ZESTAW IV

1.Omów mechanizm i znaczenie sorpcji wymiennej kationów i anionów w glebie, wyjaśnij powstawanie ładunków na koloidach glebowych.

Mechanizm sorpcji wymiennej:

1.Sorpcja składników pokarmowych zachodzi w KS, który stanowi faza stała gleby o wymiarach koloidalnych obdarzona ładunkiem.

2.Koloidy mineralne - wtórne minerały ilaste, micellle A(OH)S, Fe(OH)₃, SiO₂.

-Koloidy organiczne - próchnica koloidalna, organiczne kolidy (białka)

-Kompleksy organiczne - min. - próchnicy z wtórnymi minerałami i związkami.

Powstawanie ładunków w KS:

1.Gleba jest głównie kationiatem i dlatego sorbuje więcej kationów (Al i Fe) niż anionów * izomorficzne podstawienie jonów w centrach struktur wtórnych minerałów ilastych, * oddysocjowanie protonów lub całych grup hydroksylowych z struktur koloidalnych jest zależne od pH środowiska i PZC związku, *PZC > pH środowiska ładunek „+” sorpcja anionów, * PZC < pH środowiska ładunek „- „ i sorpcja kationów.

2.Znaczenie sorpcji wymiennej: - zatrzymywanie/udostępnianie roślinom - sorpcja/desorpcja skł. Pokarmowych w glebie

- zmniejszanie stężenia roztworu glebowego (zasolenie)

- ograniczenie wymywania pierwiastków z gleby (eutrofizacja)

- zmniejszanie toksyczności metali ciężkich.

1. Kationowa pojemność wymienna (KPW) gleb waha się w szerokich granicach od kilkunastu do ponad 300mmd (+) *kg ^-1.

1. wyższy udział mineralnej frakcji koloidalnej i próchnicy oraz wyższe wartości pH zwiększają pojemność sorpcyjną gleb.

2. na podstawie różnych regresji ustalono, że pojemność sorpcyjna gleb rośnie

a) od 3,4 - 5,6mmd (+) *kg^-1 na każdy przyrost udziału frakcji koloidalnej o 1%

b) od 11,4 - 13,2 mmd(+) *kg^-1 na każdy przyrost udziału próchnicy w masie gleby o 1%

c) o 6,6 - 24,2 mmd (+) *kg^-1 na przyrost wartości pH o jednostkę (w zakresie pH 4,5 - 7,0)

2.Źródła zawartości, przemiany w glebach, formy i dostępność dla roślin siarki.

Siarka w glebie

1.Ogólna wartość S w glebach mineralnych Polski waha się 0,05-0,8g S*kg^-1, a w organicznych nawet do 4,5g S*kg^-1

2.Około 90-95% S całkowitej występuje w związkach org, a tylko 5-10% stanowią zw mineralne

3.Przeważająca część S organicznej wchodzi w skład próchnicy glebowej. Inne związki organiczne dostają się do gleby z resztkami roślinnymi, zwierzęcymi i drobnoustrojowymi. Najważniejsze z nich:

-aminokwasy siarkowe

-peptydy(glutation)

-białka

-sulfolipidy i witaminy(biotyna, tiamina)

Siarka w glebie Nieorganiczne związki S w glebach ornych wyst głównie w formie siarczanów i częściowo w postaci siarczków. Wśród siarczanów przeważają połączenia z: Ca, Mg i K. Wśród siarczków z: Fe, Zn i Cu

Przemiany S w glebach

1.Procesy mineralizacji (mobilizacji) i immobilizacji

2.Tempo mineralizacji względnie immobilizacji związków siarki zależy od wartości stosunku C:S

* >400 przeważają procesy biologicznego uwsteczniania

* <200 związki siarki ulegają w większym stopniu mineralizacji

* 200-400 procesy te są zrównoważone

3.Procesy utleniania i redukcji

4.S w glebie może występować w:

*związkach na kilku stopniach utlenienia (-2,-1,0-siarka elementarna,+2,+4,+6)

*do najtrwalszych związków należą formy najbardziej utlenione (siarczany) oraz najbardziej zredukowane (siarczki)

*procesy utleniania i redukcji związków siarki mogą mieć charakter biotyczny i abiotyczny

Przykłady wymienionych zjawisk:

-utlenianie siarczków (S^2-) do S elementarnej (S⁰) i w kolejności do siarczanów (S⁺⁶) <zakwaszenie gleby>

-utlenianie H₂S (S^2-) w powietrzu do SO₂ a następnie do SO₃ (S⁺⁴,S⁺⁶) a dalej SO₃ z wodą tworzy H₂SO₄, a potem z kationami siarczany (kw siarkowy opada w postaci kwaśnego deszczu) (SO₂ jest gazem cieplarnianym)

-redukcja siarczanów do siarczków i do siarkowodoru (brązowienie roślin ryżu)

-przebieg utleniania prowadzonego przez bakterie autotroficzne

SH^- S⁰ S₂O₃^2- S₄O₆^2- SO₄^2- (siarczeksiarkatiosiarczanczterotioniansiarczan)

Zawartość S w roślinie

1.Rośliny zawierają 2-5g S*kg^-1s.m.

2.Wysokie zawartości S wyst w rośl krzyżowych i motylkowych oraz w czosnku i cebuli

3.Siarka wyst w roślinach w formie:

-nieorganicznej (siarczany)

-organicznej (białko, aminokwasy siarkowe-metionina, cystyna, witaminy-biotyna, tiamina, sulfonian, koenzym A)

4.W niektórych roślinach (czosnek, cebula, gorczyca) siarka występuje w postaci sulfotlenków i olejków gorczycznych nadającym ostry smak i charakterystyczny zapach

Pobieranie S przez rośliny

1.Rośliny pobierają S głównie w postaci:

-anionu SO₄^2- przez korzenie

-w przypadku zanieczyszczenia atmosfery również w formie SO₂ przez liście

-rośliny te pobierają 40-80kg S*ha^-1

-rośliny zbożowe 15-25kg S*ha^-1

Znaczenie S dla roślin

1.Siarka w roślinach jest składnikiem konstytucyjnym białek, dużym stopniu przyczynia się do:

*biosyntezy białka

*wzrostu udziału białka właściwego

2.Wpływa dodatnio na akumulację białkowych subst zapasowych

3.Uaktywnia procesy utleniania i redukcji w chloroplastach

3.) komposty i wermikomposty w gospodarce nawozowej, surowce, technologie produkcji, stosowanie, wartości nawozowe.

Komposty:- Są to nawozy org. Otrzymywane w wyniku tlenowego rozkładu substancji org. Ułożonej w specjalnej pryzmie.

Surowce do produkcji kompostów: - odpady gospodarskie - plewy, słoma, chwasty bez nasion, ziemniaków, łodyg, kukurydzy, odchody ludzi i inne. - odpady przemysłowe - kora, trociny, odpady z rzeźni, odpady komunalne oraz odpady z oczyszczalni ścieków.

-substancje organiczne naturalne - torfy, liście i igliwie drzew, szlam z rowów i stawów.

Technologia produkcji: Kompostowanie prowadzi się według następującej biotechnologii:

-Naturalnej fermentacji, której poddaje się materiały ulegające szybkiemu rozkładowi. Polega ona na samoczynnym rozwoju szczepów bakterii powodujących rozkład materii organicznej użytej do kompostowania

-Z wykorzystaniem specjalnych szczepów bakterii które rozkładają materiały trudniej ulegające przemianom

-Z udziałem dżdżownicy Eisenia fetida. Dżdżownice pobierają duże ilości pokarmu i wydalają odchody w postaci biohumusu zwanego wermikompostem.

Stosowanie: stosuje się w dawkach 30 - 60 t * ha^-1 można nimi nawozić grunty orne i użytki zielone, ale największe zastosowanie znajdują w ogrodnictwie.

4.Charakterystyka nawozów wieloskładnikowych: produkcja, podział, właściwości, stosowanie na gleby i rośliny uprawne.

Nawozy wieloskładnikowe-

1Ze względu na liczbę składników możemy podzielić na: azotowo-fosforowe, azotowo-potasowe, fosforowo-potasowe, azotowo-fosforowo-potasowe

2.Ze względu na technikę produkcji nawozów stałych wyróżniamy:

-MIESZANE - uzyskuje się poprzez mechaniczne wymieszanie w dowolnych proporcjach przynajmniej dwóch nawozów pojedynczych. Postać krystaliczno - pylista, granulowana, niejednorodna.

-ZŁOŻONE - powstają w procesie chemicznym i zawierają najczęściej dwa składniki pokarmowe w cząsteczce. Surowce do produkcji tych nawozów regulują ze sobą w ściśle określonych proporcjach i mają stały stosunek skł. Pokarmowych. W nawozach tych zarówno kation jak i anion są skł. Pokarm. (saletra potasowa, fosforan amonu) granulaty o śred. Granul 1-4 mm.

-KOMPLEKSOWE -są otrzymywane przez dodanie do nawozów złożonych w trakcie produkcji innego nawozu bądź nawozów. Granulaty o śred. granul 1-4 mm.

Stosowanie: Większości nawozy wieloskładnikowe są typowo przedsiewne, wymagające wymieszania i przykrycia glebą. Stosowane jesienią pod oziminy a inne wiosną pod rośliny jare.

Na opakowaniu każdego nawozu wieloskładnikowego lub na dołączonej ulotce znajduje się informacja o ilości i formie skł. pokarmowego oraz o terminie stosowania.

Właściwości: nawozy wieloskładnikowe mieszane mogą mieć postać krystaliczno - pylistą, granulowaną lub niejednorodną. Nawozy wieloskładnikowe złożone i kompleksowe są na ogół granulatami o średnicy granul 1 -4 mm. Granule te cechuje duża wytrzymałość mechaniczna na ściskanie i mała ścieralność, regularny kulisty kształt i jednorodność wymiarowa. Nie są one również higroskopijne i nie ulegają zbrylaniu, w związku z czym nawozy kompleksowe łatwo się wysiewa za pomocą różnego typu rozsiewaczy.

5.Oblicz ile ton obornika (zawartość 4kg N*t^-1-) na 1ha można zastosować zgodnie z przepisami Unii Europejskiej.

---