Talajvizsgálati módszerek II. A litoszféra és a talaj, mint erőforrás és kockázat 9.

Az előadások a következő témára: "Talajvizsgálati módszerek II. A litoszféra és a talaj, mint erőforrás és kockázat 9."— Előadás másolata:

1 Talajvizsgálati módszerek II. A litoszféra és a talaj, mint erőforrás és kockázat 9.

2 1. Talajmintavétel A laboratóriumi vizsgálatok első és talán legfontosabb lépése a vizsgálatoknak megfelelő, reprezentatív mintavétel, ami történhet a hálózatban (raszter-elv), vagy egy egyenes mentén (katéna-elv) szerint. Raszter-elv szerinti mintavétel mintavételi hálója

3 A mintavételezés leggyakrabban alkalmazott módszerei: 1.Talajmintavétel ásott szelvénygödörből 2.Talajmintavétel fúróval 3.Bolygatatlan szerkezetű talajminta vétele 4.Átlagminta vétele 5.Talajmintavétel szennyezés esetén 6.Talajvízminta vétele Talajmintavétel ásott szelvénybőlTalajmintavétel kézi fúróval

4 2. Talajminták előkészítése A laboratóriumba beérkező mintákat szárítani kell. A talaj akkor légszáraz, ha az eltört nagyobb talajrög törési felületének színe megegyezik a talajrög külső felületének színével. Száradás után a mintában szét kell választani a 2 mm-nél nagyobb (talajváz), illetve az ennél kisebb frakciót (finom föld). ahol m - a lemért összes talaj tömege g-ban, mv - a vázrész tömege g-ban

5 3. Talajfizikai vizsgálatok Mechanikai összetétel meghatározása Arany-féle kötöttségi szám meghatározása A talaj higroszkóposságának meghatározása A talaj sűrűségének meghatározása A talaj térfogattömegének meghatározása Összporozitás számítása A pórustérfogat meghatározása A talaj nedvességtartalmának meghatározása A talajok kapilláris vízemelő képességének vizsgálata

6 Mechanikai összetétel meghatározása 2r (mm) t víz (°C) v (cm/s) 10 cm eséshez szükséges idő 0,02 részecske sűrűsége = 2,7 g/cm 3 153,30*10 -2 0 h 05’03” 203,75*10 -2 0 h 04’27” 254,20*10 -2 0 h 03’58” 0,002 153,25*10 -4 8 h 30’00” 203,67*10 -4 7 h 35’00” 254,16*10 -4 6 h 40’00” A talaj részecskékre vonatkozó esési idők GyűjtőnévSzemcsefrakció neve A talajszemcsék átmérője (mm) Vázkő, kavics, durva rész> 2,0 finom föld durva homok (Dh)2,0 - 0,2 finom homok (Fh)0,2 - 0,02 iszap, kőliszt (I)0,02 - 0,002 anyag (A)< 0,002 Az Atterberg-féle szemcsefrakció beosztás A talaj mechanikai összetétele (szemcseösszetétele) a különböző nagyságú egyedi részecskék egymáshoz viszonyított aránya. Ez az arány meghatározza a talaj víz- és tápanyag- gazdálkodását, valamint egyéb fizikai és kémiai tulajdonságát.

7 Arany-féle kötöttségi szám meghatározása Az Arany-féle kötöttségi szám (jelzése K A ), az a 100 g légszáraz talajra vonatkoztatott vízmennyiség, amelyet a talajminta a képlékenység és hígfolyósság határán tartalmaz. Értéke elsősorban a talaj eliszapolható frakciójának (I+A) mennyiségétől függ, ezért felhasználható a talaj szövetének leírásában. Az Arany-féle kötöttség meghatározása fonalpróbával

8 A talaj higroszkóposságának meghatározása A talaj azon tulajdonságát, hogy a levegőből nedvességet köt meg, a talaj higroszkóposságának nevezzük. Ez nem más, mint vizgőzadszorpció, tehát határfelületi jelenség, amely a talaj nagy fajlagos felületű agyagfrakciójának mennyiségétől és a környező légtér relatív nedvességtartalmától (R%) függ. Attól függően, hogy milyen vízgőztenziójú térben határozzuk meg a talaj higroszkóposságát, a következő típusokról beszélhetünk: - légszáraz nedvesség (Lszn), - Mitscherlich-féle higroszkóposságról (Hy), - Kuron-féle higroszkóposságról (hy%), -Sik-féle higroszkóposságról (hyl). Hazánkban a Kuron-féle higroszkóposság (hy%) használata terjedt el.

9 A talaj sűrűségének meghatározása A talaj sűrűségén egységnyi térfogatú tömör, hézagmentes talaj száraz tömegét értjük. A sűrűség meghatározását piknométerrel végezzük. A talaj térfogattömegének meghatározása A talaj térfogattömegén az egységnyi térfogatú száraz, bolygatatlan szerkezetű talaj tömegét értjük. Ehhez a vizsgálathoz meghatározott térfogatú, bolygatatlan szerkezetű talajmintákat kell venni. Összporozitás számítása

10 A pórustérfogat meghatározása A pórustérfogat meghatározásához ismerni kell az anyag térfogatsúlyát (g/cm 3 ), amely az anyag természetes állapotú térfogat-egységének a tömege, valamint a sűrűségét (g/cm 3 ), amely a minta hézagok nélküli tömör térfogategységének a tömege. ahol: Fs - sűrűség, Ts - térfogatsúly

11 A talaj nedvességtartalmának meghatározása A talaj nedvességtartalma az a vízmennyiség, amely 105 °C-on tömegállandóságig történő szárítás során távozik el a talajból. Mennyisége függ a csapadék mennyiségétől, a páranyomásától, a párolgástól, a növényi transzspirációtól, a felszíni lefolyástól és a felszínalatti vízmozgásoktól. A talajok kapilláris vízemelő képességének vizsgálata A kapilláris vízemelésen azt a milliméterben mért vízoszlopmagasságot értjük, amelyre az üvegcsőben lévő légszáraz finomföld a vizet kapilláris és hidratációs úton adott idő alatt felemeli. A vízemelés magasságát jól érzékelhető az átnedvesedett talaj sötétebb színéről.

12 4. Talajok kémiai vizsgálata A talajok kémhatásának meghatározása A talajok mésztartalmának meghatározása A talaj savanyúságának meghatározása A talajok kationcsere kapacitásának (T-érték) és a kicserélhető kationoknak a meghatározása A vízben oldható összes sótartalom meghatározása A talaj szerves-anyag tartalmának meghatározása A humusz minőségének jellemzése A talaj ásványi nitrogéntartalmának meghatározása A talaj könnyen oldható foszfortartalmának meghatározása A talaj könnyen oldható káliumtartalmának meghatározása Vezetőképesség meghatározása

13 A talajok kémhatásának meghatározása MegnevezéspH érték erősen savanyú4,5 alatt savanyú4,5 – 5,5 gyengén savanyú5,5 – 6,8 közömbös (semleges)6,8 – 7,2 gyengén lúgos7,2 – 8,5 lúgos8,5 – 9,0 erősen lúgos9,0 felett Talajok kémhatás szerinti osztályozása A talajok savas vagy lúgos kémhatása a talajoldatban lévő fölös hidrogén- (H + ), illetve hidroxil- (OH - ) ionok következménye. A talajok kémhatását pH meghatározás segítségével állapíthatjuk meg. A pH a talajoldat hidrónium-ion-aktivitásának negatív logaritmusa. A talajok kémhatását mind a terepen, mind a laboratóriumban is meghatározhatjuk. Laboratóriumban – legáltalánosabban - elektrometriásan mérjük a pH értéket.

14 A talajok mésztartalmának meghatározása A kalcium-karbonát mennyisége, eloszlása, kilúgozásának vagy felhalmozódásának mértéke a talajszelvényben a talajtípus fontos ismertetője. Ezért nagyon fontos meghatározni a talajban található karbonátok mennyiségét. Ez a vizsgálat azon az elven alapul, hogy erős a karbonátokból savak hatására széndioxid szabadul fel. A felszabaduló CO 2 elsősorban kalcium-, magnézium-, illetve más fémek karbonátjából, hidrokarbonátjából származhat. ezeket összesítve CaCO 3 -ként adjuk meg. A kémiai reakció egyenlete a következő kalcium-karbonát esetén: CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 +H 2 O + CO 2

15 A talaj savanyúságának meghatározása Savanyú kémhatású talajoknál a talaj savanyúságának mennyiségi meghatározására sóoldatok hatásán alapuló jelenségeket használunk fel. A növények életére a talaj kémhatása nagy hatással van. A talajok kationcsere kapacitásának (T-érték) és a kicserélhető kationoknak a meghatározása A talajtan azokat a részecskéket, amelyeknek a szemcseátmárője 0,002 mm-nél kisebb, kolloidnak tartja. A talajok kolloidokhoz kötődő kationcserélő képességének (T-érték), kicserélhető kationjainak (S-érték) és a telítetlenség (T-S-érték) meghatározására hazánkban leginkább a Mechlich-féle módszer terjedt el. A módszer lényege, hogy a kicserélhető kationokat 8,1 pH-értékre beállított 0,1 mol/l-es BaCl 2 -oldattal kiszorítjuk a talajból. A kicserélés ideje 4 óra. A szilárd és a folyadékfázis elválasztása után az oldatból határozzuk meg a kicserélt fémionok mennyiségét.

16 A vízben oldható összes sótartalom meghatározása A talaj sótartalmának meghatározása elsősorban szikes talajoknál fontos vizsgálat. A vízben oldható összes sótartalom meghatározására több módszer alkalmazható. Leggyakrabban az elektromos vezetőképesség mérésével határozzuk meg, ami gyors és a gyakorlati igényeket kielégítő módszer. A talaj szerves-anyag tartalmának meghatározása A meghatározás azon az elven alapszik, hogy a talaj szerves anyagát krómsavas oxidációval elroncsoljuk. A változatlanul maradt krómkénsav mérésével a fogyott oxidálószerrel egyenértékű szerves kötésű C mennyiségét kiszámítjuk. A vizsgálat előtt a látható növénymaradványokat el kell távolítani a talajból.

17 A humusz minőségének jellemzése A különböző talajok humusza közötti minőségbeli eltérések egyszerűen kimutathatók a belőlük készített humuszkivonatok fényelnyelésének mérésével. A fényelnyelés jellemzésére szokásosan az extinkciót használják: E=log (I/I), ahol I= az oldatba lépő, I= a kilépő fény intenzitása. A talaj ásványi nitrogéntartalmának meghatározása A talajból híg sóoldattal történő kioldással (KCl) kivonatot készítünk, majd a kivonatot NH 4 + és NO 3 - tartalmát Parnas-Wagner vízgőzdesztilláló készülékben határozzuk meg.

18 A talaj könnyen oldható foszfortartalmának meghatározása A talaj könnyen oldható foszfor- és káliumtartalmát azonos ammónium-laktátos (AL) kivonattal határoztuk meg. Foszfor esetén a meghatározást kolorimetriás módszerrel végezzük. Oldható foszfortartalom értékelése AL-oldható foszfortartalom (P 2 O 5 mg/100 g talaj) Agyagos talajokVályogtalajok Laza homoktalajok Igen kevés< 235 Kevés3-54-76-10 Mérsékelten közepes6-88-1211-16 Jó közepes9-1213-1817-25 Sok13-1819-2526-35 Igen sok> 192636 Az egyes talajok AL-oldható foszfortartalma

19 A talaj könnyen oldható káliumtartalmának meghatározása A könnyen oldható káliumot a könnyen oldható foszfor meghatározásához készített talajkivonatból határozzuk meg emissziós lángfotometriával. Oldható káliumtartalom értékelése AL-oldható káliumtartalom (K 2 O mg/100 g talaj) Fizikai talajféleség HomokVályogAgyag Igen kevés< 5< 7< 10 Kevés6-108-1211-16 Mérsékelten közepes11-1513-1817-23 Jó közepes16-2019-2424-29 Sok21-2525-3030-35 Igen sok> 26> 31> 36 Az egyes talajok AL-oldható káliumtartalma Vezetőképesség meghatározása A talaj vezetőképessége a talajoldatban található sók mennyiségétől és minőségétől függ.

20 Köszönöm a figyelmet!