Niektóre chemiczne i biochemiczne właściwości gytii

FRANCISZEK MACIAK

N IEK TÓ R E CHEM ICZNE I BIOCHEM ICZNE W ŁAŚCIW O ŚCI G Y TII

Katedra Torfoznawstwa SGGW Warszawa

G ytia (nazyw ana rów nież sapropelem ) stanow i organ iczn o -m in eraln y kom pleks, p o w stały w zbiornikach w odnych p rz y w spółudziale m ik ro ­ organizm ów w specyficznych w aru n k ach p o w ietrzn y ch i cieplnych. P ro ­ d u k te m w yjściow ym gytii są szczątki organizm ów ro ślin n y ch i zw ierzę­ cych, żyjących w wodzie lu b na pow ierzch ni wody, k tó re po obu m arciu sp adały na dno zbiornika. Poza ty m w skład gy tii w chodzić m ogą sub ­ stan cje m in e raln e naniesione przez w ody z g ru n tó w o taczających zbio r­ nik w odny. G y tia w y stęp u je zw ykle jako g a la reto w a ta koloidalna m asa o ro zm aitej b arw ie, silnie uw odniona. B arw ę i k o n sy stencję n a d a ją jej głów nie p ro d u k ty w yjściow e oraz środow isko. N ajczęściej sp otyk an a w naszych w a ru n k a ch je s t g y tia w ap ien na o b arw ie białej lub szaro b iałej oraz g y tia d e try to w a i w odorostow a o barw ie oliw kow ej z ró żn ym i od­ cieniam i.

Z naczenie g ytii sta je się coraz w iększe z uw agi na ogrom ne jej zaso­ by, zn a jd u jąc e się zarów no pod pok ład am i złóż torfow ych, ja k rów nież na d n ie zbiorników w odnych w ielu jezior [6, 10, 12]. N ierzadko w y stę­ p u ją tak ż e odsłonięte (na m iejscach d aw nych jezior) po k ład y gytii, sta ­ now iące bądź nieu żytek, bądź p o ro śn ięte roślinnością d rzew iastą lub zielną. M imo m ałej liczby b ad ań p row adzonych nad g ytią istn ieje w iele danych o jej w y k o rzy sty w an iu p rak ty czn y m , m iędzy innym i w ro ln ic ­ tw ie jako naw ozu [6, 9, 12], w hodow li do żyw ienia trzo d y chlew nej [1, 5], w budow nictw ie jako źródła w iążącego [8], w przem yśle chem icznym , a n a w e t w lecznictw ie w e te ry n a ry jn y m [3, 11].

Z analiz chem icznych różnych gy tii w ynika, że zaw ierają one znaczne ilości azotu, siark i i w odoru, a także Ca, K, P, Fe oraz w iele cennych m ikroelem entów [6, 9, 10, 12].

574 F. Maciak

W ysoką w artość n a d a ją gytiom głów nie specyficzne zw iązki o rg an i­ czne, dotychczas bardzo m ało znane. P ra c a n in iejsza m iała na celu po­ znanie geobotanicznych oraz n iek tó ry ch chem icznych i biochem icznych w łaściw ości gytii. B adania chem iczne m iały służyć do o kreślenia z a w a r­ tości n ajw ażn iejszy ch z p u n k tu w idzenia rolniczego m akro sk ład nik ów w różnych g a tu n k ach gytii, b ad an ia biochem iczne zaś w głów nej m ierze do ok reślen ia pod w zględem jakościow ym i ilościow ym zw iązków azoto­ w ych gytii.

MATERIAŁY I METODYKA BADAŃ

B adania w ykonano w 3 pro filach gytii z to rfo w isk :,,B iebrza” — woj. białostockie, ,,C zarna W ieś” — woj. białostockie oraz z gytiow iska „G ą- cw a” — woj. olsztyńskie.

Złoże gytii na torfo w isk u B iebrza w ystępow ało pod pokładam i to rfu niskiego. Na torfow isku C zarna W ieś złoże g y tii w ystępow ało pod pokła­ dam i to rfu w ysokiego. Na gytiow isku G ącw a złoże gytii było bezpośre­ dnio odsłonięte (po osuszeniu jeziora). P ró b k i gytii z głębokości 1,0, 1,5, 2,5, 3,5 i 4,5 m pobrano św id rem H illera.

Poszczególne oznaczenia przeprow adzono n astęp u jący m i m etodam i: — g atu n e k g ytii oznaczono m eto d ą m ikroskopow o-procentow ą, — pH gy tii (w H2O) p o ten cjo m etry czn ie p rz y użyciu ele k tro d y szkla­ nej,

— w ęg lan y m etodą objętościow ą wg J a c k s o n a [2], — azot ogółem m eto d ą K jeld ah la,

— popielność przez spalanie p ró b k i w te m p e ra tu rz e 550 °C, — fosfor m eto dą Lorenza,

— w ap ń m etod ą szczaw ianow ą,

— potas m etodą fotopłom ieniow ą S ch uhknechta, — żelazo m etodą jodom etry czn ą,

— azot am onow y (w przesączu 1% K2SO4) ko lo ry m etry czn ie m eto dą N esslera,

— azot azotanow y (w ty m sam ym przesączu) k o lo rym etryczn ie za po­ m ocą fenolodw usiarkow ego kw asu,

— azot w olnych am inokw asów (w przesączu gorącego 80% etanolu) m etodą P o p e - S t e v e n s a [7],

— rozdział poszczególnych fra k c ji azotu w ykonano za pom ocą h y ­ d rolizy kw aśn ej (6n HC1),

— azot am inow y h y d ro liz atu m etodą P o p e - S t e v e n s a [7], — rozdziału azotu am inow ego dokonano za pom ocą elek tro fo rezy niskonapięciow ej,

k ieru n k o w ej po up rzed n im odsoleniu p ró b ek na jon itach . Intensyw n ość b a rw y oraz w ielkość plam am inokw asów na ch ro m ato gram ach p o ró w n y ­ w ano ze stan d ard em , uży w ając 4-stopniow ej sk ali (1 — b ardzo niska, 2 — niska, 3 — śred n ia, 4 — w ysoka zaw artość).

Szczegółowe opisy stosow anych m etod zam ieszczone są w p op rzed nich pracach a u to ra [4].

WYNIKI BADAŃ

G E O B O T A N IC Z N A C H A R A K T E R Y S T Y K A G Y T II

W tab e lac h 1 i 2 p rzedstaw iono w y n ik i analiz m ikroskopow ych p ró ­ b e k g y tii z poszczególnych profilów . Z d an y ch ty ch w ynik a, że n a jw ię k ­ sze różnice w m ikroskopow ym składzie w y stę p u ją m iędzy g y tią w ap ien ­ ną p ro filu B iebrza a g y tią w odorostow ą i d e try to w ą pozostałych d w u p rofilów (tab. 2). G y tie w apien n e sk ła d a ją się w p rzew ażającej części z su b sta n c ji nieorganicznej. W rozp o znaw alnych szczątkach ro ślin n y ch

T a b e l a 1 Geobotaniczna c h a r a k t e r y s t y k a g y t i i wapiennej Geobotanic c h a r a c t e r i s t i c s of c a lc a r e o u s g y t t j a P r o f i l • P r o f i l e Głębo­ kość Depth сш Tkanki r o ś l i n wyższych H ig her -p l a n t t i s s u e s Ro śliny n i ż s z e Lower p l a n t s Py łk i i z a r o d n i ­ k i P o lle n spores P ia se k i inne domieszki Sand and o t h e r ad mixtures 3 z c z ą tk i zwierzęce Animal re s i d u e s Muszel­ k i S h e l l s Rozpozn. s z c z ą t k i r o ś l i , i z w i e r z . % Determined p l a n t and animal r e s i d . % Biebrza 2 ,0 + - + + + + 13 2,5 + - + + + + 8 3 ,0 + - + + + + 10 3 ,5 + - + + + + 6 4 , 0 + + + + + + 5

i zw ierzęcych (5— 13%) znajdow ano fra g m e n ty korzonków ro ślin b ło t­ nych, głów nie C orex sp., z ro ślin niższych nielicznie okrzem ki (głębokość 4,0 m). Spośród p yłk ó w i zaro d nikó w — py łk i tra w i tu rzy c. W b a d a ­ nych p ró bkach g y tii w ap ienn y ch zn ajdo w an o także znaczne ilości m usze­ lek m ięczaków oraz błon y ch ity no w e i p a n c erz y k i Cladocera 3— 5°/o.

Chociaż nieduże, w y stę p u ją je d n a k pew n e różnice w budow ie gy tii pro filu C zarna W ieś i p ro filu Gącw a. P ro fil C zarna W ieś w w arstw ie stropow ej (1,0 i 1,5 m) zb u do w an y je s t z gytii w odorostow ej, gdy ty m ­ czasem głębsze w a rstw y p ro filu stan o w i gytia d e try to w ą , p ro fil G ącw a

Mikroskopowa g e o b o to n iczn a ch a r a k te r y sty k a g y t i i detrytow ych wodorostowych M icro sco p ic g e o b o ta n ic c h a r a c t e r i s t i c s o f d e t r i t a l and a q u a tic -p la n ts g y t t j a

T a b e l a 2 Tkanki r o ś l i n w yższych H ig h er -p la n t t i s s u e s R o ślin y n iż s z e Lower p la n ts P y ł k i i z a ro d n ik i P o l le n and sp o r es S z c z ą t­ k i z w ie ­ r z ę c e Animal r e s i ­ dues о о о о нот* Czarna Wieś 1. 0

1 . 5

n ato m iast w całości zb udow any jest z gy tii d e try to w e j. N a w ytw orzen ie się g a tu n k u gy tii w odorostow ej w p ro filu C zarna W ieś m ia ły praw d o po­ dobnie w pływ ro ślin y wyższe, k tó re ro sły w tym sam ym środow isku w czasie tw o rzen ia się g ytii uczestnicząc w jej pow staniu. N ależy pod­ kreślić, że u dział szczątków tk an e k ro ślin w yższych w pro filu C zarna W ieś je st w ysoki i w ah a się w g ranicach 15— 63% , gdy tym czasem w p ro ­ filu G ącw a w ynosi od 5 do 15%. Z aw artość szczątków roślin niższych w p ró b k ach g y tii profilów C zarna W ieś i G ącw a je s t podobny i w ynosi 1— 5% . Podobnie u k ład a się p ro cen to w y udział pyłków i zarodników . Z d rz e w ig lasty ch n ależy w yróżnić w obu p ro filach p y łk i z gatun kó w drzew : Picea excelsa, P inus sïlvestris; z d rzew liściastych z gatunków :

A in u s glutinpsa, S a lix sp., B etu la sp., Tilia sp., U lm us sp., Carpinus betulus.

D e try t g ru b y i d e tr y t d ro b n y je s t głów nym elem entem budow y gytii d etry to w y ch . Z tab e li 2 w y n ik a jed n ak , że przew ag a d e tr y tu grubego w y stę p u je w p ro filu C zarna W ieś, co w iąże się ze znacznym udziałem szczątków tk a n e k ro ślin w yższych, n ato m iast w p ro filu G ącw a głów nie z n a jd u je się d e try t drob n y, p o w sta ją c y p rzed e w szystkim z ro ślin niż­ szych i szczątków zw ierzęcych. W obu p ro fila c h w y stę p u je dość znaczny udział szczątków zw ierzęcych w p ostaci błon chitynow ych i p ancerzyk ów

Cladocera. W p ro filu C zarna W ieś szczątki zw ierzęce z n a jd u ją się w g ra ­

nicach 4— 15%, w p ro filu G ącw a w gran icach 10— 30% .

B adane p ró b k i gytii zanieczyszczone są tak że piaskiem (1—8% ).

C H E M I C Z N A C H A R A K T E R Y S T Y K A G Y T I I

Poszczególne g a tu n k i g y tii różnią /sią nie ty lk o sw ym geobotanicz- n ym c h a ra k te re m , ale zaw artością sk ład n ik ów chem icznych. Szczególnie różnice te są widoczne m ięd zy g y tią z pro filu B iebrza a g y tią z 'pozo­ sta ły c h d w u profilów . Z tab e li 3 w ynika, że zaw artość popiołu suro ­ w ego je st najw y ższa w p ró b kach złoża B iebrza (61,17— 86,33%), m n iej­ sza w p ró b k ach złoża C zarna W ieś (7,86— 46,44%) i n ajm n ie jsza w pró b k ach złoża G ącw a (7,50— 42,69%). A nalogicznie jest z zaw artością popiołu czystego. C h a ra k te ry sty c zn e je st rów nież i to, że zaw artość popiołu w poszczególnych w a rstw ac h nie ulega zm ianom w jakiś p ra ­ w idłow y sposób. W ypływ a to praw dopodobnie z w arunków , w jakich gy tia pow staw ała. D om inującym sk ład n ik iem pop ielnym g y tii je s t w apń. Szczególnie w ysokie ilości w apnia, w g ranicach 21,62— 76,30% CaO, zaw iera p ro fil Biebrza. R ów nież dość znaczne ilości w ap nia w głębszych poziom ach (2,0— 4,5 m) zaw iera p rofil C zarna Wieś. N atom iast w w a r­ stw ach płytszy ch p ro filu C zarna W ieś oraz w całym p ro filu złoża Gąc­ w a zaw artości w apnia (CaO) w ah ają się w g ran icach 2,77— 4,85%. N ależy podkreślić, że w apń z n a jd u je się głów nie w form ie w ęglanow ej (СаСОз).

578 F. Maciak

Z w y stępow aniem w ap n ia w dużym sto p n iu sk o relow an y jest odczyn. J a k w ynika z p rzedstaw iony ch d anych tab. 3, pH gy tii w ysokow apiennych w ynosi 7 lub pow yżej 7, n a to m ia st w p ro filu Gącw a, gdzie zaw artość w apnia w aha się od 2,82 do 4,28, odczyn jest słabo kw aśny. Z p rzed sta­ w ionych d anych odnośnie p o tasu w ynika, że jego zaw artość posiada jak b y pew ną te n d e n c ję zw yżkow ą w głąb profilu. Odnosi się to szczegól­ nie do złóż B iebrza i G ącwa. Ogólnie n ależy je d n a k podkreślić, że zaw artość p o tasu w g y tiach je st stosunkow o niew ielk a (przew ażnie w se tn y c h pro centa) i nie odbiega w dużym sto p n iu od zaw artości K2O w torfach. Rów nież na podobnym poziom ie ilościow ym co w to rfa ch w y stę p u je w g y tiach fosfor i żelazo. Z aw artość P2O5 w zbadanych p ro ­ filach w aha sie w g ran icach 0,04— 0,17%. Z aw artość F2O3 w ynosi od 0,09 do 1,41%. *

T a b e l a 3

Skład chemiczny g y tii wapiennej, wodorostowej i detrytowej Chemical composition of calcareous, aq u atic-p lan ts and d e t r i t a l g y ttja

P r o f i l P r o f i l e Głębo­ kość Depth m PH H20 w % s.m. - % d.m. popiół - ash substancja

organiczna organie

matter

к2о P2°5 CaO CaCO^ Fe2Û3

s urowy crude cz ysty pure Biebrza 1,5 7,0 86,33 85,81 13,67 0,006 0,06 76,30 69,20 0,75 2,0 7,3 84,73 83,68 15,27 0,007 0,06 65,70 64,50 1,00 2,5 7 ,1 61,17 33,52 38,83 0,090 .0 ,04 21,62 21,00 1,27 3 , 0 7,0 64,51 51,07 35,49 0,204 0,07 39,10 46,70 1,30 3,5 7,0 73,29 35,05 26,71 0,283 0,05 23,61 30,60 1,41 Czarna Wieś 1,0 6,7 7,86 4,49 92,14 0,029 0,14 3,00 0,00 0,09 1,5 6,8 12,61 10,16 87,39 0,031 0,1 6 3,33 0,00 1,02 2,5 7,6 22,90 22,22 77,1 0,029 0,14 20,36 12,10 0,35 3,5 7,6 46,44 44,53 53,56 0,028 0,16 43,28 23,40 0,43 4 ,5 7 ,6 27,93 26,15 72,07 0,033 0,17 25,42 15,90 0,62 Gącwa 1 ,0 6 ,1 17,80 4 ,6 2 82,20 0,075 0,12 4,28 1,70 0,45 1,5 6,5 7,50 3 ,1 2 92,50 0,058 0,10 2,82 0,40 0,18 2,5 6,3 8,19 3,03 91,81 0,092 0,09 2,77 0,00 0,17 3 ,5 5 , 8 15,34 4,55 84, 66 0,123 0,13 4,16 1,70 0,45 4,5 7,1 42,69 9,55 57,31 0,371 0,16 4,85 4 , 4 0 0,89 B I O C H E M I C Z N A C H A R A K T E R Y S T Y K A G Y T I I

P rz y c h a ra k te ry sty c e biochem icznej g ytii ograniczono się w głów nej m ierze do zagadnień zw iązanych z w y stępow aniem różny ch form azotu i to w g a tu n k a c h o stosunkow o w ysokich zaw artościach su b stan cji orga­ nicznej, pochodzących z pro filó w C zarna W ieś i G ącwa.

F r a k c j e a z o t o w e w g y t i i . J a k w ynika z przed staw io n y ch w tab . 4 danych, zaw artość azotu ogółem w b ad an y ch gytiach je st isto- sunkow o w ysoka. O siąga ona n a w e t 5,08% w sto su n k u do suchej m asy

(profil G ącwa), p rzy śred n iej zaw artości azotu w p ro filu G ącw a — 4,08 i śred n iej w p ro filu C zarna W ieś — 3,36%.

A nalizow ane próbk i gytii zaw ierają znaczne ilości azotu m in e ra ln e ­ go, szczególnie fo rm y am onow ej. W w ielu p ró bk ach zaw artość azo tu am onow ego przek raczała 6,0% N ogółem. A zotu azotanow ego z n ajd u je się znacznie w ięcej w pró b k ach p ro filu C zarna W ieś niż w p ró b kach z p ro filu G ącw a; śred n ia N-NO3 dla p ro filu C zarna W ieś w ynosi 0,53% N ogółem, dla p ro filu G ącw a 0,09% N ogółem. Ś red n ia zaw artość N h u - m inow ego nierozpuszczalnego w pro filach C zarna W ieś i G ącw a w aha się około 19% N ogółem , podobnie śred n ia zaw artość N hum inow ego rozpuszczalnego dla obu pro filó w w ynosi około 8% N ogółem .

N am idow y w b ad an y ch p ró b k ach p ro filu C zarna W ieś w ynosi śre d ­ nio 17,41% N ogółem, zaś w p ró b kach z p ro filu G ącw a średnio 12,89% N ogółem.

T a b e l a 4 Skład f r a k c j i azotowych w g yt ia ch detrytowych i wodorostowych

Composition o f nitr oge n f r a c t io n s in d e t r i t a l and aquatic-plant g y t t j a

P r o f i l P r o f i l e Głębo­ kość Depth Ш

Per Zawartość f r a k c j i w % N-ogółem cent content of f r a c t io n s in t o t a l N N-ogółem 1 w % s.m. Total N in % d.m. Щ N05 wolne amino­ kwasy f ree amin. amino­ wa amino amido­ wa emido huminowa humic ziden - n i e - t y f i k . uniden- t i f . rozp. s o l . nierozp. i n s o l . Czarna Wies 1 .0 3,50 0,17 0,03 37,88 16,96 7,70 19,01 18,25 3,83 1.5 6,09 0,34 0 ,02 32,92 16,81 8,03 19,72 22,16 4,02 2,5 6,69 0 ,5 2 0,03 36,08 17,86 7,93 19,05 18,53 3,37 3, 5 5 ,8 8 0,77 0,02 34,85 17,80 7,20 20,65 18,71 2,40 4 ,5 3,96 0,84 0,03 33,58 17,62 9,81 21,18 17,24 3,17 średnio - meen 5,22 0,53 0,03 35,06 17,41 8,13 19,92 18,98 3,36 Gącwa 1 ,0 2,66 0,05 0,03 37,27 11,97 9,50 15,70 22,82 4,60 1 ,5 4, 7 2 0,05 0,03 31,33 10,70 8,23 15,21 29,73 5,08 2 ,5 2,74 0,06 0 ,02 39,10 13,72 6,30 17,36 20,70 4,36 3 ,5 4 ,5 2 0,11 0,03 31,83 19,49 9,82 21,12 19,08 3,87 4 ,5 5 . 1 2 * 0,17 0,02 28,83 14,60 3 , 8 7 s 25,80 • 21,51 2,50 średnio - mean 3,9 5 0,09 0,03 33,67 12,89 7,57 4 ^ 0 4 22,17 4,08

N am inow y w pró b k ach g ytii w aha się w granicach 28,83 do 39,10% N ogółem , śred nio dla p ro filu C zarna W ieś w ynosi 35,06% i dla p ro filu G ącw a — 33,67% N ogółem. A zot w olnych am inokw asów w aha ;się od 0,02 do 0,03% N ogółem.

F ra k c ja N nie zid en ty fik o w aneg o m ieści się w gran icach 17,24 do 29,73% N ogółem w ynosząc śred n io d la p ro filu C zarna W ieś 18,98%, a dla p ro filu G ącw a — 22,77% N ogółem .

580 F. Maciak

am inow ego gy tii po rozdziale elek tro fo re ty c zn y m przedstaw iono w tab. 5. J a k w ynika z p rzedstaw io ny ch d anych liczbow ych, składn ikó w obo­ ję tn y c h jest najw ięcej, nieco m n iej skład nik ów kw aśnych, n a jm n ie j sk ładnik ów zasadow ych. Nie m a dużych różnic w w y stęp o w an iu po­ szczególnych sk ład n ik ó w w p ro filach C zarna W ieś i Gącw a. Z aw artość składn ik ó w zasadow ych w ynosi średnio około 17% N am inow ego, sk ład­ ników o bojętnych fra k c ji k w asu am inom asłow ego je st około 6% N am i­ nowego, sk ład nik ów obojętn ych fra k c ji nie zid enty fik ow an ej około 38% N am inow ego. S kładnik ó w kw aśn ych fra k c ji k w asu glutam inow ego jest około 22% N am inow ego, sk ład n ik ów k w aśn y ch kw asu asparagino­ w ego około 15% N am inow ego.

T a b e l a 5

Skład f r a k c ji aminowej w g y t ii detrytowej i wodorostowej Composition of amino fra c tio n in d e t r i t a l and a q u atic-p lan ts g y ttja

p r o f il p r o f ile

Głębokość Depth

m

Udział rożnych grup składników po ro zd ziale elektroforetycznym w %

Per cent content of various groups of c o n stitu e n ts a f te r e le ctro p h o re tic p a r titio n

składniki zasadowe

basic c o n stitu e n ts

sk ładniki obojętne

n e u tra l c o n stitu e n ts acid co n stitu e n tsskładniki kwaśne "kw.aminoma- słowy,f "aminobu- t y r ic acid ” nie zidenty­ fikowane u n id en tifie d "kw.glutam i­ nowy” "glutam inie acid" "kw.aspara­ ginowy" "asparaginic acid" Czarna Wieś 1,0 18,2 6,3 36,4 22,0 17,1 1,5 18,4 6,9 34,8 23,0 16,9 2,5 18,9 8,6 37,9 20,6 14,0 3,5 15,6 5,3 44,9 20,0 14,2 4,5 15,7 6,3 41,5 21,3 15,2 średnio - mean 17,3 6,7 39,3 21,4 15,5 Gącwa 1,0 19,2 7,6 31,9 22,7 18,6 1,5 19,5 8,8 29,8 22,4 19,5 2,5 16,0 5,0 39,5 24,3 15,2 3,5 16,8 5,6 19,9 23,6 14,1 4,5 17,4 4,2 49,1 18,7 10,6 średnio - mean 17,8 6,2 38,0 22,3 15,6

D rogą ch ro m ato g rafii bibułow ej (tab. 6) w y k ry to w b a d an y ch prób­ kach gytii 19 am inokw asów . N a 'podstaw ie stosow anej 4-stopniow ej skali gytie c h a ra k te ry z u ją się stosunkow o w ysokim i w artościam i k w asu glu­ tam inow ego, alaniny, leucyny, treo n in y , lizyny, średn im i zaw artościam i arginin y , kw a;su asparaginow ego, fen y lo alan in y , glicyny, pro lin y , sery - ny, ty ro z y n y i w aliny oraz m ałym i zaw artościam i kw asu am inom asło­ wego, cy sty ny , h isty d y n y , h y d ro k sy p ro lin y i izoleucyny. Izoleucynę zna­ leziono ty lk o w 3 b ad an y ch p rób k ach gytii. Z danych tab eli 6 w ynika także, że pom iędzy poszczególnym i pró b kam i gytii nie m a w y raźn ych

różnic zarów no w składzie, ja k i w y stęp ow an iu poszczególnych am ino­ kw asów .

Z w olnych am inokw asów w p ró b k ach gytii znaleziono alaninę, gli­ cynę, kw as am inom asłow y oraz prolinę.

T a b e l a 6

Skład i intensywność występowania aminokwasów w hydrolizatach g y tii (wg 4° s k a li) Composition and occurrence in te n s ity of aminoacids in the g y ttja hydrolysates (4° scale)

Aminokwasy - Amino acids

P r o f il - P ro file Czarna Yaeś| P r o f il - p ro file Gącwa głębokość -- depth m

1.0 1,5 2,5 3,5 4,5 1,0 1? 5 2,5 3,5 4,5 alan in a - alanine 3 4 3 3 3 4 4 4 4 3 arg in in a - arginine 2 2 2 2 3 2 1 1 2 1 kw. asparaginowy - asparaginic acid 3 3 3 3 2 3 2 2 3 2 kw. glutaminowy - glutam inie acid 4 4 3 3 3 4 3 3 4 4 kw. aminomasłowy - aminobutyric acid 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 cystyna - cystine 1 1 - 1 1 3 2 2 1 1 fenyloalanina - phenylalanine 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 glicyna - glycine 3 3 3 2 2 3 3 3 2 3 histydyna - h is tid in e 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 hydroksyprolina - hydroxyproline 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1 izoleucyna - isoleucine - 2 - - - - 2 - 2 -leucyna - leucine 4 3 3 3 3 3 4 4 3 3 lizyna - ly sin e 4 3 3 3 3 3 3 2 3 3 ornityna - o rn ith in e 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 p ro lin a - p ro lin e 3 2 2 2 2 3 3 3 2 3 seiyna - serin e 2 2 2 2 2 4 3 4 2 2 treonina - threonine 3 3 3 3 3 3 4 4 4 3 tyrozyna - tyrosine 2 2 2 2 2 2 2 3 2 1 walina - valine 3 2 2 2 2 2 3 3 2 ' 2

1 - b .niska zawartość - very low content 2 - niska zawartość - low content 3 - średnia zawartość - medium content 4 - wysoka zawartość - high content

OMÓWIENIE WYNIKÓW

G y tia jak o p ro d u k t p o w stały ze szczątków organizm ów roślin n y ch i zw ierzęcych, żyjących w wodzie i tam obum arłych, stanow i cały zespół zw iązków o rg an iczno -m ineraln ych . Zw iążki te w zależności od m a te ria łu w yjściow ego c h a ra k te ry z u ją się w ielką różnorodnością. D okładna zatem g eobotaniczna c h a ra k te ry s ty k a d aje p o d staw y do w łaściw ej oceny in ­ n y ch w łaściwości gytii. P rzed staw io n e w n iniejszej p rac y p ró b k i gytii różnią się znacznie m iędzy sobą. Różnice te widoczne są szczególnie pom iędzy poszczególnym i g atu n k am i. T ak więc gytie w apienn e z pro­ filu B iebrza za w iera ją ty lk o n iew ielk ą ilość su b stan cji organicznej (13,67— 38,83%) w postaci tk a n e k ro ślin wyższych, roślin niższych, p y ł­ ków i zarodników oraz szczątków zw ierzęcych. W części popielnej z n a j­ d u je się w ap ń głów nie w form ie w ęglanow ej (СаСОз) oraz żelazo, p otas

Г) 82 F. Maciak

m niej więcej w ilości sp o ty k an ej w torfach. W artość gytii w apien nej p o legałab y zatem głów nie n a z a w a rty m tam w apnie, k tó re m oże służyć p rzede w szystkim do naw ożenia gleb. O naw ożeniu pól gy tią w ap ien n ą tra k tu ją zresztą dość liczne dane, cyto w an e w lite ra tu rz e (6, 9, 12). Pozostałe b ad an e g a tu n k i gytii n ależą głów nie do g y tii d e try to w y c h i częściowo w odorostow ych. C h a ra k te ry sty c z n y jest fa k t, że gytie po­ chodzące z p ro filu C zarna W ieś i G ą c w a vm a ją wiele cech w spólnych w budow ie geobotanicznej, m im o że pierw szy p ro fil pochodzi spod złoża to rfu w ysokiego, a d rugi z gytiow iska. W budow ie p ro filu gy tii C zarna W ieś d uży udział m a ją tk a n k i ro ślin w yższych, bo od 15 do 63% , gdy tym czasem w budow ie p ro filu g y tii G ącw a — od 5 do 15%. Z aw arto ść szczątków ro ślin niższych oraz pyłkó w i zarodników je s t podobna w obu pro filach (1— 7%). W p ro filu C zarna W ieś w y stę p u je w przew adze d e try t gruby, co w iąże się ze znacznym udziałem szczątków tk a n e k ro ślin wyższych, n a to m ia st w p ro filu G ącw a w p rzew ad ze z n a jd u je się d e try t drobny, k tó ry ja k wiadomo, tw o rzy się z ro ślin niższych i szczątków zw ierzęcych. U dział szczątków zw ierzęcych w g a tu n k a c h gytii d e try to - wej i w odorostow ej w ynosi od 4 do 30% i je s t w yższy w p ro filu G ącw a niż w p ro filu C zarna W ieś.

Pod w zględem chem icznym om aw iane g a tu n k i gytii różnią się od g a tu n k ó w gy tii w ap ien n y ch zaw artością popiołu, a w popiele m niejszą zaw artością w apnia. D otyczy to szczególnie p ro filu Gącw a, gdzie ilość CaO leży w g ran icach 2,77— 4,85%. P ozostałe analizow ane skład nik i popielne, tak ie ja k K2O, P2O5 F e203 w y stę p u ją w podobnych ilościach, jak ie sp o ty k a się w to rfa ch niskich.

B adane gytie d e try to w e i w odorostow e c h a ra k te ry z u ją się w ysoką zaw artością azotu ogółem p rze k ra cz a ją c ą n a w e t poziom y sp o ty k an e w torfach. [4]. R ów nież i skład fra k c ji azotow ych różni się od skład u w to rfach . T ylko około 20% azotu organicznego (N h um in ow y nieroz­ puszczalny) n ie ulega hydrolizie, g dy tym czasem w to rfa ch ilość tej fo r­ m y azo tu p rze k ra cz a ła 30% N ogółem [4]. U derza też stosunkow o wyso­ ka (w p o ró w n an iu do torfów ) ilość azo tu m in e raln e g o fo rm y am onow ej, fo rm y am idow ej, a przede w szystkim azo tu am inow ego. Z aw artość azo tu am inow ego w n iek tó ry ch p rób k ach g y tii osiąga w artość 39,10% N ogó­ łem . B iorąc też pod uw agę w ysoką zaw artość azotu fo rm y am idow ej n ależy tra k to w a ć n ie k tó re g a tu n k i g y tii jak o m a te ria ł niezw ykle b o g aty w białko.

W składzie fra k c ji azotu am inow ego n a uw agę zasłu g u ją w ysokie ilości sk ładn ik ów kw aśnych, tj. fra k c ji kw asów glutam inow ego i aspa­ raginow ego. Są one wyższe niż śred n ie w to rfa c h [4]. C hrom ato graficz­ ne b ad an ia w y k azały w h y d ro liz ata ch g y tii 19 am inokw asów , w ty m 4 am inokw asy w olne.

LITERATURA

[1J B a r s z n i k o w M. S.: W lijanije sapropelia na polowuju funkcju i potom ­ stwo sw iniei. Trudy Swierdł Siels. Instit., t. X, s. 277, 1962.

[2] J a c k s o n M. L.: Soil Chemical analisis. Prentice-H all, Inc. Englewood C liffts, N ew York, 1958.

[3] K o m a r o w a О. I.: W lijanije aplikacji sapropelia na m atornuje funkcji żełudka pri eksperim entalnom asepticzeskom w ospaleniu. Trudy Swierdł. Sels. Instit., t. X, s. 379, 1962.

[4] M a c i a k F.: Badania nad form ami azotu w torfach. Cz. I. B ilans azotowy w roślinności torfotwórczej i torfach. Roczn. Nauk Roln., t. 87-A-4, s. 563, 1963.

[5] M a ł a i s z k a i t e B. S.: Efektiw nost skarm liw ania sapropelia i m ikroele­ m entów pri otkorm kie sw iniei. Trudy Swierdł. Sielsk. Instit., t. X, s. 319, 1962. [6] N i к o n o w M. N., F a t с z i с h i n a O. E.: A grochim iczeskoje sw oistw a sa­ propelia i ich ispolzowanije как m estnich udobrenji. Institut Torfa AN BSSR, s. 4i8, Mińsk 1958.

[7] P o p e C., S t e v e n s H.: Bioch. J., v. 33, 1939, s. 1070.

[8] R a k o w s k i j W., P o z n i a k W. S., Ś l i w k a Z. M.: Ob ispolzowanji sa­ propelia w kaczestw ie cem ientirujuszczewo w ieszczestw a. Trudy inst. Torfa, t. 9, A-5, 1960, s. 254.

[9] S m i r n o w A. W.: Izpolzow anije ozernych sapropeli dla udobrenia i sposoby ich dobyczy. Trudy Sw ierdł. Inst. Sielsk. t. X, s. 209, 1962.

[10] S t a g e n b e r g M.: Skład chem iczny osadów głębinow ych jezior suwalskich. W arszawa 1938.

[11] W e n к e r e с R. F.: Prim ienienije m ołtajew skow o sapropelia pri leczeni m astitow u kurów. Trudy Swierdł. Sielsk. Inst., t. X, 1962, s. 391.

[12] W i m b a B. J., L a p s a E. J., B r o k s z N. A., M a i d a w s Z. A.: Sapro­ peli łatw ijskoj SSR i ich ispolzow anije w kaczestw ie udobrenija. Trudy Swierdł. Sielsk. Inst., t. 10, 1962, s. 221.

Ф . М А Ц Я К НЕКОТОРЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА САПРОНЕЛЯ К а ф е д р а Т о р ф о в е д е н и я В а р ш а в с к о й 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 Р е з ю м е Были проведены исследования геоботанических и некоторых химических и биохимических свойств сапронеля. Образцы сапронеля были отобраны из 3 -х разрезов: — кальциевой сапронель из под зал еж и низинного торфа, — водорослевой и детритной сапронель из под залеж и высокого торфа, — детритный сапронель из открытых отложений сапронеля. Геоботанический анализ показал, что кальциевой сапронель содерж ит глав­ ным образом неорганическое вещество. Небольшое содерж ание органической массы составляют ткани высшей и низш ей флоры, пыльца и споры, а такж е остатки животны х организмов. Водорослевой и детритный сапронель состоит из остатков высших и низш их

584 F. Maciak растений, пыльцы и спор, детрита, остатков животных, а такж е из минераль­ ных загрязнений (песок). Кальциевой сапронель характеризуется высоким содержанием кальция (21,62 — 76,30% СаО в сухом веществе), преимущественно в форме карбоната кальция. Водорослевой и детритный сапронель содержат кальций, в количестве от 2,77 до 43,28% с.в. Содержание калия, ф осф ора и ж ел еза в сапронелях примерно на таком ж е уровне, как в низинных торфах. Водорослевой и детритный сапронель содержит значительное количество валового азота (2,40— 5,08%) с.в. Распределение азота на 8 фракций показало в детритных и водорослевых сапронелях высокое (по сравнению с торфом [4] количество аминной, амидной и аммиачной формы азота но значительно меньшее количество формы азота, которая не подвергается гидролизу (N-гумин- ный, нерастворимый). Электрофоретическое разделение обнаружило во фракции аминного азота высокое участие кислых веществ — кислот „глутаминовой” и „аспарагиновой”. Путем хроматографии на бумаге в гидролизатах сапронеля обнаружено 19 аминокислот, в том 4 свободные аминокислоты. Из величины и интенсивности пятен на хроматограммах следует, что детрит- ной и водорослевой сапронель характеризуются относительно высоким содерж а­ нием глутаминовой кислоты, аланина, лейцина, треонина, лизина; средним со­ держанием аргинина, аспарагиновой кислоты, фенилаланина, глицина, пролина, серина, ш ирозина и валина а относительно небольшим содержанием аминомасля­ ной кислоты, цистина, гистидина, гидроксипролина и изолейцина. F . M A C IA K

SOME CHEMICAL AND BIOCHEMICAL PROPERTIES OF GYTTJA

D e p a r t m e n t o f P e a t S c i e n c e , W a r s a w A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y

S u m m a r y

The geobotanical and som e chem ical and biochem ical properties of gyttja were studied on sam ples from 3 profiles:

— calcareous gyttja underlying a lowm oor peat deposit,

— aquatic-plants and deterital gyttja from under a highmoor peat deposit, — detrital gyttja from open gyttjaland.

Geobotanical analysis showed that the calcareous gyttja contains m ainly inor­ ganic substances w ith a sm all per cent of organic m atter such as tissues of higher and low er plants, pollen, spores, and anim al residues.

The aquatic-plants and detrital gyttja contains residues from lower and higher aquatic vegetation, pollen, spores, detritus, anim al residues and parly also m ine­ ral adm ixtures (sand).

The calcerous gyttja have high calcium content (21.62 to 73.60 CaO% of d. m.), m ainly in the form of calcium carbonate. The aquatic-plants and detrital gyttja contain from 2.77 to 43.28 d. m. % of calcium. Potassium, phosphorus and iron contents correspond approxim ately to those of lowm oor peat.

The aquatic-plants and detrital gyttja have relatively large quantities of total nitrogen (2.40 to 5.08% of d. m.). Partitioning of the nitrogen in 8 fractions sho­ wed in comparison w ith peat [4] high am ounts of nitrogen in amino, amido and

ammonia form, and m uch low er am ounts of nonhydrolizing N (insoluble humic N). Electrophoretic partition showed in the amin о-ni trogen fraction a high percen­ tage of acid constituents — glutam inie and asparaginic acid. U sing filter chrono- matography, 19 amino acids (among them 4 free amino acids) w ere found in the gyttja hydrolysates.

Size and in tensity of the filter spots indicate that the detrital and aquatic- -plants gyttja have relatively high contents of glutam inie acid, alanine, leucine, threonine, lysine, m edium contents of arginine, asparaginic acid, phenylalanine, glycine, proline, serine, tyrosine, valine, and relatively sm all quantities of a-amino- butyric acid, cystine, histidine, hydroxyproline and isoleucine.