1. Obiectul agrochimiei

Agrochimia este ştiinţa care studiază sistemul sol-plantă în legătură cu intervenţia antropică, materializată prin aplicarea de îngrăşăminte şi pesticide în scopul creşterii producţiei agricole, atât din punct de vedere cantitativ cât şi calitativ. Pentru atingerea acestui deziderat, agrochimia se ocupă cu controlul fertilităţii solului prin analiza plantei şi a solului în vederea stabilirii necesarului optim de îngrăşăminte. De asemenea, agrochimia abordează problema prevenirii poluării mediului înconjurător ca urmare a aplicării necontrolate de produse chimice în agricultură.

Legi ştiinţifice utilizate în agrochimie

Legea acţiunii factorilor de vegetaţie. Legea evidenţiază faptul că recolta este rezultatul acţiunii comune a mai multor factori care acţionează independent. Sporurile de recoltă nu sunt proporţionale cu creşterea factorului asupra căruia se acţionează, ci sunt din ce în ce mai mici, fiind proporţionale cu diferenţa dintre recolta maximă posibilă (A) şi recolta actuală (Y). Prin urmare, recolta maximă este o limită de care ne apropiem, prin sporuri din ce în ce mai mici.

Legea minimului, a maximului şi a optimului arată că, dacă unul din factorii de vegetaţie (apă, temperatură, lumină, elemente minerale) lipseşte, atunci recolta este nulă.

Între nivelurile minime şi maxime ale unui factor de vegetaţie există un nivel optim care asigură cea mai bună dezvoltare a plantelor.

Legea restituirii elementelor nutritive exportate din sol cu recoltele evidenţiază necesitatea menţinerii unui anumit nivel al fertilităţii solului prin completarea în sol cu ajutorul îngrăşămintelor a elementelor chimice uşor accesibile, exportate o dată cu recoltele.

Legea egalei importanţe a factorilor de vegetaţie arată că toţi factorii de vegetaţie sunt necesari şi egali ca importanţă, indiferent de influenţa cantitativă pe care o aduce în procesul de creştere şi dezvoltare a plantelor.

Legea ierarhizării factorilor de vegetaţie arată că în caz de restricţii ale unor factori de vegetaţie se creează o anumită ierarhizare a rolului şi importanţei acestora pentru creşterea şi dezvoltarea, corespunzător evoluţiei filogenetice şi condiţiilor mediului.

Legea autoreglării biologice a culturilor agricole. Atunci când nu se asigură unei comunităţi de plante cerinţele faţă de factorii de mediu înscrise în codul lor genetic, plantele acelei comunităţi "citesc", prin sensorii biologici proprii, condiţiile ce le au la dispoziţie prin tehnologia de cultură aplicată şi îşi autoreglează, prin procese de conexiune proprii, în mod etapizat, creşterea, dezvoltarea, fotosinteza, transpiraţia, recolta la condiţiile minime existente, în aşa fel încât să-şi asigure perpetuarea speciei.

Legea echilibrului dintre diferite organe ale plantei arată necesitatea existenţei unor raporturi ponderale bine determinate între diferitele organe ale unei plante, în vederea obţinerii unor recolte maxime din punct de vedere cantitativ şi calitativ, corespunzător potenţialului genetic al speciei.

Legea moderării acţiunii factorilor de vegetaţie evidenţiază declanşarea unor reacţii contrare modificărilor apărute în intensitatea unui factor de vegetaţie, în vederea

echilibrării unui sistem. Astfel, modificările se manifestă din ce în ce mai moderat sau se anulează.

2. Stările de aprovizionare cu elemente nutritive

În funcţie de nivelul de aprovizionare a solului cu elemente nutritive, de însuşirile fizice şi chimice ale solului, de condiţiile climatice, planta se poate găsi în una dintre stările posibile de aprovizionare cu elemente nutritive şi anume: carenţă, normală, abundenţă, exces şi toxicitate.

Carenţa se manifestă prin simptome morfologice tipice sau poate fi evidenţiată numai prin analize chimice. Pentru menţinerea balanţei ionice, carenţa unui element provoacă absorbţia mai accentuată a altora, cu efect nefavorabil asupra metabolismului general al plantei.

Insuficienţa este starea de nutriţie în care planta este aprovizionată nesatisfăcător cu un element de nutriţie, dar fără a provoca modificări majore de ordin fiziologic sau morfologic.

Nivelul critic reprezintă concentraţia maximă a elementului chimic nutritiv de la care nu se mai obţin sporuri economice de recoltă.

Starea normală este dată de concentraţiile şi rapoartele dintre principalele elemente de nutriţie care corelează cu o recoltă ridicată şi de calitate.

Abundenţa este starea de aprovizionare într-un anumit element chimic, care depăşeşte nivelul critic, fără a induce modificări negative în metabolismul plantei şi fără a spori recolta.

Excesul este starea de nutriţie care provoacă tulburări metabolice în plantă, instalându-se depresia de recoltă.

Toxicitatea este provocată de prezenţa unui element de nutriţie într-o concentraţie foarte ridicată, care împiedică dezvoltarea plantelor ducând, în final, la moartea lor.

3. Humusul

Cele trei grupe de substanţe care formează humusul sunt: acizii huminici, acizii fulvici şi humina.

Acizii humusului (acizii humici) reprezintă un amestec de mai multe substanţe polimerizate cu o structură insuficient cunoscută.

Acizii huminici predomină în solurile cu un conţinut mai ridicat de materie organică humificată, au culoare brună, brună-închis, culoare imprimată şi orizontului de sol în care sunt prezenţi.

Scheffer şi Schachtschabel (1960) au separat doi acizi huminici: unul brun numit şi acid ulminic şi altul cenuşiu numit şi acid huminic cenuşiu. Aceşti acizi au o dinamică sezonieră, transformându-se în humină, iar din aceasta în acizi huminici în funcţie de condiţiile de mediu.

Acizii fulvici, de culoare galbenă, cu masa moleculară inferioară acizilor huminici sunt solubili în apă şi în acizi minerali. Conţinutul în C şi N organic este inferior acizilor huminici, în schimb acizii fulvici conţin mai mult oxigen şi hidrogen. Sărurile formate cu cationi mono- şi bivalenţi sunt solubile, iar complecşii formaţi cu Fe şi Al

precipită, au vulnerabilitate ridicată şi se solubilizează la diferenţe mici de pH.Acizii fulvici sunt caracteristici materiei organice din solurile acide, având aciditate

superioară acizilor huminici. Conţinutul de azot al acizilor fulvici este de 20-49 % din totalul azotului din sol, fiind superior concentraţiei azotului din acizii huminici dar în acelaşi timp, tăria de legare a azotului este mai slabă în acizii fulvici.

4. Reacţia solului

Raportul cantitativ dintre ionii de hidrogen (H+) şi oxidril (OH-) aflaţi în soluţia unui mediu defineşte reacţia acelui mediu. în cazul solului, pe lângă ionii de H+ şi OH- din soluţia solului, participă la reacţie, datorită caracterului lor acid sau bazic, şi particulele coloidale.

În funcţie de locul unde se găsesc ionii de hidrogen se separă două forme ale acidităţii: aciditatea actuală sau disociată şi aciditatea potenţială sau adsorbită. Prima formă este generată de ionii de hidrogen disociaţi în apă sau în soluţii saline, la contactul acestora cu faza solidă, iar cea de a doua este creată de ionii de hidrogen şi de aluminiu adsorbiţi în sol.

De fapt, la măsurarea pH-ului în soluţii apoase sau saline nu se determină decât aciditatea actuală.

Se observă că domeniul acid are valori de pH cuprinse într-un interval de la pH < 3,5 până la pH = 6,80. În funcţie de abundenţa ionilor de H+ domeniul de pH acid s-a împărţit în trei subintervale de aciditate (puternic, moderat şi slab).

La rândul ei, aciditatea potenţială, în funcţie de tăria de legare a ionului de hidrogen, se împarte în: aciditate uşor schimbabilă, care poate fi desorbită cu soluţia unei sări neutre cum este KCl şi aciditate greu schimbabilă sau dependentă de pH, care poate fi evidenţiată şi determinată numai cu ajutorul unor soluţii care conţin acceptori de protoni. Astfel, în practica analitică extracţia se realizează prin percolare repetată cu soluţie de acetat alcalin la pH = 8,3.

În solul foarte acid, ionul de Al3+ apare în soluţia solului. Tendinţa de hidroliză a aluminiului duce la formarea A1(OH)2+, care este adsorbit de particulele coloidale, având drept efect creşterea activităţii ionului de hidrogen:

Al3+ + H2O A1(OH)2

În solul moderat şi slab acid disociază ionii de H+ de la sarcina permanentă a particulelor coloidale şi de la grupările funcţionale ale substanţei organice sau minerale. Prin schimb de cationi, ionii trec în soluţia solului. Ponderea ionilor de Al3+ se reduce, trecând în forme de mono-, di- sau multipozitivi ai hidroxidului de aluminiu, fiind adsorbiţi la suprafaţa particulelor coloidale.

Solurile alcaline se caracterizează printr-o saturaţie avansată cu baze (Ca, Mg, Na, K) a complexului de schimb, prin prezenţa sărurilor sub formă de carbonaţi de Ca, Mg, Na sau K, care hidrolizează alcalin, mărind concentraţia soluţiei solului cu ionii de hidroxil. Prezenţa carbonatului de sodiu ridică mult valoarea pH-ului, atingând, uneori, valori de peste 10.

În solurile neutre şi alcaline sarcina permanentă este compensată de cationii bazici

(Ca2+, Mg2+), hidroxizii de aluminiu precipită sub formă de gibsit A1(OH)3.Intervalul de pH cuprins între 6,81 şi 7,20 este caracteristic solurilor neutre, iar cel

de la 7,21 la peste 9 aparţine solurilor alcaline, împărţit în trei subintervale (slab, moderat şi puternic alcalin) (tabelul 3.5).

Cunoaşterea reacţiei solurilor este de o importanţă teoretică şi practică capitală. Teoretică pentru că oferă specialistului posibilitatea să interpreteze fenomenele care s-au petrecut şi se petrec în sol şi să prognozeze evoluţia solului din punct de vedere al chimismului lui, şi practică deoarece atenţionează practicianul asupra măsurilor pe care trebuie să le intreprindă pentru a aduce solul în condiţii optime de reacţie (adesea pH 6-6,5) pentru creşterea plantelor.

5. Reţinerea şi adsorbţia elementelor chimice în soluri

Deşi, uneori, cele două noţiuni sunt considerate sinonime, ele reflectă fenomene diferite; reţinerea fiind o noţiune mai largă, care îmbracă fenomenul în ansamblul său, pe când adsorbţia reflectă numai reţinerea pe cale fizică şi, în special, pe cale chimică, fenomen care guvernează, de fapt, dinamica elementelor de nutriţie în sol.

Prin urmare, reţinerea elementelor chimice în soluri se petrece pe cale mecanică, biologică, fizică şi fizico-chimică.

6. Reţinerea chimică

Este însuşirea ionilor din faza lichidă a solului, cu excepţia NO3 şi Na+, de a trece în compuşi mai greu solubili şi totodată greu accesibili plantelor. Fenomenul poartă numele de retrogradare.

Exemplul tipic este cel al retrogradării anionului monofosfat. În solurile acide, nesaturate cu baze, în urma reacţiei H+ din sol cu anionii fosforici se formează acid fosforic, care reacţionând cu hidroxizii de fier şi de aluminiu din sol formează fosfaţi de aluminiu şi de fier, greu solubili.

Fe(OH)3 + H3PO4 FePO4 + 3H2O

A1(OH)3 + H3PO4 AlPO4 + 3H2O

Retrogradarea are şi o latură pozitivă deoarece prezenţa unor compuşi mai greu solubili asigură o sursă continuă de elemente nutritive în sol.

Reţinerea fizico-chimică

Este caracteristică pentru cationi şi mai puţin pentru anioni. Reprezintă unul din cele mai importante procese care se petrec în sol şi anume schimbul de cationi reţinuţi la nivelul părţii coloidale a solului cu o cantitate echivalentă din soluţia solului.

Partea coloidală este formată din particule de natură minerală, organică sau organo-minerală cu diametrul mai mic de un micron (0,001 mm). Particulele

coloidale au sarcini electrice (pozitive sau negative) la care sunt reţinuţi, prin adsorbţie, anioni sau cationi.

Sarcinile negative apar la mineralele argiloase sau de la ionii de oxigen care se leagă numai cu o valenţă de atomii de Si sau Al.

Sarcinile pozitive provin de la hidroxizii de fier şi aluminiu, care au caracter amfoter.

Deoarece mineralele argilose predomină în soluri, vor predomina şi sarcinile negative, implicit absorbţia cationilor comparativ cu cea a anionilor.

Coloizii de natură organică posedă atât sarcini negative cât şi sarcini pozitive, însă cele negative, care provin de la grupările carboxil (-COOH) ale acizilor huminici şi de la grupările hidroxil (OH) fenolice şi alcoolice, având caracter acid, predomină faţă de cele pozitive care provin de la grupările amino (-NH2) cu caracter bazic. Prin urmare, în sol predomină coloizii cu sarcină negativă.

Adsorbţia cu schimb a cationilor se petrece rapid, în mod continuu, după următoarele legi:

adsorbţia cationilor este reversibilă schimbul de cationi se produce stoechiometric, în cantităţi echivalente ; schimbul de cationi depinde de energia lor de reţinere la micela coloidală

Energia de reţinere creşte o dată cu masa şi valenţa cationilor. schimbul de cationi depinde de gradul de hidratare. schimbul de cationi depinde de concentraţia lor în soluţia solului, de

activitatea lor chimică. schimbul de cationi se petrece conform legii acţiunii maselor

Capacitatea de schimb cationic a solurilor se materializează printr-o serie de indicatori, folosiţi în mod curent în pedologie şi agrochimie. Aceştia sunt:

- capacitatea totală de schimb cationic (T), se exprimă în me/100 g sol. Se determină prin însumarea cationilor schimbabili determinaţi separat (Ca2+, Mg2+

Na+, K+, H+, Al3+) sau global. - suma bazelor schimbabile (SB) se exprimă în me/100 g sol şi reprezintă

cationii bazici din sol (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) îndepărtaţi global din sol prin percolarea până la epuizare cu o soluţie neutră de acetat de amoniu 1 n şi determinaţi ca atare;

- hidrogenul schimbabil (SH), se exprimă în me/l00 g sol, se îndepărtează din sol prin percolarea până la epuizare cu o soluţie de acetat de potasiu 1 n la pH = 8,3;

- aciditatea hidrolitică (Ah), se exprimă în me/l00 g sol, reprezintă hidrogenul extras la echilibru cu o soluţie de acetat de sodiu 1 n la pH = 8,3.

Prin calcul se obţine gradul de saturaţie cu baze (V), care reprezintă raportul procentual dintre suma bazelor schimbabile şi capacitatea totală de schimb cationic :

V% = 100 sau VAh = 100

Valorile V(%) obţinute cu ajutorul SH se folosesc pentru cercetările de genetică a solului, iar cele privitoare la VAh,(%) se folosesc în agrochimie, în principal, la stabilirea dozelor de amendamente pentru solurile acide.

7.CORECTAREA REACŢIEI SOLURILOR PRIN AMENDARE

Cerinţele plantelor faţă de reacţia solului

Cea mai mare parte a plantelor cultivate necesită un mediu de reacţie slab acid-neutru (pH = 6,3-7,2) pentru creşterea şi dezvoltarea lor normală. În general, plantele cultivate suportă mai bine condiţiile de reacţie slab acide decât cele alcaline. Cu toate acestea există plante tolerante de aciditate şi de alcalinitate. Printre cele care se dezvoltă bine în condiţii de aciditate (pH H2O = 4-6) enumerăm: cartoful, ovăzul, lupinul, secara, specii de Festuca şi Agrostis, agriş, zmeur, o serie întreagă de plante ornamentale cum ar fi: Rhododendron, Azaleea, Coleus, Begonia, Magnolia ş.a. Tolerante la alcalinitate (pH H2O = 7-8) sunt: orzul, rapiţa, sfecla, lucerna, inul, salata, conopida, prazul, varza, vişinul, gutuiul, unele soiuri de măr şi unele plante ornamentale.

Însă, aşa după cum s-a prezentat, condiţiile optime de reacţie pentru creşterea majorităţii plantelor sunt cele slab acide-neutre.

Deoarece nu toate solurile se încadrează în acest domeniu optim de reacţie, existând atât soluri puternic şi moderat acide (în România cea 1.700.000 ha) cât şi soluri cu reacţie alcalină (solurile saline şi alcalice se întind în ţara noastră pe o suprafaţă de peste 500.000 ha) este necesar ca reacţia acestora să fie corectată prin intermediul amendamentelor şi adusă în domeniul optim creşterii şi dezvoltării plantelor.

Corectarea reacţiei acide a solurilor

Factorii limitatori ai creşterii plantelor pe solurile acide sunt ionii formatori de aciditate: H+, Al3+ şi A1(OH)2+. Aciditatea generează aluminiu în aşa măsură încât la pH < 5,0 aluminiul schimbabil predomină printre cationii schimbabili. Aciditatea de schimb este constituită în proporţie de peste 80% din ioni de aluminiu.

Aluminiul solubil ajunge în solurile acide până la valori de 20 mg Al/ 100 g sol. Datorită mobilităţii sale scăzute în plantă, aluminiul se concentrează în rădăcină, provocând desorbţia diferiţilor cationi (Ca, Mg, K, Na) din stratul pectocelulozic al perilor radiculari şi precipitarea fosforului sub formă de fosfaţi de aluminiu la suprafaţa rădăcinii. Ca efect apare o coloraţie neagră şi se încetineşte creşterea şi dezvoltarea.

Pe lângă hidrogen şi aluminiu, în solurile acide apar cantităţi ridicate de ioni metalici, ca urmare a solubilizării în mediul acid a compuşilor în care sunt cuprinse metalele grele.

În condiţii naturale se solubilizează cantităţi importante de mangan care, spre deosebire de aluminiu, se acumulează în partea aeriană a plantelor, perturbând metabolismul proteinelor şi glucidelor. Administrarea pe solurile acide a îngrăşămintelor cu azot cu reacţie fiziologică acidă determină mobilizarea manganului în sol, adsorbţia lui de către plante, la grâu inducând stagnarea creşterii, clorozarea şi chiar moartea plantelor (Lăcătuşu şi Hera, 1976). Pe lângă Mn2+ se mobilizează şi Fe2+, care se absoarbe în mod similar în plantă.

În condiţii de poluare cu metale grele, în special Cd, Pb, Cu, Zn, are loc o intensă mobilizare a acestora în sol şi acumulare în plantă, cu efecte negative nul numai asupra plantelor ci şi asupra consumatorilor acestora.

Dacă la cele de mai sus adăugăm nivelul scăzut de aprovizionare cu elemente nutritive şi activitatea nesatisfăcătoare a microorganismelor din solul acid vom avea un tablou aproape complet al factorilor defavorizanţi pentru nutriţia plantelor pe solurile acide.

Aplicarea îngrăşămintelor cu azot şi potasiu accentuează aciditatea nativă a acestor soluri, iar administrarea de îngrăşăminte cu fosfor are ca efect imobilizarea fosforului în compuşi insolubili, de tipul fosfaţilor de aluminiu şi fier.

Solurile acide sunt slab structurate, uşor tasabile. Datorită conţinutului redus de materie organică şi, în general, a conţinutului ridicat de argilă, apa, în aceste soluri, se infiltrează greu, generând băltiri cu efecte negative asupra însuşirilor fizice şi chimice ale solurilor.

Toate aceste însuşiri negative ale solurilor acide reduc drastic capacitatea de producţie. Corectarea lor se face prin neutralizarea acidităţii dăunătoare şi prin completarea rezervei de calciu şi magneziu.

Criterii pentru stabilirea necesităţii de amendare a solurilor acide

Pentru evaluarea necesităţii de amendare a solurilor acide se au în vedere trei parametri chimici ai solului: pH-ul, gradul de saturaţie cu baze şi conţinutul de Al schimbabil (mobil) din sol.

Reacţia solului, stabilită pe baza valorii pH, determinată în suspensie apoasă, la un raport sol: apă distilată de 1:2,5 constituie primul criteriu care indică dacă solul reclamă amendamente calcaroase sau nu. Dat fiind faptul că valoarea pH H20 de 5,8 separă solurile acide de cele moderat acide şi totodată de la această valoare începe să apară Al solubil în sol, s-a considerat că solurile cu pH H20 < 5,8 necesită amendamente.

Deoarece între pH şi saturaţia în baze există o legătură directă s-a luat în consideraţie şi acest din urmă parametru în vederea separării solurilor care reclamă amendamente de cele care nu au nevoie de aceste materiale. Această graniţă este dată de valoarea nivelului de saturaţie cu baze de 75%, dacă acest indicator s-a calculat cu ajutorul acidităţii hidrolitice (Ah) şi de 60-62%, dacă în calcul s-a introdus valoarea hidrogenului schimbabil (SH). Aceste limite separă, aproximativ, solurile mezobazice de cele oligomezobazice.

Saturaţia cu baze este un criteriu de care se ţine seama la stabilirea nivelului dorit de amendare. Astfel, pentru plantele de câmp fără leguminoase perene este de dorit să

se atingă VAh = 90%, pentru asolamentele cu leguminoase perene VAh = 100%, pentru plantaţiile de pomi şi viţă de vie VAh = 75%, iar pentru pajişti VAh = 70%. La saturaţia în baze de 100% (VAh) solul are o reacţie neutră (pH H2O = 7,0).

Apariţia în sol a Al schimbabil la valori dozabile mai mari decât 0,3 me Al/100 g sol este un semnal al necesităţii de amendare.

Natura amendamentelor folosite pe solurile acide

Corectarea reacţiei acide a solurilor se poate face cu diverse materiale naturale (calcare, dolomite, tufuri calcaroase, marne) sau produse rezultate din prelucrarea acestora (varul ars sau varul stins) dar şi cu diverse deşeuri industriale (clincherite), provenite de la fabricile de ciment; carbonat de calciu rezidual, provenit de la fabricarea îngrăşămintelor chimice, carbonat de calciu precipitat, provenit de la combinatele chimice de produse sodice, zgura de oţelărie, spuma de defecaţii de la fabricile de zahăr).

Principala însuşire pe care trebuie să o aibă un amendament este puterea de neutralizare (PNA). Aceasta se exprimă în % faţă de CaCO3 pur şi trebuie să fie cât mai mare pentru a nu fi necesar să se administreze cantităţi mari de amendamente.

Puterea de neutralizare este diferită de la un material la altul. Ea este mai mare decât 100% (ajungând până la 170%) în cazul oxidului de calciu divers hidratat, oscilează între 96 şi 98% la diferite calcare măcinate, este cuprinsă între 70 şi 80% la deşeurile industriale şi este mult mai mică (13-18%) în cazul marnelor.

O altă însuşire importantă pe care trebuie să o îndeplinească un amendament este să aibă o viteză de solubilizare mare. Viteza de solubilizare creşte o dată cu scăderea diametrului particulelor obţinute la măcinare. Pentru o solubilizare accentuată cea mai mare parte a particulelor trebuie să treacă prin sita de 0,5 mm, iar întregul material să treacă prin sita de 1 mm.

Calcarul măcinat este cel mai comun amendament pentru solurile acide. Pe solurile deficitare în Mg amendarea se face cu dolomită, carbonat dublu de calciu şi magneziu. Ţara noastră dispune de suficiente rezerve de calcar şi chiar de dolomite necesare pentru amendarea solurilor acide.

Varul ars, CaO şi varul stins, Ca(OH)2 au o putere mare de neutralizare, însă se administrează pe sol mult mai greu din cauza însuşirilor hidrofobe.

Dintre reziduurile industriale, cele mai utilizate ca amendamente sunt: carbonatul de calciu rezidual, carbonatul de calciu precipitat şi spuma de defecaţie.

Carbonatul de calciu rezidual provine de la combinatele de îngrăşăminte chimice. Are o putere de neutralizare ridicată (70-85%), solubilitate mare şi conţine azot în proporţie de 2 până la 9%.

Carbonatul de calciu precipitat rezultă la fabricarea produselor sodice. Pe lângă puterea ridicată de neutralizare, de până la 90% şi viteza mare de solubilizare, conţine şi mici cantităţi de sodiu, care trebuie avute în vedere la amendare. Pentru a fi utilizat, amendamentul nu trebuie să aibă mai mult de 2% sodiu.

Spuma de defecaţie obţinută la fabricile de zahăr are o putere de neutralizare de cea 75%, la un conţinut de 40-50% CaCO3. Mai conţine: azot (până la 0,5%), fosfor (până la 0,8%), potasiu (până la 0,2%), substanţe organice (2-15%) şi apă (până la 40%).

Efectele amendării solurilor acide

Amendamentele îmbunătăţesc însuşirile fizice, chimice şi biologice ale solurilor.Rolul coagulator al calciului, prin formarea de humaţi de calciu, induce legarea

particulelor de sol în agregate stabile. Prin urmare, se îmbunătăţeşte structura solului, care, la rândul ei, îmbunătăţeşte circulaţia apei şi a aerului.

Deplasarea reacţiei solului din domeniul acid în cel slab acid-neutru are drept urmare schimbarea radicală a mobilităţii elementelor chimice din sol, în sensul că se măreşte mobilitatea principalelor elemente nutritive (N, P) şi se micşorează mobilitatea elementelor toxice (Al3

+).Amendarea contribuie la mineralizarea materiei organice şi, prin urmare, la

mobilizarea elementelor nutritive cuprinse în aceste forme (N, S). De asemenea, dezvoltarea bacteriilor fixatoare de azot în condiţii de reacţie slab acidă-neutră contribuie la fixarea azotului atmosferic. În plus, accentuază procesele de nitrificare.

Amendamentele măresc conţinutul formelor mobile de fosfor din sol. Fenomenul are loc în urma apariţiei grupelor hidroxil în soluţia solului, care favorizează eliberarea ionilor H2 PO4

- din starea de adsorbţie şi trecerea lor în soluţia solului.Scăderea concentraţiei de H+ şi Al3+ în soluţia solului conduce la o mai bună

absorbţie de către plante a ionilor nutritivi.Amendarea determină micşorarea mobilităţii microelementelor metalice şi a borului,

în timp ce mobilitatea molibdenului creşte. Dacă efectul este benefic pentru Mn2+, neexistând pericolul manifestării unor simptome de toxicitate cauzate de acesta, în cazul borului, cuprului şi chiar al zincului pot să apară simptome de carenţă. Aceasta se îndepărtează prin administrarea de îngrăşăminte cu microelemente în sol sau pe plantă.

Corectarea reacţiei şi a conţinutului de săruri din solurile saline şi alcaline

Solurile saline şi alcaline s-au format, de regulă, în arealele depre-sionare ca urmare a transporturilor de săruri o dată cu apa freatică. Apa freatică s-a încărcat cu săruri în urma "spălării" unor roci sedimentare salifere. Sunt cazuri când aceste tipuri de sol s-au format pe roci şi materiale parentale salifere. În plus, sărurile pot fi aduse în sol o dată cu apa de irigare sau pot proveni din îngrăşăminte chimice.

Acumularea sărurilor în sol se produce, de regulă, prin precipitarea lor din soluţia solului ca urmare a atingerii punctului de saturaţie în săruri.

În pedologie aceste soluri au fost numite soluri halomorfe, împărţite în două tipuri: solonceacuri şi soloneţuri.

Solonceacurile sunt soluri saline cu un conţinut ridicat de săruri solubile, în orizontul superior, de peste 1 g/100 g sol, formate din: carbonaţi (Na2CO3), bicarbonaţi (NaHCO3), sulfaţi (Na2SO4, MgSO4), cloruri (NaCl, KCl, MgCl2), nitraţi (NaNO3, KNO4) şi, uneori, boraţi. Conductivitatea electrică a extractului apos este de peste 4 mmhos/cm, iar Na schimbabil este mai mic decât 15% din capacitatea de schimb cationic(TNa).

Soloneţurile sunt soluri halomorfe cu un conţinut ridicat de Na schimbabil (peste 15% din TNa), cu reacţie alcalină (pH H2O > 8,5), datorită prezenţei Na2CO3 în soluţia solului. Conţinutul de săruri este mai scăzut decât la solonceacuri, conductivitatea electrică fiind mai mică decât 4 mmhos/cm.

Dat fiind faptul că soloneţurile apar în asociaţie cu solonceacurile sunt situaţii când un sol are cantităţi excesive de săruri solubile, dar şi conţinuturi mari de Na schimbabil, de peste 15% din TNa. În aceste cazuri solurile se numesc soloneţuri salinizate sau solonceacuri soloneţizate.

Natura amendamentelor folosite pe soluri alcaline

Corecţia reacţiei alcaline a solurilor se face prin amendamente cu efect acidifiant. Cel mai comun amendament este gipsul nativ (CaSO4-2H2O). Conţine 31% CaO şi între 15 şi 18% S. Este greu solubil în apă (2g/l la 18°C). Pentru a se administra în sol, se macină până când 70-80% din particule trec prin sita de 0,2 mm, iar restul trece prin sita de 2mm. În sol, se administrează lent, participând la reacţia de înlocuire a Na+

schimbabil şi la neutralizarea reacţiei alcaline:

Na2CO3 + CaSO4 CaCO3 + Na2SO4

Sulfatul de sodiu, rezultat în urma reacţiei de schimb şi a neutralizării alcalinităţii formate de Na2CO3, este o sare neutră, uşor solubilă care se îndepărtează din sol prin spălare o dată cu precipitaţiile sau prin irigare.

Calciul introdus în sol favorizează coagularea coloizilor solului, îmbunătăţind structura, prin legarea particulelor în agregate, datorită humaţilor de calciu şi a carbonatului de calciu. Drept urmare, se îmbunătăţeşte circulaţia apei şi a aerului în sol.

Fosfogipsul este un material rezidual al fabricilor de îngrăşăminte fosfa-tice, obţinut la fabricarea acidului fosforic, a fosfatului trisodic şi a hexameta fosfatului trisodic. Conţine 75-80% CaSO4-2H2O, 0,2-3% P2O5 total, 0,1-0,4% P solubil în apă şi microelemente (Mn, Cu, Co, Cr) de ordinul zecilor de ppm. Aciditatea accentuată este imprimată de resturile de H3PO4, H2SO4.

Umiditatea ridicată (20-40%) îl face impropriu administrării ca atare. După uscarea până la 10% poate fi aplicat în sol.

Clorura de calciu (CaCl2-6H2O) obţinută ca material rezidual la fabricile de sodă poate fi aplicată drept amendament pe solurile alcaline, îndeplinind acelaşi rol ca şi gipsul. Clorura de sodiu, formată în urma înlocuirii Na+ din complexul adsorbtiv cu Ca2+ se îndepărtează uşor prin spălare.

Sulful nativ poate fi folosit ca amendament. Oxidarea lui la acid sulfuric, sub acţiunea tiobacteriilor şi reacţia lui cu NaHCO3 şi Na2CO3, cu formare de săruri neutre, contribuie la micşorarea alcalinităţii solurilor. Dat fiind faptul că este un material rar, practic nu se foloseşte în tehnologiile ameliorative.

Alt material care poate fi utilizat în ameliorarea reacţiei alcaline a solurilor este praful de lignit, care, datorită conţinutului de sulf, poate declanşa aceleaşi reacţii ca şi sulful nativ. O serie de deşeuri industriale ce conţin sulfaţi de fier sau aluminiu, ca şi

reziduurile de la fabricarea furfurolului, pot constitui surse de corectare a reacţiei solurilor alcaline.

8. Îngrăşăminte minerale cu azot

Îngrăşămintele cu azot sunt săruri ale acidului azotic sau ale altor acizi, cu amoniu sau cu alţi cationi. De asemenea, în această categorie se cuprind şi unii compuşi organici ce conţin azot. Majoritatea îngrăşămintelor minerale cu azot se obţin industrial, din azotul atmosferic, prin sinteza amoniacului.

După natura lor chimică, îngrăşămintele se grupează astfel: cu azot amoniacal: amoniac, apă amoniacală, sulfat de amoniu,

clorură de amoniu; cu azot nitric: azotaţi de sodiu, potasiu şi calciu; cu azot nitric şi amoniacal: azotat de amoniu, sulfonitrat de

amoniu, nitrocalcamoniu; cu azot amidic: uree, cianamidă de calciu; cu azot amidic şi cu eliberarea lentă a azotului: ureoformaldehidă,

izobutilidendiuree, crotonilidendiuree; soluţii cu azot: amoniacaţi, carboamoniacaţi, soluţii simple.

Transformările îngrăşămintelor chimice cu azot în sol

Odată ajunse în sol, îngrăşămintele cu azot sunt supuse proceselor fizico-chimice de solubilizare, adsorbţie, fixare, imobilizare, nitrificare, denitrificare, levigare, procese care induc efecte diferenţiate asupra mediului de nutriţie a plantelor.

Aplicarea îngrăşămintelor pe bază de amoniu conduce la acidifierea solului datorită prezenţei în soluţia solului a anionilor de SO4

2- sau Cl-, care pot forma sulfat sau clorură de calciu, pe solurile saturate cu baze sau acizi ai anionilor respectivi pe solurile nesaturate.

Acidifierea solului este maximă în cazul aplicării clorurii de amoniu. Aşezând sărurile de amoniu în ordinea scăderii potenţialului acidifiant se obţine următoarea serie:

NH4C1 = (NH4)2SO4 > NH4NO3 > (NH4)2HPO4= NH4H2PO4

O parte a amoniului este nitrificat şi absorbit de plante ca anion nitric sau poate fi levigat o dată cu apa din precipitaţii. Pentru fiecare ion de amoniu oxidat în nitrat, în sol apar câte doi protoni care accentuează aciditatea potenţială a solului, înlocuind o cantitate echivalentă de baze de schimb, care pot fi supuse percolării o dată cu anionul nitric. Ionii de hidrogen rezultaţi la

oxidarea amoniului în nitraţi măresc mobilitatea şi accesibilitatea pentru plante a fosfaţilor şi a unora dintre microelementele metalice.

Amoniul poate fi fixat fără schimb în cavităţile realizate între două şiruri de tetraedri de SiO4 ai mineralelor argiloase, cavităţi ale căror dimensiuni se potrivesc cu diametrul ionului de amoniu (2,96 Â).

În cazul îngrăşămintelor cu azot nitric, azotat de calciu, de exemplu, după dizolvarea lor în soluţia acidă a solului are loc fixarea Ca la complexul de schimb al solului şi formarea acidului azotic în soluţie.

După introducerea în sol a azotatului de amoniu, se produce schimbul NH4

Ca cu formare de azotat de calciu, pe solurile saturate cu baze, iar pe solurile acide se mai formează şi acid azotic.

Ureea introdusă în sol, hidrolizează enzimatic cu formare de amoniac şi dioxid de carbon:

(NH2)2CO + H2O -> 2NH3 + CO2

Efectul alcalinizant al amoniacului este atenuat de formarea ionului bicarbonat ca urmare a dizolvării CO2 în apă. Din acest motiv pH-ul solului în jurul granulei de uree nu trece de 8,5 şi tinde să revină la valoarea iniţială pe măsura absorbţiei ionilor de amoniu de către complexul absorbtiv al solului. Neutralizarea de către NH3 a unei părţi a acidităţii potenţiale a solului este compensată de apariţia ionilor de bicarbonat (Borlan şi Hera, 1980):

Hidroliza ureei este accelerată sau încetinită de temperatură, reacţie şi activitatea ureazică a solului.

9. Factorii care influenţează accesibilitatea fosforului din sol

Mobilitatea fosforului din sol depinde, în principal, de însuşirile solului dar şi de natura tehnologiilor aplicate.

Reacţia solului este un factor determinant. Astfel, în domeniul de reacţie slab acid (pH = 5,8-6,2) mobilizarea fosforului şi menţinerea lui în soluţie se petrece la intensitate maximă.

În domeniul moderat şi puternic acid ca şi în cel neutru şi alcalin se produce o reducere a concentraţiei fosforului în soluţia solului, datorită fixării sale în forme greu solubile.

În solurile acide, fosforul este reţinut sub formă de fosfaţi de fier şi aluminiu la nivelul sesevioxizilor liberi, iar în solurile alcaline, scăderea concentraţiei fosforului este accentuată de prezenţa carbonaţilor şi sărurilor solubile (cloruri, sulfaţi, bicarbonaţi).

În prezenţa carbonaţilor, fosforul precipită ca fosfat de calciu. Luviso-lurile

albice, solurile brune luvice, solurile bălane şi cernoziomurile carbonatice au capacitate mare de reţinere a fosforului.

Materia organică influenţează pozitiv mobilitatea fosfaţilor din sol, protejând fosfaţii solubili în soluţia solului faţă de procesele de fixare, prin formarea unor compuşi complecşi între anionii organici şi Al3+, Fe3+ sau Ca2+. De asemenea, anumiţi ioni organici pot elibera ioni fosfat fixaţi pe particulele de sol.

Textura şi structura solului influenţează starea oxidativă a compuşilor anorganici, descompunerea materiei organice şi eliberarea fosforului. O bună structurare a solului influenţează pozitiv difuzia fosforului în sol. Ionii fosfat se deplasează prin difuzie liberă pe o distanţă mică (3-4 cm) de la locul aplicării, nefiind antrenaţi de fluxul de apă.

Umiditatea şi temperatura solului influenţează mobilitatea fosforului prin accelerarea proceselor de desorbţie a fosfaţilor şi de difuzie spre rădăcinile plantelor. Creşterea umidităţii conduce la micşorarea potenţialului redox, la reducerea Fe3+ la Fe2+ şi implicit la eliberarea fosfaţilor ocluşi.

Microorganismele din sol pot dizolva fosfaţii greu solubili ca urmare a acţiunii acizilor organici şi a fosfatazelor, care iau naştere din activitatea lor.

10. Abundenţa potasiului în solurile din România

Solurile formate pe loess au cel mai mare conţinut total în potasiu, cuprins între 1,21 şi 2,07%. În această grupă intră molisolurile, dar şi tipul solurilor bălane din Dobrogea, cernoziomurile din Câmpia Română, din Moldova şi din Câmpia Vestică. Lor li se mai adaugă o parte din argiluvisoluri de tipul solurilor brune roşcate asociate aceloraşi formaţiuni geomorfologice.

În contrast cu acestea, cel mai scăzut conţinut total în potasiu (0,6-1,2%) îl au solurile acide şi luvisolurile albice, solurile din clasa argiluvisolurilor formate pe materiale parentale sărace în potasiu. Astfel de soluri se întâlnesc în Podişul Getic, în piemontul vestic şi în depresiunile submontane. Cantităţi mici de K (în jur de 0,4%) au şi solurile nisipoase.

Raportat la conţinutul total, celelalte categorii ale potasiului, de care am amintit mai sus, au concentraţii mai mari tot în solurile formate pe loess şi mai mici în solurile acide şi psamosoluri.

În general, toate solurile cu textură fină formate pe depozite loessoide, situate în partea estică, sudică şi chiar vestică a ţării au capacitate ridicată de fixare a potasiului, însă capacitatea cea mai ridicată de fixare a potasiului o au vertisolurile din partea nordică a Câmpiei Teleormanului, din partea sudică a Piemontului Getic şi din vestul Câmpiei Banatului.

11. Calciul în sol

În soluri, cea mai mare parte din calciu se găseşte sub formă de săruri greu solubile, în special carbonaţi. În solurile bogate în calciu, cu reacţie alcalină, apare CaCO3 (calcit), mai rar CaCO3 MgCO3 (dolomit), în proporţie de 10-30%. De asemenea, calciul mai apare în fosfaţi: mono-calcic Ca(H2PO4)2, dicalcic CaHPO4 sau tricalcic Ca3(PO4)2 sau sub formă de apatită Ca5(PO4)3. În solurile salinizate apare în cantităţi apreciabile sulfatul de calciu cristalizat cu două molecule de apă sau gipsul, CaSO4-2H2O.

În faza solidă, calciul este adsorbit în complexul coloidal al solului; în humus este prezent sub formă de humat de calciu. Calciul determină precipitarea coloizilor organo-minerali, aglomerând particulele singulare şi contribuind la formarea unei structuri stabile. Prezenţa calciului schimbabil într-un procentaj de 50-80% din capacitatea totală de schimb cationic asigură, pe lângă o structură stabilă, un regim favorabil pentru apă şi aer contribuind astfel la menţinerea fertilităţii solului. Alături de alţi cationi bazici (Mg2+, K+), calciul compensează sarcinile negative ale complexului coloidal al solului, el constituind cationul dominant în asigurarea gradului de saturaţie cu baze.

Toxicitatea ionilor de H+, Fe2+, Al3+ din solurile acide este anihilată de calciu, precipitându-se hidroxizii acestor cationi.

Îngrăşăminte cu calciu

Unele îngrăşăminte chimice minerale conţin Ca drept element secundar (19% în superfosfat simplu şi concentrat, 22% în precipitat, 31-35% în fosforite, 11% în nitrocalcar). Gunoiul de grajd conţine 0,36% Ca. Administrarea acestora în sol satisface necesarul plantelor în calciu, care pentru majoritatea plantelor este de până la 50 kg/ha anual.

De altfel, trebuie să precizăm că plantele reuşesc să-şi satisfacă necesarul de Ca chiar în condiţii deficitare de reacţie. Corectarea reacţiei aduce îmbunătăţiri condiţiilor chimice din sol pentru creşterea normală a plantelor.

12. Importanţa magneziului din sol ca sursă pentru nutriţia plantelor

Magneziul are un rol esenţial în nutriţia plantelor, participând la structura clorofilei şi luând parte la procesele de reglare a permeabilităţii celulare şi de activare a majorităţii sistemelor enzimatice ale organismului vegetal.

În condiţii naturale obişnuite şi chiar de aplicare a tehnologiilor normale de cultură, solurile noastre oferă un conţinut în magneziu satisfăcător pentru nutriţia plantelor. Excepţie de la această regulă fac psamosolurile şi

unele categorii de soluri acide cu un conţinut redus de magneziu nativ.Suplimentarea necondiţionată a magneziului din sol se impune la solurile din

sere, unde prin folosirea unor doze mari de îngrăşăminte cu macroelemente se produc dezechilibre în absorbţia magneziului.

Îngrăşăminte cu magneziu

Rocile şi mineralele constituie principala sursă a îngrăşămintelor cu magneziu. Cel mai frecvent se utilizează dolomitul. Este un carbonat dublu de Ca şi Mg (CaCO3 MgCO)3, conţine 8-13% Mg şi 18-21% Ca. Se foloseşte după prealabila măcinare a rocii. Pe lângă completarea necesarului de Mg, dolomitul se utilizează şi la amendarea solurilor acide.

Dunit (Mg2SiO4+Fe2SiO4) este o rocă eruptivă cu un conţinut de 24-28% Mg. După măcinare poate fi utilizat pe soluri acide, deficitare în Mg.

Serpentinit (3MgO 2SiO3 2H2O), rocă metamorfică cu un conţinut de 18-25% Mg. Datorită solubilităţii reduse se aplică la fel ca şi dunitul numai pe soluri acide.

Kieserit (MgSO4 -2H2O). mineral natural, conţine 17% Mg. Prin calcinare conţinutul în Mg creşte la 20%.

Dintre produşii sintetici ai Mg cel mai utilizat în agricultură, în special la culturile intensive din sere şi solarii, este sulfatul de magneziu (MgSO47H2O). Conţine 9,9% Mg şi 13% S. Are solubilitate ridicată: 35,4 g la 100 ml apă (18"C).

O altă sursă importantă de Mg este gunoiul de grajd. In medie, acesta conţine aproximativ 0,5% Mg.

13. Gunoiul de grajd

Se obţine în sistemul de creştere tradiţională a animalelor, fiind constituit din trei componente: dejecţii solide, dejecţii lichide (urina) şi material folosit ca aşternut.

Platforma de gunoi

Nu se recomandă administrarea pe sol a gunoiului de grajd proaspăt scos din grajd. Numai după o prealabilă fermentare în platforme timp de minimum trei luni gunoiul de grajd poate fi aplicat pe sau în sol.

Platforma se construieşte pe câmp în apropierea locului de administrare, sau în gospodărie. În acest din urmă caz se va alege o suprafaţă de teren la o distanţă de peste 100 m de grajduri, departe de locuinţe şi fântâni. Mărimea platformei depinde de natura şi numărul de animale. În medie, pentru un animal mic este necesară o suprafaţă de 0,2-0,4 m2, iar pentru unul mare de 3-4 m2.

Platforma va fi uşor înclinată, spre baza mică; se construieşte din beton, cărămidă sau argilă tasată. Pe mijlocul platformei se formează un canal colector pentru must. Cele două suprafeţe ale platformei sunt uşor înclinate spre centrul ei. La baza mică cu înălţimea cea mai redusă faţă de sol se construieşte bazinul de colectare a mustului din gunoi. Pe marginile platformei se construiesc pereţi din scândură sau beton.

Capacitatea bazinului de colectare a mustului se apreciază a fi de 1,3 m3

pentru 100 t gunoi. Dacă în acelaşi bazin se colectează urina provenită de la animalele din grajd, în calculul capacităţii se va avea în vedere că lunar de la o vită mare rezultă 0,5 m3 urină.

Aşezarea gunoiului pe platformă începe, de regulă, de la baza opusă a bazinului de colectare sub formă de paralelipipede cu bazele de 1,50 m şi înălţimea de 2 m. Deasupra se poate aşeza un strat de pământ.

Pentru o fermentare normală gunoiul de grajd trebuie să aibă o umiditate de 50-75%, umiditate menţinută prin udare şi drenare.

În funcţie de umiditate şi aeraţie se produc trei tipuri de fermentaţie: la rece, la cald şi mixtă.

Fermentaţia la rece are loc atunci când gunoiul este puternic tasat, aeraţia fiind slabă, se dezvoltă microorganisme anaerobe, temperatura atinge 20-25 0C iarna şi 30 0C vara. Fermentarea decurge lent, după trei-patru luni rezultă un gunoi semidescompus din care s-a pierdut 10-15% materie organică şi 10-30% din totalul azotului iniţial.

Fermentaţia la cald se produce în condiţiile unui gunoi aerisit şi umed, cu o microfloră aerobă, la o temperatură ce poate ajunge până la 60 °C. Au loc pierderi de 40-50% din substanţa organică şi cantităţi mai mari de azot sub formă de NH3. Fermentarea decurge rapid.

Fermentarea mixtă debutează cu un proces aerob, după care prin tasare se formează condiţii anaerobe. Temperatura atinge maximum 40 °C, se pierde 30-40% din substanţa organică, iar pierderile de amoniac sunt mai reduse decât la fermentarea la cald.

Pentru micşorarea pierderilor de amoniac în timpul fermentării se recomandă sporirea cantităţii de paie în aşternut, în felul acesta amoniacul care rezultă din procesele biochimice este consumat de microorganismele dezvoltate în număr mare pentru descompunerea glucidelor din paie. De asemenea, se recomandă adăugarea făinii de fosforite sau a superfosfatului. în ambele cazuri fosfatul monocalcic reţine amoniacul, în cazul fosforitei se produce mărirea solubilităţii acesteia. Se recomandă adăugarea a 30-40 kg fosforită/t gunoi sau 2 kg superfosfat/t gunoi.

Procese biochimice în timpul fermentării

În timpul fermentării gunoiului de grajd se produce pe de o parte descompunerea substanţei organice şi formarea altor compuşi cu moleculă mai simplă, iar pe de altă parte are loc un proces de sinteză a substanţelor organice din plasma microbiană.

Reacţiile de descompunere variază în funcţie de natura constituenţilor din gunoiul de grajd: glucidele (celuloză, hemiceluloză, pentozani, lignină), substanţe cu azot (proteine, aminoacizi), lipide, acizi organici.

Substanţele cu azot din urină (uree, acid hipuric, acid uric) se descompun, sub acţiunea enzimatică, până la produşi finali care conţin amoniac. Astfel, descompunerea ureei se produce după reacţia de mai jos, sub acţiunea enzimei urează, în condiţii anaerobe sau aerobe:

CO(NH2)2 + 2H2O (NH4)2CO3 (NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H2OGlucidele sunt componente principale ale dejecţiilor solide şi ale

aşternutului, se descompun aerob sau anaerob sub influenţa unor bacterii (genurile Pseudomonas, Cytophaga) şi a actinomicetelor (genul Aspergillus). Descompunerea aerobă a celulozei are loc până la CO2 şi H2O, cu degajare de căldură:

(C6H10 O5)n + nH2O + n6O2 = n(6CO2 + 6H2O) + qKJ,

iar la descompunerea anaerobă se formează în plus metan şi carbon:

2(C6H10 O5)n O 5nCO2 + 5nCH4 + 2nC

Substanţele proteice se descompun sub influenţa unui grup demicroorganisme din genurile Proteus, Bacillus, Micrococcus în produşi mai simpli (polipeptide, aminoacizi) care, în continuare, vor fi descompuse în NH3, CO2 şi H2O.

La descompunerea lipidelor contribuie bacteriile şi ciupercile. Ca produşi intermediari se formează glicerina şi acizi graşi, iar ca produşifinali rezultă CO2 şi hidrocarburi.

Stadiile fermentării gunoiului de grajd

În funcţie de treapta de fermentare la care a ajuns gunoiul de grajd înainte de a fi introdus în sol se deosebesc patru feluri de gunoi:

- gunoi puţin fermentat sau proaspăt, caracterizat de prezenţa

paielor în stare nedescompusă, de culoare galbenă şi fără pierderea rezistenţei, mustul de gunoi de grajd are culoarea galbenă;

- gunoi semifermentat. Paiele şi mustul de gunoi de grajd au o culoarebrună-negricioasă, paiele şi-au pierdut din rezistenţă, iar greutatea gunoiului s-a micşorat cu 10-30% faţă de greutatea gunoiului proaspăt;

- gunoi fermentat. Paiele nu mai pot fi distinse cu uşurinţă, gunoiulcapătă o culoare brună-negricioasă, mustul de gunoi de grajd după filtrare este incolor, iar masa gunoiului s-a micşorat cu 50%;

- gunoi foarte bine fermentat (mraniţă). Se prezintă sub forma unei mase pământoase cu o greutate de numai 25% din masa iniţială a gunoiului proaspăt.

14. Cartarea agrochimica

Acţiunea de cunoaştere a principalilor indicatori ai fertilităţii solurilor agricole, respectiv reacţia şi gradul de asigurare cu azot, fosfor şi potasiu, poartă denumirea de cartare agrochimică. Cartarea agrochimică comportă trei faze: de teren, de laborator şi de birou.

15 POLUAREA MEDIULUI ÎNCONJURĂTOR PRIN UTILIZAREA DEFECTUOASĂ A PRODUSELOR CHIMICE ÎN AGRICULTURĂ

Întotdeauna sa dorit ca agricultura, prin funcţia sa biologică, să contribuie la ridicarea standardelor de viaţă şi a nivelului de trai al omului, inclusiv la protecţia mediului înconjurător. Practica a arătat însă că agricultura a contribuit în bună măsură la deteriorarea mediului înconjurător, aceasta producându-se din necunoaştere sau din ignorarea legilor naturale privitoare la circuitul materiei. Forţarea aplicării cu intensitate sporită a unor verigi tehnologice, în condiţiile practicării unei agriculturi intensive, a dus, de cele mai multe ori, la efecte negative.

Unul dintre efecte îl reprezintă eroziunea solurilor, fenomen care se manifestă pe cea 5 milioane ha, la care se adaugă 700 mii ha cu alunecări de teren. Anual se pierd prin eroziune circa 150 milioane tone sol, inclusiv 1,5 milioane tone humus, cuprinzând 0,4-0,5 milioane tone elemente nutritive.

Pentru protejarea plantelor de boli şi dăunători s-au intensificat metodele chimice de tratare cu pesticide, ale căror efecte secundare dăunătoare sunt evidente în sol. Cercetările efectuate au conturat areale în care s-au depăşit limitele maxime admisibile pentru aceste produse şi în special pentru insecticide organoclorurate.

Folosirea unor doze mari de îngrăşăminte cu azot, şi în special îngrăşăminte cu reacţie fiziologică acidă şi cu aport semnificativ în NO, a determinat intensificarea acidifierii solurilor acide, iar folosirea acestor tipuri de îngrăşăminte pe soluri

nisipoase a cauzat poluarea cu nitraţi a apelor freatice, alterând starea de sănătate a animalelor şi oamenilor din aceste regiuni.

În zonele amenajate pentru irigaţii, în care nu s-au efectuat lucrări de drenaj, de impermeabilizare a canalelor şi în care s-au utilizat norme de irigare mai mari decât cele necesare, au apărut fenomene de salinizare secundară pe o suprafaţă de cea 25.000 ha(Răuţă şi Cârstea, 1990).

Irigarea poate duce la poluarea solului şi prin folosirea unor ape colectate din reţele hidrografice încărcate, pe anumite secvenţe, cu diferiţi poluanţi. Creşterea animalelor în sistem industrial, cu efective mari de animale (300.000 de capete, în special porci şi păsări), a determinat poluarea solului cu diferiţi compuşi organici şi anorganici şi cu agenţi patogeni, atunci când reziduurile de la aceste combinate nu au fost valorificate prin tehnologii ce protejează mediul înconjurător.

Poluarea cu pesticide

Combaterea bolilor şi dăunătorilor plantelor cultivate, precum şi a buruienilor, cu produse chimice denumite generic pesticide, determină adesea, pe lângă atingerea scopului propus, şi contaminarea solului cu reziduuri ale acestor substanţe care, acumulându-se în timp, au efect toxic asupra solului cât şi asupra celorlalţi factori de mediu. Cu toată diversitatea acestor produse, în ţara noastră s-a folosit un grup restrâns de pesticide, dintre care s-au evidenţiat compuşii organocloruraţi (insecti-cide pe bază de HCH şi DDT, aldrin, heptaclor); compuşi organofosforici (insecticide) şi diferite tipuri de erbicide (triazine, acizi clorofenoxiacetici, carbamaţi şi tiocarbamaţi ş.a.).

În zona Deltei Dunării au fost efectuate cercetări sistematice privitoare la gradul de încărcare cu HCH şi DDT a solurilor, apei, planctonului şi peştilor. Datele analitice au evidenţiat depăşiri de circa două ori a limitelor maxime admisibile în sol şi apă şi cu cca 0-20% în plancton şi peşte. Cercetări asemănătoare s-au efectuat şi în alte zone ale ţării.

Reziduuri de erbicide, în special triazine, au fost semnalate în numeroase puncte din ţară, inclusiv in Delta Dunării, atât în sol cât şi în apă.

Cercetările efectuate pe modele de laborator au evidenţiat capacitatea de adsorbţie şi de mobilizare a celor mai utilizate pesticide în diferite condiţii de sol şi absorbţia lor de către plante (Rădulescu şi colab., 1990).

Bacteriile şi ciupercile din sol sunt, în general, influenţate negativ de reziduurile de pesticide. Cu toate că microflora rizosferică este mai rezistentă decât microflora edafică la astfel de substanţe şi în special la triazine, constituind un filtru de protecţie pentru plantă, în timp, efectul triazinelor asupra microflorei solului este negativ.

Poluarea cu nitraţi

Aplicarea unor cantităţi ridicate de îngrăşăminte cu azot, din dorinţa sporirii producţiei agricole, determină, de multe ori, efecte negative asupra stării de sănătate a animalelor, oamenilor şi chiar a plantelor. Atunci când efectul toxic este evident la plante înseamnă că nivelul de tolerabilitate pentru acestea a fost depăşit, în urma suprafertilizării efectuate cu puţin înaintea semănatului sau chiar în timpul primelor faze de vegetaţie.

Efectele toxice înregistrate la animale şi oameni apar în urma acumulării în vegetaţie şi în apă a unor cantităţi ridicate de azot nitric adesea fără simptome clare de toxicitate la plante, dar având drept sursă tot fertilizarea efectuată neraţional, fără respectarea dozelor optime economice, doze specifice naturii plantei şi condiţiilor pedoclimatice locale.

Nutriţia cu plante care au conţinuturi ridicate în nitraţi şi consumarea apei îmbogăţită cu azot nitric determină absorbţia anionului NO- în sânge, unde oxidează excesiv hemoglobina, rezultând methemoglobină şi reducându-se astfel capacitatea sângelui de a transporta oxigen, ceea ce are drept efect micşorarea capacităţii respiratorii, apariţia fenomenelor de asfixie şi cianogeneză, cazurile grave având, la copii de până la un an, sfârşit letal.

Cercetările efectuate în ţara noastră cu privire la poluarea solurilor cu nitraţi s-au realizat cu precădere în zonele cu psamosoluri şi anume pe teritoriul cu soluri nisipoase din stânga Jiului, teritoriu cuprins în sistemul de irigaţie Sadova-Corabia (Răuţă şi colab., 1980). Rezultatele analizelor efectuate la peste o sută de probe de apă şi la câteva zeci de probe de sol au evidenţiat că, la acea dată, aproape 50% din probele de apă analizate depăşeau limita maximă admisă, de 45 ppm NO -, stabilită de Organizaţia Mondială a Sănătăţii (1985).

În alte areale din ţara noastră, în special legumicole, au fost efectuate cercetări sistematice privitoare la poluarea cu nitraţi. S-au semnalat concentraţii mari în sol, în apa freatică şi în unele legume (salată, mărar, pătrunjel, castraveţi, varză), (Lăcătuşu şi colab. 1994, 1998). De asemenea, au fost semnalate cazuri de intoxicare cu nitraţi la animale şi la copii în localităţile din partea nord-estică a Câmpiei Bărăganului, localităţi situate atât pe solurile nisipoase din partea dreaptă a Ialomiţei cât şi pe unele cernoziomuri din subunitatea "Câmpia Brăilei".

.Poluarea solului ca urmare a aplicării irigaţiilor

Pentru ca irigaţiile să contribuie la sporirea producţiei agricole sunt necesare două condiţii: calitatea corespunzătoare a apei şi folosirea unor norme raţionale, în acord cu condiţiile pedoclimatice, cu natura plantei şi cu faza de vegetaţie. Utilizarea unor ape cu concentraţii ridicate în elemente poluante, de natură organică sau anorganică, determină stagnarea sau distrugerea vegetaţiei şi încărcarea solului cu

poluanţi, pentru a căror îndepărtare se consumă multă energie şi mult timp.Greşelile în construcţia şi exploatarea sistemelor de irigaţie determină, uneori,

modificări negative profunde ale însuşirilor fizice, chimice şi biologice ale solurilor, cu efecte din cele mai nedorite asupra recoltelor.

Cercetările întreprinse asupra calităţii apei de irigat, folosită în marile sisteme de irigaţii ale ţării, au evidenţiat, uneori, ape neacceptabile pentru acest scop. Este cazul, în special, ai râului Olt dar şi al râurilor Prahova şi Ialomiţa. Râul Olt era poluat cu produse clorosodice, în principal clorură de sodiu, substanţe organoclorurate şi metale grele, poluanţi proveniţi din apele uzate deversate de unităţi industriale situate de-a lungul cursului râului. Utilizarea acestor ape la irigarea solurilor din sistemul Ipoteşti ar fi putut determina fenomene secundare de sărăturare şi alcalizare, precum şi încărcarea cu pesticide şi metale grele (Blănăru şi colab., 1988).

Apele râurilor Prahova şi Ialomiţa sunt puternic poluate cu petrol şi cu reziduuri petroliere, în sectoarele de unde ar trebui captată apa de irigat. Acestor poluanţi li se asociază sărurile provenite atât din surse naturale cât şi antropice.

Demn de semnalat este procesul de poluare salină a unor soluri din Dobrogea, proces rezultat în urma folosirii la irigat a unor ape necorespunzătoare (Blănaru şi colab., 1986).

Poluarea solului cu produse reziduale zootehnice

În ultimele decenii, creşterea animalelor s-a dezvoltat mai ales în unităţi de tip industrial, bazate pe metode şi sisteme moderne de creştere, pe asigurarea condiţiilor optime de adăpostire şi igienă, pe un înalt grad de mecanizare a procesului de producţie şi asigurare a furajelor combinate. A avut loc, astfel, un proces de concentrare şi intensificare a producţiei în mari unităţi, fiind construite 282 complexe de porcine, cu un efectiv de circa 10.5 milioane capete, 530 complexe de bovine, cu un efectiv de 3,8 milioane capete, 326 complexe de ovine, cu un efectiv de 8,9 milioane capete şi 199 complexe de păsări, cu un efectiv de circa 44 milioane capete. În prezent o mare parte din aceste complexe au fost închise.

Această concentrare mare a animalelor a făcut posibilă apariţia în aceste puncte a unor cantităţi enorme de produse reziduale (circa 80 milioane m3 /an ape uzate şi 40 milioane tone/an nămol), care au provocat daune mediului ambiant. Legătura tradiţională dintre animal şi teren a fost ruptă, iar dejecţiile au devenit, din sursă de materie organică şi elemente nutritive, surse de poluare, mai ales în complexele unde evacuarea dejecţiilor se face hidraulic. Construirea unor staţii de epurare a rezolvat numai parţial problema, datorită preţului de cost ridicat, a consumului mare energetic, a neatingerii parametrilor impuşi pentru afluenţii ce se deversează în emisari, a nevalorificării potenţialului util al acestor produse reziduale. S-a ajuns

astfel la situaţia nedorită ca, în timp ce marea majoritate a suprafeţelor sufereau un proces de reducere a conţinutului de humus, cantităţi enorme produsele reziduale zootehnice să se adune degradeze mediul ambiant prin: scoaterea din circuitul economic a suprafeţelor de teren necesare depozitării; poluarea solului cu agenţi patogeni, săruri solubile, exces de elemente nutritive, poluarea apelor de suprafaţă şi freatice cu elemente nutritive, săruri solubile, agenţi patogeni, produse de spălare şi dezinfecţie (detergenţi, sodă ş.a.). materie organică uşor degradabilă etc.; poluarea atmosferei cu substanţe volatile, dezagreabile, rezultate din procesul de descompunere reziduală.

Ca urmare a poluării apelor şi atmosferei cu produse reziduale zootehnice există riscuri de îmbolnăvire a oamenilor şi animalelor.

Cercetările au arătat că dispersarea pe terenul agricol a produselor reziduale zootehnice constituie metoda cea mai potrivită, eficientă tehnic şi economic, de protecţie a mediului înconjurător şi de valorificare a potenţialului lor fertilizant, întrucât se are în vedere posibilitatea menţinerii şi sporirii în sol a conţinutului de humus, factor esenţial al fertilităţii solului, sursă şi rezervă de elemente nutritive şi biostimulator pentru toate procesele ce se petrec în sol (Răuţă şi Cârstea, 1983). Valorificarea agricolă a produselor reziduale zootehnice este stimulată şi de lipsa tot mai mare a îngrăşămintelor chimice, precum şi de creşterea continuă a preţului acestora, în condiţiile în care solul necesită cantităţi sporite de îngrăşăminte, pentru obţinerea unor producţii ridicate, stabile şi eficiente.

Se constată însă că, până în prezent, zeci de hectare de teren au fost scoase din circuitul economic pentru depozitarea produselor reziduale zootehnice. Pentru ape uzate au fost construite bazine de stocare ce au o capacitate de 4-6 volume lunare, scoţându-se astfel din circuitul agricol alte suprafeţe. Cu toate acestea, apele uzate continuă să fie deversate în apele de suprafaţă şi în canalele de desecare, deşi există şi amenajări de distribuire pe terenul agricol. Sunt destule cazuri când produsele reziduale de la bovine şi păsări şi din nămolul de porc stau neutilizate de la înfiinţarea complexului, ocupând mari suprafeţe. Alteori distribuirea produselor reziduale pe terenurile agricole se face neuniform, la întâmplare, ducând tot la poluarea mediului ambiant. Deseori, în zona marilor complexe de porcine, pânza freatică superficială este impurificată cu ape uzate. Sunt cazuri de distrugere a peştilor în unele lacuri (Snagov, Căldăruşani) datorită deversărilor mari de ape uzate.