SORPCJA MAGNEZU Z ROZTWORU SIARCZANU ORAZ MONO- I POLICHELATU MAGNEZOWEGO PRZEZ GLEBY TORFOWE

Transkrypt

1 R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T. 25. Z. 2. W A R S Z A W A 1974 BARBARA SAPEK SORPCJA MAGNEZU Z ROZTWORU SIARCZANU ORAZ MONO- I POLICHELATU MAGNEZOWEGO PRZEZ GLEBY TORFOWE Instytut M elioracji i U żytków Zielonych w Falentach Spotykane niskie zawartości m agnezu w paszach objętościowych i w sianach łąkowych skłaniają do prowadzenia badań nad zachowaniem się tego pierw iastka w środow isku gleb organicznych. Ja k dotąd, nie w y jaśniono losów magnezu wprowadzonego do gleb torfowych, które, jak wiadomo, silnie sorbują niektóre pierw iastki m etaliczne. O tw artą spraw ą pozostaje zagadnienie form naw ozow ych tego pierw iastka, które w określonych w arunkach glebowych wykazywały najkorzystniejsze działanie. Dlatego w ydaje się celowe prow adzenie poszukiw ań w zakresie stosow ania innych form nawozów poza dotąd stosowanymi, jak siarczan m agnezowy, dolom it czy naw ozy potasow e zaw ierające magnez. Specyfika i odm ienny chemizm gleb organicznych skłania do przypuszczeń, że naw o żenie form am i chelatow ym i mogłoby być w ich przypadku efektyw ne. N iniejsza praca jest kontynuacją badań nad porów naniem w w a ru n kach laboratoryjnych sorpcji w ybranych pierwiastków m etalicznych w form ach siarczanowych i chelatowych przez gleby torfowe [3]. Celem pracy było w ykazanie różnic w sorpcji m agnezu i z form chelatow ych w porów naniu z siarczanem m agnezowym. METODYKA BAD AŃ Sorpcję magnezu porównywano na w ybranych dziewięciu próbkach gleb murszowych spod użytków zielonych z obiektu Kuwasy i Wizna. Próbki pobrano z wierzchniej 5-20-centym etrowej w arstw y (tab. 1). Sorpcję wykonywano z roztworów siarczanu magnezowego, m onochelatu magnezowego na bazie garbników GS-Mg (4,4% Mg według atestu) oraz polichelatu na bazie ligninosulfokw asów LS-24, w skład którego wchodził

2 202 В. Sapek ï a j о 1 a Y /ła a c iy ło jc i fiz y k o c h e m ic z n e b a d a n y ch s i e b to r fo w y c h P h y s ic o - c h e m ic a l p r o p e r t i e s o f p e a t s o i l s i n v e s t i g a t e d Iiu ner i o p i s p r ó b k i S am p le lio. and d e s c r i p t i o n p hh2 o Zar; a r t o ś ć w >i s u c h e j :nasy C ontent ir. dry n a tte r in ;S Go r g Ms Fe I M ursz - k w a te r a 17, K u v /a s y -B ie tr z a Kuck - p lo t 17, K u7/asy -3iebrza 6,0 45,8 0,176 0,94 2 K'ursz - Kuwasy, Z. D. B ieb rza Muck - Xuwasy, E xp erim en tal S ta tio n B ieb rza G,8 4 5,G 0,145 1,00 3 biu rsz - k w a te r a 57, Kuv/acy - B ie b r z a Kuck - p lo t 37, Ku'.va s y - 3 i e b r z a 5,6 45,3 0,114 5,10 4 U.ursz - V /izn a 1 Liuck - '.Vizna G, 1 0,183 0,76! 5 L'.ursz - k w a te r a 44, K uwasy - B ie b r z a b'.uck - p lo t 44, K uw asy -B iebrza 5,6 43,4 0, ,7 3 0 î/.u rsz - K uw asy-î.'.odzelôw ka?/uck -!f uv/a s y-ï»! 0 d z 01 ó v; I; a 5,3 4 5,2 0, ,2 9 7 M ursz m ie jsc o w y -E u w a o y -B ie b r z a L o c a l muck - K u w a s y -3 ie b r z a 6, 5 4 1, 1 0, ,4 2 8 î.îu rsz - E u w a sy -O to c z k o î& ick - K uv/asy-o toczko 7,5 39,8 0,144 5,0 9 M ursz ż e l a z i s t y - K u v /a sy -S ik o ra F e r r u g in e o u s m uck, К uw а з у - S ik o r a 7, 5 1 5,7 0,135 18,0 i 1 Z a v/art о з с i m agnezu i ż e l a z a o z n a c z o n o m etod ą atom ow ej s p e k t r o f o t o m e t r ii a b s o r p c y jn e j po s p a l e n iu p r ó b e k na m okro v; m ie s z a n in ie kwasów M agnesium and i r o n c o n t e n t s w ere d e te r m in e d b y t h e a to m ic a b s o r p t io n s p e c tr o p h o t o m e tr y m e th o d, a f t e r w et c o m b u s tio n o f s a m p le s i n t h e m ix tu r e o f a c id s również magnez (1.45% Mg według atestu). Nawozy chelatowe zostały w yprodukow ane w Instytucie Nawozów Sztucznych w Tarnowie. Roztw ory do sorpcji zaw ierały 0.5 mg m agnezu w 1 ml. W badaniach stosowano 1-gram ową odważkę glebową i 50 ml roztworu do sorpcji. Sorpcję wykonywano według przepisu zamieszczonego w poprzedniej pracy [3]. Zawartość magnezu w roztworze przed i po sorpcji oznaczano m etodą atomowej spektrofotom etrii absorpcyjnej na spektrofotom etrze Unicam SP-90. Ilość m agnezu zasorbowanego przez 1-gram ow ą odważkę w yliczano z różnicy stężeń przed i po sorpcji. Rownolegle mierzono ph badanych układów wr stanie równowagi. OMÓWIENIE WYNIKÓW W celu scharakteryzow ania rozmiarów sorpcji poszczególnych form magnezu przyjęto, jak w poprzedniej pracy [3], współczynnik retencji RF, który ilościowo określa rozdział kationu z badanego roztw oru między próbkę glebową i fazę w odną w stanie rów now agi (tab. 2):

3 Sorpcja Mg z siarczanów i chelatów przez torfy 203 W spółczynniki r e t e n c j i /RF/ magnezu d la układu roztwór nawozu- -g leb a torfowa R étention c o e f f ic ie n t s /RF/ o f magnesium fo r the f e r t i l i z e r so lu tio n - -p ea t s o i l system Tabela 2 Nr próbki Sample No. RF ph układu w sta n ie równowagi ph o f the system in the s ta te of equilibrium Mgso4 GS-Mg LS-24 MgSO^ GS-Mg LS ,9 0,7-2,8 6,4 4,9 6,2 2 11,1 1,8-2,8 6,7 4,9 6,0 3 8,4 3,0. -1,2 5,8 4,9 6,2 4 11,4 1,1-2,4 6,5 4,9 6,2 5 9,9 0,7-3,5 6,5 4,9 6,2 6 10,7 1,1-1,4 6,3 4,8 6,2 7 6,8 2,3-3,1 6,7 5,4 6,1 8 13,7 4,3-1,4 6,6 5,0 6,0 9 5,5-2,5-2,2 7,6 6,4 6,1 RF m -e-m g/g gleby m e Mg/ml roztw oru W roztworach po sorpcji oznaczono ilości żelaza uwolnionego z gleby przez siarczan magnezowy i monochelat GS-Mg. Duża zawartość żelaza (ok. 0,4% Fe) w polichelacie LS-24 nie pozwoliła określić ilości żelaza, które przeszło do roztw oru (tab. 3). I l o ś c i ż ela za uwolnionego z gleb. torfowych przez roztwory nawozów Iron amounts released from peat s o il by f e r t iliz e r solu tio n s T a b e l a 5 Nr próbki Sample No. m.e. Fe^VlOO g s.m. gleby m.e. Fe3+ per 100 S o f s o i l d.m. MgSO^ w % ogólnej zaw artości Fe in % o f t o t a l Fe content m.e. Fe^+/100 g s.m. gleby m.e. Fe3+ per 100 g o f s o il d.m. GS-Mg w % ogólnej zaw artości Fe in % o f t o t a l Fe content 1 0,63 1,46 6,32 14,40 2 0,78 1,43 3,7 0 6, ,96 0,66 3,19 2,22 4 0,13 0,36 1,05 3,05 5 0,13 0,15 4,0 0 5,04 6 0,13 2,12 1,39 2,43 7 0,13 0,6 4 3,50 1,79 8 1,80 0,68 10,10 3,83 9 0,18 0,02 16,60 1,77 DYSKUSJA Otrzym ane wartości RF dla wszystkich badanych układów wskazują na dużo mniejszą sorpcję magnezu w porównaniu z innymi pierwiastkami, np. miedzią, gdzie dla takiego samego stężenia wyjściow ego kationu

4 204 В. Sapek (0,5 mg m.e./ml) wyliczone w spółczynniki retencji zaw ierały się w przedziale od 89 do 1520 [3]. Były one również niższe od wartości RF dla m anganu (40-76). Ujemne wartości współczynników retencji dla układów gleba m urszowa-roztwór polichelatu LS-24 wskazują, że magnez z tej formy nawozu nie tylko nie był zatrzym ywany przez glebę, lecz jego zawartość w roztworze po sorpcji wzrastała. Przypuszczać można, że w tych w arunkach magnez glebowy był w ypierany przez inne metaliczne pierwiastki zawarte w chelacie i przechodził do roztworu. W artości ph układów z LS-24 zaw ierały się w w ąskim przedziale od 6,0 do 6,2 i n iewiele zmieniały się w porównaniu z ph roztworu wyjściowego, równego 5,9. Badania Norwella i Lind say a [2] w ykazywały trwałość chelatu żelazowego typu EDTA w podobnym przedziale ph (5,7-6,1). W spółczynniki reten cji dla układów gleba m urszow a roztw ór siarczanu magnezowego były niewielkie, lecz w całym zakresie wyższe od podobnych dla roztw oru m onochelatu magnezowego GS-Mg. W skazuje to na tendencję do m niejszej sorpcji m agnezu z form y chelatow ej. N ajniższe i najwyższe w artości RF uzyskano dla tych samych gleb (nr 8 i 9) zarów no dla siarczanu, jak i m onochelatu magnezowego. W obu p rzy padkach były to gleby murszowe wytworzone z torfu olesowego. Próbka n r 9 to m ursz żelazisty, który wyraźnie różnił się od pozostałych gleb wysoką zawartością wapnia (ok. 20% Ca), jak i żelaza oraz najniższą zawartością węgla organicznego. Ponadto ph roztw oru przed i po sorpcji zmieniało się z 5,5 na 7,6 dla roztworu siarczanu magnezowego oraz z 4,5 na 6,4 dla m onochelatu GS-Mg, co jest z pewnością konsekwencją wysokiej zaw artości w apnia. Dla pozostałych gleb m urszow ych nie stw ierdzono zależności między wartościam i RF a pozostałymi właściwościami fizykochem icznym i. Zasługuje n a uw agę fakt, że poza próbką 9 zaw artość węgla organicznego w pozostałych była bardzo zbliżona. Badania Greiner ta [1] wykazały, że dodany do gleby chelat m anganawy na bazie EDTA urucham iał przede wszystkim żelazo i cynk. Uzyskane w niniejszej pracy wyniki wykazały, że siarczan magnezowy o stężeniu Mg 0,5 m g/m l uw alniał średnio 0,88% żelaza zaw artego w glebie, gdy tymczasem monochelat GS-Mg uwalniał średnio 4,6% ogólnej zaw artości żelaza. W skrajnym przypadku (próbka n r 1) 204 m.e. m agnezu w formie monochelatu GS-Mg uwalniały ze 100 g gleby 6,32 m.e. żelaza, co odpow iada 14,4% żelaza zaw artego w glebie. WNIOSKI 1. Magnez, w porównaniu do miedzi, manganu, cynku i kobaltu, był w niew ielkim stopniu sorbow any przez badane gleby m urszowe. 2. M agnez z form chelatow ych był w m niejszym stopniu zatrzym y

5 Sorpcja Mg v. siarczanów i chelatów przez torfy 205 w any przez gleby niż z siarczanu magnezowego. Najbardziej odporny na wiązanie magnezu przez glebę okazał się polichelat na bazie lignosulfokw asów LS M onochelat m agnezow y na bazie garbników GS-Mg uw alniał średnio niew ielkie ilości żelaza glebowego, lecz w iększe w porów naniu z siarczanem m agnezowym. 4. W ykazaną za pomocą testu laboratoryjnego m niejszą sorpcję m agnezu z form chelatowych należałoby sprawdzić w w arunkach polowych gleb torfowych spod użytków zielonych w rejonach, gdzie stwierdzono niedobory m agnezu w sianach. Tą drogą pragnę złożyć podziękowania magistrowi Bogusławowi M achnickiem u z In sty tu tu Naw ozów S ztu czn ych w Tarnowie za udostępnienie próbek naw ozów chelatowych. LITERATURA [1] G r ein er t H.: W yniki badań nad stosow aniem naw ożenia MnEDTA na glebie organicznej. K om unikat w ygłoszony na Zejździe N aukowym : Perspektyw y naw ozów i naw ożenia w P olsce. W rocław 1971, m aszynopis. [2] N o r w e 11 W. A., Lindsay W. L. : R eactions of EDTA com plexes of Fe, Zn, Mn and Cu w ith soils. Soil Sei. Soc. Am. Proc. 33, 1969, [3] Sapek В.: Sorpcja m ikroelem entów z roztworów m ikronaw ozów w form ie chelatów przez gleby torfowe. K om unikat w ygłoszony na Zjeździe N aukowym : Perspektyw y naw ozów i naw ożenia w P olsce, W rocław [4] S z a 1 а у A., S z i 1 a g y i M. : Laboratory experim ents on the retention of m icronutrients by peat hum ic acids. Plant and Soil 29, 1968, 2, Б. С А П Е К СОРБЦИЯ МАГНИЯ ИЗ РАСТВО РА СУЛЬФАТА А Т А К Ж Е МОНО- И ПОЛИХЕЛАТОВ МАГНИЯ ТОРФЯНЫМИ ПОЧВАМИ Институт мелиорации и зелены х угодий в Ф алентах Резюме Проведены лабораторные опыты по сравнению сорбции магния из растворов магниевых удобрений в форме сульф ата магния, монохелата на базе (основе) дубильны х веществ (GS-Mg) и полихелата, содержащ его магний, на базе лигносульфокислот (LS-24) образцами 9 мурш евы х почв из под покрова зел е ных угодий. Опыты были проведены на растворах с концентрацией 0,5 мг Mg в 1 мл при соотношении почва раствор 1 : 50. В растворах после сорбции были обозначены количества ж ел еза вытесняемого выше названными формами магниевых удобрений. Вычисленные коэф ф ициенты ретенции (RF) указы вали на

6 206 В. Sapek пониженную сорбцию магния из хелатны х форм. Магний в форме полихелата не был сорбирован почвой. Кроме того этот вид удобрения способствовал переводу в раствор магния содержащ егося в почве. Магниевый монохелат GS-Mg вытеснял высшие количества почвенного ж елеза, чем сульфит магния. H. SA PEK MAGNESIUM SORPTION FROM SOLUTION OF MAGNESIUM SULPHATE AND MONO- AND POLYCHELATE BY PEAT SOILS Institute for Land Reclam ation and Grassland Farm ing at Falenty near W arsaw S u m m a г у Laboratory experim ents w ere carried out on comparison of m agnesium sorption from fertilizer solutions in the form of m agnesium sulphate, m onochelate on the basis of tannins (GS-Mg) and poly chelate containing m agnesium, on the basis of lignosulphoacids (LS-24). by chosen 9 muck soil sam ples from grasslands. For the experim ents the solutions w ith concentration of 0.5 mg Mg per 1 ml and at m aintaining the soil-solution ratio as 1:50, w ere used. In the solutions after sorption the amounts of iron released by the above m agnesium fertilizer forms were d e termined. The retention coefficients calculated proved weaker m agnesium soi ption from chelatic forms. M agnesium in the form of polychelate LS-24 w as not absorbed by soil. Moreover, soil m agnesium w as passed into solution by this fertilizer form. M agnesium m onochelate GS-M g released higher soil iron am ounts than magnesium sulphate. Mgr Barbara Sapek Instytut Melioracji i U tykó w Zielonych Falenty, p-ta Raszyn Wpłynęło do redakcji w sierpniu i'jl> r