pH خاک یکی از شاخصهای کلیدی برای تعیین سلامت خاک و رشد گیاهان است. pH نشان میدهد که خاک اسیدی، خنثی یا قلیایی است. این مقیاس یک معیار لگاریتمی است که بر اساس غلظت یونهای هیدروژن (H+) در محلول خاک تعریف میشود. عدد pH از ۰ تا ۱۴ متغیر است؛ عدد ۷ نشاندهندهی حالت خنثی، کمتر از ۷ بیانگر اسیدی بودن و بیشتر از ۷ نشاندهندهی قلیایی بودن خاک است.
هر واحد تغییر در pH معادل یک تغییر ۱۰ برابری در اسیدیته یا قلیائیت خاک است. برای مثال، خاکی با 5pH، ده برابر اسیدیتر از خاکی با 6pH است. دانستن pH خاک به کشاورزان کمک میکند تا بفهمند چه نوع گیاهانی در خاکشان بهتر رشد میکنند و چگونه باید خاک را اصلاح کنند تا به بازده حداکثری دست یابند.
اهمیت pH خاک
تأثیر بر حاصلخیزی و دسترسی به عناصر غذایی
دامنه ایدهآل pH برای دسترسی به اکثر عناصر غذایی اصلی و فرعی، معمولاً بین ۶ تا ۷.۵ قرار دارد.
عناصری مانند آلومینیوم Al3+ و منگنز Mn 2+ ممکن است به غلظتهای سمی برای گیاه برسند که منجر به مسمومیت و توقف رشد ریشه میشود. در عین حال، عناصری مانند فسفر (P) و مولیبدن (Mo) تثبیت شده و دسترسی گیاه به آنها کاهش مییابد.
در خاکهای خیلی قلیایی (pH بالاتر از ۷.۵) :
عناصری حیاتی مانند آهن (Fe)، روی (Zn)، منگنز (Mn) و فسفر (P) دچار پدیدهی «قفل شدن» یا تثبیت شیمیایی میشوند و به فرمهای نامحلول در میآیند. این امر منجر به کمبودهای تغذیهای حاد در گیاهان میشود، حتی اگر این عناصر در خاک موجود باشند (مثلاً کمبود کلروز آهن).
تأثیر بر فعالیت زیستی خاک
فعالیت میکروارگانیسمهای مفید خاک، از جمله باکتریهایی که وظیفه تثبیت نیتروژن و تجزیه مواد آلی را بر عهده دارند، به شدت به pH وابسته است. بیشتر باکتریهای مفید خاک در محدوده pH خنثی تا کمی قلیایی (۶.۵ تا ۷.۵) بهترین عملکرد را دارند. فعالیت قارچها ممکن است در شرایط اسیدیتر کمی افزایش یابد، اما تعادل کلی زیستی خاک در محدوده میانی حفظ میشود.
عوامل مؤثر بر pH خاک
بارندگی و اقلیم:
موادآلی خاک:
کودها و فعالیت های انسانی:
استفاده مداوم از برخی کودهای شیمیایی تاثیر قابل توجهی بر pH دارد. کودهای حاوی آمونیوم پس از جذب توسط گیاه یا تبدیل میکروبی، به دلیل افزایش یونهای هیدروژن، اسیدیته خاک را کاهش میدهد. فعالیتهای کشاورزی و مداخلات محیطی انسانها عاملی کلیدی در تعیین مسیر بلندمدت pH خاک محسوب میشوند، زیرا این فعالیتها به طور مداوم در حال تغییر تعادل شیمیایی طبیعی هستند.
یکی از تأثیرات قابل توجه، آبیاری نامناسب است که میتواند خاک را به سمت قلیایی شدن سوق دهد. در مناطقی که منابع آبی حاوی مقادیر بالایی از کلسیم و منیزیم هستند (که اصطلاحاً آب سخت نامیده میشود)، آبیاری مکرر منجر به انباشت این مواد قلیایی در افق خاک میگردد و در نتیجه pH خاک به تدریج افزایش مییابد. کشت مداوم و برداشت محصول نیز به طور طبیعی فرآیند اسیدیسازی را تقویت میکند؛ چرا که گیاهان در طول جذب مواد غذایی، برای حفظ تعادل الکتریکی خود، یونهای اسیدی به محیط اطراف ریشه آزاد میکنند و خروج مواد غذایی از چرخه خاک، این روند را تشدید میکند.
روشهای اندازهگیری pH خاک
1. pH متر دیجیتال (الکترودی)
روش کار: نمونهای از خاک (معمولاً یک قسمت خاک به دو یا سه قسمت آب مقطر) مخلوط شده و پس از رسیدن به تعادل، الکترود کالیبره شده دستگاه در محلول قرار میگیرد.
مزایا: دقت بالا، امکان اندازهگیری سریع و خواندن مستقیم مقدار pH.
نکات: نیازمند کالیبرهسازی منظم با بافرهای استاندارد (معمولاً 7pH، 4pH و 10pH) و استفاده از آب مقطر برای جلوگیری از تداخل املاح آب در خوانش.
2. نوارهای سنجش pH (کاغذ لیتموس)
این نوارها برای غربالگری اولیه و تخمین سریع مناسب هستند.
روش کار: نوار مرطوب شده با مقداری از عصارهی آبی خاک تماس داده میشود و رنگ آن با جدول رنگی استاندارد مقایسه میشود.
مزایا: بسیار ارزان و قابل حمل.
معایب: دقت پایین، حساسیت زیاد به رنگ خود خاک و غلظت نمکهای محلول.
3. کیتهای آزمایشگاهی خانگی (Colorimetric Kits)
روش کار: مقدار کمی از خاک با معرف مخصوص مخلوط شده و بر اساس تغییر رنگ، pH تخمین زده میشود.
مزایا: دقت بهتر از نوارهای لیتموس و مناسب برای باغبانان حرفهای.
نکات: نتایج باید در نور طبیعی تفسیر شوند.
روشهای کنترل pH خاک
۱. افزایش pH خاکهای اسیدی (اصلاح قلیایی)
این فرآیند که به آن آهکی کردن (Liming) گفته میشود، نیاز به افزودن ترکیبات بازی دارد تا یونهای (+H) خنثی شوند و تبادل کاتیونی با یونهای مثبت قلیایی مانند (Ca2+) انجام شود.
الف) آهک کشاورزی (CaCO3)
میزان مصرف: تعیین میزان آهک مورد نیاز بر اساس ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) خاک و میزان اسیدیته فعلی (Buffer pH) انجام میشود و معمولاً با استفاده از جداول استاندارد محاسبه میگردد.
زمانبندی: آهک باید چند ماه قبل از کاشت به خاک اضافه شده و کاملاً با لایه سطحی مخلوط شود تا فرصت واکنش شیمیایی را داشته باشد.
ب) کلسیم اکسید ( CaO - آهک زنده)
احتیاط: به دلیل خاصیت سوزانندگی و واکنش سریع، باید با احتیاط فراوان و در مقادیر کمتر از آهک معمولی استفاده شود.
ج) خاکستر چوب
۲. کاهش pH خاکهای قلیایی (اصلاح اسیدی)
الف) گوگرد عنصری (S)
نکته: برای خاکهای آهکی سنگین، میزان گوگرد مورد نیاز بسیار بیشتر است.
ب) کودهای شیمیایی اسیدی
استفاده از کودهای حاوی یون آمونیوم به جای نیتراتدار، در درازمدت باعث اسیدی شدن میشود. سولفات آمونیوم NH4) 2 SO4) معمولاً برای این منظور توصیه میشود.
ج) مواد آلی
