B O C Z N IK I G L E BO Z N A W C ZE T . X X IV , Z. 1, W A R SZ A W A 1973
ST A N ISŁ A W K O W A LIŃ SK I, JERZY DROZD, M IC HA Ł LIC ZN AR
ZM ODYFIKOW ANA M ETODA OZNACZANIA SK ŁAD U FR A K C Y JN EG O PRÓCH NICY W GLEBACH M IN E R A L N Y C H 1
K atedra G leb o zn a w stw a W SR w e W rocław iu K iero w n ik — prof. dr S. K ow aliń sk i
W STĘP
S ubstancje próchniczne w y stęp u ją w glebach m ineralnych na ogół w niew ielkich ilościach. Mimo to, ze w zględu na swój specyficzny cha rak ter, odgryw ają one dużą rolę w procesach glebo tw órczych i żyzności gleb. Dlatego też w ostatnich latach o b serw uje się zwiększone zain tereso w anie składem ilościowym i jakościow ym oraz n a tu rą zw iązków próch nicznych gleb należących do różnych jednostek system atycznych.
W badaniach składu frakcyjnego próchnicy gleb m ineralnych stosuje się różne sposoby analitycznego rozdziału, w śród k tó ry ch najbardziej roz pow szechnione są m etody T i u r i n a [6], K o n o n o w e j i B i e l c z i - k o w e j [3] oraz B o r a t y ń s k i e g o i W i l k a [1]. K ażda z ty ch m e tod, w zależności od celu badań, m a swoje dodatnie i u jem ne cechy. Szczegółową ch ara k te ry sty k ę porów naw czą powyższych m etod na tle uzy skanych w yników analiz podają w swej pracy K l e s z c z y c k i , K o z a k i e w i c z i Ł a k o m i e ć [2], którzy stw ierdzili, że w yniki składu fra k cyjnego próchnicy uzyskane różnym i m etodam i nie są w ogóle porów ny w alne.
M etoda T iu rina daje w praw dzie ory g in aln y obraz składu frakcyjnego próchnicy gleb różnych jednostek taksonom icznych, jest jed n ak długo trw ała i pracochłonna. Z tego w zględu jej zastosow anie w niektó ry ch p ra cow niach gleboznaw czo-chem icznych zostało znacznie ograniczone.
Szybka m etoda oznaczania składu próchnicy w edług Kononow ej i Biel- czikowej, mimo znacznej przew agi pod tym w zględem nad innym i m eto dami, nie pozw ala w pełni określić c h a ra k te ru w ystępu jących w glebie
1 Praca w yk on an a w ram ach tem atu fin a n so w a n eg o przez K om itet G leb ozn aw stw a i C hem ii R olnej PA N .
130 S. Kowaliński, J. Drozd, M. Licznar
połączeń. W yprow adzone przez w spom niane au to rk i w yliczenie z różnicy połączeń próchnicznych zw iązanych z Ca i niekrzem ianow ym i form am i R20 3 nie zn ajdu je często potw ierdzenia, gdyż niejed no krotn ie zaw artość połączeń w y ekstrah ow any ch 0,1 n NaOH przew yższa ilość połączeń w y ekstraho w an ych m ieszaniną 0,1 m N a4P 20 7 + 0,1 n NaOH. Pow yższy fak t spraw ia, że ścisłe w yliczanie połączeń próchnicznych zw iązanych z Ca lub n iektó ry m i form am i R 20 3 jest w p rak ty ce tru d n e do przeprow adzenia. Dlatego też m etoda K ononow ej i Bielczikowej nie odegrała dotychczas w iodącej roli w badaniach porów naw czych składu frakcyjnego próchnicy w glebach zróżnicow anych typologicznie.
M etoda B oratyńskiego i W ilka, zalecająca w yczerp ującą ekstrakcję ko lejno n astępu jący m i po sobie roztw oram i, jest rów nież pracochłonna i dość uciążliw a do celów porów naw czych składu frakcyjnego połączeń próch nicznych. Rów nież m om ent zakończenia ek strak cji jest niekiedy tru d n y do uchw ycenia, szczególnie przy zastosow aniu ro ztw o ru p irofosforanu sodowego. Z tego też w zględu w y niki uzyskane naw et przy zastosow aniu jednej m etody nie o kreślającej ściśle ilości ek stra k tó w nie są ze sobą porów nyw alne.
M ETODA I OBIEKTY B A D A Ń
Na obecnym etapie badań nad próchnicą konieczne jest przyjęcie ja kiejś uproszczonej m etody, k tó ra b y pozw oliła stosunkow o szybko określić skład fra k c y jn y zw iązków próchnicznych gleb różnych jednostek tak so nom icznych. M etoda tak a pow inna rów nież określić jednoznacznie sposób i ilość ekstraktów , aby uzyskane w yniki m ogły być ze sobą porów nyw alne w każdych w aru n k ach i p rzy d atn e do ogólnej c h a ra k te ry sty k i substancji organicznej gleb w ujęciu profilow ym . Dlatego też, o p ierając się na k ry tycznych uw agach różnych autorów [2, 4, 5, 7, 8] co do przydatności poszczególnych m etod analitycznych, ja k i na w łasnych spostrzeżeniach, rozpoczęto w K atedrze G leboznaw stw a W SR w e W rocław iu bad an ia nad u staleniem praktycznej m etody frakcjonow ania zw iązków próchnicznych z gleb m ineralnych. W ykorzystując istniejące m etody frakcjonow ania zw iązków próchnicznych, zaproponow ano zm odyfikow any tok analizy frakcjonow anej w edług przedstaw ionego sch em atu (rys. 1).
Biorąc pod uwagę, że w składzie frak cy jn y m zw iązków próchnicznych poszczególne frak cje są ze sobą w zajem nie zw iązane i oddziałują na pozo stałe właściwości gleby w sposób kom pleksow y, obliczono w edług w zoru Schönhalsa sy n tetyczne w skaźniki rozpuszczalności zw iązków próchnicz nych:
I — uw zględniające w szystkie frak cje próchnicy glebow ej,
II — w yłączające С b itum inów i С w ydzielony 0,5n H 2S 0 4, k tó re w y rażone jednoliczbow o m ogą być lepiej w y korzystane przy badaniach po rów naw czych niż analiza poszczególnych frakcji.
R ys. 1. S ch em a t zm o d y fik o w a n ej m etod y an a lizy sk ład u fra k cy jn eg o p róch n icy w gleb ach m in eraln ych
S ch em e of th e m o d ified a n a ly sis m eth od of th e fra ctio n a l h um us com p osition in m in eral so ils P ró b k a g le b y С ogółem o zn aczo n y S o i l sam ple С t o t a l d e te rm in e d _____________ УС_____________ Z w ią z k i b itu m ic z n e E k s t r a k c j a alk o h o le m i benzenem / 1 : 1 / . С w y lic z o n y B itum ens E x t r a c t i o n i n a lc o h o l and b e n ze n / 1 : 1 / . С c a l c u l a t e d \/ _____________ Ж :_________ Z w ią z k i p ró c h n ic z n e w olne i lu ź n o ---zw iązan e z m in e r a ln ą c z ę ś c i ą
---Kwasy huminowe g le b y / f r a k c j a I / Kwasy fulwowe
С o zn äczo n y Humus f r a c t i o n f r e e and l o o s e l y С w y lic z o n y
Bumie a c i d s « --- ' boÄ j £ S / f r l c t i o n l / * r u l v i c aci<äs
С d e te rm in e d l ë s S Ü S c j l 0 Д п ^ а ° Р 20^ С c a l c u l a t e d
-С o zn aczo n y - -С d e te rm in e d ¥_____________ Z w ią z k i p ró c h n ic z n e s ła b o zw iązane
r - i z m in e ra ln ą c z ę ś c i ą g l e b y ' _________________
Kwasy huminowe / f r a k c j a I I / Kwasy fulwowe
С o zn aczo n y ^ Humus f r a c t i o n w eak ly bounded w ith ^ c v.-yliczony
Kumic a c i d s ^ m in e ra l s o i l s u b s ta n c e s ^ F u l v i c a c i d s С d e te rm in e d / f r a c t i o n I I / . E k s t r a k c j a c c a l c u l a t e d 0,1m Na^PpOn + 0 , l n IśaOK С ozn aczo n y - С d e te rm in e d _____________ îk_____________ Z w ią z k i p ró c h n ic z n e ś r e d n i o --- z w iązan e z m in e ra ln ą c z ę ś c i ą g le b y
---Kwasy huminowe / f r a k c j a I I I / Kwasy f u l v/owe
С o zn aczo n y ^ Humus f r a c t i o n medium s t r o n g l y v С w y lic z o n y
Humic a c i d s ^ bounded w ith m in e ra l s o i l s u b s ta n c e s --- у F u l v i c -a c id s
С d e te rm in e d / f r a c t i o n I I I / c c a l c u l a t e d _________________ E k s t r a k c j a 0 , l n KaOH _________ С o zn aczo n y - С d e te rm in e d _____________ ж____________ _ R o zk ład kompleksów o r g a n ic z n o - - m i n e r a ln y c h D e co m p o sitio n o f o r g a n ic - m in e r a l c om plexes E k s t r a k c j a 0 ,5 n HpSO^ С ozn aczo n y С d e te rm in e d _____________ Ж_____________ Z w ią z k i p ró c h n ic z n e s i l n i e --- zw iazane z m in e ra ln a c z ę ś c i ą g l e b y
---Kwasy huminowe ‘ / f r a k c j a IV / Kwasy fulwov.e
С o z n aczo n y ^ Humus f r a c t i o n s t r o n g l y bounded v c w y l-^ z o n y
Humic a c i d s \ w ith m in e ra l s o i l s u b s ta n c e s 7 F u l v i c a c i d s С d e te rm in e d / f r a c t i o n IV / С c a l c u l a t e d _________ E k s t r a k c j a 0 , l n KaOH С o zn aczo n y - С d e te rm in e d _____________ Y_____________ P o z o s ta ł o ś ć po e k s t r a k c j i С n i e h y d r o l i ż u j ą c y ozn aczo n y R e s id u e s a f t e r e x t r a c t i o n С non - h y d r o l i z in g d e te rm in e d
132 S. Kowaliński, J. Drozd, M. Licznar
Do szczegółowej ch a ra k te ry sty k i związków próchnicznych w uzyska nych frakcjach m ożna oznaczać:
— stosunek kw asów hum inow ych do fulw ow ych dla każdego rozpusz czalnika,
— stosunek kw asów hum inow ych do fulw ow ych dla całości w y e k stra how anego węgla.
W proponow anym schem acie analizy zastosowano stosunek gleby do rozpuszczalnika jak 1 : 10. Zostało to podyktow ane możliwością uzyskania w iększej objętości e k stra k tu potrzebnego do oznaczenia w ym ienionych w skaźników oraz zw iększenia ilości wydzielonego węgla, k tó ra może przejść do roztw oru.
Spraw dzenie m etody przeprow adzono na czterech próbkach gleb z po ziomów próchnicznych, rep rezen tu jący ch n astępujące ty p y genetyczne:
— glebę pseudobielicow ą w ytw orzoną z lessów, — glebę b ru n a tn ą w ytw orzoną z lessów,
— czarnoziem zdegradow any w ytw orzony z lessów,
— rędzinę m ieszaną b ru n a tn ą w ytw orzoną z w apienia triasow ego. N iektóre właściwości fizyczne, chem iczne i fizykochem iczne badanych p róbek przedstaw iono w tab. 1 i 2.
Skład frak cy jn y próchnicy w edług proponow anego schem atu oznaczo no w dwóch w arian tach ekstrakcji (tab. 3):
— jednorazow a ek strak cja danym rozpuszczalnikiem , — d w u kro tna ekstrakcja danym rozpuszczalnikiem .
W celu spraw dzenia przydatności uproszczonej m etody oznaczania sk ła du frakcyjnego próchnicy glebowej w ujęciu profilow ym zbadano dodat kowo skład frak cy jn y w dwóch p rofilach gleb bielicow ych w ytw orzonych:
— z piasku luźnego,
— z u tw o ru pyłowego ilastego.
W ażniejsze właściwości m ikrom orfologiczne niektórych poziomów ge netycznych badanych gleb przed staw iają rys. 2-11. N atom iast właściwości fizyczne, chem iczne i fizykochem iczne przedstaw iono w tab. 4, a skład frak cy jn y związków próchnicznych w tab. 5.
OMÓW IENIE W YNIKÓW
Ja k w y nika z tab. 3, przy zastosow aniu jednorazow ej ek strakcji n a j w iększą procentow ą zaw artość w olnych i luźno zw iązanych połączeń próchnicznych, w ydzielonych 0 ,ln N a4P 20 7 (frakcja I), oznaczono w glebie pseudobielicow ej, a najniższą w rędzinie. We frakcji tej, z w y jątk iem próbki czarnoziem u zdegradow anego, gdzie stosunek Ckh/Ckf jest wyższy od jedności, przew ażają kw asy fulw owe.
Rys. 2. M ikrom orfologia gleby b ielico w ej w y tw orzon ej z piasku luźnego. P oziom A u
g łębokość próbki 5-18 cm. R esztki roślin n e siln ie zh u m ifik o w a n e oraz ek strem en ty próchniczne. N a n iektórych ziarnach kw arcu ten d en cja do tw orzen ia się m ikroagre-
gatów próchnicznych. P o w ięk szen ie ok. 38 X a — bez a n a liz a to ra , b — z a n a liz a to re m
M icrom orphology of podzolic soil develop ed of loose sand. horizon, sam p le depth 5-18 cm. S tron gly h u m ified p la n t resid u es and hum us ex crem en ts. On som e quartz grains a ten d en cy to form ing hum us m icroaggregates is visib le. E n largem ent
about 38 X
Rys. o. M ikrom ort'ologia gleb y b ielicow ej w ytw orzon ej z piasku luźnego. P oziom A 2, głębokość próbki 25-35 cm. Proces elu w ia ln y siln ie w yrażony. Brak su b stan cji próch- nicznej. Ziarna m in eraln e pozb aw ion e otoczek zw ią zk ó w próchnicznych i żelazisto-
-próchnicznych. P o w ięk szen ie ok. 38 X a — bez a n a liz a to ra , b — z a n a liz a to re m
M icrom orphology of podzolic soil d evelop ed of loose sand. A 2 horizon, sam p le depth 25-35 cm. Illu v ia l process strongly m arked. Lack of hum us substances. M ineral grains
deprived of m em bram es of hum us and ferru s-h u m u s com pound a — w ith o u t a n a ly z e r, b — w ith a n a ly z e r
Rys. 4. M ikrom orfologia gleb y b ielico w ej w ytw orzon ej z piasku luźnego. P oziom B/,, głęb ok ość próbki 40-62 cm. W idoczne w y ra źn ie otoczki su b stan cji próchnicznej i zw ią zk ó w p róch n iczn o-żelazistych w o k ó ł ziarn m ineraln ych . P o w ię k sz e n ie ok. 38 X
a — bez a n a liz a to ra , b — z a n a liz a to re m
M icrom orphology of podzolic soil d eveloped of loose sand. В/, horizon, sam p le depth 40-62 cm. D istin ctly v isib le coatings of hum us su b stan ce and of ferrou s-h u m u s
com pounds around m in eral grains. E nlargem ent about 38 X a — w ith o u t a n a ly z e r, t> — w ith a n a ly z e r
Rys. 5. M ikrom orfologia gleb y b ielicow ej w y tw orzon ej z piasku luźnego. P oziom B/,, głęb ok ość 40-62 cm. P o w ięk szo n y fragm en t poziom u ilu w ia ln eg o . K oron k ow e otoczki zw ią zk ó w p róchnicznych i żelazisto-p róch n iczn ych w y ra źn ie w id oczn e w o k ó ł ziarn m ineraln ych . W ytrącone zw iązk i p róchniczne w y k a zu ją m ikroagregaty I i II rzędu.
P o w ięk szen ie ok. 100 X a — bez a n a liz a to ra , b — z a n a liz a to re m
M icrom orphology of p odzolic so il d evelop ed of loose sand. В/, horizon, depth 40-62 cm. E nlarged fragm en t of illu v ia l horizon. L acelik e coatings of hum us and ferrou s-h u m u s com pounds d istin ctly v is ib le around m in eral grains. P recip itated hum us com pounds
sh o w m icroaggregates of th e 1st and U nd order. E n largem en t about 100 X a — w ith o u t a n a ly z e r, b — w ith a n a ly z e r
Rys. 6. M ikrom orfologia gleb y b ielico w ej w ytw orzon ej z piasku luźnego. P oziom
BhFe, głębokość próbki 65-78 cm. C ienkie otoczki żela zisto -p ró ch n iczn e n ie w y k a zu jące koronkow ego układu w o k ó ł ziarn kw arcu. P o w ięk szen ie ok. 38 X
a — b ez a n a liz a to ra , b — z a n a liz a to re m
M icrom orphology of podzolic so il d evelop ed of loose sand. B /,fe horizon, sam p le depth 65-78 cm. T hin ferrou s-coatin gs w ith o u t la c e lik e arrangem ent around quartz grains.
E nlargem ent about 38 X a — w ith o u t a n a ly z e r, b — w ith a n a ly z e r
Rys. 7. M ikrom orfologia gleb y b ielicow ej w ytw orzon ej z utw oru p yłow ego ilastego. P oziom A u głębokość próbki 0-5 cm. F ragm ent resztek roślin n ych o b udow ie k o m ó r kow ej oraz siln ie rozdrobnione form y zm um ifikow anej su b stan cji organicznej. N ie które ziarna m in eraln e p ozb aw ion e otoczek su b stan cji pigm en tu jących . P o w ięk szen ie
ok. 100 X
a — bez a n a liz a to ra , b — z a n a liz a to re m
M icrom orphology of podzolic soil d evelop ed of clayey silty form ation. A x horizon, sam p le depth 0-5 cm. F ragm ent of plant residues w ith cellu lar structure and strongly disintegrated form s of h u m ified organic m atter. Som e m in eral grains are deprived
of coatings of p igm en tin g substances. E nlargem ent about 100 X a — w ith o u t a n a ly z e r, b — w ith a n a ly z e r
Rys. 8. M ikrom orfologia gleby b ielicow ej w ytw orzon ej z utw oru p yłow ego ilastego. P oziom B/,, głębokość próbki 45-50 cm. A rg illa -sk el-v o sep ic. S ubstancja organiczno- -m in era ln a siln ie rozproszona; drobne pory w y sy co n e zw iązk am i próchnicznym i i p o
łączeniam i ila sto -żela zisty m i. P o w ięk szen ie ok. 100 X a — bez a n a liz a to ra , b — z a n a liz a to re m
M icrom orphology of podzolic so il develop ed of clayey silty form ation. Bh horizon, sam p le depth 45-50 cm. A rg illa -sk el-v o sep ic. S trongly d issipated organ ic-m in eral su b stan ce; fin e pores saturated w ith hum us and clayey-ferrou s com pounds. E nlarge
m en t about 100 X
Rys. 9. M ikrom orfologia gleb y b ielicow ej w y tw orzon ej z utw oru p yłow ego ilastego. P oziom Bh, głębokość próbki 44-50 cm. P lazm a typu vosep ic dobrze w yrażona. Pora w y p ełn io n a su b stan cją ila sto -żela zistą o ch arak terystyczn ym w a rstw o w a n y m u k ła
dzie. L ok aln e nagrom adzenie zw ią zk ó w próchnicznych. P o w ięk szen ie ok. 120 X
a — b e z a n a l i z a t o r a , b — z a n a l i z a t o r e m
M icrom orphology of p odzolic d evelop ed of cla y ey silty form ation . В/, horizon, sam p le depth 44-50 cm. P lasm a of vosep ic type, d istin ctly m arked. A pors fille d w ith clayey-ferrou s su b stan ce w ith characteristic stra tified arrangem ent. L ocal accu
m u lation of hum us com pounds. E nlargem en t about 120 X
Rys. 10. M ikrom orfologia gleb y b ielicow ej w ytw orzon ej z utw oru p yłow ego ilastego. P oziom B/C, głębokość próbki 75-85 cm. In ten sy w n e nagrom ad zen ie zw ią zk ó w orga- niczn o-m in eraln ych otaczających detrytus m ineralny. N iek tóre z n ich tw orzą n iere
gularne form y konkrecyjne. P o w ięk szen ie ok. 100 X
a — b e z a n a l i z a t o r a , b — z a n a l i z a t o r e m
M icrom orphology of podzolic soil d eveloped of clayey silty form ation. B/C horizon, sam p le depth 75-85 cm. In ten siv e accu m u lation of o r g a n ic-m in er a l com pounds su r rounding m in eral detritus. Som e of them occur in irregular concretion form s. E n
largem en t about 100 X
Rys. 11. M ikrom orfologia gleb y b ielico w ej w ytw orzon ej z utw oru pyłow ego ilastego. P oziom C, głębokość próbki 100-110 cm. P lazm a typu sk el-la ttisep ic ze śladam i v o se- picu. M iędzy ziarnam i detrytusu m in eraln ego w y stęp u ją su b stan cje ila sto -żela ziste
o r a z c z a r n e sk u p ien ia p o ł ą c z e ń o r g a n i c z n o - m i n e r a l n y c h . P o w i ę k s z e n i e o k . 100 X a — bez a n a liz a to ra . b — z a n a liz a to re m
M icrom orphology of podzolic soil d evelop ed of cla y ey silty form ation. С horizon, sam p le depth 100-110 cm. P lasm a of sk e l-la ttise p ic type w ith v osep ic traces. B etw een grains of m in eral d etritus there occur cla y ey -ferro u s su b stan ces and black aggregates
of organ ic-m in eral com pounds. E nlargem ent about 100 X a — w ith o u t a n a ly z e r, b — w ith a n a ly z e r
T a b e l a 1
Skład mechaniczny badanych próbek gleb z poziomu A]_ j Mechanical composition of investigated so il samples from the A-^ horizon
• t Nr p r ó b k i i t y p g le b y Sample No. and s o i l 't y p e
S z k i e l e t S k e le to n P ro ce n to w a z a w a rto ś ć f r a k c j i o 0 w P e r c e n t o f f r a c t i o n s w ith th e d ia m e te r mm i n mm: m e c h an ic z n a G rupa u tw o ru glebow ego M ec h a n ic al g ro u p o f s o i l f o r m a t io n p a r t i c l e s 1 mm % 1 - 0 , 5 - 0 ,2 5 - 0 , 1 - 0 ,0 5 - 0 ,0 2 - 0, 005-< 0 , 0 0 2 suma f ç a k c j i sum o f f r a c t i o n s 0 ,5 0 ,2 5 0 ,1 0 ,0 5 0 ,0 2 0,005 0 ,0 0 2 0 , 1 -0 ,-0 2 < 0 , 0 2 1 . G leb a p s e u d o b ie lić o w a P s e u d o p o d z o lic loam 0 ,0 0 ,2 0 ,2 0 ,6 1 8 ,0 42 23 8 8 6 0 ,0 39 p y ł i l a s t y c la y e y s i l t 2 . G le b a b r u n a tn a Brown s o i l 0 ,5 1 ,0 1 ,5 2 ,5 1 5 ,2 50 21 8 13 5 3 ,2 42 p y ł i l a s t y c la y e y s i l t 3 . C zarnoziem zdegradow any
D eg rad ed chernozem o ro 0 ,1 0 ,1 0 ,1 1 2 ,7 41 24 6 16 5 3 ,7 46 p y ł i l a s t y c la y e y s i l t 4‘. R ęd z in a R en d zin a s o i l 7 ,2 1 1 ,6 1 5 ,4 1 8 ,5 9 ,5 7 10 13 15 1 6 ,5 38 g l i n a ś r e d n i a medium loam T a b e l a 2 W ła śc iw o śc i fiz y k o c h e m ic z n e i chem iczne b a d an y ch p ró b e k g le b z poziom u A^
P h y s ic o -c h e m ic a l and c h e m ic a l p r o p e r t i e s o f i n v e s t i g a t e d s o i l sam p les from th e A-^ h o riz o n W ła śc iw o śc i s o rp c y jn e - S o r p tio n p r o p e r t i e s . Kr p ró b k i i t y p g le b y
Sample No. and s o i l ty p e
p n CaCO^ k a t i o n y m e ta lic z n e m e t a l l i c c a t i o n s Hh S T V С N CîN h2o KC1 % Ca Mg К Na m e/100 g g le b y - m e/100 g o f s o i l * 1 . G leb a p s e u d o b ie lić o w a P s e u d o p o d z o lic loam 4 .1 3 ,3 0 ,0 0 ,7 5 0 ,6 0 0 ,2 6 ' 0 ,0 6 1 ^ ,5 7 1 ,6 7 1 6 ,2 4 1 0 ,2 3 ,6 9 5 0 ,2 2 2 1 6 ,6 2 2 . G leb a b r u n a tn a Brown s o i l 6 ,7 6 ,0 0 ,0 9 ,1 0 1 ,9 5 0 ,4 6 0 ,2 3 2 ,7 1 1 1 ,7 4 1 4 ,4 5 7 9 ,4 1 ,4 2 3 0 ,1 4 6 9 ,7 5
3* C zarnoziem zdegradow any
D eg rad ed chernozem 7 ,2 6 ,1 0 ,0 9 ,9 0 2 ,3 0 0 ,3 5 0 ,1 7 2 ,0 6 12,72 1 4 ,7 8 8 6 ,1 1 ,5 3 2 0,152 1 0 ,0 8 4 . R ę d z in a - R en d zin a s o i l 7 ,7 7 ,2 0 ,3 3 1 0 ,0 8 1 ,6 8 0 ,3 2 0 ,0 7 0 ,5 6 1 2 ,1 5 1 2 ,7 1 9 5 ,6 1 ,4 7 5 0 ,1 5 7 9 ,3 9 Z m o d y fi k o w a n e o z n a c z a n ie fr a k c ji p r ó c h n ic z n y c h
2 k la d f r a k c y jn y p ró c h n ic y z j.oziomôv/ badanych typów g le b /w ,i> 0 o.jółen;/
F r a c t i o n a l с с к. p o s i t i o n o f humus fro::i A1 h o riz o n s o f th e s o i l k i;x :s i n v e s t i g a t e d / i r : o f i c i a l Z f
T a b e l a 3 с W skaźniki Kr p ró b k i •я •> a о Д о Ц r. w y d z ielo n y o , i n r:a^P2o? C i s o l a t e d by 0 .1 n w y d zielo n y o .im ::а^Р2о7 + 0 , In I.TaOH с i s o l a t e d bv o .im ::a4i v o 7+ O .lr. î.aü:i' Q w y d z ielo n y 0 , In NaOH С i s o l a t e d bv O .ln .\!aO!i -\k .vj : ::: . с w y d zielo n y и , 1 г. :.aO:i i s o l a t e d bv O .lr: :.a0H >i О f l "j а й 2 3 li о о • > ■р ro zv .u sz- с z a l n o j c i związków ..o ü " i i i t y i : : ,i e xe s o f hur.us 1 ty p Gleby Sample Ко. and s o i l ty p e n г.: О rH л о V- о О -P о c° •н é .O p •H о fr. п 3 2 2 $ C! * £ 3
1
о A ? l " 3 H * 1 ' ■ -A A fHО A ? h и 10 •V § P i p3.?, ■■MО Я Р lA l/\ О о ОО □ •o -P S?> о 'U .q-Hо Ü о O V % .4 о Я ? ■â ?, z г i) •Й с1:о ïl ~ о ' О *-чо ч О -Р Ą * - MTrz; • z a s to s o w a n iu ji •dnokrotnc j el: s t гг kc j i danymi г o zpu s z c z a i n i kiom At s i n g l e e x t r a c t i o n w ith th e r i v e n s o lv e n t
1 G loba p s e u d o b ie lic o w a
P s e u d o p o d z o lic s o i l 5 ,095 4 ,6 0 1 5 ,3 8 7 ,0 3 0 ,8 4 1 7 ,5 3 8 ,7 4 0,99 6 , 24 3 ,4 ? 1,25 1 ,60 3 ,7 9 2 ,5 7 2 ,1 1 5 3 ,4 4 102,53 1 ,0 3 4 1 ,3 4 5 ,4 2 G le La b r u n a tn a
Brown s o i l 1,425 2 , GO 9 ,3 0 4 ,0 2 0,70 16,19 9,22 1,3 2 8 ,9 7 5 ,7 2 1 ,7 6 2 ,8 9 7 ,0 8 5 ,47 3 ,4 0 54 ,5 2 102,05 1,40 33,7 41 ,9
3 С zarn o ziera z oe^radow any
D egraded chernozem 1,552 1 ,3 7 0 ,4 8 4 ,6 6 1,22 20,21 1 3 ,6 4 2 ,0 3 10,53 6 ,9 1 l , v ! 2,10 10, o S’, оз 3 ,6 5 49 ,3 7 10..’, 7 9 2,05 4 0 ,0 4 5 ,0 4 R ęd z in a R ^ n cz in a s o i l 1,475 9 ,4 9 7 ,6 1 3 ,4 0 0 ,8 3 1 2 ,6 0 7 ,7 5 1 ,5 8 6 ,5 3 4 ,5 2 1 ,9 5 2 ,1 8 5 ,9 2 4 ,7 7 4 ,1 4 57 ,0 2 101,41 1,6 5 5 9 ,6 3 5 ,4 P rzy z a sto s o w a n iu d v /u k ro tn ej e k s t r a k c j i аапуъ ro z p u s z c z a ln ik ie m At tw o f o ld e x t r a c t i o n w ith the g iv e n s o lv e n t 1 G loba p s e u d o b ie lic o w a P s e u d o p o d z o lic s o i l 3,6 9 5 4 ,6 0 20 ,3 7 9 ,7 1 0 ,9 1 1 6 ,5 7 7 ,8 1 0 ,8 9 5 ,3 1 4 ,1 2 2 ,4 3 0 ,6 1 3 ,4 6 1 ,5 8 0 ,8 4 4 3 ,7 4 1 00,16 1,014 5 ,4 4 3 ,2 2 G leba b ru n a tn a Brown s o i l 1,423 2 ,6 0 11,883 ,0 6 2,112 1 ,7 9 1 1 ,5 9 1 ,1 4 8,866 ,7 7 3 ,2 0 0 ,8 5 5,9 7 3 ,8 9 1 ,3 7 4 6 ,7 0 9 8 ,6 7 1,67 4 2 ,2 4 6 ,4
3 C zarnoziem zdegradow any
D egraded chernozem 1,532 1,3 7 1 1 ,2 4 3 ,3 2 2 ,8 5 2 5 ,5 5 1 6,71 1,0 9 9 ,44 7 ,9 1 5,1 7 0 ,5 9 8 ,8 2 6 ,8 5 3 ,4 8 4 2 ,1 6 9 9 ,1 7 2 ,6 1 43 ,4 49 ,3 4 R ęd z in a R en d zin a s o i l 1,475 9 ,4 9 8 ,6 5 6,002 ,2 6 1 5 ,7 8 9 ,7 3 1 ,6 1 6 ,7 4 5 ,1 2 3 ,1 6 0 ,7 2 5 ,5 6 3 ,7 6 2 ,0 8 5 5 ,0 6 100,002 ,0 5 4 1 ,5 58,1 13 4 S . K o w a li ń sk i, J. D r o z d , M . Lii
Zm odyfikowane oznaczanie frakcji próchnicznych 135
W m ieszaninie 0 ,lm N a4P 20 7 + 0 ,ln NaOH (frakcja II) rów nież n a j m niej węgla wydzielono w rędzinie, n atom iast najw ięcej tej frak cji znale ziono w próbce z czarnoziem u zdegradow anego. P rocentow a zaw artość frak cji słabo zw iązanej z m asą m in eraln ą gleby we w szystkich próbkach jest w iększa od ilości związków próchnicznych rozpuszczalnych w sam ym roztw orze pirofosforanu sodu. We frak cji tej stw ierdzono rów nież w iększy udział kw asów hum inow ych, o czym św iadczy wyższy stosunek Ckh/Ckf. Z aw artość frak cji zw iązków próchnicznych średnio zw iązanych z m ine raln ą częścią gleby, w y ekstrah o w any ch 0 ,ln NaOH (frakcja III) jest w b a danych próbkach niew ielka. N ajw iększa ilość tej frak cji znajd uje się w czarnoziem ie zdegradow anym . P rzew ażają w niej kw asy hum inow e nad fulw okw asam i. N aw et w próbce pseudobielicow ej om aw iany stosunek w y nosi 1,25, n atom iast w glebie b ru n atn e j — 1,76, a w próbkach czarnoziem u zdegradow anego i rędziny jest zbliżony do 2,0.
Zw iązki próchniczne silnie zw iązane z m in eraln ą częścią gleby (frakcja IV) zostały w ydzielone w proponow anej m etodzie 0 ,ln NaOH i oznaczone po rozbiciu kom pleksów organiczno-m ineralnych 0,5n H 2S 0 4. W b adanych próbkach stw ierdzono różną procentow ą zaw artość tej frakcji, której ilość zależy od ty p u genetycznego gleby. N ajw ięcej tej frak cji (10%) stw ie r dzono w próbce czarnoziem u zdegradow anego, a najm niej (4%) w glebie pseudobielicow ej. W om aw ianej frak cji zdecydow anie dom inują kw asy hum inow e. S tosunek Ckh/Ckf jest w ysoki i n aw et w glebie pseudobielico wej przekracza w artość 2,0, w rędzinie w ynosi 4,14, a próbki z gleby b ru n atnej i czarnoziem u zdegradow anego zajm u ją stanow iska pośrednie.
Stosow any w a ria n t ek strakcji jednorazow ej w ydziela znaczne ilości węgla, gdyż С w pozostałości stanow i tylko ok. 50-60% w ęgla ogółem.
W badanych czterech próbkach glebow ych, rep rezen tu jący ch różne ty p y genetyczne gleb, stw ierdzono różnice nie tylko w stosunku Ckh/Ckf w poszczególnych rozpuszczalnikach, ale także w sum arycznym stosunku Ckh/Ckf. W glebie pseudobielicow ej stosunek te n w ynosi 1,0, w b ru n atn e j 1,4, w rędzinie 1,6, a w czarnoziem ie zdegradow anym 2,0. Obliczone w skaźniki rozpuszczalności zw iązków próchnicznych w ykazują, że n a j w iększą aktyw nością pod ty m w zględem odznaczają się gleby pseudobieli- cowe i czarnoziem zdegradow any, n astępnie gleba bru n atn a, a najm niejszą rozpuszczalność w ykazuje próchnica rędziny.
P rzy zastosow aniu dw ukrotnej ek strak cji określonym rozpuszczalni kiem, podobnie jak i przy ek strak cji jednorazow ej, najw ięcej w olnych i luźno zw iązanych połączeń próchnicznych z m in eraln ą częścią gleby (frakcja I) w ydzielono z gleby pseudobielicow ej, a najm niej z rędziny. We frak cji tej, z w y jątk iem próbki z gleby pseudobielicow ej, gdzie stosunek
136 S. Kowaliński, J. Drozd, M. Licznar
czy o ty m w ysoki stosunek Сkh/^kf, k tó ry w próbce czarnoziem u zdegrado w anego w ynosi ok. 2,8.
Zw iązków próchnicznych słabo zw iązanych z m asą m in eraln ą gleby (frakcja II) znaleziono najw ięcej, bo ok. 25% (w próbce czarnoziem u zde gradow anego). P róbki z pseudobielicy i ręd ziny zaw ierały praw ie id en tyczne w artości w ęgla tej frakcji. Różnią się one jednak m iędzy sobą udziałem kw asów hum inow ych, któ rych jest znacznie więcej w próbce rep rezen tu jącej rędzinę niż glebę pseudobielicow ą.
F rak cji połączeń średnio zw iązanych z m in eraln ą częścią gleby (frakcja III) stw ierdzono niew iele, bo 6-10% С ogółem. We frak cji tej jed n ak p rze w ażają kw asy hum inow e, a obliczony stosunek kw asów hum inow ych do fulw ow ych jest tu bardzo wysoki: od 2,4 w glebie bielicow ej do ok. 5 w czarnoziem ie zdegradow anym .
Jeszcze niższe w artości w ęgla w ydzielonego stw ierdzono w e frak cji silnie zw iązanej z m in eraln ą częścią gleby (frakcja IV). N ajw iększy pro cent tej frak cji stw ierdzono w czarnoziem ie zdegradow anym , a n a jm n ie j szy — w próbce z pseudobielicy. Stosując ekstrak cję dw u k ro tn ą jed nym rozpuszczalnikiem , podobnie jak i przy ekstrakcji jednorazow ej, stw ie r dzono zależności w ogólnym stosunku СкЬ/ С ^ } k tó ry jest zróżnicow any w zależności od ty p u genetycznego. N ajw yższy stosunek stw ierdzono w próbce z czarnoziem u zdegradow anego, a najniższy — w próbce re p re zentującej glebę pseudobielicow ą.
W skaźniki rozpuszczalności zw iązków próchnicznych przy zastosow a niu dw ukrotnej ekstrakcji w ykazu ją podobne tendencje, jak przy e k stra k cji jednorazow ej danym rozpuszczalnikiem .
E kstrak cja d w u krotna (rys. 2) przyczyniła się do zw iększenia pro cen to wego udziału w olnych i luźno zw iązanych zw iązków próchnicznych (frak cja I) we w szystkich analizow anych próbkach. W zrost ten był najw yższy w próbce gleby pseudobielicow ej i w ynosił około 5%.
Rów nież w grupie połączeń słabo zw iązanych z m in eraln ą częścią gle by (frakcja II) o bserw ujem y w niektóry ch próbkach w zrost zaw artości tej frak cji podczas stosow ania ek strak cji dw u k ro tnej. W yjątek stanow i tu próbka gleby pseudobielicow ej, w której w yniki są praw ie jednakow e w obu sposobach ekstrakcji. W pozostałych ek strak tach uzyskanych 0 ,ln NaOH przed i po kw aśnej hydrolizie (frakcja III i IV) sposób ekstrakcji praw ie nie zm ienia procentow ego udziału w ęgla w tych grupach połączeń.
P orów nując zaw artości w ęgla nie hydrolizującego m ożna stw ierdzić, że ek strakcja jednorazow a danym rozpuszczalnikiem ek stra h u je sum arycz nie m niej związków próchnicznych niż dw u k ro tn a ekstrakcja. Różnice te sięgają kilku procent.
Stosow anie jedno- i dw ukrotnej ek strak cji bardzo w yraźnie w pływ a
Zm odyfikowane oznaczanie frakcji próchnicznych 137
tach, jak na ich w artość sum aryczną. P odw ójna ek strak cja w badanych próbkach, z w y jątk iem gleby pseudobielicow ej, podw yższa w artość ogól nego stosunku Ckh/Ckf. W glebie pseudobielicow ej stosow ane w a ria n ty ek strak cji nie zm ieniają sto su n k u Ckh/Ckf (rys. 12).
Z w ykresów przedstaw ionych na rys. 12 widać, że przy ekstrak cji jed norazow ej zw iększa się stosunek Ckh/Ckf w m iarę stopnia zw iązania związ ków próchnicznych z m in eraln ą częścią gleby. Zupełnie odm ienny ch a ra k
-Pseudobielica-Pseudopodzo/ic soi/ Czarnoziem zdegradowany-Oegraded chernozem
Brunatna— B ro m soi! Rędzina - Ren dżina so i i
% С ogôfem °/o of totale
cm Chf
NdijPzOj Nœ4Pz07+Ncl0H NœOH HzSOy NaOH С niehydr.-Cnon hydro! NaHPzO? NajfPzO/Ha,OH NaOH HzSOif. NaOH Сniehydr.-Cnon hydrof.
Rys. 12. P orów n an ie składu frak cyjn ego zw ią zk ó w próchnicznych badanych gleb uzyskanych w w y n ik u jednorazow ej i d w ukrotnej ek strak cji danym rozpuszczal
n ik iem
1 — o g ó ln y s t o s u n e k C k h /C k f p r z y j e d n o r a z o w e j e k s t r a k c j i , 2 — s t o s u n e k C k h /C k j w p o s z c z e g ó ln y c h e k s t r a h e n t a c h p r z y j e d n o r a z o w e j e k s t r a k c j i , 3 — o g ó ln y s t o s u n e k C k h /C k f p r z y d w u k r o t n e j e k s t r a k c j i , 4 — s t o s u n e k C k h /C k j w p o s z c z e g ó l n y c h e k s t r a h e n t a c h p r z y d w u k r o t n e j
e k s t r a k c j i , 5 — e k s t r a k c j a j e d n o r a z o w a , 6 — e k s t r a k c j a d w u k r o t n a
C om parison of fraction al com position of hum us com pound of th e soils in v estig a ted obtained in co n seq u en ce of sin g le and double extraction w ith the giv en so lv en t
1 — g e n e r a l C k h /C k f r a t i o a t s in g le e x t r a c t i o n , 2 — С к}г/С к ^ r a t i o in p a r t i c u l a r e x t r a c l a n s a t s in g le e x t r a c t i o n , 3 — g e n e r a l C k h /C k f r a t i o a t d o u b l e e x t r a c t i o n , 4 — C k h /C k f r a t i o in p a r t i
c u l a r е х ^ а ^ а д э a t d o u b le e x t r a c t i o n , 5 — s in g le e x t r a c t i o n , 6 — d o u b le e x t r a c t i o n
te r om aw ianego stosunku m ożna zauw ażyć przy podw ójnej ekstrakcji. P o w oduje ona w zrost ilości kw asów hum inow ych we frak cji w olnych i luźno zw iązanych połączeń (frakcja I), a n astępnie zm niejszenie się ich w e fra k cji słabo zw iązanych zw iązków próchnicznych z m in eraln ą częścią gleby
138 S. Kowaliński, J. Drozd, M. Licznar
(frakcja II). W następnej grupie połączeń średnio zw iązanych (frakcja III) n astęp u je gw ałtow ny w zrost Ckh/Ckfy k tó ry znów obniża się przy następnej grupie połączeń próchnicznych, silnie zw iązanych z m in eraln ą częścią gleby (frakcja IV). W idzim y więc, że w w y n ik u podw ójnej ekstrakcji je d nym rozpuszczalnikiem przebieg krzyw ej stosunku Ckh/Ckf z dwom a m aksim am i może już w skazyw ać na w ystępow anie w toku ekstrakcji zja w iska tzw. sztucznej hum ifikacji.
Zastosow ane i om ówione wyżej w a ria n ty ekstrakcji posłużyły nam do w yboru jednego z nich do dalszych badań m etodycznych, już na profilach glebow ych. Zdecydowano się na pierw szy w ariant, wychodząc z założenia, że mimo nieznacznie m niejszej ilości (3-7%) w y ekstrahow anych zw iązków próchnicznych w tym w ariancie i pew nych różnic w procentow ym udziale poszczególnych grup połączeń w p orów naniu z podw ójną ek strak cją zysku jem y na czasie, skracając o połowę czas analizy oraz unikam y zjaw isk sztucznej hum ifikacji. Na korzyść tego w a ria n tu przem aw ia rów nież fakt, że różnice procentow ego udziału połączeń próchnicznych w y stę p u ją je d y nie w pierw szych dwóch frakcjach, gdy tym czasem pozostałe dwie g rupy połączeń średnio i silnie zw iązanych z m in eraln ą częścią gleby są praw ie jednakow e.
Dlatego też stosując ekstrakcję jednorazow ą zbadano skład frakcyjn y próchnicy glebowej w dwóch profilach gleb bielicow ych leśnych o od m iennym składzie m echanicznym w celu stw ierdzenia, czy proponow aną m etodą m ożna uchwycić zm iany zachodzące w poszczególnych poziom ach genetycznych.
Zastosow ana m etoda analizy składu frakcyjnego próchnicy w ujęciu profilow ym (tab. 5) pozwoliła na w ykazanie różnic w ilościowym i jakoś ciow ym zróżnicow aniu próchnicy w glebach w ytw orzonych z różnych utw orów m acierzystych. W badanych glebach bielicow ych w ykazano dużą ilość w olnych i luźno zw iązanych połączeń próchnicznych (frakcja I), w których przew ażają kw asy fulw ow e nad kw asam i hum inow ym i. P ro fi lowe rozm ieszczenie tych związków jest jed n ak różne. W profilu gleby bielicow ej w ytw orzonej z piasku luźnego jest najw ięcej frak cji I w pozio m ie B hFe, bo ok. 48%, gdy tym czasem w glebie w ytw orzonej z u tw o ru pyłowego ilastego najw ięcej tej frak cji zn ajdu je się w poziomie A 2 (ok.
26%).
N astępna g rupa połączeń próchnicznych słabo zw iązanych z m in eraln ą częścią gleby (frakcja II) stanow i rów nież pow ażny procentow y udział w składzie frak cy jn y m badanych gleb bielicow ych. F rak cja ta jest jedn ak jednakow o rozm ieszczona w obu profilach, w ykazując grom adzenie się w poziomie B h. W pro filu gleby bielicowej w ytw orzonej z piasku luźnego frak cja II stanow i w poziomie B h aż 54% С ogółem, gdy w glebie bielico wej w ytw orzonej z utw o ru pyłowego ilastego tylko ok. 26%. W glebie
• T a b e l a 4 N ie k t ó r e w ła ś c iw o ś c i b a d a n y ch g le b b ie l ic o w y c h Some p r o p e r t i e s o f p o d z o l i c s o i l s i n v e s t i g a t e d P o zi o m g e n e ty c z n y G e n e ti c h o ri z o n G łę b o k o ść p o b ra n ia p ró b k i Sa m p li n g d e p th c a S k ła d m echaniczny M ec h a n ic al c o m p o sitio n pH KC1 W ła śc iw o śc i s o rp c y jn e S o r p tio n p r o p e r t i e s С N C:N s z k ie le t s k e le to n p a r ti c le s 3 -1 m m , 7> p ro c e n to w a z aw a rto ść f r a k c j i 0 0 w mm p e r c e n t o f f r a c t i o n s w ith th e d ia m e te r i n mm: <\j 0 0 V IaJ Hh S T V j ^ rH 0 1 1Л ил C\J 0 0 1 ил C\J rH 0 0 0,1 -0 ,0 5 0 ,0 5 -0 ,0 2 OJ 01 ^ 0 Я. 0 0 0,0 0 5 -0 ,0 0 2 OJ00 0 V me/100 g g le b y me/100 g o f s o i l % %
1 . G leb a b ie lic o w a w ytw orzona z p ia s k u lu ź n e g o 1. P o d z o lic s o i l d e v e lo p e d o f lo o s e .san d
Ai 5 -1 3 0 ,4 7 ,3 49,5 3 7 ,2 1 0 5 0 0 5 3 ,6 3 ,7 3 0 3 ,7 3 0 0 ,2 9 9 0,030 1 0 ,0
A2 25-35 0 ,4 9 ,0 47,0 3 9 ,0 1 0 4 0 0 4 4 ,0 0 ,8 5 0 0 ,8 5 0 0 ,0 4 9 n . o . n . o .
»h 40-62 1 ,5 1 0 ,3 49,0 3 3 ,7 1 0 4 1 1 6 4 ,2 1 8 ,1 5 0 18 ,1 5 0 2 ,1 5 5 0 ,0 6 8 3 1 ,7
6 5-73 1 ,9 1 0 ,0 4 6 ,3 3 8 ,7 1 0 3 1 0 4 4 ,4 8 ,1 4 0 8 ,1 4 0 0 ,3 6 4 0 ,0 2 2 1 4 ,0
2 . G leba b ie lic o w a w ytw orzona z u tw oru pyłowego i l a s t e g o 2 . P o d z o lic s o i l d e v e lo p e d o f s i l t y c la y e y fo r m a tio n A1 0 -5 0 ,0 0 ,3 0 ,3 0 ,8 2 1 ,6 33 24 10 10 44 3 ,3 1 5 ,2 3 1 ,9 8 1 7 ,2 1 1 1 ,5 2 ,6 8 2 0 , i 4 6 1 8 ,4 a2 20-30 0 ,0 0 ,1 0 ,3 0 ,8 1 2 ,8 35 31 9 11 51 3 ,9 5 ,2 7 2 ,0 5 7 ,3 2 2 8 ,0 0 ,3 9 4 0 ,0 3 4 1 1 ,6 4 4-5 0 0 ,0 0 ,1 0 ,1 0 ,3 1 0 ,5 27 29 10 23 62 4 ,4 7 ,6 2 1 6 ,3 8 2 4 ,0 6 8 ,3 1 ,6 6 7 0 ,1 1 8 1 4 ,1 B/C 75-85 0 ,0 0 ,1 0 ,1 0 ,5 1 2 ,3 29 26 10 22 58 4 ,5 3 ,4 4 1 1 ,9 2 1 3 ,3 6 7 7 ,6 0 ,4 0 2 0 ,0 4 7 8 ,5 Z m o d y fi k o w a n e o z n a c z a n ie fr a k c ji p r ó c h n ic z n y c h 139
P ro filo w e z ró ż n ic o w a n ie skJradu f r a k c y jn e g o badanych g le b b ie lic o w y c h /w % С o gółem / F r a c t i o n a l c o m p o sitio n d i f f e r e n t a t i o n i n t h e p r o f i l e s o f t h e p o d z o lic s o i l s i n v e s t i g a t e d / i n % o f t o t a l С / T a b e l a 5 P o zi o m g e n e ty c z n y G e n e ti c h o ri z o n G łę b o k o ść p o b ra n ia p ró b k i S a m pl in g d e p th cm С o g ó łe m T o ta l С % С b it u m in Bit um en С С w yd zielo n y 0 , l n N a^P С i s o l a t e d by O .ln N8^ 2«^ С w y d z ielo n y 0, Im N a^P fly * 0 , l n NaOH С i s o l a t e d by 0. 1m Na^P20^+ O .l n NaOH С w y d zielo n y 0 , l n NaOH С i s o l a t e d by O .l n NaOH 8 % f "Й ,1л u~\ . № -H о о С w y d z ielo n y 0 , l n NaOH С i s o l a t e d by O .l n NaOH ? Я Я чН •H W гН О гЧ 3 Ü ф xi a àо О 25 у с o z n a c z o n e g o of С d e te rm in e d C kh o g ó ln y C kf 't 0 ‘t a l W sk aźn ik i ro z p u s z c z a l n o ś c i związków p ró c h n ic z n y c h S o l u b i l i t y in d e x e s o f humus compounds o g ó łe m to ta l k w a só w h u m in o w y c h of h u m ic a c id s 31 Й о lo ogó łe m to ta l k w aaó w h u m in o w y c h of h u m ic a c id s я я о lo ogó łe m to ta l k w a só w h u m in o w y c h of h u m ic a c id s щ я о | o ogó łe m to ta l kw a só w h u m in o w y c h of h u m ic a c id s Ą & о lo I I I
1 . G leba b ie lic o w a w ytw orzona z p ia s k u luźn eg o 1. P o d z o lic s o i l d e v elo p ed o f lo o s e sand
A1 5 -18 0,2 9 9 1 5 ,1 9 21,88 1 0 ,7 1 0 ,9 6 1 9 ,1 7 1 2 ,4 9 1 ,8 7 3 ,9 8 3 ,8 1 3 ,1 5 2 ,3 4 2 ,3 4 36,18 101,89 1 .5 4 5 7 ,1 4 7 ,8
; A2 25-35 0 ,0 4 9 n . o . n . o . n .o . n .o . n . o . n . o . n .o . n .o . n .o . n .o . n .o . n .o . n .o . n .o . п .о . n .o . n .o . n .o . n . o .
Bh 4 0-6 2 2,1 5 5 6 ,8 1 1 6 ,0 8 3 ,6 0 0 ,2 9 5 4 ,0 8 2 0 ,0 8 0 ,5 9 11,5 3 4 ,9 8 0,76 0 ,8 0 1 ,5 3 1,22 3 ,9 3 9 ,0 9 9 9 ,9 2 0 ,5 6 6 9 ,9 6 8 ,7
®b?e 65-78 0 ,3 6 4 1 ,8 1 48 ,4 3 9 ,5 8 0 ,2 5 3 9 ,9 5 8,12 0 ,2 6 3 ,2 6 2 ,3 3 2 ,5 0 2 ,1 4 0 ,6 3 0 ,5 2 4 ,7 3 5 ,2 4 10 1 ,4 6 0 ,2 9 7 5 ,6 83,6
2 . G leb a b ie lic o w a w ytw orzona z u tw o ru pyłow ego i l a s t e g o 2 . P o d z o lic s o i l d e v elo p ed o f s i l t y c la y e y fo r m a tio n
0 -5 2 ,6 8 2 9 ,4 1 1 8 ,9 4 5 ,5 9 0 ,4 2 1 8 ,8 5 8 ,0 9 0 ,7 5 6 ,7 1 3 ,1 8 1 ,2 6 1,70 3 ,8 9 1,72 0 ,7 9 4 1 ,5 2 101,02 0 ,6 2 5 0 ,7 4 7 ,9 *2 20-30 0 ,3 9 4 5 ,7 1 25,66 1 1 ,6 6 0 ,8 3 2 2 ,0 4 1 3 ,6 1 1 ,6 1 6 ,7 5 4 ,9 5 2 ,7 5 4 ,6 2 6 ,7 5 5 ,4 1 4 ,0 4 2 9 ,8 0 101,33 1 ,3 9 5 5 ,5 5 6 ,0 4 4-50 1,667 3 ,6 4 8 ,8 8 5 ,7 3 0 ,7 2 2 6 ,5 0 2 2 ,3 6 5 ,4 0 1 8 ,1 3 1 6 ,0 0 7 ,5 1 1 ,0 9 12,5 3 10 ,7 2 5 ,9 2 2 9 ,0 9 9 9 ,8 6 3 ,9 9 4 9 ,2 5 1 ,8 B/C 75-85 0,4 0 2 1 ,8 9 2 0 ,9 7 4 ,0 7 0 ,2 4 13 ,3 5 4 ,4 5 0 ,5 0 6 ,6 2 4 ,8 7 2 ,7 8 6 ,3 2 11 ,6 0 8 ,3 1 2 ,5 3 4 1 ,5 2 1 02,27 0 ,7 0 4 5 ,2 4 8 ,6 14 0 S . K o w a li ń sk i, J. D r o z d , M . L ic z n a r
Zm odyfikowane oznaczanie frakcji próchnicznych 141
w ytw orzonej z piasku luźnego w raz z głębokością profilu glebowego m a leje stosunek Ckh/Ckf, gdy w glebie pyłow ej jest w y raźny w zrost om aw ia nego stosunku w poziomie B h.
F rakcje połączeń średnio i silnie zw iązanych z m in eraln ą częścią gleby (frakcje III i IV) w p ro filu gleby bielicow ej w ytw orzonej z piask u luźnego stanow ią znikom ą część С ogółem. Zw iązki próchniczne średnio zw iązane (frakcja III) stanow ią ok. 3% w poziom ie В/,ре oraz 11% w poziomie B/,. Gleba ta zaw iera jeszcze niższe w artości, p raktycznie śladowe, w g ra nicach 2,3-0,6% frak cji silnie zw iązanych związków próchnicznych z m ine ralną częścią gleby (frakcja IV). W skład tej frakcji wchodzą bądź same kw asy hum inow e, jak to stw ierdzono w poziom ie A b bądź stanow ią one większość tej frakcji. S tosunek Ckh/Ckf jest tu zatem bardzo wysoki, co dowodzi szybkiego przem ieszczania się kw asów fulw ow ych do poziom u iluw ialnego tej gleby.
W glebie bielicow ej w ytw orzonej z u tw o ru pyłowego ilastego frakcje III i IV są liczniej reprezentow ane, przy czym obserw uje się w yraźne grom adzenie się ich w poziom ie iluw ialnym . We frakcjach ty ch dwóch grup połączeń próchnicznych zdecydow anie przew ażają kw asy hum inow e nad kw asam i fulw ow ym i. W iększem u grom adzeniu się frak cji próchnicz nych średnio i silnie zw iązanych z częścią m in eraln ą gleby (frakcja III i IV) sprzyja w y raźny w zrost iłu koloidalnego w poziomie iluw ialnym , co świadczyć może o w ystępow aniu w nim trw ały ch połączeń organiczno-m i-
neralnych.
R ozpatrując stosunek Ckh/Ckf w poszczególnych ek strak tach m ożna stw ierdzić, że w glebie bielicow ej w ytw orzonej z piasku luźnego następu je w raz ze w zrostem stopnia zw iązania zw iązków próchnicznych z m in eraln ą częścią gleby w y raźniejszy niż w glebie bielicow ej w ytw orzonej z utw o ru pyłow ego w zrost stosunku kw asów hum inow ych do fulw ow ych. Ogólny stosunek Ckh/Ckf obliczony dla całości w ęgla w yekstrahow anego w b ad a nych glebach bielicow ych jest różny. W glebie bielicow ej w ytw orzonej z piasku luźnego w artości tego stosunku m aleją w raz z głębokością pro filu glebowego. W glebie bielicow ej w ytw orzonej z u tw o ru pyłowego ila stego widać w yraźną akum ulację kw asów hum inow ych w poziom ie B h i dlatego stosunek ten jest najw yższy w ty m poziom ie genetycznym .
Przeprow adzone badania w ykazały, że te dw a profile różnią się ró w nież pod w zględem ilości w ęgla rozpuszczalnego. Ilość tego w ęgla jest w yraźnie zależna od składu m echanicznego gleby. W glebie w ytw orzonej z piasku luźnego tylko znikom a część w ęgla nie została w yekstrahow ana, a odnosi się to szczególnie do głębszych poziomów tej gleby. Pow yższy fak t potw ierdza przypuszczenie, że na ilość rozpuszczalnych połączeń próchnicznych zdecydow any w pływ w y w iera skład m echaniczny, a szcze gólnie zaw artość frakcji iłu koloidalnego. P o tw ierd zają to rów nież w
yraź-142 S. Kowaliński, J. Drozd, M. Licznar
nie w skaźniki rozpuszczalności związków próchnicznych (I i II), k tóre są znacznie wyższe w p rofilu gleby bielicow ej w ytw orzonej z p iasku luźnego niż w glebie w ytw orzonej z u tw o ru pyłow ego ilastego, przy czym poziom y iluw ialne obu profilów odznaczają się innym w skaźnikiem rozpuszczal ności zw iązków próchnicznyh.
W N IO SK I
Przeprow adzone w stępne badania zm ierzające do uproszczenia m eto dyki badań zw iązków próchnicznych w glebach m ineralny ch pozw oliły na w yciągnięcie n astępuj ących w niosków :
1. Proponow any schem at m etody oznaczania składu frakcyjnego próchnicy, uw zględniający ekstrakcję za pom ocą 0,1 n N a4P 20 7, (frakcja I), m ieszaniną 0 ,lm N a4P 2O7 + 0 ,ln NaOH (frakcja II), 0 ,ln NaOH przed kw aś ną hydrolizą (frakcja III) i 0 ,ln NaOH po kw aśnej hydrolizie (frakcja IV), pozwala na w ydzielenie z gleby odm iennych grup połączeń próchnicznych, różniących się stopniem rozpuszczenia w określonych roztw orach.
2. E k strak cja jed n o k ro tn a określonym rozpuszczalnikiem w porów na niu z ek strak cją d w u k ro tn ą daje w y nik i zbliżone, szczególnie w e frak cji zw iązków próchnicznych średnio i silnie zw iązanych z m in eraln ą su b stan cją gleby. E k strakcja jednorazow a pozw ala jed n ak na szybkie uchw ycenie różnic w składzie frak cy jn y m próchnicy różnych typów i gatunków gleb w ujęciu profilow ym .
3. Zastosow ane w skaźniki rozpuszczalności zw iązków próchnicznych d ają w y starczający obraz procesów glebotw órczych i glebowych, przebie gających w różnych jednostkach taksonom icznych gleb. Dlatego, obliczając te w skaźniki, m ożna w m asow ych analizach zrezygnow ać z rozdziału w y dzielonych frakcji na kw asy hum inow e i fulw ow e.
L IT ER A TU R A
[1] B o r a t y ń s k i K., W i l k K.: N o w a m etoda an alizy frak cjon ow an ej zw iązk ów p róchnicznych w gleb ach m in eraln ych . Zesz. probl. Post. N au k roi., 40a, 1963, 157-165.
[2] K l e s z c z y c k i A., K o z a k i e w i c z A., Ł a k o m i e ć I .: P o ró w n a n ie m e tod stosow an ych w badaniach próch n icy gleb m in eralnych. Rocz. glebozn., 12, 1967, 229-241.
[3] К o n o n o w a M. M., B i e l c z i k o w a I. P.: U sk o rien n y je m ietod y op ried ie- len ija so sta w a hu m u sa m in ieraln ych poczw . P oczw ow ied ien ., 10, 1961, 75-87. [4] K o w a l i ń s k i S., D r o z d J., L i c z n a r М.: B adania nad w yczerp u jącą
an alizą frak cjon ow an ą zw ią zk ó w próch n iczn ych niek tórych gleb.
[5] R e i m a n n B., M u c h a W. , L a c h o w s k i H.: F rak cjon ow an ie zw iązk ów p róchnicznych w zależności od stężen ia jon ów w od orow ych . Rocz. glebozn., dod. do t. 15, 1965, 223-228.
Zm odyfikowane oznaczanie frakcji próchnicznych 143
[6] T i u r i n J.: O rganiczeskoje w ieszczestw o poczw . J. A. N. SSSR , 1937.
[7] T u r s k i R.: S tu d ia nad su b stan cją organ iczn ą w typ o w y ch gleb ach W yżyny L ub elsk iej. Cz. I. G leby w y tw o rzo n e z u tw o ró w p y ło w y ch L u b elszczyzny. A nn. UM CS, 18-E, 11-34.
[8] W i l k K.: Stu d ia nad fra k cjo n o w a n iem z w ią zk ó w próch n iczn ych w glebach o różnym u ży tk o w a n iu rolniczym . Post. N au k roi., 2, 1965, 35-59.
С. К О В А Л И Н Ь С К И , E . Д Р О З Д , М . Л И Ч Н А Р М О Д И Ф И Ц И РО ВА Н Н Ы Й МЕТОД ОП РЕДЕЛЕН И Я Ф РА К Ц И О Н Н О ГО СОСТАВА ГУМУСА В М И Н Е РА Л Ь Н Ы Х П О Ч В А Х К а ф е д р а почвоведения, В ы сш ая сел ьск охозяй ств ен н ая ш кола, В роцлав Р е з ю м е В исследован и и гум усовы х соединен ий почвы не располагаем до си х пор просты м м етодом р азреш аю щ и м бы стро определять ф рак ц и он н ы й состав г у м уса к ак в аккум уляционном горизонте р азл и ч н ы х таксоном ны х едини ц поч вы, так и в и х п роф и л е. П оэтом у и сп ол ьзуя сущ ествую щ и е методы ф р а к ц и о нирования гум уса м инеральны х почв п р ед л о ж ен о уп рощ енн ое р а зд ел ен и е гу м уса м инеральны х почв на соответствую щ ие ф рак ц и и посредством п ооч ер ед ного прим енения сл едую щ и х растворов: — ОД н N a4P 20 7 (1-я ф р ак ц и я — п одв и ж н ы е гум усовы е соединен ия свобод ны е и очень слабо свя зан н ы е с м инеральной частью почвы); — ОД мол. N a4P 20 7 + ОД н N aO H (2-я ф р ак ц и я — гум усовы е соединен ия слабо связанн ы е с м инеральной частью почвы); .— ОД н NaO H п р р е д кислотны м гидролизом (3-я ф р ак ц и я — гум усовы е соединен ия средне связанн ы е с м инеральной частью ); — ОД н N aO H п осле кислотного гидролиза (4-я ф р ак ц и я — гум усовы е сое динен ия прочно связанн ы е с м инеральной частью). П роверка метода бы ла пров еден а на 4 о бр азц ах из аккум уляционного го ризон та почв: псев доп одзол и стой , бурой, деградированного чернозем а и р ен - дзины , а та к ж е на 2 р а зр е з а х п одзол и сты х почв, сф орм и рован н ы х из ры хлого песка и илистого пы леватого образования. Н а основании п ров еден н ы х и сследован ий сделаны следую щ и е вы воды : 1. П редлагаем ая схем а метода оп р едел ен и я ф р акционн ого состава гумуса разр еш ает вы делять из почв р азн ообр азн ы е группы гум усовы х соединений, количествен но и качествен но различаю щ иеся по степени растворим ости в д а н н ы х растворах. 2. О днократное экстрагирование данны м растворителем, в сопоставлении с экстракцией двук ратной дает п р и бл и ж ен н ы е результаты , особенно для ф р а к ций гум усовы х соединен ий средне и тесно связан н ы х с минеральной частью почвы . О днократное экстрагирование дает однако возм ож н ость бы стро оп р ед е лить ф р акционн ы й состав гум уса в п р оф и л е р а зн ы х типов и видов почв. 3. П рим ененны е пок азател и удовлетворительно представляю т картину поч в ообр азую щ и х и почвенны х процессов в р азл и ч н ы х таксоном ны х почвенны х едини цах. П оэтом у при вы числении эти х п ок азател ей м ож н о в м ассовы х а н а л и за х отступить от р аздел ен и я обособлен н ы х ф р ак ц и й на гуминовы е и ф у л ь - вовые кислоты.
144 S. Kowaliński, J. Drozd, M. Licznar
S. K O W A L IttS K I . J . D R O Z D , M. L IC Z N A R
M O D IFIED M ETHOD OF D ET ER M IN IN G F R A C T IO N A L H U M U S COM POSITIO N IN M IN ER A L SOILS
D epartm ent of S o il S cience, C ollege of A gricu ltu re in W rocław
S u m m a r y
In the in v estig a tio n of hum us com pounds there is hith erto a lack of a sim p le m ethod en ab lin g q uick d eterm in ation of fraction al hum us com p osition not o n ly in accu m u lation horizons of particular taxon om ic u nits of soils, but also in th e w h o le profile. T herefore, on th e basis of the e x istin g hum us fraction in g m ethods there has been proposed m od ified d iv isio n of h u m u s in m in era l so ils into a d eq u ate fraction s by m eans of the fo llo w in g su ccessiv e solutions:
— O.ln N a4P 20 7 (fraction I — hum us com pounds freely and loosely bounded w ith m in eral part);
— 0.1m N a 4P 20 7+ 0 .1 n N aO H (fraction II — hum us com pounds w ea k ly bounded w ith m in eral part);
— O.ln NaOH before acid hyd rolysis (fraction III — hum us com pounds m edium stron gly bounded w ith m in eral part);
— O.ln NaOH after acid hyd rolysis (fraction IV — hum us com pounds strongly bounded w ith m in eral part).
T he m ethod w a s v erified on 4 sam p les tak en from accu m u lation horizons of pseudopodzolic, brow n, chernozem and rendzina soil and in 2 p rofiles of podzolic soils d evelop ed of loose sand and silty cla y ey form ation.
On the basis of the ab ove in v estig a tio n s th e fo llo w in g con clu sion s can be draw n: 1. The proposed sch em e of the m ethod for d eterm in in g fraction al com position of hum us does not a llo w to iso la te from soils d iverse groups of hum us com pounds differring q u a n tita tiv ely and q u a lita tiv ely w ith the so lu b ility degree in d efin ite solven ts.
2. S in g le extraction w ith d efin ite so lv en t g iv es sim ilar resu lts as in th e case of tw ofold extraction , p articu larly for th e hum us com pound fraction s bounded m edium strongly and stron gly w ith m in eral su b stan ce of soil. S in g le extra ctio n enables, h ow ever, q uick d eterm in ation of fraction al com p osition of hum us in the profiles of d ifferen t typ es and kinds of soils.
3. A p p lied hum us com pound so lu b ility in d ices g iv e a satisfactory p icture of so il-fo rm in g processes in particular taxon om ic so il units. T herefore, at calcu lation of th ese indices, the division of isolated fraction s into hum ic and fu lv ic acids can be om itted in m assy analyses.
p r o f . d r S t a n i s l a w K o w a l i ń s k i Z e s p ó l G l e b o z n a w s t w a
I n s t y t u t G l e b o z n a w s t w a i C h e m i i R o l n e j A . R . W r o c l a w , G r u n w a l d z k a 53
