Τα προβληματικά εδάφη και η βελτίωσή τους

Τα προβληματικά εδάφη και η βελτίωσή τους

Συγγραφέας: Πρόδρομος Κουκουλάκης, Αριστοτέλης Παπαδόπουλος

Πρακτικές αρχές και μεθόδοι που εφαρμόζονται στην καθημερινή παραγωγική διαδικασία με στόχο τη βελτίωση, ορθολογική διαχείριση και αποτελεσματική αξιοποίηση των προβληματικών εδαφών. Εξετάζεται η επιλογή, χρήση και εφαρμογή των διάφορων εδαφοβελτιωτικών, η λίπανση των βελτιωθέντων εδαφών και η διατήρηση της γονιμότητας και παραγωγικότητάς τους, με σκοπό την εξασφάλιση της αειφορίας τους. Δίνονται επίσης τα κατάλληλα συστήματα αμειψισποράς, που είναι χρήσιμο να εφαρμόζονται κατά την καλλιέργεια των εδαφών αυτών μετά τη βελτίωσή τους.

Περιεχόμενα

Πρόλογος 9
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1
Προβληματικά Εδάφη - Γενική Θεώρηση
1.1 Εισαγωγή 23
1.2 Αλατούχα και Αλκαλιωμένα Eδάφη 25
1.3 Όξινα Eδάφη 28
1.3.1 Γένεση των όξινων εδαφών 29
1.3.2 Η προβληματικότητα των όξινων εδαφών 29
1.3.3 Τα όξινα εδάφη της Ελλάδος 30
1.4 Τα Ασβεστούχα Εδάφη 32
1.5 Βιβλιογραφία 33

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2
Τα Αλατούχα Εδάφη
2.1 Εισαγωγή 35
2.2 Γένεση των Αλατούχων Εδαφών 37
2.3 Το Πρόβλημα της Εναλάτωσης του Εδάφους 39
2.4 Μέθοδοι και Κριτήρια Διάγνωσης των Παθογενών Λόγω
Αλάτων Εδαφών 41
2.4.1 Ορατά συμπτώματα 41
2.4.2 Διάγνωση των αιτίων της αλατότητας 42
2.5 Κατανομή των Αλατούχων Εδαφών 44
2.6 Παράγοντες της Eναλάτωσης του Eδάφους 47
2.6.1 Κλιματικές συνθήκες 47
2.6.2 Στάθμη του υπόγειου νερού 48
2.6.3 Η ποσότητα του νερού άρδευσης 48
2.6.4 Ιδιότητες του εδάφους 49
2.6.5 Μέθοδος άρδευσης 49
2.6.6 Λοιποί παράγοντες 50
2.7 Χαρακτηρισμός των Aλατούχων Eδαφών 51
2.8 Μονάδες Έκφρασης της Αλατότητας 55
2.9 Το Ισοζύγιο των Αλάτων 55
2.10 Πρόβλεψη της Αλατότητας του Εδάφους 61
2.10.1 Με το ισοζύγιο νερού 61
2.10.2 Με το ισοζύγιο των αλάτων 62
2.11 Διαχείριση των Αλατούχων Εδαφών 64
2.11.1 Επιφανειακές μέθοδοι άρδευσης 68
2.11.2 Πρακτικές φύτευσης ή σποράς 72
2.11.3 Προγραμματισμός των αρδεύσεων 74
2.11.3.1 Έκπλυση του εδάφους 75
2.11.4 Επιλογή ανθεκτικών ποικιλιών στα άλατα 76
2.12 Αποτελεσματικότητα της Έκπλυσης των Αλάτων και
Απαιτήσεις σε Νερό 77
2.13 Έκπλυση των Πλούσιων σε Βόριο Εδαφών 79
2.14 Στράγγιση και Έλεγχος της Αλατότητας 80
2.15 Επεξεργασία των Νερών Στράγγισης 82
2.16 Έλεγχος της Aλατότητας στον Aγρό 84
2.17 Η Aγωγιμότητα της Ριζόσφαιρας 85
2.17.1 Υπολογισμός της μέσης αγωγιμότητας της ριζόσφαιρας. 87
2.18 Γονιμότητα των Aλατούχων Eδαφών 89
2.19 Βελτίωση των Aλατούχων Eδαφών 91
2.20 Βιβλιογραφία 92

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3
Τα Αλκαλιωμένα Εδάφη
3.1 Εισαγωγή 97
3.2 Ταξινόμηση των Αλκαλιωμένων Εδαφών 98
3.2.1 Βαθμός αλκαλίωσης (ESP) 99
3.2.2 Αναλογία (λόγος) προσρόφησης του νατρίου 99
3.2.3 Λόγος εναλλακτικού νατρίου 105
3.3 Γένεση των Aλκαλιωμένων Eδαφών 106
3.4 Επιπτώσεις της Aλκαλίωσης στο Έδαφος 108
3.4.1 Ερμηνεία της διασποράς του εδάφους από τη δράση
του νατρίου 109
3.4.2 Πότε προκαλείται η διασπορά της αργίλου 112
3.5 Φυσικές Ιδιότητες των Αλκαλιωμένων Εδαφών 112
3.6 Διαχείριση των Αλκαλιωμένων Εδαφών 113
3.7 Αλατουχοαλκαλιωμένα Εδάφη 114
3.8 Βελτίωση των Αλκαλιωμένων Εδαφών 116
3.9 Βιβλιογραφία 116

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4
Ποιότητα Νερού Άρδευσης
4.1 Εισαγωγή 119
4.2 Η Ποιότητα των Νερών Άρδευσης και η Αξιολόγησή της 121
4.2.1 Αρχές ποιοτικής κατάταξης των νερών 123
4.3 Προέλευση των Aλάτων 124
4.4 Προβλήματα από τη Xρήση Nερών Kακής Ποιότητας 125
4.4.1 Νατρίωση του εδάφους 127
4.4.1.1 Τοξικότητα του νατρίου και λοιπών στοιχείων 127
4.5 Διαχείριση του Nερού Άρδευσης 131
4.5.1 Διαχείριση των υφάλμυρων νερών 134
4.5.1.1 Συχνή άρδευση 135
4.5.1.2 Επιλογή ανθεκτικών ποικιλιών 135
4.5.1.3 Εναλλάξ χρήση υφάλμυρων νερών με νερά
καλής ποιότητας ή ανάμειξη αυτών 136
4.5.1.4 Χρήση επιπλέον νερού άρδευσης 136
4.5.2 Διαχείριση του νερού άρδευσης με υψηλή
περιεκτικότητα νατρίου 137
4.5.2.1 Ανάμειξη γύψου με νερό 138
4.5.2.2 Ανάμειξη θειικού οξέος. 138
4.5.2.3 Ανάμειξη νερών διάφορης ποιότητας 138
4.5.2.4 Καλλιέργεια φυτών ανθεκτικών στα άλατα 138
4.5.2.5 Καλλιέργεια φυτών ανθεκτικών στο Na+ 139
4.5.2.6 Χρήση οργανικών λιπασμάτων, κοπριάς
και άλλων υλικών 139
4.6 Μέθοδοι ποιοτικής ταξινόμησης του νερού άρδευσης 139
4.6.1 Μέθοδος του Wilcox 140
4.6.2 Μέθοδος Δυναμικής Αλατότητας (Cl+½ SO42-) 140
4.6.3 Μέθοδος του εργαστηρίου αλατούχων εδαφών του
Υπουργείου Γεωργίας των ΗΠΑ 141
4.6.3.1 Ερμηνεία των κλάσεων (κατηγοριών)
κινδύνου εναλάτωσης των εδαφών 143
4.6.3.2 Ερμηνεία των κλάσεων-κατηγοριών κινδύνου
νατρίωσης (SAR) 143
4.6.4 Ταξινόμηση των νερών κατά Doneen 144
4.6.5 Ποιοτική ταξινόμηση των νερών με βάση
το υπολειμματικό ανθρακικό νάτριο 146
4.6.6 Κατάταξη των νερών κατά Christiansen et al. 146
4.6.7 Ποιοτική κατάταξη των νερών με βάση την
περιεκτικότητά τους σε βόριο 147
4.7 Βιβλιογραφία 148

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5
Αλατότητα και Ανάπτυξη των Φυτών
5.1 Εισαγωγή 151
5.2 Μηχανισμός Δράσης των Αλάτων 153
5.3 Πώς τα Φυτά Αντιδρούν στην Αλατότητα 154
5.4 Επίδραση της Νατρίωσης του Εδάφους στην Ανάπτυξη
των Φυτών 156
5.5 Ανθεκτικότητα των Καλλιεργειών στα Άλατα 157
5.6 Παράγοντες της Ανθεκτικότητας των Φυτών στα Άλατα 164
5.6.1 Φάση ανάπτυξης του φυτού 164
5.6.2 Κληρονομικότητα 166
5.6.3 Γονιμότητα του εδάφους 166
5.6.4 Περιεκτικότητα του εδάφους σε νερό 167
5.6.5 Κατανομή των αλάτων στο προφίλ 168
5.6.6 Κλίμα - περιβάλλον 169
5.6.7 Καλλιεργητικές πρακτικές 171
5.7 Συναρτησιακές Σχέσεις Μεταξύ της Ανθεκτικότητας
των Φυτών στα Άλατα με τις Αποδόσεις 175
5.8 Αξιολόγηση της Ανθεκτικότητας των Φυτών στα Άλατα 183
5.9 Το Βόριο των Νερών Άρδευσης 187
5.10 Το Xλώριο των Nερών Άρδευσης 190
5.11 Το Νάτριο των Νερών Άρδευσης 192
5.12 Διαχείριση των Τοξικών Επιδράσεων των Na, Cl και Β 192
5.13 Επιπτώσεις της Τοξικότητας του Νερού Άρδευσης
στα Φύλλα των Φυτών 195
5.14 Επιπτώσεις Νερών Πλούσιων σε Άζωτο 197
5.15 Επιπτώσεις του pH του Νερού Άρδευσης στις Καλλιέργειες 198
5.16 Βιβλιογραφία 199

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6
Τα Όξινα Εδάφη
6.1 Εισαγωγή 205
6.2 Η Χημεία της Εδαφικής Αντίδρασης 206
6.2.1 Η οξίνιση του εδάφους 207
6.2.1.1 Διοξείδιο του άνθρακα 207
6.2.1.2 Οργανική ουσία 208
6.2.1.3 Άργιλος 208
6.2.1.4 Πολυμερή του σιδήρου και του αργιλλίου 209
6.2.1.5 Διαλυτά άλατα 210
6.2.1.6 Ανόργανα λιπάσματα 211
6.2.1.7 Νιτροποίηση 211
6.2.1.8 Οξείδωση του θείου 212
6.2.1.9 Εκκρίσεις ριζών 212
6.2.1.10 Έκπλυση των βάσεων 212
6.2.1.11 Όξινη βροχή 213
6.2.2 Παράγοντες οξίνισης του εδάφους 213
6.2.2.1 Το κλίμα 213
6.2.2.2 Ανθρωπογενείς επιδράσεις 214
6.2.2.3 Η αποσάθρωση των πετρωμάτων 214
6.3 Ρυθμιστική Ικανότητα του Εδάφους ως προς το pH 215
6.4 Επίδραση της Οξύτητας στο Έδαφος και στην Ανάπτυξη
των Φυτών 216
6.4.1 Επίδραση της οξύτητας στα φυτά 216
6.4.2 Επίδραση της οξύτητας στο έδαφος 220
6.4.2.1 Επίδραση του pH στους μικροοργανισμούς
του εδάφους και στη διάσπαση της
οργανικής ουσίας 221
6.4.2.2 Επίδραση του pH στη διαθεσιμότητα
των θρεπτικών στοιχείων 224
6.5 Κατάταξη Όξινων Εδαφών 226
6.5.1 Μετρίως όξινα εδάφη 226
6.5.2 Ισχυρώς όξινα εδάφη 228
6.5.3 Όξινα θειικά εδάφη 229
6.6 Βελτίωση των Όξινων Eδαφών 231
6.7 Βιβλιογραφία 233

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7
Τα Ασβεστούχα Εδάφη
7.1 Εισαγωγή 237
7.1.1 Σχηματισμός και συσσώρευση των ανθρακικών 239
7.2 Το Πρόβλημα των Ασβεστούχων Εδαφών 240
7.3 Τα Χαρακτηριστικά των Ασβεστούχων Εδαφών 240
7.3.1 Συγκράτηση νερού από τα ασβεστούχα εδάφη 241
7.3.2 Σχηματισμός επιφανειακής κρούστας 242
7.4 Διαχείριση των Aσβεστούχων Eδαφών 244
7.5 Η Aνάπτυξη των Φυτών στα Ασβεστούχα Εδάφη 249
7.6 Η Λίπανση των Καλλιεργειών στα Ασβεστούχα Εδάφη 251
7.6.1 Λίπανση με άζωτο 251
7.6.2 Λίπανση με φωσφόρο 256
7.6.3 Λίπανση με κάλιο 258
7.6.4 Λίπανση με μαγνήσιο 260
7.6.5 Λίπανση με μικροθρεπτικά 261
7.6.5.1 Λίπανση με σίδηρο 261
7.6.5.2 Λίπανση με ψευδάργυρο 264
7.6.5.3 Λίπανση με μαγγάνιο 267
7.6.5.4 Λίπανση με χαλκό 270
7.6.5.5 Λίπανση με βόριο 272
7.6.5.6 Λίπανση με μολυβδαίνιο 274
7.7 Βιβλιογραφία 277

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8
Μέθοδοι Βελτίωσης των Προβληματικών Εδαφών
8.1 Εισαγωγή 281
8.2 Βελτίωση των Προβληματικών Λόγω Αλάτων Εδαφών 282
8.2.1 Βελτίωση των αλατούχων εδαφών 282
8.2.1.1 Ποσότητα νερού έκπλυσης 283
8.2.1.2 Η στράγγιση του νερού κατά την έκπλυση
των αλάτων 284
8.2.1.3 Μέθοδοι εφαρμογής του νερού κατά
την έκπλυση 285
8.2.1.4 Η διατήρηση των βελτιωθέντων αλατούχων
εδαφών 286
8.2.2 Υπολογισμός της εξατμισοδιαπνοής 286
8.2.3 Το δίλημμα της έκπλυσης των αλάτων 290
8.3 Βελτίωση των Αλκαλιωμένων και Αλατουχο-αλκαλιωμένων
Εδαφών 291
8.3.1 Επίδραση των ηλεκτρολυτών στην υδραυλική
αγωγιμότητα 291
8.3.2 Μέθοδοι βελτίωσης των αλκαλιωμένων και
αλατουχοαλκαλιωμένων εδαφών 293
8.3.3 Τα χαρακτηριστικά των εδαφοβελτιωτικών
των αλκαλιωμένων εδαφών 294
8.3.3.1 Γύψος 294
8.3.3.2 Χλωριούχο ασβέστιο 295
8.3.3.3 Θειικό οξύ 295
8.3.3.4 Θείο 296
8.3.3.5 Θειικός σίδηρος και θειικό αργίλιο 296
8.3.3.6 Πυρίτης 297
8.3.4 Επιλογή του εδαφοβελτιωτικού 298
8.3.5 Ποσότητα εδαφοβελτιωτικού 300
8.3.5.1 Εργαστηριακός προσδιορισμός 300
8.3.5.2 Υπολογιστικός προσδιορισμός 301
8.4 Η Χρήση της Γύψου ως Εδαφοβελτιωτικού και τα
Πλεονεκτήματά της 304
8.4.1 Μέθοδοι εφαρμογής της γύψου 306
8.4.2 Αποτελεσματικότητα της γύψου 306
8.4.3 Ποσότητα νερού έκπλυσης των αλκαλιωμένων εδαφών 307
8.4.3.1 Βελτίωση των αλκαλιωμένων εδαφών,
με υφάλμυρο νερό 312
8.4.3.2 Βελτίωση των αλατουχοαλκαλιωμένων
εδαφών 314
8.5 Χρήση Oργανικών Yλών 316
8.6 Θρεπτικές Aπαιτήσεις των Kαλλιεργειών στα Αλκαλιωμένα
Eδάφη 316
8.6.1 Άζωτο 317
8.6.2 Φωσφόρος 317
8.6.3 Κάλιο 318
8.6.4 Ασβέστιο 319
8.6.5 Μικροθρεπτικά 320
8.7 Διαχείριση των Βελτιωμένων Λόγω Αλάτων Προβληματικών
Εδαφών 321
8.8 Βελτίωση των Όξινων Εδαφών 322
8.8.1 Η δράση των υλικών ασβέστωσης στο έδαφος 324
8.8.2 Απαιτήσεις σε ανθρακικό ασβέστιο 326
8.8.3 Ισοδύναμο ανθρακικού ασβεστίου 327
8.8.4 Μέθοδοι υπολογισμού των απαιτήσεων σε ανθρακικό
ασβέστιο 329
8.8.4.1 Μέθοδος του pH και του ποσοστού
κορεσμού με βάσεις του εδάφους (PBS) 329
8.8.4.2 Μέθοδος προσδιορισμού του LR με βάση τη
ρυθμιστική ικανότητα του εδάφους 333
8.8.5 Χαρακτηριστικά γνωρίσματα των κυριότερων
υλικών ασβέστωσης 334
8.8.5.1 Ασβεστίτης 335
8.8.5.2 Δολομίτης 336
8.8.5.3 Οξείδιο του ασβεστίου 336
8.8.5.4 Υδροξείδιο του ασβεστίου 336
8.8.5.5 Ανθρακικό πυρίτιο 337
8.8.5.6 Ασβεστοϊλύς 337
8.9 Αποτελεσματικότητα της Ασβέστωσης 337
8.10 Ρύθμιση του pH των Kανονικών Eδαφών 339
8.11 Μέθοδοι Εφαρμογής του Υλικού Ασβέστωσης 341
8.12 Βελτίωση των Ασβεστούχων Εδαφών 344
8.12.1 Χημικές μέθοδοι 345
8.12.1.1 Οξίνιση των ασβεστούχων εδαφών 345
8.12.1.1.1 Το στοιχειακό θείο ως μέσον
οξίνισης 346
8.12.1.1.2 Χρήση του θειικού οξέος 347
8.12.1.1.3 Χρήση θειικού αργιλίου 348
8.12.2 Αγρονομικές μέθοδοι 349
8.12.2.1 Καλλιέργεια ασβεστόφιλων φυτών 349
8.12.2.2 Καλλιέργεια ανθεκτικών φυτών
στη χλώρωση σιδήρου 350
8.12.2.3 Συστήματα αμειψισποράς 350
8.12.2.4 Εμπλουτισμός του εδάφους με οργανική
ουσία 351
8.12.2.5 Μηχανική κατεργασία του εδάφους 352
8.12.2.6 Ισοπέδωση του εδάφους 353
8.12 Βιβλιογραφία 354

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9
Η Δειγματοληψία του Εδάφους
9.1 Εισαγωγή 361
9.2 Η Λήψη των Δειγμάτων Εδάφους 362
9.2.1 Μέθοδοι δειγματοληψίας του εδάφους 364
9.2.1.1 Απλή τυχαία δειγματοληψία 364
9.2.1.1.1 Αξιολόγηση των μεταβλητών
των δειγμάτων 373
9.2.1.2 Στρωματοποιημένη δειγματοληψία 373
9.2.1.2.1 Εκτιμητές της στρωματο-
ποιημένης δειγματοληψίας 374
9.2.1.3 Συστηματική δειγματοληψία 375
9.2.2 Ο σχεδιασμός της τακτικής δειγματοληψίας 377
9.2.3 Αριθμός λαμβανόμενων δειγμάτων 378
9.2.4 Λήψη μικτών δειγμάτων 380
9.3 Παγκόσμιο Σύστημα Προσδιορισμού της Θέσης του Σημείου
Δειγματοληψίας (GPS) 381
9.4 Μέθοδος Γεωδαισίας Kriging 382
9.5 Βιβλιογραφία 383

Παράρτημα
Οδηγίες Χρήσεως του Λογισμικού 385

Eυρετήριο Όρων 409