Analiza tla

Uvod

        Pišem ovaj članak prvenstveno za korisnike Vinogradatskog i voćarskog portala i VVV foruma. Smatram da čovjek koji uzima vlastito tlo iz vinograda ili voćnjaka na analizu, bi trebao nešto više znati o ispitivanjima koje može napraviti za određenu naknadu.

        Tlo je tanji ili deblji rastresiti omotač naše planete u kome se stalno odvijaju procesi, koji su zapravo dio kruženja materijala i povezuju tlo u izmjeni tvari i energije s litosferom, atmosferom, biosferom i suncem.
Tlo je čovjeku predmet rada, odnosno sredstvo za proizvodnju, pa se on razvojem društvenih odnosa, znanosti i tehnike sve više upliće u prirodni tijek procesa. Zašto je tlo od takvog značaja za rast biljaka i vegetacije? Tlo ponajprije osigurava kontinuirano snabdijevanje biljke vodom, koju one primaju putem korijenja i koriste kao transportno sredstvo i građevni materijal. Biljke u tlima nalaze čitav niz biogenih elemenata koji moraju biti u takvoj formi da ih korijenje može upijati prema potrebi, a istovremeno da je zaštićeno od prekomjernih količina. Biljno korijenje nalazi u tlu potreban kisik koji je važan za disanje i pribavljanje energije. Tlo svojim toplinskim osobinama osigurava potrebnu toplinu za aktivniji tijek procesa vezanih uz životnu aktivnost biljaka. Završno, tlo u svojoj masi učvršćuje biljku, usidrava ju i zaštićuje joj korijenje od svijetla. Plodnost tla određuju fizikalno-kemijsko-biološke konstante i dinamika samih procesa u tlu. Ovim metodama upoznaju se tla i utvrđuju njihove karakteristike koje služe kao baza za izbor vrste i intenziteta pojedinih mjera intervencije čovjeka u plodnosti tla.

Standardne analize za poljoprivredne svrhe obuhvaćaju :
  • pedofizikalna svojstva: tekstura, struktura, porozitet, kapacitet za vodu, kapacitet za zrak (porušeni ili neporušeni uzorak), plastičnost, propusnost tla za vodu, gustoće tla
  • pedokemijska svojstva: reakcija tla, humus, hidrolitski ili supstitucijski aciditet, vrijednosti adsorpcijskog kompleksa, količina dušika i karbonata, aktivno vapno, opskrbljenost fiziološki aktivnim fosforom i kalijem
  • specijalne analize: zbijenost, promjena volumena, ljepljivost, koherencija, bubrenje, te teški metali, prisutnost pesticida, PAH-ova, radionuklida i dr.

Fizikalne značajke tla

Mehanički sastav tla - tekstura i teksturne klase

        Mehanički sastav ili tekstura tla predstavlja količinski ili kvantitativni odnos mehaničkih elemenata, odnosno njihovih frakcija (skeleta i sitnice). Skelet čine čestice kamena i šljunka, a sitnicu čestice krupnoga i sitnoga pijeska, praha i gline. Nakon odvajanja čestica skeleta na situ promjera 2 mm i obračunavanja njegovog udjela u odnosu na ukupni uzorak pristupa se pripremi sitnice za mehaničku analizu.

        Priprema sitnice za mehaničku analizu
        Osnovni zadatak pripreme sitnice za mehaničku analizu je dezagregacija, odnosno razdvajanje čestica krupnoga i sitnoga pijeska, praha i gline, koje su obično vezane u strukturne agregate. Za ovaj postupak postoji nekoliko metoda, od kojih se u pedološkoj praksi najčešće koriste internacionalna B metoda i metoda koja koristi Na-pirofosfat za dezagregaciju.

Klasifikacija skeleta i skeletnih tala

        Prema Atterberg-u i međunarodnoj podjeli, čestice skeleta se dalje dijele na:
  • čestice šljunka, 0,2-2 cm i
  • čestice kamena > 2 cm
Za detaljniju podjelu čestica skeleta i klasifikaciju skeletnih tala u našoj se zemlji primjenjuje podjela prema Gračaninu (1940).

Čestice kamena:
  • krupne > 20 cm
  • srednje 5-20 cm
  • sitne 2-5 cm
Čestice šljunka:
  • krupne 1-2 cm
  • srednje 0,5-1 cm
  • sitne 0,2-0,5 cm
Ako tlo uz sitnicu ima do 50% skeletnih čestica naziva se skeletoidno. Uz teksturnu oznaku sitnice koja je na prvom mjestu, dodaje se i oznaka skeletoidnosti:
  • slabo skeletoidno < 10 % skeleta
  • skeletoidno 10 - 30 % skeleta
  • jako skeletoidno 30 - 50 % skeleta
Ako tlo uz sitnicu ima preko 50% skeletnih čestica naziva se skeletno, pri čemu razlikujemo:
  • skeletno 50 - 70 % skeleta
  • jako skeletno 70 - 90 % skeleta
  • apsolutno skeletno > 90 % skeleta
Uz teksturnu oznaku skeletnosti koja je na prvom mjestu dodaje se i teksturna oznaka sitnice.

        Klasifikacija sitnice i teksturna oznaka tla
        Prema Atterberg-u čestice sitnice se dijele na:
  • krupni pijesak 2,0 - 0,2 mm promjera
  • sitni pijesak 0,2 - 0,02 mm promjera
  • prah 0,02 - 0,002 mm promjera
  • glina < 0,002 mm promjera
        Na osnovu %-tnog sadržaja pojedinih frakcija sitnice daje se teksturna oznaka tla za horizont iz kojega potječe uzorak. Postoje različite klasifikacije tala po teksturi, ali najviše je prisutna u pedološkoj praksi američka klasifikacija, odnosno klasifikacija prema trokutu Tommerup-a (sl. 1).

Struktura tla

        Struktura tla predstavlja način nakupljanja ili agregacije mehaničkih čestica (krupnog pijeska, sitnog pijeska, praha i gline) u veće nakupine koje se nazivaju strukturni agregati. Prema veličini razlikujemo mikroagregate (manje od 0,25 mm promjera) i makroagregate (veće od 0,25 mm promjera).

        Određivanje stabilnosti makroagregata:
Princip određivanja: stabilnost makroagegata određuje se tako da se mjeri brzina kojom se makroagregati raspadaju usljed prekomjernog vlaženja i na što se raspadaju - na mehaničke elemente ili na agregate nižeg reda.

        Postupak: U zdjelicu s destiliranom vodom stave se grudice tla koje predstavljaju strukturne makroagregate. Agregati moraju biti potpuno uronjeni u vodu.

        Stabilnost makroagregata se određuje prema sljedećim interpretacijskim vrijednostima:
  • potpuno nestabilni agregati - ako se raspadnu na mehaničke elemente ili agregate nižeg reda unutar 3 minute
  • nestabilni agregati - ako se raspadnu za 30 minuta ili ako sa svoje površine stalno odvajaju koloidne disperzije i pretvaraju se u muljastu masu
  • malo stabilni agregati - ako se djelomično raspadnu za 6 sati ili potpuno za 12 sati
  • dosta stabilni agregati - ako se slabo raspadnu za 12-16 sati
  • potpuno stabilni agregati - ako se ne raspadnu ni nakon 24 sata

        Stabilnost mikroagregata izražava se prema Vageleru pomoću indeksa stabilnosti mikroagregata (Ss) kojeg računamo prema formuli:

Ss = Fp - Fnp x 100

gdje je:
Fp = % sadržaj čestica manjih od 0.002 mm (glina) u prepariranom tlu
Fnp = % sadržaj čestica manjih od 0.002 mm (glina) u neprepariranom tlu.
Stupanj stabilnosti mikroagregata klasificiramo prema sljedećoj skali:

Ss stupanj stabilnosti mikroagregata
  • <10 potpuno nestabilni
  • 1-1 nestabilni
  • 20-30 vrlo malo stabilni
  • 30-50 malo stabilni
  • 50-70 dosta stabilni
  • 70-90 stabilni
    >90 vrlo stabilni

Retencijski kapacitet tla za vodu

        Pod retencijskim kapacitetom Gračanin podrazumijeva sposobnost tla da vodu zadržava u sebi i to energijom kako čvrste faze, tako i šupljika, (tzv. opnena i kapilarna voda). To je dakle vododržnost tla, pri čemu se u mikroporama nalazi voda, dok su makropore ispunjene zrakom.

        Princip određivanja: Tlo se prvo zasiti do retencijskog kapaciteta, a zatim se gravimetrijskom metodom (vaganjem) određuje količina vode u tlu na temelju razlike težina vlažnog i suhog uzorka. Dobivena vrijednost se obračunava na temelju poznatog volumena tla u cilindru (obično 100 cm3) pa su jedinice u kojima se izražava ova vrijednost postoci volumni ( % vol).

Kv = (Tav - Ts)/ v * 100 (% vol)

Kv = retencijski kapacitet tla za vodu ( % volumnih)
Tav = težina vlažnog tla zasićenog do retencijskog kapaciteta (grami)
Ts = težina suhog tla (grami)
v = volumen tla (100 cm3)

Prema Gračaninu, retencijski kapacitet tla za vodu se može interpretirati prema sljedećim graničnim vrijednostima:
  • Vrlo malen < 25% vol
  • Malen 25-35% vol
  • Osrednji 35-45% vol
  • Velik 45-60% vol
  • Vrlo velik > 60% vol

Gustoća tla

        Gustoća tla je broj koji pokazuje koliko je neki volumen tla teži ili lakši od istog takvog volumena vode. Razlikujemo gustoću volumnu i gustoću čvrstih čestica. Gustoća volumna v predstavlja omjer mase šupljkavog suhoga tla (sušenog na 105°C) i poroznog volumena koje to tlo ima u prirodnom, nenarušenom stanju.

v = Ts/v

Gustoća čvrstih čestica č predstavlja omjer mase suhoga tla i neporoznog volumena koje to tlo ima, dakle volumena samo čvrstih čestica tla (mineralnih i organskih) bez zraka. Značaj i princip određivanja: Podatak o gustoći čvrstih čestica služi za izračunavanje poroznosti tla, a donekle nam daje i predstavu o petrografskom sastavu kao i odnosu mineralnog i organskog dijela tla. Gustoća čvrstih čestica određuje se piknometarskom metodom u inertnoj tekućini: vodi, alkoholu, ksilolu ili sl, a izračunava iz odnosa količine tla i volumena istisnute tekućine. Gustoća čvrstih čestica se izražava u g/cm3.

č = Tt/Vt g/cm3.


Ukupni porozitet tla

        Ukupni porozitet ili ukupni sadržaj pora u tlu (P) predstavlja sumu svih šupljina u tlu bez obzira da li su one ispunjene zrakom ili vodom. Postupak: Ukupni porozitet tla (P) se računa iz gustoće volumne (v) i gustoće čvrstih čestica (č) prema sljedećoj formuli:

        P = ( 1 - v/č ) * 100 (% vol)

        Ukupna poroznost tla se može interpretirati prema sljedećim graničnim vrijednostima:
  • vrlo porozna tla > 60 % vol
  • porozna tla 45-60 % vol
  • malo porozna tla 30-45% vol
  • vrlo malo porozna tla < 30% vol

Retencijski kapacitet tla za zrak

        Retencijski kapacitet tla za zrak (Kz) predstavlja onu količinu zraka u tlu kada je tlo zasićeno do retencijskog kapaciteta tla za vodu (Kv). Računa se iz razlike ukupnog sadržaja pora (P) i retencijskog kapaciteta tla za vodu (Kv) prema formuli:

Kz = P - Kv (% vol)

Retencijski kapacitet tla za zrak (Kz) se može interpretirati prema sljedećim graničnim vrijednostima:
  • vrlo mali < 4 % vol
  • mali 4 - 8 % vol
  • osrednji 8 - 12 % vol
  • velik 12 - 16 % vol
  • vrlo velik > 16 % vol

Hidropedološke konstante

        Princip: Za određivanje vlage u tlu u odnosu na silu kojom je ona vezana na čestice tla, Richard L.A. (1947) je izradio posebnu tehniku za razne sadržaje vlage. U tu svrhu on je konstruirao dva aparata za određivanje retencije vlage pri njenim raznim količinama - tlačni ekstraktor (pressure plate extractor) i Richardova tlačna membrana (Richard's pressure membrane). Oba aparata rade na principu pozitivnog tlaka zraka. Ako uzorak tla saturiran vodom tretiramo određenim tlakom, taj tlak će iz uzorka tla istisnuti svu vodu koja je za tlo vezana jednakom ili manjom silom, a ona voda koja je vezana većom silom privlačenja ostati će u tlu. Što je veći primijenjeni tlak, to se iz tla istiskuje više vode, a ta količina je uvijek proporcionalna sa silom kojom je ona vezana u tlu. Svaki primjenjeni tlak odgovara određenoj hidropedološkoj konstanti. U hidropedološkoj praksi najčešće se upotrebljavaju sljedeće konstante (sl. 2):
  • Kv - kapacitet tla za vodu odgovara tenziji vlage od 0,1-0,5 bara ili -100 do -500 cm stupca vode ili pF vrijednosti 1,7 do 2,8 (pF vrijednost predstavlja log negativnog tlaka - tenzije izraženog u cm stupca vode). Najčešće se ova konstanta određuje kod 0,33 bara ili - 330 cm stupca vode ili pF vrijednosti 2,54.
  • Nv = Tv - nepokretna (mrtva) voda ili točka venuća odgovara tenziji vlage 15 bara ili -1500 cm stupca vode ili pF vrijednosti 4,2
  • LKt - lentokapilarna točka ili donja granica optimalne vlažnosti tla odgovara tenziji vlage od 6,25 bara ili -6250 cm stupca vode ili pF vrijednosti 3,8
  • FAv - fiziološki aktivna vlaga, određuje se iz razlike kapacitet tla za vodu (Kv) i točka venuća (Tv) prema formuli Fav = Kv - Tv



Kemijske značajke tla

Reakcija tla

        Značaj određivanja: Reakcija tla može biti kisela, neutralna ili alkalična. O njoj ovisi ne samo mogućnost uzgoja određenih kultura na nekom tlu, nego i niz fizikalnih, kemijskih I bioloških svojstava tla. Nosioci kisele, odnosno alkalične reakcije su H+ i OH- ioni. U laboratoriju se reakcija tla određuje na aparatu koji se naziva pH-metar, a izražavase pH vrijednošću. Prema Sörensenu pH vrijednost predstavlja negativni logaritam koncentracije vodikovih iona. (sl. 3)

        Princip određivanja: pH-metar mjeri razliku potencijala, odnosno napon između dvije elektrode uronjene u suspenziji tla, a koji ovisi o koncentraciji vodikovih iona. Jedna elektroda ima stalan potencijal neovisan o koncentraciji vodikovih iona u suspenziji tla I naziva se referentna elektroda. Druga elektroda ima promjenjiv potencijal koji je ovisan o koncentraciji vodikovih iona i naziva se mjerna elektroda. Danas se u laboratoriju koristi staklena elektroda koja ima tanku membranu od specijalnog stakla debljine do 10-4 milimetara. Membrana se obično sastoji od silicijevog dioksida, oksida alkalijskog metala i oksida dvo ili trovalentnog metala. Potencijal nastaje na granici između stakla i otopine kao posljedica izmjene iona. Elektroda se prije mjerenja mora uroniti u destiliranu vodu, da bi došlo do hidratacije tankog sloja silikata na njenoj površini. Vrlo često su staklene elektrode konstruirane zajedno s referentnom elektrodom u jednoj cjelini, pa se tada nazivaju kombinirane elektrode. Prije svakoga mjerenja reakcije tla moramo baždariti pH metar pomoću standardnih pufernih otopina poznate pH vrijednosti. pH vrijednost na aparatu mora biti u granicama ± 0,02 pH vrijednosti pufera.

        Prilikom reakcije između tla i destilirane vode određujemo kiselost uzrokovanu slobodnim vodikovim ionima u otopini tla, tzv. aktivnu kiselost. U 1M otopini kalijevog klorida KCl određujemo kiselost koju uz slobodne vodikove ione uzrokuje i dio slabije vezanih vodikovih iona na adsorpcijski kompleks tla (dijelom i adsorbirani Al i Fe ioni), tzv. supstitucijsku kiselost.

        Potrebni reagensi: 1 M otopina kalijevog klorida KCl, puferne otopine poznate pH vrijednosti
Postupak: U erlenmajerovu tikvicu od 300 ml odvagne se 20 g tla i prelije s 50 ml prokuhane destilirane vode (bez CO2) ili 50 ml 1 M otopine kalijevog klorida KCl. Uzorak mućkamo &#189; sata na mućkalici ili ostavimo 24 sata uz povremeno ručno miješanje. U male epruvete sipamo uzorak tako da je malo više od polovice epruvete napunjeno i uronimo elektrodu pH metra. Na aparatu direktno očitavamo pH vrijednosti.
Interpretacijske vrijednosti za reakciju tla mjerenu u 1M otopini KCl-a:
  • < 4,5 - jako kisela
  • 4,5-5,5 - kisela
  • 5,5-6,5 - slabo kisela
  • 6,5-7,2 - neutralna
  • > 7,2 - alkalična
        Primjer: Ako je na pH metru očitana vrijednost reakcije tla u prokuhanoj destiliranoj vodi 6,7, a u 1 M otopini kalijevog klorida KCl 5,9 iz interpretacijskih vrijednosti zaključujemo da je reakcija toga uzorka slabo kisela.

        Ukupni karbonati tla
Princip određivanja: Karbonatno tlo u djelovanju s klorovodičnom kiselinom oslobađa CO2  prema jednadžbi :

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2

pri čemu se volumen razvijenog CO2 mjeri u graduiranoj cijevi kalcimetra, te se preračunavana % CaCO3. U pedološkoj praksi se najviše koristi Scheibler-ov kalcimetar (sl. 4).

  1. Kvalitativno određivanje CaCO3 - Postupak: Na satno stakalce se sipa tlo i prelije s 10%-tnom klorovodičnom kiselinom, te ukoliko sadrži karbonate uzorak se pjeni i šumi uslijed oslobađanja CO2.
  2. Kvantitativno određivanje CaCO3 - Pomoću  kalcimetra na slici. CO2  je plin koji mijenja težinu ovisno o uvjetima temperature i tlaka te je potrebno na termometru i barometru očitati ove vrijednosti tijekom izvođenja reakcije, te preračunati cm3 CO2 u postotak CaCO3.

Interpretacijske vrijednosti:
  • < 10% CaCO3 - slabo karbonatno
  • 10-30% CaCO3 - srednje karbonatno
  • > 30% CaCO3 - jako karbonatno

Fiziološki aktivno vapno

        Značaj i princip određivanja: Kod mnogih poljoprivrednih kultura, posebice drvenastih dolazi do pojave kloroze uzrokovane velikim sadržajem Ca2+-iona u tlu. Sposobnost nekoga tla da izazove klorozu može se procijeniti putem sorpcije aniona oksalne kiseline na kalcijev karbonat prema jednadžbi:

CaCO3 + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + (NH4)2CO3

Razlika između količine KMnO4 utrošene za titraciju slijepe probe i one utrošene za titraciju uzorka odgovara količini CaCO3 koji je reagirao s (NH4)2C2O4. Osobito je važno poznavati sadržaj aktivnog vapna u voćarsko-vinogradarskoj proizvodnji, jer se prilikom podizanja novih nasada prema sadržaju aktivnog vapna u tlu bira i podloga koja može podnijeti utvrđene količine. Potrebni reagensi: 0,2 N otopina amonijevog oksalata (NH4)2C2O4, 0,2 N otopina kalijevog permanganata KMnO4, sumporna kiselina H2SO4 Postupak: U erlenmajerovu tikvicu od 500 ml odvagne se 2,5 g karbonatnog tla i prelije s 250 ml 0,2 N (NH4)2C2O4 i mućka 2 sata na mućkalici ili se ostavi do drugoga dana uz povremeno ručno mućkanje. Zatim se uzorak filtrira i baci se prvih nekoliko ml filtrata, a od bistrog filtrata se odvoji 20 ml u erlenmajerovu tikvicu od 300 ml. Dodaje se 100 ml
destilirane vode i 5 ml koncentrirane H2SO4. Uzorak se zagrijava na plameniku do vrenja i vrući titrira s 0,2 N KMnO4 do pojave trajno ružičaste boje. Utrošak KMnO4 za titraciju uzorka označavamo s n. Potrebno je napraviti i slijepu probu (titriranje 20 ml (NH4)2C2O4, 100 ml destilirane vode i 5 ml koncentrirane H2SO4, bez uzorka tla) pri čemu količinu KMnO4 za titraciju slijepe probe označavamo s N, koji je obično 20 ml. Količina aktivnog vapna se računa prema sljedećoj formuli:

% aktivnog vapna = (N - n) - 5

N = količina KMnO4 utrošena za titraciju slijepe probe
n = količina KMnO4 utrošena za titraciju uzorka

        Primjer: Za titraciju uzorka utrošili smo 15,2 ml KMnO4 (n), a za titraciju slijepe probe 20,0 ml KMnO4 (N). Prema tome % aktivnog vapna = (20,0-15,2) . 5 = 4,8 . 5 = 24,0%.
        Interpretacijske vrijednosti:
  • < 5% aktivnog CaCO3 - male količine aktivnog vapna
  • 5-15% aktivnog CaCO3 - srednje količine aktivnog vapna
  • > 15% aktivnog CaCO3 - velike količine aktivnog vapna
Prema interpretacijskim vrijednostima zaključujemo da uzorak ima veliku količinu aktivnog vapna. Različite podloge vinove loze pokazuju znakove kloroze kod sljedećih količina aktivnog vapna:

% aktivnog
vapna 		Podloga vinove loze
6 % Riparia Gloire de Montpellier i Riparia Grand Glabre
11 % Riparia × Rupestris 101/14 M.G.; Riparia × Rupestris 3309C. i Riparia × Repestris 3306C.
12 % Solinis × Riparia 1616C.
14 % Rupestris du Lot
15 % Rupestris × Berlandieri R. 57
17 % Rupestris × Berlandieri R. 99 i Rupestris × Berlandieri R. 110 i Rupestris × Berlandieri V. 15
20 % Riparia × Berlandieri 420/A M.G.; Riparia × Berlandieri 5 BB T.K.; Riparia × Berlandieri 8 B.T.; Riparia × Berlandieri S.O.4 i Riparia × Berlandieri C.T.
25 % Riparia × Berlandieri 161-49 C.
35 % Aramon-Rupestris G. - Berlandieri 150-15 M.
40 % Chasselas × Berlandieri 41 B.M.G. i Cabernet × Berlandieri 333 E.M.


Količina vapna za kalcizaciju ili kalcifikaciju

        Značaj određivanja: Kisela reakcija tla, koja ovisi uglavnom o koncentraciji vodikovih iona nije povoljna za većinu biljaka, jer one preferiraju većinom slabo kiselu ili neutralnu reakciju. Osim toga i procesi u tlu pri kiseloj reakciji imaju negativan karakter. Da bi se smanjila ili potpuno eliminirala kiselost tlu dodajemo vapnene materijale, što predstavlja kalcizaciju ili kalcifikaciju tla. Smanjivanje kiselosti je moguće obaviti na temelju hidrolitskog ili supstitucijskog aciditeta. Temeljem hidrolitskog aciditeta potpuno neutraliziramo kiselost i postižemo pH=7,0, dok se temeljem supstitucijskog aciditeta postiže pH=6,0. Određivanje doze vapna za kalcizaciju temeljem hidrolitskog aciditeta

Princip određivanja: Prilikom reakcije između tla i 1N otopine kalcijevog acetata (CH3COO)2Ca.H2O ili natrijevog acetata CH3COONa.3H2O kationi Ca ili Na iz ovih soli zamjenjuju sve H (i Al) ione iz adsorpcijskog kompleksa, pri čemu nastaje octena kiselina čija se količina odredi titracijom s 0,1 N otopinom NaOH.

Potrebni reagensi: 1 N otopina kalcijevog acetata (CH3COO)2Ca-H2O ili natrijevog acetata CH3COONa-3H2O, 0,1 N otopina NaOH, fenolftalein Postupak: U erlenmajerovu tikvicu od 300 ml odvagne se 40 g nekarbonatnog tla i prelije s 100 ml 1 N otopine kalcijevog acetata (CH3COO)2Ca-H2O ili natrijevog acetate CH3COONa-3H2O i mućka 1 sat na mućkalici, ili se ostavi do drugoga dana uz povremeno ručno mućkanje. Zatim se uzorak filtrira i od bistrog filtrata se odvoji 50 ml u erlenmajerovu tikvicu od 300 ml, dodaje se indikator fenolftalein i titrira s 0,1 N NaOH do pojave trajno ružičaste boje. Iz dobivene vrijednosti utroška NaOH za titraciju izračunava se hidrolitski aciditet ili y1 prema sljedećoj formuli:

y1 = ml 0,1 N NaOH utrošeni za titraciju x normalitet NaOH (0,1) x 10 x 2,5

        Interpretacijske vrijednosti prema vrijednostima hidrolitskog aciditeta y1:
  • ako je y1 0-4 ml - nije potrebna kalcifikacija
  • ako je y1 4-8 ml - nije nužna kalcifikacija (fakultativna)
  • ako je y1 8-16 ml - potrebne niske doze materijala za kalcifikaciju
  • ako je y1 16-24 ml - potrebne umjerene doze materijala za kalcifikaciju
  • ako je y1 >24 ml - potrebne visoke doze materijala za kalcifikaciju

        Za kalcifikaciju možemo koristiti CaCO3 ili CaO čije količine potrebne za neutralizaciju kiselosti sloja oranice dubine 20-25 cm na površini 1 hektara utvrđujemo iz sljedećih formula:

hidrolitski aciditet y1 x 4,5 = dt/ha CaCO3
hidrolitski aciditet y1 x 2,52 = dt/ha CaO

dt = deci tona ili deseti dio tone ili 100 kg
ha = hektar ili 100m x 100m ili 10 000 m2

Primjer: Ako je za titraciju uzorka utrošeno 7,5 ml 0,1 N otopine NaOH, tada je hidrolitski aciditet y1 = 7,5 ml x 0,1 x 10 x 2,5 = 18,75 odnosno potrebne su umjerene doze materijala za kalcifikaciju. Za neutralizaciju kiselosti sloja oranice dubine 20-25 cm na vrijednost pH = 7,0 potrebno je dodati 18,75 x 4,5 = 84,4 dt/ha ili 8,44 t/ha CaCO3, odnosno 18,75 x 2,52 = 47,3 dt/ha ili 4,73 t/ha CaO.

        Količina humusa - metoda Tjurina
        Značaj određivanja: Humus je visokomolekularni kompleksni produkt nastao reakcijama polimerizacije i kondenzacije iz mrtve organske tvari, uz sudjelovanje mikroorganizama. Dakle on je produkt ne samo razgradnje, nego i sinteze međuprodukata koji nastaju prilikom razgradnje organske tvari. Humus utječe na fizikalne i kemijske značajke tla, na mikrobiološku aktivnost, a predstavlja i izvor hranjiva za biljke.

        Princip određivanja: Tjurinova metoda temelji se na potpunoj oksidaciji organskog ugljika iz humusa pomoću kalijevog bikromata. Titracijom s Mohrovom soli određuje se količina preostalog kalijevog bikromata koji nije utrošen za oksidaciju organskog ugljika.

        Potrebni reagensi: 0,4 N otopina kalijevog bikromata K2Cr2O7, srebrni sulfat Ag2SO4, smjesa koncentrirane fosforne H3PO4 i sumporne H2SO4 kiseline, difenilaminosulfonska kiselina, 0,1 N otopina Mohrove soli. Količina humusa se izračunava iz sljedeće formule:

        U% humusa = (a-b)-0,0005172-100/n

gdje su:
a = ml utrošene Mohrove soli za titraciju slijepe probe-normalitet (0,1)-10
b = ml utrošene Mohrove soli za titraciju uzorka-normalitet (0,1)-10
n = odvaga tla u gramima

Primjer: Za titraciju 0,3 g uzorka tla utrošili smo 25,2 ml Mohrove soli (b), a za titraciju slijepe probe 40,3 ml Mohrove (a). Prema tome:

        % humusa U(40,3-25,2)-0,0005172-100/0,3 = 2,6%

        Interpretacijske vrijednosti za količinu humusa u tlu (po Gračaninu):
  • < 1% - vrlo slabo humozno tlo
  • 1-3% - slabo humozno tlo
  • 3-5% - dosta humozno tlo
  • 5-10% - jako humozno tlo
  • > 10% - vrlo jako humozno tlo

Prema interpretacijskim vrijednostima zaključujemo da je uzorak tla slabo humozan.

U(a-b)-0,0005172-100U

% humusa = n
a = ml utrošene Mohrove soli za titraciju slijepe probe-normalitet (0,1)-10
b = ml utrošene Mohrove soli za titraciju uzorka-normalitet (0,1)-10
n = odvaga tla u gramima
Primjer: Za titraciju 0,3 g uzorka tla utrošili smo 25,2 ml Mohrove soli (b), a za titraciju
slijepe probe 40,3 ml Mohrove (a). Prema tome
U(40,3-25,2)-0,0005172-100U
% humusa = 0,3 = 2,6 %

Prema interpretacijskim vrijednostima zaključujemo da je uzorak tla slabo humozan.

Kvaliteta humusa

        Značaj određivanja: Za humus je važno poznavati osim njegove količine u tlu i kvalitetu toga humusa. Princip određivanja: Humus po kvaliteti može biti kiseli, što znači da sadržava slobodne humusne kiseline ili blag, ako je u obliku svojih soli (humata). Ako u tlu ima puno slobodnih humusnih kiselina one peptiziraju s OH- ionima iz amonijevog hidroksida jer su negativnog naboja, pri čemu se otopina oboji u smeđe. Malo slobodnih humusnih kiselina obojit će otopinu u žuto, a ako je sav humus u obliku svojih soli nema reakcije i otopina je bezbojna.

        Potrebni reagensi: 2%-tna otopina amonijevog hidroksida NH4OH. Postupak: U veliku epruvetu odvagne se 2 -3 g tla (otprilike stupac 1 cm visine) i doda 3 puta veća količina 2%-tne otopine amonijevog hidroksida NH4OH (6-9 ml ili stupac visok 3 cm). Uzorak se promućka i nakon 2-3 sata se profiltrira i prema boji se odredi kvaliteta humusa. Interpretacijske vrijednosti za kvalitetu humusa:

bezbojan filtrat - humus je blag
žućkasti filtrat -humus je slabo kiseli
smeđi filtrat -humus je kiseli

Adsorpcijski kompleks tla

        Značaj određivanja: Adsorpcijski kompleksa tla predstavlja skup organskih i mineralnih koloida koji mogu na svojoj površini adsorbirati (vezati) katione (pozitivno nabijene ione), ali na takav način da se ti kationi mogu u jednostavnim kemijskim reakcijama zamijenjivati sa drugim kationima iz otopine tla ili sa kationima vezanim na korijen biljke. Na taj način adsorpcijski komleks tla sprječava ispiranje tih kationa i time utječe na plodnost tla. Osim toga o vrsti kationa koji prevladavaju na adsorpcijskom kompleksu tla ovisi i čitav niz
fizikalno-kemijskih značajki tla. U analitičkoj se praksi može odrediti kapacitet zamjenjivih kationa kao cjelina ili se mogu određivati pojedini zamjenjivi kationi vezani na adsorpcijski kompleks tla.

Analiza adsorpcijskog kompleksa tla prema metodi Kappena

        Princip određivanja: Ovom metodom je moguće odrediti ukupnu količinu kationa vezanih na adsorpcijski kompleks tla u nekarbonatnim uzorcima. Metoda obuhvaća određivanje ukupne količine baznih kationa koji su vezani na adsorpcijski kompleks tla ili sumu baza sposobnih za zamjenu (S), zatim količinu adsorbiranih H+ iona ili nezasićenog dijela adsorpcijskog kompleksa (T-S), maksimalnog kapaciteta adsorpcije za baze (T) i
stupnja zasićenosti adsorpcijskog kompleksa tla bazama (V).

1.Određivanje ukupne količine baza sposobnih za zamjenu (S)
Ova vrijednost predstavlja sve bazne katione koji su vezani na adsorpcijski kompleks, odnosno Na+, K+, Ca2+, Mg2+. Metoda se bazira na tretiranju nekarbonatnog tla s 0,1 N otopinom HCl, pri čemu se jedan
dio H+ iona iz kiseline potroši na zamjenu adsorbiranih kationa, odnosno veže se na adsorpcijski kompleka, a ostatak HCl kiseline određujemo titracijom sa 0,1 N otopinom NaOH.

S = 10 - {50 ml HCl - normalitet (0,1) - ml utrošene NaOH za titraciju - normalitet (0,1)}

Jedinice u kojima se izražava S su miliekvivalenti (m.e.) ili milimolekvivalenti H+ na 100 g tla ili mmol/100 g tla.
2. Određivanje nezasićenosti adsorpcijskog kompleksa tla (T-S) Nezasićenost adsorpcijskog kompleksa predstavljaju H+ ioni koji se mogu neutralizirati bazama. Izračunava se iz hidrolitskog aciditeta y1 prema formuli:

(T-S) = Uy1 - 6,5/10  (m.e. /100 g tla)

3. Određivanje maksimalnog kapaciteta adsorpcije za baze (T). Maksimalni kapacitet adsorpcije predstavlja maksimalnu količinu adsorbiranih kationa, a to su svi adsorbirani vodikovi ioni (T-S) i sve baze adsorbirane na koloide tla (S). Određuje
se prema formuli:

T = (T-S) + S  (m.e. /100 g tla)

4. Određivanje stupnja zasićenosti adsorpcijskog kompleksa tla bazama (V) Stupanj zasićenosti adsorpcijskog kompleksa tla bazama pokazuje koliko u tlu ima adsorbiranih baza u odnosu na ukupni kapacitet adsorpcije. Računa se prema formuli:

V = U S - 100/ T  (izražava se u %)


Interpretacijske vrijednosti za stupanj zasićenosti adsorpcijskog kompleksa:
  • < 35% - nizak stupanj zasićenosti adsorpcijskog kompleksa
  • 35-65% - osrednji stupanj zasićenosti adsorpcijskog kompleksa
  • > 65% - visok stupanj zasićenosti adsorpcijskog kompleksa

Određivanje ukupnog dušika

        Za određivanje ukupnog dušika koriste se najčešće metoda destilacije i ponekad kolorimetrijska. Metoda destilacije se još zove i Kjehldalova metoda i najviše se koristi. Radi složenosti postupka i reagensa dat ću samo osnovne podatke metode.

        Određivanjem ukupnog dušika po Kjehldalu s modifikacijom od Jodlbauera, organski dušik tla prelazi u amonij sulfat, a nitratni dušik se reducira pomoću cinka u amonijak i dalje sa sulfatnom kiselinom također veže u amonij sulfat. Dodatkom jake lužine ( 50%-tne NaOH ), amonijak se oslobodi i prevodi kroz aparat za destilaciju u kiselinu poznatog titra i po utrošenoj kiselini za vezanje amonijaka se izračuna ukupna količina dušika u tlu.

        Ocjene na osnovu ukupnog dušika se vrše prema Woltmannu.
  • > 0,3 % N - vrlo bogata tla dušikom
  • 0,3 - 0,2 % N - bogata tla dušikom
  • 0,2 - 0,1 % N - dobro opskrbljena tla dušikom
  • 0,1 - 0,06 % N - umjereno opskrbljena tla dušikom
  • < 0,06 % N - siromašna tla dušikom

Određivanje fizioloških aktivnih hranjiva (P i K)

        Za određivanje fosfora i kalija u tlu koriste se brojne metode : fiziološko - kemijske, kemijske i mikrobiološke analize, te folijarne analize.  Fiziološko-kemijska je Neubaure - Schneiderova metoda koja ocjenjuje količine P i K na osnovu količina koje izvuku iz tla 18-dnevne biljčice. Mikrobiološke metode su one po kojima se na osnovu rasta nekih mikroorganizama određuju zalihe hranjiva. Najpoznatija je Aspergillus metoda pomoću gljivice Aspergillus niger. Kemijske metode su vrlo brojne, a sve se baziraju na principu da se pomoću neke otopine ekstrahiraju iz tala biljkama lako pristupačna hranjiva. Otopine koje se koriste za to su ujedno otopine koje će izvući iz tla ona hranjiva koja i biljno korijenje može sorbirati. Zato su i vrlo brojne metode i ekstrakcione otopine. Koriste se otopina vode i CO2,  1-2% limunske kiseline, slaba solna kiselina, acetatne otopine, laktati. Kad se lako pristupačna hranjiva ekstrahiraju iz tla, ekstrakt se kemijski analizira, a rezultati se očitaju iz odgovarajućih tablica. Jedna od poznatijih metoda je Al - metoda (amonium-laktat-octena kiselina kao sredstvo za ekstrakciju fosfora i kalija). Reagensi koji se koriste su : mliječna kiselina, octena kiselina, amonijev molibdat, metol, amonijev acetat, natrijeva lužina, KH2PO4, KCl, SnCl2, HCl, Na2SO3, Na2S2O5. Nakon izvršene ekstrakcije provodi se filtracija kroz naborani filter papir. Kalij se određuje direktno iz filtrata pomoću flamenofotometra, a fosfor uobičajenom kolorimetrijskom metodom. Očitanje vrijednosti uzoraka za kalij i fosfor vrši se pomoću baždarne krivulje i to tako da se na x os stavljaju koncentracije K2O i P2O5 ( standardi od 10, 20 i 50 mg u 100g tla ), a na y os pripadajuće vrijednosti ekstinkcija za fosfor odnosno vrijednosti otklona galvanometra na flamenofotometru za kalij. Smjernice za ocjenjivanje rezultata Al metode mogu se vidjeti iz slijedećeg:

        Klase opskrbljenosti:
  • I  klasa - dobro opskrbljeno  > 20 mg  K2O ili P2O5  na 100 g tla
  • II klasa - srednje opskrbljeno  11 - 20 mg K2O ili P2O5  na 100 g tla
  • III klasa - slabo opskrbljeno  0-10 mg K2O ili P2O5  na 100 g tla

Za pojedina tla treba na svakom području pokusima kalibrirati ove klase.


        Literatura :
  1. Priručnik za pedološka istraživanja, Agronomski fakultet, Zagreb, 1986.
Nino Ivančan, dipl.ing.agr.