Mineralna Tvar Tla_cb

7/25/2019 Mineralna Tvar Tla_cb

1/7

1

MINERALNA TVARMINERALNA TVARTLATLA

doc.dr.sc. Vesna Vukadinovidoc.dr.sc. Vesna Vukadinovi

Anorgansku komponentuAnorgansku komponentu vrste faze tlavrste faze tla ineinemineralne tvari porijeklom iz Zemljine kore (litosfere)mineralne tvari porijeklom iz Zemljine kore (litosfere)

eruptivne, sedimentne i metamorfne stijene.eruptivne, sedimentne i metamorfne stijene.

1.1. fragmentifragmenti vrstih stijenavrstih stijena((ljunak i kamen)ljunak i kamen)2.2. meuproizvodi tromeuproizvodi troenja i neogenezeenja i neogeneze

3.3. oksidi silicija, aluminija,oksidi silicija, aluminija, eljeza i manganaeljeza i mangana

4.4. nesilikatni mineralinesilikatni minerali

5.5. sekundarni alumosilikatisekundarni alumosilikati(minerali gline)(minerali gline)

KonaKonani produkti troni produkti troenja su ioni koji ulaze uenja su ioni koji ulaze usastav otopine tla ili adsorpcijskog kompleksa.sastav otopine tla ili adsorpcijskog kompleksa.

Elementarni sastavElementarni sastav litosferelitosfere

U grai litosfere sudjeluju okoU grai litosfere sudjeluju oko 92 razli92 razliitaitakemijska elementa, od kojih samo 8kemijska elementa, od kojih samo 8 ini 98% njeneini 98% njenemase.mase.

Slijed stabilnosti minerala:Slijed stabilnosti minerala:

olivin < granit < piroksen < amfibol < biotit


2/7

2

MlijeMlijeni kvarcni kvarc

OpalOpal

PodzolizacijaPodzolizacija Oksidi aluminijaOksidi aluminija

Topivost AlTopivost Al3+3+ iona raste s poveiona raste s poveanjem koncentracije Hanjem koncentracije H++

iona, a slobodni Aliona, a slobodni Al3+3+ ioni su prisutni u veioni su prisutni u veim koliim koliinama uinama ujako kiselim tlima.jako kiselim tlima.

Ionski oblici aluminijaIonski oblici aluminija tetno djeluju na biljke (slabtetno djeluju na biljke (slabrazvoj korijena, oterazvoj korijena, oteano primanje fosfora, Mgano primanje fosfora, Mg2+2+, Ca, Ca2+2+).).

OksidoOksido--hidroksidihidroksidi eljezaeljezaRRelativno male kolielativno male koliineine eljeza se tijekom neogenezeeljeza se tijekom neogeneze

ugrauju u sekundarne alumosilikateugrauju u sekundarne alumosilikate (nontronit, vermikulit i(nontronit, vermikulit iklorit).klorit).

OksidiOksidi eljeza dajueljeza daju utu, smutu, smeueu, crvenkastu boju tlu, crvenkastu boju tlu(indikator hidrotermi(indikator hidrotermikih i kemijskih uvjeta u tlu).kih i kemijskih uvjeta u tlu).

Javljaju se u vidu seskvioksidnih konkrecija, a djelujuJavljaju se u vidu seskvioksidnih konkrecija, a djelujukao vezivo pri stvaranju strukturnih agregata tla.kao vezivo pri stvaranju strukturnih agregata tla.

HematitHematit(tropski i suhi uvjeti intenzivnog raspadanja(tropski i suhi uvjeti intenzivnog raspadanjaorganskog i mineralnog dijela tla),organskog i mineralnog dijela tla), getitgetit(umjerena klima,(umjerena klima,puno OT, obilje COpuno OT, obilje CO22),), ferihidritferihidrit(hladnija i vla(hladnija i vlanija klima).nija klima).

U redukcijskimU redukcijskim uvjetimauvjetima prisutni su lako topivi Feprisutni su lako topivi Fe2+2+--hidroksidi (hidroksidi (fosfatifosfati, karbonati i sulfidi)., karbonati i sulfidi).

Fe(III)Fe(III)--oksidi su slabije topivi. Topivost im je veoksidi su slabije topivi. Topivost im je vea ispoda ispodpH 8, odnosno pH 3.pH 8, odnosno pH 3.VivijanitVivijanit (Fe(Fe33(PO(PO44)) 8H8H22O)O) -- oglejavanjeoglejavanje Redoks procesiRedoks procesi

Oksidi manganaOksidi mangana

-- u anaerobnim uvjetima mangan lako reducira,u anaerobnim uvjetima mangan lako reducira,postaje pokretljiv, te se nakuplja u pukotinama gdjepostaje pokretljiv, te se nakuplja u pukotinama gdjeponovnom oksidacijom prelazi uponovnom oksidacijom prelazi upiroluzitpiroluzit(MnO(MnO22).).

-- piroluzit s hidratiziranim oksidima manganapiroluzit s hidratiziranim oksidima manganaizgrauje crne mazotineizgrauje crne mazotine, k, konkrecije i kore.onkrecije i kore.

-- stvaraju smeestvaraju smee--crne do crne prevlake nacrne do crne prevlake nastrukturnim agregatima tla.strukturnim agregatima tla.

- Fe-Mn konkrecije su metalnocrne boje.

- Mn(II)- oksidi su topivi mobilni, aktivni oblicihraniva.

Konkrecije RKonkrecije R22OO33 ((seskvi oksidaseskvi oksida)) Nesilikatni minerali1. Karbonati

- oblici: CaCO3 kalcit; CaCO3 x MgCO3 dolomit- naslijeeni iz sedimentnih karbonatnih supstrata (vapnenca,

dolomita, lapora, flia)

2. Fosfati- ima ih relativno malo u tlu (< 0,05 %)- apatit (Ca-fosfat sa Cl, Fl ili OH), sekundarne soli Ca, Fe, Al

3. Sulfati sulfidi (anaerobni uvjeti)

- aridna podruja iscvjetanja soli ili konkrecije gipsa

4. Kloridi i nitrati - lako topive soli


3/7

3

MINERALI GLINEMINERALI GLINE

Sekundarni alumosilikatiSekundarni alumosilikatis organskom tvaris organskom tvariine aktivnu, koloidnu frakciju tla.ine aktivnu, koloidnu frakciju tla.

Predstavljaju manji dioPredstavljaju manji dio

vrste faze tla uvrste faze tla u

odnosu na koliodnosu na koliinu primarnih minerala, izuzev uinu primarnih minerala, izuzev unekim tlima tropskog pojasa. Imaju svojstvanekim tlima tropskog pojasa. Imaju svojstvakoloida, pretekoloida, preteno su negativnog naboja, kao ino su negativnog naboja, kao iorganska tvar tla, te su sposobni sorbirati katione.organska tvar tla, te su sposobni sorbirati katione.

Sorpcijska sposobnost oznaSorpcijska sposobnost oznaava se kaoava se kao CECCEC((Cation Exchange CapacityCation Exchange Capacity) ili) ili KIKKIK((kationskikationskiizmjenjivaizmjenjivaki kapacitetki kapacitet), a izra), a izraava uava u mekv/100 gmekv/100 gtla ili utla ili u cmol (+) kgcmol (+) kg--11

Sekundarni alumosilikatiSekundarni alumosilikati su graeni uslojeno posu graeni uslojeno pomodelu tinjaca (filosilikati), a elektrostatskim silama vemodelu tinjaca (filosilikati), a elektrostatskim silama veuukatione na vanjskim (nespecifikatione na vanjskim (nespecifino) i unutarnjimno) i unutarnjimpovrpovrinama (specifiinama (specifino).no).

Dvije osnovne graevne ili strukturne jediniceDvije osnovne graevne ili strukturne jedinice(Si(Si--tetraedri i Altetraedri i Al--oktaedri) se povezuju plooktaedri) se povezuju plono uno uslojeve, koji sslojeve, koji se meusobno vee meusobno veu i slau i slau u osnovniu u osnovnilistilisti (lamelu). Lamele se nakupljaju u paketi(lamelu). Lamele se nakupljaju u paketi od 10od 10

40 listi40 listia.a.

RazliRazliitim kombinacijama osnovnih strukturnihitim kombinacijama osnovnih strukturnihjedinica nastaju svi poznati minerali gline, npr.:jedinica nastaju svi poznati minerali gl ine, npr.:

-- kaoliniti,kaoliniti,

-- smektiti (montmoriloniti),smektiti (montmoriloniti),

-- iliti ili hidratizirani liskuni.iliti ili hidratizirani liskuni.

OO--22

SiSi+4+4

AlAl+3+3

OO--22

AlAl -- oktaedaroktaedar

SiOSiO44 -- tetraedartetraedar

x y

z

Sloj SiO4-tetraedra

xy

z

Sloj Al-oktaedra

- OHOH--


4/7

4

x y

z

tet

oct

Serpentin (1:1 mineral)

tetraedar

oktaedar

Osnovna svojstva koloida tlaOsnovna svojstva koloida tla

100100--300300--------HumusHumus

8585--1101101.01.0--2.02.0500500--7007007070--150150


5/7

5

K+ K+K+K+Mg++Mg++

Ilit Vermikulit

medjulamelarni prostor

K+

2:1 tip minerala gline2:1 tip minerala gline(iliti i vermikuliti)(iliti i vermikuliti)

IlitiIliti (hidratizirani(hidratizirani muskoviti) su grmuskoviti) su graom sliaom slininimontmorilonitima, ali je dio silicija zamijenjen aluminijem.montmorilonitima, ali je dio silicija zamijenjen aluminijem.

ViViak nabojaak nabojase neutralizira vezivanjem kalija izmeuse neutralizira vezivanjem kalija izmeuslojeva kristalne reslojeva kristalne reetke pa se oni ne mogu znatnije razmicatietke pa se oni ne mogu znatnije razmicatikao kod montmorilonita (ckao kod montmorilonita (c--razmak je oko 1.0 nm). Stoga jerazmak je oko 1.0 nm). Stoga je

sposobnost sorpcije ilitasposobnost sorpcije ilita 2020--50 mekv/100 g50 mekv/100 g uzuz izraizraenuenusposobnost fiksacije kalija.sposobnost fiksacije kalija.

Jedan od naJedan od naina postanka ilita je transformacija liskuna uina postanka ilita je transformacija liskuna uumjerenim i hladnim podruumjerenim i hladnim podrujima bez raspadanja kristalnejima bez raspadanja kristalnerereetke (troetke (troenjem u prisustvu vode dolazi do gubitka kalija,enjem u prisustvu vode dolazi do gubitka kalija,jer voda ulazi u meulamelarni prostor i potiskuje kalijjer voda ulazi u meulamelarni prostor i potiskuje kalij)) vrlovrlojeje est u sedimentnim stijenama.est u sedimentnim stijenama.

Drugi naDrugi nain postanka je neogenezom (novotvorbom).in postanka je neogenezom (novotvorbom).

Tla bogata ilitom sadrTla bogata ilitom sadre dosta fizioloe dosta fizioloki aktivnihki aktivnihKK++--iona.iona.

Fibrozni ilitFibrozni ilitListiListiavi ilitavi ilit

VermikulitiVermikuliti (Mg, Fe, Al)(Mg, Fe, Al)33(Al, Si)(Al, Si)44OO1010(OH)(OH)22 x 4Hx 4H22O,O,kao troslojni minerali gline znatno manje bubre u vodi odkao troslojni minerali gline znatno manje bubre u vodi odmontmorilonita (cmontmorilonita (c--razmak klorita i vermikulita je ~1.4 nm)razmak klorita i vermikulita je ~1.4 nm)to im omoguto im omoguuje fiksaciju Kuje fiksaciju K++ iona.iona.

Vermikuliti (hidratizirani biotiti ili flogopiti) imajuVermikuliti (hidratizirani biotiti ili flogopiti) imajusposobnost sorpcijesposobnost sorpcije 100100--150 mekv/100 g150 mekv/100 g uz specifiuz specifinunupovrpovrinu od 300inu od 300--500 m500 m22/g./g.

2:1 tip minerala gline2:1 tip minerala gline(smektiti, npr. montmorilonit):(smektiti, npr. montmorilonit):

Smektiti/MontmorilonitiSmektiti/Montmoriloniti (pirofilit,(pirofilit, talk, vertalk, vermikulit, nontromikulit, nontronit init i

montmorilonit) su grmontmorilonit) su graeni iz dva slojaaeni iz dva sloja SiOSiO44--tetraedaratetraedaraizmeuizmeukojih je umetnut jedan slojkojih je umetnut jedan slojAlAl--oktaedaraoktaedarapa se ubrajaju u tippa se ubrajaju u tip2:12:1..

Jedan dio silicijaJedan dio silicija esto je zamijenjen P ili Al, a dio aluminijaesto je zamijenjen P ili Al, a dio aluminijas Mg,s Mg,FeFe, N, Ni ili Li.i ili Li.Graa montmorilonita dajeGraa montmorilonita daje viviak negativnogak negativnognabojanaboja koji se uravnotekoji se uravnoteuje vezivanjem kationa iz otopine tla.uje vezivanjem kationa iz otopine tla.

Velika sorpcija kationa (Velika sorpcija kationa (8080--120 mekv/100 g120 mekv/100 g) uvjetovana je) uvjetovana jeveveim razmakom izmeu strukturnih jedinicaim razmakom izmeu strukturnih jedinica (u vla(u vlanom stanjunom stanjucc--razmak >2razmak >2 nm),nm), to omoguto omoguuje sorpciju iona uuje sorpciju iona umeulamelarnim prostorimameulamelarnim prostorima..

Udaljenost slojeva mijenja se zavisno od vlaUdaljenost slojeva mijenja se zavisno od vlanosti tla,nosti tla, to seto seooituje kaoituje kao bubrenje ili skupljanjebubrenje il i skupljanje. Specifi. Specifina povrna povrinainamontmorilonita je 700montmorilonita je 700--800 m800 m22/g./g.

Dominira u neutralnim ili slabo alkalnim tlima, a u mnogimDominira u neutralnim ili slabo alkalnim tlima, a u mnogim

je naslijeen iz matije naslijeen iz matine podloge (smonica).ne podloge (smonica).


6/7

6

x y

z

AlAl3+3+,,

FeFe3+3+

SiSi4+4+

tettet

octoct

MgMg2+2+

AlAl3+3+

Izomorfna supstitucija (zamjena)Izomorfna supstitucija (zamjena)

tettet

Montmorilonit

hidroksidni sloj

2:1:1 2:1

2:1

2:1struktura

hidroksidnimeu sloj(Al ili Mg)

2:1:1 tip gline (npr.klorit)2:1:1 tip gline (npr.klorit)

2:1

:1

2:1

:1

2:1:1

:1:1

hidroksidni sloj

idroksidni sloj

2:1

:1

struktura

truktura

hidroksidni

idroksidni

meusloj

eusloj

Al ili Mg)

Al ili Mg)

KodKod kloritaklorita(Fe, Mg, Al)(Fe, Mg, Al)66(Si,(Si,Al)Al)44OO1010(OH)(OH)88, c, c--razmak je stabilan irazmak je stabilan ineovisan od vlaneovisan od vlanosti (ne bnosti (ne bubre).ubre).

To su takoer troslojni mineraliTo su takoer troslojni mineralikod kojih je izmeu silikatnih slojevakod kojih je izmeu silikatnih slojevasmjesmjeten trioktaedarski hidroksidni sloj.ten trioktaedarski hidroksidni sloj.

U tlima su obiU tlima su obino sekundarnino sekundarnikloriti (pH 4kloriti (pH 4 5).5).

KloritKlorit

Mg kloritMg kloritFe kloritFe klorit


7/7

7

ZNAZNAAJ MINERALOAJ MINERALOKOG SASTAVA TALAKOG SASTAVA TALA

Za poljoprivrednu proizvodnju je vrlo bitno da seZa poljoprivrednu proizvodnju je vrlo bitno da sehraniva oslobaaju kemijskim trohraniva oslobaaju kemijskim troenjem primarnihenjem primarnihminerala:minerala:

FosforFosfor biljka ga usvaja u vidu topivih fosfata (dolazibiljka ga usvaja u vidu topivih fosfata (dolaziu otopinu tla trou otopinu tla troenjem teenjem teko topivih Cako topivih Ca--fosfatnih mineralafosfatnih minerala

apatit)apatit)KalijKalij dospijeva u tlo trodospijeva u tlo troenjem ortoklasa, mikroklina,enjem ortoklasa, mikroklina,

muskovita, biotitamuskovita, biotitaKalcijKalcij oslobaa se trooslobaa se troenjem kalcita i dolomita, a uenjem kalcita i dolomita, a u

manjim kolimanjim koliinama od oligoklasa, anortitainama od oligoklasa, anortitaMagnezijMagnezij trotroenjem magnezita i dolomita, a teenjem magnezita i dolomita, a tee see se

oslobaa iz augitaoslobaa iz augita, biotita, hornblende, biotita, hornblende

OO sastavu i kolisastavu i koliini minerala gline ovise vodnaini minerala gline ovise vodnasvojstva tla (vododrsvojstva tla (vododrnost, vodopropusnost), fizikalnonost, vodopropusnost), fizikalno--mehanimehanika svojstva tla (plastika svojstva tla (plastinost, bubrenje,nost, bubrenje,zbijenost tla)zbijenost tla)::

-- montmorilonitmontmorilonit u vlau vlanom stanju tla su plastinom stanju tla su plastina,na,ljepljiva,ljepljiva, povepoveanog volumenaanog volumena, slabo, slabo vodopropusna; avodopropusna; au suhom stanju ispucala, jako zbijena i kompaktnau suhom stanju ispucala, jako zbijena i kompaktna..

OO kolikoliini i sastavu minerala gline ovisi kapacitetini i sastavu minerala gline ovisi kapacitetadsopcije talaadsopcije tala::

-- tla sa visokim kapacitetom adsorpcije sadrtla sa visokim kapacitetom adsorpcije sadre i velikue i velikukolikoliinu biogenih elemenata (npr. tla sa visokiminu biogenih elemenata (npr. tla sa visokimsadrsadrajem ilitne gline su bogata kalijem)ajem ilitne gline su bogata kalijem)

Geneza sekundarnih minerala je izrazito sporGeneza sekundarnih minerala je izrazito sporproces. Proraproces. Prorauni pokazuju da godiuni pokazuju da godinje, u prosjeku,nje, u prosjeku,nastane 0.0002 g gline na svakih 100 g tla.nastane 0.0002 g gline na svakih 100 g tla.

KoliKoliina gline u oraniina gline u oraninom sloju tla monom sloju tla moe see sesmanjivati erozijom i ispiranjem pa se kod obradesmanjivati erozijom i ispiranjem pa se kod obradetakvih tala moraju provoditi odgovarajutakvih tala moraju provoditi odgovarajue mjeree mjerezazatite i konzervacije.tite i konzervacije.

Postojanost sekundarnih minerala je znatno manjaPostojanost sekundarnih minerala je znatno manjaprema primarnima zato u starijim tlima prevladavajuprema primarnima zato u starijim tlima prevladavajusekundarni minerali, ali sa snisekundarni minerali, ali sa snienim sorpcijskimenim sorpcijskimsposobnostima za katione i porastom kapaciteta zasposobnostima za katione i porastom kapaciteta zazamjenu aniona (zamjenu aniona (to je znato je znaajno kod primjeneajno kod primjenemineralnih gnojiva, naromineralnih gnojiva, naroito u tropskim podruito u tropskim podrujima).jima).

ElektriElektrini nabojni naboj esticama gline omoguesticama gline omoguujeujemeusobno vezivanje i nastajanje prostornih strukturameusobno vezivanje i nastajanje prostornih struktura(sli(slino proteinima). Predstavu o velino proteinima). Predstavu o veliini tako nastaleini tako nastalepovrpovrine daje slijedeine daje slijedei podatak: tlo s 10%i podatak: tlo s 10%montmorilonita na 1montmorilonita na 1 mm22 povrpovrine do dubine od 20ine do dubine od 20 cmcmima povrima povrinu veinu veu od 24u od 24 kmkm22..

ElektriElektrino polje koloidnihno polje koloidnih estica tla dozvoljavaestica tla dozvoljava

sorpciju drugih nabijenihsorpciju drugih nabijenih estica, kaoestica, kao to su unipolarnito su unipolarniioni i bipolarne molekule, na primjer voda. Otuda seioni i bipolarne molekule, na primjer voda. Otuda sekoloidnekoloidne estice tla ponaestice tla ponaaju kaoaju kao amfoterne jediniceamfoterne jedinice

jer pod odreenim uvjetima mogu sorbirati i anionejer pod odreenim uvjetima mogu sorbirati i anione..

Kationi, polarno vezani na sekundarneKationi, polarno vezani na sekundarneminerale, ne ispiru se iz zone korijenovog sustava, aliminerale, ne ispiru se iz zone korijenovog sustava, alise zato lako zamjenjuju drugim kationima. Na taj sese zato lako zamjenjuju drugim kationima. Na taj senanain u tlu zadrin u tlu zadravaju hraniva u biljkamaavaju hraniva u biljkamapristupapristupanom obliku za usvajanje.nom obliku za usvajanje.

Svojstvo sorpcije iona sekundarnih minerala tlaSvojstvo sorpcije iona sekundarnih minerala tlaima ogromnu vaima ogromnu vanost u mineralnoj ishrani bilja.nost u mineralnoj ishrani bilja.Dakle, sekundarni minerali (zajedno s organskimDakle, sekundarni minerali (zajedno s organskimkoloidnim dijelom tla) sprekoloidnim dijelom tla) spreavaju ispiranje hraniva izavaju ispiranje hraniva izzone korijenovog sustava i zadrzone korijenovog sustava i zadravaju voduavaju voduneophodnu vineophodnu viim biljkama i mikroorganizmima uim biljkama i mikroorganizmima utlu.tlu.

KoriKoritena literaturatena literatura::

-- BogunoviBogunovi, M. (2005): Pedologija, M. (2005): Pedologija -- autorizirane pripreme za predavanja.autorizirane pripreme za predavanja.Agronomski fakultet SveuAgronomski fakultet Sveuiliilita u Zagrebu, Zavod za pedologiju. Zagreb.ta u Zagrebu, Zavod za pedologiju. Zagreb.

-- Filipovski, G. (1974): Pedologija. UniverzitetFilipovski, G. (1974): Pedologija. UniverzitetKiril i MetodijKiril i MetodijSkopje. Skopje.Skopje. Skopje.3939--48.48.

-- ResuloviResulovi, H.,, H., ustoviustovi, H. (2002): Pedologija, H. (2002): Pedologija opopi dio. Univerzitet ui dio. Univerzitet uSarajevu. Sarajevo. 67Sarajevu. Sarajevo. 67--79.79.

-- korikori, A. (1991): Sastav i svojstva tla. Fakultet Poljoprivrednih zna, A. (1991): Sastav i svojstva tla. Fakultet Poljoprivrednih znanosti.nosti.Zagreb.Zagreb. 2525--38.38.

-- VidaVidaek,ek, . (2000): Op. (2000): Opa pedologijaa pedologija autorizirane pripreme za predavanja.autorizirane pripreme za predavanja.Agronomski fakultet SveuAgronomski fakultet Sveuiliilita u Zagrebu, Zavod za pedologiju.ta u Zagrebu, Zavod za pedologiju.

-- VukadinoviVukadinovi, V., Lon, V., Lonariari, Z. (1998): Ishrana bilja. Sveu, Z. (1998): Ishrana bilja. Sveuiliilite J.J.te J.J.Strossmayera u Osijeku, Poljoprivredni fakultet Osijek. Osijek.Strossmayera u Osijeku, Poljoprivredni fakultet Osijek. Osijek. 1111--15.15.

-- internetinternet

Documents

Mineralna Tvar Tla_cb