Archy 20101

PEDOLOGIJA

UVOD

Tloznanstvo znanost o tlu pedologija (grč Pedon ndash tlo logos ndash znanost) je relativno mlada prirodna znanstvena disciplina koja definira tlo kao prirodno tijelo sui generis

Utemeljitelj samostalne genetske pedologije je VV Dokučajev (1846-1903) s klasičnim djelom ˝Ruski černozem˝

U nas je 1877 godine M Kišpatić izdao prvi udžbenik znanosti o tlu pod nazivom ˝Zemljoznanstvo˝ Nakon njega M Gračanin 1946 1947 i 1951 godine izdaje udžbenik iz pedologije u tri dijela ndash Geneza Fiziologija i Sistematika

Škorić objavljuje 1986 godine udžbenik ˝Postanak razvoj i sistematika tala˝ a 1991 godine ˝Sastav i svojstva tla˝

Z Racz izdaje ˝Meliorativnu pedologiju˝ u dva dijela 1980-1981 godine i ˝Agrikulturnu mehaniku tla˝ 1986 godine

J Martinović napisao je knjige ˝Tloznanstvo u zaštiti okoliša˝ 1997 godine i ˝Tla u Hrvatskoj˝ 2000 godine

Udžbenici iz genetsko-evolucijske pedologije objašnjavaju zakone postanka i razvoja tla opisuju značajke i dinamičke procese u tlu pa temeljem tih spoznaja sistematiziraju ilii interpretiraju tla kao prirodna tijela

Udžbenici iz primijenjene pedologije agropedologije hidropedologije meliorativne pedologije tretiraju različite praktične potrebe poljoprivrede hidrotehnike urbanizma i šumarstva

1 DEFINICIJA TLA PEDOSFERE I ZEMLJIŠTA

11 Definicija tla i pedosfere

Tlo je prirodno tijelo nastalo iz rastresite stijene ili na trošini čvrste stijene pod utjecajem pedogenetskih čimbenika kao rezultat pedogenetskih procesa

Tlo je rastresiti sloj Zemljine kore sastavljeno od krute tekuće i plinovite faze različito od litološke podloge prema morfološkim kemijskim fizičkim i biološkim značajkama te određeno dubinom dosega procesa pedogeneze

Pedosfera je skup svih jedinica tala kopnenog dijela Zemljine kore odnosno to je prirodno povijesni sloj naže zemlje izgrađen iz tala

Prema tome genetsko evolucijski koncept tla i pedosfere tumači

bull pedogenetske čimbenike ndash matični supstrat klimu organizme reljef i vrijeme bull pedogenetske procese ndash trošenje minerala genezu sekundarnih minerala razgradnju organske

tvari i genezu humusa genezu organomineralnih spojeva migraciju i specifične pedogenetske procese u tlu

Temeljem utvrđenih značajki tala moguća je njihova sistematika ili klasifikacija i interpretacija u smislu prostornog rasporeda pojedinih jedinica tla ndash pedokartiranje izrada pedoloških karata

Archy 20102

12 Definicija zemljišta

U stručnoj i češće u svakodnevnoj praksi neupućeni poistovjećuju pojmove ndash termine tlo zemljište i zemlja

Tlo i zemljište nisu sinonimi a Zemlja je planeta ndash zvijezda

Zemljište obuhvaća fizikalni prostor ndash tlo klimu hidrološke i geološke značajke te vegetaciju u opsegu koji utječe na mogućnost korištenja zatim rezultate prošle i sadašnje aktivnosti sa ili bez društveno-ekonomskih uvjeta odnosno

Zemljište je i pojam za način korištenja tla

2 FUNKCIJE TLA

21 Funkcije tla u okolišu

Tlo je uvjetno obnovljeno do neobnovljivo dobro i ima ekološke tehničko-industrijske i socio-ekonomske funkcije

Uvjetno obnovljivo tlo je oštećeno tlo kod kojeg se procesima tvorbe tla ili zahvatima sanacije može osigurati vraćanje ranije kakvoće i ekoloških funkcija

Sanacija tla je skup mjera za smanjenje ili uklanjanje oštećenja te ponovno uspostavljanje funkcija

Ekološke funkcije tla odnose se na nezamjenjivost sudjelovanja u proizvodnji biomase hrane obnovljive energije i sirovina sposobnosti tla da je filter pufer i izmjenjivač između atmosfere hidrosfere i biosfere kao i biološko stanište i rezerva gena

okoliš ndash prirodno okruženje (zrak tlo voda more klima organizmi kulturna baština okruženje koje je stvorio čovjek)

Tehničko-industrijske i socio-ekonomske funkcije tla odnose se na tlo kao fizičku osnovu za tehničke industrijske i socio-ekonomske strukture i njihov razvitak a koriste se kao izvor mnogobrojnih sirovina uključivo dobivanje vode i geogene energije kao geogena i kulturna baština kao dio kulturnog krajobraza te kao čuvaru paleontoloških i arheoloških vrijednosti

Oštećenje tla je stanje nastalo kao posljedica smanjenja kakvoće tla ili gubitka njegovih funkcija osobito ekoloških koje se može manifestirati kao onečišćenje tla štetnim tvarima erozija premještanje tla zahvatima dehumizacija prekrivanje tla zbijanje tla smanjivanje biološke raznolikosti i plodnosti salinizacija iili alkalizacija

22 Funkcija tla u agroekosustavu

Biljke se mogu uzgajati u

bull Slobodnoj prirodi na kopnu ili tlu i u vodi (riža) bull Vodi s biljnim hranjivima i kisikom ndash hidroponi bull Sterilnom pijesku + voda + biljna hranjiva

Archy 20103

bull Umjetnom tlu ndash smole koje pripadaju poliostirenima

Navedeni uzgoji biljaka osim na kopnu ili tlu su ograničeni po opsegu i zbog visoke cijene koštanja

Tlo je jedan od glavnih čimbenika agroekosustava ili sustava tlo-klima-kulturna biljka

Plodno tlo mora osigurati biljci dovoljno (niti manje niti više) hranjiva vode zraka topline za kvalitetne i visoke prinoseprirode

Procesi u zelenoj biljci ndash dominantno u listu

CO2 iz zraka + voda + hranjivo iz tla = prinos grožđa

3 PEDOGENETSKI ČIMBENICI

31 Matična stijena

U pedologiji se koriste za matičnu stijenu različiti nazivi geološki supstrat geološko litološka podloga matična stijena i matični supstrat ili trošina supstrata podloge stijene što nisu sinonimi

Matična stijena je sinonim za pojam stijene ili kamena u petrografiji

Naime litosfera ja izgrađena od najrazličitijih kemijskih spojeva U građi litosfere je izgrađena od najrazličitijih kemijskih spojeva U građi litosfere sudjeluje oko 92 različita kemijska elementa od kojih samo 8 elemenata čini 98 njene mase

Pedogenetski čimbenici matični supstrat klima organizmi reljef i vrijeme

Najveći dio elemenata vezan je u mineralima sastavljenim od dva ili više elemenata Minerali kojih je do sada dokazano više od 3000 vrsta vežu se opet međusobno u nakupine agregate koje nazivamo kamenjem

Struktura minerala u najvećoj mjeri ovisi o veličini atoma koji ga izgrađuju Kisik (0140 nm) kao najveći u ionskom obliku određuje strukturu većine minerala (npr Si = 0041 nm Al = 0050 nm) a ostali ioni se nalaze u međuprostorima kisikove rešetke

Elementarne jedinice alumo-silikatnih minerala su tetraedri i oktaedri

311 Eruptivno ili magmatsko kamenje

Magmatsko kamenje dijeli se na efuzivno (površinsko) intruzivno (dubinsko) i žično ili žilno (prijelazno između efuziva i intruziva)

Sastavljeno je od minerala glinenaca (598) amfibola i piroksena (augita) (168) kremena (12) tinjca (38) i ostalih minerala kojih ima oko 79

312 Sedimentno ili taloženo kamenje

Sedimentno ili taloženo kamenje ili sedimenti nastali su od produkata trošenja eruptivnog i metamorfnog kamenja ili sekundarno od sedimentnih stijena dijeli se na

Archy 20104

a) klasično kamenje b) organogeno taloženo kamenje c) kemijske sedimente

a) Klasično kamenje nastalo je od produkata trošenja prvotnog kamenja i minerala cementiranjem u kompaktne mase Neka tla na klasičnim sedimentima (eolski pijesci les ili lapor) su vrlo produktivna posebno u proizvodnji krumpira duhana vinove loze

b) Organogeno taloženo kamenje razvilo se radom organizama ovamo pripadaju vapnenci silicijski sedimenti djelomice lapor i dr

c) Kemijski sedimenti nastaju taloženjem u vodi topljivih spojeva (sadra travertin anhidrit itd)

Od svega sedimentnog kamenja najrašireniji su glinci (76) zatim pješčenjaci (18) te vapnenci (6)

Iako sedimentno kamenje ima znatno manje značenje za život biljaka na našoj Planeti nego magmatsko kamenje zbog njegove manje rasprostranjenosti u Republici Hrvatskoj situacija je upravo obrnuta jer sedimentne stijene u životu našeg biljnog svijeta imaju veliku ulogu jer je gotovo sav naš krš izgrađen od sedimentnog kamenja ndash vapnenaca i dolomita

Vapnenci vašega krša ponajviše su veoma čisti tj sadrže preko 99 karbonata kalcija i magnezija a od akcesornih minerala nešto tinjaca (muskovit) ponekad nešto hematita gipsa fluorita i amfibola često turmalina i cirkona a rijetko glinence i apatit (Tućan)

Dolomiti su pretežno kalcijsko-magnezijski karbonati s primjesama akcesornih minerala

netopivi ostatak = silikati oksidi Fe i Al teški metali

Kao što vidimo vapnenci i dolomiti našeg krša predstavljaju supstrat relativno siromašan bioelementima Oni vegetaciji pružaju obilno kalcija ponekad i magnezija ali su siromašni svim ostalim elementima koji su prijeko potrebni za normalan razvoj biljaka Naročito je značajno da gotovo ne sadrže dušika (vezanog) vrlo malo fosfora i sumpora a nerijetko i kalija

Ako se još uzme u obzir kompaktnost i tvrdoća njihovih masa i neznatan kapacitet za vodu onda je razumljivo da gole kompaktne stijene krša predstavljaju u ekološkom pogledu nepogodno stanište za biljke uopće a više bilje napose

313 Metamorfno kamenje

Metamorfno kamenje nastalo od magmatskog i sedimentnog kamenja geometrijskim putem (dospijevanjem kamenja u veće dubine Zemlje geološkim procesima) dislokacijski (zbog pritiska prilikom gorotvornih procesa) ili pak kontaktnim metamorfizmima (pod utjecajem magmatskog kamenja prilikom intruzija)

Archy 20105

U ekološkom pogledu metamorfne stijene su nešto pogodnije stanište s obzirom na njihovu mehaničku građu pa i kemijska svojstva One pružaju manji otpor prodiranju korjenova sustava lakše troše pa stoga i bolje snabdijevaju vegetaciju potrebnim bioelementima

Na žalost metamorfnih i magmatskih stijena ima veoma malo ndash niti 10 ali produkti njihovog trošenja kao npr šljunci pijesci prahovi gline prekrivaju velike površine kontinentalne Hrvatske Valja napomenuti da je najveći dio toga materijala transportiran s područja Alpa

32 Matični supstrat

Pod utjecajem ostalih pedogenetskih čimbenika čvrste matične stijene izložene su promjenama Rezultat tih promjena je trošina kao supstrat koji predstavlja inicijalnu fazu razvoja tla Ta trošina u stvari je matični supstrat

33 Klima

Recentna (sadašnja) klima ndash holocensko razdoblje posljednjih 10 - 150000 godina O značajkama klime pouzdano znamo zadnjih 100 - 200 godina

Klimatske zone ndash polarna (tundre i šumotundre) borealna stepska (degradirana tla) pustinjska (pijesci kamenjari i slana tla) suptropska vlažna (smeđa i crvenice) i tropska (crvenice i lateriti)

Klima u Hrvatskoj

Sredozemni planinski i kontinentalni tip klime

U našem obalnom pojasu vlada hladnija tj sjeverna varijanta sredozemne klime Sredozemna klima se odlikuje vrućim i suhim ljetima te blagim zimama Maksimum kiše u kasnu jesen U ljetnim sušnim mjesecima velika evapotranspiracija Takvim uvjetima prilagođene su drvenaste kulture npr vinova loza maslina badem Dominantni vjetrovi veće snage su jugo i bura

Područje planinske klime ima velike oscilacije u temperaturi dana i noći Obilje oborina ndash kiše i snijega Humidna i perhumidna klima Gorski kotar 1800 do 3000 mm godišnje oborina

Kontinentalna klima s izdiferenciranim godišnjim dobima ndash proljeće ljeto jesen i zima Velika godišnja temperaturna amplituda Velike ljetne vrućine i hladne zime Oborina manje nego u planini i sredozemnoj klimi U širokom rasponu 500-1200 mm godišnje oborina Mrazevi U ljeti češće su kraće ili duže suše

U tloznanstvu interpretacijom klimatskih elemenata (npr temperatura oborine i dr) izgrađuju klimadijagrame i izračunavaju bilancu vode u tlu npr metodom Thorntwaite-a i Palmer-a

Archy 20106

34 Organizmi

Vegetacija edafon čovjek

Vegetacija biocenoze i agrobiocenoze Biocenoze ndash pustinjska polupustinjska stepska i livadna šumska makija hidrofilna Agrobiocenoze

Edafon ndash živi organizmi tla

Čovjek ndash antropogenizacija uključuje skup raznovrsnih mjera

35 Reljef

Oblik i položaj zemljine površine u prostoru Ravnice usponi udubine raznih nadmorskih visina stvaraju specifične uvjete preraspodjele materije i energije koja dolazi iz atmosfere biosfere litosfere

36 Vrijeme ndash starost tla

Recentna tla ndash u sadašnjim uvjetima Reliktna tla ndash ostaci iz starijeg holocena npr černozem iz boreala tundra tla s mazotinama (pseudoglej) iz pleitocena Paleotla su zatrpana tla u pleistoceno ili holocenu mlađim sedimentima

4 PEDOGENETSKI PROCESI

Pedogenetski odnosno pedoevolucijski procesi trošenje minerala razgradnja organske tvari i sinteza humusa migracija specifični procesi

41 Trošenje minerala

Agensi trošenja ndash toplina voda kiseline kisik (O2) organizmi Fizikalno i kemijsko i biološko trošenje Fizikalno ndash usitnjavanje

Kemijsko ndash CO2 kiseline hidratacija hidroliza kisik ndash oksidacija aktivnost H-iona iz kiselina

Hidratacija ndash dipolni karakter H2O i slabljenje veze među ionima kristalnih rešetki minerala

Hidroliza ndash djelovanje disociranih H i OH iona na soli

Npr CaCO3 + 2HOH = Ca (OH)2 + H2CO3

Oksidacija ndash ova vrsta trošenja minerala je manje prisutna u tlu jer su većinom spojevi dobro oksidirani npr oksidacija magnetita na limonit

4Fe3O4 + O2 + 18HOH = 6 (Fe2O3 3H2O)

Biološko trošenje fizikalno rastom korijenja disanjem organizama oslobađa se

CO2 + H2O = H2CO i razne organske kiseline

Archy 20107

Krajnji produkt trošenja mineralnog dijela su ioni koji s vodom čine otopinu tla ndash sudjelovanje u kemijskim fizikalno kemijskim fiziološkim i biološkim transformacijama

42 Razgradnja organske i sinteza humusnih tvari

Organizmi odlažu organsku tvar (OT) U većini tala manje od mineralne tvari

Razne količine i kvalitete odložene organske tvari U šumi 4 do 6 tona godišnje travnjaci 1 do 2 tone oranice 03 do 05 tona godišnje

Procesi transformacije autoliza uz prisutnost živih organizama ndash mezo i makrofaune te mikroorganizama

Dva procesa transformacije mineralizacija i humifikacija

a) Mineralizacija razgradnja do konačnih mineralnih tvari CO2 H2O NH3 + biogeni makro i mikroelementi

b) Humifikacija proces sinteze humusnih tvari ili humusa

43 Migracija

Unutarnja migracija ndash eluvijalna akumulativna miješanje tla

Površinska migracija ili erozija vodom ndash ispiranje čestica tla i otopljenih tvari po površini tla (plošna brazdasta jaružna erozija i klizišta) odnosno erozija vjetrom

44 Specifični procesi u tlu

Erozija humizacija humifikacija pedoturbacija dekarbonatizacija debazifikacija acidifikacija salinizacija antropogenizacija

5 MORFOLOGIJA TLA

51 Vanjska morfologija

Reljef živi i mrtvi pokrov

511 Reljef ndash različite forme i veličine prostora

Oblici uspona ndash brežuljci gore planine Udubine ndash doline depresije polja Ravnice ndash niske osrednje i visoke

Archy 20108

512 Živi pokrov

Prirodan i antropomorfan ndash šume makije travnjaci kulture

513 Mrtvi pokrov

- skeletnost ndash kamenitost šljunkovitost površine mrtvi organski pokrov npr listinac

- površine stajaćih i tekućih voda u pedosferi - antropomorfan ndash poljoprivredne površine bez vegetacije

52 Unutarnja morfologija

Unutarnje lice ndash profil tla u iskopanoj pedološkoj jami

Sklop tla ndash raspored slojeva ili horizonata dubina boja tekstura struktura i poroznost tla

521 Sklop tla

Horizonti ndash osnovni O (A) A E B (B) C R G g T p

522 Dubina tla

Pedološka dubina

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt90 cm

Ekološka (agrološka) dubina ndash dubina zakorijenjavanja

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt120 cm

523 Boja tla

Kombinacija crne crvene i bijele boje

- humus ndash siva crna smeđa - hidratizirani oksidi Fe3+ - crvena smeđa žuta - spojevi Fe3+ - siva plava zelenkasta - nakupine karbonata kremena ndash bijela boja

524 Tekstura struktura porozitet

tekstura ndash od pjeskovite do glinaste

struktura ndash razni oblici i veličina strukturnih agregata

porozitet ndash šupljikavost sitno porozna porozna itd

Archy 20109

6 FIZIKALNA OBILJEŽJA TLA

Tlo je trofazni disperzni sustav čvrste tekuće i plinovite faze

Optimalni odnos Č T P = 50 25 25

61 Tekstura ndash mehanički sustav

Čvrsta faza tla je građena od mineralnih organomineralnih i organskih čestica ndash mehaničkih elemenata ndash mehaničkih frakcija ndash kategorija čestica

Određivanje mehaničkih frakcija ndash laboratorijski je odvajanje sitima (skelet i krupni pijesak) i pipetiranjem

Važnost teksture za plodnost tla

Glinasta tla

- Dobre kemijske a loše fizikalne značajke - Veliki kapacitet za vodu - Slaba provodljivost za vodu - Visoki sadržaji hranjiva - Visoki kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Teška za obradu - Hladna tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre kemijske a manje pogodne fizikalne

značajke npr travnjaci

Pjeskovita tla

- Slabe kemijske a dobre fizikalne značajke - Neznatni kapacitet za vodu - Dobra provodljivost za vodu - Neznatna količina hranjiva - Neznatni kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Laka za obradu - Topla tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre fizikalne a manje pogodne kemijske

značajke npr šume

- Ilovasta tla sa značajkama i glinastih i pjeskovitih tala najpogodnija za biljnu proizvodnju

Archy 201010

62 Struktura

a) Način nakupljanja ili agregacija mehaničkih čestica u strukturne agregate

Prva faza ndash flokulacija ili koagulacija stvaranje pahuljičastih nakupina i taloženje koloidnih čestica iz suspenzije s vodom = mikroagregati

Utjecaj kationa koji smanjuju elektrokinetički (zeta) potencijal koloidnih čestica

(viševalentni kationi npr Ca++)

Elektrostatičko privlačenje između pozitivnih naboja na rubovima i negativnih naboja na plohama minerala gline

Druga faza ndash granulacija i povezivanje nakupina gline s ostalim mehaničkim česticama = mezo i veći strukturni agregati

Veziva ndash humus glina obrada kondicioneri

b) Klasifikacija strukture

Prema veličini

- Mikroagregati ndash do 025 mm

- Mezoagregati ndash od 025 ndash 20 mm

- Makroagregati ndash od 20 ndash 500 mm

- Megaagregati - gt 50 mm

Prema obliku prizmatični plosnati kockasti mrvičasti stubasti

c) Određivanje strukture kvantitativni odnos raznih veličina agregata odvajanje pomoću sita (suho mokro) stabilnost strukturnih agregata u vodi

d) Važnost strukture za plodnost tla

Najpovoljniji strukturni agregati 1 do 10 mm ᴓ povoljan odnos makro i mikro pora dobro upijanje i zadržavanje vode dovoljno zraka

Održavanje dobre strukture tla ndash plodored obrada gnojidba

63 Porozitet

Prostor između mehaničkih elemenata odnosno strukturnih agregata tla što da zauzima tekuća i plinovita (zrak) faza su šupljike ili pore ndash porozitet

Kapilarne (mikro) i nekapilarne (makro) pore = ukupna poroznost ( P) Odnos kapilarnih i nekapilarnih 3 2 do 11 povoljno

Moguća podjela pora prema veličini krupne srednje sitne

Archy 201011

64 Gustoća

Gustoća tla izražena je masom kubične jedinice tla = mV u gcm3 ili Mgm3

Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen veće ili manje mase od istog volumena vode

65 Konzistencija tla

a) Konzistencija izražava promjene i stanja unutar tla koja nastaju zbog djelovanja fizikalnih sila ndash kohezije i adhezije pri različitim količinama vode

b) Praktična primjena

U obradi tla stanje plastičnosti je pokazatelj optimalnog stanja tla za obradu iili gaženje

Plastičnost je sposobnost glinenih čestica da vežu vodu tlo se može modelirati zadržavati taj oblik i u suhom stanju

Donja i gornja granica plastičnosti broj plastičnosti ili indeks plastičnosti (WL = GŽ WP = GK)

66 Voda u tlu

Utječe na sve fizikalne i kemijske značajke i procese u tlu npr strukturu konzistenciju poroznost vodnozračni i toplinski režim transformaciju i migraciju mineralnih i organskih tvari

661 Kruženje vode u prirodi

Kruženje vode u prirodi pod utjecajem energije sunca je hidrološki sustav ndash ciklus

662 Vodni režim tla

Ulaz zadržavanje i izlaz vode unutar referentne dubine tla

Matematički izraz za vodni režim tla je bilanca

O = I = E + T + D + Wt

O ndash oborine I ndash infiltracija E ndash evaporacija T ndash transpiracija D ndash drenaža Wt ndash zaliha vode u tlu

- ili

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 20102

12 Definicija zemljišta

U stručnoj i češće u svakodnevnoj praksi neupućeni poistovjećuju pojmove ndash termine tlo zemljište i zemlja

Tlo i zemljište nisu sinonimi a Zemlja je planeta ndash zvijezda

Zemljište obuhvaća fizikalni prostor ndash tlo klimu hidrološke i geološke značajke te vegetaciju u opsegu koji utječe na mogućnost korištenja zatim rezultate prošle i sadašnje aktivnosti sa ili bez društveno-ekonomskih uvjeta odnosno

Zemljište je i pojam za način korištenja tla

2 FUNKCIJE TLA

21 Funkcije tla u okolišu

Tlo je uvjetno obnovljeno do neobnovljivo dobro i ima ekološke tehničko-industrijske i socio-ekonomske funkcije

Uvjetno obnovljivo tlo je oštećeno tlo kod kojeg se procesima tvorbe tla ili zahvatima sanacije može osigurati vraćanje ranije kakvoće i ekoloških funkcija

Sanacija tla je skup mjera za smanjenje ili uklanjanje oštećenja te ponovno uspostavljanje funkcija

Ekološke funkcije tla odnose se na nezamjenjivost sudjelovanja u proizvodnji biomase hrane obnovljive energije i sirovina sposobnosti tla da je filter pufer i izmjenjivač između atmosfere hidrosfere i biosfere kao i biološko stanište i rezerva gena

okoliš ndash prirodno okruženje (zrak tlo voda more klima organizmi kulturna baština okruženje koje je stvorio čovjek)

Tehničko-industrijske i socio-ekonomske funkcije tla odnose se na tlo kao fizičku osnovu za tehničke industrijske i socio-ekonomske strukture i njihov razvitak a koriste se kao izvor mnogobrojnih sirovina uključivo dobivanje vode i geogene energije kao geogena i kulturna baština kao dio kulturnog krajobraza te kao čuvaru paleontoloških i arheoloških vrijednosti

Oštećenje tla je stanje nastalo kao posljedica smanjenja kakvoće tla ili gubitka njegovih funkcija osobito ekoloških koje se može manifestirati kao onečišćenje tla štetnim tvarima erozija premještanje tla zahvatima dehumizacija prekrivanje tla zbijanje tla smanjivanje biološke raznolikosti i plodnosti salinizacija iili alkalizacija

22 Funkcija tla u agroekosustavu

Biljke se mogu uzgajati u

bull Slobodnoj prirodi na kopnu ili tlu i u vodi (riža) bull Vodi s biljnim hranjivima i kisikom ndash hidroponi bull Sterilnom pijesku + voda + biljna hranjiva

Archy 20103

bull Umjetnom tlu ndash smole koje pripadaju poliostirenima

Navedeni uzgoji biljaka osim na kopnu ili tlu su ograničeni po opsegu i zbog visoke cijene koštanja

Tlo je jedan od glavnih čimbenika agroekosustava ili sustava tlo-klima-kulturna biljka

Plodno tlo mora osigurati biljci dovoljno (niti manje niti više) hranjiva vode zraka topline za kvalitetne i visoke prinoseprirode

Procesi u zelenoj biljci ndash dominantno u listu

CO2 iz zraka + voda + hranjivo iz tla = prinos grožđa

3 PEDOGENETSKI ČIMBENICI

31 Matična stijena

U pedologiji se koriste za matičnu stijenu različiti nazivi geološki supstrat geološko litološka podloga matična stijena i matični supstrat ili trošina supstrata podloge stijene što nisu sinonimi

Matična stijena je sinonim za pojam stijene ili kamena u petrografiji

Naime litosfera ja izgrađena od najrazličitijih kemijskih spojeva U građi litosfere je izgrađena od najrazličitijih kemijskih spojeva U građi litosfere sudjeluje oko 92 različita kemijska elementa od kojih samo 8 elemenata čini 98 njene mase

Pedogenetski čimbenici matični supstrat klima organizmi reljef i vrijeme

Najveći dio elemenata vezan je u mineralima sastavljenim od dva ili više elemenata Minerali kojih je do sada dokazano više od 3000 vrsta vežu se opet međusobno u nakupine agregate koje nazivamo kamenjem

Struktura minerala u najvećoj mjeri ovisi o veličini atoma koji ga izgrađuju Kisik (0140 nm) kao najveći u ionskom obliku određuje strukturu većine minerala (npr Si = 0041 nm Al = 0050 nm) a ostali ioni se nalaze u međuprostorima kisikove rešetke

Elementarne jedinice alumo-silikatnih minerala su tetraedri i oktaedri

311 Eruptivno ili magmatsko kamenje

Magmatsko kamenje dijeli se na efuzivno (površinsko) intruzivno (dubinsko) i žično ili žilno (prijelazno između efuziva i intruziva)

Sastavljeno je od minerala glinenaca (598) amfibola i piroksena (augita) (168) kremena (12) tinjca (38) i ostalih minerala kojih ima oko 79

312 Sedimentno ili taloženo kamenje

Sedimentno ili taloženo kamenje ili sedimenti nastali su od produkata trošenja eruptivnog i metamorfnog kamenja ili sekundarno od sedimentnih stijena dijeli se na

Archy 20104

a) klasično kamenje b) organogeno taloženo kamenje c) kemijske sedimente

a) Klasično kamenje nastalo je od produkata trošenja prvotnog kamenja i minerala cementiranjem u kompaktne mase Neka tla na klasičnim sedimentima (eolski pijesci les ili lapor) su vrlo produktivna posebno u proizvodnji krumpira duhana vinove loze

b) Organogeno taloženo kamenje razvilo se radom organizama ovamo pripadaju vapnenci silicijski sedimenti djelomice lapor i dr

c) Kemijski sedimenti nastaju taloženjem u vodi topljivih spojeva (sadra travertin anhidrit itd)

Od svega sedimentnog kamenja najrašireniji su glinci (76) zatim pješčenjaci (18) te vapnenci (6)

Iako sedimentno kamenje ima znatno manje značenje za život biljaka na našoj Planeti nego magmatsko kamenje zbog njegove manje rasprostranjenosti u Republici Hrvatskoj situacija je upravo obrnuta jer sedimentne stijene u životu našeg biljnog svijeta imaju veliku ulogu jer je gotovo sav naš krš izgrađen od sedimentnog kamenja ndash vapnenaca i dolomita

Vapnenci vašega krša ponajviše su veoma čisti tj sadrže preko 99 karbonata kalcija i magnezija a od akcesornih minerala nešto tinjaca (muskovit) ponekad nešto hematita gipsa fluorita i amfibola često turmalina i cirkona a rijetko glinence i apatit (Tućan)

Dolomiti su pretežno kalcijsko-magnezijski karbonati s primjesama akcesornih minerala

netopivi ostatak = silikati oksidi Fe i Al teški metali

Kao što vidimo vapnenci i dolomiti našeg krša predstavljaju supstrat relativno siromašan bioelementima Oni vegetaciji pružaju obilno kalcija ponekad i magnezija ali su siromašni svim ostalim elementima koji su prijeko potrebni za normalan razvoj biljaka Naročito je značajno da gotovo ne sadrže dušika (vezanog) vrlo malo fosfora i sumpora a nerijetko i kalija

Ako se još uzme u obzir kompaktnost i tvrdoća njihovih masa i neznatan kapacitet za vodu onda je razumljivo da gole kompaktne stijene krša predstavljaju u ekološkom pogledu nepogodno stanište za biljke uopće a više bilje napose

313 Metamorfno kamenje

Metamorfno kamenje nastalo od magmatskog i sedimentnog kamenja geometrijskim putem (dospijevanjem kamenja u veće dubine Zemlje geološkim procesima) dislokacijski (zbog pritiska prilikom gorotvornih procesa) ili pak kontaktnim metamorfizmima (pod utjecajem magmatskog kamenja prilikom intruzija)

Archy 20105

U ekološkom pogledu metamorfne stijene su nešto pogodnije stanište s obzirom na njihovu mehaničku građu pa i kemijska svojstva One pružaju manji otpor prodiranju korjenova sustava lakše troše pa stoga i bolje snabdijevaju vegetaciju potrebnim bioelementima

Na žalost metamorfnih i magmatskih stijena ima veoma malo ndash niti 10 ali produkti njihovog trošenja kao npr šljunci pijesci prahovi gline prekrivaju velike površine kontinentalne Hrvatske Valja napomenuti da je najveći dio toga materijala transportiran s područja Alpa

32 Matični supstrat

Pod utjecajem ostalih pedogenetskih čimbenika čvrste matične stijene izložene su promjenama Rezultat tih promjena je trošina kao supstrat koji predstavlja inicijalnu fazu razvoja tla Ta trošina u stvari je matični supstrat

33 Klima

Recentna (sadašnja) klima ndash holocensko razdoblje posljednjih 10 - 150000 godina O značajkama klime pouzdano znamo zadnjih 100 - 200 godina

Klimatske zone ndash polarna (tundre i šumotundre) borealna stepska (degradirana tla) pustinjska (pijesci kamenjari i slana tla) suptropska vlažna (smeđa i crvenice) i tropska (crvenice i lateriti)

Klima u Hrvatskoj

Sredozemni planinski i kontinentalni tip klime

U našem obalnom pojasu vlada hladnija tj sjeverna varijanta sredozemne klime Sredozemna klima se odlikuje vrućim i suhim ljetima te blagim zimama Maksimum kiše u kasnu jesen U ljetnim sušnim mjesecima velika evapotranspiracija Takvim uvjetima prilagođene su drvenaste kulture npr vinova loza maslina badem Dominantni vjetrovi veće snage su jugo i bura

Područje planinske klime ima velike oscilacije u temperaturi dana i noći Obilje oborina ndash kiše i snijega Humidna i perhumidna klima Gorski kotar 1800 do 3000 mm godišnje oborina

Kontinentalna klima s izdiferenciranim godišnjim dobima ndash proljeće ljeto jesen i zima Velika godišnja temperaturna amplituda Velike ljetne vrućine i hladne zime Oborina manje nego u planini i sredozemnoj klimi U širokom rasponu 500-1200 mm godišnje oborina Mrazevi U ljeti češće su kraće ili duže suše

U tloznanstvu interpretacijom klimatskih elemenata (npr temperatura oborine i dr) izgrađuju klimadijagrame i izračunavaju bilancu vode u tlu npr metodom Thorntwaite-a i Palmer-a

Archy 20106

34 Organizmi

Vegetacija edafon čovjek

Vegetacija biocenoze i agrobiocenoze Biocenoze ndash pustinjska polupustinjska stepska i livadna šumska makija hidrofilna Agrobiocenoze

Edafon ndash živi organizmi tla

Čovjek ndash antropogenizacija uključuje skup raznovrsnih mjera

35 Reljef

Oblik i položaj zemljine površine u prostoru Ravnice usponi udubine raznih nadmorskih visina stvaraju specifične uvjete preraspodjele materije i energije koja dolazi iz atmosfere biosfere litosfere

36 Vrijeme ndash starost tla

Recentna tla ndash u sadašnjim uvjetima Reliktna tla ndash ostaci iz starijeg holocena npr černozem iz boreala tundra tla s mazotinama (pseudoglej) iz pleitocena Paleotla su zatrpana tla u pleistoceno ili holocenu mlađim sedimentima

4 PEDOGENETSKI PROCESI

Pedogenetski odnosno pedoevolucijski procesi trošenje minerala razgradnja organske tvari i sinteza humusa migracija specifični procesi

41 Trošenje minerala

Agensi trošenja ndash toplina voda kiseline kisik (O2) organizmi Fizikalno i kemijsko i biološko trošenje Fizikalno ndash usitnjavanje

Kemijsko ndash CO2 kiseline hidratacija hidroliza kisik ndash oksidacija aktivnost H-iona iz kiselina

Hidratacija ndash dipolni karakter H2O i slabljenje veze među ionima kristalnih rešetki minerala

Hidroliza ndash djelovanje disociranih H i OH iona na soli

Npr CaCO3 + 2HOH = Ca (OH)2 + H2CO3

Oksidacija ndash ova vrsta trošenja minerala je manje prisutna u tlu jer su većinom spojevi dobro oksidirani npr oksidacija magnetita na limonit

4Fe3O4 + O2 + 18HOH = 6 (Fe2O3 3H2O)

Biološko trošenje fizikalno rastom korijenja disanjem organizama oslobađa se

CO2 + H2O = H2CO i razne organske kiseline

Archy 20107

Krajnji produkt trošenja mineralnog dijela su ioni koji s vodom čine otopinu tla ndash sudjelovanje u kemijskim fizikalno kemijskim fiziološkim i biološkim transformacijama

42 Razgradnja organske i sinteza humusnih tvari

Organizmi odlažu organsku tvar (OT) U većini tala manje od mineralne tvari

Razne količine i kvalitete odložene organske tvari U šumi 4 do 6 tona godišnje travnjaci 1 do 2 tone oranice 03 do 05 tona godišnje

Procesi transformacije autoliza uz prisutnost živih organizama ndash mezo i makrofaune te mikroorganizama

Dva procesa transformacije mineralizacija i humifikacija

a) Mineralizacija razgradnja do konačnih mineralnih tvari CO2 H2O NH3 + biogeni makro i mikroelementi

b) Humifikacija proces sinteze humusnih tvari ili humusa

43 Migracija

Unutarnja migracija ndash eluvijalna akumulativna miješanje tla

Površinska migracija ili erozija vodom ndash ispiranje čestica tla i otopljenih tvari po površini tla (plošna brazdasta jaružna erozija i klizišta) odnosno erozija vjetrom

44 Specifični procesi u tlu

Erozija humizacija humifikacija pedoturbacija dekarbonatizacija debazifikacija acidifikacija salinizacija antropogenizacija

5 MORFOLOGIJA TLA

51 Vanjska morfologija

Reljef živi i mrtvi pokrov

511 Reljef ndash različite forme i veličine prostora

Oblici uspona ndash brežuljci gore planine Udubine ndash doline depresije polja Ravnice ndash niske osrednje i visoke

Archy 20108

512 Živi pokrov

Prirodan i antropomorfan ndash šume makije travnjaci kulture

513 Mrtvi pokrov

- skeletnost ndash kamenitost šljunkovitost površine mrtvi organski pokrov npr listinac

- površine stajaćih i tekućih voda u pedosferi - antropomorfan ndash poljoprivredne površine bez vegetacije

52 Unutarnja morfologija

Unutarnje lice ndash profil tla u iskopanoj pedološkoj jami

Sklop tla ndash raspored slojeva ili horizonata dubina boja tekstura struktura i poroznost tla

521 Sklop tla

Horizonti ndash osnovni O (A) A E B (B) C R G g T p

522 Dubina tla

Pedološka dubina

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt90 cm

Ekološka (agrološka) dubina ndash dubina zakorijenjavanja

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt120 cm

523 Boja tla

Kombinacija crne crvene i bijele boje

- humus ndash siva crna smeđa - hidratizirani oksidi Fe3+ - crvena smeđa žuta - spojevi Fe3+ - siva plava zelenkasta - nakupine karbonata kremena ndash bijela boja

524 Tekstura struktura porozitet

tekstura ndash od pjeskovite do glinaste

struktura ndash razni oblici i veličina strukturnih agregata

porozitet ndash šupljikavost sitno porozna porozna itd

Archy 20109

6 FIZIKALNA OBILJEŽJA TLA

Tlo je trofazni disperzni sustav čvrste tekuće i plinovite faze

Optimalni odnos Č T P = 50 25 25

61 Tekstura ndash mehanički sustav

Čvrsta faza tla je građena od mineralnih organomineralnih i organskih čestica ndash mehaničkih elemenata ndash mehaničkih frakcija ndash kategorija čestica

Određivanje mehaničkih frakcija ndash laboratorijski je odvajanje sitima (skelet i krupni pijesak) i pipetiranjem

Važnost teksture za plodnost tla

Glinasta tla

- Dobre kemijske a loše fizikalne značajke - Veliki kapacitet za vodu - Slaba provodljivost za vodu - Visoki sadržaji hranjiva - Visoki kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Teška za obradu - Hladna tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre kemijske a manje pogodne fizikalne

značajke npr travnjaci

Pjeskovita tla

- Slabe kemijske a dobre fizikalne značajke - Neznatni kapacitet za vodu - Dobra provodljivost za vodu - Neznatna količina hranjiva - Neznatni kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Laka za obradu - Topla tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre fizikalne a manje pogodne kemijske

značajke npr šume

- Ilovasta tla sa značajkama i glinastih i pjeskovitih tala najpogodnija za biljnu proizvodnju

Archy 201010

62 Struktura

a) Način nakupljanja ili agregacija mehaničkih čestica u strukturne agregate

Prva faza ndash flokulacija ili koagulacija stvaranje pahuljičastih nakupina i taloženje koloidnih čestica iz suspenzije s vodom = mikroagregati

Utjecaj kationa koji smanjuju elektrokinetički (zeta) potencijal koloidnih čestica

(viševalentni kationi npr Ca++)

Elektrostatičko privlačenje između pozitivnih naboja na rubovima i negativnih naboja na plohama minerala gline

Druga faza ndash granulacija i povezivanje nakupina gline s ostalim mehaničkim česticama = mezo i veći strukturni agregati

Veziva ndash humus glina obrada kondicioneri

b) Klasifikacija strukture

Prema veličini

- Mikroagregati ndash do 025 mm

- Mezoagregati ndash od 025 ndash 20 mm

- Makroagregati ndash od 20 ndash 500 mm

- Megaagregati - gt 50 mm

Prema obliku prizmatični plosnati kockasti mrvičasti stubasti

c) Određivanje strukture kvantitativni odnos raznih veličina agregata odvajanje pomoću sita (suho mokro) stabilnost strukturnih agregata u vodi

d) Važnost strukture za plodnost tla

Najpovoljniji strukturni agregati 1 do 10 mm ᴓ povoljan odnos makro i mikro pora dobro upijanje i zadržavanje vode dovoljno zraka

Održavanje dobre strukture tla ndash plodored obrada gnojidba

63 Porozitet

Prostor između mehaničkih elemenata odnosno strukturnih agregata tla što da zauzima tekuća i plinovita (zrak) faza su šupljike ili pore ndash porozitet

Kapilarne (mikro) i nekapilarne (makro) pore = ukupna poroznost ( P) Odnos kapilarnih i nekapilarnih 3 2 do 11 povoljno

Moguća podjela pora prema veličini krupne srednje sitne

Archy 201011

64 Gustoća

Gustoća tla izražena je masom kubične jedinice tla = mV u gcm3 ili Mgm3

Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen veće ili manje mase od istog volumena vode

65 Konzistencija tla

a) Konzistencija izražava promjene i stanja unutar tla koja nastaju zbog djelovanja fizikalnih sila ndash kohezije i adhezije pri različitim količinama vode

b) Praktična primjena

U obradi tla stanje plastičnosti je pokazatelj optimalnog stanja tla za obradu iili gaženje

Plastičnost je sposobnost glinenih čestica da vežu vodu tlo se može modelirati zadržavati taj oblik i u suhom stanju

Donja i gornja granica plastičnosti broj plastičnosti ili indeks plastičnosti (WL = GŽ WP = GK)

66 Voda u tlu

Utječe na sve fizikalne i kemijske značajke i procese u tlu npr strukturu konzistenciju poroznost vodnozračni i toplinski režim transformaciju i migraciju mineralnih i organskih tvari

661 Kruženje vode u prirodi

Kruženje vode u prirodi pod utjecajem energije sunca je hidrološki sustav ndash ciklus

662 Vodni režim tla

Ulaz zadržavanje i izlaz vode unutar referentne dubine tla

Matematički izraz za vodni režim tla je bilanca

O = I = E + T + D + Wt

O ndash oborine I ndash infiltracija E ndash evaporacija T ndash transpiracija D ndash drenaža Wt ndash zaliha vode u tlu

- ili

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 20103

bull Umjetnom tlu ndash smole koje pripadaju poliostirenima

Navedeni uzgoji biljaka osim na kopnu ili tlu su ograničeni po opsegu i zbog visoke cijene koštanja

Tlo je jedan od glavnih čimbenika agroekosustava ili sustava tlo-klima-kulturna biljka

Plodno tlo mora osigurati biljci dovoljno (niti manje niti više) hranjiva vode zraka topline za kvalitetne i visoke prinoseprirode

Procesi u zelenoj biljci ndash dominantno u listu

CO2 iz zraka + voda + hranjivo iz tla = prinos grožđa

3 PEDOGENETSKI ČIMBENICI

31 Matična stijena

U pedologiji se koriste za matičnu stijenu različiti nazivi geološki supstrat geološko litološka podloga matična stijena i matični supstrat ili trošina supstrata podloge stijene što nisu sinonimi

Matična stijena je sinonim za pojam stijene ili kamena u petrografiji

Naime litosfera ja izgrađena od najrazličitijih kemijskih spojeva U građi litosfere je izgrađena od najrazličitijih kemijskih spojeva U građi litosfere sudjeluje oko 92 različita kemijska elementa od kojih samo 8 elemenata čini 98 njene mase

Pedogenetski čimbenici matični supstrat klima organizmi reljef i vrijeme

Najveći dio elemenata vezan je u mineralima sastavljenim od dva ili više elemenata Minerali kojih je do sada dokazano više od 3000 vrsta vežu se opet međusobno u nakupine agregate koje nazivamo kamenjem

Struktura minerala u najvećoj mjeri ovisi o veličini atoma koji ga izgrađuju Kisik (0140 nm) kao najveći u ionskom obliku određuje strukturu većine minerala (npr Si = 0041 nm Al = 0050 nm) a ostali ioni se nalaze u međuprostorima kisikove rešetke

Elementarne jedinice alumo-silikatnih minerala su tetraedri i oktaedri

311 Eruptivno ili magmatsko kamenje

Magmatsko kamenje dijeli se na efuzivno (površinsko) intruzivno (dubinsko) i žično ili žilno (prijelazno između efuziva i intruziva)

Sastavljeno je od minerala glinenaca (598) amfibola i piroksena (augita) (168) kremena (12) tinjca (38) i ostalih minerala kojih ima oko 79

312 Sedimentno ili taloženo kamenje

Sedimentno ili taloženo kamenje ili sedimenti nastali su od produkata trošenja eruptivnog i metamorfnog kamenja ili sekundarno od sedimentnih stijena dijeli se na

Archy 20104

a) klasično kamenje b) organogeno taloženo kamenje c) kemijske sedimente

a) Klasično kamenje nastalo je od produkata trošenja prvotnog kamenja i minerala cementiranjem u kompaktne mase Neka tla na klasičnim sedimentima (eolski pijesci les ili lapor) su vrlo produktivna posebno u proizvodnji krumpira duhana vinove loze

b) Organogeno taloženo kamenje razvilo se radom organizama ovamo pripadaju vapnenci silicijski sedimenti djelomice lapor i dr

c) Kemijski sedimenti nastaju taloženjem u vodi topljivih spojeva (sadra travertin anhidrit itd)

Od svega sedimentnog kamenja najrašireniji su glinci (76) zatim pješčenjaci (18) te vapnenci (6)

Iako sedimentno kamenje ima znatno manje značenje za život biljaka na našoj Planeti nego magmatsko kamenje zbog njegove manje rasprostranjenosti u Republici Hrvatskoj situacija je upravo obrnuta jer sedimentne stijene u životu našeg biljnog svijeta imaju veliku ulogu jer je gotovo sav naš krš izgrađen od sedimentnog kamenja ndash vapnenaca i dolomita

Vapnenci vašega krša ponajviše su veoma čisti tj sadrže preko 99 karbonata kalcija i magnezija a od akcesornih minerala nešto tinjaca (muskovit) ponekad nešto hematita gipsa fluorita i amfibola često turmalina i cirkona a rijetko glinence i apatit (Tućan)

Dolomiti su pretežno kalcijsko-magnezijski karbonati s primjesama akcesornih minerala

netopivi ostatak = silikati oksidi Fe i Al teški metali

Kao što vidimo vapnenci i dolomiti našeg krša predstavljaju supstrat relativno siromašan bioelementima Oni vegetaciji pružaju obilno kalcija ponekad i magnezija ali su siromašni svim ostalim elementima koji su prijeko potrebni za normalan razvoj biljaka Naročito je značajno da gotovo ne sadrže dušika (vezanog) vrlo malo fosfora i sumpora a nerijetko i kalija

Ako se još uzme u obzir kompaktnost i tvrdoća njihovih masa i neznatan kapacitet za vodu onda je razumljivo da gole kompaktne stijene krša predstavljaju u ekološkom pogledu nepogodno stanište za biljke uopće a više bilje napose

313 Metamorfno kamenje

Metamorfno kamenje nastalo od magmatskog i sedimentnog kamenja geometrijskim putem (dospijevanjem kamenja u veće dubine Zemlje geološkim procesima) dislokacijski (zbog pritiska prilikom gorotvornih procesa) ili pak kontaktnim metamorfizmima (pod utjecajem magmatskog kamenja prilikom intruzija)

Archy 20105

U ekološkom pogledu metamorfne stijene su nešto pogodnije stanište s obzirom na njihovu mehaničku građu pa i kemijska svojstva One pružaju manji otpor prodiranju korjenova sustava lakše troše pa stoga i bolje snabdijevaju vegetaciju potrebnim bioelementima

Na žalost metamorfnih i magmatskih stijena ima veoma malo ndash niti 10 ali produkti njihovog trošenja kao npr šljunci pijesci prahovi gline prekrivaju velike površine kontinentalne Hrvatske Valja napomenuti da je najveći dio toga materijala transportiran s područja Alpa

32 Matični supstrat

Pod utjecajem ostalih pedogenetskih čimbenika čvrste matične stijene izložene su promjenama Rezultat tih promjena je trošina kao supstrat koji predstavlja inicijalnu fazu razvoja tla Ta trošina u stvari je matični supstrat

33 Klima

Recentna (sadašnja) klima ndash holocensko razdoblje posljednjih 10 - 150000 godina O značajkama klime pouzdano znamo zadnjih 100 - 200 godina

Klimatske zone ndash polarna (tundre i šumotundre) borealna stepska (degradirana tla) pustinjska (pijesci kamenjari i slana tla) suptropska vlažna (smeđa i crvenice) i tropska (crvenice i lateriti)

Klima u Hrvatskoj

Sredozemni planinski i kontinentalni tip klime

U našem obalnom pojasu vlada hladnija tj sjeverna varijanta sredozemne klime Sredozemna klima se odlikuje vrućim i suhim ljetima te blagim zimama Maksimum kiše u kasnu jesen U ljetnim sušnim mjesecima velika evapotranspiracija Takvim uvjetima prilagođene su drvenaste kulture npr vinova loza maslina badem Dominantni vjetrovi veće snage su jugo i bura

Područje planinske klime ima velike oscilacije u temperaturi dana i noći Obilje oborina ndash kiše i snijega Humidna i perhumidna klima Gorski kotar 1800 do 3000 mm godišnje oborina

Kontinentalna klima s izdiferenciranim godišnjim dobima ndash proljeće ljeto jesen i zima Velika godišnja temperaturna amplituda Velike ljetne vrućine i hladne zime Oborina manje nego u planini i sredozemnoj klimi U širokom rasponu 500-1200 mm godišnje oborina Mrazevi U ljeti češće su kraće ili duže suše

U tloznanstvu interpretacijom klimatskih elemenata (npr temperatura oborine i dr) izgrađuju klimadijagrame i izračunavaju bilancu vode u tlu npr metodom Thorntwaite-a i Palmer-a

Archy 20106

34 Organizmi

Vegetacija edafon čovjek

Vegetacija biocenoze i agrobiocenoze Biocenoze ndash pustinjska polupustinjska stepska i livadna šumska makija hidrofilna Agrobiocenoze

Edafon ndash živi organizmi tla

Čovjek ndash antropogenizacija uključuje skup raznovrsnih mjera

35 Reljef

Oblik i položaj zemljine površine u prostoru Ravnice usponi udubine raznih nadmorskih visina stvaraju specifične uvjete preraspodjele materije i energije koja dolazi iz atmosfere biosfere litosfere

36 Vrijeme ndash starost tla

Recentna tla ndash u sadašnjim uvjetima Reliktna tla ndash ostaci iz starijeg holocena npr černozem iz boreala tundra tla s mazotinama (pseudoglej) iz pleitocena Paleotla su zatrpana tla u pleistoceno ili holocenu mlađim sedimentima

4 PEDOGENETSKI PROCESI

Pedogenetski odnosno pedoevolucijski procesi trošenje minerala razgradnja organske tvari i sinteza humusa migracija specifični procesi

41 Trošenje minerala

Agensi trošenja ndash toplina voda kiseline kisik (O2) organizmi Fizikalno i kemijsko i biološko trošenje Fizikalno ndash usitnjavanje

Kemijsko ndash CO2 kiseline hidratacija hidroliza kisik ndash oksidacija aktivnost H-iona iz kiselina

Hidratacija ndash dipolni karakter H2O i slabljenje veze među ionima kristalnih rešetki minerala

Hidroliza ndash djelovanje disociranih H i OH iona na soli

Npr CaCO3 + 2HOH = Ca (OH)2 + H2CO3

Oksidacija ndash ova vrsta trošenja minerala je manje prisutna u tlu jer su većinom spojevi dobro oksidirani npr oksidacija magnetita na limonit

4Fe3O4 + O2 + 18HOH = 6 (Fe2O3 3H2O)

Biološko trošenje fizikalno rastom korijenja disanjem organizama oslobađa se

CO2 + H2O = H2CO i razne organske kiseline

Archy 20107

Krajnji produkt trošenja mineralnog dijela su ioni koji s vodom čine otopinu tla ndash sudjelovanje u kemijskim fizikalno kemijskim fiziološkim i biološkim transformacijama

42 Razgradnja organske i sinteza humusnih tvari

Organizmi odlažu organsku tvar (OT) U većini tala manje od mineralne tvari

Razne količine i kvalitete odložene organske tvari U šumi 4 do 6 tona godišnje travnjaci 1 do 2 tone oranice 03 do 05 tona godišnje

Procesi transformacije autoliza uz prisutnost živih organizama ndash mezo i makrofaune te mikroorganizama

Dva procesa transformacije mineralizacija i humifikacija

a) Mineralizacija razgradnja do konačnih mineralnih tvari CO2 H2O NH3 + biogeni makro i mikroelementi

b) Humifikacija proces sinteze humusnih tvari ili humusa

43 Migracija

Unutarnja migracija ndash eluvijalna akumulativna miješanje tla

Površinska migracija ili erozija vodom ndash ispiranje čestica tla i otopljenih tvari po površini tla (plošna brazdasta jaružna erozija i klizišta) odnosno erozija vjetrom

44 Specifični procesi u tlu

Erozija humizacija humifikacija pedoturbacija dekarbonatizacija debazifikacija acidifikacija salinizacija antropogenizacija

5 MORFOLOGIJA TLA

51 Vanjska morfologija

Reljef živi i mrtvi pokrov

511 Reljef ndash različite forme i veličine prostora

Oblici uspona ndash brežuljci gore planine Udubine ndash doline depresije polja Ravnice ndash niske osrednje i visoke

Archy 20108

512 Živi pokrov

Prirodan i antropomorfan ndash šume makije travnjaci kulture

513 Mrtvi pokrov

- skeletnost ndash kamenitost šljunkovitost površine mrtvi organski pokrov npr listinac

- površine stajaćih i tekućih voda u pedosferi - antropomorfan ndash poljoprivredne površine bez vegetacije

52 Unutarnja morfologija

Unutarnje lice ndash profil tla u iskopanoj pedološkoj jami

Sklop tla ndash raspored slojeva ili horizonata dubina boja tekstura struktura i poroznost tla

521 Sklop tla

Horizonti ndash osnovni O (A) A E B (B) C R G g T p

522 Dubina tla

Pedološka dubina

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt90 cm

Ekološka (agrološka) dubina ndash dubina zakorijenjavanja

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt120 cm

523 Boja tla

Kombinacija crne crvene i bijele boje

- humus ndash siva crna smeđa - hidratizirani oksidi Fe3+ - crvena smeđa žuta - spojevi Fe3+ - siva plava zelenkasta - nakupine karbonata kremena ndash bijela boja

524 Tekstura struktura porozitet

tekstura ndash od pjeskovite do glinaste

struktura ndash razni oblici i veličina strukturnih agregata

porozitet ndash šupljikavost sitno porozna porozna itd

Archy 20109

6 FIZIKALNA OBILJEŽJA TLA

Tlo je trofazni disperzni sustav čvrste tekuće i plinovite faze

Optimalni odnos Č T P = 50 25 25

61 Tekstura ndash mehanički sustav

Čvrsta faza tla je građena od mineralnih organomineralnih i organskih čestica ndash mehaničkih elemenata ndash mehaničkih frakcija ndash kategorija čestica

Određivanje mehaničkih frakcija ndash laboratorijski je odvajanje sitima (skelet i krupni pijesak) i pipetiranjem

Važnost teksture za plodnost tla

Glinasta tla

- Dobre kemijske a loše fizikalne značajke - Veliki kapacitet za vodu - Slaba provodljivost za vodu - Visoki sadržaji hranjiva - Visoki kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Teška za obradu - Hladna tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre kemijske a manje pogodne fizikalne

značajke npr travnjaci

Pjeskovita tla

- Slabe kemijske a dobre fizikalne značajke - Neznatni kapacitet za vodu - Dobra provodljivost za vodu - Neznatna količina hranjiva - Neznatni kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Laka za obradu - Topla tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre fizikalne a manje pogodne kemijske

značajke npr šume

- Ilovasta tla sa značajkama i glinastih i pjeskovitih tala najpogodnija za biljnu proizvodnju

Archy 201010

62 Struktura

a) Način nakupljanja ili agregacija mehaničkih čestica u strukturne agregate

Prva faza ndash flokulacija ili koagulacija stvaranje pahuljičastih nakupina i taloženje koloidnih čestica iz suspenzije s vodom = mikroagregati

Utjecaj kationa koji smanjuju elektrokinetički (zeta) potencijal koloidnih čestica

(viševalentni kationi npr Ca++)

Elektrostatičko privlačenje između pozitivnih naboja na rubovima i negativnih naboja na plohama minerala gline

Druga faza ndash granulacija i povezivanje nakupina gline s ostalim mehaničkim česticama = mezo i veći strukturni agregati

Veziva ndash humus glina obrada kondicioneri

b) Klasifikacija strukture

Prema veličini

- Mikroagregati ndash do 025 mm

- Mezoagregati ndash od 025 ndash 20 mm

- Makroagregati ndash od 20 ndash 500 mm

- Megaagregati - gt 50 mm

Prema obliku prizmatični plosnati kockasti mrvičasti stubasti

c) Određivanje strukture kvantitativni odnos raznih veličina agregata odvajanje pomoću sita (suho mokro) stabilnost strukturnih agregata u vodi

d) Važnost strukture za plodnost tla

Najpovoljniji strukturni agregati 1 do 10 mm ᴓ povoljan odnos makro i mikro pora dobro upijanje i zadržavanje vode dovoljno zraka

Održavanje dobre strukture tla ndash plodored obrada gnojidba

63 Porozitet

Prostor između mehaničkih elemenata odnosno strukturnih agregata tla što da zauzima tekuća i plinovita (zrak) faza su šupljike ili pore ndash porozitet

Kapilarne (mikro) i nekapilarne (makro) pore = ukupna poroznost ( P) Odnos kapilarnih i nekapilarnih 3 2 do 11 povoljno

Moguća podjela pora prema veličini krupne srednje sitne

Archy 201011

64 Gustoća

Gustoća tla izražena je masom kubične jedinice tla = mV u gcm3 ili Mgm3

Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen veće ili manje mase od istog volumena vode

65 Konzistencija tla

a) Konzistencija izražava promjene i stanja unutar tla koja nastaju zbog djelovanja fizikalnih sila ndash kohezije i adhezije pri različitim količinama vode

b) Praktična primjena

U obradi tla stanje plastičnosti je pokazatelj optimalnog stanja tla za obradu iili gaženje

Plastičnost je sposobnost glinenih čestica da vežu vodu tlo se može modelirati zadržavati taj oblik i u suhom stanju

Donja i gornja granica plastičnosti broj plastičnosti ili indeks plastičnosti (WL = GŽ WP = GK)

66 Voda u tlu

Utječe na sve fizikalne i kemijske značajke i procese u tlu npr strukturu konzistenciju poroznost vodnozračni i toplinski režim transformaciju i migraciju mineralnih i organskih tvari

661 Kruženje vode u prirodi

Kruženje vode u prirodi pod utjecajem energije sunca je hidrološki sustav ndash ciklus

662 Vodni režim tla

Ulaz zadržavanje i izlaz vode unutar referentne dubine tla

Matematički izraz za vodni režim tla je bilanca

O = I = E + T + D + Wt

O ndash oborine I ndash infiltracija E ndash evaporacija T ndash transpiracija D ndash drenaža Wt ndash zaliha vode u tlu

- ili

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 20104

a) klasično kamenje b) organogeno taloženo kamenje c) kemijske sedimente

a) Klasično kamenje nastalo je od produkata trošenja prvotnog kamenja i minerala cementiranjem u kompaktne mase Neka tla na klasičnim sedimentima (eolski pijesci les ili lapor) su vrlo produktivna posebno u proizvodnji krumpira duhana vinove loze

b) Organogeno taloženo kamenje razvilo se radom organizama ovamo pripadaju vapnenci silicijski sedimenti djelomice lapor i dr

c) Kemijski sedimenti nastaju taloženjem u vodi topljivih spojeva (sadra travertin anhidrit itd)

Od svega sedimentnog kamenja najrašireniji su glinci (76) zatim pješčenjaci (18) te vapnenci (6)

Iako sedimentno kamenje ima znatno manje značenje za život biljaka na našoj Planeti nego magmatsko kamenje zbog njegove manje rasprostranjenosti u Republici Hrvatskoj situacija je upravo obrnuta jer sedimentne stijene u životu našeg biljnog svijeta imaju veliku ulogu jer je gotovo sav naš krš izgrađen od sedimentnog kamenja ndash vapnenaca i dolomita

Vapnenci vašega krša ponajviše su veoma čisti tj sadrže preko 99 karbonata kalcija i magnezija a od akcesornih minerala nešto tinjaca (muskovit) ponekad nešto hematita gipsa fluorita i amfibola često turmalina i cirkona a rijetko glinence i apatit (Tućan)

Dolomiti su pretežno kalcijsko-magnezijski karbonati s primjesama akcesornih minerala

netopivi ostatak = silikati oksidi Fe i Al teški metali

Kao što vidimo vapnenci i dolomiti našeg krša predstavljaju supstrat relativno siromašan bioelementima Oni vegetaciji pružaju obilno kalcija ponekad i magnezija ali su siromašni svim ostalim elementima koji su prijeko potrebni za normalan razvoj biljaka Naročito je značajno da gotovo ne sadrže dušika (vezanog) vrlo malo fosfora i sumpora a nerijetko i kalija

Ako se još uzme u obzir kompaktnost i tvrdoća njihovih masa i neznatan kapacitet za vodu onda je razumljivo da gole kompaktne stijene krša predstavljaju u ekološkom pogledu nepogodno stanište za biljke uopće a više bilje napose

313 Metamorfno kamenje

Metamorfno kamenje nastalo od magmatskog i sedimentnog kamenja geometrijskim putem (dospijevanjem kamenja u veće dubine Zemlje geološkim procesima) dislokacijski (zbog pritiska prilikom gorotvornih procesa) ili pak kontaktnim metamorfizmima (pod utjecajem magmatskog kamenja prilikom intruzija)

Archy 20105

U ekološkom pogledu metamorfne stijene su nešto pogodnije stanište s obzirom na njihovu mehaničku građu pa i kemijska svojstva One pružaju manji otpor prodiranju korjenova sustava lakše troše pa stoga i bolje snabdijevaju vegetaciju potrebnim bioelementima

Na žalost metamorfnih i magmatskih stijena ima veoma malo ndash niti 10 ali produkti njihovog trošenja kao npr šljunci pijesci prahovi gline prekrivaju velike površine kontinentalne Hrvatske Valja napomenuti da je najveći dio toga materijala transportiran s područja Alpa

32 Matični supstrat

Pod utjecajem ostalih pedogenetskih čimbenika čvrste matične stijene izložene su promjenama Rezultat tih promjena je trošina kao supstrat koji predstavlja inicijalnu fazu razvoja tla Ta trošina u stvari je matični supstrat

33 Klima

Recentna (sadašnja) klima ndash holocensko razdoblje posljednjih 10 - 150000 godina O značajkama klime pouzdano znamo zadnjih 100 - 200 godina

Klimatske zone ndash polarna (tundre i šumotundre) borealna stepska (degradirana tla) pustinjska (pijesci kamenjari i slana tla) suptropska vlažna (smeđa i crvenice) i tropska (crvenice i lateriti)

Klima u Hrvatskoj

Sredozemni planinski i kontinentalni tip klime

U našem obalnom pojasu vlada hladnija tj sjeverna varijanta sredozemne klime Sredozemna klima se odlikuje vrućim i suhim ljetima te blagim zimama Maksimum kiše u kasnu jesen U ljetnim sušnim mjesecima velika evapotranspiracija Takvim uvjetima prilagođene su drvenaste kulture npr vinova loza maslina badem Dominantni vjetrovi veće snage su jugo i bura

Područje planinske klime ima velike oscilacije u temperaturi dana i noći Obilje oborina ndash kiše i snijega Humidna i perhumidna klima Gorski kotar 1800 do 3000 mm godišnje oborina

Kontinentalna klima s izdiferenciranim godišnjim dobima ndash proljeće ljeto jesen i zima Velika godišnja temperaturna amplituda Velike ljetne vrućine i hladne zime Oborina manje nego u planini i sredozemnoj klimi U širokom rasponu 500-1200 mm godišnje oborina Mrazevi U ljeti češće su kraće ili duže suše

U tloznanstvu interpretacijom klimatskih elemenata (npr temperatura oborine i dr) izgrađuju klimadijagrame i izračunavaju bilancu vode u tlu npr metodom Thorntwaite-a i Palmer-a

Archy 20106

34 Organizmi

Vegetacija edafon čovjek

Vegetacija biocenoze i agrobiocenoze Biocenoze ndash pustinjska polupustinjska stepska i livadna šumska makija hidrofilna Agrobiocenoze

Edafon ndash živi organizmi tla

Čovjek ndash antropogenizacija uključuje skup raznovrsnih mjera

35 Reljef

Oblik i položaj zemljine površine u prostoru Ravnice usponi udubine raznih nadmorskih visina stvaraju specifične uvjete preraspodjele materije i energije koja dolazi iz atmosfere biosfere litosfere

36 Vrijeme ndash starost tla

Recentna tla ndash u sadašnjim uvjetima Reliktna tla ndash ostaci iz starijeg holocena npr černozem iz boreala tundra tla s mazotinama (pseudoglej) iz pleitocena Paleotla su zatrpana tla u pleistoceno ili holocenu mlađim sedimentima

4 PEDOGENETSKI PROCESI

Pedogenetski odnosno pedoevolucijski procesi trošenje minerala razgradnja organske tvari i sinteza humusa migracija specifični procesi

41 Trošenje minerala

Agensi trošenja ndash toplina voda kiseline kisik (O2) organizmi Fizikalno i kemijsko i biološko trošenje Fizikalno ndash usitnjavanje

Kemijsko ndash CO2 kiseline hidratacija hidroliza kisik ndash oksidacija aktivnost H-iona iz kiselina

Hidratacija ndash dipolni karakter H2O i slabljenje veze među ionima kristalnih rešetki minerala

Hidroliza ndash djelovanje disociranih H i OH iona na soli

Npr CaCO3 + 2HOH = Ca (OH)2 + H2CO3

Oksidacija ndash ova vrsta trošenja minerala je manje prisutna u tlu jer su većinom spojevi dobro oksidirani npr oksidacija magnetita na limonit

4Fe3O4 + O2 + 18HOH = 6 (Fe2O3 3H2O)

Biološko trošenje fizikalno rastom korijenja disanjem organizama oslobađa se

CO2 + H2O = H2CO i razne organske kiseline

Archy 20107

Krajnji produkt trošenja mineralnog dijela su ioni koji s vodom čine otopinu tla ndash sudjelovanje u kemijskim fizikalno kemijskim fiziološkim i biološkim transformacijama

42 Razgradnja organske i sinteza humusnih tvari

Organizmi odlažu organsku tvar (OT) U većini tala manje od mineralne tvari

Razne količine i kvalitete odložene organske tvari U šumi 4 do 6 tona godišnje travnjaci 1 do 2 tone oranice 03 do 05 tona godišnje

Procesi transformacije autoliza uz prisutnost živih organizama ndash mezo i makrofaune te mikroorganizama

Dva procesa transformacije mineralizacija i humifikacija

a) Mineralizacija razgradnja do konačnih mineralnih tvari CO2 H2O NH3 + biogeni makro i mikroelementi

b) Humifikacija proces sinteze humusnih tvari ili humusa

43 Migracija

Unutarnja migracija ndash eluvijalna akumulativna miješanje tla

Površinska migracija ili erozija vodom ndash ispiranje čestica tla i otopljenih tvari po površini tla (plošna brazdasta jaružna erozija i klizišta) odnosno erozija vjetrom

44 Specifični procesi u tlu

Erozija humizacija humifikacija pedoturbacija dekarbonatizacija debazifikacija acidifikacija salinizacija antropogenizacija

5 MORFOLOGIJA TLA

51 Vanjska morfologija

Reljef živi i mrtvi pokrov

511 Reljef ndash različite forme i veličine prostora

Oblici uspona ndash brežuljci gore planine Udubine ndash doline depresije polja Ravnice ndash niske osrednje i visoke

Archy 20108

512 Živi pokrov

Prirodan i antropomorfan ndash šume makije travnjaci kulture

513 Mrtvi pokrov

- skeletnost ndash kamenitost šljunkovitost površine mrtvi organski pokrov npr listinac

- površine stajaćih i tekućih voda u pedosferi - antropomorfan ndash poljoprivredne površine bez vegetacije

52 Unutarnja morfologija

Unutarnje lice ndash profil tla u iskopanoj pedološkoj jami

Sklop tla ndash raspored slojeva ili horizonata dubina boja tekstura struktura i poroznost tla

521 Sklop tla

Horizonti ndash osnovni O (A) A E B (B) C R G g T p

522 Dubina tla

Pedološka dubina

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt90 cm

Ekološka (agrološka) dubina ndash dubina zakorijenjavanja

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt120 cm

523 Boja tla

Kombinacija crne crvene i bijele boje

- humus ndash siva crna smeđa - hidratizirani oksidi Fe3+ - crvena smeđa žuta - spojevi Fe3+ - siva plava zelenkasta - nakupine karbonata kremena ndash bijela boja

524 Tekstura struktura porozitet

tekstura ndash od pjeskovite do glinaste

struktura ndash razni oblici i veličina strukturnih agregata

porozitet ndash šupljikavost sitno porozna porozna itd

Archy 20109

6 FIZIKALNA OBILJEŽJA TLA

Tlo je trofazni disperzni sustav čvrste tekuće i plinovite faze

Optimalni odnos Č T P = 50 25 25

61 Tekstura ndash mehanički sustav

Čvrsta faza tla je građena od mineralnih organomineralnih i organskih čestica ndash mehaničkih elemenata ndash mehaničkih frakcija ndash kategorija čestica

Određivanje mehaničkih frakcija ndash laboratorijski je odvajanje sitima (skelet i krupni pijesak) i pipetiranjem

Važnost teksture za plodnost tla

Glinasta tla

- Dobre kemijske a loše fizikalne značajke - Veliki kapacitet za vodu - Slaba provodljivost za vodu - Visoki sadržaji hranjiva - Visoki kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Teška za obradu - Hladna tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre kemijske a manje pogodne fizikalne

značajke npr travnjaci

Pjeskovita tla

- Slabe kemijske a dobre fizikalne značajke - Neznatni kapacitet za vodu - Dobra provodljivost za vodu - Neznatna količina hranjiva - Neznatni kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Laka za obradu - Topla tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre fizikalne a manje pogodne kemijske

značajke npr šume

- Ilovasta tla sa značajkama i glinastih i pjeskovitih tala najpogodnija za biljnu proizvodnju

Archy 201010

62 Struktura

a) Način nakupljanja ili agregacija mehaničkih čestica u strukturne agregate

Prva faza ndash flokulacija ili koagulacija stvaranje pahuljičastih nakupina i taloženje koloidnih čestica iz suspenzije s vodom = mikroagregati

Utjecaj kationa koji smanjuju elektrokinetički (zeta) potencijal koloidnih čestica

(viševalentni kationi npr Ca++)

Elektrostatičko privlačenje između pozitivnih naboja na rubovima i negativnih naboja na plohama minerala gline

Druga faza ndash granulacija i povezivanje nakupina gline s ostalim mehaničkim česticama = mezo i veći strukturni agregati

Veziva ndash humus glina obrada kondicioneri

b) Klasifikacija strukture

Prema veličini

- Mikroagregati ndash do 025 mm

- Mezoagregati ndash od 025 ndash 20 mm

- Makroagregati ndash od 20 ndash 500 mm

- Megaagregati - gt 50 mm

Prema obliku prizmatični plosnati kockasti mrvičasti stubasti

c) Određivanje strukture kvantitativni odnos raznih veličina agregata odvajanje pomoću sita (suho mokro) stabilnost strukturnih agregata u vodi

d) Važnost strukture za plodnost tla

Najpovoljniji strukturni agregati 1 do 10 mm ᴓ povoljan odnos makro i mikro pora dobro upijanje i zadržavanje vode dovoljno zraka

Održavanje dobre strukture tla ndash plodored obrada gnojidba

63 Porozitet

Prostor između mehaničkih elemenata odnosno strukturnih agregata tla što da zauzima tekuća i plinovita (zrak) faza su šupljike ili pore ndash porozitet

Kapilarne (mikro) i nekapilarne (makro) pore = ukupna poroznost ( P) Odnos kapilarnih i nekapilarnih 3 2 do 11 povoljno

Moguća podjela pora prema veličini krupne srednje sitne

Archy 201011

64 Gustoća

Gustoća tla izražena je masom kubične jedinice tla = mV u gcm3 ili Mgm3

Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen veće ili manje mase od istog volumena vode

65 Konzistencija tla

a) Konzistencija izražava promjene i stanja unutar tla koja nastaju zbog djelovanja fizikalnih sila ndash kohezije i adhezije pri različitim količinama vode

b) Praktična primjena

U obradi tla stanje plastičnosti je pokazatelj optimalnog stanja tla za obradu iili gaženje

Plastičnost je sposobnost glinenih čestica da vežu vodu tlo se može modelirati zadržavati taj oblik i u suhom stanju

Donja i gornja granica plastičnosti broj plastičnosti ili indeks plastičnosti (WL = GŽ WP = GK)

66 Voda u tlu

Utječe na sve fizikalne i kemijske značajke i procese u tlu npr strukturu konzistenciju poroznost vodnozračni i toplinski režim transformaciju i migraciju mineralnih i organskih tvari

661 Kruženje vode u prirodi

Kruženje vode u prirodi pod utjecajem energije sunca je hidrološki sustav ndash ciklus

662 Vodni režim tla

Ulaz zadržavanje i izlaz vode unutar referentne dubine tla

Matematički izraz za vodni režim tla je bilanca

O = I = E + T + D + Wt

O ndash oborine I ndash infiltracija E ndash evaporacija T ndash transpiracija D ndash drenaža Wt ndash zaliha vode u tlu

- ili

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 20105

U ekološkom pogledu metamorfne stijene su nešto pogodnije stanište s obzirom na njihovu mehaničku građu pa i kemijska svojstva One pružaju manji otpor prodiranju korjenova sustava lakše troše pa stoga i bolje snabdijevaju vegetaciju potrebnim bioelementima

Na žalost metamorfnih i magmatskih stijena ima veoma malo ndash niti 10 ali produkti njihovog trošenja kao npr šljunci pijesci prahovi gline prekrivaju velike površine kontinentalne Hrvatske Valja napomenuti da je najveći dio toga materijala transportiran s područja Alpa

32 Matični supstrat

Pod utjecajem ostalih pedogenetskih čimbenika čvrste matične stijene izložene su promjenama Rezultat tih promjena je trošina kao supstrat koji predstavlja inicijalnu fazu razvoja tla Ta trošina u stvari je matični supstrat

33 Klima

Recentna (sadašnja) klima ndash holocensko razdoblje posljednjih 10 - 150000 godina O značajkama klime pouzdano znamo zadnjih 100 - 200 godina

Klimatske zone ndash polarna (tundre i šumotundre) borealna stepska (degradirana tla) pustinjska (pijesci kamenjari i slana tla) suptropska vlažna (smeđa i crvenice) i tropska (crvenice i lateriti)

Klima u Hrvatskoj

Sredozemni planinski i kontinentalni tip klime

U našem obalnom pojasu vlada hladnija tj sjeverna varijanta sredozemne klime Sredozemna klima se odlikuje vrućim i suhim ljetima te blagim zimama Maksimum kiše u kasnu jesen U ljetnim sušnim mjesecima velika evapotranspiracija Takvim uvjetima prilagođene su drvenaste kulture npr vinova loza maslina badem Dominantni vjetrovi veće snage su jugo i bura

Područje planinske klime ima velike oscilacije u temperaturi dana i noći Obilje oborina ndash kiše i snijega Humidna i perhumidna klima Gorski kotar 1800 do 3000 mm godišnje oborina

Kontinentalna klima s izdiferenciranim godišnjim dobima ndash proljeće ljeto jesen i zima Velika godišnja temperaturna amplituda Velike ljetne vrućine i hladne zime Oborina manje nego u planini i sredozemnoj klimi U širokom rasponu 500-1200 mm godišnje oborina Mrazevi U ljeti češće su kraće ili duže suše

U tloznanstvu interpretacijom klimatskih elemenata (npr temperatura oborine i dr) izgrađuju klimadijagrame i izračunavaju bilancu vode u tlu npr metodom Thorntwaite-a i Palmer-a

Archy 20106

34 Organizmi

Vegetacija edafon čovjek

Vegetacija biocenoze i agrobiocenoze Biocenoze ndash pustinjska polupustinjska stepska i livadna šumska makija hidrofilna Agrobiocenoze

Edafon ndash živi organizmi tla

Čovjek ndash antropogenizacija uključuje skup raznovrsnih mjera

35 Reljef

Oblik i položaj zemljine površine u prostoru Ravnice usponi udubine raznih nadmorskih visina stvaraju specifične uvjete preraspodjele materije i energije koja dolazi iz atmosfere biosfere litosfere

36 Vrijeme ndash starost tla

Recentna tla ndash u sadašnjim uvjetima Reliktna tla ndash ostaci iz starijeg holocena npr černozem iz boreala tundra tla s mazotinama (pseudoglej) iz pleitocena Paleotla su zatrpana tla u pleistoceno ili holocenu mlađim sedimentima

4 PEDOGENETSKI PROCESI

Pedogenetski odnosno pedoevolucijski procesi trošenje minerala razgradnja organske tvari i sinteza humusa migracija specifični procesi

41 Trošenje minerala

Agensi trošenja ndash toplina voda kiseline kisik (O2) organizmi Fizikalno i kemijsko i biološko trošenje Fizikalno ndash usitnjavanje

Kemijsko ndash CO2 kiseline hidratacija hidroliza kisik ndash oksidacija aktivnost H-iona iz kiselina

Hidratacija ndash dipolni karakter H2O i slabljenje veze među ionima kristalnih rešetki minerala

Hidroliza ndash djelovanje disociranih H i OH iona na soli

Npr CaCO3 + 2HOH = Ca (OH)2 + H2CO3

Oksidacija ndash ova vrsta trošenja minerala je manje prisutna u tlu jer su većinom spojevi dobro oksidirani npr oksidacija magnetita na limonit

4Fe3O4 + O2 + 18HOH = 6 (Fe2O3 3H2O)

Biološko trošenje fizikalno rastom korijenja disanjem organizama oslobađa se

CO2 + H2O = H2CO i razne organske kiseline

Archy 20107

Krajnji produkt trošenja mineralnog dijela su ioni koji s vodom čine otopinu tla ndash sudjelovanje u kemijskim fizikalno kemijskim fiziološkim i biološkim transformacijama

42 Razgradnja organske i sinteza humusnih tvari

Organizmi odlažu organsku tvar (OT) U većini tala manje od mineralne tvari

Razne količine i kvalitete odložene organske tvari U šumi 4 do 6 tona godišnje travnjaci 1 do 2 tone oranice 03 do 05 tona godišnje

Procesi transformacije autoliza uz prisutnost živih organizama ndash mezo i makrofaune te mikroorganizama

Dva procesa transformacije mineralizacija i humifikacija

a) Mineralizacija razgradnja do konačnih mineralnih tvari CO2 H2O NH3 + biogeni makro i mikroelementi

b) Humifikacija proces sinteze humusnih tvari ili humusa

43 Migracija

Unutarnja migracija ndash eluvijalna akumulativna miješanje tla

Površinska migracija ili erozija vodom ndash ispiranje čestica tla i otopljenih tvari po površini tla (plošna brazdasta jaružna erozija i klizišta) odnosno erozija vjetrom

44 Specifični procesi u tlu

Erozija humizacija humifikacija pedoturbacija dekarbonatizacija debazifikacija acidifikacija salinizacija antropogenizacija

5 MORFOLOGIJA TLA

51 Vanjska morfologija

Reljef živi i mrtvi pokrov

511 Reljef ndash različite forme i veličine prostora

Oblici uspona ndash brežuljci gore planine Udubine ndash doline depresije polja Ravnice ndash niske osrednje i visoke

Archy 20108

512 Živi pokrov

Prirodan i antropomorfan ndash šume makije travnjaci kulture

513 Mrtvi pokrov

- skeletnost ndash kamenitost šljunkovitost površine mrtvi organski pokrov npr listinac

- površine stajaćih i tekućih voda u pedosferi - antropomorfan ndash poljoprivredne površine bez vegetacije

52 Unutarnja morfologija

Unutarnje lice ndash profil tla u iskopanoj pedološkoj jami

Sklop tla ndash raspored slojeva ili horizonata dubina boja tekstura struktura i poroznost tla

521 Sklop tla

Horizonti ndash osnovni O (A) A E B (B) C R G g T p

522 Dubina tla

Pedološka dubina

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt90 cm

Ekološka (agrološka) dubina ndash dubina zakorijenjavanja

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt120 cm

523 Boja tla

Kombinacija crne crvene i bijele boje

- humus ndash siva crna smeđa - hidratizirani oksidi Fe3+ - crvena smeđa žuta - spojevi Fe3+ - siva plava zelenkasta - nakupine karbonata kremena ndash bijela boja

524 Tekstura struktura porozitet

tekstura ndash od pjeskovite do glinaste

struktura ndash razni oblici i veličina strukturnih agregata

porozitet ndash šupljikavost sitno porozna porozna itd

Archy 20109

6 FIZIKALNA OBILJEŽJA TLA

Tlo je trofazni disperzni sustav čvrste tekuće i plinovite faze

Optimalni odnos Č T P = 50 25 25

61 Tekstura ndash mehanički sustav

Čvrsta faza tla je građena od mineralnih organomineralnih i organskih čestica ndash mehaničkih elemenata ndash mehaničkih frakcija ndash kategorija čestica

Određivanje mehaničkih frakcija ndash laboratorijski je odvajanje sitima (skelet i krupni pijesak) i pipetiranjem

Važnost teksture za plodnost tla

Glinasta tla

- Dobre kemijske a loše fizikalne značajke - Veliki kapacitet za vodu - Slaba provodljivost za vodu - Visoki sadržaji hranjiva - Visoki kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Teška za obradu - Hladna tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre kemijske a manje pogodne fizikalne

značajke npr travnjaci

Pjeskovita tla

- Slabe kemijske a dobre fizikalne značajke - Neznatni kapacitet za vodu - Dobra provodljivost za vodu - Neznatna količina hranjiva - Neznatni kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Laka za obradu - Topla tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre fizikalne a manje pogodne kemijske

značajke npr šume

- Ilovasta tla sa značajkama i glinastih i pjeskovitih tala najpogodnija za biljnu proizvodnju

Archy 201010

62 Struktura

a) Način nakupljanja ili agregacija mehaničkih čestica u strukturne agregate

Prva faza ndash flokulacija ili koagulacija stvaranje pahuljičastih nakupina i taloženje koloidnih čestica iz suspenzije s vodom = mikroagregati

Utjecaj kationa koji smanjuju elektrokinetički (zeta) potencijal koloidnih čestica

(viševalentni kationi npr Ca++)

Elektrostatičko privlačenje između pozitivnih naboja na rubovima i negativnih naboja na plohama minerala gline

Druga faza ndash granulacija i povezivanje nakupina gline s ostalim mehaničkim česticama = mezo i veći strukturni agregati

Veziva ndash humus glina obrada kondicioneri

b) Klasifikacija strukture

Prema veličini

- Mikroagregati ndash do 025 mm

- Mezoagregati ndash od 025 ndash 20 mm

- Makroagregati ndash od 20 ndash 500 mm

- Megaagregati - gt 50 mm

Prema obliku prizmatični plosnati kockasti mrvičasti stubasti

c) Određivanje strukture kvantitativni odnos raznih veličina agregata odvajanje pomoću sita (suho mokro) stabilnost strukturnih agregata u vodi

d) Važnost strukture za plodnost tla

Najpovoljniji strukturni agregati 1 do 10 mm ᴓ povoljan odnos makro i mikro pora dobro upijanje i zadržavanje vode dovoljno zraka

Održavanje dobre strukture tla ndash plodored obrada gnojidba

63 Porozitet

Prostor između mehaničkih elemenata odnosno strukturnih agregata tla što da zauzima tekuća i plinovita (zrak) faza su šupljike ili pore ndash porozitet

Kapilarne (mikro) i nekapilarne (makro) pore = ukupna poroznost ( P) Odnos kapilarnih i nekapilarnih 3 2 do 11 povoljno

Moguća podjela pora prema veličini krupne srednje sitne

Archy 201011

64 Gustoća

Gustoća tla izražena je masom kubične jedinice tla = mV u gcm3 ili Mgm3

Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen veće ili manje mase od istog volumena vode

65 Konzistencija tla

a) Konzistencija izražava promjene i stanja unutar tla koja nastaju zbog djelovanja fizikalnih sila ndash kohezije i adhezije pri različitim količinama vode

b) Praktična primjena

U obradi tla stanje plastičnosti je pokazatelj optimalnog stanja tla za obradu iili gaženje

Plastičnost je sposobnost glinenih čestica da vežu vodu tlo se može modelirati zadržavati taj oblik i u suhom stanju

Donja i gornja granica plastičnosti broj plastičnosti ili indeks plastičnosti (WL = GŽ WP = GK)

66 Voda u tlu

Utječe na sve fizikalne i kemijske značajke i procese u tlu npr strukturu konzistenciju poroznost vodnozračni i toplinski režim transformaciju i migraciju mineralnih i organskih tvari

661 Kruženje vode u prirodi

Kruženje vode u prirodi pod utjecajem energije sunca je hidrološki sustav ndash ciklus

662 Vodni režim tla

Ulaz zadržavanje i izlaz vode unutar referentne dubine tla

Matematički izraz za vodni režim tla je bilanca

O = I = E + T + D + Wt

O ndash oborine I ndash infiltracija E ndash evaporacija T ndash transpiracija D ndash drenaža Wt ndash zaliha vode u tlu

- ili

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 20106

34 Organizmi

Vegetacija edafon čovjek

Vegetacija biocenoze i agrobiocenoze Biocenoze ndash pustinjska polupustinjska stepska i livadna šumska makija hidrofilna Agrobiocenoze

Edafon ndash živi organizmi tla

Čovjek ndash antropogenizacija uključuje skup raznovrsnih mjera

35 Reljef

Oblik i položaj zemljine površine u prostoru Ravnice usponi udubine raznih nadmorskih visina stvaraju specifične uvjete preraspodjele materije i energije koja dolazi iz atmosfere biosfere litosfere

36 Vrijeme ndash starost tla

Recentna tla ndash u sadašnjim uvjetima Reliktna tla ndash ostaci iz starijeg holocena npr černozem iz boreala tundra tla s mazotinama (pseudoglej) iz pleitocena Paleotla su zatrpana tla u pleistoceno ili holocenu mlađim sedimentima

4 PEDOGENETSKI PROCESI

Pedogenetski odnosno pedoevolucijski procesi trošenje minerala razgradnja organske tvari i sinteza humusa migracija specifični procesi

41 Trošenje minerala

Agensi trošenja ndash toplina voda kiseline kisik (O2) organizmi Fizikalno i kemijsko i biološko trošenje Fizikalno ndash usitnjavanje

Kemijsko ndash CO2 kiseline hidratacija hidroliza kisik ndash oksidacija aktivnost H-iona iz kiselina

Hidratacija ndash dipolni karakter H2O i slabljenje veze među ionima kristalnih rešetki minerala

Hidroliza ndash djelovanje disociranih H i OH iona na soli

Npr CaCO3 + 2HOH = Ca (OH)2 + H2CO3

Oksidacija ndash ova vrsta trošenja minerala je manje prisutna u tlu jer su većinom spojevi dobro oksidirani npr oksidacija magnetita na limonit

4Fe3O4 + O2 + 18HOH = 6 (Fe2O3 3H2O)

Biološko trošenje fizikalno rastom korijenja disanjem organizama oslobađa se

CO2 + H2O = H2CO i razne organske kiseline

Archy 20107

Krajnji produkt trošenja mineralnog dijela su ioni koji s vodom čine otopinu tla ndash sudjelovanje u kemijskim fizikalno kemijskim fiziološkim i biološkim transformacijama

42 Razgradnja organske i sinteza humusnih tvari

Organizmi odlažu organsku tvar (OT) U većini tala manje od mineralne tvari

Razne količine i kvalitete odložene organske tvari U šumi 4 do 6 tona godišnje travnjaci 1 do 2 tone oranice 03 do 05 tona godišnje

Procesi transformacije autoliza uz prisutnost živih organizama ndash mezo i makrofaune te mikroorganizama

Dva procesa transformacije mineralizacija i humifikacija

a) Mineralizacija razgradnja do konačnih mineralnih tvari CO2 H2O NH3 + biogeni makro i mikroelementi

b) Humifikacija proces sinteze humusnih tvari ili humusa

43 Migracija

Unutarnja migracija ndash eluvijalna akumulativna miješanje tla

Površinska migracija ili erozija vodom ndash ispiranje čestica tla i otopljenih tvari po površini tla (plošna brazdasta jaružna erozija i klizišta) odnosno erozija vjetrom

44 Specifični procesi u tlu

Erozija humizacija humifikacija pedoturbacija dekarbonatizacija debazifikacija acidifikacija salinizacija antropogenizacija

5 MORFOLOGIJA TLA

51 Vanjska morfologija

Reljef živi i mrtvi pokrov

511 Reljef ndash različite forme i veličine prostora

Oblici uspona ndash brežuljci gore planine Udubine ndash doline depresije polja Ravnice ndash niske osrednje i visoke

Archy 20108

512 Živi pokrov

Prirodan i antropomorfan ndash šume makije travnjaci kulture

513 Mrtvi pokrov

- skeletnost ndash kamenitost šljunkovitost površine mrtvi organski pokrov npr listinac

- površine stajaćih i tekućih voda u pedosferi - antropomorfan ndash poljoprivredne površine bez vegetacije

52 Unutarnja morfologija

Unutarnje lice ndash profil tla u iskopanoj pedološkoj jami

Sklop tla ndash raspored slojeva ili horizonata dubina boja tekstura struktura i poroznost tla

521 Sklop tla

Horizonti ndash osnovni O (A) A E B (B) C R G g T p

522 Dubina tla

Pedološka dubina

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt90 cm

Ekološka (agrološka) dubina ndash dubina zakorijenjavanja

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt120 cm

523 Boja tla

Kombinacija crne crvene i bijele boje

- humus ndash siva crna smeđa - hidratizirani oksidi Fe3+ - crvena smeđa žuta - spojevi Fe3+ - siva plava zelenkasta - nakupine karbonata kremena ndash bijela boja

524 Tekstura struktura porozitet

tekstura ndash od pjeskovite do glinaste

struktura ndash razni oblici i veličina strukturnih agregata

porozitet ndash šupljikavost sitno porozna porozna itd

Archy 20109

6 FIZIKALNA OBILJEŽJA TLA

Tlo je trofazni disperzni sustav čvrste tekuće i plinovite faze

Optimalni odnos Č T P = 50 25 25

61 Tekstura ndash mehanički sustav

Čvrsta faza tla je građena od mineralnih organomineralnih i organskih čestica ndash mehaničkih elemenata ndash mehaničkih frakcija ndash kategorija čestica

Određivanje mehaničkih frakcija ndash laboratorijski je odvajanje sitima (skelet i krupni pijesak) i pipetiranjem

Važnost teksture za plodnost tla

Glinasta tla

- Dobre kemijske a loše fizikalne značajke - Veliki kapacitet za vodu - Slaba provodljivost za vodu - Visoki sadržaji hranjiva - Visoki kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Teška za obradu - Hladna tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre kemijske a manje pogodne fizikalne

značajke npr travnjaci

Pjeskovita tla

- Slabe kemijske a dobre fizikalne značajke - Neznatni kapacitet za vodu - Dobra provodljivost za vodu - Neznatna količina hranjiva - Neznatni kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Laka za obradu - Topla tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre fizikalne a manje pogodne kemijske

značajke npr šume

- Ilovasta tla sa značajkama i glinastih i pjeskovitih tala najpogodnija za biljnu proizvodnju

Archy 201010

62 Struktura

a) Način nakupljanja ili agregacija mehaničkih čestica u strukturne agregate

Prva faza ndash flokulacija ili koagulacija stvaranje pahuljičastih nakupina i taloženje koloidnih čestica iz suspenzije s vodom = mikroagregati

Utjecaj kationa koji smanjuju elektrokinetički (zeta) potencijal koloidnih čestica

(viševalentni kationi npr Ca++)

Elektrostatičko privlačenje između pozitivnih naboja na rubovima i negativnih naboja na plohama minerala gline

Druga faza ndash granulacija i povezivanje nakupina gline s ostalim mehaničkim česticama = mezo i veći strukturni agregati

Veziva ndash humus glina obrada kondicioneri

b) Klasifikacija strukture

Prema veličini

- Mikroagregati ndash do 025 mm

- Mezoagregati ndash od 025 ndash 20 mm

- Makroagregati ndash od 20 ndash 500 mm

- Megaagregati - gt 50 mm

Prema obliku prizmatični plosnati kockasti mrvičasti stubasti

c) Određivanje strukture kvantitativni odnos raznih veličina agregata odvajanje pomoću sita (suho mokro) stabilnost strukturnih agregata u vodi

d) Važnost strukture za plodnost tla

Najpovoljniji strukturni agregati 1 do 10 mm ᴓ povoljan odnos makro i mikro pora dobro upijanje i zadržavanje vode dovoljno zraka

Održavanje dobre strukture tla ndash plodored obrada gnojidba

63 Porozitet

Prostor između mehaničkih elemenata odnosno strukturnih agregata tla što da zauzima tekuća i plinovita (zrak) faza su šupljike ili pore ndash porozitet

Kapilarne (mikro) i nekapilarne (makro) pore = ukupna poroznost ( P) Odnos kapilarnih i nekapilarnih 3 2 do 11 povoljno

Moguća podjela pora prema veličini krupne srednje sitne

Archy 201011

64 Gustoća

Gustoća tla izražena je masom kubične jedinice tla = mV u gcm3 ili Mgm3

Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen veće ili manje mase od istog volumena vode

65 Konzistencija tla

a) Konzistencija izražava promjene i stanja unutar tla koja nastaju zbog djelovanja fizikalnih sila ndash kohezije i adhezije pri različitim količinama vode

b) Praktična primjena

U obradi tla stanje plastičnosti je pokazatelj optimalnog stanja tla za obradu iili gaženje

Plastičnost je sposobnost glinenih čestica da vežu vodu tlo se može modelirati zadržavati taj oblik i u suhom stanju

Donja i gornja granica plastičnosti broj plastičnosti ili indeks plastičnosti (WL = GŽ WP = GK)

66 Voda u tlu

Utječe na sve fizikalne i kemijske značajke i procese u tlu npr strukturu konzistenciju poroznost vodnozračni i toplinski režim transformaciju i migraciju mineralnih i organskih tvari

661 Kruženje vode u prirodi

Kruženje vode u prirodi pod utjecajem energije sunca je hidrološki sustav ndash ciklus

662 Vodni režim tla

Ulaz zadržavanje i izlaz vode unutar referentne dubine tla

Matematički izraz za vodni režim tla je bilanca

O = I = E + T + D + Wt

O ndash oborine I ndash infiltracija E ndash evaporacija T ndash transpiracija D ndash drenaža Wt ndash zaliha vode u tlu

- ili

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 20107

Krajnji produkt trošenja mineralnog dijela su ioni koji s vodom čine otopinu tla ndash sudjelovanje u kemijskim fizikalno kemijskim fiziološkim i biološkim transformacijama

42 Razgradnja organske i sinteza humusnih tvari

Organizmi odlažu organsku tvar (OT) U većini tala manje od mineralne tvari

Razne količine i kvalitete odložene organske tvari U šumi 4 do 6 tona godišnje travnjaci 1 do 2 tone oranice 03 do 05 tona godišnje

Procesi transformacije autoliza uz prisutnost živih organizama ndash mezo i makrofaune te mikroorganizama

Dva procesa transformacije mineralizacija i humifikacija

a) Mineralizacija razgradnja do konačnih mineralnih tvari CO2 H2O NH3 + biogeni makro i mikroelementi

b) Humifikacija proces sinteze humusnih tvari ili humusa

43 Migracija

Unutarnja migracija ndash eluvijalna akumulativna miješanje tla

Površinska migracija ili erozija vodom ndash ispiranje čestica tla i otopljenih tvari po površini tla (plošna brazdasta jaružna erozija i klizišta) odnosno erozija vjetrom

44 Specifični procesi u tlu

Erozija humizacija humifikacija pedoturbacija dekarbonatizacija debazifikacija acidifikacija salinizacija antropogenizacija

5 MORFOLOGIJA TLA

51 Vanjska morfologija

Reljef živi i mrtvi pokrov

511 Reljef ndash različite forme i veličine prostora

Oblici uspona ndash brežuljci gore planine Udubine ndash doline depresije polja Ravnice ndash niske osrednje i visoke

Archy 20108

512 Živi pokrov

Prirodan i antropomorfan ndash šume makije travnjaci kulture

513 Mrtvi pokrov

- skeletnost ndash kamenitost šljunkovitost površine mrtvi organski pokrov npr listinac

- površine stajaćih i tekućih voda u pedosferi - antropomorfan ndash poljoprivredne površine bez vegetacije

52 Unutarnja morfologija

Unutarnje lice ndash profil tla u iskopanoj pedološkoj jami

Sklop tla ndash raspored slojeva ili horizonata dubina boja tekstura struktura i poroznost tla

521 Sklop tla

Horizonti ndash osnovni O (A) A E B (B) C R G g T p

522 Dubina tla

Pedološka dubina

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt90 cm

Ekološka (agrološka) dubina ndash dubina zakorijenjavanja

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt120 cm

523 Boja tla

Kombinacija crne crvene i bijele boje

- humus ndash siva crna smeđa - hidratizirani oksidi Fe3+ - crvena smeđa žuta - spojevi Fe3+ - siva plava zelenkasta - nakupine karbonata kremena ndash bijela boja

524 Tekstura struktura porozitet

tekstura ndash od pjeskovite do glinaste

struktura ndash razni oblici i veličina strukturnih agregata

porozitet ndash šupljikavost sitno porozna porozna itd

Archy 20109

6 FIZIKALNA OBILJEŽJA TLA

Tlo je trofazni disperzni sustav čvrste tekuće i plinovite faze

Optimalni odnos Č T P = 50 25 25

61 Tekstura ndash mehanički sustav

Čvrsta faza tla je građena od mineralnih organomineralnih i organskih čestica ndash mehaničkih elemenata ndash mehaničkih frakcija ndash kategorija čestica

Određivanje mehaničkih frakcija ndash laboratorijski je odvajanje sitima (skelet i krupni pijesak) i pipetiranjem

Važnost teksture za plodnost tla

Glinasta tla

- Dobre kemijske a loše fizikalne značajke - Veliki kapacitet za vodu - Slaba provodljivost za vodu - Visoki sadržaji hranjiva - Visoki kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Teška za obradu - Hladna tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre kemijske a manje pogodne fizikalne

značajke npr travnjaci

Pjeskovita tla

- Slabe kemijske a dobre fizikalne značajke - Neznatni kapacitet za vodu - Dobra provodljivost za vodu - Neznatna količina hranjiva - Neznatni kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Laka za obradu - Topla tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre fizikalne a manje pogodne kemijske

značajke npr šume

- Ilovasta tla sa značajkama i glinastih i pjeskovitih tala najpogodnija za biljnu proizvodnju

Archy 201010

62 Struktura

a) Način nakupljanja ili agregacija mehaničkih čestica u strukturne agregate

Prva faza ndash flokulacija ili koagulacija stvaranje pahuljičastih nakupina i taloženje koloidnih čestica iz suspenzije s vodom = mikroagregati

Utjecaj kationa koji smanjuju elektrokinetički (zeta) potencijal koloidnih čestica

(viševalentni kationi npr Ca++)

Elektrostatičko privlačenje između pozitivnih naboja na rubovima i negativnih naboja na plohama minerala gline

Druga faza ndash granulacija i povezivanje nakupina gline s ostalim mehaničkim česticama = mezo i veći strukturni agregati

Veziva ndash humus glina obrada kondicioneri

b) Klasifikacija strukture

Prema veličini

- Mikroagregati ndash do 025 mm

- Mezoagregati ndash od 025 ndash 20 mm

- Makroagregati ndash od 20 ndash 500 mm

- Megaagregati - gt 50 mm

Prema obliku prizmatični plosnati kockasti mrvičasti stubasti

c) Određivanje strukture kvantitativni odnos raznih veličina agregata odvajanje pomoću sita (suho mokro) stabilnost strukturnih agregata u vodi

d) Važnost strukture za plodnost tla

Najpovoljniji strukturni agregati 1 do 10 mm ᴓ povoljan odnos makro i mikro pora dobro upijanje i zadržavanje vode dovoljno zraka

Održavanje dobre strukture tla ndash plodored obrada gnojidba

63 Porozitet

Prostor između mehaničkih elemenata odnosno strukturnih agregata tla što da zauzima tekuća i plinovita (zrak) faza su šupljike ili pore ndash porozitet

Kapilarne (mikro) i nekapilarne (makro) pore = ukupna poroznost ( P) Odnos kapilarnih i nekapilarnih 3 2 do 11 povoljno

Moguća podjela pora prema veličini krupne srednje sitne

Archy 201011

64 Gustoća

Gustoća tla izražena je masom kubične jedinice tla = mV u gcm3 ili Mgm3

Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen veće ili manje mase od istog volumena vode

65 Konzistencija tla

a) Konzistencija izražava promjene i stanja unutar tla koja nastaju zbog djelovanja fizikalnih sila ndash kohezije i adhezije pri različitim količinama vode

b) Praktična primjena

U obradi tla stanje plastičnosti je pokazatelj optimalnog stanja tla za obradu iili gaženje

Plastičnost je sposobnost glinenih čestica da vežu vodu tlo se može modelirati zadržavati taj oblik i u suhom stanju

Donja i gornja granica plastičnosti broj plastičnosti ili indeks plastičnosti (WL = GŽ WP = GK)

66 Voda u tlu

Utječe na sve fizikalne i kemijske značajke i procese u tlu npr strukturu konzistenciju poroznost vodnozračni i toplinski režim transformaciju i migraciju mineralnih i organskih tvari

661 Kruženje vode u prirodi

Kruženje vode u prirodi pod utjecajem energije sunca je hidrološki sustav ndash ciklus

662 Vodni režim tla

Ulaz zadržavanje i izlaz vode unutar referentne dubine tla

Matematički izraz za vodni režim tla je bilanca

O = I = E + T + D + Wt

O ndash oborine I ndash infiltracija E ndash evaporacija T ndash transpiracija D ndash drenaža Wt ndash zaliha vode u tlu

- ili

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 20108

512 Živi pokrov

Prirodan i antropomorfan ndash šume makije travnjaci kulture

513 Mrtvi pokrov

- skeletnost ndash kamenitost šljunkovitost površine mrtvi organski pokrov npr listinac

- površine stajaćih i tekućih voda u pedosferi - antropomorfan ndash poljoprivredne površine bez vegetacije

52 Unutarnja morfologija

Unutarnje lice ndash profil tla u iskopanoj pedološkoj jami

Sklop tla ndash raspored slojeva ili horizonata dubina boja tekstura struktura i poroznost tla

521 Sklop tla

Horizonti ndash osnovni O (A) A E B (B) C R G g T p

522 Dubina tla

Pedološka dubina

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt90 cm

Ekološka (agrološka) dubina ndash dubina zakorijenjavanja

- v plitka tla lt15 cm - v duboka tla gt120 cm

523 Boja tla

Kombinacija crne crvene i bijele boje

- humus ndash siva crna smeđa - hidratizirani oksidi Fe3+ - crvena smeđa žuta - spojevi Fe3+ - siva plava zelenkasta - nakupine karbonata kremena ndash bijela boja

524 Tekstura struktura porozitet

tekstura ndash od pjeskovite do glinaste

struktura ndash razni oblici i veličina strukturnih agregata

porozitet ndash šupljikavost sitno porozna porozna itd

Archy 20109

6 FIZIKALNA OBILJEŽJA TLA

Tlo je trofazni disperzni sustav čvrste tekuće i plinovite faze

Optimalni odnos Č T P = 50 25 25

61 Tekstura ndash mehanički sustav

Čvrsta faza tla je građena od mineralnih organomineralnih i organskih čestica ndash mehaničkih elemenata ndash mehaničkih frakcija ndash kategorija čestica

Određivanje mehaničkih frakcija ndash laboratorijski je odvajanje sitima (skelet i krupni pijesak) i pipetiranjem

Važnost teksture za plodnost tla

Glinasta tla

- Dobre kemijske a loše fizikalne značajke - Veliki kapacitet za vodu - Slaba provodljivost za vodu - Visoki sadržaji hranjiva - Visoki kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Teška za obradu - Hladna tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre kemijske a manje pogodne fizikalne

značajke npr travnjaci

Pjeskovita tla

- Slabe kemijske a dobre fizikalne značajke - Neznatni kapacitet za vodu - Dobra provodljivost za vodu - Neznatna količina hranjiva - Neznatni kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Laka za obradu - Topla tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre fizikalne a manje pogodne kemijske

značajke npr šume

- Ilovasta tla sa značajkama i glinastih i pjeskovitih tala najpogodnija za biljnu proizvodnju

Archy 201010

62 Struktura

a) Način nakupljanja ili agregacija mehaničkih čestica u strukturne agregate

Prva faza ndash flokulacija ili koagulacija stvaranje pahuljičastih nakupina i taloženje koloidnih čestica iz suspenzije s vodom = mikroagregati

Utjecaj kationa koji smanjuju elektrokinetički (zeta) potencijal koloidnih čestica

(viševalentni kationi npr Ca++)

Elektrostatičko privlačenje između pozitivnih naboja na rubovima i negativnih naboja na plohama minerala gline

Druga faza ndash granulacija i povezivanje nakupina gline s ostalim mehaničkim česticama = mezo i veći strukturni agregati

Veziva ndash humus glina obrada kondicioneri

b) Klasifikacija strukture

Prema veličini

- Mikroagregati ndash do 025 mm

- Mezoagregati ndash od 025 ndash 20 mm

- Makroagregati ndash od 20 ndash 500 mm

- Megaagregati - gt 50 mm

Prema obliku prizmatični plosnati kockasti mrvičasti stubasti

c) Određivanje strukture kvantitativni odnos raznih veličina agregata odvajanje pomoću sita (suho mokro) stabilnost strukturnih agregata u vodi

d) Važnost strukture za plodnost tla

Najpovoljniji strukturni agregati 1 do 10 mm ᴓ povoljan odnos makro i mikro pora dobro upijanje i zadržavanje vode dovoljno zraka

Održavanje dobre strukture tla ndash plodored obrada gnojidba

63 Porozitet

Prostor između mehaničkih elemenata odnosno strukturnih agregata tla što da zauzima tekuća i plinovita (zrak) faza su šupljike ili pore ndash porozitet

Kapilarne (mikro) i nekapilarne (makro) pore = ukupna poroznost ( P) Odnos kapilarnih i nekapilarnih 3 2 do 11 povoljno

Moguća podjela pora prema veličini krupne srednje sitne

Archy 201011

64 Gustoća

Gustoća tla izražena je masom kubične jedinice tla = mV u gcm3 ili Mgm3

Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen veće ili manje mase od istog volumena vode

65 Konzistencija tla

a) Konzistencija izražava promjene i stanja unutar tla koja nastaju zbog djelovanja fizikalnih sila ndash kohezije i adhezije pri različitim količinama vode

b) Praktična primjena

U obradi tla stanje plastičnosti je pokazatelj optimalnog stanja tla za obradu iili gaženje

Plastičnost je sposobnost glinenih čestica da vežu vodu tlo se može modelirati zadržavati taj oblik i u suhom stanju

Donja i gornja granica plastičnosti broj plastičnosti ili indeks plastičnosti (WL = GŽ WP = GK)

66 Voda u tlu

Utječe na sve fizikalne i kemijske značajke i procese u tlu npr strukturu konzistenciju poroznost vodnozračni i toplinski režim transformaciju i migraciju mineralnih i organskih tvari

661 Kruženje vode u prirodi

Kruženje vode u prirodi pod utjecajem energije sunca je hidrološki sustav ndash ciklus

662 Vodni režim tla

Ulaz zadržavanje i izlaz vode unutar referentne dubine tla

Matematički izraz za vodni režim tla je bilanca

O = I = E + T + D + Wt

O ndash oborine I ndash infiltracija E ndash evaporacija T ndash transpiracija D ndash drenaža Wt ndash zaliha vode u tlu

- ili

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 20109

6 FIZIKALNA OBILJEŽJA TLA

Tlo je trofazni disperzni sustav čvrste tekuće i plinovite faze

Optimalni odnos Č T P = 50 25 25

61 Tekstura ndash mehanički sustav

Čvrsta faza tla je građena od mineralnih organomineralnih i organskih čestica ndash mehaničkih elemenata ndash mehaničkih frakcija ndash kategorija čestica

Određivanje mehaničkih frakcija ndash laboratorijski je odvajanje sitima (skelet i krupni pijesak) i pipetiranjem

Važnost teksture za plodnost tla

Glinasta tla

- Dobre kemijske a loše fizikalne značajke - Veliki kapacitet za vodu - Slaba provodljivost za vodu - Visoki sadržaji hranjiva - Visoki kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Teška za obradu - Hladna tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre kemijske a manje pogodne fizikalne

značajke npr travnjaci

Pjeskovita tla

- Slabe kemijske a dobre fizikalne značajke - Neznatni kapacitet za vodu - Dobra provodljivost za vodu - Neznatna količina hranjiva - Neznatni kapacitet sorpcije - Biološki neaktivna - Laka za obradu - Topla tla - Biljke s visokim zahtjevima za dobre fizikalne a manje pogodne kemijske

značajke npr šume

- Ilovasta tla sa značajkama i glinastih i pjeskovitih tala najpogodnija za biljnu proizvodnju

Archy 201010

62 Struktura

a) Način nakupljanja ili agregacija mehaničkih čestica u strukturne agregate

Prva faza ndash flokulacija ili koagulacija stvaranje pahuljičastih nakupina i taloženje koloidnih čestica iz suspenzije s vodom = mikroagregati

Utjecaj kationa koji smanjuju elektrokinetički (zeta) potencijal koloidnih čestica

(viševalentni kationi npr Ca++)

Elektrostatičko privlačenje između pozitivnih naboja na rubovima i negativnih naboja na plohama minerala gline

Druga faza ndash granulacija i povezivanje nakupina gline s ostalim mehaničkim česticama = mezo i veći strukturni agregati

Veziva ndash humus glina obrada kondicioneri

b) Klasifikacija strukture

Prema veličini

- Mikroagregati ndash do 025 mm

- Mezoagregati ndash od 025 ndash 20 mm

- Makroagregati ndash od 20 ndash 500 mm

- Megaagregati - gt 50 mm

Prema obliku prizmatični plosnati kockasti mrvičasti stubasti

c) Određivanje strukture kvantitativni odnos raznih veličina agregata odvajanje pomoću sita (suho mokro) stabilnost strukturnih agregata u vodi

d) Važnost strukture za plodnost tla

Najpovoljniji strukturni agregati 1 do 10 mm ᴓ povoljan odnos makro i mikro pora dobro upijanje i zadržavanje vode dovoljno zraka

Održavanje dobre strukture tla ndash plodored obrada gnojidba

63 Porozitet

Prostor između mehaničkih elemenata odnosno strukturnih agregata tla što da zauzima tekuća i plinovita (zrak) faza su šupljike ili pore ndash porozitet

Kapilarne (mikro) i nekapilarne (makro) pore = ukupna poroznost ( P) Odnos kapilarnih i nekapilarnih 3 2 do 11 povoljno

Moguća podjela pora prema veličini krupne srednje sitne

Archy 201011

64 Gustoća

Gustoća tla izražena je masom kubične jedinice tla = mV u gcm3 ili Mgm3

Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen veće ili manje mase od istog volumena vode

65 Konzistencija tla

a) Konzistencija izražava promjene i stanja unutar tla koja nastaju zbog djelovanja fizikalnih sila ndash kohezije i adhezije pri različitim količinama vode

b) Praktična primjena

U obradi tla stanje plastičnosti je pokazatelj optimalnog stanja tla za obradu iili gaženje

Plastičnost je sposobnost glinenih čestica da vežu vodu tlo se može modelirati zadržavati taj oblik i u suhom stanju

Donja i gornja granica plastičnosti broj plastičnosti ili indeks plastičnosti (WL = GŽ WP = GK)

66 Voda u tlu

Utječe na sve fizikalne i kemijske značajke i procese u tlu npr strukturu konzistenciju poroznost vodnozračni i toplinski režim transformaciju i migraciju mineralnih i organskih tvari

661 Kruženje vode u prirodi

Kruženje vode u prirodi pod utjecajem energije sunca je hidrološki sustav ndash ciklus

662 Vodni režim tla

Ulaz zadržavanje i izlaz vode unutar referentne dubine tla

Matematički izraz za vodni režim tla je bilanca

O = I = E + T + D + Wt

O ndash oborine I ndash infiltracija E ndash evaporacija T ndash transpiracija D ndash drenaža Wt ndash zaliha vode u tlu

- ili

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201010

62 Struktura

a) Način nakupljanja ili agregacija mehaničkih čestica u strukturne agregate

Prva faza ndash flokulacija ili koagulacija stvaranje pahuljičastih nakupina i taloženje koloidnih čestica iz suspenzije s vodom = mikroagregati

Utjecaj kationa koji smanjuju elektrokinetički (zeta) potencijal koloidnih čestica

(viševalentni kationi npr Ca++)

Elektrostatičko privlačenje između pozitivnih naboja na rubovima i negativnih naboja na plohama minerala gline

Druga faza ndash granulacija i povezivanje nakupina gline s ostalim mehaničkim česticama = mezo i veći strukturni agregati

Veziva ndash humus glina obrada kondicioneri

b) Klasifikacija strukture

Prema veličini

- Mikroagregati ndash do 025 mm

- Mezoagregati ndash od 025 ndash 20 mm

- Makroagregati ndash od 20 ndash 500 mm

- Megaagregati - gt 50 mm

Prema obliku prizmatični plosnati kockasti mrvičasti stubasti

c) Određivanje strukture kvantitativni odnos raznih veličina agregata odvajanje pomoću sita (suho mokro) stabilnost strukturnih agregata u vodi

d) Važnost strukture za plodnost tla

Najpovoljniji strukturni agregati 1 do 10 mm ᴓ povoljan odnos makro i mikro pora dobro upijanje i zadržavanje vode dovoljno zraka

Održavanje dobre strukture tla ndash plodored obrada gnojidba

63 Porozitet

Prostor između mehaničkih elemenata odnosno strukturnih agregata tla što da zauzima tekuća i plinovita (zrak) faza su šupljike ili pore ndash porozitet

Kapilarne (mikro) i nekapilarne (makro) pore = ukupna poroznost ( P) Odnos kapilarnih i nekapilarnih 3 2 do 11 povoljno

Moguća podjela pora prema veličini krupne srednje sitne

Archy 201011

64 Gustoća

Gustoća tla izražena je masom kubične jedinice tla = mV u gcm3 ili Mgm3

Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen veće ili manje mase od istog volumena vode

65 Konzistencija tla

a) Konzistencija izražava promjene i stanja unutar tla koja nastaju zbog djelovanja fizikalnih sila ndash kohezije i adhezije pri različitim količinama vode

b) Praktična primjena

U obradi tla stanje plastičnosti je pokazatelj optimalnog stanja tla za obradu iili gaženje

Plastičnost je sposobnost glinenih čestica da vežu vodu tlo se može modelirati zadržavati taj oblik i u suhom stanju

Donja i gornja granica plastičnosti broj plastičnosti ili indeks plastičnosti (WL = GŽ WP = GK)

66 Voda u tlu

Utječe na sve fizikalne i kemijske značajke i procese u tlu npr strukturu konzistenciju poroznost vodnozračni i toplinski režim transformaciju i migraciju mineralnih i organskih tvari

661 Kruženje vode u prirodi

Kruženje vode u prirodi pod utjecajem energije sunca je hidrološki sustav ndash ciklus

662 Vodni režim tla

Ulaz zadržavanje i izlaz vode unutar referentne dubine tla

Matematički izraz za vodni režim tla je bilanca

O = I = E + T + D + Wt

O ndash oborine I ndash infiltracija E ndash evaporacija T ndash transpiracija D ndash drenaža Wt ndash zaliha vode u tlu

- ili

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201011

64 Gustoća

Gustoća tla izražena je masom kubične jedinice tla = mV u gcm3 ili Mgm3

Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen veće ili manje mase od istog volumena vode

65 Konzistencija tla

a) Konzistencija izražava promjene i stanja unutar tla koja nastaju zbog djelovanja fizikalnih sila ndash kohezije i adhezije pri različitim količinama vode

b) Praktična primjena

U obradi tla stanje plastičnosti je pokazatelj optimalnog stanja tla za obradu iili gaženje

Plastičnost je sposobnost glinenih čestica da vežu vodu tlo se može modelirati zadržavati taj oblik i u suhom stanju

Donja i gornja granica plastičnosti broj plastičnosti ili indeks plastičnosti (WL = GŽ WP = GK)

66 Voda u tlu

Utječe na sve fizikalne i kemijske značajke i procese u tlu npr strukturu konzistenciju poroznost vodnozračni i toplinski režim transformaciju i migraciju mineralnih i organskih tvari

661 Kruženje vode u prirodi

Kruženje vode u prirodi pod utjecajem energije sunca je hidrološki sustav ndash ciklus

662 Vodni režim tla

Ulaz zadržavanje i izlaz vode unutar referentne dubine tla

Matematički izraz za vodni režim tla je bilanca

O = I = E + T + D + Wt

O ndash oborine I ndash infiltracija E ndash evaporacija T ndash transpiracija D ndash drenaža Wt ndash zaliha vode u tlu

- ili

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201012

O + Pw = E + T + D + Wt

Pw ndash podzemna voda

663 Nesaturirano i saturirano tlo

U nesaturiranom ili umjereno vlažnom tlu voda je u mikro ili kapilarnim porama gdje prevladavaju kapilarne i adsorpcijske sile te osmotske sile u slanim tlima ndash negativan hidrostatički tlak PltPatm Mjeri se tenzimetrom Adsorpcijske sile ndash elektrostatičke Wan der Vals-ove

Kapilarne sile su sile površinske napetosti aktivirane silom adhezije između vode i čestice tla te veličinom pora

U staturiranom tlu odnosno ispod razine podzemne vode prevladava pozitivan hidrostatički tlak PgtPatm Mjeri se pjezometrom

664 Energetsko stanje ndash potencijal vode u tlu

Voda u tlu može sadržavati razne količine i oblike energije kao i druga prirodna tijela Od primarne važnosti je potencijalna energija ndash Ep ili potencijal određen pozicijom odnosno unutarnjim stanjem vode Može biti pozitivan (+p) ili negativan (-p)

665 Vodne konstante i sadržaj vode u tlu

U sustavu tlo-voda postoje ravnotežna stanja koja nazivamo vodne konstante

Maksimalni kapacitet tla za vodu (MKv) ndash saturirano sve pore ispunjene vodom P (+)

Poljski = retencijski kapacitet tla za vodu (PKv = Kv) gornja granica bilju pristupačne vode u mikro porama (sitne i srednje lt 10 mikrometara promjera) negativni tlak -100 do -500 cm stupca vode ili -01 do -05 bara

Točka venuća (Tv) donja granica bilju pristupačne vode negativni tlačni potencijal je u prosjeku -15 000 cm stupca vode ili -15 bara u toj točki ukupni sadržaj vode je nepristupačan ndash nekoristan za biljke (Nv)

Fiziološki aktivna ili bilju pristupačna voda (FAv) je prema slijedećim izrazima

FAv = PKv ndash Tv (Nv)

FAv = Kv ndash Tv (Nv)

Lentokapilarna točka (LKt) je donja granica lakše pristupačne vode za biljke s negativnim tlakom -625 cm stupca vode ili -625 bara ili pF = 38

Gravitacijska ili cijedna voda je MKv ndash PKv

Sadržaj vode za pojedine vodne konstante određujemo u laboratorijskim uvjetima pomoću pF aparature ndash tlačnog ekstraktora i tlačne membrane uz P (+) zraka

Niže negativne tlakove P (-) za odgovarajuće vodne konstante postižemo i pomoću kutije s pijeskom ili kaolinom

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201013

666 Kretanje vode u tlu

Upijanje vode u tlo ndash infiltracija a tok vode u saturiranom tlu filtracija Descedentno ascedentno i lateralno

U osnovi kretanje vode u tlu tumačimo razlikom njenog potencijala između pojedinih točaka odnosno uslijed gradijenta ndash razlike u potencijalu od točke do točke izraza - dᴓdx kao promjena potencijala s udaljenosti x

Voda se kreće s mjesta ndash točke većeg prema mjestu manjeg potencijala

6661 Kretanje vode u saturiranom tlu

Tumači se Darcy-evim zakonom za jednodimenzionalni tok vode u tlu

V = K i

V = brzina toka vode K = koeficijent propusnosti tla za vodu i = hidraulički gradijent ili i = hL ndash hidraulička visinavisina uzorka tla

Iz gornje jednadžbe K = Vi (cms ili mdan)

U saturiranom tlu propusnost za vodu ovisi o teksturi strukturi kemijskim značajkama toplini vode barometarskom tlaku

Sporo kretanje 03 ndash 013 mdan

Vrlo brzo gt60 mdan

6662 Mjerenje vlage u poljskim uvjetima

Stacionarna i kontinuirana mjerenja vlažnosti tla u polju

- gravimetrijski

- tenziomatrima

- elektrometrijski

- neutronskim mjeračima

Ova mjerenja mogu biti samostalna ili u kombinaciji s mjerenjem razine podzemne vode ndash tlačne ili pjezometarske visine u saturiranom tlu ndash pomoću pjezometra

67 Zrak u tlu

U porama tla osim vode nalazi se i zrak Sadržaj zraka u tlu je promjenjiv Ovisi o količini i odnosu makro i mikro pora te količini vode Kada su sve pore ispunjene vodom ndash saturirano tlo sadržaj zraka je praktično jednak nuli U umjereno vlažnom ndash nesaturiranom tlu kada je voda samo u mikro kapilarnim porama onda količina zraka ovisi o sadržaju makro pora

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201014

Kapacitet za zrak od 5 do 10 je problematičan 10 do 15 zadovoljavajući a preko 15 ili 20 nema osobite koristi Prema Kopeckom za normalan razvoj travne vegetacije zadovoljava Kz 6 do 10 a pšenicu i zob 10 do 15 a za ječam i šećernu repu 15 do 20 volumnih

Kretanje zraka difuzijom nastaje zbog promjene koncentracije pojedinih komponenata (plinova) u zraku tla i atmosferi Prema nekim autorima 10 vol zraka u tlu smatra se kritičnom granicom zbog prestanka difuzije plinova i smanjenja propusnosti tla za zrak

671 Sastav zraka

Prosječni sastav zraka

- u atmosferi ndash N = 790 O2 = 206 i CO2 = 003

- u tlu ndash N = 799 O2 = 209 i CO2 = 93

Uz navedene prosječne sastave dušika kisika i ugljičnog dioksida moguće su vrlo male količine nekih plemenitih plinova i vodene pare

U tlu je stalna tendencija povećanja CO2 na račun O2 što dolazi zbog procesa disanja korijenja i mikroorganizmi tla te mineralizacije organske tvari i drugih oksidacijskih procesa u tlu Tada CO2 može biti 5-6 a sadržaj O2 10 Manjak O2 i višak CO2 budu često u močvarnim ilii glejnim tlima i bezstrukturnim glinastim tlima Osim navedenih plinova u takvim uvjetima nalazimo metan i sumporovodik

672 Uloga zraka u tlu

Kisik je potreban za sve procese oksidacije ndash trošenje minerala za autotrofne bakterije aerobne fiksatore dušika humifikaciju i mineralizaciju kojom se stvaraju oksidirani oblici biogenih elemenata NO3 SO4 HPO4 te nenadoknadiva važnost za disanje biljnog korijenja i faune u tlu

Ugljični dioksid s vodom je agens trošenja minerala i mobilizacije hranjiva pufer utječe na reakciju debazifikaciju acidifikaciju i topivost fosfata

Dušik ima značaj za nitrogene bakterije ndash simbiotske i nesimbiotske

Uloga vodene pare ndash štiti sušenje korijenja i mikroba

673 Mjere za prozračivanje tla

Pravilna obrada razbijanje pokorice organska gnojiva malčiranje i drenaža

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201015

68 Toplinske značajke tla i termički režim

681 Izvori topline i zagrijavanje tla

Glavni izvor topline tla je sunčevo zračenje ndash solarna radijacija Na površinu tla dopire oko 45 ostalo se apsorbira u atmosferi ili se trajno gubi refleksijom i difuznim raspršivanjem Apsorbirani dio je čista radijacija ndash zagrijava tlo

Zagrijavanje tla ovisi o geografskoj širini i oblasti reljefu ndash eksploziji i inklinaciji značajkama tla te specifičnim toplinskim kapacitetima pojedinih faza ndash komponenata tla kapacitetu tla za toplinu i provodljivost tla za toplinu

Ekspozicija i inklinacija ndash sjeverni južni istočni i zapadni pristranci Najtopliji pristranci su čija površina zatvara sa sunčevim zrakama kut od 90

Boja ndash tamnija tla više upijaju sunčevu energiju

Živi i mrtvi pokrov ndash gole površine više zrače i albedo (odbijanje energije radijacije) je veći Vegetacija troši velike količine energije za transpiraciju i izgradnju organske tvari Tla pod vegetacijom se sporije zagrijavaju Snijeg je toplinski izolator

Sezonska kolebanja temperature tla imaju sljedeća opća obilježja

- Površinski horizonti tla se zagrijavaju jače od zraka

- Ljeti se tlo zagrijava u descedentnom smjeru a u jesen i zimi se hladi u ascedentnom smjeru

682 Toplinske značajke tla

Zagrijavanje hlađenje širenje i zadržavanje topline u tlu ovisi između ostalog o sljedećim toplinskim značajkama tla

- Specifični toplinski kapacitet (ranije specifična toplina)

- Kapacitet za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

- Provodljivost za toplinu tla ili pojedinih faza ndash komponentna tla

Vlažna i glinasta tla imaju veliki kapacitet za toplinu i teško se zagrijavaju Močvarna tla su duže hladnija u proljeće i duže zadržavaju toplinu u jesen Suha i pjeskovita tla se brže zagrijavaju i brzo hlade

683 Mjerenje temperature tla

Geotermometri za mjerenje na različitim dubinama

684 Mjere za reguliranje topline tla

Malčiranje zasjenjivanje ili prekrivanje obrada tla kao regulator vodno-zračnog režima odvodnja i natapanje

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201016

7 KEMIJSKE ZNAČAJKE

71 Mineralna tvar tla

Anorgansku materiju čvrste faze tla čine mineralne tvari porijeklom iz eruptivnih sedimentnih i metamorfnih stijena

Mineralni sustav tla ovisi o izvornim stijenama i načinu njihovog trošenja npr granit se lakše troši fizikalno a bazalt lakše kemijski

711 Fragmenti stijena i primarni minerali ndash krupnije čestice tla

712 Oksidi i hidroksidi Si Al Fe i Mn

713 Nesilikatni minerali npr

Karbonati najčešće CaCO3 kao kalcit ili CaCO3 x MgCO3 kao dolomit

Fosfati malo u tlu apatit je Ca-fosfat i sekundarne soli Ca Fe Al

Sulfati a u anaerobnim uvjetima i sulfidi Nakupine gipsa u aridnim oblastima

Kloridi i nitrati lako topive soli

714 Minerali gline

Sekundarni alumosilikati ndash koloidna svojstva i u sastavu glinene frakcije tla građeni su po modelu tinjaca ndash uslojeno

Osnovne jedinice Si-tetraedri i Al-oktaedri povezani plošno u lamele ili listiće Osnovni listići ili lamele građeni su od dva ili tri plošna sloja

Dvoslojni minerali gline (11) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash kaolinit i haloizit

Troslojni minerali gline (21) Si-tetraedri ndash Al-oktaedar ndash Si-tetraedri ndash ilit vermikulit te smektitna grupa (montmorilonitna)

Smektit jako ekspandibilan u međulamelarne prostore ulazi H2O Ca Mg Naročito bubri Na-smektit u vlažnom stanju i kontrahira ili steže se u suhom stanju tla

Kloriti su isto troslojni minerali

Minerali gline utječu na mnoge značajke tla

bull Mehanički sustav strukturu upijanje i propusnost za vodu tekuću fazu bubrenje i kontrakciju plastičnost sustave i način sorpcije posebno adsorpciju iona i molekula odnosno za sva najbitnija mehanička fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva te biljno-hranidbene značajke

715 Ionske disperzije

Konačni produkti trošenja minerala su ioni koji ulaze i u otopinu tla

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201017

- lakše topive soli Na+ K+ Mg+ Ca+ te Cl- NO3- SO4

2- H2CO3-

- teže topivi spojevi Al3+ Fe3+ Mn3+ Cu2+ Zn2+ i H2PO42-

Ionske disperzije ulaze u brojne kemijske reakcije adsorbiraju se u tlu na koloide ndash mineralne i organske stvaraju helate

U otopini su važni za sustav biljne hranidbe važne za edafon

72 Organska tvar tla

Osim mineralnih tvari u većini tala ima 1 do 10 organskih tvari

721 Živa i mrtva tvar

U širem smislu organsku tvar tla čine svi predstavnici flore i faune koji obitavaju u tlu (edafon) te svi biljni i životinjski ostaci koji mogu biti nerazgrađeni u fazi razgradnje i transformirani u specifične organske tvari ndash humusne tvari

722 Humusne tvari

Nespecifične humusne tvari kojih bude 10 ndash 15 sastoje se od bjelančevina aminokiselina ugljikohidrata poliuronskih kiselina aminosaharida polifenola aktivnih tvari ndash fermenata vitamina i antibiotika te smola i lignina

Specifične humusne tvari su visoko molekularni kompleksni produkti procesa humifikacije Ima ih 85 ndash 95 i nastali su kondenzacijom i polimerizacijom imajući koloidne dimenzije i crno-smeđu boju

Dijele se na humusne kiseline ndash huminske i fulvo kiseline te humin

723 Humoznost tla

Temeljem količine humusa svrstava se i ocjenjuje humoznost tla

- vrlo slabo humozna do 1 - vrlo jako humozna preko 10 - ekstremno humozna do 30 - tresetna tla preko 30

724 Gospodarenje humusom

U prirodnim uvjetima ili negnojenim tlima biljke iz humusa koriste 100 N 50 ndash 60 P 85 S te veći dio B i Mo

Gospodarenje humusom pretpostavlja organsku gnojidbu primjeren plodored odnosno stvaranje uvjeta za humifikaciju ndash obrada tla unošenje Ca popravak reakcije (kiselosti alkaličnosti) i obogaćivanje tla bazama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201018

73 Glavni elementi u tlu

Različite su vrste i količine pojedinih kemijskih elemenata koji izgrađuju trofazni sustav tla

Čvrstu tekuću i plinovitu fazu tla izgrađuje ukupno 50 elemenata od toga 98 čine O Si Al Fe Ca Mg K Na H a samo 2 su ostali među kojima su C N P i S vrlo značajni za hranidbu bilja

Njihova podjela može biti na biogene akcesorne stimulativne i toksične

a) biogeni makroelementi ndash O H C N P K Ca Mg S b) biogeni mikroelementi ndash Fe B Mn Cu Zn Mo c) akcesorni elementi ndash npr Si Cl Na d) stimulativni elementi ndash Al Ba Br F Co Si e) toksični elementi ndash As Cr Hg

74 Polutanti antropogenog porijekla

Polutanti ili onečišćivači tla mogu biti iz različitih pojedinačnih iili kombiniranih izvora ndash industrija energetska postrojenja flotacijski materijal i jalovine u rudarstvu plinovi prašina otpad iz urbanih područja infrastruktura ndash autoceste kemizacija u poljoprivredi aeroprecipitati iz atmosfere ndash kisele kiše

U otpadu (smeću) često budu veće količine teških metala koji su biogeni mikroelementi B Mn Cu Zn Mo ili su važni u hranidbi životinja Co Se ili koji nisu biogeni Cd Hg Pb Svi su oni toksični kod određene koncentracije U tlu mogu doživljavati razne promjene u smislu sorpcije povećane topivosti stvaranja novih spojeva koji su manje štetni U tim promjenama mogu sudjelovati i mikroorganizmi

Polutante koji bez obzira na promjene ostaju u otopini mogu sorbirati biljke a onda je to ulaz u hranidbeni sustav biljaka-životinja iili čovjek

Intenzivna poljoprivreda ndash primjena mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditiva u hranidbi životinja

Denitrifikacijom se oslobađaju dušični oksidi NOx i N2O što bude doprinos ili jedan od izvora uništavanja ozonskog sloja međutim manje od 1 u odnosu na druge izvore

Fosfatna gnojiva sadrže određene količine radionuklida elemenata 238U i 40K onečišćenje oranica radionuklidima iz gnojiva je sporo

Fosfor može biti uzrok entrofikacije voda

U fosfatima sedimentnog porijekla ima kadmija (Cd) npr oko 15 do 75 gt sedimenta što nije na duži rok veća opasnost

općenito veća opasnost od Cd i drugih teških metala je u vrlo kiseloj sredini

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201019

75 Sorpcija tvari u tlu

Tlo je višefazni sustav u kojem se događaju brojni fizikalni kemijski i biološki procesi ndash reakcije uključujući i sorpciju tvari (sorbeo ndash nakupljanje adsorpcija ndash vezanje na površini absorpcija ndash upijanje cijelom masom i kemosorpcija ili kemijska reakcija u kojoj nastaje novi spoj

751 Vrste i važnost sorpcija

Sorpcija je važna za dinamiku i plodnost tla Gedroic razlikuje

a) mehaničku sorpciju ndash zadržavanje zbog veličine ili promjera čestica i pora tla

b) fizikalna sorpcija ndash adsorpcija atoma molekula i iona iz plinovite i tekuće faze na aktivnu površinu čestica tla Walsove sile i elektrostatičko polje npr higoskopna voda čestice tla su omotane slojem debljine 10 molekula vode

c) fizikalno-kemijska sorpcija ndash sposobnost prvenstveno koloida tla da na svojoj površini vežu ione koji se mogu izmjenjivati s kationom otopine soli ili H-ionima Sve visokodisperzne organske i mineralne čestice tih sposobnosti čine ˝adsorpcijski kompleks tla˝

Razlika između fizikalne i fizikalno-kemijske sorpcije

- pri fizikalnoj sorpciji mijenja se samo koncentracija u sloju otopine uz česticu (koloid) tla

- Pri fizikalno-kemijskoj sorpciji ioni otopine se dijelom vežu i kemijski s molekulama i atomima na površini čvrste čestice (koloida) tla

d) kemijska sorpcija ndash stvaraju se novi spojevi

e) biološka sorpcija ndash organizmi ugrađuju razne tvari ndash hranjiva

752 Fizikalno kemijska sorpcija ndash adsorpcijski kompleks (AK)

a) Adsorpcijski kompleks

Električni naboj čvrstih čestica omogućuje fizikalno-kemijsku sorpciju ili adsorpciju suprotno nabijenih iona

Količina adsorbiranih iona na čvrstim česticama ovisi o njihovoj aktivnoj površini i jačini električnog naboja ili elektrokinetičkom potencijalu

Glavni nositelj aktivne površine i oni koji čine tzv Adsorpcijski kompleks tla (AK) su svi mineralni i organski spojevi visoke disperznosti ndash koloidi

U tlu dominiraju koloidne čestice s negativnim nabojem ili acidoidi Osim njih tu su još i u manjoj mjeri i pri specifičnim uvjetima koloidne čestice s pozitivnim nabojem ili bazoidi te koloidne čestice s promjenjivim nabojem ili amfolitoidi (amfoterni ili dvojaki koloidi)

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201020

b) Adsorpcija kationa

Adsorpcija ovisi o značajkama kationa (AK) i koncentraciji otopine tla

Kationi s većom valencijom i H-ion kao iznimka jače (lakše) se adsorbiraju

M+++ gt M++ gt M+ odnosno

H+ gt Ca++ gt Mg++ gt K+ gt Na+

Prvo mjesto za jaču adsorpciju vodikovog iona () tumačimo time da kada H primi jednu molekulu vode onda nastaje ion H3O+ veličine 0135 nm

c) Desorpcija i zamjena kationa

Desorpcija i zamjena ili supstitucija kationa na AK se događa onda kada je narušena ravnoteža između sadržaja adsorbiranih kationa i sadržaja kationa u otopini tla

Desorpcija i zamjena kaiona na AK s kationima otopine tumači se njihovom kinetičkom energijom odvija se ekvivalentnom zamjenom i izražava u mmol ekv H100 g suhog tla

Supstitucija ili zamjena kationa (AK) je najčešće reverzibilna pojava i najlakši proces na periferiji ndash rubu difuznog sloja gdje je elektrostatička sila privlačenja iona AK najslabija

d) Adsorpcija aniona

Anioni iz otopine tla mogu se vezati s bazoidima ndash negativno nabijenim koloidima

Adsorpcija aniona je analogna kationskoj adsorpciji Ovisi o značajkama adsorbiranih aniona Veću sposobnost adsorpcije imaju anioni veće valencije i OH- ion kao iznimka

OH- gt PO43- gt SO4

2- gt NO3- = Cl-

753 Kemijska sorpcija aniona

Kemijska sorpcija aniona ili kemosorpcija je proces stvaranja spojeva ndash soli fosfata silikata karbonata i nitrata

76 Otopina tla

Tekuća faza tla ili otopina tla ima važnu ulogu za postanak i razvoj tla njegovu dinamiku i specifične značajke tla

U porama tla se nalazi voda + otopljene anorganske i organske tvari ndash produkti trošenja minerala i transformacije ili mineralizacije organskih tvari

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201021

Ioni ndash kationi i anioni disocirani u vodi tla daju joj značajke ionske otopine

U vodi tla nalazimo i plinove te dispergirane liofilne koloide ili koloide u stanju zol-a

761 Koncentracija otopine tla

To je vrlo promjenjiva značajka u vremenu i prostoru Malu koncentraciju imaju tla vlažnih i humidnih područja lt1 a tla aridnih područja gt1

Važnost tekuće faze ili otopine tla je nenadoknadiva kao izvora biogenih elemenata za biljku NO3 PO4 SO4 K Ca Mg NH3 Fe Mn Cu Zn B i dr

Koncentracija otopine tla se mjeri gravimetrijski ili električnom vodljivosti Kod različitih količina elektrolita je i različita vidljivost Jedinica za koncentraciju je mgl ili microgl ngl a za električnu vodljivost Simensm (Sm)

762 Reakcija tla

Važnost H+ i OH- iona u otopini tla Vodikovi ioni su nositelji kisele a hidroksilni ioni alkalične (bazične) reakcije Kod jednake zastupljenosti reakcija otopine je neutralna

Neutralna voda volumena 1 l ima isti broj H+ i OH- iona pri temperaturi 22 C odnosno ima 10-7 g H iona i 10 -7 g OH iona Izvedena jedinica je pH a to je negativni logaritam koncentracije H+ iona (-log CH) u vodi ili otopini tla npr

pH 70 = 0 000 0001 g H+ iona

pH 30 = 0 001 g H+ iona

Određivanje i granične vrijednosti reakcije tla (pH)

Kolorimetrijski te elektrometrijski u H2O za pedogenetske iili MKCl-u ili CaCl2 za ekološke ndash biljno hranidbene svrhe

Naša tla imaju pH 4-9 od toga više kiselih tala

a) Kiselost ili aciditet

a) Aktivni aciditet ili aktualna kiselost tla je ukupna kiselost otopine tla ndashotopljenih kiselina i kiselih soli tla

b) Potencijalni ili pasivni aciditet tla je kiselost koju uvjetuju i H ioni vezani za AK + adsorbirani Fe i Al ioni koji su sposobni za zamjenu s kationima soli

Većini biljaka i mikroorganizama u tlu pogoduje pH oko 7

To je razlog da se kisela tla neutraliziraju ndash kalciziraju dodatkom vapnenih materijala na bazi CaO ili CaCO3 U praksi to je često izdrobljeni vapnenac

Doze tih materijala u tha određuju se prema supstitucijskom (pH 6) ili hidrolitskom aciditetu tla (pH 7)

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201022

b) Alkalitet ili bazičnost tla

Veća zastupljenost kiselih tala u humidnom području a bazičnih tala u aridnom području

bull U humidnoj i aridnoj zoni uzrok alkaličnosti bude CaCO3

Stvara se alkalična reakcija jer Ca(OH)2 jače disocira na Ca+ ione i OH- ione

Uz prisutnost CO2 nastali Ca(OH)2 prelazi u Ca(HCO3)2 i reakcija je slabo alkalična

bull Analogno gorenjem procesu veći stupanj bazičnosti uvjetuje soda

763 Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka

Nepoželjna je visoka koncentracija H iona te OH iona koji smanjuju pristupačnost hranjiva OH- imaju veće toksično djelovanje od H iona

Reakcija tla (pH) kao čimbenik rasta i razvoja biljaka Acidofili bazofili (kalcifili) i neutrofili

Manje osjetljivi na kiselost raž krumpir kupus zob repica heljda lupina optimum pH 4-6

Izričiti acidofil ogrozd i maslina

Osjetljive na bazičnost kruška na dunji i sjemenjaku breskva agrumi i većina jagodičastog voća Višak vapna (karbonata) uzrokuje feroklorozu i nedostatak B i Mn

Preferiraju neutralnu i slabo bazičnu reakciju pH 6-75 pšenica šećerna repa suncokret lucerna konoplja ječam

8 ORGANIZMI U TLU

81 Makroorganizmi

811 Utjecaj makroflore

Biljke obogaćuju tlo organskom tvari i rahle tlo Biljno korijenje izlučuje CO2

a) Travne formacije Uvjetuju mrvičastu strukturu i sprečavaju ispiranje hranjiva Obogaćuju tlo humusom

b) Šumske cenoze Karakteristične za humidna područja Korijen četinjača ima 8 do 12 tona a pod listačama ima 15-17 tona suhe tvari Šumsko drveće prodire korijenjem na veću dubinu uzimajući i vodu iz dubljih slojeva Totalnom sječom šuma u nizinama moguće je zamočvarivanje tla Funkcija šume je i konzervacijska odnosno zaštićuje tlo od erozije

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201023

c) Poljoprivredne kulture osiromašuju tlo iznošenjem hranjiva

812 Utjecaj makrofaune

Najvažnije su kišne gliste Vole vlažna tla bogata organskom tvari i kalcijem Mogu varirati od nekoliko stotina do više od dva milijuna odnosno čineći nekoliko desetaka kilograma do više od tisuću kilograma po hektaru

Mehanički miješaju te dreniraju i aeriraju tlo Za 60 do 100 godina mogu iznijeti na površinu sloj od oko 30 cm debljine Ostali predstavnici makrofaune su roivlice hrčak jazavac krtica i poljski miš

Gujavice

82 Mikroorganizmi

Razgrađuju organsku tvar omogućuje kruženje materije i energije u prirodi Sudjeluje u sintezi humusa i transformaciji mineralne tvari

821 Uloga mikroflore

To su bakterije aktinomiceti gljive i alge Najbrojnije su bakterije do 80 ukupnog broja

8211 Heterotrofne bakterije (organotrofi)

I Heterotrofne bakterije koje koriste N u organskoj tvari

Pomoću raznih enzima transformiraju ugljikohidrate masti i bjelančevine Četiri su fiziološke grupe

a) Razarači bjelančevina anaerobi i aerobi razgrađuju bjelančevine do aminokiselina ili NH3 CO2 H2O CH4 i PH3 (fosfin) grupe Bacillusa i Bacteriuma

Razgradnjom bjelančevina proteinski dušik se pretvara u procesu amonifikacije u amonijak (NH3) Tako stvoreni amonijak druge bakterije transformiraju oksidacijom u nitrite i nitrate

b) Denitrifikatori nitratni N reduciraju do molekularnog dušika

NO3 rarr N2

Ima više grupa NO3 rarr NO2 grupa NO2 rarr NH3 i grupa NH3 rarr N2 Bacillus denitrificans i dr

c) Razarači masti i sličnih spojeva luče lipazu i hidrolitički cijepaju lipide na glicerin i masne kiseline

d) Razarači ugljikohidrata Dio ugljikohidrata se potpuno razgrađuje i osigurava energiju za sintezu novih organskih spojeva Tu

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201024

nastaju i alkohol maslačna mliječna jabučna i druge organske kiseline

Bacillus cellulosae methanicus BC hidrogenicus uvjetuju stvaranje CO2 i metana odnosno vodika u močvarnim tlima

II Heterotrofne bakterije koje koriste N iz atmosfere i vrše fiksaciju dušika To su nitrogene bakterije

a) Nesimbiotski fiksatori dušika iz zraka koji energiju za taj proces dobivaju oksidacijom ugljikohidrata Važnost zbog obogaćivanja tla dušikom

Clostridium p je anaerobni fiksator dušika koji veže na 1 g šećera 2-7 mg dušika

Veći značaj ima Azotobacter c On je aerobna bakterija koja na 1 g šećera veže 10-75 mg dušika ili do 50 kg Nha godišnje Razvoju Azotobactera pogoduju lucerna djetelina grašak i ljulj a nepovoljno djeluju pšenica kukuruz lan i pamuk U praksi je moguća inokulacija tla navedenim bakterijama

b) Simbiotski fiksatori dušika žive u simbiozi s višim biljkama na kvržicama korijena leguminoza na neleguminoznim biljkama i na lišću nekih biljaka

Najvažnije su leguminozne bakterije ndash bacillus Radicicola Ove bakterije koriste se ugljikom leguminoze kojoj nakon ugibanja ostavljaju N fiksiran iz zraka Obogaćuju tlo sa 100 do 200 kg Nha godišnje (200-400 dt stajskog gnoja)

8212 Autotrofne (kemotrofne ili litotrofne) bakterije

a) Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak oslobođen amonifikacijom do nitrata Nitrosomonas Nitrosospira i dr

- Nitritacijske bakterije oksidiraju

2NH3 + 3O2 rarr 2NHO2 + 2H2O + 150 cal

- Dalje nitratacijske bakterije oksidiraju nitrite u nitrate

2HNO2 + O2 rarr 2NHO3 + 42 cal

b) Sumporne bakterije dobivaju energiju oksidacijom sumpornih spojeva Važne su jer razne sumporne spojeve oksidiraju preko elementarnog sumpora do sulfata kao biljnog hranjiva

c) Željezne bakterije oksidiraju Fe2+ u Fe3+ spojeve a dobivenom energijom se koriste za autotrofni način funkcioniranja

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201025

8213 Aktinomiceti (bakterije ili gljive)

Razgrađuju ugljikohidrate bjelančevine i masti Sudjeluju u procesu humifikacije i mineralizacije pospješuju simbiozu leguminoza s Rhizobiumom

8214 Gljive

Poslije bakterija gljive su najbrojnije Najvažnije su u kiselim šumskim tlima Fikomicete i dr mogu živjeti u simbiozi s višim biljkama ndash mikoriza Enzimima razgrađuju organsku tvar i djeluju na mineralni dio

Npr do 500 tisuća gljiva u 1 g pseudoglejnog tla (A ndash horizontu)

8215 Alge

U tlu su terestričke alge autotrofi Manje je poznata njihova uloga u tlu Imaju sposobnost fiksacije dušika obogaćuju tlo organskom tvari i sudjeluju u trošenju mineralne tvari i razgradnji organskih spojeva

822 Uloga mikrofaune

Predstavnici mikrofaune su nematode protozoa i rotatorija

Nematode su niži crvi u 1 g tla do 50 Najvažnija grupa koja se hrani mrtvom organskom tvari

Protozoa su najniži životinjski oblici aerobi i pretežno heterotrofi Hrane se bakterijama ili mrtvom organskom tvari U vrtnim tlima su štetni pa ih suzbijamo otopinom toluola

Rotatorija su mikroskopske životinjice jako vlažnih i močvarnih tala Uloga nejasna

9 PRIKLADNOST I PRODUKTIVNOST TLA I ILI ZEMLJIŠTA

Tlo je određeno konstantnim i promjenjivim fizikalnim kemijskim i biološkim značajkama imajući funkciju snadbijevanja biljaka edafskim vegetacijskim čimbenicima ndash voda zrak hranjiva

a) Prikladnost tla ndash sadašnja i potencijalna za namjensko korištenje

Npr za vinograd voćnjak povrtnjak ili za pojedine kulturne vrste

Tla se svrstavaju u klase pogodnosti npr P-1 pogodna P-2 umjereno pogodna P-3 ograničeno pogodna N-1 privremeno nepogodna N-2 trajno nepogodna

b) Produktivnost tla

y = f (tlo klima biljka vrijeme čovjek) Izražava se prinosom

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama

Archy 201026

10 KLASIFIKACIJA ndash SISTEMATIKA TALA

U prirodi nalazimo veliki broj različitih tala kao rezultat interakcijskog utjecaja pedogenetskih čimbenika i djelovanja pedogenetskih procesa

Postupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema nekim zajedničkim značajkama (morfološke kemijske i fizikalne) nazivamo klasifikacijom tala Rezultat toga postupka je klasifikacijski sustav ndash sistematika tala ndash pedotaksonomija (grč Taxis = red raspored + nomos = zakon)

U svijetu ima više različitih klasifikacijskih sustava ovisno o izboru ilii prioritetu kriterija na kojem se temelji izabrani hijerarhijski sustav

Prirodoznanstveni pristup razvrstavanja (klasifikacije) tala temelji se na pedogenetskim znanstvenim spoznajama tla kao samostalnog prirodnog tijela s ciljem tumačenja znanja o tlu njegovim morfološkim fizikalnim i kemijskim osobinama a klasifikacija tala grupira ta znanja prema pedogenetskim osnovama u određene jedinice klasifikacijskog sustava

Primijenjeni (tehnički) pristup ima za cilj određivanje namjene u širokom spektru korištenja tla Namjenske klasifikacije i sistematiziranje tla ima u vidu određeni način korištenja melioracije i zaštitu u svrhu unapređenja poljoprivredne i šumarske proizvodnje racionalno korištenje prostora zaštitu tla od nenamjenskog korištenja i degradacije

Namjenske klasifikacije osim tla klasificiraju i ostale čimbenike prostora kao što su reljef klima vodni režim način uporabe vegetacija pa i urbane zone što znači zemljište i širi prostor obitavanja ljudi

Klasifikacija ndash sistematika tala Hrvatske

Klasifikacija tala Hrvatske ndash izvorno Jugoslavije

Temeljena je na značajkama koje su morfološki vidljive ilii lako mjerljive

Princip klasifikacije tala je ODIJELI klase tipovi podtipovi varijeteti forme

npr ODIJELI se izdvajaju na temelju načina vlaženja i kakvoće vode

- automorfna ndash vlaženje samo oborinama - hidromorfna ndash višak površinske ilii podzemne vode - halomorfna ndash slana ilii alkalna - subakvalna ndash u plitkim vodama stajaćicama