WŁAŚCIWOŚCI GLEBY ZWIĄZANE Z MINERALNYM ODŻYWIANIEM SIĘ ROŚLIN:
Rola r-ru glebowego
Właściwości sorpcyjne gleb
Odczyn gleby
WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE GLEBY
Adsorpcja gleby - zdolność zatrzymywania przez stałe cząstki gleby (koloidy glebowe) jonów, gł. Kationów, lub cząsteczek chemicznych rozproszonych w powietrzu glebowym lub r-rze glebowym; sorpcja przez glebę utrudnia wypłukiwanie m.in. w głąb gleby, mineralnych składników pokarmowych roślin (potas, fosfor, wapń, sód) np. z nawozów.
O zjawiskach sorpcyjnych zachodzących w glebach decydują silne zdyspergowane cząstki koloidalne tworzące tzw. Kompleks sorpcyjny gleby (ilość i akość koloidów glebowych warunkuje jego wielkość).
Właściwości sorpcyjne - zdolność do zatrzymywania różnymi siłami jonów przez glebę.
Koloidy glebowe KS:
Minerały ilaste
Uwodnione tlenki żelaza i gliny
Próchnica
Minerały bezpostaciowe
Kompleksy ilasto próchniczne
Bezwodne tlenki żelaza i glinu.
Kompleks sorpcyjny - to najbardziej rozdrobniona część fazy stałej gleby (cząstki < 0,002 mm) obdarzona ładunkami ujemnymi.
Udział substancji organicznej w pojemności wymiennej gleb stanowi 30-60%!
Wtórne minerały ilaste: illit, montmorylonit, wermikulit, kaolinit. Różnią się zdolnością do zatrzymywania jonów.
Występowanie sorpcji na powierzchni koloidów jest konsekwencją obecności ładunku elektrostatycznego na ich powierzchni.
Powstawanie ładunków elektrycznych w koloidach glebowych:
Ze względu na genezę ujemnych ładunków koloidów glebowych wyróżnia się: ładunki trwałe i ładunki zależne od pH.
Ładunki powstają na skutek :
izomorficznego podstawiania - podstawianie jonem o nieco niższej wartościowości, ale nie wpływa to na sieć krystaliczną. - powstają ładunki ujemne
dysocjacji protonów - zachodzi przy wysokim pH gleby.
Miejsca sorpcji wymiennej kationów - pozycja wewnętrzna, międzypakietowa, brzeżna.
Sorpcja wymienna kationów - wymiana pomiędzy warstwą dyfuzyjną i r-rem glebowym. Zachodzi w stosunku równoważnikowym. Zależy od rodzaju koloidów oraz właściwości kationów.
Czynniki wpływające na siłę sorpcji (energii wejścia) kationów w glebie.
Kationy łatwo sorbowane są trudno usuwalne z KS.
Energia potrzebna do zasorbowania kationów maleje wraz ze wzrostem wartościowości a przy równej wartościowości, maleje wraz ze wzrostem masy atomowej kationu.
Pierwiastki 2+ i 3+ oraz wodór są najłatwiej sorbowane - potrzeba najmniej energii.
Pierwiastki 1+ - są trudno sorbowane.
Odczyn:
Wpływa na ilośc ujemnych ładunków w zależności od budowy koloidu różna jest ilość ładunków zależnych od pH. Wapnowanie wykonane przed wysianiem nawozu wpływa na wzrost pH i zwiększa pojemność sorpcyjną gleby.
Stężenie jonów w roztworze glebowym:
Sorpcja wymienna jest procesem dynamicznym, w którym ustala się proces dynamicznej równowagi między stężeniem i składem jonów w r-rze glebowym i ich „reprezentacją” w kompleksie sorpcyjnym.
Sorpcja niespecyficzna anionów:
Koloidy posiadające dodatni - amfoteryczne, uwodnione tlenki glinu i żelaza. Ładunki dodatnie mogą powstawać również na bazie grup amidowych czy aminowych związków próchnicznych. Ładunki dodatnie na powierzchni koloidu tworzą się przy dużej koncentracji jonów h+ w r-rze glebowym, dlatego najsilniejsza sorpcja anionów zwana również sorpcją niespecyficzną występuje w odczynie kwaśnym.
Pojemność sorpcyjna(T):
Całkowita ilośc kationów wymiennych w warstwie dyfuzyjnej wyrażona w mmol ładunku (mmol(+) 100g do -1' me 100g do -1, cmol(+)kg do -1
T=S+H
S - suma kationów zasadowych (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+)
H - suma kationów kwasowych (Al. 3+, Mn, 3+, H+)
Stopień wysycenia zasadami (V):
V = suma kationów zasadowych (S)/całkowita pojemność sorpcyjna(T) * 100
V < 32% gleby słabo nasycone zasadami
V= 35-65 gleby średnio wysycane zasadami
V> 65 gobre wysycenie gleby zasadami
Zatrzymywanie nawozów mineralnych w glebie lekkiej jest dużo mniejsze (ze względu na mały kompleks sorpcyjny), niż w glebach ciężkich.
Znaczenie sorpcji wymiennej: ma wpływ na właściwości buforowe gleb oraz wielkośc i terminy dawek stosowanych nawozów
< 3,5 cmol(+)/kg - słaba
3,6-4,5 - mała
4,6-6,5 - średnia
6,6-7,5 - duża
7,6-9,0-silna
>9,0 - bardzo silna
Od 3,5 do 9,0. Od 6,6 jest duża.
Inne rodzaje sorpcji: chemiczna, biologiczna, mechaniczna, fizyczna.
ODCZYN
Odczyn gleby - jeden z podstawowych wskaźników żyzności gleby
Odczyn optymalny - gdy składniki pokarmowe są najłatwiej dostępne dla roślin a gleba wykazuje pozytywne właściwości fizyczne.
Odczyn gleby - aktywność jonów wodorowych w r-rze glebowym
Kwasowość gleby - ilość jonów wodorowych i glinowych związanych wymiennie lub niewymiennie przez stałą fazę gleby.
Aktywność H+ w r-rze glebowym - możemy wykonać pomiar potencjometryczny, lub odczyt pH
Kwasowość:
potencjalna - związana z zabsorbowanymi jonami h+ i Al3+ w fazie stałej
wymienna - działamy KCl - miarą kwasowości jest ilośc powstałego HCl
hydrolityczna - działamy na próbkę octanem wapnia - miarą kwasowości jest ilość powstałego kwasu octowego któwy miareczkujemy 0,1M zasadą sodową
czynna - aktywność jonów H+ w RG
Przyczyny zakwaszania gleb:
pobieranie przez rośliny, wymywanie wapnia i magnezu w głąb gleby
nawozy
kwaśne deszcze
wzrost stężenie CO2
Ugorowanie gleb
Spadek zawartości materii organicznej
Nawożenie azotem powoduje tzw. Odwapnienie gleb - powinno się wprowadzać do gleby wapń podczas nawożenia azotem.
Zakres pH w większości gleb mineralnych - najczęściej: od 6-9
Najszerszy zakres pH w glebach : 3,5 -
Klasy gleb względem odczynu:
Bardzo kwaśne pH< 4,5 np. bielice bielicowe torfowe, glejowo-murszowe
Kwaśne pH 4,6 - 55 np. bielicowe, rdzawe, brunatne, płowe, torfowe, glejowe
Słabo kwaśne pH 5,6 - 6,5 np. czarnoziemy, brunatne, brunatne właściwe, płowe torfowe, deluwialne
Obojętne pH 6,6-7,2 np. czarnoziemy, brunatne, brunatne właściwe, mady
Zasawowe pH >7,3 np. rędziny
Jeżeli odczyn spada poniżej 4,5 i powyżej 7,3 - powoduje skrajne sytuacje.