BRUNON REIMANN, ALINA BARTOSZEWICZ
METODY FRAKCJONOWANIA PRÓCHNICY GLEB TORFOWYCH W ZASTOSOWANIU DO CHARAKTERYSTYKI
WĘGLA BRUNATNEGO
K ated ra G leb o zn a w stw a W SR P ozn ań
Do wzbogacania gleb w próchnicą coraz częściej stosuje się masy torfowe kompostowane lub inaczej preparowane.
Istnieje również możliwość używania do tego celu węgla brunatnego, na co swego czasu zwrócił uwagę prof. Terlikowski. Badania przez niego zainicjowane są w Polsce nadal prowadzone [2, 3, 4, 7, 8].
Celem niniejszej pracy było zbadanie węgla brunatnego z Zagłębia Konińskiego na podstawie wyników uzyskanych przy zastosowaniu metod używanych do charakterystyki mas torfowych.
Do badań pobrano próbkę węgla brunatnego wiosną 1962 r. z od krywki Marantów koło m iejscowości Gosławice, pow. Konin, ze świeżego urobku z warstw wierzchnich. Skład granulometryczny tej próbki po sproszkowaniu przedstawia tabl. 1. Wynika z niej, że przeważają frakcje, które odpowiadają frakcji piasku i pyłu.
T a b l i c a 1 Skład granulom etryczny próbki w ęgla brunatnego
sproszkowanego {%)
1 -0 ,5 0 ,5 -0 ,2 5 0 ,2 5 -0 ,1 0 0 ,1 -0 ,0 5 < 0,05 mm
17,75 11,4 3 5,7 3 4,6 0,55
W przygotowainej w ten sposób masie węgla brunatnego przeprowa dzono niektóre analizy i oznaczenia właściwości fizycznych i chemicz nych, posługując się metodyką stosowaną do charakterystyki torfów i gleb torfowych, a mianowicie: woda higroskopijna metodą suszarkowo- wagową, ciężar w łaściw y piknometrem, popiół metodą żarzenia w tem
peraturze 700°C, odczyn elektrometrycznie pehametrem duńskim typ PM 22 elektrodą szklaną, pojemność sorpcyjna metodą Bobko-Askinazy w m odyfikacji Grabo wo wa i Uwarowej, S i 0 2, R203 i CaO wagowo, A1203
z różnicy R203 — (Fe20s -rP205), Fe203 jodometrycznie, P205 metodą Tischera w m odyfikacji Broniarza i Sozańskiego, MgO 8-oksyhinoliną wagowo, K20 i Na20 fotom etrycznie, N ogółem metodą Kjeldahla, С organiczny metodą jodometryczną Altena.
Uzyskane w ten sposób wyniki w suchej masie charakteryzujące w ę giel brunatny porównywano z odpowiednimi danymi dotyczącymi torfów i gleb torfowych analizowanych w Katedrze Gleboznawstwa WSR w Po znaniu. W yniki charakteryzujące w ęgiel brunatny zestawiono w tabl. 2, 3 i 4 z wynikam i dotyczącymi 2 torfów: wysokiego (zespół florystyczny
Sphagnetum medii pinetosum) i torfu niskiego (zespołu Fraxineto-Alne- tum) w ziętym i z pracy Z. Prusinkiewicza i Kowalkowskiego pt.: „Studia
gleboznawcze w Białowieskim Parku Narodowym ” (w druku) i tam są bliżej opisane [6].
T a b l i c a 2 N iek tó re w ła ś c iw o ś c i węgla brunatnego
W y szc z eg ó ln ie n ie h2o h ig r . % C iężar w ła ś ciw y P o p ió ł % . pH Pojem, so rp c yjna w mg - równ. h2o KC1 W ęgiel brunatny T orf w ysoki - 42 T orf n is k i - 35 1 4 ,5 1 ,5 4 1 ,3 4 1 ,4 0 14,7 8 7 ,4 4 1 5 ,9 4 6 ,2 0 4 ,3 1 6 ,0 5 5 ,6 5 3 ,5 0 5 ,7 0 1 2 5 ,2 T a b 1 н е а 3 Wvr.iki a n a li z pop io łu wę^la brunatnego
W y szczeg ó ln ien ie 3 i 0 2 1 H2c3 a i 203 Fe2°3 *2°5 CaO MgO x2o Na20
% T lęgiel brunatny Torf wysoki - 42 Torf n is k i - 35 7 ,5 9 2 , Sb 0 ,9 5 2 ,23 2 ,1 6 0 ,6 8 1 ,0 9 0 ,7 1 0 ,2 1 0 ,9 3 0 ,0 9 0 , 0 6 0 ,2 1 3 ,1 5 0 ,4 2 6 ,0 1 0 ,2 4 0 ,1 9 0 ,4 2 0 ,1 2 0 ,0 3 0 , 0 6 0 , 0 6 0 ,0 2 0 ,0 4
Z tablic 2 i 3 wynika, że właściwości chemiczne w ęgla brunatnego w dużej mierze są podobne lub zbliżone do właściwości torfów niskich. D otyczy to pH, zawartości popiołu, S i0 2, R20 3, F e20 3, a także CaO. Te same właściwości torfu wysokiego mają wartości dużo niższe. Ilości P20 5, a może także MgO w w ęglu brunatnym nie są duże i są zbliżone do
Charakterystyka w ęgla brunatnego met. stosow anym i do gleb torfow ych 195
ilości w torfie wysokim. Natomiast zawartości K20 i Na20 w w ęglu bru natnym są dość znaczne i przewyższają zawartości tych składników w torfie i glebach torfowych.
Ciężar w łaściw y węgla brunatnego jest prawie równy ciężarowi w łaś ciwemu torfów niskich, w yższy jednak od torfów wysokich.
Pojemność sorpcyjna badanego węgla brunatnego jest duża i odpo wiada pojemności sorpcyjnej torfów niskich, jeśli te są dobrze rozłożone. W celu scharakteryzowania substancji organicznej w masie węgla brunatnego przeprowadzono jej frakcjonowanie w oparciu o metodę Sven Odena, zmodyfikowaną przez Springera.
Na wstępie przeprowadzono ekstrakcję węgla eterem, a następnie alkoholem etylow ym i benzenem (1:1), otrzym ując związki bitumiczne i podobne.
Po dokonaniu ekstrakcji badaną substancję zadano ln HC1 w celu oddzielenia frakcji fulwokwasów, które w ystępow ały w ilościach śla dowych. W ystępowanie nikłej ilości fulw okwasów zarówno w sensie fulw okwasów Sven Odena i Springera, jak również „żółtych w ieszczestw ” Kononowej i Tiurina świadczy o wysokim stopniu kondensacji związków próchnicznych i małej ilości połączeń o łańcuchach peryferycznych i gru pach hydrofilnych [5].
Po oddzieleniu fulw okw asów osad traktowano ln NaOH. Część nie rozpuszczalną badanej substancji przemywano gorącą wodą, wskutek czego do przesączu przechodziła frakcja kwasów hum inowych szarych, którą wytrącono 10% HC1 i po odsączeniu oznaczono wagowo.
Z roztworu po zadaniu ln NaOH wytrącono frakcję kwasów hym a- tom elanowych przy użyciu 10% HC1. Z osadu tego oddzielono alkoholem etylow ym frakcję kwasów hym atom elanowych. W ęgiel organiczny ozna czono według Altena.
T a b l i c a 4 Zawartość n ie k tó ry c h s u b s ta n c ji organ icznych w suchej m asie węgla brunatnego i torfów
W yszczeg ó ln ien ie Sub s ta n c j e o r g . С organ. N
ogółem Frakcja bitum in F rakcja kwasów huminowych hyma t ornelano wy chFrakcja kwasów w e t e rze a lk o -hol+ ben-z en razems z a re n a tbru ne razem sz a re bru n a t ne razem % W ęgiel brunatny 8 5 ,2 2 4 8 ,8 0 0 ,5 3 3 ,1 0 5 ,5 0 8 , 6 0 1 4 ,1 0 29,1C 43,20 0 ,3 8 7 ,1 6 7 ,5 4 Torf w ysoki • 92 ,5 6 5 3 ,6 9 1 ,4 2 - - 16,75 0 ,4 5 5 5,90 56,35 0 ,0 0 11,15 11,15 T orf n i s k i 8 4 ,0 6 4 4 ,1 4 2 ,6 0 - - 2 ,5 0 1 ,0 0 4 6,95 48,03 0 ,0 0 8 ,0 0 4 ,7 6
Tablica 4 przedstawia dane charakteryzujące substancję organiczną węgla brunatnego w porównaniu do tych samych torfów, które przedsta.- wiono w poprzednich tabelach.
W ęgiel brunatny zawiera prawie takie same ilości substancji orga nicznej i С organicznego co torfy niskie lub wysokie (ilości pośrednie w węglu), o ile torfy te są słabo rozłożone. Natomiast ogólna zawartość ;azotu w w ęglu brunatnym jest wyraźnie mniejsza niż w torfach.
Frakcja związków^ bitumicznych i podobnych w w ęglu brunatnym w ystępuje w ilościach niższych niż w torfie wysokim, a także w torfie niskim, chociaż te różnice nie zawsze są znaczne.
Zawartość frakcji kwasów hum inowych w w ęglu brunatnym jest na ogół zbliżona do torfów niskich, jednak z tendencją zmniejszania się. Uderza duża ilość kwasów hum inowych szarych w w ęglu brunatnym, co zresztą niejednokrotnie spotykano w niektórych torfach niskich. Podobną sytuację obserwujem y odnośnie frakcji kwasów hym atom elanowych, któ
rych w porównaniu do torfów niskich w w ęglu brunatnym jest sto sunkowo więcej niż kwasów huminowych.
T a b l i c a 5 Wyniki a n a liz y elem entarnej węgla brunatnego
с H S + Û N og. A lten aС m et.
С : К %
5 7 ,4 5 ,3 4 3 6 ,2 5 ’ 0 ,5 3 4 8 ,8 9 2 ,1
Dla całości obrazu przeprowadzono analizę elementarną węgla bru natnego przez spalenie w piecu elektrycznym typu Combi, w atmosferze czystego tlenu. Otrzymane wyniki zestawiono w tabl. 5. Wynika z nich, że ilości С elem entarnego są wyższe niż С otrzymanego jodometrycznie (wg Altena), chociaż różnice te nie są duże. Z uwagi na to, że mało jest .azotu w w ęglu brunatnym, stosunek С : N jest bardzo szeroki.
Reasumując otrzymane wyniki można stwierdzić że:
1. Zastosowane metody analiz torfów i gleb torfowych oraz m etody frakcjonowania próchnicy tych gleb do odpowiedniej analizy węgla bru natnego pozwoliły na scharakteryzowanie go jako środka do próchnico- wania gleb.
2. Najogólniej właściwości węgla brunatnego zbliżone są do odpo wiednich właściwości torfów niskich niezbyt rozłożonych, chociaż mogą zachodzić pewne różnice, np. mała ilość azotu.
3. W ęgiel brunatny poza niektórymi składnikami mineralnymi może być źródłem aktywnych kwasów próchnicznych w glebie.
4. W ęgiel b r u n a t n y wykazuje słabo kwaśną reakcję mimo dużej ilości CaO, k t ó r y przypuszczalnie występuje raczej w kompleksie orga
Charakterystyka w ęgla brunatnego met. stosow anym i do gleb torfow ych 197
nicznym, a w roztworze mogą odgrywać większą rolę elem enty za kwaszające.
W oparciu o otrzymane wyniki przeprowadzone zostaną odpow iednie’ badania biologiczne w celu określenia wartości nawozowej węgla bru natnego, szczególnie jeśli chodzi o gleby lekkie.
L IT E R A T U R A
[1] C h r i s t i e w a Ł. A. , P i w o w a r o w Ł. R., P s z e n i c z n y j A. G., J a s z c z u k J. J.: O w za im o sw ia zi m ieżd u m in era ln y m i org a n iczesk im p ita n ijem w y ż sz y c h ra stien i i izp o lzo w a n ii gurazino^yych k is ło t w k a c z e stw ie u d ob ren ii.
[2] J u r k o w s k a H.: W ęg iel b ru n atn y jako czyn n ik b u foru jący. Z eszy ty N a u k o w e W SR K rak ów , nr 8, 1961.
[3] J u r k o w s k a H.: E fek t p ró ch n iczn o -fo sfo ra n o w y . Z eszy ty N a u k o w e W SR K rak ów , z. 2, 1957.
[4] J u r k o w s k a H.: Z badań nad p rzy sw a ja ln o ścią azotu za w a rteg o w w ę g lu b ru n atn ym oraz w w ę g lu b ru n atn ym a m o n iak ow an ym . Z eszy ty N a u k o w e W SR K rak ów , z. 4, 1958.
[5] K o n o n o w a M., T i t o w a: P r im ie n ie n je ele k tr o fo r e z a na b u m agie dla fr a k c jo n ir o w a n ija g u m in o w y ch w iesz c z e stw . p oczw i izu czen ia ich so jed in ien i z żelazom . P o c zw o w ied n ien . 11, 1961.
[6] P r u s i n k i e w i c z Z., K o w a l k o w s k i A.: S tu d ia g leb o zn a w cze w B ia ło w ie s k im P arku N a ro d o w y m (w druku w w y d a w n ic tw a c h P T P N P oznań). [7] R e i m a n n B.: D o św ia d czen ia w stę p n e nad w a rto ścią n a w o zo w ą a m o n ia
k o w a n y ch p rep a ra tó w o trzy m y w a n y ch z to rfu w y so k ie g o i w ę g la b ru n atn ego.. R oczn ik i W SR P oznań, t. 9, 1960.
[8] R e i m a n n B.: W p ływ d o m ieszk i w ę g la b ru n atn ego do gleb lek k ich na rozw ój roślin . R oczn ik i W SR P ozn ań (w druku).
Б . Р Е Й М А Н Н , А . Б А Р Т О Ш Е В И Ч М ЕТОДЫ Ф Р А К Ц И О Н И Р О В А Н И Я ГУМУСА Т О Р Ф Я Н Ы Х ПОЧВ В П РИ М ЕН ЕН И И К Х А Р А К Т Е Р И С Т И К Е БУРОГО УГЛЯ К а ф е д р а П о ч в о в е д е н и я С е л ь с к о х о з я й с т в е н н о й А к а д е м и и — П о з н а н ь Р е з ю м е П ров едено ан ал и з образца бурого угля из К онин ского бассейна по методам прим еняем ы м обы чно для характеристики то р ф я н ы х почв. Б ольш инство свойств этого бурого угля очень бли зк о к соответствую щ им свойствам н аи более расп ростран ен н ы х н и зи н н ы х слабо р а зл о ж и в ш и х ся тор ф ов. Зн ач и тельн ы е разни цы об н а р у ж ен о лиш ь в сод ер ж ан и и N и Р2О5. Б уры й уголь, кроме некоторы х м и неральны х п и тательны х вещ еств, м ож ет быть источником активны х гум иновы х кислот в почве.
Б лагодаря больш ей ёмкости обм ена буры й уголь м о ж ет ул уч ш ать поглоти тельн ую способность песч ан ы х почв. Н а основании п ол уч ен н ы х результатов б у д у т п ров еден ы соответственны е би ологические и ссл едован и я. В . R E I M A N N . A . B A R T O S Z E W I C Z A Q U A N T IT A T IV E M ETH OD OF SO IL H U M U S A N A L Y S IS A P P L IE D TO D E T E R M IN A T IO N OF L IG N IT E C H A R A C T E R IST IC S C h a i r o f S o il S c i e n c e , C o l l e g e o f A g r i c u l t u r e , P o z n a ń S u m m a r y
A lig n ite sam p le from the K on in coal fie ld s w a s an alyzed w ith a m ethod used in c la ssific a tio n of peat soils.
The p ro p erties of the i ig n ite are a p p ro x im a tely sim ila r to th o se of w e a k ly d e com posed lo w m o o r peat, th ou gh th ere are certa in d iffe r e n c e s, e.g. lo w er con ten ts o f n itrogen , P2O5 etc. T his lig n ite m ay be regard ed as a sou rce for v a rio u s n u trien ts and also of a ctiv e h u m ic acids. Its rem a rk a b le e x c h a n g e cap acity can im p rove sorp tion on s a n d y soils.
