Ćwiczenie 5 Oznaczanie kationowej pojemności sorpcyjnej gleby

1) Jakie rodzaje sorpcji w glebie możemy wyróżnić i na czym one polegają

Sorpcja-zdolność gleby do zatrzymywania różnych substancji. Zatrzymywanie różnych składników może odbywać się w rozmaity sposób:

*sorpcja mechaniczna-zatrzymywanie cząstek zawiesin w mniejszych od nich przestworach glebowych; dzięki temu przesączająca się przez glebę woda jest oczyszczana nawet z takich drobnych zawiesin jak bakterie i dostaje się do warstw głębszych w stanie zdatnym do picia; może wpływać na powstawanie w glebie warstw słabo przepuszczalnych;

*sorpcja fizyczna-zdolność do zatrzymywania na swej powierzchni gazów, par, zawiesin i mikroorganizmów z roztworów glebowych dzięki napięciu powierzchniowemu; sorpcja ta chroni składniki łatwo rozpuszczalne i łatwo przyswajalne od wypłukania w głąb; zwiększa właściwości chłonne gleby a w pewnych przypadkach ułatwia usuwanie szkodliwych substancji (chlorki);

*sorpcja chemiczna-powstawanie w glebie nierozpuszczalnych związków (soli) wskutek reakcji chemicznych; takie strącone sole jeśli nie podlegają procesom wymywania, są magazynowane w glebie;

*sorpcja fizykochemiczna (wymienna)- polega na równoważnikowej wymianie jonów między KS a roztworem glebowym. Sorpcja ta jest najważniejszą w procesie nawożenia gleb i odżywiania roślin, gdyż wprowadzane z nawozami składniki pokarmowe są w glebie zatrzymywane. Dzięki tej sorpcji stężenie roztworu glebowego po nawożeniu nie ulega dużym zmianom. Nawozy, czyli sole są wiązane w glebowym kompleksie sorpcyjnym i ich wymywanie przez wodę glebową jest ograniczone. Podczas reakcji wymiany ustala się stan dynamicznej równowagi między ilością i strukturą kationów występujących w roztworze glebowym a ilością odpowiednich jonów w kompleksie sorpcyjnym. Sorpcja wymienna dotyczy głównie kationów: Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ , Na⁺ , NH⁴⁺ , H⁺ oraz Al³⁺.*sorpcja biologiczna-proces pobierania i zatrzymywania składników chemicznych z roztworu glebowego i powietrza przez drobnoustroje glebowe i korzenie roślin; sorbentami są żywe organizmy, które pobierają i zatrzymują jony w swych organizmach na okres ich życia; po obumarciu organizmy te ulegają rozkładowi, uwalniając pobrane składniki, które stają się przyswajalne dla roślin.

Kompleks sorpcyjny gleby-cząstki stałej fazy gleby zdolne do sorbowania jonów lub cząsteczek.

2) Oznaczanie wartości kationów zasadowych metodą Kappena

Metoda polega na wyparciu z gleby kationów o charakterze zasadowym przez jony wodorowe pochodzące z HCl oraz oznaczeniu w przesączu pozostałego po reakcji kwasu. Różnica pomiędzy początkową ilością HCl, a ilością pozostałą po reakcji z glebą określa sumę kationów wymiennych.

Oznaczanie kationów kwasowych za pomocą octanu wapnia.

Glebę wytrząsa się roztworem octanu wapnia lub sodu. Jony wapniowe octanu wypierają z kompleksu sorpcyjnego jony wodorowe i roztwór pierwotnie zasadowy staje się kwaśny. Stopień zakwaszenia określa się przez miareczkowanie roztworem wodorotlenku sodu.

T=S+H T-poj.rorpc.gleby S-suma kationów zasadowych H-kwasowość hydrolityczna

3) Od jakich czynników zależy wielkość pojemności sorpcyjnej gleb w stosunku do kationów?

-minerały ilaste

4) Jakie znaczenie mają w nawożeniu zjawiska sorpcji w glebie?

Dzięki sorpcji, gleba może gromadzić znaczne ilości składników pokarmowych, co przeciwdziała ich wymywaniu. Stopniowo przemieszczane do r-ru składniki są pobierane w trakcie ich wzrostu.

5) Która z form azotu : NH⁴⁺ czy NO^3- jest łatwiej z gleby wymywana i dlaczego?

NO^3—( forma saletrzana azotu ).Azot azotanowy jest bardzo szybko wymywany w głąb gleby, ponieważ w takiej formie nie jest on praktycznie zatrzymywany na powierzchni minerałów i koloidów glebowych (nie ulega sorpcji). Azot pobierany jest przez korzenie wraz z wodą, a siłą napędzającą ten strumień jest proces transpiracji, czyli parowania wody przez liście. Saletry mogą więc być pobierane efektywnie tylko, gdy drzewa mają już wykształcone liście. Saletry są łatwiej pobierane na glebach kwaśnych lub lekko kwaśnych. Im odczyn gleby jest bliższy obojętnemu, tym słabsze pobieranie N-NO3-, a lepsze N-NH4+. W przeciwieństwie do formy azotanowej, azot w formie amonowej (N-NH4+) jest sorbowany przez części stałe gleby i nie przemieszcza się tak łatwo w jej głąb.

6) Na jakiej drodze jest czasowo zatrzymywany przez glebę jon potasowy zawarty w nawozach potasowych i w jakich glebach w większej ilości?

Potas uwsteczniony jest to potas zasorbowany w glebie z procesu wietrzenia minerałów lub z nawozów. Jony potasu wchodzą w tym przypadku w przestrzenie międzypakietowe minerałów ilastych i tam zostają zablokowane. Zawartość potasu uwstecznionego w glebach zależy od właściwości glebowego kompleksu sorpcyjnego. Gleby o silnych właściwościach sorpcyjnych zawierają znacznie więcej potasu uwstecznionego niż gleby o słabych właściwościach sorpcyjnych

7) Co to są minerały ilaste i jakimi właściwościami charakteryzują się one?

Minerały ilaste-uwodnione glinokrzemiany Al, Mg, Fe.

- cząstki ilaste ze względu na ich drobne wymiary posiadają dużą powierzchnię zewnętrzną,

- posiadają zazwyczaj ładunek ujemny

-  w zależności od uwilgotnienia minerały ilaste wykazują odmienne właściwości. W stanie wilgotnym są one plastyczne i maziste, zaś w trakcie suszenia kurczą się, przechodząc w zwięzły i silnie scementowany materiał.