B A R B A R A SA PE K
SO RPCJA MAGNEZU Z ROZTW ORU SIARCZANU ORAZ MONO- I POLICHELATU MAGNEZOWEGO
PRZEZ GLEBY TORFOW E
In stytu t M elioracji i U żytk ów Z ielonych w F alen tach
S potykane niskie zaw artości m agnezu w paszach objętościow ych i w sianach łąkow ych skłan iają do prow adzenia badań n ad zachow aniem się tego p ierw iastk a w środow isku gleb organicznych. J a k dotąd, nie w y jaśniono losów m agnezu w prow adzonego do gleb torfow ych, które, jak wiadomo, silnie sorbu ją n iektó re p ierw iastk i m etaliczne. O tw artą sp raw ą pozostaje zagadnienie form naw ozow ych tego pierw iastka, k tóre w określo n ych w aru n k ach glebow ych w ykazyw ały najk orzystniejsze działanie. Dlatego w ydaje się celowe prow adzenie poszukiw ań w zakresie stoso w ania innych form naw ozów poza dotąd stosow anym i, jak siarczan m agn e zowy, dolom it czy naw ozy potasow e zaw ierające m agnez. Specyfika i od m ienny chem izm gleb organicznych skłan ia do przypuszczeń, że naw o żenie form am i chelatow ym i m ogłoby być w ich p rzy pad ku efektyw ne. N iniejsza p raca jest k o n ty n u ac ją bad ań n ad porów naniem w w a ru n kach lab o rato ry jn y ch sorpcji w y bran y ch pierw iastków m etalicznych w form ach siarczanow ych i chelatow ych przez gleby torfow e [3]. Celem pracy było w ykazanie różnic w sorpcji m agnezu i z form chelatow ych w po rów n an iu z siarczanem m agnezow ym .
M ETODYKA B A D A Ń
Sorpcję m agnezu porów nyw ano na w y b ra n y c h dziew ięciu próbkach gleb m urszow ych spod użytków zielonych z obiek tu K uw asy i Wizna. P róbki pobrano z w ierzchniej 5-20-centym etrow ej w arstw y (tab. 1). Sorpcję w ykonyw ano z roztw orów siarczan u m agnezowego, m onochelatu m agnezowego na bazie garb nik ó w GS-Mg (4,4% Mg w edług atestu) oraz polichelatu na bazie ligninosulfokw asów LS-24, w skład którego w chodził
2 0 2 В. Sapek ï a j о 1 a Y / ł a a c i y ł o j c i f i z y k o c h e m i c z n e b a d a n y c h s i e b t o r f o w y c h P h y s i c o - c h e m i c 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 n e r i o p i s p r ó b k i S a m p le lio. and d e s c r i p t i o n p hh2o
Zar; a r t o ś ć w >i s u c h e j :nasy C o n t e n t i r . d r y n a t t e r i n ;S Go r g Ms F e I M ursz - k w a t e r a 17, K u v / a s y - B i e t r z a K uck - p l o t 17, K u 7 /a s y - 3 ie b r z a 6 ,0 4 5 ,8 0,176 0 ,9 4 2 K 'ursz - K u w a sy , Z . D. B i e b r z a Muck - X u w a s y , E x p e r i m e n t a l S t a t i o n B i e b r z a G ,8 4 5 ,G 0,145 1 ,0 0 3 b iu r s z - k w a t e r a 57 , K uv/acy - B i e b r z a K uck - p l o t 37 , Ku'.va s y - 3 i e b r z a 5 ,6 4 5 ,3 0 ,1 1 4 5 ,1 0 4 U .ursz - V /izn a 1 Liuck - '.Vizna G, 1 0 ,1 8 3 0 ,7 6 ! 5 L'.ursz - k w a t e r a 4 4 , K uw asy - B i e b r z a b'.uck - p l o t 4 4 , K u w a s y - B ie b r z a 5 ,6 43,4 0 , 1 1 5 1 , 7 3
0 î/.u r sz - K u w a sy -Î.'.o d zelô w k a
?/uck - !f uv/a s y-ï»! 0 d z 0 1 ó v; I; a 5 , 3 4 5 ,2 0 , 0 9 4 1 , 2 9
7 M ursz m i e j s c o w y - E u w a o y - B i e b r z a L o c a l m uck - K u w a s y - 3 ie b r z a 6 , 5 4 1 , 1 0 ,2 3 0 0 , 4 2 8 î.îu r sz - E u w a s y -O to c z k o î& ic k - K u v /a s y -O to c z k o 7 , 5 3 9 ,8 0 ,1 4 4 5 , 0 9 M ursz ż e l a z i s t y - K u v /a s y - S ik o r a F e r r u g i n e o u s m uck, К uw а з у - S i k o r a 7 , 5 1 5 , 7 0 ,1 3 5 1 8 ,0 Z a v /a r t о з с i m a g n e zu i ż e l a z a o z n a c z o n o m e to d ą a to m o w e j s p e k t r o f o t o m e t r i i a b s o r p c y j n e j p o s p a l e n i u p r ó b e k n a m okro v; m i e s z a n i n i e kw asów M a g n e siu m an d i r o n c o n t e n t s w e r e d e t e r m in e d b y t h e a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y i m e t h o d , a f t e r w e t c o m b u s t i o n o f s a m p le s i n t h e m ix t u r e o f a c i d s 1
rów nież m agnez (1.45% Mg w edług atestu). Nawozy chelatow e zostały w yprodukow ane w Instytu cie Nawozów Sztucznych w Tarnow ie. Roz tw ory do sorpcji zaw ierały 0.5 mg m agnezu w 1 ml. W badaniach sto
sowano 1-gram ow ą odw ażkę glebow ą i 50 m l roztw oru do sorpcji. Sorpcję
w ykonyw ano w edług przepisu zamieszczonego w poprzedniej pracy [3]. Zaw artość m agnezu w roztw orze przed i po sorpcji oznaczano m etodą atom ow ej spektrofotom etrii absorpcyjnej n a spektrofotom etrze U nicam
SP-90. Ilość m agnezu zasorbow anego przez 1-gram ow ą odw ażkę w yli
czano z różnicy stężeń przed i po sorpcji. Row nolegle m ierzono pH badanych układów wr stanie rów now agi.
OMÓW IENIE W YNIKÓW
W celu scharakteryzow ania rozm iarów sorpcji poszczególnych form m agnezu przyjęto, jak w poprzedniej pracy [3], w spółczynnik rete n cji RF, k tóry ilościowo określa rozdział k atio nu z badanego roztw o ru m iędzy
T a b e l a 2
W spółczyn niki r e t e n c j i /R F / magnezu d la układu roztw ór nawozu- - g l e b a to rfo w a R é te n tio n c o e f f i c i e n t s /R F / o f magnesium f o r th e f e r t i l i z e r s o l u t i o n - -p e a t s o i l system Nr próbki Sample No.
RF pH o f th e system i n th e s t a t e o f pH układu w s ta n ie równowagi e q u ilib r iu m Mgso4 GS-Mg LS-24 MgSO^ GS-Mg LS-24 1 9 ,9 0 ,7 - 2 , 8 6 ,4 4 ,9 6 ,2 2 1 1 ,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 1 1 ,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 1 0 ,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 1 3 ,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 • M g/ml roztw oru
W roztw orach po sorpcji oznaczono ilości żelaza uw olnionego z gleby przez siarczan m agnezow y i m onochelat GS-Mg. Duża zaw artość żelaza (ok. 0,4% Fe) w polichelacie LS-24 nie pozwoliła określić ilości żelaza, które przeszło do roztw oru (tab. 3).
T a b e l a 5 I l o ś c i ż e la z a uw olnionego z gleb. torfow ych przez roztw ory nawozów
Iro n amounts r e le a s e d from p ea t s o i l by f e r t i l i z e r s o lu t io n s
Nr próbki Sample No. MgSO^ GS-Mg m .e. Fe^VlOO g s.m . g le b y m .e. Fe3+ per 100
o f s o i l d.m. S w % o g ó ln e j za w a rto śc i Fe i n % o f t o t a l Fe c o n ten t m .e. Fe^+/1 0 0 g s.m . g le b y m .e. Fe3+ p er 100 g o f s o i l d.m. w % o g ó ln e j z a w a rto śc i Fe i n % o f t o t a l Fe c o n te n t 1 0 ,6 3 1 ,4 6 6 ,3 2 1 4 ,4 0 2 0 ,7 8 1 ,4 3 3 ,7 0 6 ,9 4 3 0 ,9 6 0 ,6 6 3 ,1 9 2 ,2 2 4 0 ,1 3 0 ,3 6 1 ,0 5 3 ,0 5 5 0 ,1 3 0 ,1 5 4 ,0 0 5 ,0 4 6 0 ,1 3 2 ,1 2 1 ,3 9 2 ,4 3 7 0 ,1 3 0 ,6 4 3 ,5 0 1 ,7 9 8 1 ,8 0 0 ,6 8 1 0 ,1 0 3 ,8 3 9 0 ,1 8 0 ,0 2 1 6 ,6 0 1 ,7 7 D Y SK U SJA
O trzym ane w artości RF dla w szystkich b adanych układów w skazują na dużo m niejszą sorpcję m agnezu w porów naniu z innym i pierw iastkam i, np. miedzią, gdzie dla takiego samego stężenia w yjściow ego kationu
204 В. Sapek
(0,5 mg m .e./ml) wyliczone w spółczynniki rete n cji zaw ierały się w p rze dziale od 89 do 1520 [3]. Były one rów nież niższe od w artości RF dla m anganu (40-76). U jem ne w artości w spółczynników rete n cji dla układów gleba m urszow a-roztw ór polichelatu LS-24 w skazują, że m agnez z tej form y naw ozu nie tylko nie był zatrzy m y w any przez glebę, lecz jego zaw artość w roztw orze po sorpcji w zrastała. Przypuszczać można, że w tych w aru n k ach m agnez glebow y był w y p ieran y przez inne m etaliczne pierw iastki zaw arte w chelacie i przechodził do roztw oru. W artości pH układów z LS-24 zaw ierały się w w ąskim przedziale od 6,0 do 6,2 i n ie w iele zm ieniały się w porów naniu z pH roztw oru wyjściow ego, rów nego
5,9. B adania N o r w e l l a i L i n d s a y a [2] w ykazyw ały trw ałość
chelatu żelazowego typu EDTA w podobnym przedziale pH (5,7-6,1). W spółczynniki re te n c ji dla układów gleba m urszow a — roztw ó r sia r czanu m agnezowego były niew ielkie, lecz w całym zakresie wyższe od podobnych dla ro ztw o ru m onochelatu m agnezowego GS-Mg. W skazuje to na ten d en cję do m niejszej sorpcji m agnezu z form y chelatow ej. N aj
niższe i najw yższe w artości RF uzyskano dla ty ch sam ych gleb (nr 8 i 9)
zarów no dla siarczanu, jak i m onochelatu m agnezowego. W obu p rzy padkach b yły to gleby m urszow e w ytw orzone z to rfu olesowego. P ró b k a n r 9 to m ursz żelazisty, k tó ry w yraźn ie różnił się od pozostałych gleb w ysoką zaw artością w apnia (ok. 20% Ca), jak i żelaza oraz najniższą zaw artością węgla organicznego. Ponadto pH roztw oru przed i po sorpcji zm ieniało się z 5,5 n a 7,6 dla roztw oru siarczanu m agnezowego oraz z 4,5 n a 6,4 dla m onochelatu GS-Mg, co jest z pew nością konsekw encją w ysokiej zaw artości w apnia. Dla pozostałych gleb m urszow ych nie stw ie r dzono zależności m iędzy w artościam i RF a pozostałym i w łaściw ościam i fizykochem icznym i. Z asługuje n a uw agę fakt, że poza p róbką 9 zaw ar tość w ęgla organicznego w pozostałych b y ła bardzo zbliżona.
B adania G r e i n e r t a [1] w ykazały, że dodany do gleby chelat m anganaw y na bazie EDTA u ru cham iał przede w szystkim żelazo i cynk. U zyskane w niniejszej pracy w yniki w ykazały, że siarczan m agnezow y o stężeniu Mg 0,5 m g/m l uw alniał średnio 0,88% żelaza zaw artego w gle bie, gdy tym czasem m onochelat GS-M g uw alniał średnio 4,6% ogólnej zaw artości żelaza. W sk rajn y m p rzy p ad ku (próbka n r 1) 204 m.e. m ag nezu w form ie m onochelatu GS-M g uw alniały ze 100 g gleby 6,32 m.e. żelaza, co odpow iada 14,4% żelaza zaw artego w glebie.
W N IOSKI
1. Magnez, w porów naniu do miedzi, m anganu, cynku i kobaltu, był w niew ielkim stopniu sorbow any przez badane gleby m urszowe.
w any przez gleby niż z siarczanu m agnezowego. N ajbardziej odporny na w iązanie m agnezu przez glebę okazał się polichelat n a bazie ligno- sulfokw asów LS-24.
3. M onochelat m agnezow y na bazie garbników GS-M g u w aln iał śred nio niew ielkie ilości żelaza glebowego, lecz w iększe w porów naniu z sia r czanem m agnezow ym .
4. W ykazaną za pom ocą testu laborato ryjn ego m niejszą sorpcję m ag nezu z form chelatow ych należałoby spraw dzić w w a ru n k ach polow ych gleb torfow ych spod użytków zielonych w rejonach, gdzie stw ierdzono niedobory m agnezu w sianach.
Tą drogą pragnę złożyć podziękow ania m agistrow i B ogusław ow i M achnickiem u z I n s ty tu tu N aw ozów S ztu c zn y c h w Tarnow ie za u d o stępnienie próbek naw ozów chelatow ych.
LITER A TU R A
[1] G r e i n e r t H.: W yniki badań nad sto so w a n iem n a w o żen ia M nEDTA na g leb ie organicznej. K om u n ik at w y g ło szo n y na Z ejździe N au k ow ym : „P ersp ek ty w y n aw ozów i n aw ożen ia w P o lsc e ”. W rocław 1971, m aszynopis.
[2] N o r w e 11 W. A., L i n d s a y W. L. : R eaction s of ED TA co m p lex es of Fe, Zn, Mn and Cu w ith soils. Soil Sei. Soc. A m . Proc. 33, 1969, 86-91.
[3] S a p e k В.: Sorpcja m ik ro elem en tó w z roztw orów m ik ron aw ozów w form ie ch ela tó w przez gleb y torfow e. K om u n ik at w y g ło szo n y na Z jeździe N au k ow ym :
P ersp ek ty w y n aw ozów i naw ożen ia w P o lsc e ”, W rocław 1971.
[4] S z a 1 а у A., S z i 1 a g y i M. : L aboratory ex p erim en ts on th e reten tion of m icro n u trien ts by peat hum ic acids. P lan t and S oil 29, 1968, 2, 219-224.
Б. С А П Е К СО РБЦ И Я М АГНИЯ И З Р А С Т В О РА С У Л Ь Ф А Т А А Т А К Ж Е М ОНО- И П О Л И Х ЕЛ А ТО В М АГНИЯ ТОРФ Я Н Ы М И ПО ЧВА М И И нститут м елиорации и зел ен ы х угодий в Ф ал ен тах Р е з ю м е П роведены лабораторны е опыты по сравнению сорбции магния и з раство ров м агниевы х удобр ен и й в ф ор м е сул ьф ата магния, м он охел ата на б азе (осно ве) дуби л ьн ы х вещ еств (GS-M g) и пол и хел ата, содер ж ащ его магний, на базе лигн осул ьф ок и сл от (LS-24) образцам и 9 м ур ш евы х почв и з под покрова з е л е ны х угодий. Опыты были проведены на раствор ах с конц ентрац ией 0,5 мг Mg в 1 м л при соотнош ении почва—раствор 1 : 50. В р аствор ах после сорбции бы ли обознач ены количества ж е л е з а вы тесняемого вы ш е названны м и ф орм ам и маг ниевы х удобрений. В ы численны е к оэф ф и ц и ен ты ретенции (RF) ук азы в ал и на
206 В. Sapek п он и ж ен н ую сорбцию магния из х ел а тн ы х ф орм . М агний в ф ор м е п ол и хел ата не был сорбирован почвой. К ром е того этот вид удобрен и я способствовал п ер е в оду в раствор магния содер ж ащ егося в почве. М агниевы й м онохелат G S-M g вы теснял вы сш ие количества почвенного ж е л е за , чем сул ь ф и т магния. H. S A P E K
M A G N ESIUM SORPTION FROM SOLUTION OF M A G N ESIU M SU LPH A TE A ND M ONO- A N D POLYCHELATE BY PEAT SO ILS
In stitu te for Land R eclam ation and G rassland F arm ing at F alen ty near W arsaw
S u m m a г у
L aboratory ex p erim en ts w ere carried out on com parison of m agnesium sorption from fertilizer solu tion s in the form of m agn esiu m sulphate, m on och elate on th e basis of tan n in s (GS-M g) and poly ch ela te con tain in g m agnesium , on the basis of lign osu lp h oacid s (LS-24). by chosen 9 m uck soil sam p les from grasslands. For the ex p erim en ts the solu tion s w ith concentration of 0.5 m g Mg per 1 m l and at m a in ta in in g th e so il-so lu tio n ratio as 1:50, w ere used. In the solu tion s after sorption th e am ounts of iron released by the ab ove m agn esiu m fertilizer form s w ere d e term ined. The retention co efficien ts calcu lated proved w eak er m agn esiu m soi’ption from ch ela tic form s. M agnesium in the form of p o ly ch ela te LS-24 w as not absorbed by soil. M oreover, soil m agn esiu m w a s passed into so lu tio n by this fertilizer form . M agnesium m on och elate G S-M g released higher soil iron am ounts than m agnesium sulphate.
M g r B a r b a r a S a p e k W p ł y n ę ł o d o r e d a k c j i
I n s t y t u t M e l i o r a c j i w s i e r p n i u i'Jl> r
i U t y k ó w Z i e l o n y c h F a l e n t y , p - t a R a s z y n
