SADRŽAJ
1. UVOD
3
1.1.
Mikroelementi...................................................................................................
3
1.2.
Teški metali sa pretežno toksičnim dejstvom
i drugi elementi.................................................................................................
12
2. METODE ODREĐIVANJA SADRŽAJA TEŠKIH METALA U ZEMLJIŠTA...
15
2.1.
Metode za određivanje ukupnog sadržaja metala............................................
16
2.2.
Određivanje pristupačnih oblika teških metala...........................................
18
2.3.
Princip Atomske Apsorpcione Spektofotometrije ..........................................
20
2.4.
Određivanje ukupnog sadržaja gvožđa, cinka, mangana i bakra u zemljištu
metodom AAS..................................................................................................
22
2.5.
Određivanje sadržaja lakopristupačnog gvožđa, cinka, mangana i bakra u
zemljištu metodom AAS...................................................................................
23
2.6.
Određivanje sadržaja lakopristupačnog
bora u zemljištu...........................................................................................
24
2.7.
Određivanje izmenljivog aluminijuma
u zemljištu titracijom........................................................................................
25
3. LITERATURA...................................................................................................
26
4
Izvori mikroelemenata u zemljištu su sledeći:
a)
Stene i minerali
predstavljaju najvažniji izvor mikroelemenata u zemljištu.
Njihovim raspadanjem uz učešće mineralnih kiselina, mikroorganizama i
odgovarajućih uslova temperature i vlažnosti, oslobađaju se mikroelementi, koji
prelaze u zemljišni rastvor i mogu stvarati lakše ill teže rastvorljive soli, vežu se za
adsorptivni kompleks zemljišta i stvaraju organo-mineralne komplekse tipa helata.
Tab. 1: Sadržaj mikroelemenata u nekim mineralima
Stabilnost Minerali
Glavni sastojci
Sastojci u tragovima
Lako se
raspada
Olivin
Homblenda
Augit
Apatit
Anortit
Andesit
Oligoklas
Mg, Fe, Si Mg, Fe,
Ca, Al, Si Ca, Mg,
Al, Si Ca, P, F Ca,
Al, Si C, Na, Al, Si
Na, Ca, Al, Si
Ni, Co, Mn, Li, Zn, Cu, Mo
Ni, Co, Mn, So, Li, Cu, V, Zn, Ca
Ni, Co, Mn, Sc, Li, V, Zn, Cu, Ca
Rare earthis, Pb, Sr
Sr, Cu, Ca, Mn
Sr, Cu, Ga, Mn
Cu, Ga
Albit
Na, Al, Si
Cu, Ga
Garnet
Ca, Mg, Fe, Al, Si Mn, Gr, Ga
Ortoklas
K, Al, Si
Rb, Ba, Sr, Cu, Ga
Muskovit
K, Al, Si
F, Rb, Ba, Sa, Ga, V
Umereno Titanit
Ca, Ti, Si
Rare eatrth, V, Sn
stabilno Limonit
Fe, Ti
Co, Ni, Cr, V
Magnetit
Turmalin
Fe
Ca, Mg, Fe, B, Al,
Si, Li, F, Ga
Zn, Co, Ni, Cr, V
Circon
Zn, Si
Vrlo
stabilno
Kvarc
Si
b)
Organska i mineralna đubriva
(stajnjak, treset, komposti, fosfoma đubriva,
Tomas-fosfat i dr.).
c) Mineralizacija ostataka biljaka, životinja i mikroorganizama.
Zadnjih desetak godina pridaje se veliki značaj korišćenju mikroelemenata u obliku
određenih soli (ZnS0
4
, CuS0
4
, MnS0
4
, Na
2
B
4
0
7
, CoS0
4
, NH
4
M
O
0
4
, mineralna đubriva
obogaćena mikrolementima), jer izvedeni eksperimenti ukazuju na opravdanost
njihove primene u određenim uslovima i određenim zemljištima. Korišćenje
mikroelemenata predstavlja dopunsku meru ishrane, te danas ishrana biljaka
mikroelementima polako postaje redovna mera ishrane određenih biljaka. Sve manje
korišćenje pojedinačnih (prostih) đubriva, koja su sadržala i određene
mikroelemente, a sve veća upotrebe kompleksnih NPK đubriva, jedan je od razloga
upotrebe mikroelemenata. Drugi razlog zbog koga se danas koriste mikroelementi u
ishrani biljaka jeste sve manja upotreba organskih đubriva (stajnjak, zelenišno
dubrivo), koja predstavljaju jedan od izvora mikroelemenata.
5
Visoki prinosi koji se danas postižu u svim oblastima poljoprivredne proizvodnje
dovoljan su razlog za upotrebu mikroelemenata, jer visoki prinosi odnose
mikroelemente, koje treba vratiti u zemljište radi postizanja visokih prinosa naredne
godine. Takođe, treba istaći da gajenje visokorodnih sorata i hibrida zahteva i bolju
snabdevenost zemljišta pristupačnim oblicima mikroelemenata. Nove sorte i hibridi
poseduju veći genetski potencijal za rodnost, pa je iznošenje mikroelemenata
prinosima veće. Primena mikroelemenata kod nas novijeg je datuma, ali razloge
treba tražiti u našim zemljištima koja su po svojoj prirodi snabdevena
mikroelementima, što je u većini slučajeva obezbeđivalo dovoljno mikroelemenata
za postizanje dosadašnjeg nivoa prinosa. Potrebe biljaka za mikroelementima veoma
su male, ali neka zemljišta nemaju uvek dovoljne količine u pristupačnim oblicima
za ishranu biljaka, pa ih treba unositi preko zemljišta ili preko lista.
Zahtevi
raznih biljaka za pojedinim mikroelementima su različiti, pa je i njihova osetljivost
različita. Na osnovu dosadašnjih oglednih rezultata, može se slobodno reći da će se u
narednim godinama, u godinama koje dolaze, mikrolementima pridavati posebna
pažnja i biće neophodna njihova primena u slučaju izražene deficitamosti. (Džamić,
Stevanović , 2007)
Nedovoljna obezbeđenost biljaka neophodnim mikroelementima retko je
prouzrokovana njihovim nedostatkom u matičnom supstratu zemljišta. Mnogo češće
je uzrok pH vrednost zemljišta i njihovo prevođenje u nepristupačne oblike za biljke.
Većina neophodnih mikroelemenata (Fe, Cu, Mn, Zn, B, Ni) u zemljištu je
pristupačno za biljke u kiseloj sredini, izuzev Mo i Se čija je pristupačnost veća u
alkalnoj reakciji. U kiseloj sredini oslobađa se više mikroelemenata usled čega
njihova koncentracija u zemljišnom rastvoru može da bude toksična kao i da putem
antagonizma izaziva nedostatak nekih elemenata. Stvaranje helatnih kompleksa u
značajnoj meri povećava pristupačnost mikroelemenata za biljke (Lindsay, 1974).
Gvožđe
Količina rastvorljivog za biljke pristupačnog gvožđa u zemljištu je u poređenju sa
ukupnom količinom gvožđa veoma mala. U aerisanoj sredini, u fiziološkom opsegu
pH zemljišta koncentracija gvožđa u zemljišnom rastvoru kreće se od 30 do 550
µg/L, dok u jako kiselim zemljištima može da dostiže 2000 µg/L. Kisela zemljišta se
odlikuju većim sadržajem rastvorljivog neorganskog gvožđa od neutralnih i krečnih
zemljišta. Rastvorljivu neorgansku frakciju gvožđa u zemljištu čine joni: Fe
2+
, Fe
3+
,
Fe(OH)
2
+
i FeOH
2+
, Fe(OH)
3
-
, Fe(OH)
4
2-
. U dobro aerisanom zemljištu Fe
2+
čini
samo mali deo ukupno rastvorljive neorganske frakcije gvožda, izuzev u uslovima
visoke pH vrednosti zemljišta. Helati Fe(III) i ponekad Fe(II) su dominantni oblici
rastvorljivog gvožda u zemljištu i hranljivom rastvoru. Pri visokoj vrednosti pH,
aktivnost Fe u rastvoru se smanjuje za hiljadu puta za svako povećanje pH vrednosti
za jednu jedinicu (Lindsay, 1974). U alkalnoj sredini (pH 7 do 9) obrazuju se
Fe(OH)
2
+
, Fe(OH)
3
i Fe(OH)
4
2-
hidroksidi. Rastvorljivost neorganskog gvožđa
dostiže minimalnu vrednost između pH 7,4 i 8,5 (Lindsay i Schwab, 1982).
7
U zemljištu čija se pH vrednost kreće od 5 do 7 ima dovoljno bora u pristupačnom
obliku, a u izrazito kiselim zemljištima pH < 5 bor sa gvožđem i aluminijumom
stvara teško rastvorljiva jedinjenja zbog čega u zemljišnom rastvoru nema dovoljno
pristupačnog bora za biljke. U zemljištima neutralne do alkalne reakcije pH od 7 do
8,5 stvaraju se teže rastvorljive soli bora kao što su CaB
4
O
7
, Ca(BO
3
)
2
i dr. usled
čega dolazi do njegovog nedostatka. U alkalnoj sredini pH 8,5 do 10 ima dosta
rastvorljivog bora pošto se obrazuju rastvorljive soli bora kao što su Na
3
BO
3
Na
2
B
4
O
7
i dr. Stoga zaslanjena zemljišta sadrže dovoljno za biljke pristupačnog bora.
Pored pH vrednosti, sadržaj organske materije u značajnoj meri određuje mobilnost
bora u zemljištu, posebno u kiselim zemljištima (Davies, 1980). Organska materija u
većoj meri adsorbuje bor od mineralnih sastojaka zemljišta. Adsorpcija bora od
strane huminske kiseline zemljišta raste sa alkalnošću i postiže maksimum blizu pH
9 i smanjuje se pri pH > 9. U uslovima nedovoljne obezbeđenosti zemljišta borom
njegov nedostatak u biljkama podstiče suša, visoka pH vrednost zemljišta i
kalcifikacija. Nadalje, nedostatak bora se češće javlja u humidnim predelima, na
slabo kiselim do kiselim peskovitim zemljištima gde se lako ispira. Smatra se da se u
proseku godišnje iz zemljišta ispira oko 50 do 250 g bora/ ha. Suvišak bora se češće
javlja u aridnim i semiaridnim predelima. U aridnim uslovima, na površini zemljišta
nakupljaju se natrijum- i kalcijumborat. Toksične koncentracije bora utvrđene su u
vodnom ekstraktu u većini analiziranih vojvođanskih slatina (Miljković, 1968).
(Kastori i Milošević, 2011)
Mangan
Biljke, pomoću korenovog sistema, mangan usvajaju iz zemljišta u obliku Mn
2+
jona
i u vidu Mn-helata. Smatra se da pored toga, zavisno od redukujuće sposobnosti
korena, mogu da koriste do određenog stepena i lako reduktivna jedinjenja Mn. Za
biljke su pristupačni sledeći oblici mangana: vodorastvorljivi (Mn
2+
), razmenljivi
Mn
2+
adsorbovan na mineralima i organskim koloidima i kao takav lako prelazi u
zemljišni rastvor, lako reduktivan (MnOOH) i mangan iz rastvorljivih soli (MnCl
2
,
MnSO
4
, nH
2
O i dr.). Ovi oblici mangana predstavljaju aktivni mangan. Više
oksidirani oblici kao Mn
3+
i Mn
4+
nisu pristupačni biljkama sve dok ne dođe do
njihove redukcije. Dinamika pojedinih oblika mangana u zemljištu zavisi od većeg
broja činilaca. Najveću važnost imaju oksido-redukcione reakcije, odnosno redoks
potencijal zemljišta i činioci koji utiču na njegovu veličinu, kao što su: pH vrednost,
sadržaj organske materije, mikrobiološka aktivnost, vlažnost zemljišta i dr. U
uslovima u kojima oksidacioni procesi preovladavaju, Mn
2+
se oksiduje u
nepristupačne ili slabo pristupačne oblike za biljke. Razmenljivi mangan (Mn
2+
) je u
funkciji redoks potencijala (MnO
2
+ 4H
+
+ 2e
-
Mn
2+
+ 2H
2
O). Do oksidacije Mn
dolazi u krečnim, dobro aeriranim zemljištima pri reakciji iznad pH 6. Do nedostatka
Mn najčešće dolazi na zemljištima koja su nastala na matičnom supstratu
siromašnom u Mn, zatim u tropskim regionima usled ispiranja, u uslovima visoke
pH vrednosti zemljišta posebno ako je praćena velikim sadržajem organske materije
i slobodnog karbonata (Farley i Draycott, 1973). I zemljišni mikrooganizmi mogu da
utiču na pristupačnost Mn za biljke (Crowley i Rengel, 2000). Zemljišni
mikroorganizmi mogu da prevode pristupačni Mn
2+
u više oksidisano za biljke
nepristupačno stanje, pri čemu je optimalna vrednost pH oko 7 (Katyal i Randhawa,
1983). Najznačajniji činilac u snabdevanju biljaka prislupačnim oblikom mangana je
pH vrednost zemljišta.
