Estimation of cation exchange capacity and cation saturation of Luvisols developed from loess

• Autorzy: Paluszek J.

Warianty tytułu

PL

Ocena pojemności wymiany kationów i wysycenia kationami gleb płowych wytworzonych z lessu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The cation exchange capacity and saturation of the sorptive complex with base cations are very important indicators for quality assessment of soils, because they define soil fertility and resistance to chemical degradation. The objective of the following study was to estimate the cation exchange capacity and saturation with exchangeable cations of Luvisols developed from loess, under agricultural use. The study comprised 12 pedons under winter wheat culture, classified into various complexes of soil suitability. Exchangeable cations of alkaline character were assayed with the Pallmann method in 1 mol NH4Cl dm-3 extract with pH 8.2. The content of cations Ca2+, K+ and Na+ was determined with a flame photometer, while that of Mg2+ was measured with the AAS method. In the Ap horizons of the analyzed soils, the quantitative sequence of base cations was most frequently Ca2+>Mg2+>K+>Na+. The total exchange bases (TEB) was favourable in most of the soils (3.8-16.9 cmol(+) kg-1), and the total acidity (TA) was varied (0.5- 3.7 cmol(+) kg-1) but generally low. The cation exchange capacity (CEC) in the Ap, Et, EB, Bt and BC horizons of the soils was assessed as medium or high (5.2-17.9 cmol(+) kg-1). Only the C horizon, containing calcium carbonate, was characterised by very high CEC (76.2 cmol(+) kg-1). The base saturation (BS) was highly favourable in most of the soils (62.9-99.4%) and increased deeper into the pedon. The soils were characterised by generally favourable shares of particular cations: the percentage of Ca2+ was 51.5-95.1%, most often higher than the optimum, while the shares of Mg2+ and K+ were slightly below the optimum. The calculated quantitative ratios between the cations showed very strong variation of values among particular pedons. The content of Mg2+ cations and the values of TEB and CEC in the Ap horizons of soils from the very good wheat complex were lower than in the Ap horizons of soils from the good wheat complex and the deficient wheat complex, whereas the levels of Ca2+, K+, Na+ and H+ as well as BS displayed only minor differences.

PL

Pojemność wymiany kationów i wysycenie kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi są bardzo ważnymi wskaźnikami jakości gleb, ponieważ decydują o ich żyzności i odporności na degradację chemiczną. Celem pracy była ocena pojemności wymiany kationów i wysycenia kationami wymiennymi intensywnie użytkowanych rolniczo gleb płowych wytworzonych z lessu. Badaniami objęto 12 pedonów pod uprawą pszenicy ozimej, zaliczanych do różnych kompleksów przydatności rolniczej. Kationy wymienne o charakterze zasadowym oznaczono metodą Pallmanna w wyciągu 1 mol NH4Cl dm-3 o pH 8,2. Zawartość kationów Ca2+, K+ i Na+ oznaczono na fotometrze płomieniowym, natomiast zawartość kationów Mg2+ – metodą AAS. W poziomach Ap badanych gleb szereg ilościowy kationów zasadowych kształtował się najczęściej jako Ca2+>Mg2+>K+>Na+. Suma kationów zasadowych była w większości gleb korzystna (3,8-16,9 cmol(+) kg-1), a kwasowość hydrolityczna zróżnicowana (0,5-3,7 cmol(+) kg-1), ale najczęściej mała. Pojemność wymiany kationów w poziomach Ap, Et, EB, Bt i BC badanych gleb oceniono jako średnią lub dużą (5,2-17,9 cmol(+) kg-1). Tylko w poziomie C zawierającym węglan wapnia wykazano bardzo dużą pojemność (76,2 cmol(+) kg-1). Stopień wysycenia kationami zasadowymi był w większości badanych gleb bardzo korzystny (62,9-99,4%) i wzrastał wraz z głębokością pedonu. W badanych glebach stwierdzono ogólnie korzystny udział poszczególnych kationów: udział Ca2+ wynosił 51,5-95,1% i był najczęściej większy od optymalnego, natomiast udział Mg2+ i K+ był nieco mniejszy od optymalnego. Obliczone stosunki ilościowe między kationami wykazywały bardzo duże zróżnicowanie wartości w poszczególnych pedonach. Zawartość kationów Mg2+, suma kationów zasadowych i pojemność wymiany kationów w poziomach Ap gleb kompleksu pszennego bardzo dobrego była mniejsza niż w poziomach Ap gleb kompleksu pszennego dobrego i pszennego wadliwego, natomiast zawartość Ca2+, K+, Na+ i H+ oraz wysycenie zasadami wykazywały tylko nieznaczne różnice.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2014
• Tom: 19
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.1085-1098,fig.,ref.

Twórcy

autor

Paluszek J.

• Institute of Soil Science, Environment Engineering and Management, University of Life Science in Lublin, S.Leszczynskiego 7, 20-069 Lublin, Poland

Bibliografia

• Bartkowiak A., Długosz J. 2010. The exchangeable cations in alluvial soils formed from calcareous sinter in the Unisławski Basin. J. Elem., 15(3): 445-454.
• Drozd J., Piątek J., Łabaz B. 2007. Properties of the Chernozem soils in the Kłodzko Region. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 520: 447-454. (in Polish)
• Jaworska H., Kobierski M., Dąbkowska-Naskręt H. 2008. Cation exchange capacity and the content of exchangeable cations in Luvisols of various texture. Rocz. Glebozn., 59(1): 84-89. (in Polish)
• Kaiser M., Ellerbrock R.H., Gerke H.H. 2008. Cation exchange capacity and composition of soluble soil organic matter fractions. Soil Sci. Soc. Am. J., 72: 1278-1285.
• Kalembasa D., Pakuła K., Jaremk o D. 2011. Sorption properties of soils in the Siedlce Upland. Acta Agrophys., 18(2): 311-319. (in Polish)
• Kobierski M., Długosz J., Bartkowiak A. 2011. Sorption complex of selected soils of the Drawskie Lakeland. J. Elem., 16: 397-405. DOI: 10.5601/jelem.2011.16.3.05
• Koćmit A., Tomaszewicz T., Podlasiński M., Błażejczak D. 2008. Effects of intensive agricultural use on the medium and heavy soils in Western Pomerania. Rocz. Glebozn., 59(3/4): 142-151. (in Polish)
• 5th Commission of Soil Genesis, Texonomy and Cartograpy. 2011. Rocz. Glebozn., 62(3): 5-193. (in Polish)
• Kondracki J. 2002. Regional geography of Poland. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa. (in Polish)
• Kopittke P.M., Menzies N.W. 2007. A review of the use of the basic cation saturation ratio and the “ideal” soil. Soil Sci. Soc. Am. J., 71: 259-265.
• Peinemann N., Amiotti N.M., Zalba P., Villamil M.B. 2000. Effect of clay minerals and organic matter on the cation exchange capacity of silt fractions. J. Plant Nutr. Soil Sci., 163: 47-52.
• Rychcik B., Sadowski T., Łachacz A. 2008. Changes of physico-chemical properties of soil during the conversion of crop cultivation to the ecological system. Rocz. Glebozn., 59(3/4): 249-255. (in Polish)
• Rashidi M., Seilsepour M. 2008. Modeling of soil cation exchange capacity based on soil organic carbon. ARPN J. Agric. Biol. Sci., 3(4): 41-45.
• Stevens G., Gladbach T., Motavalli P., Dunn D. 2005. Soil calcium : magnesium ratios and lime recommendations for cotton. J. Cotton Sci., 9: 65-71.
• Stojek B. 2005. Changes of chemical and physicochemical properties of soils under agricultural utilization. Pr. Stud. Geogr., 36: 97-106. (in Polish)
• Szafranek A., Skłodowski P., Bielska A., Połcik A. 2007. Physico-chemical properties of Luvisols developed from boulder clay of Plateau of Wysokomazowiecka Upland. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 520: 737-743. (in Polish)
• Szymańska M., Łabętowicz J., Korc M. 2007. Percentage share of cations in the sorption complex as a soil quality index. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 520: 181-187. (in Polish)
• Uziak S., Brogowski Z., Komornicki T. 2004. Properties of soil granulometric fractions formed from different parent material. Acta Agrophys. 124: 1-159. (in Polish)

Identyfikatory

DOI

10.5601/jelem.2014.19.3.400