odczyn gleby

Odczyn gleby — Odczyn gleby – stosunek stężenia jonów wodorowych (H⁺) do stężenia jonów wodorotlenowych (OH⁻), wyrażony za pomocą skali pH definiowanej jako logarytm ujemny ze stężenia obecnych w glebie jonów wodorowych (H⁺). Odczyn gleby to jeden z najważniejszych czynników wpływających na przyswajalność składników pokarmowych przez rośliny oraz rozwój flory i fauny glebowej w danym ekosystemie.

Definicja

Odczyn gleby definiuje się jako stosunek stężenia jonów wodorowych (H⁺) do stężenia jonów wodorotlenowych (OH⁻) obecnych w roztworze glebowym. Odczyn gleby wyraża się poprzez stężenie H⁺ w molach na dm³ roztworu glebowego, bądź wykorzystuje się skalę pH opartą na aktywności jonów H⁺ w roztworach wodnych, definiowaną jako ujemny logarytm dziesiętny aktywności H⁺.

Pomiary odczynu gleby wykonuje się w wodzie (pH w H₂O) lub w roztworze chlorku potasu (pH w KCl). Odczyn gleby w wodzie określa ilość jonów kwasotwórczych i zasadotwórczych rozpuszczonych w roztworze glebowym. Odczyn gleby w roztworze KCl określa ponadto ilość jonów kwasotwórczych w kompleksie sorpcyjnym.

Przewaga jonów wodorowych (H⁺) w roztworze glebowym określa odczyn kwaśny, przewaga jonów wodorotlenowych (OH⁻) – odczyn zasadowy; równoważne ilości jonów wodorowych i wodorotlenowych – odczyn obojętny.

Na podstawie wartości pH (pH w KCl) wyróżnia się:

• gleby silnie kwaśne (pH < 4,5),
• gleby kwaśne (pH 4,5-5,5),
• gleby lekko kwaśne (pH 5,6-6,5),
• gleby obojętne (pH 6,6-7,2),
• gleby zasadowe (pH > 7,2).

Czynniki wpływające na odczyn gleby

Odczyn gleby zależy od składników tworzących fazę stałą fazy (cząstek mineralnych, organicznych i organiczno-mineralnych tworzących kompleks sorpcyjny) oraz składników fazy ciekłej (roztworu glebowego składającego się z rozpuszczonych cząstek mineralnych i organicznych).

Duży wpływ na odczyn gleby mają procesy glebotwórcze, czyli zjawiska fizyczne, chemiczne, biochemiczne oraz biologiczne wywołujące przekształcanie się skały macierzystej w dany rodzaj gleby. Procesy te zachodzą pod wpływem czynników glebotwórczych i obejmują procesy wietrzenia, humifikacje i mineralizację materii organicznej oraz przemieszczanie się składników i ich wytrącanie w profilu glebowym.
 
Gleby kwaśne powstają na utworach piaszczystych, zwietrzelinach granitoidów, piaskowców bezwęglanowych oraz kwarcytów, które w procesie wietrzenia uwalniają do gleby jony kwasotwórcze – jony wodoru (H⁺) oraz glinu (Al³⁺). Gleby te występują na obszarach o ciepłym i wilgotnym klimacie z obfitymi opadami deszczu, które wymywają kationy zasadotwórcze w głąb profilu glebowego, przez co zwiększa się udział kationów kwasotwórczych w kompleksie sorpcyjnym. Na kwasowość gleby wpływają także kwasy organiczne powstające podczas rozkładu materii organicznej (np. kwasy humusowe), procesy wzrostowe roślin (pobieranie kationów i wydzielanie do gleby jonów H⁺ i kwasów organicznych) oraz działalność mikroorganizmów (procesy nitryfikacji, utleniania siarczków). Do wzrostu kwasowości gleby przyczynia się także działalność człowieka, np. kwaśne deszcze, stosowanie kwaśnych nawozów mineralnych.

Gleby obojętne występują na zwietrzelinach bogatych w węglan wapnia, takich jak dolomity, wapienie i gliny zwałowe. Gleby o odczynie zasadowym (gleby słone) zawierają przeważnie sole sodowe. Gleby o odczynie obojętnym i zasadowym występują na obszarach suchych, na których procesy wietrzenia i ługowania (wymywania kationów zasadotwórczych) nie są tak intensywne.

Metody oznaczania odczynu glebowego

Oznaczanie odczynu glebowego obejmuje następujące metody:

• oznaczanie pH gleby na podstawie cech charakterystycznych profilu glebowego, np. gleby zasadowe (sołonczaki) zawierające w profilu warstwy o znacznej ilości soli,
• oznaczanie pH gleby na podstawie roślin wskaźnikowych, np. rośliny kwasolubne porastające gleby kwaśne (wrzosowate, sosna zwyczajna, torfowce

• metody kolorymetryczne (np. metoda Helliga) – pomiar pH niewielkiej próbki gleby na porcelanowej płytce ze skalą barw przy użyciu indykatora Helliga – mieszaniny roztworów czerwieni metylowej i błękitu bromotymolowego zmieniającej barwę w zależności od stężenia jonów wodorowych,
• metody potencjometryczne z wykorzystaniem pH-metrów – wartość pH ustala się na podstawie różnicy potencjałów między elektrodą wskaźnikową zanurzoną w próbce badanego roztworu gleby a elektrodą porównawczą zanurzoną w roztworze wzorcowym o znanym pH.

Znaczenie odczynu gleby

Odczyn gleby jest jednym z najważniejszych czynników warunkujących fizyczne, chemiczne oraz biologiczne właściwości gleby, a w szczególności rozpuszczalność i dostępność składników odżywczych dla roślin.

Optymalny zakres pH dla większości roślin wynosi od 5,5 do 7,5 (lekko kwaśny do obojętnego). Gleby o odczynie kwaśnym cechują się najwyższą przyswajalnością żelaza i manganumiedzi i cynku największa jest w glebach o odczynie lekko kwaśnym i maleje wraz ze zmianą pH. Rośliny występujące na kwaśnych glebach narażone są na toksyczne działanie jonów glinu (pH < 5) i wodoru (pH < 3) oraz niedobór jonów zasadotwórczych takich jak jony wapnia i magnezu.

Największą przyswajalnością w glebach obojętnych cechują się azot, siarka, fosfor i bor. Przyswajalność potasu jest największa w glebach o odczynie obojętnym i zasadowym i maleje wraz ze spadkiem pH. Gleby o odczynie zasadowym cechują się największą przyswajalnością wapnia, magnezu i molibdenu, która spada wraz ze wzrostem zakwaszenia gleby.

Odczyn gleby wykorzystywany jest w ocenie jakości gleby (klasy bonitacyjnej), możliwości jej  potencjalnego wykorzystania na cele rolnicze, opracowania optymalnych metod uprawy oraz nawożenia gleby, a także do poprawy produktywności gleby, np. poprzez wapnowanie.