Study Circle

कार्बोनेटस व बायकार्बोनेटस

कार्बोनेट्स (CO32-): हे द्विसंयुजी (Divalent) आयन्स आहेत. हे निसर्गात प्रामुख्याने कॅल्शियम कार्बोनेट (CaCO3 - चुनखडी) आणि मॅग्नेशियम कार्बोनेट (MgCO3 - डोलोमाइट) च्या स्वरूपात आढळतात. जर जमिनीत सोडियम कार्बोनेट (Na2CO3) तयार झाला, तर जमीन 'चोपण' (Sodic) बनते, जे शेतीसाठी अत्यंत हानिकारक आहे.
 बायकार्बोनेट्स (HCO3): हे एकसंयुजी (Monovalent) आयन्स असून हे पाण्यात अत्यंत द्रावणीय (Soluble) असतात. सिंचनाच्या पाण्यातील 'अल्कलीधर्मी गुणधर्म' (Alkalinity) प्रामुख्याने बायकार्बोनेट्समुळे असतात.

विद्राव्यता 

माती व्यवस्थापनात विरघळण्याचा नियम समजून घेणे आवश्यक आहे:
1.  कॅल्शियम/मॅग्नेशियम कार्बोनेट्स: हे पाण्यात अघुलनशील (Insoluble) असतात. त्यामुळे ते जमिनीत साचून राहतात आणि जमिनीला कडकपणा देतात.
2.  बायकार्बोनेट्स: हे पाण्यात अतिशय सहज विरघळतात. सिंचनाच्या पाण्यावाटे हे मुळांच्या कक्षेत पोहोचतात.
3.  रूपांतरण प्रक्रिया: जेव्हा बायकार्बोनेटयुक्त पाण्याचे बाष्पीभवन होते, तेव्हा त्याचे रूपांतर अघुलनशील कार्बोनेटमध्ये होते.    

Ca(HCO3​)2​→CaCO3​↓+H2​O+CO2​

    (या प्रक्रियेमुळेच ठिबक सिंचन चोक-अप होणे आणि जमिनीत कडक थर तयार होणे या समस्या उद्भवतात.)

निर्मिती आणि संचयनाची कारणे 

जमिनीमध्ये कार्बोनेट्सचे प्रमाण वाढण्यामागे खालील शास्त्रीय कारणे आहेत:
 हवामान: उच्च तापमान आणि कमी पर्जन्यमानामुळे क्षार जमिनीतच साचून राहतात (Leaching होत नाही).
 मूळ खडक : बेसल्ट किंवा चुनखडीयुक्त खडकांपासून बनलेल्या जमिनीत नैसर्गिकरित्या कार्बोनेट्सचे प्रमाण जास्त असते (Calcareous Soils).
 सिंचन पाणी: विहिरी आणि बोअरवेलच्या पाण्यात बायकार्बोनेट्सचे प्रमाण जास्त असल्यास, जमिनीचा pH आणि कडकपणा सतत वाढत राहतो.
 श्वसन प्रक्रिया: मुळांच्या आणि सूक्ष्मजीवांच्या श्वसनातून बाहेर पडलेला CO2 पाण्याशी संयोग पावुन कार्बोनिक आम्ल तयार करतो, जे खडकांचे विघटन करून कार्बोनेट्स मुक्त करते.

मृदा गुणधर्मांवर होणारे परिणाम 

अ) रासायनिक परिणाम:
 बफरिंग कॅपॅसिटी : कार्बोनेटयुक्त जमिनीचा pH साधारणपणे ७.५ ते ८.५ च्या दरम्यान स्थिर राहतो. याला 'कॅल्केरियस बफर' म्हणतात. अशा जमिनीत आम्ल टाकूनही pH कमी करणे अत्यंत कठीण असते.
 अन्नद्रव्यांचे फिक्सेशन : उच्च pH आणि कार्बोनेट्समुळे स्फुरद (Phosphorus), लोह (Fe), जस्त (Zn) आणि मँगेनीज (Mn) यांचे अघुलनशील संयुगांत रूपांतर होते. यामुळे जमिनीत अन्नद्रव्ये असूनही पिकाला मिळत नाहीत.

ब) भौतिक परिणाम (Physical Impact):
 कॅलिची थर (Caliche Layer): जमिनीच्या पृष्ठभागाखाली कॅल्शियम कार्बोनेटचा कडक थर तयार होतो, ज्यामुळे मुळांची वाढ खुंटते आणि पाण्याचा निचरा थांबतो.

क) विद्युत वाहकता आणि ऍसिड ट्रीटमेंट (EC & Acid Treatment):
 ही एक विरोधाभासी प्रक्रिया आहे. सामान्य स्थितीत कार्बोनेट्स अघुलनशील असल्याने EC वाढत नाही. 
 परंतु, जेव्हा आपण pH कमी करण्यासाठी आम्लाचा (Acid) वापर करतो, तेव्हा:

    या अभिक्रियेमुळे घनरुपातील, न विरघळणारे क्षार हे  'लिक्विड' आयन्समध्ये बदलते, ज्यामुळे EC (क्षारता) अचानक वाढतो.

 ५. महत्त्वाचा अतिरिक्त मुद्दा: RSC (Residual Sodium Carbonate)

पाण्याची गुणवत्ता तपासताना RSC पाहणे गरजेचे आहे.

जर पाण्यातील कार्बोनेट्स आणि बायकार्बोनेट्सचे प्रमाण कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियमपेक्षा जास्त असेल, तर ते पाणी जमिनीत 'सोडियमचा धोका' (Sodicity Hazard) निर्माण करते. यामुळे जमीन केवळ कडक होत नाही, तर ती 'चोपण' होते आणि तिची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता नष्ट होते.

६. व्यवस्थापन आणि शिफारसी (Recommendations)

1.  नैसर्गिक स्थितीचा स्वीकार: कॅल्केरियस (चुनखडीयुक्त) जमिनीचा pH कमी करण्याचा प्रयत्न करणे आर्थिकदृष्ट्या परवडणारे नाही आणि ते तात्पुरते असते. त्याऐवजी पिकाचे पोषण व्यवस्थापन बदलणे योग्य आहे.
2.  सेंद्रिय कर्बाचा वापर: सेंद्रिय खते, कंपोस्ट आणि हिरवळीच्या खतांचा वापर केल्यास नैसर्गिक सेंद्रिय आम्ले तयार होतात, जी कार्बोनेट्सला हळूहळू आणि सुरक्षितपणे विरघळवतात.
3.  पाण्याचे व्यवस्थापन: जर सिंचनाच्या पाण्यात बायकार्बोनेट्स जास्त असतील, तर पाण्याचे आम्लीकरण (Water Acidification) करणे फायदेशीर ठरते. यामुळे बायकार्बोनेट्सचे CO2 मध्ये रूपांतर होऊन ते उडून जातात.
4.  मायक्रोन्युट्रिएंट्स फवारणी: जमिनीत सूक्ष्म अन्नद्रव्ये (Fe, Zn) टाकण्यापेक्षा त्यांची पानांवरून फवारणी (Foliar Spray) करणे जास्त प्रभावी आहे, कारण जमिनीत ते लगेच फिक्स होतात.
5.  सल्फरचा वापर: गंधक (Sulphur) किंवा फेरस सल्फेटचा वापर स्थानिक पातळीवर मुळांच्या कक्षेतील pH तात्पुरता कमी करण्यासाठी उपयुक्त ठरतो.