POROVNÁNÍ RŮZNÝCH POSTUPŮ STANOVENÍ pH PŮD A PROSTOROVÁ VARIABILITA pH NA POZEMKU

Comparison of Different Extraction Methods of Soil pH Determination

and Spatial Variability of pH in a Field

Štípek Kamil, Brodský Lukáš, Vaněk Václav, Šilha Jiří

Abstract

Effect of different extraction methods for soil pH determination on the spatial heterogeneity of soil pH is discussed on this paper. Two different extraction methods (0,2 M KCl and 0,01 M CaCl2) were tested on samples taken from two fields.

Spatial heterogeneity of the pH level had not been influenced by using of different extraction methods.

Půdní reakce patří k nejvýznamnějším charakteristikám půdy. Na tom, jestli je půda kyselá, neutrální nebo alkalická, do značné míry závisí např. přístupnost živin rostlinám, síla vazby výměnných iontů a aktivita mikroorganismů v půdě.

Stejně jako v případě obsahu přístupných živin v půdě (P,K,Ca,Mg, mikroelementy), tak i u pH lze dosáhnout na různých částech pozemku rozdílných hodnot. Plošná variabilita hodnot pH může mít několik příčin. Mezi tzv. geogenní příčiny lze zahrnout různou matečnou horninu, půdotvorný substrát, rozdílný půdní druh a obsah organické hmoty v půdě. Nejčastějšími antropogenními příčinami variability pH je zcelování menších honů do větších celků a nedokonalá technika pro aplikaci vápenatých hnojiv.

Dle jednotných pracovních postupů měření pH (ÚKZÚZ) pro potřeby Agrochemického zkoušení půd v ČR se doposud stanovovala výměnná půdní reakce ve výluhu 0,2 M KCl. Od letošního roku se pH zjišťuje ve výluhu 0,01 M CaCl2.

Cílem práce bylo ověření rozdílů mezi metodou stanovení pH v 0,2 M KCl s nově doporučenou metodou stanovení ve výluhu 0,01 M CaCl2.

Materiál a metody

Na dvou pozemcích zemědělské farmy v řepařské oblasti nedaleko Českého Brodu je s využitím moderních navigačních systémů sledována plošná variabilita pH a obsahu přístupných živin. Variabilita výnosu je dokládána pomocí výnosových map. Oba sledované pozemky se nacházejí na degradované černozemi, půdní druh se mění od hlinitopísčité po hlinitou půdu.

Na pozemku č. 1 (Chrást), kde byla letos pěstována kukuřice na zrno, byly na jaře odebrány z 88 odběrových míst vzorky ornice z profilu 0-30 cm. Místa odběru vzorků jsou na poli rozmístěna pravidelně ve vzdálenosti 60 m.

Na pozemku č. 2 (U Kounic) s kulturou sóji byly v témže termínu odebrány vzorky ornice rovněž z profilu 0-30 cm na 71 pravidelně rozmístěných odběrových stanovištích, vzdálených od sebe 60 m. Na každém odběrovém stanovišti bylo uskutečněno 14 vpichů sondovací tyčí v okruhu 6 m od fixního bodu. Přesná poloha odběrových míst byla zaznamenána pomocí přístroje GPS - Garmin II+. Vzorky ornice byly po odběru sušeny na vzduchu, homogenizovány a prosáty přes síto o průměru ok 2 mm.Takto získaná jemnozem byla použita k analýzám.

Na dvou souborech půdních vzorků (n1 = 88, resp. n2 = 71) bylo provedeno porovnání stávající metody stanovení pH používané v rámci AZP ČR ve výluhu 0,2 M KCl s nově přijatou, modifikovanou metodou dle normy ISO 10390 ve výluhu 0,01M CaCl2. Extrakční roztoky byly připraveny z chemikálií o čistotě p.a. a z demineralizované vody.

Pracovní postup stanovení výměnného pH ve výluhu 0,2 M KCl (ÚKZÚZ): k 20 g jemnozemě se dávkovalo 50 ml 0,2 M roztoku KCl. Suspenze se nechala 60 min. třepat na třepačce a poté byla za občasného mechanického promíchání stanovena hodnota pHKCl skleněnou elektrodou.

1. Upravený postup stanovení výměnného pH ve výluhu 0,01M CaCl2 (ISO 10390): k 10 g jemnozemě se dávkovalo 50 ml 0,01M roztoku CaCl2. Suspenze se po 60 min. protřepávání v třepačce nechala 1 hod. stát. Po této době se mechanicky promíchala a stanovila se hodnota pHCaCl2 skleněnou elektrodou. Měření bylo provedeno nejpozději do 3 hod. po extrakci.

K vlastnímu měření bylo použito pH metru DRUOPTA, který byl před každým měřením kalibrován pomocí standardních pufrů.

Získané výsledky byly statisticky vyhodnoceny v programu SAS verze 6.12. Základní statistické ukazatele, dávající představu o povaze souboru, jsou uvedeny v tabulkách č. I a II.

Pro všechny soubory naměřených hodnot byly vytvořeny mapy, znázorňující plošnou variabilitu pH na pozemku, pomocí programu Surfer verze 7.

Výsledky a diskuse

I. Vybrané statistické ukazatele pH a obsahu přístupných živin (mg.kg-1)

na pozemku č. 1 (Chrást)

II. Vybrané statistické ukazatele pH a obsahu přístupných živin(mg.kg-1)

na pozemku č. 2 (U Kounic)

Z hodnocení jednotlivých statistických ukazatelů měření pHKCl a pHCaCl2 na pozemku č. 1 (tab. I) je zřejmé, že se jedná převážně o půdu s neutrální reakcí. Hodnota variačního koeficientu, charakterizující variabilitu naměřených hodnot, je nízká (9,9 % resp. 9,4 %) bez ohledu na použité extrakční činidlo. V uvedeném souboru půdních vzorků dosahují při použití 0,01 M CaCl2 výsledky pH v průměru o 0,14 nižších hodnot v porovnání s extrakcí v 0,2 M KCl.

1. Regresní závislost pro hodnoty pH měřené různými postupy

(pozemek č. 1)

2. Regresní závislost pro hodnoty pH měřené různými postupy

(pozemek č. 2)

Hodnoty pHKCl a pHCaCl2 dosažené na pozemku č.2 ukazují, že se jedná převážně o půdu slabě kyselou až neutrální. Variabilita naměřených hodnot, vyjádřená variačním koeficientem, je mírně vyšší v porovnání se situací na předchozím pozemku, přesto se stále jedná o nízký stupeň variability. Použitá extrakční metoda neovlivnila variabilitu naměřených hodnot. Při extrakci 0,01 M CaCl2 bylo dosaženo v průměru o 0,30 vyšších hodnot pH v porovnání s 0,2 M KCl.

3. Prostorová variabilita pH po extrakci 0,2 M KCl na pozemku č.2

2.

3. 4. Prostorová variabilita pH po extrakci 0,01 M CaCl2 na pozemku č.2

Z hodnot korelačních koeficientů a koeficientů determinace blízkých 1 vyplývá velmi silná korelace mezi oběma použitými extrakčními postupy stanovení pH v půdních vzorcích z obou stanovišť.

Regresní závislosti pro hodnoty pHKCl a pHCaCl2, znázorněné v grafech č. 1 a č. 2, ukazují na lineární průběh závislosti.

V grafické podobě je variabilita pH na pozemku při použití odlišných extrakčních metod znázorněna na obr. 3 a 4.

Z uskutečněného šetření vyplývá, že použití odlišných extrakčních činidel pro stanovení pH nemá na obou vybraných pozemcích vliv na plošnou variabilitu výměnné půdní reakce.

Do budoucna by zjištěné údaje měly být doplněny o detailnější průzkum variability půdního druhu na sledovaných pozemcích.

Sledování rozdílů v hodnotách pH, dosažených rozdílnými extrakčními roztoky v závislosti na kategorii půd (kyselá, neutrální, alkalická), je do budoucna nezbytné ověřit na rozsáhlejším souboru půdních vzorků.