CHOMIK,
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Właściwości sorpcyjne gleb polegają na zatrzymywaniu w niej cząstek stałych, niektórych gazów i par, a przede wszystkim związków chemicznych i jonów. Sorpcja biologiczna polega na pobieraniu składników pokarmowych przez organizmy żywe i wbudowywaniu ich w własne struktury organiczne. Po obumarciu i rozkładzie tych organizmów pobrane składniki wracają do obiegu. Ten rodzaj sorpcji ma szczególne znaczenie w zatrzymywaniu jonu azotanowego, który tylko w ten sposób może być zatrzymywany. Sorpcja chemiczna polega na przechodzeniu związków łatwo rozpuszczalnych w trudno rozpuszczalne na zasadzie chemicznej reakcji strącania. Największe znaczenie ma ona w przypadku fosforu występującego w superfosfacie, zjawisko to określane jest jako uwstecznianie fosforu. ZNACZENIE CHEMICZNEJ SORPCJI FOSFORANÓW-z rolniczego punktu widzenia zjawiskiem niekorzystnym, ponieważ zmniejsza możliwość ich wykorzystania przez rośliny,- z punktu widzenia zatrzymywania fosforu- zjawisko korzystne, ponieważ powoduje zmniejszenie wymywania fosforanów z gleby. Sorpcja wymienna – najważniejszy rodzaj sorpcji. Polega na zatrzymywaniu jonów przez aktywną część fazy stałej zwaną kompleksem sorpcyjnym gleby z możliwością ich wymiany pomiędzy roztworem glebowym a kompleksem sorpcyjnym. ZNACZENIE SORPCJI WYMIENNEJ •|z punktu widzenia odżywiania i nawożenia roślin jest to najważniejszy rodzaj sorpcji •|zachodzi między kompleksem sorpcyjnym a roztworem glebowym- dąży do zachowania równowagi między fazą stałą gleby (czyli KS) a roztworem glebowym (faza płynną) • |w czasie sorpcji wymiennej zachodzi wymiana kationów w ilościach chemicznie równoważnych (tzn. na miejsce jonów zasorbowanych z roztworu glebowego przechodzi do roztworu równoważna ilość jonów z fazy stałej z KS.
źródła ładunków ujemnych w kompleksie sorpcyjnym: •|Ładunki stałe niezależne od pH występują głównie w minerałach ilastych o sieci krystalicznej typu 2:1 (smektyt, ilit, montmorylonit), powstają na skutek diadochii jonowej, która polega na zamianie jednego pierwiastka w sieci krystalicznej przez inny, np. zamiana Al.+3 w sieci na Mg+2, co powoduje pojawienie się jednej wolnej ujemnej wartościowości. •|Ładunki nietrwałe, zależne od pH – ich ilość rośnie wraz ze wzrostem pH na skutek łatwiejszego odysocjowania wodoru od grup OH minerałów ilastych o budowie pakietowej typu 1:1, oraz grup fenolowych i karboksylowych związków próchnicznych
kompleks sorpcyjny dzięki zjawisku sorpcji wymiennej pełni rolę magazynu składników- przyjmuje kationy, gdy wzrasta ich stężenie w roztworze glebowym, oddaje, gdy stężenie w roztworze maleje.
Wpływ rodzaju kationu na sorpcję wymienną zależy od wartościowości, wielkości i stopnia uwodnienia kationów
Wraz ze wzrostem wartościowości kationów wzrasta ich zdolność wymienna. Generalnie zgodnie ze schematem: Li+ < Na+ < NH4+ = K+ < Mg2+ < Ca2+ < Al3+ < Fe3+ < H+
Zdolność wymienna jonów o tej samej wartościowości zależy od wielkości ich średnic. Kation tym chętniej wchodzi do kompleksu sorpcyjnego, im większa jest jego średnica.
Im większa jest średnica jonów, tym słabsze jest pole elektryczne przez nie wytwarzane - mniejszy stopień ich uwodnienia. Wraz ze wzrostem średnicy jonów uwodnionych mniej chętnie wchodzą one do kompleksu sorpcyjnego gleby.
Kompleks sorpcyjny tworzą: - koloidy mineralne ( minerały ilaste ) - koloidy organiczne -koloidy mineralno – organiczne. Analiza pojemności sorpcyjnej wg metody Kappena: Wykonanie analizy: -odważyć 20g gleby do bidonu,-dodać 100 cm3 0,1 M HCl-wytrząsać 1/2 - 1 h -przesączyć -pobrać 50 cm3 do kolby stożkowej -miareczkować 0,1 M NaOH do lekko różowego zabarwienia w -obecności 2-3 kropli fenoloftaleiny.
S = (50 – a) • M • 10 (cmol(+)/kg) gdzie: a - objętość 0,1MNaOH (cm3) M- molowość NaOH 10 - przeliczenie na kg gleby.
Profil glebowy – układ morfologicznie zróżnicowanych poziomów genetycznych i warstw występujących w pionowym przekroju glebowym do głębokości 150-200 cm . Pedon – ujmuje glebę, jako utwór trójwymiarowy. Jest to najmniejsza, jednorodna pod względem genetycznym objętość gleby, wystarczająca do okeślenia zespołu jej elementów i wlaściwości. Jednostki fizjograficzne: równiny denno morenowe, strefa moreny czołowej, strefa sandru, doliny i pradoliny. Morfologia gleb-zajmuje się badaniem ich budowy a szczególnie cech dostrzeganych za pomocą zmysłów. Cechy morfologiczne: budowa profilu glebowego,miąższość,barwa,struktura,układ, warstwy glebowe.
Kryteria wyborów miejsca odkrywki: reprezentatywność, oddalenie od dróg (budynków), odpowiednia głębokość. Rzeźba terenu-równinne(płaska)do 10m, -niskofaliste(niskopagórkowate)10-25m, -faliste(pagórkowate)25-75m, -wysokofaliste(wysokopagorkowate)75-100m, -wzgórza ponad 150m. Stosunki wodne: -gleby o właściwym uwilgotnieniu,-gleby okresowo nadmiernie uwilgotnione(niepodmokłe i okresowo podmokłe),-gleby trwale podmokłe,-gleby okresowo nadmiernie suche,-gleby trwale za suche.
Stopnie zagrożenia gleb erozją: słaby – częściowe zmywanie poziomu A umiarkowany - zmywanie poziomu A, głw. na lessach intensywny – skutki silniejsze, niż w z. umiarkowanym silny – niszczenie całego profilu, czasem też podłoża bardzo silny – niszczenie jw. plus rozczłonkowanie reliefu . Schemat profilu glebowego: O – poziom organiczny, A – poziom próchniczy, (E) – poziom eluwialny (wymywania), B – poziom iluwialny (wzbogacenia), (G) – poziom glejowy, C – poziom skały macierzystej, (R) – podłoże skalne. Struktura gleby: Warstwowa, Słupkowa, Pryzmatyczna, Sferyczna( Orzechowata Ziarnista Gruzełkowata). Stan uwilgotnienia: Suchy – przy rozcieraniu materiał kruszy się i kurzy, Świeży – w dotyku gleba jest chłodna ale ani nie sucha ani nie wilgotna, Wilgotny – woda zawarta w glebie zwilża palce pod naciskiem ale po ściśnięciu gleby woda z niej nie wycieka, Mokry – woda wycieka z gleby bez nacisku, rozmazuje się w palcach. Formy oglejenia Plamiste – sporadyczne plamy na tle zasadniczej barwy gleby, Zaciekowe – pionowe smugi i zacieki wzdłuż kanałów pokorzeniowych, Marmurkowate – plamy i zacieki łączą się ze sobą, tworząc „mozaikę glejową” na tle właściwej barwy gleby, Całkowite – obejmuje cały poziom glebowy .Przejścia poziomów: Ostre – zmiana zabarwienia w strefie o szerokości < 2 cm, Wyraźne – zmiana zabarwienia w strefie o szerokości 2-5 cm, Stopniowe – zmiana zabarwienia w strefie o szerokości 5-10 cm, Niewyraźne – zmiana zabarwienia w strefie o szerokości < 10 cm . nowotwory glebowe: nacieki próchnicze, nagromadzenie krzemionki, wytrącenie łatwo rozpuszczalnych soli i węglanu wapnia. Wytrącenie gipsu i żelaza. Czynniki glebotwórcze: skała macierzysta, klimat, czas, relief, organizmy, żywe, człowiek i jego działalność, Rząd – obejmuje gleby o podobnym kierunku rozwoju Typ gleby – obejmuje gleby o takim samym układzie głównych poziomów genetycznych, zbliżonych właściwościach chemicznych, fizycznych, itd...Podtyp gleby – wyróżnia się wówczas, gdy na cechy głównego procesu glebotwórczego nakładają się cechy innego procesu, modyfikujące właściwości Rodzaj gleby – określany jest na podstawie genezy i właściwości skały macierzystej Gatunek gleby – określa uziarnienie utworu glebowego całego profilu, Poziom glebowy: mineralna, organiczna lub organiczno-mineralna część profilu glebowego, w przybliżeniu równoległa do powierzchni gleby i odróżniająca się od poziomów sąsiednich stosunkowo jednorodną barwą, konsystencją, uziarnieniem, składem chemicznym innymi właściwościami. Poziomy genetyczne: O- zawiera ponad 20% świeżej lub częściowo rozłożonej materii organicznej. W glebach mineralnych ma miąższość < 10 cm. Jeżeli ma miąższość od 10 do 30 cm, to gleba zaliczana jest do gleby organiczno mineralnej, a gdy ma miąższość > 30 cm – do gleby organicznej. E- wymywania. wytworzony pod poziomem O lub A, zawiera mniej materii organicznej niż poziom A oraz mniej półtoratlenków i frakcji ilastej niż poziom pod nim zalegający. A-próchniczy- tworzy się w powierzchniowej warstwie gleby, jest ciemno zabarwiony, zawiera < 20 % materii organicznej. B-zalega pomiędzy poziomem A lub E a poziomem C, G, R. Wzbogacony został w materię organiczną, półtoratlenki , frakcje ilastą. C-składa się z materiału mineralnego nie skonsolidowanego, nie wykazuje cech innych poziomów glebowych, Jest mało zmieniony przez procesy glebotwórcze. Mogą się w nim nagromadzić węglany. G- poziom mineralny wykazujący cechy silnej redukcji w warunkach anaerobowych. Posiada barwy zimne i nie ma cech diagnostycznych poziomów: A, E, B.
Odczynem nazywamy stężenie jonów H+ w roztworze, wyraża się w molach/dm3. Stężenie jonów wodorowych w większości roztworów(za wyjątkiem kwasów) jest niewielkie np. w wodzie wynosi 10-7. Posługiwanie się małymi stężeniami i ujemnym wykładnikiem jest niewygodne dlatego Sorensen wyprowadził wzór pH= -log(H+) gdzie H oznacza stężenie jonów H+ w roztworze wyrażone w molach/dm3. Metody pomiaru pH: polowe przy pomocy odczynnika Heliga, laboratoryjna przy pomocy jononetrów(pehometrów), wodą destylowaną(10g gleby oraz 25cm3 H2O), roztwór KCl(10g gleby oraz 25cm3 mol*dm3KCl. Znaczenie odczynu: wzrost odczynu, aktywność i rozwój mikroorganizmów, dostępność makro i mikroskładników dla roślin, zdolność sorpcyjna. Kwasowość gleby: to taki stan odczynu w którym stężenie jonów H+ jest większe od 10^-7 czyli pH jest mniejsze niż 7. Kwasowość dzielimy na: -czynna: powodowana jest przez jony wodorowe występujące w roztworze glebowym, -wymienna/potencjalna: składają się na nią jony wodoru zasorbowane przez kompleks sorpcyjny oraz pośrednio jony Al+3// zasorobwany wodór w procesie wymiany przechodzi do roztworu glebowego powodując wzrost stężenia H+ a spadek odczynu ?amfoterycznego? w środowisku kwaśnym może powodować uwolnienie wodoru z wody poprzez jej hydrolizę zgodnie z reakcją: Al.^3+ + H2O = Al.(OH)^+2 + H+ | Al.(OH)^+2 + H2O = AL.(OH)2 + H+ | Al.(OH)2 + H2) = Al.(OH)3 + H+. Metoda oznaczania kwasowości polega na: wypraciu kompleksu sorpcyjnego do roztworu wymienionych jonów H+ i Al+3 i oznaczeniu wypartych jonów najczęściej poprzez miareczkowanie, natomiast glin metodami spektrofotometycznymi(AAS), do wyparcia jonów H+ i Al3+ stosuje się BaCl2 + trójetyloamina, KCl, CH3 o pH 8,2. Oznaczanie kwasowości: Metoda kolorymetryczna – polowa przy użyciu odczynnika Helliga
Ciemnoczerwony – pH 4 Jasnoczerwony – pH 5 Żółty – pH 6 Jasnozielony – pH 7 Ciemnozielony – pH 8 Metoda laboratoryjna – potencjometryczna
Określanie potrzeb wapnowania: wapnuje się gleby kwaśne a dawkę nawozu wapniowego ustalić można w oparciu o: -tabelaryczny sposób w którym dawki nawozu ustalone są na podstawie wielkości kwasowości wymieniennej oznaczonej metodą Kappena CaOt/ha * 0,84 | CaCO3 + t/ha = Hw * 1,5 CaCO3 słabo rozpuszczalne w wodzie, działa powoli, wolno neutralizuje kwaśny odczyn, nadaje się na wszystkie gleby, aszczególnie na gleby lekkie. CaCO wapno palone, reakcja z wodą egzotermiczną działa bardzo szybko i energicznie, dlatego nadaje się tylko na gleby ciężkie, o dużej buforowości, pojemnym kompleksie sorpcyjnym, które z natury są zlewne, oraz o dużej wilgotności,Bonitacja gruntów ornych jest to wyrażenie wartości gleby z ekonomicznego pkt widzenia(wartość użytkowa) Ustalenia klasy dokonuje się w terenie przy odkrywce glebowej biorąc pod uwagę kryteria: -uziarnienie(skład granulometryczny) miąższość poziomu próchniczego i zawartość próchnicy, stosunki wodne, struktura, odczyn i węglan wapnia, ukształtowanie terenu. Na gruntach ornych jest 9 klas bonitacji które na mapach oznacza się cyframi rzymskimi(I, II, IIIab, IVab,V, VI) Bonitacja użytków zielonych(łąki postwiska) oparta jest oprócz kryteriów tych co przy gruntack ornych dodatkowo: skład gatunkowy run, wielkość uzyskiwanego plonu, wartość run. Kompleksy przydatności rolniczej: zespoły różnych gleb charakteryzujące się podobnymi właściwościami mogą być na nich uprawiane te same rośliny dające podobny plon. Na gruntach ornych terenów nizinnych wyróżniamy 9 kompleksów, oznaczone sa na mapach cyfrą arabską(bądź dodatkowo barwą) powiązane są z nimi takie rośliny wskaźnikowe jak pszenica żyto rośliny pastewne.-pszenny bardzo dobry, pszenny dobry, pszenny wadliwy(okresowy niedobór wody) zytni bardzo dobry, żytni dobry, żytni słaby, żytni bardzo sóaby(b słabe gleby piaszczyste) zbożowo-pastewny mocny(okresowy nadmiar wody) zbożowo pastewny słaby(okresowy nadmiar wody)
Na użytkach zielonych mamy: 1z 2z 3z. Mapy glebowo-rolnicze: w skali. Małoskalowe(przeglądowe) skala <1:300000, srednioskalowe- skala 1:10000-1:300000, wielkoskalowe(szczegółowe) większa niż 1:1000. Treści map glebowo rolniczych: -kompleksy przydatności rolniczej gleb(mówia o wartości użytkowej), -niektóre jednostki systematyki np.: typ i gatunek oraz klasy bonitacyjne i sposób użytkowania
Profil . do 50m(płytki) :50-100(średnio płytki) :. >100(gładki)
Gleby litogeniczne
rząd: bezwęglanowe, słabowykształcone
rząd: wapniowce
Typ: Rędziny –AC-C (ACca-Cca-R)
Wytworzone ze skal zbitych, dolomitów, wapieni lub siarczanowych skał masywnych- wapieni, dolomitów, margli
- odchylenia w budowie podtypów
- zawierają odłamki skał
- poziom C to najczęściej silnie zwietrzała skała
- domieszki materiału obcego (lodowcowego)
- odczyn alkaliczny, wysoki stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami(ponad 65%)
- wolne związki Fl i Al nie są przemieszczane z wierzchnich do głębszych warstw profilu
- są zasobne w wapń, magnez, potas i trudno przyswajalny fosfor
- dobre właściwości fizyczno- powietrzne
- gleby lasów liściastych
- występują na południu kraju Jura Krakowsko- Częstochowska, Karpaty, Pieniny, Tatry, Roztocze
Dział autogeniczne - brak wiodącego czynnika twórczego
Rząd: gleby czarnoziemne
Typ: czarnoziemy
- w Polsce gleby reliktowe
- klasyczne powstają pod roślinnością łąkowo- stepową
- duży udział w ich tworzeniu ma fauna glebowa
- wierzchnia warstwa zasobna
- pokrywają niewielki obszar południowo- wschodniej polski (Sandomierz)
- wytworzone z lessów – utwór pochodzenia eolitycznego o znakomitych właściwościach fizycznych i chemicznych
- intensywna akumulacja biologiczna i chemiczna
- brak uruchomienia związków Fe i brak przemieszczenia iłu koloidalnego
- znaczny dopływa materii organicznej
- poziom próchniczny do 70 cm
Czarnoziemy zdegradowane – posiadają niższe pH i wysycenie zasadami, pH wzrasta wraz z głębokością
Rząd: gleby brunatnoziemne
- jest to ponad 50% gleb w Polsce, w warunkach naturalnych występują pod lasami liściastymi
- intensywne wietrzenie fizyczno chemiczne
- rozpuszczanie i hydroliza minerałów pierwotnych i wytwarzanie minerałów ilastych
- uwalnianie tlenków Fe
- tworzą się związki żelazisto- próchniczno- ilaste o barwie brunatnej
Gleby brunatne właściwe O-A-Bbr-C
- powstają w klimacie umiarkowanym
- wytwarzają się ze skał różnego pochodzenia geologicznego
- bogate w glinokrzemiany i często zasobne w CaCO3
- charakteryzują się silnym wietrzeniem fizycznym i biochemicznym
Gleby brunatne kwaśne – taki sam układ jak gleby brunatne właściwe
- powstają ze skal kwaśnych (granity, granosjenity i iły)
- odczyn kwaśny lub bardzo kwaśny
Gleby płowe O-A-Eet-Bt-C
- gleby silnie kwaśne (przemieszczające się żelazo i glin)
- powstały pod wpływem procesu lessivage’u – przemieszczania iłu koloidalnego z warstw wierzchnich do poziomu wzbogacenia
- wymycie zasad i zakwaszenie przez kwasy i CO2
Rząd: Gleby bielicoziemne – powstałe w klimacie chłodnym/ główny składnik kwarc
Gleby bielicowe O-A-Ees-Bhfe-C
- powstałe z piasków kwarcowych
- silnie przesortowane piaski - odczyn kwaśny
- materiał skal macierzystych słabo zasobnych w składniki organiczne
- próchnica modu-mor lub mor
- pH 3,0- 4,5 wysycenie KS<20% - poziom A wyraźny
Bielice – wyłącznie gleby leśne
- małe zdolności buforowe (szybka zmiana ...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]