EKOLOGIJA BILJA – PRAKTIKUM

EKOLOGIJA BILJA PRAKTIKUM Interna skripta SADRŽAJ
1. ODREĐIVANJE RETENCIJSKOG KAPACITETA TLA ZA VODU (Kv) I
TRENUTNE VODE TLA (Tv) ........................................................................................... 3
2. ODREĐIVANJE PRAVE SPECIFIČNE TEŽINE TLA (Stp) ........................................... 6
3. ODREĐIVANJE VOLUMNE SPECIFIČNE TEŽINE TLA (Stv) .................................... 7
4. ODREĐIVANJE UKUPNOG VOLUMENA PORA U TLU – POROZITETA (P) .......... 7
5. ODREĐIVANJE KAPACITETA TLA ZA ZRAK (Kz) .................................................... 8
6. ODREĐIVANJE pH-REAKCIJE TLA .............................................................................. 9
7. ODREĐIVANJE PUFERSKE SPOSOBNOSTI TLA ..................................................... 10
8. ODREĐIVANJE TEKSTURE ILI MEHANIČKOG SASTAVA TLA ........................... 12
9. ODREĐIVANJE KOLIČINE ORGANSKE TVARI TLA ŽARENJEM......................... 16
10. ODREĐIVANJE KOLIČINE HUMUSA PO KOTZMANU ........................................... 18
11. MJERENJE TRANSPIRACIJE (Tr), ODREĐIVANJE RELATIVNE TRANSPIRACIJE
I VODNOG DEFICITA LIŠĆA (Dv) ............................................................................... 20
2
ODREĐIVANJE RETENCIJSKOG KAPACITETA TLA ZA VODU (Kv) I
TRENUTNE VODE TLA (Tv)
Prema Gračaninu, retencijski kapacitet tla za vodu predstavlja najveću količinu vode koju tlo
može zadržati kapilarnim silama, adhezijom, hidratacijom i površinskom napetošću. Kada je tlo
zasićeno do retencijskog kapaciteta, pore veće od kapilarnih su ispunjene zrakom.
Opskrba biljaka vodom ne ovisi samo o količini padalina, već i o sposobnosti samog tla da tom
vodom gospodari. U pravilu, tla sastavljena od većih čestica zadržavaju manje količine vode, pa
tako najmanje vode zadržavaju skeletna tla, više zadržavaju pjeskulje, a još više ilovače i gline.
Vrijednosti retencijskog kapaciteta se mijenjaju s vremenom, a također nisu iste na svim
dubinama.
Određivanje retencijskog kapaciteta tla ima svoju primjenu u poljoprivredi, npr. poznavanje
retencionog kapaciteta rizosfere može pomoći pri određivanju količine vode potrebne za
navodnjavanje. Retencijski kapacitet se mijenja i obradom tla. Obradom se tlo rahli, tj. povećava
se volumen nekapilarnih pora, pa se vrijednost retencijskog kapaciteta smanjuje. Najmanje
vrijednosti su neposredno nakon oranja, a tijekom vegetacijske sezone dolazi do zbijanja tla pa
se retencijski kapacitet povećava. Smatra se da se oduzimanjem ekološki inertne vode od
retencionog kapaciteta dobije vrijednost ekološki aktivne vode.
Princip metode:
Tlo se uzima u prirodnom stanju, važe se, zasićuje do retencijskog kapaciteta, ponovo važe, suši
do konstantne mase i još jednom važe. Iz razlike masa može se izračunati retencijski kapacitet tla
za vodu i trenutna voda (vlaga) tla.
Postupak:
1. Za uzimanje uzorka tla koristi se metalni valjak po Kopeckom. Valjak ima volumen od
100 cm3, a sastoji se od tijela valjka, dva poklopca i dvije mrežice. Na poklopcima i tijelu
valjka nalaze se brojevi koji se moraju podudarati. Metalni valjak se prvo mora izvagati
prazan, na tehničkoj vagi. To je potrebno da bi se kasnije dobila masa zemlje
(oduzimanjem mase praznog od mase punog valjka).
2. Uzorak tla se uzima u sloju rizosfere, tako da se tijelo valjka pomoću posebnog nastavka
i bata zabije u okomiti profil tla, s oštrim rubom valjka okrenutim prema tlu. Valjak mora
biti u potpunosti ispunjen tlom – oprezno se iskopa i nožem sa svake strane odstrani višak
tla u razini rubova. Radi sigurnijeg prenošenja poklopci se na valjku mogu učvrstiti
gumicom.
3. Valjak s uzorkom tla se važe. Vaganje je potrebno zbog izračunavanja trenutne vode tla.
4. S valjka se uklanjaju oba poklopca i jedna mrežica. Na preostalu mrežicu, s donje strane,
uzorak tla stavlja se u posudu na stalak pokriven filter papirom. Filter papir je rubovima
uronjen u vodu koja se nalazi u posudi. Kada postane vidljivo da se gornja površina
orosila vodom, tlo je zasićeno vodom. Višak vode koji se nalazi na mrežici potrebno je
ukloniti, a valjak je potrebno obrisati s vanjske strane, da bi se uklonile čestice tla i
kapljice vode. Neke vrste tla prilikom vlaženja povećavaju volumen, u tom slučaju
potrebno je prije vaganja nožem odstraniti višak tla u razini rubova valjka.
5. Kompletni valjak s tlom se važe, a dobivena masa služi za izračunavanje retencionog
kapaciteta tla.
6. Tlo se istisne iz valjka u papirnatu lađicu (koja se prethodno izvaže prazna na tehničkoj
vagi) i suši na zraku. Potom se stavlja na sušenje u sušioniku na temperaturi od 100-105
°C, do konstantne mase.
7. Suho tlo se ponovo važe.
3
Retencijski kapacitet – Kv
Tav - Ts
Kv = --------------- x 100 = %
Vt
Trenutna voda tla – Tv
Tmv - Ts
Tv = --------------- x 100 = %
Vt
Tmv = masa tla s prirodnom vlagom
Tav = masa tla zasićena do retencijskog kapaciteta
Ts = masa suhog tla
Vt = volumen tla
Retencijski kapacitet za vodu prema Gračaninu:
Vrlo malen
Malen
Osrednji
Velik
Vrlo velik
< 25 %
25 – 35 %
35 – 45 %
45 – 60 %
> 60 %
Primjer:
Tmv = 157,6 g
Tav = 167,6 g
Ts = 130,55 g
Vt = 100 cm3
Retencijski kapacitet tla za vodu (u vol. %):
Tav – Ts
167,6 – 130,55
Kv = -------------- x 100 = ------------------------- x 100 = 37,05 %
Vt
100
Tlo u ovom primjeru ima osrednji retencijski kapacitet za vodu.
Trenutna vlaga tla (u vol. %):
Tmv – Ts
157,6 – 130,55
Tv = --------------- x 100 = ----------------------- x 100 = 27,05 %
Vt
100
Trajanje vježbe:
2 praktikuma
4
Potrebni materijal:
• Tehnička vaga
• Sušionik
• Valjak po Kopeckom
• Nastavak za zabijanje valjka u tlo i bat
• Noževi
• Posuda sa stalcima
• Filter papir
• Papirnata lađica
• Gumica
• Novinski papir za uklanjanje viška vode
• Tlo
5
ODREĐIVANJE PRAVE SPECIFIČNE TEŽINE TLA (Stp)
Prava specifična težina tla (Stp) predstavlja masu čestica tla volumena 1 cm3. Na osnovu
vrijednosti Stp može se zaključiti koliko je tlo kompaktno.
Postupak:
1. U porculanskoj zdjelici, na tehničkoj vagi, vagne se 10 g suhog tla.
2. Na tlo se doda 30 ml destilirane vode.
3. Suspenzija se kuha na laganom plamenu, tako da kipi najmanje 5 min.
4. Suspenziju je potrebno ohladiti do sobne temperature.
5. Vagnuti piknometar s destiliranom vodom na tehničkoj vagi (tako da kapilara bude
ispunjena vodom do vrha i da na vanjskoj stijenci piknometra ne bude kapljica vode).
6. Prenijeti suspenziju u potpunosti iz porculanske zdjelice u piknometar (isprati sve ostatke
tla iz zdjelice destiliranom vodom), nadopuniti do vrha destiliranom vodom te vagnuti
piknometar sa suspenzijom na tehničkoj vagi.
Primjer:
m
Stp = -----V
U računu se uzima da 1 cm3 vode ima masu približno 1 g.
m
10 g
Stp = ------ = ---------------------------------------------------------------------------------------------------V
(mpiknometra s destiliranom vodom + 10 g) – (mpiknometra sa suspenzijom) = mistisnute vode ≈ Včestica tla
Trajanje vježbe:
1 praktikum
Potrebni materijal:
Tehnička vaga
Porculanska zdjelica
Plamenik i tronožac
Piknometar
Stakleni štapić
10 g tla
Filter papir
Šibice
Destilirana voda
6
ODREĐIVANJE VOLUMNE SPECIFIČNE TEŽINE TLA (Stv)
U vježbi određivanja retencijskog kapaciteta tla za vodu uzet je uzorak tla, uz pomoć metalnog
valjka po Kopeckom. Uzorak je osušen u sušioniku na temperaturi 100 – 105 °C, do konstantne
mase. Osušeno tlo je izvagano, a poznat je i volumen valjka (100 cm3). Dijeljenjem mase suhog
tla s volumenom valjka dobiva se volumna specifična težina tla:
Ts
Stv = -----V
Ts = masa suhog valjka
V = volumen valjka
ODREĐIVANJE UKUPNOG VOLUMENA PORA U TLU – POROZITETA
(P)
Za određivanje poroziteta potrebno je prethodno izračunati pravu specifičnu težinu tla (Stp) i
volumnu specifičnu težinu tla (Stv).
Stp - Stv
P = ----------------- x 100 = %
Stp
7
ODREĐIVANJE KAPACITETA TLA ZA ZRAK (Kz)
Pojam kapacitet tla za zrak podrazumijeva količinu zraka u tlu, kada je tlo zasićeno vodom do
retencijskog kapaciteta, a sve nekapilarne pore su ispunjene zrakom. Izračunava se prema
formuli:
Kz = P - Kv
P = porozitet (ukupni volumen pora)
Kv = retencijski kapacitet tla za vodu
Kapacitet tla za zrak (prema Gračaninu):
Vrlo velik
Velik
Osrednji
Malen
Vrlo malen
> 22 %
15 – 20 %
10 – 15 %
5 – 10 %
<5%
Primjer:
P = 53,36 %
Kv = 37,05 %
Kz = 53,36 % - 37,05 % = 16,31 %
Kapacitet tla za zrak izračunava se u volumnim postocima.
Tlo uzeto u primjeru ima veliki kapacitet za zrak.
Trajanje vježbe:
1 praktikum
Potrebni materijal:
• Podaci iz prethodnih vježbi (retencijski kapacitet tla za vodu i porozitet)
8
ODREĐIVANJE pH-REAKCIJE TLA
pH-reakciju tla određujemo pH-metrom pomoću kombinirane elektrode., a određuju se aktualni i
supstitucijski aciditet.
Aktualni aciditet je je aciditet tla suspendiranog u destiliranoj vodi.
Supstitucijski aciditet je aciditet tla suspendiranog u otopini KCl, koji gotovo u potpunosti
disocira u vodi. Uvjetovan je sposobnošću tla da vodikove ione i slabe baze svoga adsorpcijskog
kompleksa zamjenjuje kationima neutralnih soli.Vrijednost supstitucijskog aciditeta trebala bi
biti niža od vrijednosti aktualnog aciditeta.
Postupak:
1. Uzmu se dvije čašice od 50 ml i u svakoj se vagne (na tehničkoj vagi) po 10 g na zraku
osušenog tla.
2. U jednu čašicu se nadolije 25 ml prokuhane destilirane vode, a u drugu 25 ml 0,1 M
otopine KCl. Destilirana voda koja se koristi u pokusu treba biti ohlađena do sobne
temperature, radi odstranjivanja otopljenog CO2 koji snizuje pH-reakciju.
3. Suspenzije u obje čašice trebaju odstajati najmanje 30 min, uz povremeno miješanje, a
čašice trebaju biti pokrivene satnim staklom.
4. Reakcija tla se mjeri pH-metrom pomoću kombinirane elektrode. Prije mjerenja potrebno
je baždariti pH-metar pomoću pufera.
5. Prema izmjerenoj pH-reakciji tlo se svrstava u jednu od grupa.
Podjela tla prema pH-vrijednosti izmjerenoj u destiliranoj vodi:
Grupa tla
Vrlo jako kisela
Jako kisela
Umjereno kisela
Slabo kisela do neutralna
Neutralna do slabo alkalična
Umjereno alkalična
Jako alkalična
Vrlo jako alkalična
pH-vrijednost
<4
4–5
5–6
6–7
7–8
8–9
9 – 10
> 10
Trajanje vježbe:
1 praktikum
Potrebni materijal:
• Tehnička vaga
• pH-metar i kombinirana elektroda
• Dvije čašice od 50 ml
• Puferi za baždarenje
• 0,1 M otopina KCl (7,456 g KCl otopljenog u 1 l prokuhane destilirane vode)
• Prokuhana destilirana voda
• Tlo osušeno na zraku
9
ODREĐIVANJE PUFERSKE SPOSOBNOSTI TLA
Puferska sposobnost tla podrazumijeva njegovu sposobnost da se opire promjeni pH-vrijednosti
dodatkom kiseline ili lužine. Ova sposobnost ovisi o o tome da li u tlu postoje tvari sa svojstvima
pufera (karbonati, bikarbonati, ugljična kiselina, primarni, sekundarni, tercijarni fosfati,
huminske kiseline, humati i dr.).
Postupak:
1. U deset odmjernih tikvica volumena 100 ml pripreme se otopine kiseline i lužine
različitih koncentracija, tako da se u pet odmjernih tikvica pipetira 1, 2, 4, 8 i 16 ml 0,1
M otopine HCl, a u drugih pet odmjernica iste količine 0,1 M otopine NaOH (tikvice se
nadopune destiliranom vodom do 100 ml). Odmjerne tikvice s odgovarajućim
koncentracijama kiseline i lužine potrebno je označiti flomasterom.
2. U deset čašica od 100 ml na tehničkoj vagi odvaže se po 10 g na zraku osušenog tla.
Čašice je također potrebno označiti flomasterom, istim oznakama kao i odmjerne tikvice.
3. Iz odmjernih tikvica (može i uz pomoć čašice) mjeri se po 50 ml odgovarajuće otopine
kiseline ili lužine i prelije po tlu u čašicama. Suspenzije trebaju odstajati najmanje 30
min, uz povremeno miješanje.
4. U deset praznih čašica (potrebno ih je označiti flomasterom istim oznakama kao i
odmjernice) ulije se preostalih 50 ml kiseline i lužine iz odmjernih tikvica.
5. Nakon 30 min pomoću pH-metra mjeri se pH-vrijednost suspenzija u čašicama, te pHvrijednost kiseline/lužine u čašicama s oznakama. Kod mjerenja se počinje s najnižim
koncentracijama kiseline ili lužine.
6. Izmjerena pH-vrijednost upisuje se u tablicu, a zatim se rezultati prikazuju na grafikonu.
V (ml)
NaOH
NaOH
(tlo)
HCl
HCl
(tlo)
1
2
4
8
16
10
U grafikonu se na lijevi krak apscise nanesu volumeni 0,1 M HCl u ml, na desni krak apscise
volumeni 0,1 M NaOH u ml, a na ordinatu izmjerena pH-vrijednost. Mjerenja izvedena u
suspenzijama potrebno je na grafikonu drugačije označiti od mjerenja izvedenih u otopinama
kiseline i lužine.
pH
ml 0,1 M HCl
ml 0,1 M NaOH
Kada se podaci prenesu u grafikon, dobiju se dvije krivulje (za čašice sa suspenzijama i otopine
kiseline i lužine). Iz njihovog je nagiba uočljivo da tlo ima bolju pufersku sposobnost kiselom
mediju.
Trajanje vježbe:
1 praktikum
Potrebni materijal:
• 10 odmjernih tikvica od 100 ml
• 20 čašica od 100 ml
• pH-metar i kombinirana elektroda
• Pipete
• Menzura
• 0,1 M HCl (10 ml 37 %-tne HCl razrijediti do volumena od 1 l destiliranom vodom)
• 0,1 M NaOH ( 3,9 g NaOH otopiti u 1 l destilirane vode)
• Tlo osušeno na zraku
11
ODREĐIVANJE TEKSTURE ILI MEHANIČKOG SASTAVA TLA
Mehanički sastav tla utječe na niz svojstava tla koja su važna za život biljaka i drugih
organizama u tlu. Tako tekstura tla utječe na kapacitet tla za zrak, aeraciju tla, kapacitet tla za
vodu, vodni režim, propusnost za vodu, provodljivost i kapacitet tla za toplinu, otpor korijenja,
snabdijevanje biljaka hranjivim tvarima (manje čestice imaju veću dodirnu površinu s
podzemnim organima biljaka) itd.
Teksturu ili mehanički sastav tla možemo opisati kao stupanj usitnjenosti čestica u tlu, a
prikazuje se kao maseni udio čestica određene veličine u određenom uzorku tla.
Prema veličini, čestice tla dijelimo na dvije velike grupe:
čestice skeleta (veće od 2 mm)
čestice sitnice (manje od 2 mm)
Skelet i sitnicu dalje dijelimo na slijedeći način:
skelet: kamen (> 20 mm)
šljunak (20 – 2 mm)
sitnica:
IV kat. – čestice krupnog pijeska (2 – 0,2 mm)
III kat. – čestice sitnog pijeska (0,2 – 0,02 mm)
II kat. – čestice praha (0,02 – 0,002 mm)
I kat. – glinaste čestice (< 0,002 mm)
Čestice veličine 2 mm i veće međusobno se odvajaju pomoću sita s rupicama određene veličine,
ovisno o tome u koje kategorije se žele odvojiti. Čestice sitnice se međusobno odvajaju metodom
sedimentacije u vodenoj otopini.
Na osnovu masenih udjela čestica određene veličine određuje se vrsta tla prema teksturi. Čestice
skeleta čine skeletna i skeletoidna tla. Skeletna tla sadrže > 50 % čestica skeleta (kamenjare,
siparišta), a skeletoidna tla sadrže < 50 % čestica skeleta. Sitnica se dijeli na tri glavne vrste, a to
su: pjeskulja, ilovača i glina. Detaljna podjela je prikazana u tablici:
Vrste tla prema teksturi
Glina
Ilovasta glina
Pjeskovita glina
Glinasta ilovača
Ilovača
Glinasto-pjeskovita ilovača
Pjeskovita ilovača
Glinasta pjeskulja
Ilovasta pjeskulja
Ilovasto-glinasta ili glinasto-ilovasta
pjeskulja
Pjeskulja
I kat. < 0,01 mm
> 60
50 - 60
50 - 60
40 - 50
25 - 40
25 - 40
< 25
> 25
-
Maseni udio čestica
II kat. 0,01 - 0,05 mm III i IV kat. 0,05 - 2 mm
> 20
< 20
> 30
< 50
< 30
< 25 (I>II)
> 25
(I<II) < 25
> 50
(I+II) < 10
Tablica prikazuje klasifikaciju tala prema Gračaninu, no postoje i drugačije podjele tla prema
teksturi.
12
Princip metode:
Tekstura sitnice određuje se metodom pipetiranja ili sedimentacije. Ta se metoda temelji na
činjenici da čestice jednake veličine i jednake specifične težine imaju istu brzinu sedimentacije u
mirujućoj vodi pri 20 °C. Da bi se odredila tekstura sitnice, potrebno je znati vrijeme
sedimentacije čestica određene kategorije u određenom stupcu vode. Vrijeme taloženja u stupcu
vode od 10 cm iznosi:
8' 20'' za čestice I kat.
50'' za čestice II kat.
15'' za čestice III kat.
Postupak:
1. Vagne se 10 g tla na tehničkoj vagi (najbolje na komadu papira)
2. Nakon vaganja, tlo se u potpunosti prenese u bocu. Na tlo se dolije 100 ml destilirane
vode (za određivanje volumena vode dovoljno je precizna graduirana čašica). Boca se
začepi i označi flomasterom.
3. Suspenzija tla i vode miješa se na rotacijskoj miješalici 2 h (15 min).
4. Nakon toga, suspenzija tla se u potpunosti prenosi u porculansku zdjelicu. Čestice tla u
boci se isperu nekoliko puta s manjom količinom destilirane vode.
5. Suspenzija se kuha u porculanskoj zdjelici 2 h (10 min), na jakom plamenu uz
povremeno miješanje staklenim štapićem i dolijevanje destilirane vode.
6. Ohlađena suspenzija se u potpunosti prenosi u valjak za sedimentaciju, koji se nadopuni
destiliranom vodom do oznake od 1 l.
7. Potrebno je vagnuti dvije manje čašice (od 50 ml) na analitičkoj vagi, s točnošću od 4
decimale. Čašice se označe flomasterom – ime i prezime studenta, masa prazne čašice,
50'' ili 8'20''.
8. Valjak sa suspenzijom se mućka u vodoravnom položaju 1 min, da bi se postigla
homogenizacija suspenzije.
9. Točno nakon isteka 1 min, valjak se naglo postavlja u uspravni položaj i započinje se s
mjerenjem vremena i pipetiranjem. To se čini na slijedeći način: nakon isteka 50''
suspenzija se pipetira trbušastom pipetom od 20 ml tako što se pipeta uroni na dubinu od
10 cm. Tih 20 ml suspenzije se ispusti u unaprijed pripremljenu i izvaganu čašicu.
Postupak pipetiranja se ponavlja nakon 8' 20''. Ovdje treba imati na umu da čestice II kat.
prijeđu put od 10 cm u vremenu od 50'', a česticama I kat. za isti put treba 8' 20''.
Mućkanje suspenzije i pipetiranje rade svi istovremeno.
10. Čašice sa suspenzijama se suše u sušioniku na temperaturi 100 – 105 °C, dok njihova
masa ne postane konstantna.
11. Čašice s talogom se ponovo važu na analitičkoj vagi. Iz razlike masa čašica s talogom i
praznih čašica dobiva se masa taloga. Talog dobiven isparavanjem suspenzije uzete
nakon 8' 20'' sadrži samo čestice I kat., dok talog dobiven isparavanjem suspenzije uzete
nakon 50'' sadrži čestice I kat. i čestice II kat. Oduzimanjem mase taloga (8' 20'') od
taloga (50'') dobije se masa čestica II kat. Masu čestica III i IV kategorije nije potrebno
posebno određivati jer je za klasifikaciju tala prema Gračaninu potrebno znati samo zbroj
njihovih masa, a taj iznos se dobije računom – od ukupne mase tla u probi oduzima se
masa čestica I i II kat.
12. Nakon što je određen maseni udio čestica I, II i III + IV kat., u tablici se očita kojoj vrsti
tla (prema teksturi) pripada određeni uzorak.
Primjer:
Prvo se izračunava masa tla u 20 ml suspenzije.
13
m1 (tla uzetog u pokus) = 10 g
V1 (suspenzije) = 1 l = 1000 ml
V2 (odpipetirane suspenzije) = 20 ml
m2 (tla u odpipetiranoj suspenziji) = ?
m1 : V1 = m2 : V2
10 g : 1000 ml = m2 : 20 ml
10 g x 20 ml = 1000 ml x m2
10 g x 20 ml
200 g
m2 = --------------------- = -------------- = 0,2 g
1000 ml
1000
Izračunavanje masenih udjela čestica pojedinih kategorija:
m (I kat.) = 0,115 g
m (II kat. ) = 0,0602 g
m (III + IV kat.) = ?
ω (I kat.) = ?
ω (II kat.) = ?
ω (II i IV kat.) = ?
m (I kat. ) x 100
0,115 g x 100
ω (I kat.) = ------------------------------------------- = -------------------- = 57, 5 %
m (tla u odpipetiranoj suspenziji)
0,2 g
m (II kat. ) x 100
0,0602 g x 100
ω (II kat.) = ------------------------------------------- = -------------------- = 30,1 %
m (tla u odpipetiranoj suspenziji)
0,2 g
ω (II i IV kat.) = 100 % - ω (I + II kat.) = 100 % - 87,6 % = 12,4 %
Prema masenim udjelima čestica pojedinih kategorija, uzorak tla u pokusu je kategoriziran kao
ilovasta glina.
Trajanje vježbe:
2 praktikuma
Potrebni materijal:
• Rotacijska miješalica
• Analitička vaga
• Tehnička vaga
• Sušionik
• Štoperica
• Porculanska zdjelica
• Stakleni štapić
• Boca s čepom
• Plamenik i tronožac
14
•
•
•
•
•
•
•
Valjak za sedimentaciju od 1 l s čepom
Dvije čašice od 50 ml
Graduirana čašica od 100 ml
10 g tla
Destilirana voda
Flomasteri
Šibice
15
ODREĐIVANJE KOLIČINE ORGANSKE TVARI TLA ŽARENJEM
Organska tvar u tlu ima nekoliko važnih funkcija, poput čuvanja nutrijenata (npr. fosfata) i
održavanja strukture tla, stoga je njezina količina u tlu važna. Što je više organske tvari u tlu,
više je i nutrijenata. Također, spajanje organske tvari drži čestice tla zajedno.
Prisutnost organske tvari u tlu utječe na neke od fizikalnih karakteristika tla:
• Povećanje agregacije čestica
• Povećanje poroziteta
• Smanjenje erozije
• Povećanje kapaciteta tla za vodu
• Smanjenje zbitosti tla
Postupak:
1. Tlo usitniti u tarioniku
2. Staviti tlo u čašice i sušiti u sušioniku pri 110 °C 1-2 sata, a zatim pri 80 °C još par sati
3. Izvagati porculansku zdjelicu za žarenje (na tri decimale)
4. U porculansku zdjelicu vagnuti 2-3 g suhog tla (zapisati točno masu na tri decimale)
5. Porculansku zdjelicu s tlom staviti u mufolnu peć i pustiti da se žari pri 600 °C u trajanju
od nekoliko sati (proces spaljivanja je gotov kada tlo više ne bude tamnije boje, već
bjelkaste, sivkaste ili crvene)
6. Izvaditi zdjelice pomoću kliješta i staviti u eksikator da se ohlade na sobnu temperaturu
7. Ohlađene zdjelice s tlom ponovo izvagati
Izračun:
X=
a −b+c
x 100
a
X – gubitak žarenjem (u postocima)
a – masa tla prije žarenja
b – masa tla nakon žarenja
c – gubitak CO2 (= CaCO3 u gramima x 0,4397)
Za potrebe praktikumske nastave zanemarujemo gubitak CO2.
Količina organske tvari u tlu (u %)
Ap – horizont
Ah – horizont
<1
<1
1–2
1–2
2–4
2–5
4–8
5 – 10
8 – 15
10 – 15
15 – 30
15 – 30
> 30
> 30
KATEGORIJA
Jako malo organske tvari
Malo organske tvari
Umjereno organske t vari
Puno organske tvari
Jako puno organske tvari
Bogato organskom tvari
Treset
Prilikom uzimanja uzorka uglavnom je uklonjen površinski sloj (Ap – horizont), stoga se uzima
da je u uzorku prisutan samo Ah horizont.
16
Trajanje vježbe:
2 praktikuma
Potrebni materijal:
• Digitalna vaga (na tri decimale)
• Staklene čašice od 50 ml
• Sušionik
• Porculanske zdjelice za žarenje
• Mufolna peć
• Eksikator
• Kliješta za prihvaćanje vrućih predmeta
• 2 g tla
17
ODREĐIVANJE KOLIČINE HUMUSA PO KOTZMANU
Humus je mrtva organska tvar koju biljke mogu iskoristiti samo ako se mineralizira, a
mineralizaciju obavljaju mikroorganizmi iz tla.
U ovom pokusu količina humusa se određuje tako da se humusna tvar iz tla oksidira s jakim
oksidansom, KMnO4 – iz utroška KMnO4 može se odrediti prisutna količina humusa. Obzirom
da KMnO4 dodajemo u suvišku, višak ćemo titrirati s oksalnom kiselinom.
Postupak:
1. Na analitičkog vagi se vagne 200 – 500 mg na zraku osušenog tla. Ako je tlo jako
humozno, izvaže se manja masa, a ako je slabije humozno izvaže se veća masa.
2. Tlo se u potpunosti prenese u veću Erlenmeyerovu tikvicu (500 ml). U tikvicu se, uz
pomoć menzure, doda 130 ml destilirane vode i 20 ml H2SO4 (koja je prethodno
razrijeđena u volumnom udjelu 1: 3 – 1 volumni udio kiseline i 3 volumna udjela
destilirane vode). Zatim se biretom doda 50 ml 0,1 N otopine KMnO4.
NAPOMENA: dodavati kiselinu u vodu!
3. Sadržaj tikvice se kuha tako da lagano kipi 10 minuta. Na otvor tikvice potrebno je staviti
lijevak koji sprječava prskanje kapljica otopine za vrijeme kuhanja.
4. Tijekom kuhanja oslobađa se kisik, prema slijedećoj reakciji:
4 KMnO4 → 2 K2O + 4 MnO + 5 O2
Budući da je redukcija mangana od oksidacijskog broja +7 do broja +2 moguća tek u jako
kiseloj otopini, u tikvicu se dodaje H2SO4. Ukoliko bi se oksidacija odvijala bez H2SO4,
mangan bi se reducirao samo do broja +4.
Kisik oslobođen u ovoj reakciji oksidira organske tvari u humusu do CO2, koji se
oslobađa iz tikvice. Što je više humusa u tlu, to je veća potrošnja KMnO4.
5. Nakon što je sadržaj tikvice kipio 10 min, skida se s vatre i odmah titrira višak KMnO4
korištenjem 0,1 N otopine oksalne kiseline H2C2O4, iz birete do obezbojenja. Budući da
je reakcija obezbojenja spora, u tikvicu će se dodati suvišak H2C2O4, koji se zatim
retitrira s 0,1 N otopinom KMnO4 iz birete, do pojave ružičastog obojenja. Ova je
reakcija prilično brza, stoga je potrebno pripaziti kod dodavanja KMnO4, budući da će se
sadržaj tikvice obojiti ružičasto dodatkom samo jedne suvišne kapi KMnO4.
Primjer:
m (tla) = 0,2 g
V1 (0,1 N KMnO4, dodano na početku pokusa) = 50 ml
V2 (0,1 N KMnO4, utrošeno za retitraciju) = 7,7 ml
V3 (0,1 N H2C2O4, utrošeno za titraciju) = 43,2 ml
Potrebno je prvo izračunati volumen KMnO4 potrošenog za oksidaciju humusa, na slijedeći
način – zbraja se volumen KMnO4 dodan na početku pokusa i volumen KMnO4 potrošen za
retitraciju suviška oksalne kiseline. Od ukupnog volumena KMnO4 oduzima se volumen H2C2O4
potreban za titraciju viška KMnO4 (onaj koji nije utrošen u oksidaciji humusnih tvari). Na taj
način dobiven je volumen KMnO4 potrošen za oksidaciju humusa.
V1 + V2 = 50 ml + 7,7 ml = 57,7 ml
18
V1+2 – V3 = 57,7 ml – 43,2 ml = 14,5 ml
Budući da je poznato da 1 ml 0,1 N otopine KMnO4 oksidira 0,514 mg ili 0,000514 g ugljika iz
humusa, to se maseni postotak ugljika izračunava prema formuli:
V x 0,000514 g
ω (C) = ----------------------------- x 100
m (tla)
14,5 ml x 0,000514 g
ω (C) = ----------------------------------- x 100 = 3,73 %
0,2 g
Također je poznato da na 100 dijelova humusa ima oko 58 dijelova ugljika (100 : 58 = 1,72), što
znači da maseni udio ugljika treba pomnožiti s 1,72 da bi se dobio maseni udio humusa u uzetoj
probi.
3,73 % x 1,72 = 6,41 %
Tablica prikazuje klasifikaciju tala prema udjelu humusa (prema Gračaninu):
Tlo
Vrlo slabo humozno
Slabo humozno
Dosta humozno
Jako humozno
Vrlo jako humozno
% humusa
<1
1–3
3–5
5 – 10
> 10
Prema ovoj klasifikaciji, uzorak tla uzet u pokusu pripada grupi jako humoznih tala.
Trajanje vježbe:
1 praktikum
Potrebni materijal:
• Analitička vaga
• Uzorak tla
• Erlenmeyerova tikvica
• Lijevak
• Plamenik i tronožac
• Dvije birete
• Dvije menzure
• H2SO4 u volumnom omjeru 1 : 3 (1 volumni udio 96 % H2SO4 i 3 volumna udjela
destilirane vode)
• 0,1 N otopina KMnO4 (u 1 l destilirane vode otopi se 3,1608 g KMnO4)
• 0,1 N otopina H2C2O4 (u 1 l destilirane vode otopi se 6,303 g H2C2O4 x H2O)
19
MJERENJE TRANSPIRACIJE (Tr), ODREĐIVANJE RELATIVNE
TRANSPIRACIJE I VODNOG DEFICITA LIŠĆA (Dv)
Transpiracija je proces izlučivanja vode od strane biljke, najvećim dijelom preko puči, a
manjim dijelom preko kutikule, lenticela i pluta. U najvećoj mjeri odvija se s donje strane
lista.
Relativna transpiracija je odnos između transpiracije i evaporacije, dok je evaporacija
postupak isparavanja sa slobodne vodene površine.
Vodni deficit lišća jednak je razlici između trenutne i maksimalne vode u lišću.
U ovom pokusu transpiracija se određuje metodom vaganja, uz pretpostavku da list još
kratko vrijeme nakon što je odstranjen s biljke transpirira kao da je na biljci. Kao test biljka
koristi se ukrasna vrsta Pilea sp.
Postupak:
1. Na staništu odabrane biljke na stoliću se namjesti transpiracijska vaga.
2. S pokusne biljke se odreže list sa što manje peteljke (peteljka i plojka imaju različit
raspored puči). Odrezani list treba, što je moguće brže, prenijeti u ormarić vage i vagnuti.
Prilikom vaganja ormarić mora biti zatvoren, radi preciznosti vaganja.
3. Izvagani list se izvadi iz ormarića i eksponira 3 minute, u prirodnom položaju.
4. List se ponovo vagne, a vrijeme se mjeri štopericom.
5. Nakon vaganja iscrta se oblik lista na komadu papira koji će poslužiti za mjerenje
površine lista.
6. Iz razlike mase između dva vaganja izračuna se masa transpirirane vode, iz čega je
moguće izračunati transpiraciju.
7. Odrezani list se prenosi u plastičnu kutiju s pregradama u kojoj se nalazi voda. List se
smješta između dvije pregrade i bazalnim dijelom (tamo gdje je odrezan) uranja u vodu.
Važno je zapamtiti mjesto gdje je smješten list. Kutija se pokrije poklopcem radi
zadržavanja vlažne atmosfere, te se pusti da list upija vodu 2 h (40 min).
8. U međuvremenu je potrebno izmjeriti površinu oblika lista uz pomoć planimetra i
odrediti evaporaciju (vidi vježbu u nastavku – određivanje relativne transpiracije).
9. Nakon navedenog vremena list se izvadi iz kutije, pažljivo se s lista uklone kapljice vode
i list se ponovo važe.
10. List se stavlja na sušenje u sušionik, na malenoj papirnatoj lađici (označiti ime, prezime i
smjer), do konstantne mase (15 min).
11. Osušeni list se ponovo važe.
12. Iz razlike masa izračuna se vodni deficit lista.
20
Transpiracija se računa na dva načina:
- na masu tvari lista (mg/gmin)
- na površinu transpirirajućeg lista (mg/dm2min)
Primjer 1 (na masu svježe tvari lista):
masa lista pri prvom vaganju = 354 mg
masa lista nakon 3 min = 348,5 mg
proteklo vrijeme = 3 min
354 – 348,5 = 5,5 mg = masa transpirirane vode
Dobiveni podatak ukazuje na to da je list mase 354 mg istranspirirao 5,5 mg vode. Potrebno je
izračunati masu transpirirane vode po gramu svježe tvari lista (= 1000 mg), na slijedeći način:
5,5 mg : 354 mg = x : 1000
x = 15,53 mg
Dobivenu masu transpirirane vode po gramu lista treba još izračunati po minuti:
15,53 mg/g : 3 min = 5,17 mg/gmin
Tr = 5,17 mg/gmin
Primjer 2 (po površini lista):
Potrebno je prvo odrediti površinu lista uz pomoć planimetra.
Manje točan način određivanja površine lista je slijedeći: list se precrta na papir, izrezani oblik se
izreže i zatim vagne. Od iste vrste papira zatim se izreže kvadrat poznate površine (npr. 5 cm x 5
cm) i vagne. Površinu lista izračuna se prema slijedećem pravilu:
m (papirnatog oblika lista) : m (papirnatog kvadrata) = P (lista) : P (kvadrata)
m (papirnatog oblika lista) x P (kvadrata)
P (lista) = --------------------------------------------------------m (papirnatog kvadrata)
Izmjerena površina lista iznosi 19,8 cm2. Od ranije imamo podatak da je dotični list tijekom 3
minute transpirirao 5,5 mg vode. Potrebno je izračunati transpiraciju na površinu lista od 1 dm2
(1 dm2 = 100 cm2), na slijedeći način:
5,5 mg : 19,8 cm2 = x : 100 cm2
x = 27,8 mg
Dobivena vrijednost se dijeli s 3 min i dobiva se transpiracija po površini lista u 1 min.
27,8 mg/dm2 : 3 min = 9,27 mg/dm2min
Tr = 9,27 mg/ dm2min
21
Vodni deficit lišća možemo izraziti na dva načina, i to kao:
- postotak svježe tvari lista maksimalno zasićene vodom:
Lmax - Lmom
Dv = ------------------ = x 100 = %
Lmax
- postotak maksimalne količine vode lista:
Lmax - Lmom
Dv = ------------------ = x 100 = %
Lmax - Ls
Lmax = masa lista zasićenog vodom
Lmom = masa lista u momentu kada ga odrežemo s biljke
Ls = masa suhog lista
Primjer:
Lmax = 280 mg
Lmom = 258 mg
Ls = 147 mg
Izračunavanje vodnog deficita u postotku svježe tvari maksimalno zasićene vodom:
280 mg - 258 mg
Dv = ------------------------- = x 100 = 7,8 %
280 mg
Izračunavanje vodnog deficita u postotku maksimalne količine vode lista:
280 mg - 258 mg
Dv = ------------------------- = x 100 = 16,5 %
280 mg -147 mg
22
Određivanje relativne transpiracije
Postupak:
1. Za određivanje evaporacije koristi se okrugli filter papir promjera 3 cm (P = r2π), kakav
se upotrebljava za Picheov evapometar. Površina se u računu množi s 2, zbog evaporacije
s obje strane filter papira.
2. Filter papir se navlaži destiliranom vodom, vagne na transpiracionoj vagi, eksponira 3
min te ponovo vagne.
3. Iz razlike masa računa se evaporacija.
Računa se evaporacija u 1 minuti po dm2 površine (vidi prethodnu vježbu).
transpiracija
Relativna transpiracija = ------------------------ x 100 = %
evaporacija
Trajanje vježbe:
1 praktikum
Potrebni materijal:
• Transpiracijska vaga
• Planimetar
• Štoperica
• Škare
• List pokusne biljke
• Sušionik
• Plastična kutija s pregradama
• Papirnata lađica
• Okrugli filter papir
23

Download Report