitragen k?nnen. Zerst?rung der Bodenstruktur bei der Bearbeitung sind die Folgen.

Im sauren Boden ist die Wurzelproduktion der Pflanze gehemmt. Es wird daher nie genug Nahrung für die Bakterien produziert. Die Mikroorganismen sind für einen fruchtbaren Boden die entscheidenden Helfer die kein Geld kosten. 

Ein schlecht ausgebildetes Wurzelsystem bedeutet auch eine N?hrstoffverschwendung durch Düngung oder der Bodenvorr?te

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