धन आयन विनिमय क्षमता (CEC) (लेख क्रमांक ११)

श्री रवींद्र थत्ते,

संचालक, 

इको ऍग्रो ग्रुप, पुणे.

पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील खडक/दगडांची झीज सतत चालू असून त्यापासून मातीचे कण निर्माण होतात. निरनिराळ्या खनिजांपासून हे कण बनले असल्याने त्यांचे गुणधर्म भिन्न असतात. माती हि वाळू, गाळ, चिकणमाती आणि सेंद्रिय पदार्थांनी बनलेली असते. काहींमध्ये वाळुंचे प्रमाण जास्त असते, तर काहींमध्ये चिकणमातीचे. यामुळे मातीच्या विशिष्ट मिश्रणाचा रंग, पोत, रासायनिक व भौतिक गुणधर्म व त्यातील पीक पोषण तत्वांचे प्रमाण हे भिन्न असते. जमिनीमध्ये पीक पोषक अन्नद्रव्ये हि मातीच्या सूक्ष्म कणांभवती असतात. चिकण मातीचे कण हे अतिसूक्ष्म म्हणजे ०.००२ मिलीमीटर तर तुलनेने मोठे वाळूचे कण हे ०.०६ ते २ मिलीमीटर आकाराचे असतात. सूक्ष्म आकारामुळे त्यांचे पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ फार मोठे असते.

चिकण माती व वाळूचा कण यांच्यातील आकारमानाचा फरक दर्शवला आहे. 

कणांचा आकार जितका लहान तितके त्याच्या पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ जास्त असते.  

वाळूच्या तुलनेत चिकण मातीच्या कणांचे पृष्ठभागीय क्षेत्रफळ फारच मोठे असते.

मातीच्या कणांभवती असलेले पीक पोषक अन्नद्रव्ये खरे तर पाण्याबरोबर निचरा होवून वाहून गेली असती. तसे होत नाही कारण चिकणमातीच्या कणांवरती ऋण (-ve)  विद्युत भार असतो व त्यामुळे धन भार (+ve) असलेली अन्नद्रव्ये जसे पोटॅशियम (K⁺), कॅल्शियम (Ca⁺²), मॅग्नेशियम (Mg⁺²) आणि अमोनियम (NH₄⁺) हि मातीच्या कणांभवती विद्युत आकर्षणामुळे चिकटून राहतात. त्यामुळे पोषक द्रव्यांचा निचरा होत नाही. हि पोषक द्रव्ये तात्पुरत्या स्वरूपात धरली जातात. 

वनस्पतीच्या मुळाला पोटॅशियम (K+) सारखे पीक पोषक धन-आयन हवे असेल तर त्यास समान भार असलेल्या दुसर्‍या धन-आयन बदली द्यावा लागतो. (खाली दिलेली आकृती १). सुदैवाने, वनस्पतीकडे अशी अदलाबदल करण्यासाठी हायड्रोजन (H+)  धन-आयन तयार असतो. त्यामुळे एक पोटॅशियमच्या (K+) धन-आयन साठी एक हायड्रोजन (H+) धन-आयनची अदलाबदल करून मुळांना (K+)  घेता येते. (खाली दिलेली आकृती २).   

आकृती १

आकृती २

दोन धन भार (Ca⁺²) असलेली अन्नद्रव्य घेण्याकरिता,  वनस्पतीला दोन हायड्रोजन (H⁺) धन-आयन देण्याची आवश्यकता असते. तीन धन भार (Fe⁺³) असेल तर तीन हायड्रोजन (H+) धन-आयन देण्याची आवश्यकता असते. जितका धन भार जास्त (३+ भार) तितका तो जास्त ताकतीने मातीशी जोडला जातो. (३⁺ > २⁺ > १⁺). म्हणजेच विनियम होण्यास एक धन भार असलेले कण सोपे तर दोन व तीन भार असलेले धन भार कठीण. (Fe+३ > Ca+2 or Mg+2 > K+)

काही पीक अन्नद्रव्ये ऋणभारीत असतात उदा: नायट्रेट(NO₃^-) किंवा सल्फेट (SO4-2), क्लोरीन (Cl-) इत्यादी. त्यामुळे चिकणमातीच्या कणांवरती हि चिकटून राहत नाहीत व पाण्याबरोबर त्यांचा निचरा होउन ऱ्हास होतो.

मातीच्या कणांच्या प्रकारानुसार व त्याला अनुसरून त्यांचे पृष्ठभागीय क्षेत्रफळाप्रमाणे मातीची CEC म्हणजेच धन आयन विनिमय क्षमता असते. माती परीक्षण अहवालामध्ये याचा उल्लेख असतो.

पिकाच्या वाढीसाठी CEC हा एक महत्वाचा घटक आहे. CEC द्वारे शेतकऱ्याला आपल्या जमिनीकरिता खतांची मात्रा किती आणि किती वेळा देणे आवश्यक आहे हे ठरविण्यात मदत होते. जर तुमच्या जमिनीची CEC कमी असेल तर तुम्हाला खत मात्रा विभागून वारंवार द्यावी लागेल. जिथे CEC भरपूर आहे तसेच जमिनीमध्ये सेंद्रिय पदार्थ भरपूर आहे त्या ठिकाणी एकाच वेळेला जास्त खत दिले तरी ते जमीन धरून ठेवू शकते.  

सदर लेखमालेतील लेख आवडला असल्यास इतरांना या लेखाची लिंक पुढे पाठवा तसेच या ब्लॉगला फॉलो (Follow) करा. Follow करण्यासाठी https://ecoagroservices.blogspot.com/ या लिंकला जा व पान उघडा. पानाच्या खालच्या उजव्या कोपऱ्यात  या चौकटीवर क्लिक आहे त्यावर क्लिक करा.  नवीन लेख प्रकाशित होताच त्याची सूचना तुम्हाला ई-मेल द्वारे प्राप्त होइल. 

लेखाबाबत काही प्रश्न / सूचना असल्यास आपण ecoagropune@gmail.com या ई-मेलच्या माध्यमातून आम्हाला पाठवू शकता.