Geologija i zaštita životne sredine

dr Milica Kašanin-Grubin2013/2014

Zemljište je površinski rastresiti sloj Zemljine kore nastao kao rezultat zajedničkog uticaja pedogenetskih činalaca

Definicija zemljišta

klima

vreme reljef

organski svet geološka podloga

Raspadanje stena

• jedinstvo litosfere i živog sveta

• mineralni deo i organska materija

• mineralni deo se razlikuje od podinskog materijala po strukturi, teksturi, boji, fizičkim, hemijskim i biološkim osobinama

Zemljište je trodimenzionalno telo

• Ima prepoznatljive granice

• gornja granica (površina terena)

• donja granica (do koje je doprla biološka aktivnost)

• bočna granica (razdvaja napr. od vode)

Zemljište je trofazni sistem sa 4 komponente

• Tri agregatna stanja: čvrsto, tečno, gasovito• Četiri komponente: čestice, organska materija, voda, vazduh

5%

25%

45%

25%

mineralni deoorganski deovazduhvoda

Komponente zemljišta Osobine

Organska materija Mrtvi ili u stanju raspadanja ostaci biljaka i životinja daju hranljive materije zemljištu i zadržavaju vodu OM kao sunñer zadržava vlaguVažno za biljke u sušnim područjima

Komponente zemljišta

Živi organizmi Veliki broj organizama aerišu, mešaju i dodaju hranljive materije zemljištu

Minerali Neorganiska materija potiče od stenaTri osnovna sastojka: pesak, prah i glina

Voda Najvažnija hranljiva materijaOmogućava apsorpciju drugih nutrijenata

Vazduh Pomaže drenaži vodeSprečava da biljke uvenu usled previše vode

Zemljište je proizvod sredine

• proizvod atmosfere, hidrosfere, litosfere i biosfere

• sastavni i značajni deo ekosistema

• stanište brojnih organizama biljnog i životinjskog sveta

• posebno mikroorganizama – prirodna biološka laboratorija

A

atmosfera, biosfera, litosfera, hidrosfera

pedosfera

A B

L H

P

Zemljište je otvoren sistem

• usled granične pozicije između atmosfere i biosfere

• protok materije i energije

Razmena energije insolacijom i radijacijom

Padavine i evapotranspiracija

Živi svet

Raspadanje Proticanje

Depozicija Erozija

Faktori koji utiču na nastanak zemljišta

1. klima (padavine, temperatura)

2. vegetacija (± prisustvo; vrsta)

3. živi svet u zemljištu

4. geološka podloga

5. topografija (oblik i nagib terena; strana sveta)

6. vreme

Klima

• Dominantan uticaj na organski svet

• Kompleksan faktor jer je važna paleoklima kao i sadašnja klima

• Paleoklimatska komponenta pruža značajna objašnjenja o evoluciji zemljišta

• Temperatura, padavine i vetar• Temperatura, padavine i vetar

Vasilij Dokučajev 1846-1903

• Ruski naučnik Dokučajev je otac pedologije

• Objasnio je da je klima najvažniji faktor u formiranju zemljišta

• Evroazijska nizija u kojoj se količina padavina ravnomerno povećava od juga ka severu, dok temperatura opada• Na Severnoameričkom kontinentu zemljišne zone razvijene zapad-istok

Temperatura

Veoma važan faktor

Utiče na: dubinu zemljišta, boju zemljišta i sadržaj organske materije

U polarnim regionima dugi zimski periodi, ekstremno niske temperature i kratka leta su nepovoljni za razoj zemljištatemperature i kratka leta su nepovoljni za razoj zemljišta

U aridnim regionima brza evaporacija sprečava dejstvo ispiranja i uzrokuje uzlazno kretanje soli

Temperatura utiče na niz svojstava zemljišta

1. Dubina zemljišta. Od nekoliko cm u hladnim pojasevima, do >10 m u tropskim i subtropskim

2. Boja. U hladnoj i umerenoj klimi boja je pretežno siva, u tropima žuta i crvena.tropima žuta i crvena.

3. Sadržaj organske materije. Povećava se sa porastom temperature.

Brzina hemijske reakcije povećava se 2-3 puta pri povišenju T za

svakih 10oC.

Sa povećanjem temperature količina gline u zemljištu raste

Pri godišnjoj temperaturi oko 10oC sadržaj gline je oko 14%

Pri srednjoj godišnjoj temperaturi od 16% prosečna količina gline u zemljištu na istim stenama dostiže i do 40%

Padavine

• Neposredan i nezamenljiv agens

• Aposultna količina padavina nije jedini kriterijum

• Važno je isparavanje, transpiracija

• Tip vlage (kiša, sneg, grad, rosa), sezonske padavine, intenezitetintenezitet

• Topografija, geološka podloga, površinsko spiranje

• Intersepcija (presretanje) od strane biljnog pokrivača

• sa šumskog pokrivača može da ispari 30-40%

• sa travnog pokrivača može da ispari 13-43% ukupnih godišnjih padavima

Reljef kao pedogentski faktor

“Dok matična stena, organski svet i klima učestvuju u genezi zemljišta svojom masom i energijom, dotle reljef uslovljava samo preraspodelu materije i energije bez dopirnosa bilo čega novoga.”

Izrazit uticaj reljefa na obrazovanje zemljišta javlja se u brdsko-planinskim područjima

• Erozioni procesi, od 5% nagiba

• Premeštanje zemljišne mase, premeštanje produkata raspadanja

• Površinsko oticanje vode – gubici mogu biti i do 50-60%

• Ekspozicija

Vreme kao faktor

• Pasivan pedogentski činilac

• Nulta tačka ili apsolutna starost: kada je matični supstrat bio izložen dejstvu ostalih faktora

stvaranje zemljišta u umerenoj klimi

Zemljište je dinamičan sistem – neprestane promene

1. Nesistematske promene – povremeno u datom prostoru (stanje vlažnosti i toplota)

2. Periodične, ciklične promene – sezonske varijacije biološke aktivnostiaktivnosti

3. Usmerene promene – u pravcu dinamičke ravnoteže (brze ili spore, napr. neadekvatno navodnjavanje, pesticidi...)

Profil zemljišta (pedološki profil) je vertikalni presek zemljišta

• profil je serija horizonata

• horizonti su rezultat kompleksnih transformacija materija

• međusobno povezani i čine celinu• međusobno povezani i čine celinu

• količina organske materije opada sa dubinom

• razgraničavanje horizonata na osnovu boje, strukture, mehaničkog sastava

Horizonti zemljišta

• najgornji horizont O = organska prostirka

• javlja se u šumskim zemljištima

• ostaci lišća i grančica

• različit stepen dekompozicije• različit stepen dekompozicije

• slede horizonti A, B i C

• horizont R su neraspadnute stene

A

B

Zona bogata organskom materijom, siromašna glinom

Zona bogata glinom, Al, Fe

Horizonti zemljišta

C

Matična stena

Malo izmenjena zona

Šumska zemljišta

Prerijska zemljišta

Pustinjska zemljišta

Tropska zemljišta

Morfološke osobine zemljišta – spoljna morfologija

• opis spoljnih obeležja terena u neposrednom okruženju profila

• reljef

• živi ili mrtvi biljni pokrivač

• prisustvo odlomaka stena

• pojava erozije• pojava erozije

Morfološke osobine zemljišta – unutrašnja morfologija

• pedološki profil

• uzimanje uzoraka

• reprezantativno mesto

• dubine 1,5 do 2 m, dužine 2 m i širine 0,6 do 0,8 m• dubine 1,5 do 2 m, dužine 2 m i širine 0,6 do 0,8 m

• sklop profila

• tekstura

• struktura

• poroznost

• prisustvo karbotana

• specifične pedološke tvorevine

Boja zemljišta

• morfološko i fizičko obeležje zemljišta

• svaki horizont i podhorizont karakteriše se određenom bojom

• očigledna karakteristika

• teško tačno utvrđuje

• indikator mnogih hemijskih i ekoloških osobina

Na boju zemljišta utiče:

• količina i kvalitet humusa (siva, smeđa i crna boja)

• jedinjenja Fe (crvena, narandžasta i žuta boja)

• SiO2 (siva boja)

• karbonati, gips i soli (beličasta boja)

• stepen vlažnosti (određivanje na suvom zemljištu)

• retke su čiste i jasne boje

• katalog boja

Oznaka boje

1. Vrsta boje (hue), dominantna spektralna boja

• R=crvena,

• YR=narandžasta,

• Y=žuta

• prelazi između boja su stepeni 0-10 (srednja vrednost narandžaste boje je 5YR)narandžaste boje je 5YR)

2. Jačina boje (value), relativna svetlost – nijansa

• Od 0 (tamna) do 10 (svetla) (napr. 5/ srednja vrednost)

3. Izraženost boje (chroma) relativna čistoća boje, napr. /6

5YR 5/6 – žućkasto crvena

Pristustvo karbonata i reakcija sredine

• na terenu sa 10% HCl – označiti dubinu profila sa reakcijom

intenzitet penušanja sadržaj karbonata

oznaka opis CaCO3 %

nema - nema 0

jedva primetno penušanje u tragovima vrlo mali 0-2

slabo penuša + mali 2-4

srednje penuša ++ osrednji 4-7

jako penuša +++ veliki 7-10

vrlo jako penuša ++++ vrlo veliki > 10

• ukazuje na genezu i dinamiku stvaranja zemljišta

• nizak sadržaj karbonata = kisela zemljišta

Specifične pedološke tvorevine

• tvorevine sekundarnog porekla

• raspadanje, transformacija i migracija sastojaka

• iscvetavanje lakorastvornih soli u vidu belog praha

• talozi gipsa

• konkrecije• konkrecije

• talozi Fe i Mn

FIZIČKE OSOBINE ZEMLJIŠTA

Od fizičkih osobina zavisi vodni, vazdušni i toplotni režim

1. Zemljište je disperzni sistem

2. Granulometrijski (mehanički) sastav

3. Struktura3. Struktura

4. Specifična masa

5. Poroznost

6. Konzistencija

7. Električna i magnetna svojstva

1. Zemljište je disperzni sistem

• Čvrsta faza je disperzivna

• Važan odnos površine i veličine čestica

• Minerali glina

Dispergovane čestice “Slepljene” čestice (flokulacija)

Flokulacija omogućava protok vode

Disperzija onemogućava protok vode

Važan odnos površine i veličine čestica

Stranica kocke

Broj kocaka Specifična površina cm2

Tekstura

1 cm 1 6 Šljunak

1 mm 1000 60 Sitni šljunak

0,001 mm 1012 60.000 Fina glina

0,0001 mm 1015 600.000 Koloidno stanje

Površina kocke zapremine 1cm3 porasla sa 6 na 600.000 cm2

Važan odnos površine i oblika čestica

• količina dodira menja se sa oblikom čestica

• sferični oblici imaju najmanju specifičnu površinu po jedinici zapremine

• pločasti oblik imaju najvišu površinu

6 dodirnih tačaka ¾ dodirne površine

Minerali glina su pretežno pločastog oblika

• specifična površina čestica minerala glina je znatno veća nego čestica peska i praha

Čestice gline

2. Granulometrijski sastav zemljišta je važan

• Zavisi poroznost, vodopropustljivost, kapilarnost, struktura

• Ima odlučujuću ulogu za razvoj, raspored, dužinu, težinu i ukupnu količinu biomase korenja šumskih vrsta

Makropore +++ ++ (+)Srednje pore ++ ++ ++Mikropore (+) ++ +++

pesak alevrolit glina

Tekstura zemljišta

Svaka frakcija ima svoju ulogu

• šljunak (<2mm) gradi međuprostor pora u kojima se voda uopšte ne zadržava

• pesak (2-0,02mm) zadržava vodu u porama kapilarnim silama

• prah (0,02-0,002mm) omogućava kapilarno kretanje vode

• gline (<0,002mm) smanjuje vodopropustljivost

3. Stuktura zemljišta

• morfološka i fizička karakteristika

• agregacija primarnih čestica peska praha i gline u sekundarne čestice – agregate

• na terenu se utvrđuje drobljenjem grudve u ruci

• stepen strukturnosti• stepen strukturnosti

• tip strukture

• stabilnost agregata

Stepen stukturnosti zemljišta

• bestrukturna (jednočestični-nekoherentni peskovi, masivne-koherentne gline)

• slabo strukturna (agregati nisu izraženi, ali prepoznatljivi)

• srednje strukturna (agregati osrednje izraženi)

• jako strukturna (agregati trajno izraženi)

Veličina strukturnih agregata

agregati kubomorfni i laminoformni (mm)

prizmoformni (mm)

vrlo sitni <1 <10

sitni 1-2 10-20

srednji 2-5 20-50srednji 2-5 20-50

krupni 5-10 50-100

vrlo krupni > 10 > 100

Stabilnost strukturnih agregata

• sila koja je potrebna za njihovo drobljenje

Čestice gline su negativno naelektrisane. Odbijaju jedna drugu.

Negatvino naelektrisane čestice

gline

Negatvino naelektrisane čestice

gline

Katjoni dovode do slepljivanja čestica

+

Negatvino naelektrisane čestice

gline

Negatvino naelektrisane čestice

gline

+

Agregacija

Katjoni se mogu podeliti u dve kategorije:

• Loše flokulante: Na• Dobre flokulante: Ca, Mg

Katjoni privlače molekule vode i postaju hidratisaniKatjoni privlače molekule vode i postaju hidratisani

+

+

-

+

++

-

Katjoni sa jednim elektronom i velikim radijusom imaju naslabiji efekat agregacije

Katjoni Naelektrisanje Hidratisani radijus (nm)

Relativna jačina agregacije

Na 1 0,79 1,0

K 1 0,53 1,7

Mg 2 1,08 27,0

Ca 2 0,96 43,0

• Joni u rastvoru provode električnu energiju

• Ukupna količina rastvornih jona u zemljištu može se proceniti merenjem električne provodljivosti vodenog rastvora

• Izražava se u dS m-1

Električna provodljivost (EC)

• Izražava se u dS m

Zemljišta sa visokom EC su bogata solima, a zemljišta sa niskim EC

nisu bogata solima

Odnos “dobrih” i “loših” flokulanata označava odnos ovih katjona

++

+ + ++

+

Ca2+ i Mg2+++

++++

++++++

++

Matematički, označava se kao SAR (sodium adrsorption ratio) u mM l-1

SAR =

[Na+]

[Ca2+] + [Mg2+]

++

++++

++++

++

+ + +++

+++

+

Stabilnost agregata zavisi od odnosa katjona i količine soli

EC

Dobra agregacija Loša agregacija (disperzija)

Nizak EC Visok EC

4. Gustina zemljišta – specifična masa

• odnos mase određene zapremine suvog zemljišta prema masi iste zapremine vode

Volumna gustina zemljišta Gustina čvrste faze

1cm3 zemljišta u prirodnom 1cm3 zemljišta u prirodnom stanju sa porama

1,33g

½ pora

½ čvrste faze 1,33g

Masa zemljišta / volumen zemljištaMasa čvrstih čestica zemljišta / volumen zemljišta

1,1-1,3 g cm-1 2,6-2,3 g cm-1

Značaj primene podataka o gustini zemljišta je mnogostruk

Služi za proračun:

• poroznosti

• težine oraničnog i podoraničnog sloja

• sadržaj humusa• sadržaj humusa

• doze mineralnih đubriva

• vodnog kapaciteta

5. Poroznost zemljšta

• Prostor koji nije ispunjen čvrstim česticama

• Pore ispunjene vodom (vlažno zemljište) ili vazduhom (suvo zemljište)

• Promenjiva osobina, pogotovo bliže površini sa dubinom opada usled zbijenostiusled zbijenosti

• Dve vrste poroznosti:

• unutar strukturnih agregata

• između agregata

Poroznost zemljišta

• celokupna zapremina svih pora od zapremine zemljišta u

prirodnom, nenarušenom stanju

• nekapilarne pore >8 μm su pukotine i kanali

• kapilarne pore <8 μm su pore u kojima se voda zadržava

pomoću kapilarnih sila

• sa povećanjem sadržaja organske materija raste i ukupna • sa povećanjem sadržaja organske materija raste i ukupna

poroznost

pore

zemljište

Procenat zapremine zemljišta koja nije ispunjena čvrstim česticama

Ukupna poroznost P se određuje:

Pvol% = G-Vg

x 100Pvol% = G-Vg

Gx 100

Pvol% ukupna poroznost u Vol. %

G gustina čvrste faze zemljišta

Vg volumna gustina zemljišta

• od poroznosti zavisi vodni i vazdušni režim zemljišta

• samo nekapilarne pore – zemljište ne zadržava vodu

• samo kapilarne pore – sve pore ispunjene vodom i nema

vazduha

• od poroznosti zavisi život biljaka

• vrlo porozno zemljište >60% pora

• porozno zemljište 45-60% pora

• slabo porozno zemljište 30-45% pora

• vrlo slabo porozna zemljište<30% pora

http://techalive.mtu.edu/meec/module06/Permeability.htm

6. Konzistencija zemljšta

• fizičko stanje zemljišta pri datom rasponu vlažnosti

• pri čemu se manifestuju fizičke sile privlačenja

• na terenu pri tri standardna stanja vlažnosti

• pri suvom – krut, čvrst oblik

• pri vlažnom – drobljiv oblik

• pri mokrom –plastičan i lepljiv oblik

U suvom zemljištu čestice su međusobno povezane - KOHERENCIJA

Sa povećanjem vlažnosti u zemljištu, oko čestica se stvaraju opne

Smanjuje se vezanost čestica, zemljište poprima drobljiv oblik

KOHEZIJA – sila privlačenja dve susedne čestice posredstvom vodenih opni oko njih

• Privlačenje dva različita molekula (vode i zemljišta)• Voda koja se drži adhezijom NIJE dostupna biljkama

Adhezija

Kohezija

• Privlačenje dva slična molekula (voda i voda) • Voda koja se drži kohezijom JESTE dostupna biljkama• Voda koja se drži kohezijom JESTE dostupna biljkama

• Molekuli vode su čvrsto povezani sa mineralima i organskom materijom u zemljištu adhezijom

• Molekuli vode su čvrsto povezani jedni sa drugima kohezijom

• Voda se pomera od vlažnijih mesta ka suvljim. Korenje upija vodu, i nova voda se nadomesti

Značaj adhezije i kohezije

• U suvim predelima voda se pomera sporo, tako da je često korenov sistem razgranat

Sa porastom vlage zemljište postaju PLASTIČNA

• Svojstvo glina

• Menjaju oblik bez preloma pri pritisku

• Zadržava oblik nakon sušenja

Sveži ostaci <10%

Stablizovana OM (humus)

33-50%

OM u stanju raspadanja 33-

50%

Živi organizmi <5%

Organska materija u zemljištu

Živi svet u zemljištu

• živi svet nije ravnomerno raspoređen u zemljištu

• zavisi od prostora, hranljivih materija i vode

• oko korena biljaka, u površinskom delu, na humusu, pa površini zemljišnih agregata, između zemljišnih agregata

Krtice (1)

Puževi (100)

Gliste i crvi (3.000)

Insekti (5.000)

Rotatorije (10.000)

Grinje (100.000)

Valjkasti crvi (5.000.000.000)

Protozoe (10.000.000.000)

Bakterije (10.000.000.000.000)

Živi svet u zemljištu

• aktivnost se menja na dnevnom i sezonskom nivou

• u umerenim predelima najveća aktivnost u kasno proleće

• pojedine vrste najaktivnije zimi, ili tokom sušnih perioda, ili tokom poplava

Voda u zemljištu

• voda može biti u zemljištu ili na površini zemljišta

• u zemljištu: hemijski vezana voda, vodena para, higroskopna voda, kapilarna voda, gravitaciona voda, podzemna voda, led

• površinska voda je padavinskog ili plavnog porekla

• može da poruzrokuje erozione procese

Voda u zemljištu

• higroskopna voda se adsorbuje na površini zemljišnih čestica

• kapilarna voda se nalazi u zemljišnim kapilarima; rastvara soli, organska i mineralna jedinjenja

• gravitaciona voda je slobodna voda

zemljište

higroskopna voda

kapilarna voda

vazduh ili gravitaciona voda

Voda u zemljištu

• higroskopna voda je adsorbovana u obliku pojedinačnih molekula na površini zemljišnih čestica

• u ravnoteži sa vlažnošću vazduha i njoj proporcionalna

• slojevi molekula vode se drže na površini čestica zemljišta silama površinske energije 1.000-2.000 MPa

• rastom temperature molekuli se “otkidaju” i odlaze u atmosferu • rastom temperature molekuli se “otkidaju” i odlaze u atmosferu i obrnuto

• biljke nisu u stanju da koriste ovu vodu jer su sile jače od korenovog sistema

• kapilarna voda se nalazi u zemljišnim kapilarama

• rastvara i premešta rastvorljive soli, koloidna organska i mineralna jedinjenja

• ima veliku ulogu u obrazovanju zaslanjenih zemljišta

• najveći deo je dostupan biljkama (pore 0,2 – 8,0 μm)

Voda u zemljištu

• najveći deo je dostupan biljkama (pore 0,2 – 8,0 μm)

• nepristupačna ispunjava najsitnije pore <0,2 μm

Voda u zemljištu

• gravitaciona voda je osnovni oblik slobodne vode

• posle kiše ispunjene su krupne pore i otiče u dubinu

• što veće pore, to će oticanje biti brže

• ispunjava kapilarne pore• ispunjava kapilarne pore

• utiče na pedogenetske procese

Voda u zemljištu

• podzemna voda nastaje kada gravitaciona voda naiđe na nepropustljivi sloj

• ako je u vezi sa rekama blizu je površine (1-2,5 m)

• uticaj na zemljište zavisi od dubine na kojoj se nalazi

• ako je duboko, nije od značaja• ako je duboko, nije od značaja

• ako je blizu površine, utiče negativno

• veliki uticaj ako podzemna voda ima visok sadržaj soli

• kapilarna voda se kreće ascedentno (na gore) – veoma važno

tokom leta

� važna je visina i brzina kapilarnog menjanja

� zavisi od mehaničkog sastava zemljišta

� penje se više ukoliko je zemljište bogato glinom

Kretanje vode u zemljištu

� značajno zato što korenje dobija vodu iz dubljih slojeva

• gravitaciona voda se kreće descedentno (naniže) pod uticajem

Zemljine teže

� ako je zemljište suvo, voda se zadržava

� više gline, slabije oticanje

� postojani strukturni agregati poboljšavaju kretanje vode

• količina vode u zemljištu pri kojoj biljke ne mogu da obezbede svoje potrebe i dolazi do venjenja

• zavisi od mehaničkog sastava zemljišta

• u peskovitim zemljištima od 0,86%, a u glinovitom 17,1%

• koeficijent venjenja raste sa porastom zasoljenosti zemljišta

Tačka venjenja

• koeficijent venjenja raste sa porastom zasoljenosti zemljišta

Vazduh u zemljištu

• vodi poreklo iz atmosfere

• važan za oksidaciju, nitrifikaciju, mineralizaciju humusa

• u šumskim zemljištima izvor kiseonika za disanje korenja biljaka

• značajan za plodnost zemljišta

• između zemljišnog vazduha i atmosfere dolazi do neprekidne • između zemljišnog vazduha i atmosfere dolazi do neprekidne razmene gasova – aeracija zemljišta

• zavisi od poroznosti i sadržaja vode

• pri srednjoj vlažnosti zemljišta, količina vazduha u površinskom horizontu varira 23-28%

• voda i vazduh neprekidno vode borbu za kapilarne pore u nestrukturnim zemljištima

• u zemljištima sa stabilnom strukturom nema borbe; vazduh je u nekapilarnim porama između agregata, a voda u kapilarama unutar agregata

• sadržaj O 10-20%, N 78-86%, CO 0,3 – 8%

Vazduh u zemljištu

• sadržaj O2 10-20%, N2 78-86%, CO2 0,3 – 8%

• u zemljištu ima mnogo više CO2 nego u atmosferi

• CO2 se obrazuje mikrobiološkim procesima

• zemljišta bogata OM, vegetacijom, mineralima glina imaju više sadržaje CO2

• što više CO2, manje O2

• sa anaerobnim procesima stvaraju se H2, H2S, CH4, NH3

PROBLEMI PRI KORIŠĆENJU ZEMLJIŠTA

Zemljište bogato solima – nakon kiše

EC > 4 dSm-1

Zemljišta bogata solima

Biljke osetljive na soli (EC = 2 dSm-1)

• pasulj, luk, krompir, maline, breskve, šargarepa, paradajz, ružeparadajz, ruže

Biljke neosetljive na soli (EC = 10 dSm-1)

• šećerna repa, raž, pamuk, ruzmarin

agregacija disperzija

Uticaj Na

� privlačenje

Ca2+ i Mg2+

odbijanje �

Na+

Soli dovode do raspadanja agregata• pukotine isušivanja • stvaranje kore kada su mokra što dovodi do venjenja biljaka• nemogućnost protoka vode• teška za kopanje i obradu• tvrda kada su suva, lepljiva kada su mokra

Disperzna zemljišta

• tvrda kada su suva, lepljiva kada su mokra

Ca 43x bolji od Na u

stvaranju agregata

+ gips →

++

++++

++++

++

+ + +++

+++

+

Stabilnost agregata zavisi od odnosa katjona i količine soli

EC

Dobra agregacija

Loša agregacija (disperzija)

Nizak EC Visok EC

Agregati zemljišta će se slepiti ako se relativno povećaju koncentracije Ca2+ + Mg2+ u odnosu na koncentracije Na+ (SAR je smanjen).

EC

Dobra agregacija Disperzija

Zemljišni agregati će se dispergovati ako se relativno smanje koncentracije Ca2+ + Mg2+

u odnosu na koncentraciju Na+ (SAR se povećava).

EC

Agregacija Disperzija

Zemljišni agregati će se slepiti ako se ukupna koncentracija soli u zemljištu poveća (povećan EC), čak iako ima mnogo Na+.

Agregacija Disperzija

EC

Niska EC Visoka EC

Zemljišni agregati se mogu dispergovati ako se koncentracija soli smanji (EC je smanjen).

EC

Niska EC

Agregacija Disperzija

Visoka EC

Visoka ECEC

Niska EC

Ako se zemljišta navodnjavaju sa čistom vodom (niska EC), EC zemljišta će se

smanjiti, što može destabilizovati agregate. Voda će se slabo upijati.

Ako se zemljišta nalaze između disperzije i agregacije, kvalitet vode za navodnjavanje će uticati na stabilnost agregata. Ako se voda za navodnjavanje upija, a kiša ne, ovo ukazuje da je zemljište blizu odlučujuće tačke.

Zemljišta koja je navodnjavaju slanom vodom (visoka EC) će u principu biti dobre strukture, ali će brzo upiti vodu. Soli se mogu akumulirati i uništiti biljke.

EC

Niska EC

Disperzija

Visoika EC

Visoka EC

Agregacija

ECNiska EC

Klasifikacija EC SAR Stanje

normalna <4 <13 Agregacija

Zemljišta se mogu klasifikovati prema koncentraciji soli (SC) i Na (SAR).

slana >4 <13 Agregacija

natrijumska <4 >13 Disperzija

slana/natrijumska >4 >13 Agregacija

Dodavanjem rastvorenog Ca povećava se stabilnost agregata u zemljištima loše strukture.

Gips

CaSO4

EC

Agregacija Disperzija

Gipsom se tretira pre nego što dođe do disperzije i izlučivanja Na. Zamena natrijuma kalcijumom pre izlučivanja Na će stabilizovati strukturu zemljišta.

- - ---

--

Ca++ Ca++

Ca2+ SO42-

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

- - --- -- -

Ca++Ca++

- - ---

- -- -

Na+Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Kisela zemljišta

• Voda: H2O ←→ H+ + OH-

• CO2 poreklom iz disanja zemljišta

– CO2 + H2O ←→ H2CO3 ←→ H+ + HCO3-

• Organske kiseline iz raspadanja OM

RH ←→ R + H

Poreklo kiselosti

– RH ←→ R- + H+

• Oksidacija S i N

– S → H2SO4 → 2 H+ + SO42-

– NH3 → HNO3 → H+ + NO3-

Hemijska đubriva

– na bazi amnoijaka

NH4+

(O2)→ HNO3

– na bazi Fe

Fe2+→ Fe3+

←(+ 3 H O)→ Fe(OH) + 3 H+

Kiselost izazvana ljudskim delovanjem

Fe2+→ Fe3+

←(+ 3 H2O)→ Fe(OH)3 + 3 H+

– elementarni S

2 So + 3 O2 + 2 H2O → 4 H+ + 2 SO42-

• kisele kiše: gasovi N i S poreklom iz procesa sagorevanja

– SO2 ¾(O2, H2O)→ H2SO4

– NOx ¾(O2, H2O) → HNO3

• jalovina: oksidi sulfidnih minerala

Kiselost izazvana ljudskim delovanjem

• jalovina: oksidi sulfidnih minerala

– S2- ¾(O2, H2O) → H2SO4

• Krečnjaci (ležišta i industrijski dobijeni)

• Kalcit (CaCO3) i dolomit CaMg(CO3)

• Dolomitični karbonati održavaju Ca:Mg ravnotežu

• Oksidi i hidroksidi

(a) Oksidi koji nastaju topljenjem krečnjaka

Karbonatima se leči

(a) Oksidi koji nastaju topljenjem krečnjaka

CaCO3 (T)→ CaO + CO2

(b) Dodavanje vode da se oksid prevede u hidroksid

CaO + H2O → Ca(OH)2

Hvala!