Natura chimica

Il pH è un indice numerico correlato all'acidità, ossia all'attività degli ioni idronio (H3O+) o, secondo una concezione meno appropriata ma più comune, alla concentrazione degli ioni idrogeno (H+):

Il terreno è un sistema acido-base la cui acidità è determinata dal rapporto quantitativo fra ioni idrogeno e ioni ossidrile nella soluzione circolante. Tale rapporto è la risultante di una dinamica in cui concorrono i composti chimici disciolti nell'acqua che arriva al terreno, i materiali che vengono incorporati nel terreno, l'attività biologica delle piante e dei microrganismi e, infine, i fenomeni fisico-chimici di superficie che si sviluppano nell'interfaccia di separazione tra frazione solida e soluzione circolante.

Il pH è fondamentalmente regolato dal complesso dei colloidi del terreno e dalle basi di scambio adsorbite. Il complesso di scambio del terreno, rappresentato dai minerali argillosi e l'humus si comporta come acido debole, ai valori di pH che ordinariamente si riscontrano nei suoli.

Questo equilibrio interagisce con la biosfera del terreno e con gli equilibri acido-base della soluzione circolante: un aumento dell'attività degli ioni idrogeno, dovuto ad esempio al loro rilascio da parte delle radici o all'apporto di sali che danno idrolisi acida, sposta l'equilibrio di dissociazione del complesso di scambio verso sinistra, con l'adsorbimento di ioni idrogeno da parte dei colloidi. Viceversa, una diminuzione dell'attività idrogenionica, dovuta fondamentalmente all'apporto di sali a idrolisi basica, sposta l'equilibrio verso destra, con il rilascio di ioni idrogeno dal complesso di scambio. La formazione delle cariche elettriche negative sulla superficie dei colloidi è alla base della capacità di scambio cationico: le basi di scambio presenti in eccesso nella soluzione circolante saranno adsorbite sul complesso di scambio al posto dell'idrogeno.

A causa di questa complessa dinamica la determinazione del pH del terreno può dare risultati estremamente diversi secondo la procedura adottata per la misura, perciò deve seguire procedure standard in modo da disporre di dati normalizzati correttamente interpretabili.

Classificazione dei terreni

La classificazione dei terreni in funzione del pH segue schemi che possono differire leggermente per i limiti di demarcazione delle classi e per la denominazione, ma è sostanzialmente omogenea.
Come si può osservare, l'acidità si delinea in modo marcato sotto pH 6, l'alcalinità sopra pH 8. Fra questi valori i terreni sono considerati fondamentalmente neutri con un eventuale tendenza verso l'acidità o l'alcalinità. La denominazione delle classi adottata dal Giardini distingue fra due categorie di alcalinità: per quella moderata (pH < 8,5) usa l'aggettivo basico, mentre per quella elevata (pH > 8,5) usa l'aggettivo alcalino. Pur trattandosi, in chimica di sinonimi, i due aggettivi in questo contesto fanno riferimento a cause nettamente distinte dell'alcalinità, di cui si parlerà più avanti.



Terreni neutri

Sono terreni neutri quelli che hanno pH prossimo a 7. Per estensione si avvicinano ai terreni neutri anche quelli che hanno reazione leggermente acida o leggermente basica.

I terreni neutri sono i più vocati per l'esercizio dell'agricoltura in quanto la maggior parte delle specie agrarie si adatta in modo ottimale a valori di pH compresi fra 6,5 e 7,5. In questi terreni, infatti, si verificano le migliori condizioni per la nutrizione minerale. Solo alcuni microelementi trovano migliori condizioni per l'assorbimento in ambiente acido (ferro) o basico (molibdeno); rame, zinco, manganese, boro e i macroelementi in generale hanno invece un assorbimento ottimale nei terreni neutri e, secondo i casi, leggermente acidi.

Nei terreni dotati di una buona capacità di scambio cationico il tasso di saturazione in basi è moderatamente alto, perciò alla reazione neutra si ha una buona dotazione di basi di scambio e una ripartizione bilanciata fra ioni monovalenti (potassio) e bivalenti (calcio e magnesio); a questi valori di pH si riduce anche l'antagonismo del calcio nei confronti del potassio.

Il potere tampone è elevato (purché la capacità di scambio sia abbastanza alta) perché nel complesso di scambio sono presenti sia ioni idrogeno da rilasciare in caso di tendenza all'alcalinizzazione, sia basi di scambio in caso di tendenza all'acidificazione. Questa proprietà, tuttavia, si manifesta in modo ottimale in terreni con reazione leggermente acida, in corrispondenza di un grado di saturazione basica del 50%.

Terreni acidi

Sono considerati terreni a reazione anomala perché il pH scende a valori tali da compromettere la nutrizione minerale delle piante. In generale è tollerabile una leggera acidità, fino al limite di pH 6; al di sotto di questo pH l'anomalia s'intensifica, ma si manifesta in modo palese sotto pH 5-5,5, valori al di sotto dei quali la maggior parte delle specie agrarie trova difficoltà, se non addirittura condizioni proibitive che ne pregiudica la coltivazione.

La reazione acida del terreno è dovuta ad una carenza di basi che si traduce in un eccesso di ioni H+ nella soluzione circolante e nel complesso di scambio. Le cause di questa carenza sono molteplici e variano secondo le condizioni ambientali:

Origine litologica: l'acidità è dovuta ad un elevato tenore in silice delle rocce che hanno originato il suolo. Sono ad esempio tipicamente acidi i suoli originati da rocce granitoidi e porfiriche.
Origine climatica: l'acidità è dovuta al sistematico dilavamento delle basi in climi piovosi;
Origine organica: l'acidità è dovuta all'accumulo di acidi umici a causa delle temperature moderatamente basse e del clima piovoso.
Va inoltre detto che il terreno è soggetto ad una lenta acidificazione biologica causata dalle piante, che assorbono in misura maggiore le basi rilasciando nella soluzione circolante ioni idrogeno.

L'aumento dell'acidità si riflette su tre aspetti fondamentali della fertilità.

Il primo consiste nella minore dotazione in elementi nutritivi. Gli ioni idrogeno e l'alluminio hanno una maggiore affinità nei confronti del complesso di scambio rispetto ai cationi dei metalli alcalini e alcalino-terrosi. Al diminuire del pH, l'aumento dell'attività degli ioni idrogeno esercita un antagonismo nell'adsorbimento a scapito delle basi di scambio vere e proprie (calcio, magnesio, potassio, sodio) e provoca un rilascio di queste nella soluzione circolante, esponendole maggiormente all'azione di dilavamento. I terreni acidi hanno pertanto un basso grado di saturazione basica a causa della carenza di basi di scambio adsorbite sulla superficie dei colloidi.

Il secondo aspetto consiste nell'instaurazione di un ambiente sfavorevole all'assorbimento radicale. Sotto pH 5,5 viene ostacolato l'assorbimento dell'azoto, del potassio, dello zolfo e del fosforo. In particolare, quest'ultimo subisce l'insolubilizzazione in quanto i residui dell'acido fosforico si combinano con gli idrossidi di ferro e alluminio (dotati di proprietà colloidale a carica elettropositiva) precipitando sotto forma di fosfati di ferro e alluminio. Migliora invece l'assorbimento del ferro e, con reazione non eccessivamente acida, del rame, dello zinco, del manganese e del boro.

Il terzo aspetto è di natura fisica, ma comporta conseguenze che intensificano i problemi di fertilità dei terreni acidi. Il basso tasso di saturazione basica fa sì che questi terreni siano poverissimi in calcio, la cui presenza si ha soprattutto con reazione neutra o basica. La presenza del calcio sul complesso di scambio ha un effetto stabilizzante sulla flocculazione dei colloidi e, quindi, miglioratore della struttura del terreno. La struttura dei terreni acidi è invece instabile a causa della maggiore percentuale di idrogeno e alluminio; nel tempo provoca un'alterazione dei minerali primari con perdita di silice e formazione di minerali secondari che hanno una capacità di scambio più bassa, più adatta a condizioni di carenza di basi. Il risultato è un impoverimento cronico di basi, tipico dei suoli sottoposti a intenso dilavamento.

In definitiva gli svantaggi di una reazione acida si traducono in una fertilità chimica più bassa a causa della minore dotazione di elementi nutritivi e della minore mobilità di questi.

Terreni alcalini

L'alcalinità del terreno si manifesta in modo sensibile a valori di pH superiori a 7,8-8. L'origine dell'alcalinità e i riflessi sotto l'aspetto pedologico e agronomico cambiano in riferimento al limite di pH 8,5. Sotto questo valore si parla di alcalinità costituzionale, tipica dei terreni calcarei, al di sopra si parla invece di alcalinità di assorbimento, tipica dei terreni sodici. Possono anche esserci terreni che hanno un pH non superiore a 8,5 la cui alcalinità è dovuta alla presenza del sodio; la caratteristica di questi terreni è quella di avere anche un'elevata salinità, perciò sono detti terreni salino-sodici o salino-alcalini. Questi suoli sono più comuni dei terreni sodici propriamente detti e presentano proprietà fisico-chimiche nettamente differenti.

Piante agrarie e pH

Come si è visto, la correzione della reazione è un intervento spesso difficile da realizzare con risultati significativi oppure è proibitivo per gli elevati costi. L'agricoltura pertanto si orienta sull'adozione di tecniche che circoscrivono gli effetti negativi della reazione anomala ma, in generale, tende più ad adattarsi alla realtà operativa piuttosto che a modificarla.

Il primo accorgimento tecnico da adottare su un terreno a reazione anomala è, naturalmente, quello della scelta di specie agrarie che mostrano un migliore adattamento, in grado di dare prestazioni migliori su questi terreni. Questa scelta è tanto più vincolata quanto più la reazione del terreno si discosta dai valori normali, dal momento che la maggior parte delle piante agrarie predilige i suoli neutri o moderatamente acidi o basici. La correzione del terreno in genere si prefigge lo scopo di ampliare la gamma di scelta portando il pH a valori più accettabili mentre è del tutto improbabile l'obiettivo di spostarne il valore di 3-4 unità.

La tabella 4 riassume le esigenze di una serie di specie agrarie in relazione al pH. La tabella ha solo un valore orientativo in quanto nell'ambito di una stessa coltura si possono avere esigenze e adattamenti diversi in funzione della cultivar o di altri fattori (ad esempio il portinnesto nel caso di piante legnose).

Come si può osservare la maggior parte delle colture citate in tabella si adatta a terreni neutri o provvisti di una moderata acidità. Sotto pH 5,5 e sopra pH 7,5 molte di queste colture manifestano stati di sofferenza, perciò è preferibile optare su specie rispettivamente ossifile o anossifile. Alcune specie manifestano esigenze piuttosto strette, altre mostrano invece una spiccata versatilità, come ad esempio l'olivo: questa specie predilige i terreni tendenti alla neutralità o leggermente basici, tuttavia si adatta bene anche sui terreni tendenzialmente acidi e su quelli prettamente calcarei e, caso alquanto raro fra le piante arboree, tollera anche i suoli salino-sodici. Come si è detto in precedenza, però, un intervento correttivo mirato a spostare di 1-1,5 unità il pH terreno può migliorare sensibilmente le condizioni operative e permette di ampliare la gamma di coltivazioni fra cui scegliere.

Un cenno particolare va fatto sulla vite e il pero: queste colture prediligono suoli subacidi o neutri, manifestando una spiccata sofferenza sui terreni calcarei, tuttavia l'impiego di portinnesti specifici permette la coltivazione anche su terreni a reazione alcalina.

Un comportamento singolare è quello dell'Ortensia: questa pianta ornamentale è indifferente al pH e tollera una gamma molto ampia che va dai suoli prettamente acidi a quelli alcalini. La sua risposta tuttavia cambia secondo il pH: sui substrati acidi forma infiorescenze di colore azzurro, sui substrati neutri forma infiorescenze di colore bianco o molto pallido, mentre con reazione alcalina forma infiorescenze di colore rosa o purpureo.

Vegetazione spontanea e pH

La vegetazione spontanea è un indice della reazione del terreno e, talvolta, la presenza di determinate specie o di associazioni vegetali permette di individuare senza ambiguità una reazione acida o alcalina.

I lupini spontanei, le eriche, i rododendri, diverse felci, il mirtillo, indicano una reazione acida, in quanto trattasi di piante ossifile. Al contrario, la sulla, la liquirizia e altre leguminose, segnalano una reazione moderatamente basica, tipica dei terreni calcarei.

Diverse chenopodiacee e alcune graminacee segnalano una reazione fortemente alcalina, tipica dei terreni sodici oppure una reazione alcalina tipica dei terreni salino-sodici e rientrano perciò nel gruppo delle piante alofite. Fra queste si segnalano anche le tamerici, arbusti resistenti sia all'alcalinità sia alla salinità.

Non mancano le piante spontanee indifferenti alla reazione del suolo e che possono ritrovarsi indifferentemente sia su suoli acidi sia su suoli calcarei: sono tali ad esempio l'elicriso e il rosmarino; queste due specie sono rappresentative di un numeroso gruppo di piante spontanee dell'ambiente mediterraneo che vegetano indifferentemente su formazioni rocciose costiere sia di natura calcarea sia di natura granitica o scistosa.

Fonte:https://it.wikipedia.org/wiki/Reazione_del_terreno