क्षार मिट्टी: Difference between revisions

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{{Short description|Soil type with pH > 8.5}}क्षार या क्षारीय [[मिट्टी]] उच्च [[मिट्टी पीएच]] (8.5 से अधिक) एक खराब [[मिट्टी की संरचना]] और कम घुसपैठ क्षमता वाली मिट्टी की मिट्टी है। अधिकांशतः उनके पास 0.5 से 1 मीटर की गहराई पर एक सख्त चूने की परत होती है। क्षारीय मिट्टी अपने प्रतिकूल [[भौतिक रसायन]] '''भौतिक-रासायनिक''' गुणों के कारण मुख्य रूप से [[सोडियम कार्बोनेट]] की प्रबल उपस्थिति के कारण होती है जिससे मिट्टी में सूजन आ जाती है।<ref name="oregonstateedu">[http://extension.oregonstate.edu/umatilla/mf/sites/default/files/pnw597-e.pdf Managing irrigation water quality, Oregon State University, USA], Retrieved on 2012-10-04.</ref> और स्पष्ट करना/समझाना कठिन  है। वे अपना नाम तत्वों के [[क्षार]] धातु समूह से प्राप्त करते हैं जिससे [[सोडियम]] संबंधित है और जो मूलभूतता को प्रेरित कर सकता है। कभी-कभी इन मिट्टी को क्षारीय [[सोडिक मिट्टी]] भी कहा जाता है।<br />
{{Short description|Soil type with pH > 8.5}}क्षार या क्षारीय [[मिट्टी]] उच्च [[मिट्टी पीएच]] (8.5 से अधिक) एक खराब [[मिट्टी की संरचना]] और कम समावेश क्षमता वाली मिट्टी की मिट्टी है। अधिकांशतः उनके पास 0.5 से 1 मीटर की गहराई पर एक सख्त चूने की परत होती है। क्षारीय मिट्टी अपने प्रतिकूल [[भौतिक रसायन]] '''भौतिक-रासायनिक''' गुणों के कारण मुख्य रूप से [[सोडियम कार्बोनेट]] की प्रबल उपस्थिति के कारण होती है जिससे मिट्टी में सूजन आ जाती है।<ref name="oregonstateedu">[http://extension.oregonstate.edu/umatilla/mf/sites/default/files/pnw597-e.pdf Managing irrigation water quality, Oregon State University, USA], Retrieved on 2012-10-04.</ref> और स्पष्ट करना/समझाना कठिन  है। वे अपना नाम तत्वों के [[क्षार]] धातु समूह से प्राप्त करते हैं जिससे [[सोडियम]] संबंधित है और जो मूलभूतता को प्रेरित कर सकता है। कभी-कभी इन मिट्टी को क्षारीय [[सोडिक मिट्टी]] भी कहा जाता है।<br />
क्षारीय मिट्टी क्षार (रसायन) हैं, किन्तु  सभी मूलभूत मिट्टी क्षारीय नहीं हैं।
क्षारीय मिट्टी क्षार (रसायन) हैं, किन्तु  सभी मूलभूत मिट्टी क्षारीय नहीं हैं।


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[[पाइराइट]] या सस्ता अमोनियम [[एल्यूमीनियम सल्फेट]] या एल्यूमीनियम सल्फेट जैसे अम्लीय खनिजों को जोड़कर क्षारीय मिट्टी को पुनः प्राप्त करना भी संभव है।
[[पाइराइट]] या सस्ता अमोनियम [[एल्यूमीनियम सल्फेट]] या एल्यूमीनियम सल्फेट जैसे अम्लीय खनिजों को जोड़कर क्षारीय मिट्टी को पुनः प्राप्त करना भी संभव है।


'''वैकल्पिक रूप से, [[जिप्सम]] ([[कैल्शियम सल्फेट|कैल्शिय]]'''[[कैल्शियम सल्फेट|म सल्फेट]], {{chem|Ca|S|O|4}} · 2 {{chem|H|2|O}}) Ca के स्रोत के रूप में भी प्रयुक्त किया जा सकता है<sup>एक्सचेंज कॉम्प्लेक्स में सोडियम को बदलने के लिए 2+</sup> आयन।<ref name="Chhabra" />जिप्सम भी सोडियम कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करके सोडियम सल्फेट में परिवर्तित हो जाता है जो एक तटस्थ नमक है और उच्च पीएच में योगदान नहीं करता है। भूमिगत के लिए पर्याप्त प्राकृतिक जल निकासी होनी चाहिए, या फिर एक कृत्रिम उपसतह जल निकासी प्रणाली उपस्थित होनी चाहिए, जिससे मिट्टी [[मिट्टी का प्रकार]] के माध्यम से [[बारिश]] और/या सिंचाई के पानी के माध्यम से अतिरिक्त सोडियम की लीचिंग हो सके।
वैकल्पिक रूप से, जिप्सम (कैल्शियम सल्फेट, {{chem|Ca|S|O|4}}· 2 {{chem|H|2|O}}) को एक्सचेंज कॉम्प्लेक्स में सोडियम को बदलने के लिए Ca<sup>2+</sup> आयनों के स्रोत के रूप में भी उपयोग किया जा सकता है।<ref name="Chhabra" /> जिप्सम भी सोडियम कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करके सोडियम सल्फेट में परिवर्तित हो जाता है जो एक तटस्थ नमक है और उच्च पीएच में योगदान नहीं करता है। भूमिगत के लिए पर्याप्त प्राकृतिक जल निकासी होनी चाहिए या फिर एक कृत्रिम उपसतह जल निकासी प्रणाली उपस्थित होनी चाहिए जिससे मिट्टी के प्रोफाइल के माध्यम से बारिश और/या सिंचाई के पानी के माध्यम से अतिरिक्त सोडियम की लीचिंग हो सके।


[[कैल्शियम क्लोराइड]] का उपयोग क्षार मिट्टी को सुधारने के लिए भी किया जाता है। सीएसीएल<sub>2</sub> ना परिवर्तित करता है<sub>2</sub>सीओ<sub>3</sub> CaCO को अवक्षेपित करके NaCl में<sub>3</sub>. पानी के निक्षालन से NaCl निकल जाता है। सोडियम नाइट्रेट के साथ [[कैल्शियम नाइट्रेट]] का एक समान प्रभाव होता है | NaNO<sub>3</sub>निक्षालन में। खर्च अम्ल  (एचसीएल, एच<sub>2</sub>इसलिए<sub>4</sub>, आदि) अतिरिक्त ना को कम करने के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है<sub>2</sub>सीओ<sub>3</sub> मिट्टी/पानी में।
कैल्शियम क्लोराइड का उपयोग क्षार मिट्टी को सुधारने के लिए भी किया जाता है। CaCl<sub>2</sub> Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> को NaCl अवक्षेपण CaCO<sub>3</sub>में परिवर्तित करता है। पानी के निक्षालन से NaCl निकल जाता है। लीचेट में NaNO<sub>3</sub> के साथ कैल्शियम नाइट्रेट का समान प्रभाव होता है। मिट्टी/पानी में अतिरिक्त Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> को कम करने के लिए स्पेंट अम्ल (HCl, H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>, आदि) का भी उपयोग किया जा सकता है।
   
   
जहां किसानों को [[यूरिया]] सस्ते में उपलब्ध कराया जाता है, वहीं मिट्टी की क्षारीयता/लवणता को कम करने के लिए भी इसका मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite web |url=http://www.fao.org/docrep/x5871e/x5871e00.htm#Contents|title=  Salt-Affected Soils and their Management, refer para 4.7|author=I.P. Abrol, J.S.P. Yadav and F.I. Massoud|access-date=23 December 2012}}</ref> [[अमोनियम]] ({{chem|N|H|4|+}}) यूरिया हाइड्रोलिसिस द्वारा उत्पादित धनायन जो अशक्त रूप से सोर्बिंग ना के साथ एक जोरदार सॉर्बिंग [[ कटियन | कटियन]] एक्सचेंज है<sup>+</sup> मिट्टी की संरचना से कटियन और Na<sup>+</sup> पानी में छोड़ा जाता है। इस प्रकार क्षारीय मिट्टी अन्य मिट्टी की तुलना में अधिक यूरिया सोखती/खपत लेती है।
जहां किसानों को [[यूरिया]] सस्ते में उपलब्ध कराया जाता है वहीं मिट्टी की क्षारीयता/लवणता को कम करने के लिए भी इसका मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite web |url=http://www.fao.org/docrep/x5871e/x5871e00.htm#Contents|title=  Salt-Affected Soils and their Management, refer para 4.7|author=I.P. Abrol, J.S.P. Yadav and F.I. Massoud|access-date=23 December 2012}}</ref> [[अमोनियम]] ({{chem|N|H|4|+}}) यूरिया हाइड्रोलिसिस द्वारा उत्पादित धनायन जो अशक्त रूप से सोर्बिंग Na<sup>+</sup> के साथ एक जोरदार सॉर्बिंग [[ कटियन | कटियन]] एक्सचेंज है मिट्टी की संरचना से कटियन और Na<sup>+</sup> पानी में छोड़ा जाता है। इस प्रकार क्षारीय मिट्टी अन्य मिट्टी की तुलना में अधिक यूरिया सोखती/खपत लेती है।


मिट्टी को पूरी तरह से पुनः प्राप्त करने के लिए संशोधनों की अत्यधिक उच्च खुराक की आवश्यकता होती है। इसलिए अधिकांश प्रयासों को केवल शीर्ष परत (जैसे मिट्टी के पहले 10 सेंटीमीटर) में सुधार करने के लिए निर्देशित किया जाता है, क्योंकि शीर्ष परत मिट्टी की संरचना में गिरावट के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होती है।<ref name="Chhabra" />हालाँकि, उपचारों को कुछ (5 कहें) वर्षों के समय में दोहराया जाना चाहिए। पेड़/पौधे [[गुरुत्वाकर्षण]] का पालन करते हैं। गहरी पौधों की जड़ों वाले पेड़ों के लिए क्षारीय मिट्टी में जीवित रहना कठिन  होता है जो अच्छी गैर-क्षारीय मिट्टी में 60 मीटर से अधिक गहरा हो सकता है।
मिट्टी को पूरी तरह से पुनः प्राप्त करने के लिए संशोधनों की अत्यधिक उच्च खुराक की आवश्यकता होती है। इसलिए अधिकांश प्रयासों को केवल शीर्ष परत (जैसे मिट्टी के पहले 10 सेंटीमीटर) में सुधार करने के लिए निर्देशित किया जाता है क्योंकि शीर्ष परत मिट्टी की संरचना में गिरावट के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होती है।<ref name="Chhabra" /> चूँकि उपचारों को कुछ (5 कहें) वर्षों के समय में दोहराया जाना चाहिए। पेड़/पौधे [[गुरुत्वाकर्षण]] का पालन करते हैं। गहरी पौधों की जड़ों वाले पेड़ों के लिए क्षारीय मिट्टी में जीवित रहना कठिन  होता है जो अच्छी गैर-क्षारीय मिट्टी में 60 मीटर से अधिक गहरा हो सकता है।


खराब गुणवत्ता वाले पानी से सिंचाई (भूजल या सतही जल) से बचना महत्वपूर्ण होगा। अंगूर की खेती में, प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले chelating एजेंटों जैसे टार्टरिक अम्ल  को सिंचाई के पानी में जोड़ने का सुझाव दिया गया है, कैल्शियम और मैग्नीशियम कार्बोनेट को सॉडिक मिट्टी में घोलने के लिए।<ref name="Ashworth">Ashworth, J. 2007. The effect of chelating agents on soil sodicity. Soil and Sediment Contamination 16: 301-312.</ref>
खराब गुणवत्ता वाले पानी से सिंचाई (भूजल या सतही जल) से बचना महत्वपूर्ण होगा। अंगूर की खेती में सिंचाई के पानी में टार्टरिक अम्ल जैसे प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले चेलेटिंग एजेंटों को जोड़ने से सोडिक मिट्टी में कैल्शियम और मैग्नीशियम कार्बोनेट को घोलने का सुझाव दिया गया है।<ref name="Ashworth">Ashworth, J. 2007. The effect of chelating agents on soil sodicity. Soil and Sediment Contamination 16: 301-312.</ref>  
सोडियम कार्बोनेट को कम करने का एक तरीका [[कांच का पौधा]] या [[नमक]] या [[बैरिला]] पौधों की खेती करना है।<ref>{{cite web |url=http://www.scielo.br/pdf/sn/v22n1/10.pdf|title= Karnal / Kallar grass cultivation in sodic alkaline soils in Pakistan|author=Farooq Ahmad|access-date=22 January 2013}}</ref> ये पौधे सोडियम कार्बोनेट को अलग करते हैं जो वे क्षार मिट्टी से अपने ऊतकों में अवशोषित करते हैं। इन पौधों की राख में सोडियम कार्बोनेट की अच्छी मात्रा होती है जिसे व्यावसायिक रूप से निकाला जा सकता है और सामान्य नमक से प्राप्त सोडियम कार्बोनेट के स्थान पर उपयोग किया जा सकता है जो अत्यधिक ऊर्जा गहन प्रक्रिया है। इस प्रकार क्षार भूमि के क्षरण को बैरिला पौधों की खेती से रोका जा सकता है जो खाद्य स्रोत, बायोमास ईंधन और सोडा ऐश और [[पोटाश]] आदि के लिए कच्चे माल के रूप में काम कर सकते हैं।
<li>सोडियम कार्बोनेट को कम करने का एक विधि [[कांच का पौधा]] या [[नमक]] या [[बैरिला]] पौधों की खेती करना है।<ref>{{cite web |url=http://www.scielo.br/pdf/sn/v22n1/10.pdf|title= Karnal / Kallar grass cultivation in sodic alkaline soils in Pakistan|author=Farooq Ahmad|access-date=22 January 2013}}</ref> ये पौधे सोडियम कार्बोनेट को अलग करते हैं जो वे क्षार मिट्टी से अपने ऊतकों में अवशोषित करते हैं। इन पौधों की राख में सोडियम कार्बोनेट की अच्छी मात्रा होती है जिसे व्यावसायिक रूप से निकाला जा सकता है और सामान्य नमक से प्राप्त सोडियम कार्बोनेट के स्थान पर उपयोग किया जा सकता है जो अत्यधिक ऊर्जा गहन प्रक्रिया है। इस प्रकार क्षार भूमि के क्षरण को बैरिला पौधों की खेती से रोका जा सकता है जो खाद्य स्रोत, बायोमास ईंधन और सोडा ऐश और [[पोटाश]] आदि के लिए कच्चे माल के रूप में काम कर सकते हैं।


== लीचिंग लवणीय सोडिक मिट्टी ==
== लीचिंग लवणीय सोडिक मिट्टी ==
मृदा लवणता नियंत्रण ज्यादातर सोडिक (प्रमुख नमक सोडियम क्लोराइड है) हैं, किन्तु  उनके पास बहुत अधिक पीएच नहीं है और न ही खराब घुसपैठ दर है। लीचिंग पर वे सामान्यतः  ना के रूप में एक (सोडिक) क्षार मिट्टी में परिवर्तित नहीं होते हैं<sup>+</sup> आयन आसानी से निकल जाते हैं। इसलिए, लवणीय (सोडिक) मिट्टी को अपने सुधार के लिए ज्यादातर जिप्सम अनुप्रयोगों की आवश्यकता नहीं होती है।<ref name="Chacupe">[http://www.waterlog.info/pdf/chacupe.pdf Chacupe case study]</ref>
मृदा लवणता नियंत्रण अधिकत्तर सोडिक (प्रमुख नमक सोडियम क्लोराइड है) हैं किन्तु  उनके पास बहुत अधिक पीएच नहीं है और न ही खराब समावेश दर है। लीचिंग पर वे सामान्यतः  Na<sup>+</sup> के रूप में एक (सोडिक) क्षार मिट्टी में परिवर्तित नहीं होते हैं आयन आसानी से निकल जाते हैं। इसलिए, लवणीय (सोडिक) मिट्टी को अपने सुधार के लिए अधिकत्तर जिप्सम अनुप्रयोगों की आवश्यकता नहीं होती है।<ref name="Chacupe">[http://www.waterlog.info/pdf/chacupe.pdf Chacupe case study]</ref>




Revision as of 11:07, 28 May 2023

क्षार या क्षारीय मिट्टी उच्च मिट्टी पीएच (8.5 से अधिक) एक खराब मिट्टी की संरचना और कम समावेश क्षमता वाली मिट्टी की मिट्टी है। अधिकांशतः उनके पास 0.5 से 1 मीटर की गहराई पर एक सख्त चूने की परत होती है। क्षारीय मिट्टी अपने प्रतिकूल भौतिक रसायन भौतिक-रासायनिक गुणों के कारण मुख्य रूप से सोडियम कार्बोनेट की प्रबल उपस्थिति के कारण होती है जिससे मिट्टी में सूजन आ जाती है।[1] और स्पष्ट करना/समझाना कठिन है। वे अपना नाम तत्वों के क्षार धातु समूह से प्राप्त करते हैं जिससे सोडियम संबंधित है और जो मूलभूतता को प्रेरित कर सकता है। कभी-कभी इन मिट्टी को क्षारीय सोडिक मिट्टी भी कहा जाता है।

क्षारीय मिट्टी क्षार (रसायन) हैं, किन्तु सभी मूलभूत मिट्टी क्षारीय नहीं हैं।

कारण

मिट्टी की क्षारीयता के कारण प्राकृतिक या मानव निर्मित हो सकते हैं:

  1. प्राकृतिक कारण सोडियम कार्बोनेट (Na2CO3) और सोडियम बाईकारबोनेट (NaHCO3) अपक्षय पर
  2. कोयले से चलने वाले बॉयलर / बिजली संयंत्र, चूना पत्थर से भरपूर कोयला या लिग्नाइट का उपयोग करते समय कैल्शियम ऑक्साइड युक्त फ्लाई ऐश का उत्पादन करते हैं। CaO जल में आसानी से घुलकर बुझा हुआ चूना Ca(OH)2, बनाता है। और वर्षा जल द्वारा नदियों / सिंचाई के पानी में ले जाया जाता है। चूने को नरम करने की प्रक्रिया Ca2+ और Mg2+ को अवक्षेपित करती है आयन / पानी में कठोरता को दूर करता है और नदी के पानी में सोडियम बाइकार्बोनेट को सोडियम कार्बोनेट में भी परिवर्तित करता है।[2] सोडियम कार्बोनेट (धोने का सोडा) आगे शेष Ca2+ और Mg2+ के साथ अभिक्रिया करता है कुल कठोर जल कोयला निकालने/उपक्षेपित करने के लिए पानी में साथ ही राख में उपस्थित पानी में घुलनशील सोडियम लवण पानी में सोडियम की मात्रा को बढ़ाते हैं। वर्ष 2011 में विश्व में कोयले की वैश्विक खपत 7.7 बिलियन टन थी। इस प्रकार नदी के पानी को Ca2+ और Mg2+रहित बना दिया जाता है और कोयले से चलने वाले बॉयलरों द्वारा Na+ को बढ़ाया जाता है।
  3. सोडियम कार्बोनेट सोडियम बाइकार्बोनेट (बेकिंग सोडा) सोडियम सल्फ़ेट सोडियम हाइड्रॉक्साइड (कास्टिक सोडा) सोडियम हाइपोक्लोराइट (ब्लीचिंग पाउडर) आदि जैसे औद्योगिक और घरेलू अनुप्रयोगों में भारी मात्रा में सोडियम लवण का उपयोग किया जाता है। ये लवण मुख्य रूप से सोडियम क्लोराइड (सामान्य नमक) से उत्पन्न होते हैं। इन लवणों में उपस्थित सारा सोडियम उनके उत्पादन प्रक्रिया या खपत के समय नदी/भूजल में प्रवेश कर जाता है जिससे पानी की अम्लता बढ़ जाती है। वर्ष 2010 में सोडियम क्लोराइड की कुल वैश्विक खपत 270 मिलियन टन है। यह शक्तिशाली अमेज़ॅन नदी में घुले भार के लगभग सामान है। मानव निर्मित सोडियम लवण का योगदान सभी नदियों के कुल नमक भार का लगभग 7% है। सोडियम साल्ट लोड की समस्या चीन, भारत, मिस्र, पाकिस्तान, पश्चिम एशिया, ऑस्ट्रेलिया, पश्चिमी अमेरिका आदि में स्थित सघन रूप से खेती की जाने वाली नदी घाटियों के डाउनस्ट्रीम में विभिन्न वाष्पोत्सर्जन और वाष्पीकरण हानियों को पूरा करने के बाद शेष पानी में नमक के संचय के कारण बढ़ जाती है।[3]
  4. कृषि क्षेत्रों / भूमि द्रव्यमान के अतिररिक्त मानव निर्मित सोडियम लवण का एक अन्य स्रोत कूलिंग टॉवर के आसपास है जो समुद्री तट के पास स्थित विभिन्न उद्योगों में उत्पन्न अपशिष्ट गर्मी को नष्ट करने के लिए समुद्र के पानी का उपयोग करता है। तेल रिफाइनरियों, पेट्रोकेमिकल परिसरों, उर्वरक संयंत्रों, रासायनिक संयंत्रों, परमाणु और ताप विद्युत स्टेशनों, केंद्रीकृत एचवीएसी प्रणालियों आदि में विशाल क्षमता वाले कूलिंग टॉवर स्थापित किए गए हैं। शीतलन टॉवर से निकलने वाली बहाव / सूक्ष्म बूंदों में लगभग 6% सोडियम क्लोराइड होता है जो जमा करेगा आसपास के क्षेत्रों पर यह समस्या वहां बढ़ जाती है जहां राष्ट्रीय प्रदूषण नियंत्रण मानदंड प्रयुक्त नहीं किए जाते हैं या समुद्री जल आधारित गीले शीतलन टावरों के लिए सर्वोत्तम औद्योगिक मानक के बहाव उत्सर्जन को कम करने के लिए प्रयुक्त नहीं किया जाता है।[4] या मानव निर्मित कारण सिंचाई (सतह या भूजल) में सोडियम बाइकार्बोनेट के अपेक्षाकृत उच्च अनुपात और कम कैल्शियम और मैग्नीशियम युक्त पानी के नरम होने का अनुप्रयोग है।[1]


कृषि समस्याएं

क्षारीय मिट्टी को कृषि उत्पादन में सम्मिलित करना कठिन है। कम अंतःस्यंदन क्षमता के कारण वर्षा का पानी मिट्टी पर आसानी से रुक जाता है और शुष्क अवधि में प्रचुर सिंचित जल और अच्छी जल निकासी के बिना खेती कठिन से ही संभव है। कृषि सतही जलभराव (कृषि) (जैसे चावल, घास) के लिए सहिष्णु फसलों तक सीमित है और उत्पादकता कम है।

रसायन विज्ञान

मिट्टी की क्षारीयता सोडियम कार्बोनेट (Na2CO3) या सोडियम बाइकार्बोनेट (NaHCO3) मिट्टी में,[5] या तो मिट्टी के कणों के प्राकृतिक अपक्षय के परिणामस्वरूप या सिंचाई और/या बाढ़ के पानी द्वारा लाया गया है ।

यह नमक अत्यंत घुलनशील है जब यह जलयोजन प्रतिक्रिया से गुजरता है तो यह इसमें अलग हो जाता है:

Na
2CO
3 → 2 Na+
 + CO2−
3

कार्बोनेट आयन CO2−
3, एक अशक्त आधार (रसायन विज्ञान) है जो एक प्रोटॉन को स्वीकार करता है इसलिए यह बिकारबोनिट आयन और एक हाइड्रॉक्सिल आयन देने के लिए पानी में हाइड्रोलिसिस करता है:

CO2−
3 + H
2O → HCO−
3 + OH−

जो बदले में कार्बोनिक अम्ल और हाइड्रॉक्सिल देता है:

HCO−
3 + H
2O → H
2CO
3 + OH−

कार्बोनेट-बाईकार्बोनेट-कार्बन डाइऑक्साइड के संतुलन के लिए कार्बोनेट या रासायनिक गुण देखें।

उपरोक्त प्रतिक्रियाएं कैल्शियम कार्बोनेट के विघटन के समान हैं दो लवणों की विलेयता केवल अंतर है। CaCO3 की तुलना में Na2CO3 लगभग 78000 गुना अधिक घुलनशील है, इसलिए यह CO2−
3 की कहीं अधिक मात्रा को भंग कर सकता है इस प्रकार पीएच को 8.5 से अधिक मान तक बढ़ा सकता है, जो कैल्शियम कार्बोनेट और भंग कार्बन डाइऑक्साइड के बीच संतुलन होने पर अधिकतम प्राप्य पीएच से ऊपर है। मिट्टी के घोल में संतुलन में होता है।

टिप्पणियाँ:
  • जल (H2O) आंशिक रूप से H3O+ (हाइड्रोनियम) और OH– (हाइड्रॉक्सिल) आयनों में वियोजित होता है। आयन H3O+ में एक सकारात्मक विद्युत आवेश (+) होता है और इसकी सांद्रता को सामान्यतः [H+] के रूप में लिखा जाता है। हाइड्रॉक्सिल आयन OH– का ऋणात्मक आवेश (-) होता है और इसकी सांद्रता [OH−] के रूप में लिखी जाती है।
  • शुद्ध पानी में, 25 डिग्री सेल्सियस पर पानी का पृथक्करण स्थिरांक (Kw) 10−14 है।
  • चूँकि Kw = [H+] × [OH–], तो H3O+ और OH– आयनों की सांद्रता 10−7 M (बहुत कम सांद्रता) के समान होती है।
  • उदासीन जल में, pH, H3O+का ऋणात्मक दशमलव लघुगणक होता है सांद्रता, यह 7 है। इसी प्रकार, PH#pOH भी 7 है। pH में प्रत्येक इकाई कमी H3O+ की दस गुना वृद्धि दर्शाती है एकाग्रता इसी प्रकार, पीएच में प्रत्येक इकाई वृद्धि ओएच-सांद्रता के दस गुना वृद्धि का संकेत देती है।
  • पानी में घोल (रसायन) नमक (रसायन) के साथ, H3O+ की सांद्रता और OH– आयन बदल सकते हैं, किन्तु उनका योग स्थिर रहता है, अर्थात् 7 + 7 = 14. इसलिए 7 का पीएच 7 के pOH और 9 के पीएच के साथ 5 के pOH से मेल खाता है।
* औपचारिक रूप से रासायनिक गतिविधि के संदर्भ में आयन सांद्रता को व्यक्त करना पसंद किया जाता है, किन्तु यह संभवतः ही पीएच के मान को प्रभावित करता है।
  • अधिक H3O+ आयन वाले पानी को अम्ल pH < 7 कहा जाता है, और OH– आयनों की अधिकता वाले पानी को क्षारीय या क्षारीय pH > 7 कहा जाता है। pH < 4 के साथ मिट्टी की नमी को बहुत अम्लीय कहा जाता है और pH > 10 के साथ बहुत क्षारीय (क्षारीय) कहा जाता है।

H2CO3(कार्बोनिक अम्ल ) अस्थिर है और H2O उत्पन्न करता है (पानी) और CO2 (कार्बन डाइऑक्साइड गैस वातावरण में पलायन)। यह घुलनशील सोडियम हाइड्रॉक्साइड और उच्च पीएच या निम्न पीएच या पीओएच के रूप में शेष क्षारीयता (या चूँकि मूलता) की व्याख्या करता है।

सभी भंग सोडियम कार्बोनेट उपरोक्त रासायनिक प्रतिक्रिया से नहीं गुजरते हैं। शेष सोडियम कार्बोनेट और इसलिए की उपस्थिति CO2−
3 आयन, CaCO3 का कारण बनता है (जो केवल थोड़ा घुलनशील है) ठोस कैल्शियम कार्बोनेट (चूना पत्थर) के रूप में अवक्षेपित करने के लिए, क्योंकि के उत्पाद CO2−
3 एकाग्रता और Ca2+ एकाग्रता स्वीकार्य सीमा से अधिक है। इसलिए कैल्शियम आयन Ca2+ स्थिर हैं।

मिट्टी के कणों की सतह पर और मिट्टी की नमी में आयनों के बीच सोडियम विनिमय प्रक्रिया


मिट्टी के घोल में प्रचुर मात्रा में Na+ आयनों की उपस्थिति और एक ठोस खनिज के रूप में Ca2+ आयनों की वर्षा मिट्टी के कणों का कारण बनती है जिनकी सतहों पर ऋणात्मक विद्युत आवेश होता है जो विसरित सोखना क्षेत्र (डीएजेड, जिसे सामान्यतः कहा जाता है) में अधिक Na+ सोखने के लिए होता है। डिफ्यूज़ डबल लेयर (डीडीएल), या इलेक्ट्रिकल डबल लेयर (ईडीएल), संबंधित चित्र देखें)[6] और, बदले में पहले से सोखे गए Ca2+ को रिलीज़ करें, जिससे उनका विनिमेय सोडियम प्रतिशत (ईएसपी) बढ़ जाता है जैसा कि उसी चित्र में दिखाया गया है .

Na+ अधिक गतिशील होता है और Ca2+ की तुलना में इसका विद्युत आवेश कम होता है जिससे डीडीएल की मोटाई बढ़ जाती है क्योंकि इसमें अधिक सोडियम आयन समा जाते हैं। डीडीएल की मोटाई मिट्टी की नमी में आयनों की कुल सांद्रता से भी प्रभावित होती है क्योंकि उच्च सांद्रता डीडीएल क्षेत्र को कम करने का कारण बनती है।

गैर-खारी मिट्टी की नमी के संपर्क में काफी ईएसपी (> 16) के साथ मिट्टी के कणों का एक विस्तारित डीडीएल क्षेत्र होता है और मिट्टी फूल जाती है (फैलाव (भूविज्ञान))।[6] घटना के परिणामस्वरूप मिट्टी की संरचना में गिरावट आती है और विशेष रूप से पपड़ी का निर्माण और शीर्ष परत का संघनन होता है।

इसलिए मिट्टी की अंतःस्यंदन क्षमता और मिट्टी में पानी की उपलब्धता कम हो जाती है जबकि सतही जल-जमाव या सतही बहाव बढ़ जाता है। अंकुर निकलना और फसल उत्पादन बुरी तरह प्रभावित होता है।

टिप्पणी:
  • लवणीय परिस्थितियों में मिट्टी के घोल में कई आयन मिट्टी की सूजन का प्रतिकार करते हैं जिससे लवणीय मिट्टी में सामान्यतः प्रतिकूल भौतिक गुण नहीं होते हैं। क्षारीय मिट्टी सिद्धांत रूप में खारी नहीं होती है क्योंकि क्षारीयता की समस्या ज़्यादा खराब होती है क्योंकि लवणता कम होती है।

दोमट रेतीली या रेतीली मिट्टी की तुलना में मिट्टी की मिट्टी में क्षारीयता की समस्या अधिक स्पष्ट होती है। मोंटमोरिलोनाइट या एक प्रकार की मिट्टी (सूजन वाली मिट्टी) युक्त मिट्टी की मिट्टी में क्षारीय या काओलिनाइट मिट्टी की तुलना में क्षारीयता की समस्या अधिक होती है। इसका कारण यह है कि पूर्व प्रकार की मिट्टी में बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र होते हैं (अर्थात मिट्टी के कणों का सतह क्षेत्र उनकी मात्रा से विभाजित होता है) और उच्च कटियन विनिमय क्षमता (सीईसी)।

टिप्पणी:
  • लगभग 100% ईएसपी (यानी लगभग पूरी तरह से सोडियम संतृप्त) के साथ मिट्टी के कुछ खनिजों को बेंटोनाइट कहा जाता है, जिसका उपयोग सिविल इंजीनियरिंग में मिट्टी में अभेद्य पर्दे लगाने के लिए किया जाता है उदा। बांधों के नीचे, पानी के रिसाव को रोकने के लिए।

क्षारीयता के खतरे के संबंध में सिंचाई के पानी की गुणवत्ता निम्नलिखित दो सूचकांकों द्वारा व्यक्त की जाती है:

  • सोडियम सोखने का अनुपात (एसएआर,[5]) सोडियम सोखने के अनुपात की गणना करने का सूत्र है:
    एसएआर = [Na+]/√[Ca2+/2 + Mg2+/2] = {Na+/23}/√{Ca2+/40 + Mg2+/24}
    जहां: [ ] मिलीइक्विवेलेंट्स (संक्षेप में मीक/एल) में सांद्रता के लिए है, और {} मिलीग्राम/ली में एकाग्रता के लिए है। यह देखा गया है कि Mg ( मैगनीशियम ) को Ca (कैल्शियम) के समान भूमिका निभाने के लिए माना जाता है। एसएआर 20 से अधिक और अधिमानतः 10 से कम नहीं होना चाहिए; जब मिट्टी कुछ समय के लिए एक निश्चित एसएआर मान के साथ पानी के संपर्क में आती है, तो ईएसपी मान एसएआर मान के लगभग सामान हो जाता है।
  • अवशिष्ट अवशिष्ट सोडियम कार्बोनेट सूचकांक आरएससी, meq/L):[5]अवशिष्ट सोडियम कार्बोनेट की गणना करने का सूत्र है:
    RSC = [HCO−
    3     + CO2−
    3    ] − [Ca2+ + Mg2+]
             = {HCO−
    3    /61 + CO2−
    3    /30} − {Ca2+/20 + Mg2+/12}

    जो 1 से अधिक और अधिमानतः 0.5 से कम नहीं होना चाहिए।

    उपरोक्त अभिव्यक्ति बाइकार्बोनेट की उपस्थिति को पहचानती है (HCO−
    3    ), वह रूप जिसमें अधिकांश कार्बोनेट घुल जाते हैं।


  • एसएआर और आरएससी की गणना करते समय, फसल के मूल क्षेत्र में उपस्थित पानी की गुणवत्ता पर विचार किया जाना चाहिए जो कि खेत में मृदा लवणता नियंत्रण कारक को ध्यान में रखेगा।[7] भंग CO का आंशिक दबाव2 पौधों में जड़ क्षेत्र भी खेत के पानी में घुले हुए कैल्शियम का निर्धारण करता है।यूएसडीए पानी की अम्लता की गणना के लिए समायोजित एसएआर[8] का पालन करता है।[8] जल अम्लता की गणना के लिए। यूएसडीए पानी की अम्लता की गणना के लिए समायोजित एसएआर[8] का पालन करता है।

    भूमि सुधार

    ठोस CaCO3 के साथ क्षारीय मिट्टी हरी खाद, जैविक खाद, बेकार बाल/पंख, जैविक कचरा, बेकार कागज, अस्वीकृत नींबू/संतरे आदि के साथ पुनः प्राप्त किया जा सकता है। CO2 जारी करके क्षेत्र का पानी गैस[9] गहरी जुताई और चूनेदार अवमृदा को ऊपरी मिट्टी में मिलाने से भी सहायता मिलती है।

    कई बार ऊपरी मिट्टी में लवणों का प्रवास सतही स्रोतों के अतिरिक्त भूमिगत जल स्रोतों से होता है।[10] जहां भूमिगत जल तालिका उच्च है और भूमि उच्च सौर विकिरण के अधीन है, भूजल केशिका क्रिया के कारण भूमि की सतह पर रिसता है और मिट्टी की ऊपरी परत में घुलित लवणों को छोड़कर वाष्पित हो जाता है। जहाँ भूमिगत जल में उच्च लवण होते हैं वहाँ यह तीव्र लवणता की समस्या को जन्म देता है। जमीन में गीली घास लगाने से इस समस्या को कम किया जा सकता है। गर्मियों के समय सब्जियों/फसलों की खेती के लिए पॉली-हाउस या शेड नेटिंग का उपयोग करने की भी सलाह दी जाती है जिससे मिट्टी की लवणता को कम किया जा सके और पानी/मिट्टी की नमी को संरक्षित किया जा सकता है । पॉलीहाउस उष्णकटिबंधीय देशों में तीव्र गर्मी के सौर विकिरण को फ़िल्टर करते हैं जिससे पौधों को पानी के तनाव और पत्ती जलने से बचाया जा सकता है ।

    जहां भूजल की गुणवत्ता क्षारीय / खारा नहीं है और भूजल तालिका उच्च है वहां साल भर भूमि का उपयोग करके वृक्षारोपण / स्थायी फसलों को उगाने के लिए लिफ्ट सिंचाई की सहायता से मिट्टी में लवण के निर्माण को रोका जा सकता है। जब आवश्यक मृदा लवणता नियंत्रण पर भूजल का उपयोग किया जाता है तो मिट्टी में लवण का निर्माण नहीं होगा।

    फसल काटने के तुरंत बाद खेत की जुताई करने की भी सलाह दी जाती है जिससे मिट्टी की ऊपरी सतह पर नमक के प्रवास को रोका जा सके और तीव्र गर्मी के महीनों में मिट्टी की नमी को संरक्षित किया जा सकता है यह पानी को मिट्टी की सतह तक पहुँचने से रोकने के लिए मिट्टी में केशिका छिद्रों को तोड़ने के लिए किया जाता है।

    उच्च वार्षिक वर्षा (100 सेमी से अधिक) क्षेत्रों में मिट्टी की मिट्टी सामान्यतः उच्च क्षारीयता से पीड़ित नहीं होती है क्योंकि वर्षा जल अपवाह मिट्टी के लवणों को कम करने/निक्षालन करने में सक्षम होता है यदि उचित वर्षा जल संचयन विधियों का पालन किया जाता है। कुछ कृषि क्षेत्रों में जल निकासी और लीच नमक की सुविधा के लिए उपसतह टाइल लाइनों का उपयोग किया जाता है। निरंतर ड्रिप सिंचाई से खेत से लीचिंग/जल निकासी के अभाव में क्षारीय मिट्टी का निर्माण होगा।

    पाइराइट या सस्ता अमोनियम एल्यूमीनियम सल्फेट या एल्यूमीनियम सल्फेट जैसे अम्लीय खनिजों को जोड़कर क्षारीय मिट्टी को पुनः प्राप्त करना भी संभव है।

    वैकल्पिक रूप से, जिप्सम (कैल्शियम सल्फेट, CaSO
    4    · 2 H
    2    O    ) को एक्सचेंज कॉम्प्लेक्स में सोडियम को बदलने के लिए Ca2+ आयनों के स्रोत के रूप में भी उपयोग किया जा सकता है।[9] जिप्सम भी सोडियम कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करके सोडियम सल्फेट में परिवर्तित हो जाता है जो एक तटस्थ नमक है और उच्च पीएच में योगदान नहीं करता है। भूमिगत के लिए पर्याप्त प्राकृतिक जल निकासी होनी चाहिए या फिर एक कृत्रिम उपसतह जल निकासी प्रणाली उपस्थित होनी चाहिए जिससे मिट्टी के प्रोफाइल के माध्यम से बारिश और/या सिंचाई के पानी के माध्यम से अतिरिक्त सोडियम की लीचिंग हो सके।

    कैल्शियम क्लोराइड का उपयोग क्षार मिट्टी को सुधारने के लिए भी किया जाता है। CaCl2 Na2CO3 को NaCl अवक्षेपण CaCO3में परिवर्तित करता है। पानी के निक्षालन से NaCl निकल जाता है। लीचेट में NaNO3 के साथ कैल्शियम नाइट्रेट का समान प्रभाव होता है। मिट्टी/पानी में अतिरिक्त Na2CO3 को कम करने के लिए स्पेंट अम्ल (HCl, H2SO4, आदि) का भी उपयोग किया जा सकता है।

    जहां किसानों को यूरिया सस्ते में उपलब्ध कराया जाता है वहीं मिट्टी की क्षारीयता/लवणता को कम करने के लिए भी इसका मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है।[11] अमोनियम (NH+
    4    ) यूरिया हाइड्रोलिसिस द्वारा उत्पादित धनायन जो अशक्त रूप से सोर्बिंग Na+ के साथ एक जोरदार सॉर्बिंग कटियन एक्सचेंज है मिट्टी की संरचना से कटियन और Na+ पानी में छोड़ा जाता है। इस प्रकार क्षारीय मिट्टी अन्य मिट्टी की तुलना में अधिक यूरिया सोखती/खपत लेती है।

    मिट्टी को पूरी तरह से पुनः प्राप्त करने के लिए संशोधनों की अत्यधिक उच्च खुराक की आवश्यकता होती है। इसलिए अधिकांश प्रयासों को केवल शीर्ष परत (जैसे मिट्टी के पहले 10 सेंटीमीटर) में सुधार करने के लिए निर्देशित किया जाता है क्योंकि शीर्ष परत मिट्टी की संरचना में