Definicja pojęcia:

sorpcja gleby

Sorpcja gleby – zdolność pobierania substancji (sorbatu) z cieczy lub z powietrza przez glebę (która w tym wypadku jest sorbentem).
  1. Sorpcyjny kompleks glebowy (skg)
  2. Całkowita pojemność sorpcyjna gleby
  3. Pojemność wymiany kationów PWK (ang. CEC)
  4. Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami
  5. Kwasowość wymienna
  6. Kwasowość hydrolityczna gleb
  7. Kationy zasadowe związane wymiennie

W gleboznawstwie dzieli się sorpcję gleby na 5 rodzajów:
  1. Sorpcja mechaniczna polega na zatrzymywaniu 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. Sorpcja mechaniczna może wpływać na powstawanie w glebie warstw słabo przepuszczalnych.
  2. Sorpcja fizyczna to 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 gleby. Zwiększa właściwości chłonne gleby a w pewnych przypadkach ułatwia usuwanie szkodliwych substancji.
  3. Sorpcja wymienna – polega na wiązaniu przez koloidy glebowe jonów (głównie kationów) z roztworu glebowego z jednoczesnym wydzielaniem do roztworu równoważnych ilości innych jonów. Sorpcja wymienna ma ogromne znaczenie dla odżywiania roślin. W wyniku reakcji wymiany ustala się stan dynamicznej równowagi między ilością kationów w kompleksie sorpcyjnym a ilością kationów w roztworze glebowym. Sorpcja wymienna zależna jest od wielu czynników. Najważniejsze to: budowa sorbenta, odczyn gleby, rodzaj kationu i towarzyszącego mu anionu, stężenia kationu, stężenia roztworu oraz temperatura.
  4. Sorpcja chemiczna czyli powstawanie w glebie nierozpuszczalnych związków (soli) wskutek reakcji chemicznych. Takie strącone sole jeśli nie podlegają procesom wymywania, są magazynowane w glebie.
  5. Sorpcja biologiczna jest to 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  roślin.Jest to proces selektywny, pozwalający na kumulację w glebie tylko tych pierwiastków, które są potrzebne roślinom.
Korzenie roślin w glebie, fot. pixabay.com

Sorpcyjny kompleks glebowy (skg)

Sorpcyjny kompleks glebowy (skg) to określenie stałych (głównie koloidalnych) składników gleby (mineralnych, organicznych i organiczno-mineralnych), biorących w glebie udział w wymiennej sorpcji jonów z roztworu glebowego, w tym biogenów przekazywanych roślinom.

Właściwości użytkowe gleb zależą m.in. od powierzchni właściwej koloidów glebowych i gęstości ładunku elektrycznego na powierzchni ich cząstek co znajduje wyraz w całkowitej pojemności sorpcyjnej, pojemności wymiany kationów (PWK), stopniu wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami, kwasowości hydrolitycznej gleby (Hh).

W Polsce w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska od 1995 roku prowadzi się „Monitoring chemizmu gleb ornych Polski”. Celem programu jest ocena stanu zanieczyszczenia i zmian właściwości gleb w wymiarze czasowym i przestrzennym.

Całkowita pojemność sorpcyjna gleby

Całkowita pojemność sorpcyjna gleby – miara zdolności do wymiennego wiązania jonów w glebie. Podawana jest zwykle w centymolach (cmol) na 1 kg gleby (wcześniej w milimolach lub w milirównoważnikach na 100 g gleby). Wielkość pojemności sorpcyjnej gleby jest właściwie cechą stałą i nie ulega zasadniczym zmianom, jeśli nie dochodzi do znacznego nagromadzenia materii organicznej.
 
W charakterystyce sorpcji wymiennej używane są pojęcia: kationy wymienne, suma zasad i pojemność wymienna kationów.

Kationy wymienne: Ca2+, Mg2+, Na+ , K+ , H+ są to wymienne formy poszczególnych kationów występujących w glebie.

Suma zasad S (ang. TEB) – jest to suma kationów o charakterze zasadowym, Ca2+, Mg2+, K+, Na+ , zabsorbowanych przez glebę wyrażona w [mmol(+)/100 g], [me/100 g], lub [cmol(+)/kg].
Uprawa roli, fot. pixabay.com

Pojemność wymiany kationów PWK (ang. CEC)

Pojemność wymiany kationów PWK (ang. CEC) jest to suma wszystkich kationów zasadowych (Ca2+, Mg2+, K+ , Na+) i kwasowych (H+ , Al3+) zabsorbowanych przez glebę. Wyraża się ją w: [me/100 g], [cmol(+)/kg]. Ponieważ wielkość ujemnego ładunku wielu koloidów zależy od pH gleby, także PWK zależna jest od pH gleby, dlatego wyróżnia się dwa rodzaje pojemności sorpcyjnej:
  • efektywna lub rzeczywista, PWEe lub PWKr – odnosi się do naturalnego pH gleby i określa aktualne zdolności sorpcyjne;
  • potencjalna, PWKp – występuje po wapnowaniu lub w glebach naturalnie zasobnych w węglany, standardowo przyjmuje się wartość pH 8,2 (jest nieadekwatna dla gleb o odczynie kwaśnym).

Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami

Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami  jest to procentowy udział kationów zasadowych (Ca2+, K+, Mg2+, Na+) w całkowitej pojemności sorpcyjnej. Kationy zasadowe stanowią zasadniczą pulę składników pokarmowych, które mogą zostać pobrane przez rośliny po ich przejściu do roztworu glebowego. Obecność dwuwartościowych kationów o charakterze zasadowym (wapń, magnez) w kompleksie sorpcyjnym wpływa korzystnie na strukturę gleby. Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami ma w Polsce tendencję spadkową, co jest związane stratami dwuwartościowych kationów zasadowych. Wskazuje to na potrzebę uzupełniania kationów zasadowych, szczególnie wapnia i magnezu, poprzez wapnowanie.

Kwasowość wymienna

Kwasowość wymienna pochodzi od jonów wodoru i glinu. Przy silnym zakwaszeniu o kwasowości wymiennej w większym stopniu decydują jony glinu. Wolne jony glinu są toksyczne dla roślin i w dużych stężeniach uszkadzają korzenie roślin. Średnie wartości kwasowości wymiennej i zawartości glinu wymiennego wzrosły w ostatnich latach. Potwierdza to postępujące zakwaszenie.
Gleba, fot. pixabay.com

Kwasowość hydrolityczna gleb

Kwasowość hydrolityczna gleb opisuje potencjalną kwasowość gleby i jest związana z jonami wodoru i glinu kompleksu sorpcyjnego i roztworu glebowego. Parametr ten stanowi miarę wysycenia kompleksu sorpcyjnego gleb wodorem i obejmuje całkowitą kwasowość gleby. Dane monitoringowe pokazują, że poziom kwasowości hydrolitycznej nie uległ zasadniczym zmianom, ale w 2015 r. średnia kwasowość hydrolityczna była najwyższa. W roku 2015 wartości kwasowości hydrolitycznej występowały w zakresie od 0,48 do 8,48, a średni poziom wynosił 2,96 cmol(+)/kg.

Praktyczne zastosowanie parametru kwasowości hydrolitycznej polega na określeniu na jej podstawie dawki tlenku wapnia (CaO) w t/ha, niezbędnej do neutralizacji kwasowości związanej z obecnością jonów wodoru obecnych w roztworze glebowym i w kompleksie sorpcyjnym. W roku 2010 dawka wapna niezbędna do neutralizacji zakwaszenia wynosiła od 0,38 do 7,12 tony CaO na hektar, przy średniej 2,48 tony. Uważa się, że nie ma konieczności wapnowania gleb, gdy dawka wapna CaO wyliczona na podstawie kwasowości hydrolitycznej nie przekracza 1 t/ ha.

Kationy zasadowe związane wymiennie

Dane monitoringowe wskazują na postępujący proces zmniejszania się zawartości kationów zasadowych w rolniczo użytkowanych glebach Polski. Spadek nie został wykazany dla potasu i sodu.
pixabay.com

Bibliografia

  1. Renata Bednarek, Zbigniew Prusinkiewicz, Urszula Pokojska, Helena Dziadowiec; “Badania ekologiczno-gleboznawcze”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011;
  2. Grażyna Łabno; “Ekologia. Słownik encyklopedyczny”; Wydawnictwo Europa, Warszawa 2006;
  3. Zdzisława Otałęga (red. nacz.); “Encyklopedia biologiczna T. X”; Agencja Publicystyczno-Wydawnicza Opres, Kraków 2000;
  4. Andrzej Mocek (red.); “Gleboznawstwo”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2015;
Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 4.1
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź
Pasaż zakupowy