The colloid fraction and cation-exchange capacity in the soils of Vojvodina, Serbia

Abstract

The colloidal complex of soil consists of humus and clay, the most important acidoids which are able to create the bonds between oppositely charged ions (cations) through the forces strong enough to provide protection from leaching, and also weak enough to enable absorption through the plant root. This ability becomes more pronounced if the degree of dispersity is higher, i.e. if particles have smaller diameters. Total of 435 soil samples were collected from the surface horizon in 2011, for the purpose of soil fertility control in Vojvodina and prevention of its possible degradation in broader terms. This paper presents a part of study through selected representative soil samples, related to the research results of mechanical composition, basic chemical properties, and cation-exchange capacity in the most frequent types of soils in North Bačka and Banat (chernozem, fluvisol, semiglay, humoglay, solonchak, solonetz), due to the fact that soil fertility and its ecological function in environment protection largely depend on the studied properties. The average content of clay was 25.26%, ranging from 5.76 to 49.44%, the average content of humus was 3.10%, ranging between 1.02 and 4.30%, while the average value of CEC was 27.30 cmol/kg, ranging between 12.03 and 46.06 cmol/kg. Soils with higher content of clay and humus have greater cation-exchange capacity. According to the established average values of CEC in cmol/kg, the order of soil types is as follows: solonetz (40.06), semiglay (31.98), humoglay (30.98), solonchak (26.62), chernozem (22.72), and fluvisol (22.40). Research results have shown that cation-exchange capacity depends on clay fraction and humus content. Higher correlation coefficient between CEC and clay, compared to CEC and humus, indicates that clay content compared to humus content has greater effect on cation-exchange capacity.

Koloidni kompleks zemljišta sadrži humus i glinu kao najvažnije acidoide putem kojih ima sposobnost vezivanja jona suprotnog naelektrisanja (katjoni) silama dovoljno snažnim za zaštitu od ispiranja, a istovremeno dovoljno slabim za prijem putem korena biljke. Ova sposobnost je utoliko jače izražena ukoliko je stepen disperznosti veći, tj. ukoliko je prečnik čestica manji. U cilju kontrole plodnosti zemljišta Vojvodine i sprečavanja njihove eventualne degradacije u širem smislu, u toku 2011. prikupljeno je 435 uzoraka zemljišta iz površinskog horizonta. U ovom radu je prikazan deo istraživanja u izabranim reprezentativnim uzorcima, koja se odnose na rezultate istraživanja mehaničkog sastava, osnovnih hemijskih svojstava kao i kapaciteta adsorpcije katjona u najzastupljenijim tipovima zemljišta sa područja severne Bačke i Banata (černozem, fluvisol, semiglej, humoglej, solončak, solonjec), s obzirom da plodnost zemljišta kao i njegova ekološka funkcija u zaštiti životne sredine u velikoj meri zavise od ispitivanih osobina. Srednji sadržaj gline iznosio je 25,26% i kretao se u granicama od 5,76 do 49,44%, srednji sadržaj humusa 3,10% i kretao se u granicama od 1,02 do 4,30%, dok je srednja vrednost CEC -a iznosila 27,30 cmol/kg i kretala se u granicama od 12,03 do 46,06 cmol/kg. Većim kapacitetom adsorpcije katjona odlikuju se zemljišta koja sadrže više gline i humusa. Prema utvrđenim srednjim vrednostima CEC-a u cmol/kg, redosled ispitivanih tipova zemljišta je sledeći: solonjec (40,06), semiglej (31,98), humoglej (30,98), solončak (26,62), černozem (22,72) i fluvisol (22,40). Rezultati istraživanja u celini su pokazali da kapacitet adsorpcije katjona zavisi od sadržaja frakcije gline i sadržaja humusa. Veći koeficijent korelacije između CEC-a i gline nego između CEC-a i humusa ukazuje da sadržaj gline ima veći uticaj na kapacitet adsorpcije katjona od sadržaja humusa.