ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LXII NR 1 WARSZAWA 2011: 111-116
EDWARD NIEDŹWIECKI1, MIKOŁAJ PROTASOWICKI2,
RYSZARD MALINOWSKI1, EDWARD MELLER1, ADAM SAMMEL1
KSZTAŁTOW ANIE SIĘ W ŁAŚCIW OŚCI
RÓŻNIE UŻYTK OW ANYCH M AD RZECZNYCH
W DO LINIE UJŚCIA KRĄPIELI DO INY
POWYŻEJ STARGARDU SZCZECIŃSKIEGO.
CZĘŚĆ H. WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE GLEB
Z UWZGLĘDNIENIEM ZAWARTOŚCI METALI CIĘŻKICH
SOME PROPERTIES OF DIFFERENTLY USED ALLUWIAL SOILS
LOCATED IN THE RIVER VALLEY NEAR THE KRĄPIEL
RIVER MOUTH ABOVE STARGARD SZCZECIŃSKI.
PART n. CHEMICAL PROPERTIES OF SOILS INCLUDING
HEAVY METAL CONTENT
1 Zakład Gleboznawstwa i 2 Katedra Toksykologii,
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
A b s tr a c t: B row n alluvial so ils d e v elo p ed from silt and loam dep o sits lo cated in th e K rąpiel riv er v alley
n earb y its ou tlet to the In a riv er in the vicin ity o f S targard S zczeciński w ere analyzed. In th is a rea d o m in ate F lu visols u n d e r p lo w tillag e and F lu v iso ls u n d e r a m ixed forest. C o m p ariso n o f th e soil p ro p e r ties sh o w ed th at ag ain st th e b ack g ro u n d o f forest F luvisols, the c u ltiv ated soils sh o w ed a low er o rg an ic c arb o n content, acidity and h ig h er degree o f satu ratio n o f the soil co m p lex by basic cations, as w ell as a h ig h er co n ten t o f p h o sp h o ru s, p otassium , zinc, lead and copper.
S ło w a k lu c zo w e : g leby aluw ialne, w łaściw ości chem iczne, m etale ciężkie. K ey w o r d s : Fluvisols, chem ical pro p erties, h eav y m etals.
WSTĘP
Mady rzeczne ze względu na specyficzne aluwialne pochodzenie, występowanie w
dolinach rzecznych m.in. jako okresowe mokradła fluwiogeniczne, budowę profilu
glebowego i na ogół wysoką żyzność są przedmiotem zainteresowania różnych
specjalistów, w tym także gleboznawców [Laskowski 1986; Niedźwiecki 1984, 2000;
Piaścik i in. 2000; Malinowski 2001]. Podkreślają oni, że o żyzności i produkcyjności
mad, poza procesem glebotwórczym w znacznym stopniu decyduje jakość osadów
nagromadzonych w dolinach rzecznych. Na wysokie możliwości produkcyjne tych gleb
H
2
E. Niedźwiecki, M. Protasowicki, R. Malinowski, E. Meller, A. Sammel
zwracał także uwagę Miklaszewski [1946] stwierdzając, że „...należą one do najuro
dzajniejszych (oczywiście lepsze ich odmiany) i są wielce cenione”. Powszechnie uważa
się, że szczególnie wysoką żyznością odznaczają się mady wytworzone z próchnicznych
osadów pyłowych i gliniastych.
Celem badań przedstawionych w pracy było ukazanie właściwości chemicznych
średnich mad objętych uprawąpłużnąna tle odpowiadających im mad znajdujących się w
użytkowaniu leśnym.
METODYKA
Obszar badań oraz rozmieszczenie 10 odkrywek glebowych na madach uprawnych (7
profili) i leśnych (3 profile) przedstawiono w pierwszej części opracowania [Niedźwiecki i
in. 201 Ob]. Dominowały na nim mady średnie o składzie granulometrycznym glin lekkich
oraz utworów pyłowych zwykłych, tylko sporadycznie występowały piaski gliniaste. Pod
względem typologicznym były to, niezależnie od sposobu użytkowania, mady brunatne.
W pobranym do badań materiale glebowym określono: pH w 1 mol KCl-dm"3, właściwości
sorpcyjne metodą Kappena, węgiel organiczny metodą Tiurina, zawartości azotu ogólnego
metodą Kjeldahla oraz przyswajalnych form fosforu, potasu i magnezu stosując metody
powszechnie używane w gleboznawstwie i chemii środowiska. Zawartość makroskładników
(P, K, Mg, Ca, Na) oraz metali ciężkich (Pb, Zn, Cu, Ni) oznaczono, po zmineralizowaniu
próbek gleby w mieszaninie stężonych kwasów H N 0 3 + HC104, za pomocą spektrometru
absorpcji atomowej Solaar 929, fosfor oznaczono kolorymetrycznie.
WYNIKI I DYSKUSJA
Bezpośrednie sąsiedztwo porównywanych brunatnych mad uprawnych i leśnych,
występujących w dolinie ujścia Krąpieli do Iny, przemawia za podobnym charakterem osadzonych
aluwiów, podobnym ich wiekiem, częstotliwością i długością zalewów oraz zachodzących w nich
procesów oksydacyjno-redukcyjnych. W świetle tych podobieństw zasadniczym czynnikiem
różnicującym właściwości omawianych gleb był sposób ich użytkowania.
Dominujące na omawianym obszarze mady objęte uprawą płużną wykazywały w
poziomie próchnicznym przeważnie odczyn kwaśny i lekko kwaśny (pHKCI 4,1-6,4) i
kwasowość hydrolityczną średnio 3,4 cmol(+)-kg-1 gleby, podczas gdy mady leśne
charakteryzowały się w większości odczynem silnie kwaśnym (pH
3,6-4,9) i
kwasowością hydrolityczną średnio w granicach 9,4-10,0 cmol(+)*kg_1 gleby (tab. 1).
Wartości kwasowości hydrolitycznej zmniejszały się w poziomie Bbr. Przy tak zmiennym
zakwaszeniu poziomu próchnicznego suma zasad wymiennych w madach uprawnych i
leśnych wykazywała podobne wartości w granicach 17,9-20,4 cmol(+)*kg_1 gleby.
Natomiast stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego w Ap mad uprawnych wynosił
średnio 85,7%, a w znajdujących się w użytkowaniu leśnym 64,1-67,7%. Korzystniejszy
stan odczynu i właściwości sorpcyjnych mad uprawnych doliny Iny na tle mad leśnych
stwierdzał Niedźwiecki [1972, 1984]. Brogowski i Okołowicz [2008] także wykazali
korzystne właściwości sorpcyjne i wysoki stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego
kationami zasadowymi mad uprawnych na współczesnym tarasie Wisły w Wilanowie.
M ateria organiczna w badanych madach gromadziła się głównie w poziomie
akumulacyjnym. W poziomie Ap mad uprawnych stwierdzono średnio węgla organicznego
21,5 g*kg-1, a w A l i A2 mad leśnych w granicach 26,6-34,1 g*kg_1. Znaczne ilości
Corg. stwierdzono także w poziomie brunatnienia Bbr w badanych madach (tab.l),
TA B ELA 1. K s ztałto w an ie się odczynu, w ła śc iw o ści so rp c y jn y ch , z a w a rto śc i a zo tu i w ęgla o rg an iczn eg o o ra z sk ła d n ik ó w p rz y sw a ja ln y ch (K , P, M g) w b a d an y c h m ad a ch śre d n ich (w a rto ś ci śred n ie i e k strem aln e)
TA B LE 1. R eactio n , s o rp tio n capacity, to ta l c o n te n t o f n itro g en and o rganic c a rb o n an d available elem en ts (K , P, M g ) in exam ined m ed iu m -tex tu red Fluvisols (m ean and ex trem e values)
P oziom H orizon
G łę b o k o ść D e p th [cm]
P Hkci H h S V C N C :N P ie rw ias tk i p rz y sw ajaln e
A vailable ele m en ts [m g-kg_I]
cm ol+*kg 1 % g k g - 1 K P M g
M a d y u p raw n e - A rab le Fluvisols A p 0 - 2 5 (3 0 )* 4 ,1 - 6 ,4 3,4 1 ,2 -4 ,8 2 0 ,4 9 ,2 - 3 1 ,4 8 5 ,7 7 2 ,1 - 9 1 ,3 2 1 ,5 1 2 ,3 -3 2 ,0 2,1 1 ,1 -3 ,3 10,2 9 ,7 -1 1 ,2 8 2 ,5 5 4 ,7 - 1 6 3 ,5 5 9 ,0 3 0 ,8 - 8 8 ,0 1 2 5 ,6 9 0 , 4 - 1 6 8 ,0 B b r 2 5 ( 3 0 ) - 6 0 ( 7 5 ) 4 ,8 - 6 ,3 2,3 1 ,3 -6 ,2 18,3 7 ,8 - 3 3 ,2 8 8 ,8 7 6 ,8 - 9 4 ,5 11,3 2 ,3 - 2 6 ,2 1,1 0 , 2 - 2 , 8 10,3 7 ,7 - 1 4 ,7 4 0 ,5 2 0 , 6 - 6 4 , 6 2 3 ,2 1 2 ,3 -5 9 ,8 9 0 ,9 5 1 ,2 - 1 2 7 , 0 M ad y leśne - F o re s t Fluvisols A l 0 - 2 0 3 ,6 - 4 ,7 10,0 7 ,6 - 1 2 ,4 1 7,9 1 7 ,0 - 1 9 , 4 64,1 5 5 ,7 -6 9 ,1 34,1 2 8 ,1 -4 6 ,1 3,1 2 ,6 - 4 ,3 10,7 1 0 ,7 -1 0 ,8 4 4 ,5 3 2 ,3 - 6 0 , 6 2 1 ,7 1 1 ,4 -4 2 ,4 117,6 6 3 ,4 - 1 6 5 , 8 A 2 2 0 - 3 0 ( 3 7 ) 3 ,7 - 4 ,9 9,4 5 ,5 - 1 1 ,7 1 9.7 16.8 - 2 1 ,4 6 7 ,7 6 4 ,6 - 7 5 ,3 2 6 ,6 2 4 ,1 - 2 8 , 9 2 ,5 2 , 3 - 2 ,8 10,4 1 0 ,3 -1 0 ,5 3 6 ,9 2 6 , 0 - 4 3 , 2 10,6 9 ,7 - 1 1 ,4 68,1 7 0 ,0 - 1 0 3 , 2 B b r 3 0 ( 3 7 ) - 6 0 5 ,4 - 5 ,9 0,3 0 ,2 - 0 ,5 2 ,6 2 , 2 - 2 ,8 8 9 ,6 8 8 ,2 - 9 1 ,2 8,0 5 ,0 - 1 0 ,9 0,7 0 ,5 - 0 , 9 11,4 1 0 ,0 -1 2 ,2 37,1 3 1 ,4 - 4 7 ,3 6 ,8 6 , 2 - 7 , 4 7 9 ,4 7 0 ,4 - 9 4 ,2 O b jaśn ien ia: H h - k w a s o w o ś ć hydro lityczna, S - sum a z as a d o w y c h k a tio n ó w w ym iennych, V - s to p ień w y sy cen ia k o m p le k su so rp c y jn e g o *A p 0 - 2 5 ( 3 0 cm) - w b a d an y c h g leb a ch p o zio m A p w yk azy w ał m iąższość p rzew ażn ie 0 - 2 5 cm , ale n iekiedy o sią g ał 0 - 3 0 m
E xplanations: H h - hydrolitic acidity, S - sum o f b a se c atio n s, V - b a se sa tu ratio n ; *T he soils generally sh o w ed the d e p th o f A p h o rizo n 0 - 2 5 cm b u t som etim es this horizon re a c h e d 0 - 3 0 cm
K
sz
ta
łto
w
a
n
ie
się
w
ła
śc
iw
o
śc
i
ró
żn
ie
u
ży
tk
o
w
a
n
yc
h
m
ad
rz
ec
zn
yc
h
.
C
z.
II
1
1
3
T A B E LA 2. Z aw arto ść m ak ro - i m ik ro sk ład n ik ó w ro z p u szcz aln y ch w m ieszaninie stęż o n y c h k w a s ó w H N O + H C 1 0 4 w b a d an y c h m ad a c h śred n ich (z aw a rto śc i śred n ie i ek strem aln e)
T A B L E, 2. C o n ten t o f m acro - an d m icroelem ents soluble in c o n c e n tra te d H N O , + H C IO , a cid s in exam ined m ed iu m -tex tu red alluvial
3 4
soils (m ean and extrem e values) P o zio m H o rizo n M a d y up G łę b o k o ść D e p th [cm] raw n e - A rab l K |P [~Mg
]c,a
|N a g k g ' 1 s.m . - g k g '1 d.m . 2 Fluvisols Pb [Zn m g-kg*1 s.m . - m g k g -1 d. C u jN i m. Ap B b r 0 - 2 5 (30)* 2 5 (3 0 )—6 0 (7 5 ) 2,21 1 ,1 5 -5 ,1 2 1,12 0 ,1 7 -2 ,4 1 0,89 0,55-1,41 0 ,63 0 ,1 8 -1 ,2 8 2,46 1,11-6,04 1,81 0 ,6 9 - 3 ,3 4 5,13 2 ,3 1 -1 2 ,0 4,31 1 ,8 1 -7 ,3 6 0,17 0 ,0 7 -0 ,4 4 0,15 0 , 0 - 0 , 6 0 27,6 10,2 51,7 14,8 1 ,8 - 5 3 ,4 50,2 24,6 94,2 2 5 ,4 7 ,5 - 5 3 ,4 10,9 4 ,6 -1 9 ,6 6.3 1 ,5 -1 1 ,8 8,5 2 ,6 -2 0 ,3 6 ,0 2 , 2 - 1 0 ,3 M a d y les A1 ine - F o re st 1 0 - 2 0 7luvisols 1,56 0 ,7 5 -2 ,1 9 0,57 0 ,5 3 -0 ,6 4 2,79 1 ,8 4 -3 ,3 6 5,40 4 ,6 2 -5 ,8 9 0,08 0 ,0 5 -0 ,1 0 19,0 1 5 ,3 -2 4 ,7 33,9 2 2 ,7 -4 6 ,5 7,9 5 ,2 -1 2 ,6 7,7 3 ,2 -1 2 ,5 A 2 2 0 - 3 0 ( 3 7 ) 1,08 1,12-1,95 0,42 0 ,4 1 -0 ,4 4 3,04 2 ,0 8 -3 .5 6 5,75 3 ,8 0 -6 ,8 5 0,10 0,08 0,13 17,3 1 7 ,2 -1 7 ,4 25,3 15,7-33,3 6,6 4 ,9 -8 ,2 8,9 4 ,6 -1 3 ,2 B b r 3 0(3 7 )—60 2,08 1 ,1 8 -3 ,4 8 0,41 0 ,3 3 -0 ,4 9 3,43 2,60-4,61 5,55 4 ,3 0 -6 ,1 8 0,12 0 ,0 7 -0 ,1 8 8,4 6 ,0 -1 2 ,1 28,2 2 2 ,8 -3 5 ,5 4,4 2 ,6 -7 ,8 11,5 4 ,2 -1 9 ,0 * O b ja śn ien ie w tab. 1 -- E xplanations in Table 1H
Ą
E.
N
ie
dź
w
ie
cJ
ci,
M
.
P
ro
ta
so
w
ic
ki
,
R.
M
a
lin
o
w
sk
i,
E.
M
ell
er
,
A
.
S
am
m
e
l
Kształtowanie się właściwości różnie użytkowanych mad rzecznych. Cz. II
115
podobnie jak i w madach brunatnych w dolinie Iny w pobliżu Sowna [Niedźwiecki i in.
2010a]. Znaczne zróżnico w an ie zaw arto ści w ęgla org anicznego św iadczy o
niejednorodności materii organicznej. Zwracają na to uwagę Laskowski i Szozda [1985]
oraz Laskowski [1986] twierdząc, że proces gromadzenia i humifikacji substancji
organicznej był w przeszłości lub jest obecnie modelowany przez okresowe wylewy, co
powoduje, że proces przechodzenia jej w trwałe kompleksy próchniczno-ilaste jest
długotrwały. Średnia zawartość azotu ogólnego w Ap w badanych madach uprawnych
wynosiła 2,1 g-kg_1, a w leśnych w A l 3,1 g*kg_1, wykazując wyraźną współzależność z
ilością węgla organicznego. Wyliczony stosunek C:N w poziomach badanych profilów,
niezależnie od charakteru użytkowania mad, kształtował się na poziomie od 10,2:1 do
10,7:1 (tab. 1). Podobnie korzystny stosunek C:N w madach doliny Iny w okolicach
Sowna stwierdził Niedźwiecki i in. [2010a] oraz Chojnicki [2002] w madach środkowej
doliny Wisły i Żuław.
Badane gleby wykazywały niską zasobność w przyswajalny potas i fosfor oraz wysoką
w przyswajalny magnez [IUNG 1990]. Przy tym mady uprawne na tle mad leśnych w
poziomie akumulacyjnym zawierały 2,0 razy więcej przyswajalnego potasu, 3,6 razy więcej
fosforu i 1,3 raza więcej magnezu (tab. 1).
Zawartość makroskładników (K, P, Mg, Ca, Na) rozpuszczalnych w mieszaninie
stężonych kwasów H N 0 3 + HC104 w omawianych glebach jest znaczna i typowa dla
gleb aluwialnych doliny Iny [Niedźwiecki 1972]. W poziomie próchnicznym mady uprawne
wykazywały także większą zawartość tych form potasu i fosforu aniżeli mady znajdujące
się w użytkowaniu leśnym (tab. 2).
Zawartość metali ciężkich (Pb, Zn, Cu, Ni) rozpuszczalnych w stężonych kwasach
HNC>3 + HC104
wporównywanych madach jest niewielka i ogólnie można zaliczać je do
gleb o naturalnej zawartości [Kabata-Pendias i in. 1993; Czarnowska, Bontruk 1995;
Rozporządzenie Ministra Środowiska 2002]. Jednakże w poziomie próchnicznym mad
uprawnych uwidoczniła się 1,5-krotnie wyższa niż w leśnych zawartość ołowiu i miedzi
i 1,7-krotnie wyższa zawartość cynku (tab. 2).
WNIOSKI
1. Brunatne mady średnie, wytworzone z osadów pyłowych i gliniastych, objęte uprawą
płużną, na tle występujących w sąsiedztwie mad leśnych, wykazywały mniejsze zawar
tości węgla organicznego, mniejsze zakwaszenie, korzystniejszy stopień wysycenia kom
pleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym oraz wyższą zawartość potasu
i fosforu przyswajalnego i rozpuszczalnego w mieszaninie H N 03 + HC104.
2. Zawartość metali ciężkich (Pb, Zn, Cu, Ni) rozpuszczalnych w mieszaninie stężonych
kwasów H N 03 + HC104 w porównywanych madach jest niewielka i ogólnie można
zaliczyć je do gleb o ich naturalnej zawartości. Jednakże w poziomie próchnicznym mad
uprawnych uwidoczniła się większa zawartość cynku, ołowiu i miedzi niż w leśnych.
LITERATURA
BROGOWSKI Z., OKOŁOWICZ M. 2008: Bilans węgla organicznego i azotu we frakcjach granulometrycz- nych gleby aluwialnej. Rocz. Glebozn. 59, 3-4: 41-50.
CHOJNICKI J. 2002: Procesy glebotwórcze w madach środkowej doliny Wisły i Żuław. Rozpr. Wyd. Fundacja Rozwój SGGW Warszawa: 83 ss.
j
E. Niedźwiecki, M. Protasowicki, R. Malinowski, E. Meller, A. Sammel
CZARNOW SKA K., BONTRUK H. 1995: Zawartość metali ciężkich w glebach aluwialnych Żuław. Rocz.
Glebozn. 4 6,1-2: 65-77.
INSTYTUT UPRAWY NAWOŻENIA I GLEBOZNAWSTWA 1990: Zalecenia nawozowe cz. I. Liczby gra niczne do wyceny zawartości w glebach makro- i mikroelementów. Seria P(44), Puławy: 26 ss.
KABATA-PENDIAS A., M O TO W ICK A -TERELA K T., PIO TRO W SK A M., TELERA K H., W ITEK T. 1993: Ocena stopnia zanieczyszczenia gleb i roślin metalami ciężkimi i siarką. Ramowe wytyczne dla rolnictwa. IUNG Puławy: 20 ss.
LASKOWSKI S. 1986: Powstanie i rozwój oraz właściwości gleb aluwialnych doliny Środkowej Odry. Zesz.
Nauk. AR Wroc. Rozpr. 56: 68 ss.
LASKOWSKI S., SZOZDA B. 1985: Niektóre właściwości chemiczne mad Odrzańskich rejonu Przychowej.
Rocz. Glebozn. 36, 3: 27-^0.
MALINOWSKI R. 2001: Przestrzenne rozmieszczenie gatunków mad cedyńskich oraz ich właściwości w zależności od sposobu użytkowania. Szczecin AR Rozpr. (maszyn): 231 ss.
MIKLASZEWSKI S. 1946: Zarys nauki o glebie, czyli gleboznawstwa. Golster, Lauter i Rutkowski, Warszawa: 303 ss.
NIEDŹWIECKI E. 1972: Wpływ sposobu użytkowania na kształtowanie się niektórych właściwości che micznych mad ciężkich w dolinie rzeki Iny. Zesz. Nauk. AR Szczecin 38: 277-292.
NIEDŹWIECKI E. 1984: Zmiany cech morfologicznych i właściwości gleb uprawianych na tle odpowiadają cych im gleb leśnych na Pomorzu Szczecińskim. Rozpr. AR Szczecin 92: 154 ss.
NIEDŹWIECKI E. 2000: Gleby napływowe w rolnictwie i ochronie środowiska w woj. szczecińskim. Zesz.
Probl. Post. Nauk Roi. 412: 17-24.
NIEDŹWIECKI E., MELLER E., MALINOWSKI R., SAMMEL A., SOBCZYŃSKA E. 2010a: Zróżnicowanie warunków siedliskowych i zbiorowisk roślinnych w dolinie Iny w okolicach Sowna. Cz. II. Właściwości chemiczne gleb i zawartość makroskładników w runi łąkowej. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie 1(29): 1 4 5 -1 5 5 .
NIEDŹWIECKI E., WINKLER L., W OJCIESZCZUK M., JARNUSZEW SKI G. 201 Ob: Kształtowanie się właściwości różnie użytkowanych mad rzecznych w dolinie ujścia Krąpieli do Iny powyżej Stargardu Szczecińskiego. Część I. Warunki hydrologiczne i cechy morfologiczne gleb. Rocz. Glebozn. 61. 4: 171- 177.
PIAŚCIK II., ORZECHOWSKI M., SMÓLCZYŃSKI S. 2000: Siedliska gleb delty Wisły. Rocz. AR Pozn. 317
Roi. 56: 115-124.
ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOW ISKA z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi. Dz. U. 2002 r., nr 165, poz.1359.
