IG N A C Y ŁAK O M IEĆ
W PŁY W W IE LO LETN IEG O NAW OŻENIA NA ZAW ARTOŚĆ K A TIO N Ó W Mg, Ca, Al i Fe W PR O FIL U GLEBY B IELIC O W EJ
K ated ra C hem ii O gólnej SGG W W arszaw a
W pływ w ieloletniego naw ożenia na zaw artość i przem ieszczanie się kation ó w d w u- i tró jw arto ścio w y ch m eta li w p ro filu gleb bielicow ych nie został całkow icie poznany. Isto tn y m zagadnieniem byłoby w y ja śn ie nie w pływ u różnych naw ozów na zm ianę w zajem nych stosunków , jakie istn ie ją m iędzy zaw artością w ym ien n y ch katio nó w m eta li oraz ich n iew y m ienn ym i form am i. W prow adzenie do gleby nawozów m in eraln y ch i organicznych pow oduje u stalen ie now ej rów now agi dynam icznej, k tó ra w zależności od w aru n k ó w może przesuw ać się w k ie ru n k u zw iększenia lub zm niejszenia w y m ienn y ch k ationów m eta li w kom pleksie so rp c y j n y m gleby. N agrom adzenie się w iększej ilości m etali w kom pleksie so rp cy jn y m gleb bielicow ych jest w ypadkow ą procesów sorp cji oraz m i g racji k atio n ó w z poziom ów pow ierzchniow ych A { i A 2 do głębiej le żących poziom ów p ro filu glebow ego w okresach w iększej w ilgotności.
P rzeprow ad zo ne przez M u s i e r o w i c z a i w spółpracow ników [20] stu d ia nad kom pleksem so rp cy jn y m gleb w ykazały, że gleby zasobniejsze w su b stan cję organiczną so rbow ały k ilk a k ro tn ie w ięcej w ym ienny ch k a tionów m eta li w p o ró w n an iu z glebam i o m ałej zaw artości su b stan cji organicznej. M ożna przypuszczać zgodnie z pow yższym spostrzeżeniem , że w p ływ naw ożenia na zaw artość katio n ó w m eta li będzie w dużej m ie rze zależał od zaw artości w glebie su b stan cji organicznej.
O pracow ane pod red a k c ją H a a s a i E v a n s a [8] w y nik i badań kilkudziesięciu stacji dośw iadczalnych, tzw . W ielkiej R ów niny (S tan y D akota n a północy do S tanów N ew M exico i Teksas na południu) do wodzą, że po 30— 40 latach u p ra w y gleb y dziew icze stra c iły 40— 50% su b sta n c ji organicznej w w a rstw ie ornej, n ato m iast 15— 20% w podglebiu. T en pow ażny spadek zaw artości su b sta n c ji organicznej spow odow ał
obniżenie о 48% zaw artości cząstek sp ław ialnych i kationów m etali w w ierzchnich poziom ach p ro filu glebowego. P odobne procesy w in nych dośw iadczeniach prow adzonych przez 40 lat w yw oływ ały silne
spiaszczenie i zakw aszenie gleb [6]. U praw a zbóż nie ham ow ała om ówio
nych zm ian, n ato m iast skutecznie przeciw działał im p rzy o ry w a n y obor nik.
S u b stan cja organiczna gleb może więc przyczynić się do zw iększe nia sorpcji kationów m etali, jak rów nież u łatw ić ich m igrację.
Szczególną rolę w m ig racji katio n ó w m eta li p rzy p isu je się tzw . chela- tom, tj. zw iązkom kom pleksow ym , jak ie tw orzą z m etalam i różne su b sta n c je organiczne. D u c h a u f o u r [7] pod kreśla szczególną rolę poli- fenoli i chinonów w m ig racji kationów m etali. J e s t on zdania, że p oli- fenoie jako p ro d u k ty niecałkow itej h u m ifik a c ji resztek pożniw nych w ią żą k a tio n y m eta li w trw ałe ch elaty rozpuszczalne w roztw orze glebo wym , łatw o w ęd ru jące w głąb p ro filu glebowego. Szczególnie dotyczy to kationów żelaza i glinu, zw iązanych z m in e raln y m i cząstkam i glebo wym i. D zięki p ep ty zu jącem u działan iu su b stan cji organicznej n a s tę p u je m ig racja cząstek iłu z poziom ów A y i A 2 do poziom u B. M igracja kom pleksow ych chelatów zachodzi szybciej w środow isku ubogim w k a tion y m etali, co p o tęg u je bielicow anie gleb. Poszczególne fra k c je zw iąz ków próchnicow ych różnią się m iędzy sobą oddziaływ aniem n a k a tio n y m etali. K w asy hum inow e so rb u ją znaczne ilości kationów m etali, tw o rząc k o m lpeksy nierozpuszczalne w kw aśn y m środow isku i w ten spo sób h a m u ją proces m ig racji kationów m etali w pro filu glebow ym .
R ozpuszczalne w kw aśn ym i alkalicznym środow isku fulw ok w asy m ogą m igrow ać w głąb profilu glebow ego i tw orząc z k atio n am i m eta li zw iązki kom pleksow e (być może ty p u chelatów ) p rzy sp ieszają bielico w anie w ierzchnich poziomów p ro filu glebow ego [23].
B r o a d b e n t [5], H ill [10] i H o rn er [9] w ydzielili z gleby w e w n ątrz- kom pleksow e chelaty. S o v d e n [25] i S t e v e n s o n [26] b ad ając su b sta n c ję organiczną poziom u В gleb bielicow ych doszli do w niosku, że składa się ona z fulw okasów zaw ierający ch znaczne ilości popiołu. T i t o- w a [27] udow odniła w iększą ruchliw ość fulw okw asów z poziom u В gleb bielicow ych. B yły to k om pleksy fulw ow ożelazow e.
A t k i n s o n i W r i g h t [4] są zdania, że zw iązki organiczne w y stęp u jące w glebach n a jp ie rw w iążą k a tio n y m agnezu i w apnia, z k tó ry m i m ig ru ją w głąb gleby, a dopiero później k a tio n y glinu i żelaza.
P rz y w ysokim stężen iu kationów w ap n ia i m agnezu w poziom ie В p rofilu gleb bielicow ych p o w stają w a ru n k i do rozpad u chelatów , z w y trącen iem w odoro tlen ku glinu i żelaza. P odobne poglądy szeregu autoró w om aw ia w sw ym przeglądzie A n t i p o w - K a r a t a j e w [2]< F r i e d - l a n d [w edług 2 1] tw ierd zi, że k a tio n y m agnezu i w ap n ia m ogą m igro
w ać sam e w głąb pro filu glebowego, n a to m ia st k a tio n y glinu i żelaza — z udziałem fulw okw asów .
P ra ce M o s k a l a [19] w skazują, że zaw artość glin u w ym iennego za leży od naw ożenia: obornik ją zm niejsza, n ato m ia st siarczan am onow y zwiększa. Isto tn y w p ły w na zaw artość glinu w ym iennego w glebach w y w iera ich odczyn. M a k s i m ó w [17] w ykazał pow ażny w pły w n a wozów w apniow ych na zaw artość w y m ien n ych kationów m etali. W gle bach w apnow anych zaw artość kationów w y m ien ny ch w apnia przekracza 70% ogólnej su m y zasad, p rzy czy n iając się rów nocześnie do obniżenia zaw artości kationów m agnezu, glinu i żelaza. Na zaw artość ty ch o sta t nich w glebie w y w iera rów nież w p ły w superfosfat, n ato m iast sól p o ta sow a i s a le tra sodowa nie m ają tu istotnego znaczenia.
W badan iach naszych podjęto p róbę poznania w pły w u w ieloletniego naw ożenia na ogólną i w y m ien n ą zaw artość k ationów Mg, Ca, Fe i Al w pro filu gleby bielicow ej w pow iązaniu z zaw artością su b sta n c ji orga nicznej.
O BIEK T I M ETO DY BADAtŚT
O biektem bad ań była gleba pasa D-5 Pola D ośw iadczalnego SGGW w S kierniew icach. Szczegółowa c h a ra k te ry sty k a gleby skiern iew ick iej i schem at dośw iadczenia zostały podane w p o przedniej p racy na str. 131.
Do b ad ań stosow ano n a stęp u jące m etody:
1. S topy gleby z w ęglanem sodowym , w yciągi glebow e do oznaczeń w ym ienn ych k ationów oraz ogólnej zaw artości glinu w ykonano w edług A r i n u s z k i n e j [3].
2. Z aw artość glinu w ym iennego oznaczono m etodą Sokołowa, opi saną w p rac y M o s k a l a [19].
3. W ym ienne k a tio n y w apnia i m agnezu oraz ich ogólną zaw artość
oznaczono w przygo tow anych do tego celu ro ztw orach (pkt 1) m etodą
kom pleksom etryczną. W m etodzie tej sto su je się sól sodową kw asu e ty - lenodw uam inoczterooctow ego (EDTA) oraz jako w skaźnik w m iarecz kow aniu — m u rek sy d i czerń eriochrom ow ą T [18].
4. Z aw artość k ationów żelazow ych oznaczona w w yciągu glebow ym
za pom ocą kw asu saH cylohydroksam ow ego [2 2].
W PŁY W N A W O Ż E N IA N A OG Ó LN Ą ZA W A RTO ŚĆ W A P N IA , M A G N EZU , G L IN U I ŻELA ZA W GLEBIE
B adania zaw artości ogólnej w ym ienionych czterech m eta li m iało na celu uchw ycenie w p ły w u różnych naw ozów na zm iany w ich zaw artości, jak ie w y stą p iły w p ro filu glebow ym po 40 latach naw ożenia.
W a p ń o g ó ł e m . W yniki analiz c h a ra k te ry z u ją c y ch ogólną z a w a r tość w ap n ia w glebie bielicow ej naw ożonej obornikiem oraz in n y m i n a w ozam i p rzedstaw iono na rys. 1. J a k w idać, naw ożenie g leby obornikiem w yw arło isto tn y w p ływ na ogólną zaw artość w apnia. Z apasy tego p ie r
w iastk a są wyższe o 20% w poziom ie В a do 50% w poziom ie w po
ró w n an iu do stw ierd zo nych w glebie nie naw ożonej.
G leba naw ożona siarczanem am onow ym w ykazała niem al identy czną zaw artość w apnia, co gleba nie naw ożona. P ew n ą ten d e n c ję w zrostu za pasu w ap nia w yw ołało naw ożenie P K (10— 25%) oraz naw ożenie sa le trą
R ys. 1. O gólna zaw artość w ap n ia w p rofilu g leb o w y m w p rocen cie p o w ietrzn ie s u
chej g leb y
1 _ b e z n a w o z u , 2 — o b o r n ik , 3 — (NH4)?S04, 4 — P K , 5 —
N P K , 6 — C a N P K
T otal calciu m con ten t in soil p rofile, per cen t of air
dry soil
1 — u n f e r t iliz e d , 2 — fa r m y a r d m a n u r e , 3 — (NH^sSCM, 4 — P K ,
5 — N P K , 6 — C a N P K
sodową. Na poletkach N P K w zrost w ynosił 12— 30%. W obu w ypadkach
w yższy w zrost zaw artości w ap nia stw ierdzono w głębszych poziom ach pro filu glebow ego (A 2 i B).
W apnow anie gleby, jak należało się tego spodziewać, podniosło zde cydow anie zaw artość w apnia. W sto su n k u do N P K ko m binacja C aN PK w yk azu je w zrost zaw artości w ap n ia o 20— 40%. Z aw artość w apnia w gle bie w ap no w anej w sto su n k u do nie naw ożonej jest w yższa o 80% w poziomie A it o 100% w poziom ie A 2 i o 50% w poziom ie B.
Rozm ieszczenie zaw artości w ap n ia w p ro filu glebow ym jest c h a ra k tery sty c z n e dla tego ty p u gleby.
M a g n e z o g ó ł e m . C h a ra k te r zm ian w zaw artości m agnezu ogó łem, w y n ik ły ch w sk u tek naw ożenia gleby różnym i naw ozam i, jest in n y niż w w y p ad k u w apnia. W ieloletnie naw ożenie gleby obornikiem spo w odow ało w zrost ogólnej zaw artości m agnezu o 43% w poziom ie A if o 73% w poziom ie Л2 i o 30% w poziom ie В w p oró w nan iu z zaw artością
m agnezu w glebie nie naw ożonej (rys. 2).
S iarczan am onow y nie m iał w p ły w u na zaw artość m agnezu w glebie. Isto tn ie w z rastała nato m iast ogólna zaw artość m agnezu w glebie n a
wożonej PK , a m ianow icie o 33% w poziom ie A o 100% w poziom ie
W pływ naw ożenia s a le trą sodową (NPK) zaznaczył się ty lk o w pozio
m ie A b gdzie zaw artość m agnezu b y ła w yższa o 2 0% w p o rów n aniu
z glebą naw ożoną P K i o ty le m niejsza w poziom ie B.
W apnow anie gleby obniżyło zaw artość m agnezu w poziom ach A lf
A 2 i B. W glebach odm iennie naw ożonych różnice w zaw artości m agnezu
w skale m acierzy stej b y ły niew ielkie.
R ys. 2. O gólna za w a rto ść m agn ezu w p rofilu g leb o w y m w p rocen cie suchej gleb y
o b j a ś n ie n ie ja k w r y s. 1
T otal m agn esiu m con ten t in so il p rofile, per cent of air
dry soil
l e g e n d a s in fig . 1
Rozm ieszczenie m agnezu w p ro filu b adan ych gleb w skazuje na zubo żenie poziom ów A i i A 2 oraz w zbogacenie w te n sk ład n ik poziom u B. Z aw artość m agnezu w poziom ie w m ycia je st w yższa o ponad 100% od stw ierd zo nej w poziom ie w ym ycia i o 70— 120% w yższa niż w poziom ie
ak u m u lacy jn y m . Szczególnie duże w y p łu k an ie zw iązków m agnezu
w poziom ie A± i A 2 do poziom ów głębiej leżących n astąpiło w glebach nie naw ożonej, naw ożonej obornikiem , siarczanem am onow ym oraz kom binacją PK . P rz y jm u ją c za 100 zaw artość m angnezu w poziom ie A 2 uzysk am y dla poziom u В n a stę p u jąc e w artości: w glebie nie naw ożonej — 350, naw ożonej obornikiem i siarczan em am onu — 270 oraz na kom bin acji P K — 200. W glebach ko m bin acji N P K i C aN PK w artość ta w y nosi 150.
G l i n o g ó ł e m . G lin w b ad an ych glebach nie uległ ta k pow ażnym
zm ianom , jak to nastąpiło w w y p adk u m agnezu i w apnia (rys. 3).
R ys. 3. O gólna zaw artość glin u w p ro filu g leb o w y m w
p rocen cie su ch ej gleb y
o b j a ś n i e n ie ja k w r y s. 1
T otal alu m in iu m con ten t in so il p ro file, per cent o f air
dry soil
le g e n d as in fig . I
N aw ożenie obornikiem spowodow ało d w u k ro tn y w zrost zaw artości g linu ogólnego w poziom ie Aa i zaledw ie 15% w poziom ie B.
G leba naw ożona siarczanem am onow ym zaw ierała o 70% w ięcej glinu w poziom ie Ab n ato m iast w poziom ach głębszych stw ierdzono
spa-R ys. 4. O gólna zaw artość ż e laza w p rofilu g leb o w y m w
p rocen cie su ch ej gleb y
o b j a ś n i e n ie ja k w ry s. 1
T otal iron content in soil profile, per cen t of air dry
so il
le g e n d a s in fig . 1
dek o kilkan aście procent. A nalogiczny w pływ w yw arło łączne naw oże nie solą potasow ą i superfo sfatem . S a letra sodowa spow odow ała w zrost zaw artości glin u od 20% w poziom ie A j, do 40% w poziom ach głębszych. W apnow anie pow odow ało spadek zaw artości glinu w poziom ie A* oraz w zrost w poziom ach A2 i B.
Ogólnie biorąc zaw artość glinu w z ra sta ła w raz z głębokością już od poziom u A2. W idać to szczególnie w glebie naw ożonej obornikiem (5% glinu w poziom ach В i C). W glebach in n ych kom bin acji naw ozow ych zaw artości glinu są m niejsze, jakk o lw iek rów nież w zrastają.
Ż e l a z o o g ó ł e m . W glebach różnie naw ożonych stw ierdzono
d w u k ro tn ie m niejszą ogólną zaw artość żelaza w sto sunku do glinu. Z m ia ny w yw ołane 40-letnim jed n o stro n n y m naw ożeniem różnym i naw ozam i w zaw artości żelaza nie są ta k w y raźn e jak w w yp adk u glinu. W pływ poszczególnych nawozów, p rzed staw io n y na rys. 4, w skazuje na zróżni cow anie ogólnej zaw artości żelaza w glebie.
N aw ożenie gleby obornikiem spow odow ało obniżenie zaw artości k a tionów żelaza o 22% w poziom ach А у i A 2 w p oró w nan iu z glebą nie naw ożoną. W poziom ie В i skale m acierzystej zaobserw ow ano pew ien w zrost zaw artości kationów żelaza (13%). S iarczan am onow y obniżył zaw artość kationów żelaza w całym pro filu glebow ym , n ajw iększe jed nak s tr a ty stw ierdzono w poziom ie Aj, gdzie zaw artość żelaza była n iż sza o 30% w p orów naniu z glebą nie naw ożoną.
Sól potasow a stosow ana łącznie z sup erfo sfatem nie w y w arła isto t nego w p ływ u na zaw artość żelaza w p ro filu glebow ym . W pływ sa le try sodowej jest w idoczny w poziom ie Aj, gdzie stw ierdzono w zrost za w a r tości tego p ierw ia stk a o 25%. T end en cja w zrostu zaw artości żelaza u trz y m u je się w całym p ro filu gleby ko m bin acji N PK . W apnow anie gleby
w p łyn ęło na zm niejszenie o 20— 30°/o zaw artości żelaza w pro filu glebo wym.
Rozm ieszczenie żelaza w p ro filu glebow ym w y k azu je w pły w naw o zów na m igrację k atio n ów tego p ierw iastk a. G leba naw ożona obornikiem w y kazała w iększą o 150% zaw artość kationów żelaza w poziom ie B,
kom bin acja naw ożona siarczanem am onow ym — o 1 2 0% , a kom b inacja
CaN PK — o 110% w p o ró w n an iu z zaw artością w poziom ie A^.
W PŁYW N A W O Ż E N IA N A ZA W A R TO ŚĆ K A TIO N Ó W W Y M IE N N Y C H W A PN IA , M A G N EZ U I G L IN U
N aw ożenie gleby może w p ły n ąć na m ig rację kationów m eta li w gle bie. W pływ w ieloletniego naw ożenia gleby różnym i naw ozam i na za w artość w y m ienn ych kation ó w m e ta li w profilu glebow ym p rzed staw ia się n astępująco:
W a p ń w y m i e n n y . W ieloletnie naw ożenie gleby obornikiem
spow odow ało w zrost zaw artości w y m ien n ych kationów w apnia o ok. 95% w poziom ach A± i Ao oraz o 23% w poziom ie В w p o rów nan iu do za w artości stw ierd zon ej w glebie nie naw ożonej. N aw ożenie gleby sia r czanem am onow ym obniżyło zaw artość w ym iennych kationów w apnia o 28% ty lko w poziom ie A[. S u p erfo sfat i sól potasow a w p ły n ę ły na
w zrost zaw artości kationów w y m ienn y ch w apnia o 2 0% w poziom ach
Ay г В oraz p raw ie c z te ro k ro tn y w zrost w poziom ie A 2. S a le tra sodowa
nie m iała w pływ u na w zrost zaw artości w ym iennych kationów w ap n ia w p ro filu g leby naw ożonej N P K w poró w naniu z glebą naw ożoną P K (rys. 5).
W apnow anie gleby, jak należało przypuszczać, w płynęło na w zrost zaw artości w ym iennych kationów w apnia w całym p rofilu glebow ym .
7 0
-R ys. 5. Z aw artość w y m ie n n y c h k a tio n ó w w a p n ia
o b j a ś n i e n ie ja k w r y s. 1
C on ten ts of e x c h a n g ea b le calciu m cartion s
N ajw yższy w zrost stw ierdzono w poziom ie At (o 150% w p o rów naniu z kom b inacją NPK ).
C h a ra k te ry sty c zn a jest duża różnica m iędzy zaw artością w ym ien n ych k ation ów w apnia w poziom ie В i poziom ie A i i A 2. N aw et w pro filu gleb y k om binacji z siarczanem am onu rozpiętość m iędzy zaw artością k ation ó w w y m ien nych w ap nia w poziom ie В i A± k s z ta łtu je się jak 7,5 : 1. W pro filu g leby kom b inacji naw ożonej N PK , P K i nie naw ożonej
stosunek ten w aha się w granicach 6, n a to m ia st w glebie naw ożonej
C aN PK i obornikiem ok. 3. M igracja k ationów w apnia w głąb pro filu glebow ego p rz y b ra ła więc znaczne ro zm iary w bad anej glebie.
M a g n e z w y m i e n n y . Z m ian y zaw artości w ym ienn ych kationów m agnezu w pro filu gleby bielicow ej, w yw ołane 40-letnim naw ożeniem ,
przedstaw iono na ry s. 6.
AL
R ys. 6. Z aw artość w y m ie n n y c h k a tio n ów m agn ezu
o b j a ś n i e n ie ja k w r y s. 1
C on ten ts of e x ch a n g ea b le m agn esiu m cation s
l e g e n d as in fig . 1
N aw ożenie obornikiem w płynęło na w zrost zaw artości w ym ienn ych
k ationów m agnezu tylk o w poziom ach i A 2 pow odując w zrost
o 20— 50% w p oró w naniu z glebą nie naw ożoną. Siarczan am onow y spow odow ał obniżenie zaw artości w y m ien n ych kationów m agnezu od 30% w poziom ach A ± i B, do 75% w poziom ie A 2. W ieloletnie naw ożenie gleby solą potasow ą i su p erfo sfatem podniosło zaw artość katio nó w w y m ienny ch m agnezu o 16— 50% w zależności od poziom u p ro filu glebo wego. W glebie k o m binacji N P K w yższą zaw artość kationów w y m ien nych m agnezu stw ierdzo n o jedy n ie w poziom ie A2. N ajw yższy w zrost zaw artości w y m ien nych kationów m agnezu stw ierdzono w pro filu gleby w apn ow an ej, w k tó re j w ynosił on 30— 70% w p orów n aniu z glebą kom b in acji N PK .
Różnice m iędzy zaw artością w ym ien ny ch katio nó w m agnezu w po ziom ie В i A 1 b y ły podobne do stw ierdzo n ych w yżej dla w apnia.
G l i n w y m i e n n y . K a tio n y w ym iennego glinu stw ierdzono je d y nie w glebach ko m b in acji naw ozow ych, k tó ry c h pH w yniósł 3,8— 5 (nie było ich w glebie kom bin acji N P K i CaN PK ) (rys. 7).
N aw ożenie siarczanem am onow ym spowodow ało praw ie 3 -k ro tn y w zrost zaw artości w ym ien n y ch kationów glinu w p rofilu glebow ym
Rys. 7. Z aw artość w y m ie n n a k a tio n ó w g lin u
o b j a ś n i e n ie ja k w r y s. 1
C ontents of ex ch a n g ea b le alu m in iu m cation s
le g e n d a s in fig . 1
w p orów n aniu z glebą nie naw ożoną. Tylko w glebie naw ożonej s ia r czanem am onu stw ierdzono obecność w ym ienn ych k ationów glinu na głębokości 80 cm. W pływ soli potasow ej i su p erfo sfatu na zaw artość om aw ianej fo rm y glinu b y ł zróżnicow any. W poziom ie A 2 stw ierdzono w iększą o 56% zaw artość w y m ien n ych k ationów glinu, n ato m iast o 6 8% m niejszą w poziom ie Ay w po rów n an iu z glebą nie naw ożoną. O bornik spow odow ał spadek zaw artości w y m ien n ych kationów glinu w całym pro filu glebow ym o ok. 60% . Z aw artość w ym iennych kation ów glinu m alała w raz z głębokością p ro filu glebow ego w każdej kom binacji naw ozow ej.
P ró b a w y p arcia kationów żelazow ych z kom pleksu sorpcyjnego gleby za pom ocą l n roztw oru NH,ŁC1 dała w y n ik u jem n y . Z w iązki żelazowe rozpuszczały się n ato m iast w 0,05'n roztw orze H2SO4, u ży ty m do d ekal- cy tacji gleby. Oznaczona zaw artość k ationów żelaza w e w spom nianym roztw o rze (k tóry m 3-k ro tn ie tra k to w a n o próbki gleby) w ynosi 0 , 6
2 , 3 m.e., w zależności od kom binacji naw ozow ych i poziom u p ro filu
glebowego.
O cena w yników dotyczących zaw artości kationów m etali w ykazuje: — dużą rozpiętość w zaw artości m eta li w glebie różnie naw ożonej, — m ig rację kationów m etali do poziom u В pro filu glebowego.
W czasie 40-letniego dośw iadczenia n astąpiło znaczne zubożenie w m etale w ierzchnich poziom ów p ro filu gleby nie naw ożonej i naw o
żonej siarczanem am onow ym . G leby ty ch kom binacji u tra c iły ze swego pierw otnego zapasu szczególnie dużo glinu, m agnezu i w ap nia zarów no fo rm łatw o, jak i tru d n o rozpuszczalnych. P odkreślić należy, że z m n iej szenie zaw artości m etali w om aw ianych glebach k o relu je ściśle ze s tra ta m i su b sta n c ji organicznej (p atrz p u b lik acja poprzednia). Z ak w a szenie gleb tych dwóch kom binacji u łatw iało uruch om ienie naw et tak tru d n o rozpuszczalnych zw iązków jak glinokrzem iany, o czym św iadczy znaczna zaw artość w ym iennego glinu oraz spadek ogólnej zaw artości g lin u w poziom ie A±. S tra ty zaw artości m etali w w ierzchnich poziom ach p ro filu gleby nie naw ożonej i naw ożonej siarczanem am onow ym spo w odow ane są pobraniem ich przez p lony oraz m ig rację ich kationów do poziom u B. M igracja kationów m etali p rz y b ra ła znaczne rozm iary. Szczególnie w ym ienn e k a tio n y m agnezu i w apnia przem ieszczały się w dużych ilościach do poziom u В p ro filu glebowego, gdzie ich zaw artość jest 6— 7 raz y w iększa niż w poziom ach A v i A>. N aw ożenie P K ró w n o w ażyło s tr a ty m agnezu i w apn ia w ynoszone z plonam i, n ato m iast w y w ołało s tr a ty w zaw artości ogólnego glinu. W skutek zm niejszenia się zaw artości azotu proces h u m ifik a c ji resztek ro ślinnych pow odow ał w y tw arzan ie się znacznych ilości polifenoli i fulw okw asów , m ających w p ływ na rozpuszczalność i m igrację zw iązków glinow ych [7, 14, 21, 23, 27].
W ieloletnie naw ożenie gleby s a le trą sodową łącznie z solą potasow ą i su p erfo sfatem (NPK) nie spowodow ało s tr a t w zaw artości m etali, przeciw nie, ogólna zaw artość glin u i żelaza n a w e t w zrosła. P rzy czy n ą takiego u k ład u stosunków było zm niejszenie zakw aszenia gleby oraz w zrost zaw artości kw asów h um inow ych i hum in. N aw ożenie N P K nie spowodow ało jed n ak całkow itego zaham ow ania m igracji kationów m etali. W ym ienne k a tio n y w ap nia i m agnezu zgrom adziły się bow iem w po k aźn ej ilości w poziom ie В p ro filu glebow ego tej kom binacji. Sądzić m ożna, że na ruchliw ość kationów w apnia i m agnezu w pływ ało p e p ty - zujące d ziałanie k ationó w sodu.
W apnow anie wzbogaciło glebę w w apń, ale rów nocześnie spow odo w ało s tr a ty m agnezu i żelaza. W yższe stężenie kationów w ym ienny ch w apnia mogło w p łyn ąć na rozpuszczalność zw iązków m agnezu, jak rów nież w y trącać k a tio n y żelaza w postaci w odorotlenków . M ożna to tłum aczyć stopniow ym w y p ieran iem kationów żelaza z różnych zw iąz ków n a w e t z siatk i k ry sta lic zn e j glinokrzem ianów przez k a tio n y w a pniow e i w y trąc a n ie m ich w postaci w odorotlenku. W okresach w iększej w ilgotności w odorotlenki żelaza m ogły przem ieszczać się w raz z wodą w głąb pro filu glebow ego pow odując zm niejszenie zaw artości kationów żelaza w poziom ach A v i А ъ n a tm ia st w zrost w poziom ie B. A t k i n s o n i W r i g h t [4] udow odnili tak ą możliwość stw ierdzając, że sub stan cja
organiczna (EDTA) pow odow ała w ędrów kę kationów glinu i żelaza, k tó re p rzy w ysokim stężen iu kationów Ca i Mg w poziom ie В w y trą c a ły się w postaci w odorotlenków . W glebie w ap no w anej stw ierdzono rz e czywiście najw yższe stężenie w ym ienn y ch kationów m agnezu i w apnia w poziom ie В oraz rów nie w ysoką zaw artość glinu i żelaza.
N aw ożenie gleby obornikiem p opraw iło w łaściw ości so rp cy jn e gleby przez w zrost zaw artości su b sta n c ji organicznej w p rofilu glebow ym . W efekcie w zrosła pokaźnie zaw artość m etali z w y ją tk ie m żelaza. N aw o żenie obornikiem w y w iera w ięc k o rzy stn y w pływ na sorpcję kationów w apnia i m agnezu, nie usuw a jed n ak całkow icie szkodliwego dla roślin w ym iennego glinu.
M igracja kationów m etali w p ro filu gleby naw ożonej obornikiem , m im o ich zw iększonej sorpcji, m iała w iększe ro zm iary w po rów naniu z glebą pozostałych kom binacji. Tak pokaźne przem ieszczanie kationów m eta]i doprow adziło do zgrom adzenia w poziom ie В szczególnie w yso kiej zaw artości żelaza, m agnezu i glinu. M ineralizacja przew ażającej ilości p rzyoranego obornika pow odow ała w y tw a rz an ie się znacznych ilości C 0 2, tw orzenie się kw aśnych, łatw o rozpuszczalnych w ęglanów om aw ianych m etali. Rów nież w ysoka zaw artość fulw okw asów u łatw ia ła m igrację k ation ów m etali. D ziałaniu ty ch su b sta n c ji nie p o tra fiły oprzeć się n a w e t ta k tru d n o rozpuszczalne zw iązki chem iczne jak glino- krzem ian y. O ne bow iem stanow ią w glebach bielicow ych o zaw artości ogólnego glinu. Zw iązki żelaza okazały się b ardziej odporne na działanie nawozów, poniew aż ich zaw artość w y k azu je m ałe zm iany w badanej glebie. W oparciu o te w y n ik i n asu w ają się uw agi n a tu ry p rak ty czn ej, a m ianow icie, że nie w y d aje się k o rzy stn e naw ożenie gleb lekkich siarczanem am onu, solą potasow ą i su p erfo sfatem (PK), a n a w e t sam ym obornikiem . W ym ienione naw ozy nie stw a rz a ją bow iem w aru n k ó w w p ływ ający ch skutecznie na zaham ow anie m ig racji kationów w głąb pro filu glebowego, nie lik w id u ją zakw aszenia oraz nie oddziałują na praw id ło w y przebieg procesu h u m ifik acji. D opiero pełne naw ożenie m in e raln e (CaNPK), stosow ane łącznie z obornikiem , może się stać d ecy du jącym czynnikiem lik w id u jący m proces w y p łu k iw an ia kationów m etali z w ierzchnich poziom ów gleb bielicow ych.
W N IO SK I
1. Stw ierdzono isto tn y w pływ w ieloletniego naw ożenia gleby obor nikiem , jak i naw ozam i m in e raln y m i n a w zrost ogólnej zaw artości m agnezu, w apn ia i glinu oraz na zm niejszenie zaw artości żelaza i w y m iennego glinu.
wodow ało m ig rację kationów m etali. D otyczy to szczególnie gleby n a w ożonej siarczanem am onow ym , P K i nie naw ożonej, n ato m iast obornik ham ow ał w y p łu k iw an ie kationów m etali z poziom ów A y i A 2. W ysoka zaw artość fulw okw asów , h u m in i kationów m eta li w poziom ie В profilu glebow ego w sk azuje na udział fulw okw asów w m ig racji kationów m etali, zwłaszcza w glebach kw aśnych.
L IT E R A T U R A
[1] A l e k s a n d r o w a L. N.: P ro cesy w z a im o d ie jstw ija h u m u so w y ch w ie s z - czestw z m in eraln oj czastju p oczw y. P o czw o w ied ien ., nr 9, 1954.
[2] A n t i p o w - K a r a t a j e w N. J., C u r u p a J. G.: O form ach i u sło w ija ch m ig ra cji w ie sz c z e s tw w p oczw ien n om p rofile. P oczw o w ied ien ., nr 9, 1954. [3] A r i n u s z к i n a E. W.: R u k o w o d ztw o . po ch im iczesk o m u an alizu poczw .
J. N. N., 1961.
[4] A t k i n s o n H. J., W r i g h t J. R.: C helation and th e v e r tic a l m ev em en t of so il con stitu es. S o il S cien ce, v. 84, 1957, nr 1.
[5] B r o a d b e n t F. E., O t t J. В.: S oil m a tte r -m e ta l co m p lex es. I. F actors r e ten tio n of v a rio u s cations. S o il Sei., 1957, v. 83, nr 6.
[6] C h a n g C. W.: E ffe c t of lo n g -tim e crop p in g on so il p rop erties in n orth eastern N ew M exico. S o il Sei., 1950, v. 69.
[7] D u c h a u f o u r P.: Sur le role de la m a terie organ iq u e dans le p h en o m en es de le s siv a g e at de p od zolitation . C. A cad. Sei., 1957, T245.
[8] H a a s H. J., E v a n s C. E.: N itrogen and carbon ch an ges in great p lain s so il as in flu en ed by cropping and so il trea tm en ts. T ech n ica l B u llet., nr 1164, U S D ep a rtm en ts of A gric., 1957.
[9] H o r n e r K. , B u r k D., H o o v e r S. R.: P rep aration o f h u m ate iron other h u m ate m etals. P la n t P h y sio l., 9, 1934.
[10] H i l l - C o t t i n g h a m D. A.: S p ectrop h otom etric m ethod of a n a ly sis of ch ela te so lu tio n s and its ap p lication to th e stu d y o f iron ch ela tes in so ils and p lan ts. S o il Sei., 84, 1947, nr 1.
[И ] К h a n n a G. G., S t e v e n s o n F. J.: M eta lle-o rg a n ic co m p le x e s in soil. S o il Sei., 93, 1962, nr 5.
[12] K l e s z c z y c k i A., Ł a k o m i e ć I.: W p ływ w ie lo le tn ie g o n aw ożen ia na w ła śc iw o ś c i fiz y k o -ch em iczn e k w a só w h u m in o w y ch . R oczn. G leb. t. X V I, z. 1, s. 171.
[13] K o m o r n i c k i T.: O rganiczne poch od n e m in era łó w ila sty ch . R oczn. G lebozn., t. 7, 1958.
[14] K o n e c k a - B e t l e y K.: R o zm ieszczen ie w a p n ia i m agn ezu w p ro filu gleb w y tw o rzo n y ch z g lin y z w a ło w ej, jako jed en ze w sk a ź n ik ó w typ o lo g iczn y ch . R oczn. G lebozn., t. 1 2, 1962.
[15] K o n o n o w a M. M., A l e k s a n d r o w a I. W., T i t o w a N. A.: R o zło żen ije silik a to w o rg a n icze sk im i w ie sz c z e stw a m i p oczw y. P o czw o w ied ien ., 1964, nr 10. [16] Ł a k o m i e ć I.: W p ły w w ie lo le tn ie g o n a w o żen ia na skład zw ią zk ó w p ró ch
n ico w y ch w gleb ach b ielico w y ch . R oczn. G lebozn., t. X V I, z. 1, s. 131. [17] M a k s i m ó w A.: E lek tro filtra cja gleb . R oczn. N auk. R oln., 36, 1955, z. 1. [18] M a r c z e n k o Z.: O d czyn n ik i organ iczn e w a n a lizie n ieo rg a n iczn ej. W ar
szaw a, PW N , 1959.
[19] M o s k a l S.: G lin ru chom y w gleb ach k w a śn y ch i m etod y jego oznaczania. R oczn. G lebozn., t. 3, 1954, t. 4, 1955.
[20] M u s i e r o w i c z A., K o n e c k a - B e t l e y K. , H o i n k a I.: S tu d ia nad k o m p lek sem sorp cyjn ym i za w artością w n im k a tio n ó w w y m ie n n y c h w a ż n ie j szych gleb w oj. w a rsza w sk ieg o . R oczn. N a u k R oln., A -71-4, 1955.
[21] P o n o m a r i e w a W. W.: O roli h u m u so w y ch w ie sz c z e stw w ob razow an ji b u rych leśn y ch poczw . P o czw o w ied ien ., nr 12, 1962.
[22] R o s о с h а с к a J.: K w a sy o rto -h y d ro k sa m o w e i m o żliw o ści ich za sto so w a n ia w a n a lizie n ieorgan iczn ej. P raca doktorska, SGG W , 1963.
[23] R u s s e l E. J.: W arunki g leb o w e a w zro st roślin. PW R iL 1958.
[24] S c h n i t z e r M. , W r i g h t J. R.: N ote on th e e x tra ctio n of organic m atter th e h orizon В o f a podzol soil. Canad. J. A gric. Sei., 36, 1956.
[25] S o w d e n F. J., D e n e l H.: F ra ctio n a tio n o f fu lv ic acids from th e В h o rizon of podzol. S o il Sei., 91, 1961, nr 1.
[26] S t e v e n s o n J.: C arb on -n itrogen r ela tio n sh ip s in soils. S o il Sei., 8 8. 1959 r. [27] T i t o w a N. A.: Ż e le z o -h u m u so w y ie k o m p lek sy n iek otorych p oczw . P o c z w o
w ied ien ., 12, 1962. И. ЛАКОМЕЦ ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ КАТИОНОВ M g, Ca, Al и Fe в профиле подзолистой почвы Кафедра Общей Химии Варшавской Сельскохозяйственной Академии Р е з ю м е В результате ежегодного 40-летнего удобрения подзолистой почвы навозом или различ ными минеральными удобрениями проявилась дифференциация содержания кальция, магния, алюминия и железа в почвенном профиле. Удобрение почвы навозом повысило содержание валового и обменного кальция и магния и также валового алюминия в почвенном профиле. Одновременно наступило понижение содержания валового железа и обменного алюминия. Многолетнее удобрение почвы сульфатом аммония вызвало понижение общего содер жания катионов магния и кальция в обменной форме а повышение содержания валового и обменного алюминия. Удобрение почвы калийной солью и суперфосфатом в течение 40 лет привело к по вышению содержания обменных катионов кальция и магния и их общего содержания, однако общее содержание алюминйня поысилось в горизонте Ai а снизилось в горизонте Ä2, В и С Содержание обменных катионов алюминия уменьшилось в горизонте А\ но возросло в более глубоких горизонтах почвенного профиля. Удобрение в варианте РК вызвало падение со держания общего железа. Удобрение N PK вызвало повышение содержания валового кальция, алюминия и же леза вцелом почвенном профиле но известкование почвы (CaNPK) приводило к повышению со держания кальция а к понижению содержания остальных металлов в поверхностном горизон те. В почве варианта N PK и CaNPK не обнаружены обменные катионы алюминя. Установлено влияние удобрения на миграцию катионов метеллов из горизонтов А х и Аг в горизонт В почвенного профиля. Миграция катионов была более интенсивной в почвах с повышенной кислотностью (без навоза (N HO2SO4 РК) но подвергалась некоторому тор можению в почве варианта N PK и CaNPK. Удобрение почвы навозом замедляло миграцию катионов кальция и алюминия, но миграция катионов железа и магния приобрела большой размер.
Обращено внимание, что рост содержания фульвокислот в профиле почв разных вариан те з удобрения способствовал миграции катионов в горизонт В, а рост содержания гуминовых кислот и гуминов содействовал повышению поглащающей способности поверхностных го ризонтов почвенного профиля. Схема обсуждаемого опыта нодана в части 1. труда. I.' Ł A K O M IE Ć
EFFECT OF M A N Y -Y E A R S FER TILIZ ER TRE A TM EN T ON C O N TEN TS OF Mg, Ca, AI A N D Fe C A T IO N S IN PODZOLIC SO ILS
D e p a r tm e n t o f C h e m is tr y , W a r sa w A g r ic u ltu r a l U n iv e r s it y
S u m m a r y
C on tin u ou s an n u al trea tm en t o f p od zolic so ils at vSkierniewice w ith farm yard m anure and variou s m in era l fe r tiliz e r s d u rin g a 40-3'ear period caused d iffe r e n tia tio n of calciu m , m agn esiu m , alu m in iu m and iron con ten ts in th e so il p rofile. M anuring caused an in crea se of con ten ts of e x ch a n g ea b le and total calciu m and m agn esiu m , also an in crea se of to ta l a lu m in iu m in th e so il p ro file. C on cu rren tly d ecreased to ta l iron and e x ch a n g ea b le alu m in iu m .
The m a n y -y e a r trea tm en t w ith am onium su lp h a te brought about a red u ction of to ta l m a g n esiu m and calciu m con ten t and o f th eir e x ch a n g ea b le form s, a cco m panied by an in crea se o f e x c h a n g e a b le alu m in iu m .
40-year fe r tiliz a tio n w ith p otassiu m sa lts and su p erp h o sp h a tes raised th e co n te n ts of ex ch a n g ea b le and to ta l am ou n ts o f Ca and Mg, w h erea s to ta l alu m in iu m in crea sed in h orizon A v and d ecreased in horizon A 2, В and C. C on ten ts of ex c h a n g e a b le a lu m in iu m d eclin ed in horizon A l but in creased in th e d eep er h orizon s o f th e so il p rofile. PK trea tm en t of th e soil in d u ced a fa ll in total iron.
D ressin g w ith N PK brought about an in crea se in to ta l calciu m , alu m in iu m and iron co n ten ts, w h erea s lim in g (C aNPK ) e ffe c te d in th e su rface horizons an in crea se o f calciu m and a d ecrease of th e o th er m etals.
No e x ch a n g ea b le alu m in iu m cation s w ere fou n d in so il dress'ed w ith N PK and C aNPK .
In flu en ce of th e fe r tiliz e r trea tm en t on m e ta l cation s m ig ra tio n from h orizons
Al and A 2 to horizon В o f th e so il p ro file w a s ob serw ed . C ation m igration w a s m ore in te n se in so ils w ith acid rea ctio n (u n treated , (N H ^ S O *, PK ), b u t w as in h ib ited to som e e x te n t in so ils treated w ith N P K and C aN PK . F arm yard m a n u rin g restrain ed m igration of calciu m and alu m in iu m cation s, w h erea s th at of iron and m a g n esiu m cation s gained co n sid era b ly in m a g n itu d e in A t and В h o r i zons.
It w a s ob served th at in crea se o f fu lv ic acid s co n ten ts in so ils trea ted w ith variou s fe r tiliz e r s fa v o u red th e m ig ra tio n of cation s to В horizon, w h ile in crea se of hu m ic acids and h u m in s fa v o u red th e in crea se of e x ch a n g e cap acity in th e upper so il horizons.
