POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA
WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I INŻYNIERII ŚRODOWISKA
INSTYTUT INZYNIERII ŚRODOWISKA I ROLNICTWA
Temat ćwiczenia: Charakterystyka kationów o charakterze zasadowym w środowisku glebowym. Oznaczanie zawartości kationów wymiennych Ca2+ i Mg2+ metodą kompleksometryczną
Numer ćwiczenia: 9
Laboratorium z przedmiotu:
Gleboznawstwo
KOD:
Opracował:
mgr inż. Sławomir Roj-Rojewski
2000
Instytut Inżynierii i Ochrony Środowiska
Katedra Ochrony Gleby i Powierzchni Ziemi
Zawartość Instrukcji:
a. opis stanowiska badawczego i przebieg realizacji eksperymentu
b. prezentacja i analiza wyników badań
1. Wprowadzenie
A. Wapń w środowisku glebowym
a. Formy występowania
- trudno dostępny – minerały, substancja organiczna, związki nierozpuszczalne lub trudno rozpuszczalne w wodzie,
- łatwo dostępny:
· Ca2+ wymienny - zasorbowany na powierzchni lub w przestrzeniach międzypakietowych minerałów ilastych;
· Ca w roztworze glebowym, głównie Ca(HCO3)2.
Dwiema najważniejszymi formami Ca w glebach są Ca2+ w KS i CaCO3. W tych formach Ca przeciwdziała zakwaszaniu się gleby. W środowisku glebowym w naszej strefie klimatycznej z biegiem czasu następuje wypieranie Ca2+ z KS przez jony H+, natomiast CaCO3 reaguje z H2CO3 dając rozpuszczalny w wodzie Ca(HCO3)2. W ten sposób zapasy Ca przechodzą do roztworu glebowego i są wypłukiwane, czego konsekwencją jest obniżenie pH gleby. Formami przyswajalnymi dla roślin są Ca2+ i Ca(HCO3)2.
b. Źródła i straty
Źródłem Ca w glebie uprawnej są przede wszystkim nawozy mineralne, minerały glebowe (np. kalcyt, apatyt, gips, hornblenda, fosforyt, dolomit) oraz resztki roślinne i obornik. Ponadto występuje on w kompleksie sorpcyjnym jako kation wymienny Ca2+, w związkach organicznych (głównie próchnicy) oraz w formie soli rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych w roztworze glebowym.
Ubytek Ca z gleby uprawnej występuje głównie na skutek: wymywania i erozji, a także w wyniku pobierania przez rośliny.
c. Rola w glebie i roślinie
Rola Ca w glebie:
- zmniejsza kwasowość gleby,
- powoduje koagulację koloidów glebowych,
- sprzyja tworzeniu struktury gruzełkowej - powoduje zgruźlenie gleb lekkich, natomiast spulchnia gleby ciężkie,
- poprawia w ten sposób stosunki powietrzno-wodne gleby,
- zwiększa przyswajalność Mo, P, Mg a obniża - Fe, Al, B, Mn (w środowisku kwaśnym występują one w formach toksycznych),
- bardzo korzystnie wpływa na organizmy glebowe podwyższając pH gleby,
- stymuluje proces humifikacji,
- korzystnie wpływa na nitryfikację.
Fizjologiczna rola Ca w roślinie:
- usztywnia tkanki roślin,
- uodparnia na porażenia przez patogeny (grzyby, wirusy),
- korzystnie wpływa na podział komórek,
- reguluje gospodarkę wodną,
- wpływa na procesy metaboliczne,
- kontroluje właściwą strukturę oraz funkcjonowanie błon cytoplazmatycznych jądra i mitochondriów.
d. Rozmieszczenie w profilu glebowym
Wapń jest rozmieszczony nierównomiernie w profilu glebowym. Najczęściej nagromadzenie wapnia ogólnego i wymiennego obserwuje się w głębszych partiach profili glebowych ze względu na procesy wymywania i ługowania.
e. Zawartość w glebie
Zawartość ogólna Ca w glebie wynosi 0,07 - 3,6 %, lecz gleby wytworzone ze skał węglanowych mogą zawierać go więcej. Natomiast zawartość wymiennego Ca2+ najczęściej przyjmuje wartości: w poziomach Ap gleb ornych 0,6-13,2 cmol(+)/kg, w warstwach organicznych gleb leśnych 2,9-31,2 cmol(+)/kg, w warstwach mineralnych gleb leśnych 0,05-5,6 cmol(+)/kg.
Najwięcej Ca zawierają rędziny, gleby brunatne właściwe, czarne ziemie, czarnoziemy, mniej - gleby płowe, bielicowe, bielice, najmniej zaś - gleby torfowisk wysokich.
B. Magnez w środowisku glebowym
- trudno dostępny - minerały, substancja organiczna;
· Mg2+ wymienny - zasorbowany na powierzchni lub w przestrzeniach międzypakietowych minerałów ilastych;
· Mg w roztworze glebowym – w postaci soli kwasów, głównie Mg(HCO3)2.
Rośliny pobierają Mg z roztworu glebowego jako Mg2+ oraz Mg(HCO3)2.
Głównym źródłem Mg są minerały np. magnetyt, dolomit, serpentyn, hornblenda, augit, talk, biotyt, oliwin. Inne źródła to: resztki roślinne i nawozy mineralne.
Straty Mg z gleby uprawnej są spowodowane przede wszystkim procesami wymywania i erozji, a także pobieraniem przez rośliny.
Rola Mg w glebie:
- zmniejsza kwasowość gleby;
- powoduje koagulację koloidów glebowych;
- sprzyja tworzeniu struktury gruzełkowej - powoduje zgruźlenie gleb lekkich, natomiast spulchnia gleby ciężkie;
- poprawia w ten sposób stosunki powietrzno-wodne gleby;
Fizjologiczna rola Mg w roślinie:
- podstawowy składnik chlorofilu,
- udział w procesach fosforylacji,
- zasadnicza rola w syntezie RNA i białek,
- aktywator wielu reakcji enzymatycznych.
...
dawajtoo