121) Podaj gleby, które charakteryzują się odczynem silnie kwaśnym i kwaśnym słabo kwaśnym oraz obojętnym i zasadowym,których jest najwięcej.
Gleby silnie kwaśne:
Bielice
Bielicowe leśne i uprawne
Torfowe torfowisk wysokich
Glejowo-murszowe
Gleby kwaśne:
Bielicowe
Rdzawe
Brunatne kwaśne
Płowe
Torfowe torfowisk niskich
Glejowe
Pseudoglejowe
Gleby słabo kwaśne:
Czarnoziemy leśno-stepowe
Czarnoziemy leśno-łąkowe
Brunatne właściwe i wyługowane
Płowe
Torfowe torfowisk dolinowych
Deluwialne
Gleby obojętne:
Czarnoziemy leśno-stepowe
Czarnoziemy leśno-łąkowe
Szaro-brunatne
Mady
Brunatne właściwe
Mułowo-gytiowe
Deluwialne
Gleby zasadowe:
Rędziny
Słone
122)Co rozumiemy pod pojęciem kwasowości potencjalnej. Wymień rodzaje kwasowości potencjalnej
Potencjalna - jony H+ i Al3+ zaabsorbowane w kompleksie sorpcyjnym
Wymienna - jony H+ i Al3+ luźno związane z kompleksem sorpcyjnym
Hydrolityczna - jony H+ i Al3+ silnie związane z kompleksem sorpcyjnym
123)Omów powstawanie kwasowości wymiennej
Kwasowość wymienna - jony H+ i Al3+ przechodzą do roztworu pod wpływem soli, uwzględniona zostaje tylko część zatrzymanych w kompleksie sorpcyjnym H+ i Al3+
Odzwierciedleniem kwasowości czynnej i wymiennej łącznie jest pH w KCl.
124) Jakie jony decydują o kwasowości hydrolitycznej. Kiedy się ona ujawnia
Kwasowość hydrolityczna (Hh) - ekstrakcja - sole ulegające hydrolizie, dające odczyn zasadowy.
Ilość wydzielonego kwasu jest miarą Hh [cmol(+)/kg gleby lub mmol(+)/100g gleby]
125) Jaki jest cel oznaczania kwasowości gleby.
Cel oznaczania kwasowości
Pozwala ocenić potrzeby wapnowania gleby
Na podstawie kwasowości czynnej i wymiennej można określić tylko orientacyjne potrzeby wapnowania gleby, oznaczenie kwasowości hydrolitycznej ogólnej pozwala a obliczenie dawki CaO lub CaCO3
Pozwala doprowadzić glebę do odczynu obojętnego lub alkalicznego, co ma podstawowe znaczenie w działaniach mających na celu ochronę i rekultywację gleb
126) Co określa zasolenie gleb oraz jak wyznaczymy stopień zasolenia.
Zasolenie gleb = zawartość w glebach soli rozpuszczalnych w glebie
Zasolenie gleb określa stopień wysycenia roztworu glebowego składnikami mineralnymi, z których najważniejszą rolę odgrywają kationy sodu, potasu, wapnia, magnezu oraz aniony chlorkowe, amonowe, siarczanowe fosforanowe, dwuwęglanowe i azotanowe.
Wyznaczenie stopnia zasolenia - pomiar przewodności elektrolitycznej właściwej roztworu wodnego gruntu w stosunku gleba:woda (1:5)
χ - przewodność elektrolityczna właściwa [µS/cm]
Przewodność elektrolityczna właściwa czystej wody, wynikająca z jej dysocjacji na jony H+ i jony OH- wynosi około 0.05 µS/cm.
Świeża woda destylowana ma x= 0.5~2.0 µS/cm
Po przechowywaniu jej w ciągu kilku dni przewodność wzrasta do 2~4 µS/cm wskutek pochłaniania CO2 i NH3 z powietrza.
Przewodność wód naturalnych wynosi 50~500 µS/cm, a wód mineralizowanych 500~1000 µS/cm.
127) Co rozumiemy pod pojęciem sorpcji.
Sorpcja - zdolność do zatrzymywania (sorbowania) różnych składników:
Woda
Pary
Gazy
Drobne cząstki stałe
Molekuły
Jony
Mikroorganizmy
128) Co rozumiemy pod pojęciem kompleksu sorpcyjnego. Od czego zależą jego właściwości.
Większość cząstek koloidalnych gleby charakteryzuje się zdolnością zatrzymywania (adsorbowania) na swojej powierzchni kationów dzięki posiadanym ujemny ładunkom elektrycznym.
Wszystkie cząstki fazy stałej gleby posiadające taką zdolność tworzą tzw. Kompleks sorpcyjny.
O właściwościach sorpcyjnych (chłonnych) decyduje silnie rozdrobniona frakcja koloidowa, nazywana glebowym kompleksem sorpcyjnym.
129)Jakie koloidy wchodzą w skład kompleksu sorpcyjnego.
Na kompleks sorpcji kationów składają się głównie koloidy glebowe:
Minerały ilaste, zwłaszcza z grupy smektytu (dawniej montmorylonitu), illitu i kaolinitu
Swoiste związki próchniczne
Związki kompleksowe ilasto- próchniczne
Krystaliczne, uwodnione tlenki żelaza i glinu (w odczynie zasadowym)
131)Czym różnią się ładunki stałe( trwałe) od nietrwałych
Ujemne ładunki elektryczne na powierzchni koloidów glebowych powstają w 2 procesach:
Izomorficzne podstawianie jonów w warstwach strukturalnych minerałów ilastych - Si4+ przez Al3+ w warstwach czworościanów krzemowych i jonów Al3+ przez Mg2+ lub Fe2+ w warstwach ośmiościanów glinowych - na powierzchni koloidu powstaje nadmiar ładunków ujemnych - ładunki stałe (trwałe) - ich ilość nie zależy od pH.
Dysocjacja protonów wodorowych z grup -OH znajdujących się na krawędziach minerałów glebowych lub pochodzących z grup funkcyjnych (karboksylowa, fenolowa, aminowa) związków próchnicznych - w odczynie kwaśnym H nie dysocjuje, a ilość tworzących się ładunków zwiększa się wraz ze wzrostem pH i powierzchni właściwej gleby - ładunki nietrwałe.
132) Co rozumiemy pod pojęciem miceli. Która podwarstwa w warstwie zaadsorbowanych kationów uczestniczy w procesie wymiany z roztworem glebowym.
Pojedyncza cząstka koloidalna gleby wraz z zaadsorbowanymi w sposób wymienny jonami nosi nazwę miceli. Podwarstwa dyfuzyjna (Guya- Chapmana) - kationy związane są słabszymi siłami elektrostatycznymi, podlegają oddziaływaniu sił kinetycznych. Warstwa ta uczestniczy w procesie wymiany z roztworem glebowym.
135) Na czym polega energia ”wejścia”do kompleksu sorpcyjnego
Siła i wybiórczość sorpcji kationów, zwana energią wejścia do kompleksu, wzrasta wraz z ich wartościowością (wyjątek stanowi H+) i zmniejszeniem się średnicy kationu w stanie uwodnionym.
137) Podaj uszeregowanie kationów ze względu na ich energię wejścia do kompleksu sorpcyjnego gleb
Uszeregowanie kationów ze względu na ich energię wejścia do kompleksu sorpcyjnego gleb:
Li+ < Na+ < NH4+ = K+ < Ca2+ < Al3+ < Fe3+ < H+
138) Poadj uszeregowanie kationów ze względu na ich energię wejścia do kompleksu sorpcyjnego gleb dla montmorylonitu,illitu oraz próchnicy.
Montmorylonit Ca2+ > Mg2+ > H+ > K+ > Na+
Illit H+ > K+ > Ca2+ > Mg2+ > Na+
Próchnica H+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+
139) Na czym polega enargia wyjścia zkompleksu sorpcyjnego
Przyjmuje się jako regułę, że energia wyjścia z kompleksu (desorpcji) jest odwrotnością energii wejścia do niego.
Kation łatwiej wychwytywany z roztworu glebowego i zatrzymywany na powierzchni koloidu trudniej przeprowadzić do roztworu glebowego.
Pomiędzy ilością kationów zatrzymanych w kompleksie sorpcyjnym a ich ilością w roztworze glebowym ustala się stan dynamicznej równowagi, zatem jeżeli roztwór glebowy zostanie wzbogacony w jakiś kation, np.: Ca, to określona jego ilość wejdzie do kompleksu sorpcyjnego gleby „wybijając” równocześnie do roztworu glebowego równoważną chemicznie ilość innych kationów.
Proces wymiany pomiędzy micelą a roztworem glebowym przebiega szybko i na ogół trwa kilka minut i zależy głównie od rodzaju sorbentu i temperatury.
W wapnowanych glebach kwaśnych ustalenie się równowagi może trwać nawet kilka dni.
140) Co rozumiemy pod pojęciem pojemności sorpcji wymiennej kationów
Pojemność sorpcji wymiennej kationów
Pojemność sorpcyjna gleby (T)
Całkowita ilość kationów wymiennych (łącznie z jonami wodorowymi), która jest w stanie zaadsorbować 1 kg (lub 100g) gleby. Wyraża się ją w cmol(+)/kg lub mmol(+)/100g.
Zatrzymywane w kompleksie sorpcyjnym kationy mogą mieć charakter:
Zasadowy - głównie Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+ (S)
Kwaśny - głownie H+ i Al3+ (Hh)
T = S + Hh
141) Od czego zależy pojemność sorpcji wymiennej kationów
Zależy, w największym stopniu, od:
Ilości i właściwości koloidów glebowych
Składu granulometrycznego
Zawartości i jakości próchnicy
Odczynu
142) Wymień mineralnych i ogranicznych koloidy glebowe posiadające największą i najmniejszą pojemność sorpcyjna jaki est w nich procentowy udział ładunków zmiennych i stałych
Największą pojemność sorpcyjną wykazują swoiste związki próchniczne, a następnie warstwowe minerały ilaste typu 2:1 (montmorylonit, wermikulit).
Pojemność sorpcyjna zwiększa się wraz ze wzrostem pH.
KOLOID:
Organiczny (T ~ 200 cmol(+)/kg, ładunek zmienny 90%, ładunek stały 10%)
Wermikulit (T ~ 150 cmol(+)/kg, ładunek zmienny 5%, ładunek stały 95%)
Montmorylonit (T ~ 100 cmol(+)/kg, ładunek zmienny 5%, ładunek stały 95%)
Illit (T ~ 30 cmol(+)/kg, ładunek zmienny 20%, ładunek stały 80%)
Kaolinit (T ~ 8 cmol(+)/kg, ładunek zmienny 90%, ładunek stały 5%)
Pojemność sorpcji wymiennej mineralnych i organicznych koloidów glebowych
143) Co rozumiemy pod pojęciem stopnia wysycenia gleby wymiennymi kationami zasadowymi
Procentowy udział zawartości kationów zasadowych (S) w całkowitej pojemności sorpcyjnej (T) określony jako stopień wysycenia gleby kationami o charakterze zasadowym
V = (S/T) * 100%
Metodą rachunku regresji ustalono że wartość T wzrasta o:
0,3-0,6 cmol(+)/kg gleby na 1% zawartości mineralnych cząstek koloidalnych
1,1-1,3 cmol(+)/kg gleby na 1% zawartości próchnicy
0,6-2,4 cmol(+)/kg gleby na jednostkę pH
144) W jaki sposób możemy policzyć pojemność sorpcyjną gleby oraz stopień wysycenia zasadami.
T = S + Hh pojemność sorpcyjna
charakter zasadowy - głównie Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+ (S)
charakter kwaśny - głownie H+ i Al3+ (Hh)
V = (S/T) * 100% stopień wysycenia zasadami
Procentowy udział zawartości kationów zasadowych (S) w całkowitej pojemności sorpcyjnej (T) określony jako stopień wysycenia gleby kationami o charakterze zasadowym
145) Co rozumiemy pod pojęciem gleby sorpcyjne nasycone i nienasycone
Gleby zawierające w swym kompleksie sorpcyjnym 80-100% kationów o charakterze alkalicznym przyjęto nazywać je sorpcyjnie nasyconymi, w odróżnieniu od gleb sorpcyjnie nienasyconych, w których stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego jest mniejszy.
T = 15-20 cmol(+)/kg gleby
Kationy wymienne:
H+ 0-3 cmol(+)/kg gleby
Ca2+ 12-17 cmol(+)/kg gleby
Mg2+ 2-3 cmol(+)/kg gleby
K+ 0,5-1 cmol(+)/kg gleby
Na+ 0,5 cmol(+)/kg gleby
V = 80-100%
146) Jakie rodzaje sorpcji wyróżniamy w gleboznawstwie
W gleboznawstwie wyróżnia się 5 rodzajów sorpcji:
Mechaniczna - polega na mechanicznym zatrzymywaniu drobnych zawiesin, drobnoustrojów w kapilarnych przestworach (porach) glebowych. Cząstki zawieszone w roztworach przemieszczają się w głąb w kapilarach pod wpływem siły ciężkości. Są zatrzymywane jeżeli ich średnice są większe.
Sorpcja mechaniczna zależy od: składu granulometrycznego i struktury.
Fizyczna - zdolność fazy stałej gleby do zatrzymywania cząstek gazów, par oraz cieczy nieulegających dysocjacji (obojętnych elektrycznie).
Zatrzymywanie to zachodzi dzięki oddziaływaniu sił napięcia powierzchniowego na granicy 2 faz, sorbowana substancja nie jest wiązana chemicznie lecz siłami molekularnymi występującymi na powierzchni cząstek glebowych. Wielkość sorpcji zależy od wielkości energii powierzchniowej Ep (wzrasta wraz z napięciem powierzchniowym oaz stopniem rozdrobnienia). Zależy od: składu granulometrycznego, rodzaju par i gazów, ciśnienia, temperatury, wilgotności.
Wymienna - wymiana jonów między kompleksem sorpcyjnym a roztworem glebowym.
Zależy od odczynu gleby, właściwości elektrokinetycznych koloidów glebowych, stopnie uwodnienia jonów, stosunku acidoidów do bazoidów.
Znaczenie - nawożenie mineralne, właściwości gleb.
Chemiczna - polega na zatrzymywaniu w glebie niektórych składników w postaci nierozpuszczalnych soli; powstawanie nierozpuszczalnych osadów wskutek reakcji między jonami kompleksu sorpcyjnego i roztworu glebowego.
Procesy uwsteczniania superfosfatu wskutek tworzenia zasadowych fosforanów Fe i Al (w środowisku kwaśnym) lub fosforanu trójwapniowego Ca3(PO4)2 w środowisku alkalicznym.
Biologiczna - polega na wbudowaniu niektórych składników obecnych w glebie w biomasę organizmów żywych np.: roślin lub mikroorganizmów glebowych, gromadzenie różnych składników mineralnych gleby w postaci żywych i obumarłych organizmów. Składniki te mogą zostać ponownie uruchomione po mineralizacji substancji organicznej.
147) Omów sorpcję mechaniczną oraz czynniki wpływające na jej wielkość
Mechaniczna - polega na mechanicznym zatrzymywaniu drobnych zawiesin, drobnoustrojów w kapilarnych przestworach (porach) glebowych. Cząstki zawieszone w roztworach przemieszczają się w głąb w kapilarach pod wpływem siły ciężkości. Są zatrzymywane jeżeli ich średnice są większe.
Sorpcja mechaniczna zależy od: składu granulometrycznego i struktury.
148)Wyjaśnij pojęcie sorpcji fizycznej. Od czego zależy jej wielkość
Fizyczna - zdolność fazy stałej gleby do zatrzymywania cząstek gazów, par oraz cieczy nieulegających dysocjacji (obojętnych elektrycznie).
Zatrzymywanie to zachodzi dzięki oddziaływaniu sił napięcia powierzchniowego na granicy 2 faz, sorbowana substancja nie jest wiązana chemicznie lecz siłami molekularnymi występującymi na powierzchni cząstek glebowych. Wielkość sorpcji zależy od wielkości energii powierzchniowej Ep (wzrasta wraz z napięciem powierzchniowym oaz stopniem rozdrobnienia). Zależy od: składu granulometrycznego, rodzaju par i gazów, ciśnienia, temperatury, wilgotności.
149) Na czym polega sorpcja chemiczna. Podaj przykłady sorpcji chemicznej.
Chemiczna - polega na zatrzymywaniu w glebie niektórych składników w postaci nierozpuszczalnych soli; powstawanie nierozpuszczalnych osadów wskutek reakcji między jonami kompleksu sorpcyjnego i roztworu glebowego.
Procesy uwsteczniania superfosfatu wskutek tworzenia zasadowych fosforanów Fe i Al (w środowisku kwaśnym) lub fosforanu trójwapniowego Ca3(PO4)2 w środowisku alkalicznym.
150) Na czym polega sorpcja biologiczna.
Biologiczna - polega na wbudowaniu niektórych składników obecnych w glebie w biomasę organizmów żywych np.: roślin lub mikroorganizmów glebowych, gromadzenie różnych składników mineralnych gleby w postaci żywych i obumarłych organizmów. Składniki te mogą zostać ponownie uruchomione po mineralizacji substancji organicznej.