Uziarnienie różnych gleb Polski w świetle klasyfikacji PTG, PN-R-04033 i USDA

(1)

STANISŁAW DRZYMAŁA, ANDRZEJ MOCEK

UZIARNIENIE RÓŻNYCH GLEB POLSKI

W ŚWIETLE KLASYFIKACJI PTG,

PN-R-04033 IUSDA

SO IL TEX TU R E OF D IFFER EN T PO LISH SOILS

A C C O R D IN G TO TH E C LA SSIFICA TIO N SY STEM S

OF PTG, PN -R-04033 AN D U SD A

Katedra Gleboznawstwa Akademii Rolniczej im. A. Cieszkowskiego w Poznaniu

Abstract: T he Polish Soil Science w ill face in n ear future the need to decide about the new soil texture classification system . A t present w e have tw o different classifications nam ely: acc. to Polish Soil Science S ociety (PTG ) w hich lasts m ore than fifty years and new Polish S tandard P N -R -04033 established in 1998. U nfortunatelly no one is fully com patible w ith the m ost p o p u lar in tern atio n al classificatio n - acc. to U S D A w hich in m any cases w as in tro d u ced also by FAO and EU. C om parison o f soil texture o f 260 sam ples taken from different Polish soil groups, developed on different parent m aterials show ed that classification acc. to Polish P N -R -04033 is „highly co m p atib le” w ith U SD A . B ut the classification acc. to PTG is not com patible and not truly reflecting the character o f soil particle size distribution in soils.

Słowa kluczowe: frakcje i grupy granulom etryczne, klasyfikacje u ziam ien ia gleb.

Key words: soil particles, textural groups, classifications and com parison o f soil textures.

WPROWADZENIE

Polskie Gleboznawstwo stoi przed pilną i ważną decyzją wyboru i przyjęcia jednolitej klasyfikacji uziamienia gleb, która powinna być jak najbardziej zgodna ze standardami międzynarodowymi [Drzymała 2000]. Od ponad 20 lat obowiązywały, a raczej należy powiedzieć, używane były 2 klasyfikacje: wg Polskiego Towarzystwa Gleboznawczego [Musierowicz 1956] i wg normy branżowej BN/78-9180-11 [1978]. Jeśli do tego doda się oddzielny podział uziamienia stosowany w geologii i geotechnice, można stwierdzić, że Polska jest w tym względzie wyjątkiem.

Olbrzymi dorobek naukowy Polskiego Gleboznawstwa niewątpliwie oparty jest na klasyfikacji uziamienia wg PTG. Również w wielu opracowaniach dla praktyki rolniczej stosowana była klasyfikacja PTG [Mocek i in. 2000]. Na przykład gatunki gleb na mapach glebowo-rolniczych wydzielone są zgodnie z tą klasyfikacją, chociaż w jej skróconej formie (bez określeń „pylastych” piasków i glin). Ew entualne

(2)

108 S. Drzymała, А. Мосек

wprowadzenie nowej, a właściwie nowocześniejszej klasyfikacji, w żadnej mierze nie może zniweczyć czy zdezaktualizować dotychczasowych opracowań. Wraz z nową klasyfikacją niezbędne będzie opracowanie i wprowadzenie „ klucza” do odczytywania starego podziału.

Niniejsza praca jest próbą ukazania „plusów” i „minusów” starych i nowych klasyfikacji na podstawie bardzo zróżnicowanego materiału geologiczno-glebowego pochodzącego z terenu całej Polski oraz zawiera sugestie dotyczące ewentualnej zmiany klasyfikacji uziamienia gleb w Polsce.

MATERIAŁ I METODYKA

Analizę porównawczą uziamienia gleb dokonano na podstawie analizy granulo- metrycznej 260 próbek glebowych pobranych:

• z gleb w strefie oddziaływania KWB Konin ([Drzymała i in. 2002] - 140 próbek); . spośród kilkuset punktów badawczych wybrano 70 reprezentatywnych profili gle bowych zlokalizowanych w strefie zlodowacenia bałtyckiego, które zakwalifiko wano do 5 typów glebowych:

gleby płowe i brunatne- 2 8 profili ( 1 4 + 1 4 ) , czarne z i e m i e - 14 profili,

arenosole i gleby rdzawe - 28 profili (1 4 + 1 4 );

• gleb różnych typów i utworów geologicznych Polski ([Owczarzak, 2002] - 55 pró bek), wśród których były: rędziny, gleby brunatne, gleby płowe, czarne ziemie, czar- noziemy, gleby murszowate; z utworów geologicznych znajdowały się: wapienie, utwory fliszowe, utwory eoliczne (lessy), utwory deluwialne polodowcowe ostat nich dwóch zlodowaceń;

• gleb z rejonu KGHM Legnica ([Mocek 1989] - 65 próbek) należących do 3 róż nych typów, a mianowicie: gleb deluwialnych (7 profili), gleb brunatnych (4 profile), czarnych ziem (9 profili), wytworzonych z utworów aluwialnych i lessowatych.

Porównania uziamienia dokonano według trzech różnych klasyfikacji, a mianowicie: ♦ wg PTG - aktualnie najpowszechniejszej w Polsce klasyfikacji uziamienia, stoso

wanej w większości opracowań naukowych i praktycznych;

♦ wg nowej Polskiej Normy PN-R-04033 z 1998 r, która zastąpiła normę branżową BN-78/9180-11 z 1978 г., a która była przez 20 lat stosowana „równolegle” z podziałem PTG;

♦ w gU SD A [US Department o f Agriculture Handbook No. 210, 1952] najbardziej rozpowszechnionej klasyfikacji międzynarodowej, która w całości przyjęta została również przez FAO [1977], a w skróconej formie zastosowano ją na mapie gleb świata [FAO-UNESCO 1974]. Również w większości opracowań Unii Europej skiej [Fink i in. 1998] przyjęto klasyfikację uziamienia w gU SD A .

WYNIKI

Klasyfikacja frakcji glebowych przedstawiona w tabeli 1 ukazuje pełną kompaty bilność między PolskąN orm ą PN-R-04033 i podziałem wg USDA oraz całkowity jej brak w odniesieniu do podziału PTG.

(3)

Natom iast z podziału na grupy granulom etryczne wg PN-R-04033 i USDA przedstawionego na rysunkach 2 i 3 w postaci trójkątów uziarnienia, widoczne są dość istotne różnice. Polska Norma wyróżnia 16 grup granulometrycznych: 3 piaski, 6 glin, 3 utwory pyłowe i 4 utwory ilaste. Natomiast podział wg USDA wyróżnia tylko

12 grup (2 piaski, 6 glin, 1 pył i 3 iły).

Klasyfikacja uziarnienia wg PTG wydziela, nie licząc utworów szkieletowych, 20 grup (i podgrup) granulometrycznych: 8 utworów piaszczystych, 8 gliniastych, 2 utwory pyłowe i 2 iłowe.

Jeżeli doda się do tego, że podział ten oparty jest na zupełnie innych wymiarach frakcji glebowych, można stwierdzić całkowity brak podobieństwa podziału PTG do Polskiej Normy i USDA.

Zestawienie - analizę porównawczą wszystkich 260 badanych próbek przed stawiono w tabelach 2 i 3.

TABELA 1. Klasyfikacja uziarnienia — Frakcje - TABLE 1. Classification o f soil particles

Frakcja Fraction

Podfrakcja Subfraction

Wymiary w mm wg - Size in mm according to

PTG PN-R-04033 USDA KAMIENIE - STONES > 2 0 > 7 5 > 7 5 grube - coarse średnie - medium drobne - fine > 500 500-250 250-75 ŻWIR - GRAVEL 20-1 75-2 7 5 -2 gruby - coarse średni - medium drobny - fine 75-20 20-5 5-2 PIASEK - SAND 1,0-0,1 2,0-0,05 2,0-0,05 b. gruby - v. coarse gruby - coarse średni - medium drobny - fine b. drobny - v. fine 1,0-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 2,0-1,0 1.0-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 1.0-0,5 2,0-1,0 1.0-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 1.0-0,5 PYŁ - SILT 0,1-0,02 0,05-0,002 0,05-0,002 gruby - coarse drobny - fine 0,1-0,05 0,05-0,02 0,05-0,005 0,005-0,002 IŁ - CLAY < 0,02* < 0,002 < 0,002 gruby - coarse drobny - fine koloidalny - colloidal 0,02-0,005 0,005-0,002 < 0,002 0,002-0,0002 < 0

(4)

p - piasek -s a n d

ps - piasek słabogliniasty - weakly loamy sand

pg - piasek gliniasty - loamy sand

gp - glina piaszczysta - sandy loam

gl - glina lekka - light loam

g - glina - loam

gs - glina średnia - medium loam

gc - glina ciężka - heavy loam

gpł - glina pylasta - silty loam

płp - pył piaszczysty - sandy silt

pł - pył - silt

płi - pył ilasty - clayey silt

ip - ił piaszczysty - sandy clay

ipł - ił pylasty - silty clay

i - ił -clay

ic - ił ciężki - heavyclay

RYSUNEK 1. Grupy granulometryczne wg PN-R-04033 [1998] FIGURE 1. Textural groups acc. to PN-R-04033 [1998]

(5)

S - s a n d - piasek

LS - loamy sand - piasek gliniasty

SL - sandy loam - glina piaszczysta L - l o a m - glina

SiL - silt loam - glina pylasta

SCL -sandy clay loam - glina piaszczysto-i la sta CL - clay loam - glina ilasta

SiCL - siltyclay loam - glina py la sto-i la sta Si - s il t -p y ł

SC - sandy clay - ił piaszczysty SiC -silty clay - ił pylasty С -clay - ił

RYSUNEK 2. Grupy granulometryczne wg USDA [1952] FIGURE 2. Textural groups acc. to USDA [1952]

(6)

Klasyfikacja uziarnienia gleb z rejonu Konina wg nowej Polskiej Normy oraz wg USDA w porównaniu z klasyfikacją PTG zdecydowanie bardziej uwypukla „piasz- czystość” tych gleb oraz „ubogość” we frakcję ilastą i pyłową. Żadna próbka nie należy do grupy „pylastej”, podczas gdy wg PTG - je s t ich 14 (piaski lub gliny pylaste), a jedna próbka określona wg PTG jako „pył zwykły ” wg PN i USDA została zaliczona do najsłabszej z wszystkich grup, tj. piasku. Klasyfikacja uziarnienia wg PN jest prostsza. Wszystkie analizowane gleby z rejonu Konina (140 próbek) należą według tego podziału klasyfikacji do 6 grup granulometrycznych, podczas gdy według klasyfikacji PTG wyróżniono takich grup aż 14(!), a wg USDA tylko 4. Z analizy uziarnienia pozostałych 120 próbek pochodzących z w ielu typów i utw orów geologicznych z różnych regionów Polski [Мосек 1989, Owczarzak 2002] potwierdza się reguła, że wśród badanych gleb najwięcej grup granulometrycznych wydzielano wg podziału PTG, mniej wg PN, a najmniej wg USDA. Na przykład w pracy Owczarzaka (55 próbek) wydzielono 16 grup wg PTG, 13 wg PN i 8 wg USDA. Wyjątkami od reguły okazały się utwory wapniowcowe i lessowe .

Z powyższej analizy porównawczej widać dość wyraźnie, że nowa Polska Norma je s t pro stsza i w bardzo znacznym stopniu „kom patybilna” ze standardam i międzynarodowymi. Może z powodzeniem zastąpić ona klasyfikację uziarnienia wg PTG, chociaż należy zgodzić się z Profesorem Z. Prusinkiewiczem [2003], że ..nie

TABELA 2. Zestawienie porównawcze grup uziarnienia wg PTG, PN i USDA (gleby z rejonu KBW Konin)

TABLE 2. Comparison o f textural groups acc. to PTG, PN and USDA (soils from Konin region)

PTG Liczba próbek PN-R-04033 USDA No of samples P ps Pg gP gi gs S LS SL SCL Pi 31 31 - - - 31 - - -pip 1 - 1 — - - - - 1 - -ps 23 7 15 1 - - - 11 12 - -Pgl 25 - 8 17 - - - - 25 - -pglp 5 - - 5 - - - - 5 - -pgm 10 - - 6 4 - - - 6 4 -pgmp 4 - - 2 2 - - - 1 3 -gP 12 - - - 12 - - - - 12 -gPP 1 - - - 1 - - - - 1 -gl 13 - - - 6 3 4 - - 11 2 glp 1 - - - 1 - - - 1 gs 12 - - - - 3 9 - 3 9 gsp 1 - - - 1 - - - 1 płz 1 1 - - - 1 - - -Razem Total 140 39 24 31 25 6 15 43 50 34 13

Peine nazwy grup granulometrycznych na rys. 1 i 2 Full name o f textural groups on Fig. 1 and 2

(7)

TABELA 3 Zestawienie porównawcze grup uziamienia w g PTG, PN i U SD A (różnych typów glebowych i utworów geologicznych)

TABLE 3. Comparison o f textural groups acc. to PTG, PN and U S D A (different soils and geological materials) Grupa w g PTG, Group acc. PTG

(liczba grup, N o. o f groups)

Liczba prób N o. o f samples

PN 04033 U SDA

Gleby z różnych rejonów Polski - Soils o f different regions o f Poland

( 3 ) ( 7 ) Utwory wapniowcowe (rędziny) - Rendzinas (Leptosols)

pgm 2 Pg> gP LS, SL

gl 2 gl SL

gs 3 & gs ( 2 ) L, SCL (2)

( 2 ) ( 2 ) Utwory fliszowe (gL brunatne) - Füsh (Cambisols)

pli 1 Pip SiL

>P 1 gpl SiL

( 2 ) ( 1 3 ) Utwory eoliczne (gL brunatne, gL płowe, czamoziem)y Loesses (Cambisols, Luvisols, Chernozems) Płz 4 g, pł, pip (2) L (2), SiL (2)

płi 9 pł (7), pli (2) SiL

( 5 ) ( 8 ) Utwory alluwialne (mady rzeczne) -- Alluvial (FKrvisols)

ps 1 ps S

płz 1 gP SL

glp 3 gP> g l g SL

gs 1 g L

gc 2 gpl SiL

( 7 ) ( 1 7 ) Utwory zwałowe (gL brunatne, g l płowe, cz. ziemie) Glacial till (Cambisols, Luvisols, Phaeozems)

Pgl 3 ps, pg (2) LS pglp 1 Pg LS pgm 2 P&gP LS pgmp 2 P&gP LS, SL gl 4 g p ( 2 ) ,g l( 2 ) SL glp gs 4 1 gP (2), gl (2) SL

( 3 ) ( 6 ) Utwory wodnofodowcowe (gl. murszowate, cz. ziemie) Fluvioglacial (Gleysol, Phaeozems)

Pi 2 P S

ps 2 P S

Pgl 2 ps LS

( 1 ) ( 2 ) Utwory ilaste (cz. ziemie) - Clayey (Phaeozems)

gc 2 gc, i CL

Razem - Total 16 (grup- groups) 55 13 (grup) 8 (grup)

( 5 ) ( 6 5 ) Gleby z rejonu KGHM Legnica (gL deluwialne, gl. brunatne, cz. ziemie Soil from Legnica region (Fhjvisols, Cambisols, Phaeozems)

plz 10 _Pł SiL

pH 40 Pł (10), płi (30) SiL

ip 8 ip SiC

i 4 i С

gc 3 i С

(8)

ma chwilowo obowiązku stosowania zaleceń... Polskiej Normy. Tak jest w świetle

prawa. Niemniej można ją stosować, a tam gdzie obowiązywała Norma Branżowa z 1978 roku - wręcz trzeba, gdyż normę PN-R-04033 wprowadzono zamiast normy BN-78 /9 180-11. Najbardziej dalekowzrocznym posunięciem byłoby przyjęcie najpow szechniejszej na świecie klasyfikacji uziamienia gleb - wg USDA [Soil Survey Staff 1990]. Jest ona przyjęta w wielu tzw. Krajach Trzeciego Świata, np. w Libii, Iraku [Drzymała 1989]. Powszechność tego podziału jest tym bardziej znacząca, że nie ma (i prawdopodobnie nie będzie) osobnej klasyfikacji uziamienia wg Międzynarodowej Organizacji Standardowej (ISO). Pewne wątpliwości może budzić przyjęcie przez FAO [1990] innego niż dotychczas podziału frakcji glebowych z wymiarem 0,064 mm jako granicznej wartości piasku i pyłu (zamiast 0,05 mm). Znalazło to swe odbicie w przetłumaczonej wersji WRB [Bednarek i in. 2003]. Tmdno zrozumieć to zamieszanie, gdyż wcześniej FAO przyjmowało pełny podział (frakcje i grupy) wg USDA. Na podstaw ie ustnych informacji współautorki polskiej wersji WRB (prof. Renaty B ednarek) w najbliższej przyszłości FAO (i tym sam ym W RB) pow róci do „amerykańskiego” podziału frakcji i grup granulometrycznych. Polskiemu Towarzystwu Gleboznawczemu według naszej opinii pozostaje alternatywa: przyjęcie Polskiej Normy PN-R-04033 lub pełnej klasyfikacji uziamienia wg USDA.

WNIOSKI I PROPOZYCJE

1. Przeprowadzona analiza porównawcza uziamienia różnych gleb Polski wykazała, że nowa Polska Norma jest w dużym stopniu kompatybilna z podziałem wg USDA, w wielu przypadkach prostsza i lepiej oddająca charakter gatunkowy gleby aniżeli podział PTG.

2. W klasyfikacji uziamienia (aby była zgodna) należy koniecznie przyjąć zawartość frakcji ilastej o średnicy poniżej 0,002 mm oraz o średnicy 2 mm jako wartości graniczne dla frakcji piasku - które to wartości obowiązują w zdecydowanej więk szości podziałów.

3. Polskie Towarzystwo Gleboznawcze - jeżeli zdecyduje się wprowadzić nowy po dział uziam ienia - powinno wybrać jedną z dwóch opcji: Polską Normę PN-R- 04033 (przyjętąjuż w Klasyfikacji gleb leśnych Polski, 2000) lub podział wg USDA. 4. Przyjęcie nowej klasyfikacji uziamienia powinno być połączone z przygotowaniem

„klucza” do odczytywania tej cechy na mapach glebowych.

5. Nowa klasyfikacja uziamienia powinna zacząć obowiązywać z chwilą wprowadze nia nowej aktualnie opracowywanej systematyki gleb Polski przygotowywanej przez V Komisję PTG.

LITERATURA

B E D N A R E K R., C H A R Z Y Ń S K I P., PO K O JSK A U. 2003: K lasyfikacja zasobów glebow ych św iata. Food and A griculture O rganization o f the U nited N ations, Polish Soil Science S o ciety, Toruń, Poland.

B R A N ŻO W A N O R M A B N -7 8 /9 180-11 1978: G leby i utw ory m ineralne - P odział na frakcje i g rupy gran u lo m etry czn e. PK N , W arszaw a.

D R Z Y M A Ł A S. 1989: W arunki przyrodnicze i problem y gleboznaw cze Iraku w rejonach p lan o w anych n aw odnień. Rocz. AR w Poznaniu, Rozprawy Naukowe, z. 198.

(9)

DRZYM AŁA S. 2000: Comparison o f soil texture classification according to the new Polish standard, PTG and International classifications (FAO and USDA). Acta Agroph. 35: 49-53. DRZYM AŁA S., KACZM AREK Z., RYBCZYŃSKI P., MACKIEW ICZ A. 2000: Uziam ienie

gleb w ystępujących w strefie oddziaływania kopalnictwa odkrywkowego w rejonie K oni na w świetle klasyfikacji PTG, PN i USDA. Rocz. AR w Poznaniu, CCCXVII, Rolnictwo 56: 251-263.

FINKE P., HARTWICH R., DUDAL R., IBANEZ J., JAMAGNE M., KING D., MONTANAREL- LA L., YASSOGLOU N. 1998: Georeferenced Soil Database for Europe. Manual o f Procedu res. European Soil Bureau. Joint Research Centre European Commission. Space A pplica tions Institute.

FAO-UNESCO 1974: Soil Map o f the World 1:5 000 000. Volume I. Legend, Unesco, Paris. FAO 1977: Guidelines for soil profile description /second edition/. Soil Resources Development

and Conservation Service. Land and Water Development Division. Food and Agriculture Or ganization o f the United Nations - Rome.

FAO 1990: Guidelines for Soil Profile Description.(third edition/ revised). Soil Resources, M ana gement and Conservation Service, Land and Water Development Division, Rome. M OCEK A. 1989: Możliwości racjonalnego zagospodarowania gleb chemicznie skażonych w

przem ysłow ych strefach ochrony sanitarnej. Roczn. AR w Poznaniu, R ozpraw y Naukow e 185.

M OCEK A., DRZYM AŁA S., M ASZNER P. 2000: Geneza, analiza i klasyfikacja gleb. Wydaw. AR w Poznaniu: 440 ss.

M USIEROW ICZ A. 1956: Gleboznawstwo ogólne. PWRiL, Warszawa.

OW CZARZAK W.2002: Struktura gleb mineralnych Polski - badania modelowe. Rocz. AR w

Poznaniu, Rozpraw y Naukowe, z.328.

POLSKA NORM A PN-R-04033 1997: Gleby mineralne. Klasyfikacja. Polski Komitet Norm aliza cyjny, Warszawa.

PRACA ZBIOROWA 2000: Klasyfikacja gleb leśnych Polski. Centrum Inform acyjne Lasów Państwow ych, Warszawa, s. 123.

PRUSINKIEW ICZ Z.2003: Klasyfikacje uziarnienia gleb a polskie normy. Rocz. Glebozn. 54 (3): 121-123.

SOIL SURVEY STAFF 1952: Soil Survey Manual. US Dep. Agric. (Handbook No. 210) Wa shington DC, USA p. 503.

d r hab. Stanisław D rzym ała, prof. nadzw. K atedra G leboznaw stw a A R

ul. M azow iecka 42, 60-623 Poznań e-m ail: drzym a ła@ au.poznan.pl

(10)