Περιεχόμενα ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ... 1 ΕΞΕΤΑΣΗ ΚΑΙ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ ΣΤΗΝ ΥΠΑΙΘΡΟ... 1 Η επιλογή... 2 Περιγραφή των φυσιογραφικών συνθηκών του τόπου... 2 Εκσκαφή και περιγραφή της εδαφοτομής... 3 Δειγματοληψία τον εδάφους... 4 Προετοιμασία δειγμάτων εδάφους για ανάλυση... 8 Αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της εργαστηριακής ανάλυσης των εδαφών... 9 Απαιτήσεις των φυτών... 9 Αδυναμίες και περιορισμοί στην ανάλυση των εδαφών... 10 Οδηγίες συμπλήρωσης δελτίου περιγραφής τόπου και εδαφοτομής... 13 Α. Περιγραφή τόπου... 13 Επιφανειακοί ορίζοντες... 14 Υποεπιφανειακοί ορίζοντες... 14 Άλλοι διαγνωστικοί ορίζοντες... 15 Ατμοσφαιρικές συνθήκες...16 Φυσιογραφία... 17 Μικροανάγλυφο... 17 Υψόμετρο... 17 Έκθεση... 17 Μητρικό υλικό-πέτρωμα... 17 Κλίση... 18 Αποστράγγιση... 18 Εμπλουτισμός ή απώλεια νερού... 18 i
Επιφανειακή αποστράγγιση... 18 Εσωτερική αποστράγγιση... 19 Καλά αποστραγγιζόμενα εδάφη... 19 Μετρίως αποστραγγιζόμενα εδάφη... 19 Οχι καλά αποστραγγιζόμενα εδάφη... 19 Κακώς αποστραγγιζόμενα εδάφη... 19 Διάβρωση... 20 Ένταση διάβρωσης... 20 Βραχώδεις εμφανίσεις... 21 Πετρώδες επιφανείας... 22 Παρατηρήσεις... 22 Β. Περιγραφή εδαφοτομής... 22 Ονομασία ορίζοντα... 22 Επιφανειακοί ορίζοντες... 23 Οργανικοί ορίζοντες... 23 Επιφανειακοί, ανόργανοι ορίζοντες... 24 Υποεπιφανειακοί ορίζοντες... 24 Argillic (Λατινικά argilla = λευκή άργιλος)... 27 Albic (Λατινικά albus = λευκός)... 27 Spοdic (από το Ελληνικό σποδός=τέφρα) )... 27 Oxic (από το Γαλλικό oxide-οξείδια) )... 28 Agric ( από το Λατινικό ager = αγρός)... 28 Natric ( από το Λατινικό natrium = νάτριο)... 29 Sombric (από το Γαλλικό somber = σκοτεινό... 29 Cambic (από το Λατινό cambiare = για αλλαγή)... 29 Duripan (από το Λατινικό durus = σκληρός)... 30 ii
Fragipan (από το Λατινικό fragilis = εύθρυπτο)...30 Calcic (από το Λατινικό calcis = ασβέστης)... 30 Gypsic (από το Λατινικό gypsum = CaSO 4 )... 31 Petrocalcic (από το πέτρα και το Λατινικό calcic)... 31 Kandic... 31 Ortstein... 31 Placic... 31 Salic (από το Λατινικό sal = αλάτι)... 32 Sulfuric (από το Λατινικό sulfur = θείο)... 32 Βάθος οριζόντων... 32 Όρια οριζόντων... 32 Υγρασία εδάφους... 33 Χρώμα... 33 Κηλίδες... 34 Υφή (texture) (κατηγορία μηχανικής σύστασης)... 34 Περιεκτικότητα σε πέτρες και χαλίκια (σκελετικό υλικό)... 35 Δομή (structure)... 35 Συνεκτικότητα (consistence)... 36 Βαθμός σκλήρυνσης (Cementation)... 37 Επιστρώσεις αργίλου... 38 Συγκρίματα (congretions)... 39 Αντίδραση τον εδάφους - Ελεύθερα ανθρακικά άλατα (CaCO 3 )... 39 Ρίζες... 39 Παρατηρήσεις... 40 Γ. Περιγραφή βλάστησης... 41 Δ. Καλύτερη χρήση... 42 iii
ΜΕΡΟΣ ΔΕΥΤΕΡΟ... 45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ. 45 Προσδιορισμός της ακρίβειας των αναλυτικών μεθόδων... 47 Απόλυτος μέθοδος... 47 Συγκριτική μέθοδος... 48 Φύση των σφαλμάτων στην ποσοτική χημική ανάλυση των εδαφών... 48 Σταθερά ή προσδιοριζόμενα σφάλματα... 49 Προσωπικά σφάλματα... 49 Σφάλματα οργάνων και αντιδραστηρίων... 49 Σφάλματα της μεθόδου... 49 Προσθετικά και αναλογικά σφάλματα... 49 Ελαχιστοποίηση των σφαλμάτων κατά τις χημικές αναλύσεις των εδαφών... 50 Ρύθμιση των οργάνων και των συσκευών... 50 Λευκός προσδιορισμός... 51 Μετρήσεις standards διαλυμάτων... 51 Χρησιμοποίηση ανεξάρτητων μεθόδων ανάλυσης... 51 Πραγματοποίηση παράλληλου προσδιορισμού... 51 Πρόσθεση standard διαλύματος (standard addition)... 52 Διάλυση και ανάμιξη ισοτόπων... 52 Σφάλματα δειγματοληψίας... 52 Σφάλματα κατά την προετοιμασία του δείγματος... 54 Σφάλματα κατά την παραλαβή του εδαφικού διαλύματος... 57 Σφάλματα εκτίμησης των αποτελεσμάτων... 58 Ερμηνεία των αποτελεσμάτων της ανάλυσης των εδαφών... 60 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΔΑΣΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ ΚΑΙ ΦΥΤΙΚΩΝ ΙΣΤΩΝ. ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ... 63 iv
Μέθοδος της καθίζησης (μέθοδος του σιφωνίου)... 65 Διαδικασία προσδιορισμού της μηχανικής συστάσης του εδάφους... 68 Αντιδραστήρια... 68 Διαδικασία προσδιορισμού... 69 Καταστροφή της οργανικής ουσίας... 69 Απομάκρυνση ανθρακικών αλάτων... 70 Απομάκρυνση οξειδίων του σιδήρου... 70 Υπολογισμός των αποτελεσμάτων... 72 Μέθοδος του υδρομέτρου... 72 Μέθοδος Bouyoucos... 73 Διαδικασία προσδιορισμού... 74 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 76 Απλοποιημένη μέθοδος Day... 76 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 78 Άργιλος... 78 Άμμος... 78 Ιλύς... 79 Μέθοδος της υγρής κοσκίνισης... 79 Προσδιορισμός της κατηγορίας μηχανικής σύστασης (υφή)... 79 Εκτίμηση της υφής του εδάφους στην ύπαιθρο με τη βοήθεια της αφής... 81 Περιεκτικότατα του εδάφους σε λίθους... 85 Αδρομερής εκτίμηση... 85 Λεπτομερής προσδιορισμός... 87 Εκτίμηση της Δομής... 89 Ανάλυση συσσωματωμάτων (aggregate analysis)... 89 Ανάλυση συσσωματωμάτων με ξηρή κοσκίνιση... 91 v
Μεθοδολογία... 91 ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ... 93 Πραγματική πυκνότητα ή ειδικό βάρος (particle density)... 93 Αδραμερής μέθοδος... 93 Μέθοδος της ληκύθου... 94 Υπολογισμός της πραγματικής πυκνότητας... 94 Φαινομενική πυκνότητα του εδάφους... 94 Μέτρηση της φαινομενικής πυκνότητας σε συσσωματώματα... 97 Μέτρηση της φαινομενικής πυκνότητας σε αδιατάρακτα δείγματα... 97 Μέτρηση της φαινομενικής πυκνότητας με τη μέθοδος της εκσκαφής... 97 Διαδικασία προσδιορισμού... 98 Υπολογισμός των αποτελεσμάτων... 99 Μέθοδος της πολυουρεθάνης... 99 ΠΟΡΩΔΕΣ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ... 101 ΥΓΡΑΣΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ... 103 Μέτρηση της υγρασίας του εδάφους... 104 Σταθμική μέθοδος... 104 Υπολογισμός Αποτελεσμάτων... 105 Μέθοδος μέτρησης της ηλεκτρικής αντίστασης του εδάφους (μέθοδος Bouyoucos)... 105 Μέθοδος σκεδασμού των ταχέως κινουμένων νετρονίων... 106 Μέθοδος των πιεζομετρικών μεμβρανών... 107 Ηλεκτρομαγνητική μέθοδος (TDR, Time Domain Reflectometry)... 108 Τενσιόμετρα... 108 Μέτρηση των εδαφικών σταθερών... 109 Μέτρηση της αγροϊκανότητας (υδατοικανότητας)... 109 vi
Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 112 Μέτρηση τον ποσοστού μόνιμης μάρανσης... 112 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 114 Υπολογισμός της διαθέσιμης υγρασίας... 114 ΕΝΕΡΓΟΤΗΤΑ ΙΟΝΤΩΝ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ... 115 pη του εδάφους... 116 Μέτρηση του pη του εδάφους... 117 Χρωματομετρικός προσδιορισμός του pη... 117 Ηλεκτρομετρικός (ποτενσιομετρικός) προσδιορισμός του pη... 118 Αντιδραστήρια... 120 Διαδικασία προσδιορισμού... 121 Προσδιορισμός σε αιωρήματα... 121 Αιωρήματα νερού... 121 Αιώρημα σε CaCl 2, 0,01Μ...121 Προσδιορισμός σε πάστα εδάφους... 122 Προσδιορισμός σε εκχύλισμα κορεσμού... 122 ΑΝΘΡΑΚΙΚΑ ΑΛΑΤΑ ΤΩΝ Ca, Mg... 123 Μέθοδος του Ασβεστόμετρου... 124 Αντιδραστήρια... 125 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 127 ΥΔΑΤΟΔΙΑΛΥΤΑ ΑΛΑΤΑ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ... 129 Εκχύλιση του εδάφους... 131 Φυσικό εκχύλισμα... 131 Εκχύλισμα κορεσμού... 132 Εκχύλιση των υδατοδιαλυτών αλάτων σε αιωρήματα εδάφους νερού... 133 Μέτρηση της ειδικής αγωγιμότητας... 134 vii
Αντιδραστήρια... 134 Διαδικασία προσδιορισμού... 134 Υπολογισμός των αλάτων...137 Κατάταξη των εδαφών ανάλογα με την αλατότητά τους... 137 Νερό άρδευσης φυτωρίων... 138 Κατάταξη τον νερού άρδευσης των δασικών φυτωρίων... 138 Μέτρηση της αγωγιμότητας του νερού... 138 ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΟΥΣΙΑ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ... 141 Μέθοδος της υγρής οξείδωσης... 142 Αντιδραστήρια... 143 Διαδικασία προσδιορισμού... 143 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 144 Μέθοδος αποτέφρωσης (loss on ignition)... 145 Διαδικασία προσδιορισμού... 146 Υπολογισμός των αποτελεσμάτων... 146 ΑΖΩΤΟ (Ν)... 147 Προσδιορισμός του οργανικού αζώτου... 148 Μέθοδος Kjeldhal... 148 Αντιδραστήρια... 150 Διαδικασία προσδιορισμού... 151 Προσδιορισμός της αμμωνίας... 152 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 153 Προσδιορισμός των ανόργανων μορφών αζώτου του εδάφους... 154 Αμμωνιακό άζωτο... 154 Αντιδραστήρια... 154 Διαδικασία προσδιορισμού... 155 viii
Προσδιορισμός τον αμμωνιακού αζώτου με απόσταξη... 156 Προσδιορισμός του αμμωνιακού αζώτου χρωματομετρικά (μέθοδος Nessler).. 156 Αντιδραστήρια... 156 Διαδικασία προσδιορισμού... 157 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 157 Μέθοδος Borthelot... 157 Αντιδραστήρια... 158 Διαδικασία προσδιορισμού... 159 Νιτρικό - Νιτρώδες άζωτο... 160 Μέθοδος απόσταξης... 160 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 160 Χρωματομετρική Μέθοδος (Μέθοδος Cataldo)... 161 Αντιδραστήρια... 161 Διαδικασία προσδιορισμού... 161 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 162 ΦΩΣΦΟΡΟΣ (Ρ)... 163 Προσδιορισμός του εκχυλίσιμου φωσφόρου... 167 Μέθοδος τον NaHCO 3 (Olsen)... 167 Αντιδραστήρια... 167 Διαδικασία προσδιορισμού... 169 Ανάπτυξη του χρώματος (Μέθοδος του σουλφομολυβδαινικού αμμωνίου)... 169 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 170 Μέθοδος ΝΗ 4 F HCl (Bray No. 1)... 170 Αντιδραστήρια... 171 Διαδικασία προσδιορισμού... 171 Υπολογισμός των αποτελεσμάτων... 172 ix
Μέθοδος του CH 3 CΟOH, 0,5Ν... 172 Αντιδραστήρια... 172 Διαδικασία προσδιορισμού... 173 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 173 Αξιολόγηση των αποτελεσμάτων... 173 Προσδιορισμός του ολικού φωσφόρου... 173 Αντιδραστήρια... 174 Διαδικασία προσδιορισμού... 175 Υπολογισμός των αποτελεσμάτων... 176 ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ ΚΑΤΙΟΝΤΩΝ ΑΝΤΑΛΛΑΞΙΜΑ ΚΑΤΙΟΝΤΑ... 177 Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων... 177 Εκχυλιστικά διαλύματα... 178 Επιλογή του εκχυλιστικού διαλύματος... 179 Εκχυλιστικά διαλύματα... 181 Προσδιορισμός της ικανότητας ανταλλαγής κατιόντων... 183 Μέθοδος του CH 3 COONa, pη 8,2... 184 Αντιδραστήρια... 184 Διαδικασία προσδιορισμού... 185 Διαδικασία με χρήση φυγοκέντρου... 185 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 186 Διαδικασία με διαδοχικές εκπλύσεις... 186 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 187 Μέθοδος τον CH 3 COONH 4, ρη 7... 187 Αντιδραστήρια... 188 Διαδικασία προσδιορισμού... 189 Υπολογισμός αποτελεσμάτων... 190 x
ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΙΧΝΟΣΤΟΙΧΕΙΩΝ... 193 Οργανικά εκχυλιστικά διαλύματα για τον προσδιορισμό των αφομοιωσιμων ιχνοστοιχείων... 193 Μέθοδος DTPA (Lindsay and Norvel)... 194 Διαδικασία προσδιορισμού... 195 Υπολογισμός των αποτελεσμάτων... 195 Μέθοδος Soltanpour και Schawk... 195 Διαδικασία προσδιορισμού... 196 Μέθοδος Menlich... 196 Εκχυλιστικό διάλυμα εργασίας... 197 Διαδικασία εκχύλισης... 197 Εκχύλιση με ασθενή και ισχυρά διαλύματα οξέων... 198 Προσδιορισμός των κατιόντων με τη μέθοδο της ατομικής απορρόφησης (Atomic absorption spectroscopy )... 199 Προσδιορισμός των στοιχείων με τη μέθοδο της φλωγοφωτομετρίας (Flame emission spectroscopy )... 200 Σχέσεις ανταλλαξίμων κατιόντων και της ικανότητας ανταλλαγής κατιόντων στη θρέψη των φυτών... 200 Αδρομερής προσδιορισμός θρεπτικών στοιχείων του εδάφους... 201 ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΦΥΤΙΚΩΝ ΙΣΤΩΝ (ΦΥΛΛΟΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ)... 203 Δειγματοληψία... 204 Επιλογή υλικού δειγματοληψίας, συλλογή δείγματος... 205 Εποχή δειγματοληψίας... 206 Μεταφορά και προετοιμασία των δειγμάτων... 208 Χημικές αναλύσεις... 208 Μέθοδος αποτέφρωσης (Dry ashing)... 209 Αποδιοργάνωση με οξέα (Acid digestion)... 210 xi
Μέθοδος αποδιοργάνωσης με H 2 SO 4, HNO 3 και HClO 4... 211 Μέθοδος αποδιοργάνωσης με Η 2 SO 4 και H 2 O 2... 212 Μέθοδος αποδιοργάνωσης με ΗΝΟ 3 και HClO 4 (Johnson και Ulrich, 1959)... 212 Προσδιορισμοί των στοιχείων... 213 Άζωτο... 213 Φώσφορος... 213 Κάλιο... 214 Ασβέστιο... 214 Mg, Na, Zn, Cu, Fe, Mn... 214 Προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε τέφρα... 214 ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ... 217 Τρόπος έκφρασης της συγκέντρωσης των διαλυμάτων... 217 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 217 xii