Gleboznawstwo - Sprawozdanie nr. 2

Temat: Oznaczenie zawartości węglanów w glebie oraz oznaczenie pH.

Metoda:

1. Oznaczenie ilościowe zawartości węglanów w próbce glebowej za pomocą: Metody Scheiblera.

2. Oznaczenie pH tej samej próbki za pomocą: Metody Elektrometrycznej pH-metrem.

1.Opis metody objętościowej aparatem Scheiblera:

• Metoda ta polega na objętościowym pomiarze gazowego CO₂ wydzielanego z rozkładu CaCo₃ podczas działania kawasów na glebę, w tym przypadku HCl. Wyniki uzyskane tą metodą pozwalają na wyznaczenie % zawartości CaCO₃ w próbce gleby, po podstawieniu wyniku pod wzór wynikający z połączenia praw Boyle'a - Mariotte'a i Gay - Lussaca.

• Aparat Scheiblera mierzy w cm ilość wydzielającego się CO₂ po zmieszaniu próbki glebowej z 10% HCl. Zachodzi reakcja:

CaCO₃ + 2 HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Wydzielający się CO2 z roztworu glebowego znajdującego się w kolbie stożkowe z

HCl przechodzi przez trójdzielny kran do rurki pomiarowej gdzie dokonujemy

pomiaru ubywającego CuSO4.

• Różnica CaCO3 jaka uzyskaliśmy poprzez odjęcie objętości przed reakcją i po to objętość CO2 jaka wydzieliła się podczas reakcji gleby z HCl.

• Objętość CO2 w cm sprowadzona do warunków normalnych wyliczamy ze wzoru wynikającego z połączenia praw Boyle'a - Mariotte'a i Gay - Lussaca przy znanej temperaturze i ciśnieniu w warunkach normalnych.

Przebieg analizy i wyniki:

• Oznaczamy CO₂ metodą objętościową Scheiblera:

Z 4,5g czystej gleby zmieszanej z 10% HCl otrzymujemy 57cm gazowego CO₂.

• Obliczamy objętość CO₂ w warunkach normalnych:

Stosuję do tego wzór do którego podstawiam:

Temperaturę odczytaną z termometru w laboratorium: 21˚C sprowadzoną do stopni Kelvina 294˚K; Ciśnienie odczytane z barometru: 749mm; Objętość odczytana z aparatu Scheiblera 57

V₀= 273*V_t*P_x/Po*T czyli V₀= 273*57*749/760*294=52,1625≈52,16

• Obliczamy masę 1cm CaCO₃ w nadwyżce:

Posługujemy się prawem Avogadra stosując równanie:

100g zajmuje 22,400cm³

X ------ 1cm

X= 0,00446g

• Obliczam zawartość % CaCO3 w glebie:

Stosujemy do tego wzór: %CaCO3= Vo*0,00446*100/α, gdzie α- naważka gleby pobranej do oznaczenia w gramach.

%CaCO3= 52,16*0,00446*100/4,5≈5,17%

3. Opis metody elektrometrycznej pH-metrem:
   

• Metoda ta jest oparta na pomiarze siły elektromotorycznej ogniwa, składającego się z dwóch elektrod. Jedna z elektrod ma stały potencjał jest nazwana- elektroda porównawczą, a potencjał drugiej zależy od stężenia jonów wodorowych w badanym roztworze.

• Elektroda o stałym potencjale to elektroda kalomelowa o składzie Hg(Hg₂Cl₂); jest ona cała zanurzona w nasyconym roztworze KCl.

• Elektroda pomiarowa zastosowana w analizie próbki gleby to najczęściej- elektroda szklana (drut platynowy/ roztwór buforowy). Możemy nią dokonywać pomiarów w zakresie pH od 0 do 14.

Przebieg analizy i wyniki:

• Przygotowanie materiału glebowego do pomiaru.

W dwóch szklanych naczyniach o pojemności 25-50cm³ umieszczam po 10g gleby bogatej w węglany wapnia. Do jednego naczynia wlewam 10cm³ wody destylowanej a do drugiego 10cm³ KCl.

• Pomiary pH-metrem

Działanie elektrod podłączonych do pH-metru na samym początku sprawdzamy w roztworze buforowym o znanym pH.

Po wymieszaniu zawartości naczynek z próbkami gleby szklaną bagietką zanurzam elektrony kalomelową i pomiarową w obu roztworach gleby i odczytuje wynik:

• Roztwór glebowy zanurzony w H₂O: 4,8

• Roztwór glebowy zanurzony w KCl : 4,1

Obserwacja i wnioski do badania 1 i 2:

Zawartość węglanów w badanej próbce jest dość mała, bo wynosi ok. 5,17% masy naważki. PH w próbce glebowej zarówno w H₂O i KCl ma odczyn kwaśny. Po zmieszaniu próbki gleby z HCl, woda i KCl powstaje mętny i gęsty roztwór o ziarnistej konsystencji, osiadającej na ściankach kolby stożkowej w czasie mieszania. Roztwory są bezwonne i bezbarwne.

Obecność węglanów w glebie jest ściśle związana z pH, ponieważ CaCo₃ przeciwdziałają zakwaszeniu gleby.

Rodzaj gleby, uprawy i preferencje roślin:

Próbka glebowa, która badaliśmy ma odczyn kwaśny. Ustalenie odczynu ułatwia Nam ustalenie jakie zabiegi agrotechniczne maja być na niej stosowane.

• Rodzaje uprawy

Kwasowość gleby można obniżyć (podwyższyć pH) wapnowaniem, Gdyby jednak rozwiązanie było tak proste, problem kwaśnych gleb nie występowałby w takiej skali i w takim nasileniu, z jakim w praktyce mamy do czynienia. Proces odkwaszania wymaga czasu, zwłaszcza na glebach ciężkich. Efekt stosowania nawozów do podwyższania pH widoczny jest często dopiero w latach następnych i to zazwyczaj pod warunkiem corocznego wapnowania aż do osiągnięcia zamierzonego poziomu kwasowości gleby. Efektywność wapnowania zmniejsza się, gdy nie ma możliwości wymieszania podanego nawozu z glebą, dlatego ważne jest uregulowanie odczynu przed założeniem sadu. Optymalne pH daje bowiem korzeniom drzew możliwość korzystania z naturalnych składników mineralnych zawartych w glebie oraz tych, które podajemy wraz z nawozami. Zakwaszaniu się ziemi można również zapobiegać poprzez umiejętny dobór nawozów azotowych. Na glebach kwaśnych unikać należy nawozów, które dodatkowo obniżają pH

ILOŚĆ CaO NIEZBĘDNA DO NEUTRALIZACJI ZAKWASZENIA GLEBY NA SKUTEK NAWOŻENIA 100 kg/ha AZOTU W POSTACI WYBRANYCH NAWOZÓW MINERALNYCH

Takimi nawozami są na przykład, siarczan amonu, którego wykorzystanie w sadownictwie jest ograniczone w praktyce do roślin kwasolubnych (borówka amerykańska, żurawina) oraz mocznik — powszechnie stosowany nawóz azotowy. Jedynie saletra wapniowa, zawierająca łatwo rozpuszczalne formy wapnia, nie tylko nie zakwasza gleby, lecz także podnosi pH. Nie należy liczyć jednak na istotne podniesienie się pH gleby po jednorazowym lub dwukrotnym jej stosowaniu. Nawóz ten dobrze rozpuszcza się w wodzie, lecz jego dawki stosowane w sadach (300-500 kg/ha) są zbyt małe, aby zmienić istotnie pH gruntów w krótkim czasie. Niemniej jednak, oprócz wapnowania gleb kwaśnych, prawidłowy dobór nawozu azotowego może wyraźnie ograniczać ich zakwaszanie się.

Odczyn a wymagania roślin:

Przed przystąpieniem do analizy gleby oraz oceny jej wyników warto uzmysłowić sobie, jakie znaczenie dla uprawianych w sadzie drzew ma kwasowość gleby. Poszczególne gatunki roślin sadowniczych różnią się wymaganiami względem pH

Ogólnie, pestkowe mogą być uprawiane na tych o nieco wyższym pH (mniej kwaśnych) niż

ziarnkowe oraz jagodowe (z wyjątkiem winorośli). Najczęściej drzewa owocowe tolerują nieodpowiedni odczyn gleby, niemniej jednak rosną i plonują najlepiej po zapewnieniu im optymalnego pH. Na ziemiach alkalicznych (zasadowych pH powyżej 7,5) drzewa owocowe cierpią na chlorozę wapniową spowodowaną silnym ograniczeniem pobierania żelaza z gleby. Przypadki takie są jednak sporadyczne i mają charakter lokalny. Znacznie częściej obserwuje się negatywną reakcję drzew na obniżanie się pH. Na glebach bardzo kwaśnych najczęściej zostaje ograniczony wzrost drzew, które mają niewielkie przyrosty długopędów, małe blaszki liściowe, słabo wiążą owoce, a te ostatnie nie dorastają do prawidłowej wielkości. Zmiany te spowodowane są zahamowaniem wzrostu systemu korzeniowego. Ograniczone zostaje wtedy pobierania wielu składników mineralnych niezbędnych do prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin, zwłaszcza fosforu, wapnia, magnezu, a także molibdenu. Gleby kwaśne są zazwyczaj ubogie w dostępny dla roślin bor, co u wielu gatunków sadowniczych (m.in. jabłoni, gruszy, wiśni) zaburza prawidłowe tworzenie się zawiązków owocowych.

Materiały z jakich korzystałam:

• Brogowski. Z, Czerwiński. Z, Materiały do ćwiczeń z gleboznawstwa część II, Warszawa 1997.

• Strona internetowa: http://www.ho.haslo.pl/article.php?id=833

---