Vježbe Iz Pedologije

LABORATORIJSKE VJEŽBE IZ PEDOLOGIJE – PREDLOŽAK ZA IZVJEŠĆE

1. Određivanje stabilnosti strukturnih makroagregata

Temeljem opažanja stanja makroagregata (različitih boja) koji su bili uronjeni u DI vodu treba napisati kakvi su oni s

obzirom na stabilnost temeljem slijedeće podjele.

Ako su se strukturni agregati raspali nakon:

- 3 minute - potpuno su nestabilni;

- 30 minuta - nestabilni su;

- djelomično nakon 6 h ili potpuno nakon 12 h - slabo su stabilni;

- slabo raspadnuti u vremenu od 12 do 16 h - dosta su stabilni;

- nisu se raspali niti nakon 24 h - potpuno su stabilni;

Primjer:

- Sivi agregat potpuno je nestabilan jer se raspao nakon 3 minute.

- Smeđi agregat nestabilan je jer se raspao nakon 30 minuta.

- Crni agregat potpuno je stabilan jer se nije raspao niti nakon 24 sata.

2. Određivanje udjela vode u uzorcima tla fizički izmijenjenog stanja (u skladu s ISO 11465, 1993)

Primjer:

ww = (m1 – m2) ・ 100/(m2 – m0)

Ww – udjel vode izražava se u masenim postotcima (na jednu decimalu) na bazi suhog tla

m0 – lončić nakon sušenja u sušioniku na na 105 °C ± 5 °C = 12,93 g

m1 – masa zrakosuhog tla s lončićem = 23,58 g

m2 – masa suhog tla s lončićem nakon sušenja na 105 °C ± 5 ° = 22,73 g

Ww = (23,58 g – 22,73 g) ・ 100/(22,73 g – 12,93 g)

Ww = 0,85 g ・ 100/9,8 g

Ww = 8,67 %

3. Određivanje raspodjele veličina čestica (granulometrijskog ili mehaničkog sastava) u mineralnom dijelu tla

- Internacionalna B metoda – po ovoj metodi radili su student na vježbama

- u skladu s ISO 11277,1998 – ova je metoda demonstrirana na vježbama

Primjer obračuna rezultata za Internacionalnu B metodu koju su studenti izvodili na vježbama

Krupni pijesak (KP):

33,29 g = masa punog lončića nakon sušenja

30,42 g = masa praznog lončića (na početku analize)

10 g = masa uzorka tla koji je uzet za analizu

KP: 33,29 g – 30,42 g = 2,87 g (masa KP)

2,87 g/10 g ・ 100 = 28,7 %

= 29 %

Prah i glina (Pr,G – prvo pipetiranje nakon 4 min. i 48 sek. s dubine od 10 cm):

13,64 g = masa punog lončića nakon pipetiranja i sušenja

13,59 g = masa praznog lončića

0,1 g = masa uzorka tla – 10 g analiziranog tla prebačeno je u cilindar od 1000 ml, te je pipetirano 10 ml što je 100-

ti dio uzorka pa se 10 g tla uzetih u analizu dijeli sa 100 te se dobije 0,1 g. Isti podatak koristi se za obračun kod oba

pipetiranja.

Pr,G: 13,64 g – 13,59 g = 0,05 g (masa pipetiranih P,G)

0,05 g/0,1 g ・ 100 = 50 %

Glina (G – drugo pipetiranje nakon 4 sata s dubine od 5 cm):

12,99 g = masa punog lončića nakon otparavanja na vodenoj kupelji

12,96 g = masa praznog lončića

G: 12,99 – 12,96 = 0,03 g (masa pipetirane G)

0,03/0,1 ・ 100 = 30 %

Sitni pijesak (SP) – dobije se računski:

SP: SP = 100 % - KP – Pr,G

= 100 % - 29– 50

= 21 %

Određivanje teksturne oznake

Udjeli KP i SP se zbroje

P= KP + SP

= 29 % + 21 %

= 50 %

Na temelju dobivenih udjela pijeska P = 50%, praha Pr = 20 % i gline G = 30 % na teksturnom trokutu (prema FAO

2006) odredi se i napiše teksturna oznaka analiziranog uzorka tla.

Teksturna oznaka analiziranog uzorka tla je pjeskovito glinasta ilovača.

4. Određivanje reakcije tla (u skladu s ISO 10390,1994)

Primjer:

- pH vrijednost očitana je u otopini koja se pripremila suspendiranjem tla u vodi i otopini neutralne soli

CaCl2 u omjeru 1:5.

pH (H2O) izmjerena pH-metrom iznosila je 7,325

pH (CaCl2) izmjerena pH-metrom iznosila je 6,973

Na temelju klasifikacije tla s obzirom na vrijednost pH izmjerenu u suspenziji tla u H2O prema Gračaninu & Ilijaniću

(1977) analizirano tlo je vrlo slabo alkalno.

5. Određivanje udjela karbonata u tlu – volumetrijska metoda (u skladu s ISO 10693, 1995)

w (CaCO3) = 1000 · m2 · (V1 − V3)/m1 · (V2 − V3) · (100 + ww)/100

w(CaCO3) - udjel karbonata [g kg−1

suhog tla]

m1 - masa uzorka tla u [g]

m2 - srednja vrijednost mase dva standarda CaCO3 u [g]

V1 - volumen CO2 oslobođen prilikom reakcije uzorka tla [ml]

V2 - srednja vrijednost CO2 oslobođenog prilikom reakcije sa standardima CaCO3 [ml]

V3 - promjena volumena slijepe probe izražena u ml (ova vrijednost može biti i negativna)

ww - postotni maseni udjel vode, u skladu s ISO 11465 (1994)

pH(H2O) Ocjena

< 4,0 vrlo jako kiselo

4,0-5,0 jako kiselo

5,0-6,0 osrednje kiselo

6,0-6,5 slabo kiselo

6,5-6,9 vrlo slabo kiselo

oko 7,0 neutralno

7,1-7,5 vrlo slabo alkalno

7,5-8,0 slabo alkalno

8,0-9,0 osrednje alkalno

9,0-11,0 jako alkalno

> 11,0 vrlo jako alkalno

Količina uzorka tla za analizu procjeni se temeljem reakcije tla s 10% klorovodičnom kiselinom (kvalitativna analiza)

- Prije početka analize na kalcimetru se naprave dvije slijepe probe s DI vodom i HCl pri dvije razine vode u

bireti (20 i 80 ml) - V3

- Naprave se dvije analize sa 0,2 g i 0,4 g čistog CaCO3 (standardi) i izračuna srednja vrijednost oslobođenog

CO2 - V2

- Nakon toga se napravi analiza s uzorkom tla.

Primjer obračuna udjela karbonata u tlu

- Kvalitativna analiza – ima reakcije koja je kratko trajala stoga je za analizu uzeto 5 g uzorka tla

- m1 = 5 g

- m2 = (0,2 g + 0,4 g)/2

m2 = 0,3 g

- V1 = 20 ml

- V2 - standard 0,2 CaCO3 = 44 ml; standard 0,4 CaCO3 = 62 ml

V2 = (44 ml + 62 ml)/2

V2 = 53 ml

- V3 - promjena volumena kod slijepe probe na 20 ml iznosi 0,4 ml; promjena volumena kod slijepe probe

na 80 ml iznosi 0,2 ml (ne smije biti veća od 1 ml)

V3 = 0,4 ml – 0,2 ml

V3 = 0,2 ml

- ww - postotni maseni udjel vode određen je prilikom vježbe 2 „Određivanje udjela vode u uzorcima tla

fizički izmijenjenog stanja (u skladu s ISO 11465, 1993)” i iznosi 8,67 %.

Intenzitet reakcijeUdjel karbonata

(g kg-1

)

Masa uzorka tla za analizu

(g)

Nema reakcije ili je vrlo slaba < 20 10

Ima reakcije, ali kratko traje 20 - 80 5

Jaka reakcija, dugo traje 80 - 160 2,5

Vrlo jaka reakcija koja dugo traje >160 ≤ 1

w (CaCO3) = 1000 · m2 · (V1 − V3)/m1 · (V2 − V3) · (100 + ww)/100

w (CaCO3) = 1000 · 0,3 g · (20 ml – 0,2 ml)/5 g · (53 ml – 0,2 ml) · (100 + 8,67 %)/100

w (CaCO3) = 1000 · 0,3 g · 19,8ml/5 g · 52,8 ml) · 1,087

w (CaCO3) = 22,5 ·1,087

w (CaCO3) = 24,46 g kg-1

w (CaCO3) = 25 g kg-1

Udjel karbonata u tlu po klasifikaciji prema Vanmechelenu et al. (1997) je srednji.

6. Određivanje kiselosti (karaktera) humusa

Uzorak tla (2-3 g sitnice) prelije se s tri puta višim stupcem 2% NH4OH. Slijedećeg dana temeljem boje filtrata,

odnosno suspenzije iznad uzorka tla daje se ocjena kiselosti humusa.

Primjer:

Boja suspenzije (filtrata) uzetog za primjer je žuta, dakle na osnovi klasifikacije humus je slabo kisel.

Boja filtrata ili otopine:

bezbojno – humus je blag

žuto – humus je slabo kiseo

smeđe – humus je kiseo

CaCO3

(g kg-1

)Ocjena

0 vrlo nizak

0-20 nizak

20-200 srednji

200-500 visok

> 500 vrlo visok

7. Određivanje udjela humusa (organskog ugljika) po Tjurinu

Određivanje udjela humusa u tlu po Tjurinu zasniva se na potpunoj oksidaciji humusa s kalijskim bikromatom u

sumporno kiselom mediju. Retitracijom suviška bikromata sa standardnom otopinom Mohrove soli

(FeSO4(NH4)2SO4 x 6H2O) odredi se preostala količina bikromata koja nije utrošena za oksidaciju humusa u tlu.

Preostala količina Cr6+

titrira se s Mohrovom soli do pojave zelene boje.

3C* + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 → 3CO2 + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 8H2O

Cr6+

→ Cr3+

Primjer obračuna udjela humusa, odnosno Org. C

0,0003 g C ili 0,0005172 g humusa ekvivalentno je s 1 ml otopine K2Cr2O7, c(1/6 K2Cr2O7) = 0,1 M

a = V(Mohrove soli utrošene za titraciju slijepog uzorka) ∙ c(Mohrove soli) ∙ 10

b = V(Mohrove soli utrošene za titraciju otopine uzorka tla) ∙ c(Mohrove soli) ∙ 10

% humusa = (a – b) ∙ 0,0005172 ∙100/m

a = 40,1 ml (slijepi uzorak) ∙ 0,1 ∙ 10

a = 40,1 ml

b = 20,3 ml (uzorak tla) ∙ 0,1 ∙ 10

b = 20,3 ml

m = masa uzorka tla (npr. 0,1 g)

% humusa = (40,1 – 20,3) ∙ 0,0005172 ∙ 100 / 0,1

= 10,24 %

Da bi se izrazio udjel ugljika dobiveni udjel humusa pomnoži se s 0,58 (ili podijeli s 1,72) jer u 100 dijelova

humusa ima 58% C (faktor je 1,72), a ako ima 50% C (faktor je 2).

10,24 ∙ 0,58 ∙ 10 (da bi se % izrazili kao g kg-1

) = 96,6 g kg-1

Tlo je prema klasifikaciji udjela humusa po Gračaninu i Ilijaniću (1977) vrlo jako humozno.

Udjel humusa [%] Ocjena tla

<1 vrlo slabo humozno

1-3 slabo humozno

3-5 osrednje humozno

5-10 jako humozno

>10 vrlo jako humozno

8. Određivanje udjela ukupnog dušika modificiranom Kjeldahlovom metodom

- Ova metoda je demonstrirana u laboratoriju.

9. Određivanje udjela organskog i ukupnog ugljika (u skladu s ISO 10694, 1995) i ukupnog dušika (u skladu

s ISO 13878, 1998) suhim spaljivanjem


10. Određivanje kapaciteta zamjene kationa (u skladu s ISO 11260, 1994)


11. Određivanje granulometrijskog sastava u mineralnom dijelu tla (norma ISO 11277)

- Ova metoda je demonstrirana u laboratoriju i uspoređena s Internacionalnom B metodom.

12. Određivanje udjela vode u uzorcima tla fizički neizmijenjenog stanja (u skladu s ISO 11461, 2001)

- Određivanje vodno-retencijskog kapaciteta

ϕw = [(mc1 + mzdj – mpokl) – mc2+zdj]/ρw ・ 100/V

- ϕw = vodno-retencijski kapacitet, tj. udjel vode u tlu u obujmenim (volumnim) postotcima

- mc1 = masa cilindra s vlažnim tlom [g]

- mzdj = masa posude za sušenje (zdjelice) [g]

- m c = masa cilindra [g]

- mpokl = masa poklopaca [g] – u laboratorijskim vježbama nisu korišteni poklopci pa mpokl = 0!

- mc2+zdj = masa cilindra i zdjelice sa suhim tlom [g]

- ρw = gustoća vode kod temperature vlažnog tla [kg m‒3

]; u praksi se uzima gustoća vode od 1000 kg m‒3

- V = unutarnji obujam cilindra [cm3]

Primjer obračuna vodno-retencijskog kapaciteta tla

ϕw = vodno-retencijski kapacitet, tj. udjel vode u tlu u obujmenim (volumnim) postotcima - mc1 = 254,45 g - mzdj = 162, 92 g - m c = 94,24 g - mpokl = 0 g (nema poklopaca) - mc2+zdj = 380,14 g - ρw = gustoća vode kod temperature vlažnog tla [g cm

‒3]; u praksi se uzima gustoća vode od 1000 kg m

‒3 =

1 g cm-3

- V = 100 cm

3

ϕw = [(254,45 g + 162, 92 g – 0 g) – 380,14 g]/1 g cm-3

・ 100/100 cm3

ϕw = [417,37 g – 380,14 g]/1 g cm-3

・ 100/100 cm3

ϕw = 37,23 g/1 g cm-3

・ 100/100 cm3

ϕw = 37,23 %

Vodno-retencijski kapacitet analiziranog tla prema Škoriću (1982) je osrednji.

Oznaka vrijednost [vol. %]

vrlo malen <25

malen 25-35

osrednji 35-45

velik 45-60

vrlo velik >60

13. Određivanje gustoće (obujmene) tla - ρb (u skladu s ISO 11272, 1998)

ρb = md/V [g cm‒3

]

md = mt – (mzdj + mc)

ρb = gustoća tla [g cm‒3

] md = masa suhog tla [g] V = unutarnji obujam cilindra [cm

3]

mt = masa suhog tla zajedno s cilindrom i zdjelicom [g] mzdj = masa posude za sušenje (zdjelice) [g] mc = masa cilindra [g]

Primjer obračuna gustoće tla


]


ρb = gustoća tla [g cm‒3

] md = masa suhog tla [g] V = 100 cm

3

mt = 380,14 g mzdj = 162, 92 g mc = 94,24 g


md = 380,14 g – (162,92 g + 94,24 g)

md = 122,98 g


]

ρb = 122,98 g/100 cm3

ρb = 1,23 g cm‒3

Gustoća tla je najmanja u njegovu površinskom dijelu. U O i T-horizontima je obično anja od 1, u A-horizontu

1-1,6, a u dubljim horizontima može biti i do 2 g cm‒3

.

14. Određivanje gustoće krute faze tla - ρp (u skladu s ISO 11508, 1998)

ρp-sit = masa suhog tla/obujam tla (čestica sitnice)

= ρw ・ md/(md + mw – msw)

ρp-sit = gustoća krute faze čestica sitnice [g cm‒3

]

md = masa uzorka suhog tla [g]

ρw = gustoća vode prema tablici (pri temperaturi korištene destilirane prokuhane (odzračene), ohlađene i

temperirane vode ili vode u bazenu u kojoj se temperira piknometar [g cm‒3

]

msw = masa piknometra sa suspenzijom [g]

mw = masa piknometra s vodom [g]

Primjer obračuna gustoće krute faze tla

ρp-sit = gustoća krute faze čestica sitnice [g cm‒3

]

md = 10 g (masa uzorka tla)

ρw (t = 15 C) = 0,9991 g cm-3

Gustoća vode [g cm-3

] pri različitim temperaturama

t / °C ρw t / °C ρw t / °C ρw t / °C ρw t / °C ρw

10,0 0,9997 15,0 0,9991 20,0 0,9982 25,0 0,9970 30,0 0,9957

11,0 0,9996 16,0 0,9989 21,0 0,9980 26,0 0,9968 31,0 0,9953

12,0 0,9995 17,0 0,9988 22,0 0,9978 27,0 0,9965 32,0 0,9950

13,0 0,9994 18,0 0,9986 23,0 0,9975 28,0 0,9962 33,0 0,9947

14,0 0,9992 19,0 0,9984 24,0 0,9973 29,0 0,9959 34,0 0,9944

msw = 146,0 g

mw = 140,0 g

ρp-sit = ρw ・ md/(md + mw – msw)

ρp-sit = 0,9991 g cm-3

・ 10 g/(10 g + 140,0 g – 146,0 g)

ρp-sit = 0,9991 g cm-3

・ 10 g/4 g

ρp-sit = 2,50 g cm‒3

Gustoća čestica krute faze tla ima relativno široki raspon:

- za organske čestice to je 1-1,4 g cm‒3

- za mineralne čestice najčešće 2,5 - 2,8 g cm‒3

15. Određivanje poroznosti tla

Sveukupna poroznost (φ) izračunava se iz gustoće krute faze tla (ρp) i gustoće obujmene tla (ρb):

φ = (ρp – ρb) ・ 100/ρp = (1 – ρb/ρp) ・ 100 [vol. %]

gdje je:

φ = sveukupna poroznost tla

ρb = gustoća tla [g cm-3

]

ρp = gustoća krute faze tla [g cm-3

]

Primjer izračuna sveukupne poroznosti tla


ρb = 1,23 g cm‒3

(iz vježbe 13 “Određivanje gustoće (obujmene) tla - ρb “)

ρp = 2,50 g cm‒3

(iz vježbe 14 “Određivanje gustoće krute faze tla - ρp”)

φ = 1 – ρb/ρp ・ 100 [vol. %]

φ = 1 – 1,23 g cm‒3

/2,50 g cm‒3

・ 100

φ = 1 – 0,49 ・ 100

φ = 50,8 %

Prema Škorićevoj klasifikaciji (1991) analizirano tlo je porozno.

Škorić (1991) klasificira tlo prema poroznosti (% vol.) na:

Vrlo porozno tlo – φ > 60

Porozno tlo – φ 46-60

Slabo porozno tlo – φ 30-45

Vrlo slabo porozno tlo – φ < 30

16. Određivanje zračnog kapaciteta tla

ϕa = φ – ϕw [vol. %]

ϕa (a – air, zrak) = poroznost aeracije (ili kapacitet tla za zrak kad je vlažnost na razini retencijskog vodnog

kapaciteta)


ϕw (w – water, voda) = udjel vode u tlu u obujmenim postotcima (kad je trenutna vlažnost na razini retencijskog

vodnog kapaciteta onda je

poroznost aeracije jednaka zračnom kapacitetu tla

Primjer izračuna zračnog kapaciteta tla

ϕa (a – air, zrak) = poroznost aeracije (ili kapacitet tla za zrak kad je vlažnost na razini retencijskog vodnog

kapaciteta)

φ = 50,8 % (iz vježbe 15 “Određivanje poroznosti tla)

ϕw = 37,23 % (iz vježbe12 “Određivanje vodno-retencijskog kapaciteta tla”)

ϕa = φ – ϕw [vol. %]

ϕa = 50,8 % – 37,23 %

ϕa = 13,57 %

Po klasifikaciji tla prema kapacitetu za zrak analizirani uzorak tla ima velik kapacitet za zrak.

- vrlo malen: < 4 % vol.

- malen: 4-8 % vol.

- osrednji: 8-12 % vol.

- velik: 12-16 % vol.

- vrlo velik: > 16 % vol.

17. Određivanje vodno-retencijskih značajki tla (u skladu s ISO 11274, 1998)

- Određivanje pF vrijednosti i izrada pF krivulja – metoda je demonstrirana u laboratoriju.

18. Određivanje vodopropusnosti tla (filtracije vode kroz tlo)


Documents

Vježbe Iz Pedologije