Soil Fertility & Plant Nutrition

E. Katsalirou

Spring 2015

Εδάφη

Εδαφικές ιδιότητες και παράγοντες

που επηρεάζουν την διαχείριση των

εδαφών

Τι είναι το έδαφος

� Ανόργανα Συστατικά

� Άμμος

� Ιλύς

� Άργιλος

� Οργανική Ουσία

� Φυτικής

� Μικροβιακής

� Ζωικής προέλευσης

υπολείμματα

Αέρας

25%

Νερό

25%

Οργανική

Ουσία

5%

Ανόργανα

Συστατικά

45%

Εδαφικό προφίλ

� Αξιοσημείωτες

διαφορές ως προς:

� Βάθος επιφανειακού

ορίζοντα

� Χρώμα

� Οργανική Ουσία

� Άργιλο

Παράγοντες εδαφογένεσης

� Μητρικό Υλικό

� Κλίμα

� Τοπογραφία

� Βιόσφαιρα

� Χρόνος

Βιόσφαιρα (Μικροοργανισμοί)

� Δέσμευση Ν από τα ψυχανθή (Rhizobium)

� Αποσύνθεση οργανικών υλικών

� Φυτικά υπολείμματα

� Οργανικές ενώσεις

� Ασθένειες

� Ανοργανοποίηση και ακινητοποίηση

θρεπτικών στοιχείων

Μικροοργανισμοί εδάφους

�Μικροοργανισμοί στα επιφανειακά 30 cm

εδάφους (Metting, 1993)

Οργανισμός Άτομα / g εδάφους Βιομάζα (kg/ha)

Ιοί 1010 1011

Βακτήρια 108 - 109 300 - 3000

Ακτινομύκητες 107 - 108 300 - 3000

Μύκητες 105 - 106 500 – 5000

Άλγη 103 - 106 10 – 1500

Πρωτόζωα 103 - 105 5 – 200

Νηματώδεις 101 - 102 1 – 100

Γαιοσκώληκες 10 - 1000

Μικροοργανισμοί εδάφους

� Ανοργανοποιούν και ακινητοποιούν

θρεπτικά για τα φυτά στοιχεία

Μη αφοµοιώσιµηµορφή θρεπτικού

στοιχείου

Αφοµοιώσιµη(διαθέσιµη)

µορφή θρεπτικού στοιχείου

Οργανική ύλη(οργανικές ενώσεις)

Ανόργαναθρεπτικά στοιχεία

Ανοργανοποίηση

Ακινητοποίηση

Παράγοντες που επηρεάζουν τη

μικροβιακή δραστηριότητα

� Θερμοκρασία

� 27- 32 οC

� Υγρασία

� Ιδανική κοντά στην υδατοϊκανότητα

� Αερισμός

� Επηρεάζεται από την υγρασία

� Εδαφικό pH

� 6-7 το ιδανικό

� Οργανικά ουσία/υπολείμματα

� Διαθέσιμη τροφή – πηγή C & θρεπτικών

Μικροβιακή δραστηριότητα εδάφους

� Το έδαφος διαθέτει μηχανισμούς προστασίας των

μικροοργανισμών του

� Μικροβιακοί πληθυσμοί αντιστέκονται στις

μεταβολές

� Ο καλύτερος τρόπος διατήρησης της μικροβιακής

δραστηριότητας του εδάφους είναι η διατήρηση

των εισροών σε οργανικά υπολείμματα

� Γενικά η προσθήκη θρεπτικών (λίπανση) επιδρά

θετικά στη μικροβιακή δραστηριότητα

Γιατί τα εδάφη διαφέρουν ως προς την

παραγωγικότητά τους;

� Τα εδάφη χαρακτηρίζονται από χωρική

παραλλακτικότητα στις φυσικές και χημικές τους

ιδιότητες

� Ακόμη και εντός ομοιόμορφου αγροτεμαχίου

� Η παραλλακτικότητα αυτή αποτελεί και την αιτία

εφαρμογής πολύ συστηματικών ή «εντατικών»

ως προς την πυκνότητα μεθόδων δειγματοληψίας

Φυσικές Ιδιότητες του εδάφους που

επηρεάζουν την παραγωγικότητά του

Παραγωγικότηταεδάφους

Βάθος ριζοστρώματος

Καλλιέργεια Βάθος ριζών

(m)

Βάθος κύριας

ζώνης εφοδιασμού

Σιτάρι 1,2 – 1,8 90 cm (80% ριζών)

Αραβόσιτος 1,2 – 2,25 60 cm (75% ριζών)

Σόργο 1,35 – 1,8 105 cm (75% ριζών)

Άλφαλφα > 6 105 cm (50% ριζών)

Bromus sterilis

(στείρα βρώμη)

1,65 – 1,95 105 cm (75% ριζών)

Δομή του εδάφους

� Αρχιτεκτονική των εδαφικών τεμαχιδίων

� Συγκρότηση εδαφικών τεμαχιδίων σε μεγαλύτερες

μονάδες (συσσωματώματα)

� Επηρεάζει σημαντικά την διαπερατότητα και το πορώδες

του εδάφους και συνεπώς την ανάπτυξη του ριζικού

συστήματος

� Επηρεάζει την αντίσταση στην δημιουργία επιφανειακής

κρούστας

� Η δομή καταστρέφεται από….

� Η δομή βελτιώνεται από….

Τύποι εδαφικής δομής

Πρισματική ΣτυλοειδήςΠλακοειδής

Λιγότερο

Επιθυμητοί

τύποι

Κυβοειδής Κοκκώδης

Επιθυμητοί

τύποι

Φαινόμενο ειδικό βάρος εδάφους

� Το βάρος της μονάδας όγκου ξηρού εδάφους

συμπεριλαμβανομένων των πόρων και της οργανικής

ύλης

� Η μέση τιμή για καλλιεργούμενο μέσης σύστασης έδαφος

κυμαίνεται από 1,1 ως 1,4 Mg m-3

� Τα συμπιεσμένα εδάφη έχουν μεγαλύτερες τιμές

� Επιθυμητές τιμές για ικανοποιητική ανάπτυξη των φυτών:

� Αργιλώδη εδάφη: < 1,4 Mg m-3

� Αμμώδη εδάφη: > 1,6 Mg m-3

Συμπίεση εδάφους

Συμπίεση εδάφους

Πορώδες και διαπερατότητα εδάφους

� Πορώδες = ο συνολικός όγκος πόρων του εδάφους (30-60%)

� Καθορίζει την αποθηκευτική ικανότητα εδάφους σε νερό και αέρα

� Καθορίζει την κίνηση του νερού και του αέρα στο έδαφος

� Διαπερατότητα = ευκολία ή δυσκολία με την οποία το νερό,

ο αέρας και οι ρίζες των φυτών διαπερνούν το έδαφος

� Αφορά και την ευκολία κίνησής τους μεσα στο έδαφος

� Επηρεάζει την πρόσληψη και τη στράγγιση νερού

� Επηρεάζονται από μηχανική σύσταση, δομή, οργανική ουσία

και συμπίεση εδάφους

Τρίγωνο Μηχανικής Σύστασης

Μηχανικής Σύστασης

Ομάδα Εδαφών Κλάση Μηχανικής

Σύστασης

Αίσθηση για εκτίμηση με τη

εμπειρική μέθοδο

Χονδρόκοκκα (Αμμώδη) Αμμώδη

Πηλοαμμώδη

Αίσθηση των κόκκων, δεν πλάθεται σε

μορφή κορδέλας, δεν αφήνει

υπόλειμμα στα χέρια

Αμμοπηλώδη Αίσθηση των κόκκων, πλάθεται σε

κορδέλα αλλά σπάζει σε μικρά

κομμάτια

Μέσης Σύστασης (Πηλώδη) Πηλώδη

Ιλυοπηλώδη

Ιλυώδη

Αμμοαργιλοπηλώδη

Απαλή αίσθηση σαν ζύμη από αλεύρι,

δεν πλάθεται σε κορδέλα, σπάζει σε

κομμάτια μήκους < 1,3 cm

Λεπτόκοκκα (Αργιλώδη) Ιλυοαργιλοπηλώδη

Αργιλοπηλώδη

Σχηματίζουν κορδέλα η οποία σπάζει σε

τμήματα > 2 cm

Αμμοαργιλώδη

Ιλυοαργιλώδη

Αργιλώδη

Σχηματίζουν μακριές εύπλαστες

κορδέλες μήκους ≥ 5 cm

Εδαφικά τεμαχίδια

Άμμος - Ιλύς - Άργιλος

Τα ορυκτά της αργίλου

� Καολινίτης

� Χαμηλή CEC

� Μικρή ικανότητα συγκράτησης υγρασίας

� Όχι εκτατή δομή

� Μοντμοριλονίτης

� Εκτατή δομή (διόγκωση – συρρίκνωση)

� Υψηλή CEC

� Μεγάλη ικανότητα συγκράτησης υγρασίας

� Ιλλίτες (π.χ. βερμικουλίτης)

� Απουσία διόγκωσης – συρρίκνωσης

� Ικανοποιητική γονιμότητα

� Ικανοποιητική ικανότητα συγκράτησης υγρασίας

Το νερό του εδάφους� Νερό βαρύτητας: Η ποσότητα νερού που αντιστοιχεί μεταξύ των

κορεσμού και υδατοϊκανότητας

� Διαθέσιμο Νερό: το νερό που συγκρατείται με τριχοειδείς δυνάμεις

και είναι η ποσότητα νερού μεταξύ υδατοϊκανότητας και σημείου

μόνιμης μάρανσης

Κορεσμός (0 atm)Το νερό στραγγίζει άμεσα

Υδατοϊκανότητα (~ 0,33 atm)Διαχείριση νερού μέσω των αρδεύσεων

Ελάχιστο νερόΝερό διαθέσιμο στα φυτά σε συνθήκες στρες

Σημείο Μόνιμης Μάρανσης (~15 atm)Μη διαθέσιμο για τα φυτά νερό

Ξηρό έδαφος(ξήρανση στους 105 οC)

100%

0%

Διαθέσιμο

νερό

Μη

διαθέσιμο

νερό

Ικανότητα Συγκράτησης Υγρασίας� Το νερό έλκεται από τα εδαφικά τεμαχίδια

� Συγκρατείται υπό μορφή υμενίων γύρω τους ενάντια στις δυνάμεις

βαρύτητας

� Το μόρια νερού που βρίσκονται πολύ κοντά στα εδαφικά τεμαχίδια

συγκρατούνται ισχυρότερα

Εδαφικό

τεμαχίδιο

Υμένιο

νερού

Πορώδες

διάστημα

Δυνάμεις επιφανειακής τάσης

Στην Υδατοϊκανότητα:

Στράγγιση νερού λόγω βαρύτητας

ελαχιστοποιείται

Ικανότητα Συγκράτησης Υγρασίας

Δυνάμεις επιφανειακής τάσης

Εδαφικό

τεμαχίδιο

Υμένιο

νερού

Σημείο

Μόνιμης

Μάρανσης

Ρίζα φυτού

Στο Σημείο Μόνιμης Μάρανσης: Τα

τεμαχίδια της αργίλου συγκρατούν

το νερό με δυνάμεις μεγαλύτερες

από αυτές που μπορούν να

εφαρμόσουν οι ρίζες για να

προσλάβουν νερό

Ικανότητα Συγκράτησης Υγρασίας και

Μηχανική Σύσταση

∆ιαθέσ

ιµονερ

ό

Αμμώδες Μέσης Σύστασης Αργιλώδες

2,5

5,0

7,5

10,0

12,5

Υδατοϊκανότητα

Σημείο Μόνιμης Μάρανσης∆ιαθέσ

ιµοΝερ

ό

Διαθέσιμη υγρασία σε διαφορετικά εδάφη

Inch = 2,54 cm, Foot = 30,5 cm

Διάβρωση

� Η διάβρωση μετακινεί μεμονωμένα εδαφικά

τεμαχίδια με τη βοήθεια του νερού ή του αέρα

Απόσπαση και μετακίνηση εδαφικών τεμαχιδίων

� Αποκόλληση = απόσπαση τεμαχιδίων από το

σώμα του εδάφους λόγω:

� πτώσης των σταγόνων νερού

� χτύπημα από άλλα εδαφικά τεμαχίδια

� βάδισμα ζώων

� διέλευση τροχοφόρων κλπ.

Διάβρωση από το νερό

� Επιφανειακή (sheet erosion): το έδαφος

διαβρώνεται ομοιόμορφα κατά μήκος της κλίσης του

� Αυλακωτή (rill erosion): δημιουργία δικτύου μικρών

τυχαία κατανεμημένων ρυακιών

� Χαραδρωτική (gully erosion): αυξανόμενης της

διάρκειας και της έντασης της βροχόπτωσης,

αυξάνεται ο όγκος του νερού το οποίο

συγκεντρώνεται και ρέει σχηματίζοντας μικρές

χαράδρες και φαράγγια

Επιφανειακή και αυλακωτή διάβρωση

Χαραδρωτική διάβρωση

Εξίσωση υπολογισμού απωλειών εδάφους από

διάβρωση

A = R * K * LS * C * P

�R: ο συντελεστής διαβρωτικότητας της βροχόπτωσης (rainfall

erosivity factor)

�K: ο συντελεστής διαβρωσιµότητας του εδάφους (soil

erodibility factor)

�LS: ο τοπογραφικός συντελεστής (L το µήκος κλιτύος (slope

length) και S η κλίση κλιτύος (the slope gradient))

�C: ο συντελεστής φυτοκάλυψης (cover and management

factor

�P: ο συντελεστής διαχείρισης εδαφών κατά της διάβρωσης

(support practice factor)

Αιολική διάβρωση

Αιολική διάβρωση

� Παρόμοια με την διάβρωση από νερό

� Ο αέρας μόνο μεταφέρει

� Τρεις τύποι μεταφοράς- μετακίνησης

� Αιώρηση

� Αναπήδηση

� Σύρσιμο στην επιφάνεια

(ερπισμός)

� Εφόσον τα εδαφικά τεμαχίδια μπουν σε κίνηση

προκαλούν απόξεση και λείανση των επιφανειών

και σπάσιμο των εδαφικών συσσωματωμάτων

Αιολική διάβρωση

� Τα αμμώδη εδάφη είναι πιο ευάλωτα (φτωχή

συσσωμάτωση λόγω <% οργανική ουσίας &

αργίλου)

Επιδείνωση αιολικής διάβρωσης

�Κακή δομή

�Χαλαρή επιφάνεια

�Απουσία βλάστησης

�Ξηρασία

Πρόληψη αιολικής διάβρωσης

�Ανεμοφράκτες

�Συστήματα ελάχιστης

καλλιέργειας

�Εδαφοκάλυψη

Επίδραση εδαφοκάλυψης στην διάβρωση