ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LV NR 2 WARSZAWA 2004: 419-425
A N TO N I SZAFRA NEK, PIO TR SK ŁO D O W SK I
GOSPODARKA GLEBAMI RDZAWYMI
W ŚWIETLE ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU
OBSZARÓW WIEJSKICH
CAMBIC ARENOSOLS MANAGEMENT
UNDER THE CONDITIONS OF RURAL AREA SUSTAINABLE
DEVELOPMENT
Zakład G leboznaw stw a i O chrony Gruntów, Politechnika W arszawska
Abstract: The aim o f the paper is to make an assesm ent o f quality and usability o f Cambic
A renosols, very light soils o f the Kałuszyn Upland and W ysokie M azow ieckie Upland. The field study showed that those are very acid soils, o f low or very low concentration available for plants m agnesium and potassium , and m oderately high contents o f phosphorus. The results confirm the opinion recording to which the soils belonging to soil complex 7 (rye-lupin complex) - characteristic o f the lowest quality and poor usefulness for farming, need to be excluded from the agricultural production and be subjected to other activities, mainly be forested [Skłodowski
1995, Szafranek 1995].
Słowa kluczow e: gleby rdzawe lekkie, właściwości chemiczne, zagospodarowanie. Key words: Cambic Arenosols, chemical properties, management.
WSTĘP
Tereny obszarów wiejskich, z uwagi na ich szczególne w alory agrotechniczne, przyrodnicze i krajobrazowe oraz ograniczoność i niepomnażalność stanowią przestrzeń w ielofunkcyjną. W stosunku do nich pow inna obow iązyw ać zasada zrów now ażonego rozw oju, w yrażająca się w dążeniu do:
• zachow ania m ożliw ości odtw arzania się zasobów naturalnych;
• ograniczaniauciążliwości dla środowiska i nieprzekraczania granic wyznaczonychjego odpornością; • zabezpieczenia obyw atelom bezpieczeństw a ekologicznego i socjalnego;
• tw orzenia podm iotom gospodarczym uczciwej konkurencji w dostępie do ograniczo nych zasobów i możliwości odprow adzania zanieczyszczeń.
W tym kontekście nabiera znaczenia problem atyka gospodarowania zasobam i gleb. D otyczy to w szczególności gleb rdzaw ych w łaściw ych, w ytw orzonych z piasków słabogliniastych i i luźnych, a więc z utw orów bardzo lekkich. W śród gleb ornych
420 A. Szafranek, P Skłodow ski
Polski stanow ią one około 29%. O dznaczają się one niską żyznością, są kw aśne, charakteryzują się niską pojem nością sorpcyjną oraz są okresow o lub trw ale za suche. Większość gleb bardzo lekkich pod względem jakości i przydatności rolniczej zaliczanych jest do klas bonitacyjnych VI oraz kompleksów przydatności rolniczej : żytniego słabego - 6 i żytniego najsłabszego -7 .
M A T E R IA Ł Y I M E T O D Y B A D A Ń
B adaniam i objęto orne gleby rdzawe zaliczane do kom pleksu żytniego słabego
{kom pleks 6) oraz kom pleksu żytniego najsłabszego ( kom pleks 7), położone w
gm inach Dobre i Cegłów na obszarze W ysoczyzny Kałuszyńskiej oraz gm iny Zaręby K ościelne na obszarze W ysoczyzny W ysokom azowieckiej.
B adania terenow e prow adzono na dużych, zw artych obszarach o jednorodnych konturach. Każda jednostka glebow a reprezentow ana była przez co najm niej cztery odkryw ki zlokalizow ane w różnych m iejscach badanego obszaru. Próbki glebow e pobierano z dwóch poziom ów: I - poziom u Ap, II - poziom u podpróchniczncgo. Próbka powierzchniowa, z poziomu omo-próchnicznego była próbką zbiorczą i pobierano j ą z danego pola, na którym w ykonano odkryw kę oraz dodatkow o z w ielu pól lub
sąsiadujących działek, reprezentujących tę sam ą jed n o stk ą glebową.
W pobranym m ateriale glebow ym w ykonane zostały następujące analizy:
• skład granulom etryczny gleb oznaczono m etodą areom etryczną C assagrande zm o
dyfikow aną przez Prószyńskiego, з
• pH - potencjom etrycznie w w odzie i 1 mol • dm KCl stosując stosunek gleby do wody lub roztw oru jak 1 : 2.5,
• kw asow ość w ym ienną, w tym glin w ym ienny - m etodą Sokołow a, • kw asow ość hydrolityczną - m etodą Kappena^
• zaw artość kationów wym iennych: Ca" , M g” , К , N a - w ypierano IM octanem am onu, a następnie oznaczono techniką AAS,
• w ęgiel organiczny - m etodą Tiurina, • N ogółem - m etodą Kjeldahla;
• oznaczenie przysw ajalnych form P, K, Mg - m etodam i pow szechnie stosow anym i w stacjach chem iczno-rolniczych.
O M Ó W f f iN I E W Y N I K Ó W B A D A Ń .
Właściwości fizyko-chemiczne gleb
G leb y rdzaw e om aw ian y ch teren ó w w y tw o rzy ły się n ajczęściej z p iask ó w słabogliniastych i zalegają średnio głęboko lub płytko na piasku luźnym. Przeprowadzone badania w skazują, że zaw ierają one ponad 8% części spław ialnych, w tym niecałe 4% frakcji koloidalnych (tab. 1). Są to gleby silnie kwaśne, pH mierzone w KC1 w poziomach w ierzchnich wynosi około 4.1 i w zrasta nieznacznie w poziom ach głębszych.
Poziom y orno-próchniczne odznaczają się najw iększą kw asow ością w ym ienną, w yw ołaną głów nie obecnością glinu w ym iennego. Zaobserw ow ano, że ilość glinu w ym iennego zw iązana była z odczynem gleby. P odobnie układa się kw asow ość hydrolityczną - najwyższa w poziomie Ap i aż trzykrotnie niższa w poziom ie Bv. Gleby
Gospodarka glebam i rdzaw ym i a zrów now ażony rozw ój obszarów w iejskich 421
TABELA 1. Zestawienie najważniejszych właściwości chemicznych gleb rdzawych TABLE 1. The list of the most important chemical properties of Cambic Arenosols
Lp-No
Cechy Attributes Poziomy genetyczne Horizons
I - Ap zakres / średnia range / average I I - B v zakres / średnia range / average 1 Zawartość cząstek - 0 < 0,02 mm Content of fraction - О < 0,02 mm [%] 6 -1 0 /8 ,1 6 -1 2 /8 ,5 2 Zawartość cząstek - O < 0,002 mm Content of fraction - 0 < 0,002 mm 3,5-4,5 /3,8 3-4 / 3,6 3 H20 4 ,6 -5 ,7 /5 ,1 8 5,5-7 / 6,52 4 pH ка 3,9-4,3 / 4,06 4,2-5 / 4,62 5 A l - A U [mmol • kg '] 6,5-32,1 / 15,3 0,8-23,5 /1,11 6 A l+H w w — Al +H .cxch cxch 6,9-33,1 / 15,8 0,8-23,7 /11,3
7 Kwasowość hydro lityczna Hh Hydrolytic acidity
25,9-46,5 / 37,6 10,1-22,5 / 18,7
8 Kationy wymienne Ca2' Exchangeable cations Mg2 К' 14,0-62,0 /35,0 0,8-1,4 / 1,0 1,3-1,9 / 1,6 1,9-10,0/4,2 0,4-2,2 / 1,0 0,6-1,9 / 1,3
9 Suma kationów zasadowych - S; TEB
4,0-9,3 / 6,2 2,5-14,1 /6 ,0
10 T = Hh+S; CEC 35,2-52,1 /43,8 23,9-26,8 /24,6
11 Stopień wysycenia zasadami - V BS [%] 7,8-26,4/ 14,7 10,5-58,6/ 24,3 12 С ogółem - Total С [g - kg '] 6,7-11,3/9,2 1,5-3,3 /2 ,0
13 N ogółem - Total N 0,76-1,12/0,95
-14 С : N 8,6-11,5/9,8
-te zaw ierają niewielką ilość kationów zasadowych. W kompleksie sorpcyjnym dominuje wapń, jednakże łączna zaw artość C a2++ M g2+ + K + je st niska i w ynosi około 6,0 m m ol (+) • kg-1 gleby. Stosunek Ca : M g w ynosi około 3,5 w poziom ie Ap i 4,2 w poziom ie II (Bv). B ardzo wąski je st rów nież stosunek Ca : K, który w analogicznych poziom ach wynosi : I - 2,2, II - 3,2. W przypadku magnezu, stosunek M g : К kształtuje się następująco: I - 0.6, II - 0.8. W szystkie te wartości bardzo odbiegają od idealnego
422 A. S z a f ranek, P. Skłodow ski
TABELA 2. Niektóre właściwości fizykochemiczne gleb rdzawych TABLE 2. Some physico-chemical properties of Cambic Arenosols
L p Cechy - Attributes Poziomy genet. Genetic horizons
Jednostki glebowe - Soil units
6 Bw ps : pi n = 6 zakres / średnia range / average 7 Bw ps * pi n = 4 zakres / średnia range / average 1 Skład granulometryczny Particle size KO-0,1 sand A p Bv 78-83 / 80,8 8 -8 4 / 81,5 84-92 / 87 86-94 / 90,3 0,1-0,02 silt Ap Bv 8 ,5 -1 2 / 10,8 8-13 / 10,3 3-11 /7 ,9 2-9 / 6 1 j <0,02 Ap Bv 6 -1 0 /8 ,4 6 -1 2 /8 ,0 5-5,5 /5,1 2-5 /3 ,8 <0,002 clay Ap Bv 3-4 /3,7 3-4 /3,5 3-3 / 3 2-3 / 2,8 2 С ogółem - total [g • kg 1 ] Ap 4,2 -1 0 ,9 /8 ,4 8 -1 1 ,6 /9 ,7 3 Рн К С , Ap Bv 3,9-4,3 /4,08 3,92-5,0/4,23 3,77-4,07 /3,97 4,12-4,24/4,18 4 Fosfor przyswajalny j Available phosphorus [mg P • kg ‘] Ap Bv 40,2-73,3 / 51,5 9,6-75,1 /36,2 48,9-85,1 / 65,0 17,0-62,8/9,3 | з i i Potas przyswajalny Available potassium [mg К • kg '] Ap Bv 37.4-66,4 / 52,3 12.5-49,8 /34,9 41,5-70,6 / 52,3 24,9-33,2 / 28,2 6 Magnez przyswajalny [mg Mg • kg '] Available magnezium Ap Bv 9.0-20,0 / 16,0 2.0-1 2 ,0 /7 ,0 0 ,4 -1 0 ,0 /7 ,0 3,0-4,0 / 4,0 7 mg К na 1% koloidów mg К on 1% of clay i Ap Bv 14,1 10,0 17,4 10,0
stopnia w ysycenia kom pleksu sorpcyjnego zasadami. N ależy tu podkreślić raz jeszcze wysoki stopień w yługow ania w apnia i m agnezu z gleby. Stopień w ysycenia zasadam i w poziom ic Ap w ynosi zaledw ie 15%.
Warto podkreślić niską zawartość węgla ogółem oraz wąski stosunek C:N. Świadczy to o szybkim rozkładzie materii organicznej, resztek pożniw nych oraz braku dopływ u nowych. Ta szybka m ineralizacja zależy niew ątpliw ie od składu granulom etrycznego, wyższej w stosunku do utw orów zw ieźlejszch porow atości niekapilam ej, a m oże być także w yw ołana błędam i w agrotechnice, to znaczy zbyt częstym spulchnianiem gleby, które zw iększa jej napowietrzenie. Zbyt wąski stosunek C:N ponadto ogranicza rozwój mikroflory glebowej, której znaczenia, zwłaszcza w rolnictwie ekologicznym nie m ożna nie dostrzegać lub lekcew ażyć (tab. 1).
G ospodarka glebam i rdzawym i a zrów now ażony rozwój obszarów wiejskich 423
Składniki przyswajalne
Fosfor. Kompleks żytni słaby . Z aw artość fosforu w poziom ach Ap badanych
gleb była bardziej w yrów nana i na ogół utrzym yw ała się na średnim poziom ie. Średnia zaw artość fosforu w poziom ach Ap w ynosiła około 51,5 m g • kg _1 gleby (tab.2). Poziom y Bv odznaczały się przew ażnie niską zaw artością fosforu.
Kompleks żytni najsłabszy. Zaw artość fosforu w poziom ie Ap utrzym yw ała się w
średniej i wysokiej klasie zasobności i w ynosiła od 48,9 do 85,1 m g P • kg-1 gleby. Poziom y orno-próchniczne zaw ierały średnio 65,0 mg P • kg _1 gleby (tab.2), co odpow iada wysokiej klasie zasobności.. W poziom ach Bv stw ierdzono średnią ilość fosforu.(tab. 2).
Potas Kompleks żytni słaby. Gleby kom pleksu żytniego słabego odznaczały się
na ogół niską zaw artością potasu. Ilość tego pierw iastka w poziom ach Ap w ahała się w granicach od 37,4 do 66,4 mg К • kg-1 gleby.
Poziom y te zaw ierały średnio około 52,3 mg К • kg“1 gleby (tab.2). W poziom ach Bv zaw artość potasu była niska lub bardzo niska.
Kompleks żytni najsłabszy. Spośród om aw ianych gleb gleby kom pleksu żytniego n a jsła b s z e g o z a w ie ra ły n ajm n iej p o ta su p rz y sw a ja ln e g o .W p o z io m a c h o rn o - próchnicznych zaw artość tej form y potasu w ahała się od 41,5 do 70,6 mg К • kg-1 gleby, natom iast w poziom ach podpróchnicznych od 24,9 do 33,2 m g К -k g -1 gleby (tab. 2).
M agnez dostępny. Gleby zaliczane do kompleksu 6 zaw ierały w poziom ie orno-
próchnicznym od 5 do 20, średnio 14 mg M g • kg“1 gleby (tab. 2). W tych sam ych poziom ach gleb kompleksu 7 ilość m agnezu w ynosiła od 4 do 10 mg, średnio 7 mg, a
więc była dw ukrotnie niższa. Poziom y podpróchniczne w stosunku do poziom ów Ap zaw ierały praw ie dw ukrotnie m niejsze ilości m agnezu. W szystkie gleby zaliczane do kom pleksu 7 charakteryzow ały się niską zaw artością tego składnika .
U zyskane w yniki badań w skazują na niedobory, zw łaszcza dostępnego m agnezu, a także potasu dostępnego w poziom ach próchnicznych gleb rdzaw ych. Zaw artość m agnezu w glebie jest jednym z istotnych elem entów oceny gleb pod w zględem ilości dostępnych składników pokarm ow ych, a także oceny jakości środow iska przyrod niczego. Aktualny poziom m agnezu we w szystkich badanych glebach należy określić jako krytyczny. Z wykonanych analiz wynika, iż tylko w bardzo nielicznych przypadkach
zaw artość tego składnika utrzym yw ała się na średnim poziom ie.
DYSKUSJA
R acjonalne zagospodarow anie gleb rdzaw ych na potrzeby gospodarki narodow ej: rolnictwa, leśnictwa, budownictwa, rekreacji itp., przy uwzględnieniu zagadnień ochrony środow iska przyrodniczego, zw łaszcza eutrofizacji wód pow ierzchniow ych i kształ tow ania krajobrazu, jest zagadnieniem niezw ykle złożonym.
N ie je st to, ja k się pow szechnie uważa, problem marginalny, bow iem około 30% gruntów ornych w naszym kraju w ykazuje uziam ienie piasków słabogliniastych lub luźnych, w niektórych w ojew ództw ach ich udział przekracza 70%. Ze w zględu na m ałe zdolności retencyjne w stosunku do wody, duże zakw aszenie, m ałą zasobność w składniki pokarm ow e dla roślin oraz małe zdolności sorpcyjne, są to z reguły gleby o
424 A. Szafranek, P. Skłodow ski
małej potencjalnej urodzajności, w ym agające odrębnego potraktow ania [Skłodowski 1995; Szafranek 1995; Szafranek, Skłodowski 1998].
Praktycznie w szystkie gleby objęte badaniam i podlegają procesowi degradacji. We wszystkich przypadkach, porównując aktualne wyniki badań z wynikam i analiz próbek glebow ych pobranych przy redakcji m apy glebow o-rolniczej zarów no w poziom ach om o-próchnicznych, ja k rów nież w poziom ach głębszych odnotow ano spadek pH [Szafranek 2000]. W raz ze w zrostem zakw aszenia następow ał w zrost kw asow ości w ym iennej, a przede w szystkim w zrost ilości glinu w ym iennego u w ażanego za pierwiastek toksyczny i obniżający wielkość plonu [Badora 1994; Badora, Filipek 1994a; Badora, Filipek 1994b; Mercik 1987] oraz jego jakość [Badora, Filipek 1994a,b; Godach, C uryłło 1990; M ercik, Sas 1998]. Z badań Szafranka [2000] w ynika, iż zaw artość jo n ó w w apnia w kom pleksie sorpcyjnym była istotnie skorelow ana z odczynem (R 2= 0,414). Niezwykle istotną, niekorzystną cechą badanych gleb zw iązaną z zakwaszeniem były bardzo duże niedobory magnezu przyswajalnego dla roślin. Jakość gleby wyrażam y nie tylko jako zaw artość danego składnika w glebie, ale rów nież poprzez jego ilość w ro ślin ie. N a p o d staw ie dostępnej literatu ry m ożna sądzić, iż w p lo n ach ro ślin konsum pcyjnych oraz pastew nych w ystępują niew ystarczające ilości tego pierw iastka [Badora 1994; Badora, Filipek 1994b; Badora, Filipek 1994а]. We wszystkich glebach zauw ażalny był spadek zaw artości węgla organicznego [Szafranek 2000].
Szafranek [2000] porów nując właściw ości fizyczne, fizykochem iczne , chem iczne gleb rdzaw ych zaliczanych do kompleksu 6 i kompleksu 7 stw ierdził bardzo w yraźne
różnice w ich w łaściw ościach. Gleby kompleksu 1 nie tylko w poziom ie Ap, ale także
w poziom ach podpróchnicznych zaw ierały mniej części spław ianych, w tym części koloidalnych oraz mniej pyłu drobnego, co w pływ a w pierw szej kolejności na ich o g ra n ic z o n ą p o jem ność sorpcyjną, a także w niew ielk im stop niu p o g arsza ich w łaściw ości pow ietrzno-w odne. W porów naniu z glebam i kompleksu 6 odznaczały
się one niższą zaw artością składników ogółem oraz rozpuszczalnych w 20% HC1. Gleby
kompleksu 7 m im o podobnego w poziom ie Ap składu granulom etrycznego zaw ierały
około 30% mniej w apnia i m agnezu oraz około 25% mniej potasu. Są to więc gleby zdecydow anie gorsze pod w zględem ich zasobności. Zaw ierały także mniej w apnia i magnezu wymiennego w kompleksie sorpcyjnym oraz więcej glinu wymiennego. C echą negatyw ną wszystkich gleb rdzawych były bardzo niskie ilości magnezu przyswajalnego, szczególnie w glebach kompleksu 7.
N a podstaw ie w ieloletnich badań prow adzonych w Zakładzie G leboznaw stw a i Ochrony Gruntów można sądzić, że zdecydowana większość gleb rdzawych zaliczanych do kompleksu 6 przydatności rolniczej w przyszłości będzie użytkowana rolniczo. Gleby
te pozostaną istotnym ogniw em w zrów now ażonym rozw oju obszarów w iejskich. Jak zatem należy ocenić tc gleby w kontekście celów i zadań zrów now ażonego rozwoju obszarów wiejskich oraz jakie działania należałoby podjąć by realizować jego założenia?
W ydaje się, że w tej kwestii nie m ożna przyjm ow ać jednej generalnej zasady dla w szystkich regionów. N aszym zdaniem przy zagospodarow aniu tych gleb należy brać pod uw agę ich położenie, warunki agroekologiczne, m ożliwości ich naw odnienia przez deszczow anie, strukturę użytków rolnych, a zw łaszcza stosunek gruntów ornych do
G ospodarka glebam i rdzaw ym i a zrów now ażony rozw ój obszarów w iejskich 425
uży tk ó w zielony ch oraz m ożliw ości w ykonania zabiegów u rządzeniow o ro ln ych (n p .scaleń g ru ntów ) p o zw alający ch lepiej, racjo nalniej g o sp o d aro w ać ro ln ic z ą p rzestrzenią produkcyjną, w pływ zanieczyszczeń przem ysłow ych, m ożliw ości ich u lepszania przez zabiegi agrom elioracyjne i podnoszenie kultury rolnej, w arunki dem ograficzne i potrzeby regionalne.
W yniki bad ań p o tw ierd zają, że gleby zaliczan e do kompleksu 7 - ży tn ieg o
najsłabszego odznaczające się najniższą jako ścią i przydatnością rolniczą pow inny być stopniow o w yłączane z produkcji i przeznaczane na inne cele, głów nie pod zalesienie.
LITERATURA
BADORA A. 1994: Reakcja zbóż na silne zakwaszenie gleb. Cz.IV. Wpływ silnego zakwaszenia gleb na skład mineralny owsa w fazie kłoszenia. Rocz. Glebozn. 45, 59: 64.
BADORA A., FILIPEK T. 1994a: Reakcja zbóż na silne zakwaszenie gleb. Cz. II W pływ silnego zakwaszenia gleb na skład mineralny pszenicy w fazie kłoszenia. Rocz. Glebozn.'4 5 ,1/2: 77-83. BADORA A., FILIPEK T. 1994b: Reakcja zbóż na silne zakwaszenie gleb. Cz. III .Wpływ silne
go zakwaszenia gleb na skład mineralny jęczm ienia w fazie kłoszenia. Rocz. Glebozn.45,1/2: 85-90.
GORLACH E., CURYLŁO T. 1990: Wpływ odczynu gleby na pobieranie potasu, sodu,magnezu i wapnia przez różne gatunki roślin. Rocz.Glebozn. 41, 1/2: 117-115.
M ERCIK S. 1987: W pływ odczynu gleby na plonowanie roślin i na efektywność nawożenia pota sem. Rocz. Glebozn.3%, 2: 111-123.
M ERCIK S., SAS L. 1998: Ujemny wpływ nadmiernego zakwaszenia gleby na rośliny. Przyrodni cze i antropogeniczne przyczyny oraz skutki zakwaszenia gleb. Zesz. Probl. Post. N aukR oln .456 : 29-39.
SKŁODOW SKI P. 1995: Charakterystyka niektórych właściwości chemicznych gleb oraz ich zdol ności buforowych i przydatności rolniczej. Zesz. Probl. Post. N aukRoln.422: 3 1 -4 1 . SZAFRANEK A. 1995 : Badanie właściwości gleb rdzawych z punktu widzenia ekorozwoju ob
szarów wiejskich. Raport dla KBN.
SZAFRANEK A. 2000: W łaściwości oraz przydatność rolnicza gleb płowych i rdzawych Wyso czyzny Kałuszyńskiej. Wydaw. SGGW. 131 ss.
SZAFRANEK A., SKŁODOW SKI P. 1998: Ocena gleb rdzawych pod kątem możliwości wprowa dzenia rolnictwa zrównoważonego . Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 460: 99-112.
dr hab.inż. A n to n i Szafranek
Z a kła d G leboznaw stw a i O chrony G runtów
In stytu t G eodezji G ospodarczej, P olitechnika Warszawska P la c P o litechniki 1, 00-661 Warszawa
