R O C Z N IK I G LE B O ZN A W C ZE T. X X V II, N r 4. W A R S Z A W A 1976
I. W. Z A B O J E W A
G E N E T Y C Z N A C H A R A K T E R Y S T Y K A B IE L IC W Y T W O R Z O N Y C H Z P IA S K Ó W N A O B S ZA R ZE P Ó ŁN O C N O -W S C H O D N IE J E U R O P Y
Instytut Biologii, Filia A k ad em ii N a u k Z S R R w Republice Korni
Praca wykonana pod kierunkiem prof. E. N. Iwanowej
Charakterystykę bielic oparto na materiałach badań gleboznawczych, przeprowadzonych głównie na terenie autonomicznej republiki Kom i w półnccno-wschodniej europejskiej części ZSRR, gdzie dość często wśród skał glebotwórczych spotyka się piaski staroaluwialńe oraz piaski pocho dzenia wodno-lodowcowego. Piaski staroaluwialne związane są z rzeczny mi terasami różnego wieku i wyróżniają się dobrym przesortowaniem oraz ubóstwem składu mineralnego. Są to przeważnie drobnoziarniste piaski kwarcowe. Piaski wodno-lodowcowe, zw ykle również kwarcowe, pokrywają sandrowe równiny akumulacyjne, wypełniają stare zapadliska i odpływowe doliny. Pod względem uziarnienia piaski fluwioglacjalne są bardziej zróżnicowane i zawierają wstawki materiału żwirowo-kam ieni- stego. W warunkach automorficznych powstają z piaszczystych skał ma cierzystych gleby bielicowe z białawym poziomem wymywania. Na terenie republiki Kom i gleby te jako najsilniej zbielicowane są wydzielane w gru pę bielic [15, 9, 10, 11, 17, 18, 4, 6].
Klim at republiki Kom i jest umiarkowanie kontynentalny i umiarko wanie c h ł o d n y . Średnie temperatury roczne zawierają się w granicach od
— 6° na północy do + 1 ° na południu kraju. Roczna suma średnich dobo wych temperatur, które przekraczają 10°C, wynosi na północy 574°C, a na południu 1582°C. Również ilość opadów wzrasta z północy na po łudnie od 400 mm w tundrze do 500 mm w strefie południowej tajgi. Wskaźnik wilgotności klimatu według Iwanowa wynosi w podstrefie tajgi północnej 1,71, a w podstrefie tajgi środkowej 1,15.
Specyfika automorficznych gleb wytworzonych z piasków kwarcowych, wynikająca przede wszystkim z niedostatku pierwiastków potrzebnych roślinom oraz nie sprzyjających stosunków wodnych wskutek silnej prze
70 I. W . Z a b o je w a
puszczalności tych, gleb, warunkuje rozw ój na nich — w całej strefie tajgi — oligotroficznych, chrobotkowych borów sosnowych. W lasotundrze pojawiają się na bielicach przerzedzone lasy świerkowo-brzozowe z chro botkiem. Zróżnicowanie roślinności i pokryw y glebowej uwarunkowane bioklimatyczną strefowością zaznacza się na piaskach kwarcowych znacz nie słabiej niż na glinach. W ynika to przede wszystkim z dużej odporności materiału kwarcowego r.a działanie czynników glebotwórczych i czyn ników wietrzenia w strefie hipergenezy. Współczesne procesy glebotwór- cze obejmują stosunkowo nieznaczną miąższość pokryw piaszczystych. Na tym polega podstawowa litogeniczna specyfika gleb bielicowych utworzo nych z piasków. Łącznie ze specyfiką właściwości hydrotermicznych i bio logicznych tw orzy ona swego rodzaju „anom alię” w sensie bioklimatycz- nym i porównawczogeograficznym i powoduje powstawanie profilu glebo wego o słabe wyrażonych cechach podstrefowych [34, 16, 23, 22].
W istniejącej klasyfikacji gleb [11] gleby bielicowe w ytworzone z pias ków zostały wydzielone jako rodzaj w odpowiednich podtypach gleb bieli cowych. W ostatnich czasach w klasyfikacji piaskowych gleb automorficz-
nych próbuje się jednak uwzględniać ich odrębność litologiczną [29, 30]. Proponuje się, aby gleby utworzone z piasków kwarcowych wydzielać jako odrębny typ gleb bielicowych glinowo-żelazisto-humusowych wspól nie z podobnymi glebami bielicowym i w ytw orzonym i z polimineralnych piasków w wilgotnych obszarach chłodnych [26, 27, 28].
Na rozległym terytorium północnej części Równiny Rosyjskiej, w pod strefach środkowej i północnej tajgi, a także lasotundry wszystkie płaskie piaszczyste wododziały zajmuje jeden zespół (gruppirowka — [31]) gleb bielicowych glinowo-żelazisto-humusowych, który wschodzi w skład typu gleb o tej samej nazwie. W republice Kom i automorficzne gleby piaskowe pod naturalną roślinnością dzielą się na następujące rodzaje (według pod stref glebowo-roślinnych): w podstrefie tajgi środkowej występują bielice żelaziste tworzące podtyp typowych gleb bielicowych, w podstrefie pół nocnej tajgi — bielice iluwialno-humusowo-żelaziste, a w podstrefie skraj nie północnej tajgi i w lasotundrze — bielice iluwialno-żelazisto-humu- sowe [9, 17, 36, 3, 5].
W Ł A Ś C I W O Ś C I M O R F O L O G IC Z N E I U Z I A R N I E N I E
Pod wrzględem cech morfologicznych piaskowe bielice poszczególnych podstref różnią się niewiele. Ich cechą charakterystyczną jest obecność słabo wykształconej próchnicy nadkładowej (1— 3 cm) z domieszką ziarn piasku i cząstek węgla drzewnego, świadczącego o częstych pożarach, jakim ulegają suche chrobotkowe bory sosnowe. Pod próchnicą nadkłado wy rozw ija się białawy poziom wym ywania o miąższości od 2— 3 do 15— 20 cm. Średnia miąższość poziomu A 2 w tajdze środkowej wynosi 11,4
Bielice w ytw orzone z piasków półn.-wsch. Europy 71
cm (n =3 0 ; a=8,0; V = 3 7 ), natomiast w tajdze północnej i skrajnie północ nej — 9,7 cm ( n = 10; o = 6,8; V = 4 6 ).
Zróżnicowanie miąższości poziomu A 2 może zależeć od różnych p rzy czyn. Tak na przykład zaznacza się w p ływ charakteru mezo- i mikrore- liefu, na terenach płaskich i w obniżeniach miąższość wzrasta. W doli nach rzek na staroaluwialnych terasach zaznacza się zależność miąższości poziomu bielicowania od wieku terasy (Kremer, 1966). Bielice o niew iel kiej miąższości poziomu A 2 spotyka się często na terenach dotkniętych pożarem. Jest to zapewne skutek wypalenia próchnicy nadkładowej i zde- nudowania odsłoniętej górnej części poziomu wymywania.
Przejście do poziomu iluwialnego występuje zw ykle w postaci języ- kowatych zacieków. N ie jest wykluczone, że mają one związek z korzenia mi drzew, których szczątki spotyka się niekiedy w głębokich zaciekach poziomu A 2.
P rzy ogólnym podobieństwie właściwości chemicznych bielic w y tw o rzonych z piasków w różnych podstrefach bioklimatycznych istnieją rów nież charakterystyczne różnice, niew ątpliwie związane ze zmianami w a runków bioklimatycznych (tab. 1). W miarę przesuwania się ku północy, w związku z mniej intensywnym obiegiem biologicznym, przy rozkładzie opadu roślinnego powstaje większa ilość kwasów fulw ow ych oraz nie specyficznych, niskomolekularnych kwasów organicznych [12, 13]. M ają one właściwości redukujące. O większej rozpuszczalności i ruchliwości próchnicy w północnych bielicach świadczy spadek wartości pH oraz znaczny wzrost kwasowości hydrolitycznej, która wyraźnie koreluje z za wartością próchnicy w poziomach genetycznych profilu glebowego. Ilu- wialne nagromadzenie próchnicy zaznacza się w północnych profilach znacznie wyraźniej. Cecha ta jest jednak bardzo zmienna — zawartość próchnicy w poziomie B 1 waha się od 0,3 do 3,0%. Różnica polega głównie na tym, że ku północy częstotliwość występowania większych zawartości kompleksów próchnicznych w poziomie В г jest większa.
Charakterystykę morfologii bielic wytworzonych z piasków podano na przykładzie trzech profilów. P ro fil 4 (opisany przez G. W. Rusanową — Przewodnik wycieczki gleboznawczej — trasa 3, „S trefa tajgi A S R R K om i” , 1973) reprezentuje podstrefę tajgi środkowej. P ro fil 70— 12 (opi sany przez A. M. Krem era) położony jest we wschodniej części podstrefy tajgi północnej, natomiast profil 406 pochodzi z północnego skraju tajgi północnej.
P r o f i l 4. 35 km na północny wschód od Syktywkaru, tajga środ kowa, druga terasa nadzalewowa W yczegdy. Piaszczyste osady staroalu- wialne. Bór sosnowy chrobotkowy przerzedzony rębnią selekcyjną, boni tacja V. M orfologia i m ikromorfologia profilu jest następująca:
A 0 0— 1,5 (2) cm — próchnica nadkładowa ciemnobrązowa, luźna, złożona ze słabo i średnio rozłożonych szczątków roślinnych.
T a b e l a 1 Średnie dane dotyczące właściwości chemicznych b ie lic
Average data concerning chemical p rop e rtie s of podzols
Po dstrefa, gleba Subregion, s o il Poziom Ho rizon pUECl Kwasowość hydrolityczna К = 1,75; m.e./100 g gleby H y d rolitic a c id ity Z = 1,75; me/100 g of s o il Próchnica /metodą Tiurina/ Humus / a fte r Tyurin/ %
Suma kationów wymiennych /Ca2++ Mg2+ według Giedrojce/
m.e./100 g gleby '' Sum o f exchangeable cations /Са2++ Mg2+ a ft e r Gedroitz/ те/100 g of s o il n U 6 V n M 6 V n M ó V n M 6 V Tajga środko wa, b ie lic e że la z iste Central teyga, ferruginous podzols Ao 30 3,8 0,8 20 25 52,7 32 61 - - - - 15 7,6 5,2 69 Ag 30 4,2 0,5 12 28 1,6 1,1 72 15 0,3 0,2 72 16 0,5 0,3 62 B1 30 4,8 0,5 11 28 2,6 1,0 42 16 0,5 0,2 43 16 0,5 0,4 69 B2 26 4,9 i 0,5 9 24 1,8 1,2 69 14 0,2 0,1 44 •13 0,4 0,3 62 Tajga północ na, b ie lic e humusowo- ż e le s iste Northern tayga, humous- -ferru g in o u s podzols Ao 10 3,3 0,4 12 7 66,1 31,3 47 - - - - - - - -A2 10 3,8 0,4 11 7 3,8 2,3 60 8 0,2 0,4 70 - - - -B1 9 4,4 0,5 10 7 7,1 5,1 72 7 1,9 1,4 75 - - - -B2 6 4,6 0,5 10 3 1,1 0,5 43 3 0,4 0,6 ИЗ - - -
-Bielice w ytw orzone z piasków półn.-wsch. Europy 73
Przeważają wybielone ziarna kwarcu, okrągłe i graniaste. Spotyka się ska lenie, niekiedy ze śladami korozji na brzegach ziarn. W ystępują nieliczne szczątki roślinne o brunatnobrązowym odcieniu. Przejście wyraźne.
Bi 6(7)— 20 cm — piasek żółtobrunatny poprzerastany korzeniami. Na powierzchni ziarn mineralnych występują brunatne otoczki; w wolnych przestworach brunatna izotropowa plazma. Drobne korzonki i szczątki roślinne. Przejście stopniowe.
B 2 20— 51 cm — piasek żółtawobrunatny, plamy żółte, płowe i ciemno brunatne. Pojedyncze, drobne, zw ięzłe konkrecje (nie scementowane). W przestworach m iędzy ziarnami m ineralnymi brunatna zwięzła kolo idalna plazma. Przejście wyraźne.
S 51— 52 cm — scementowana warstewka brunatnożółta. W materiale przeważa pył drobny, zwięzły, z żółtawobrunatnymi otoczkami na ziar nach mineralnych i z substancją cementującą na stykach. Przejście w y raźne.
BCj 52— 75 cm — luźny piasek jasnożółty. Przeważają ziarna kwarcu 0 formach obtoczonych lub częściowo obtoczonych. Mniejsza zawartość substancji koloidalnej na powierzchni ziarn i w przestworach. Granicę przejścia stanowi ciemnordzawa warstewka iluwialna (<S) grubości ok.
1 cm.
B C 2 75— 87 cm — jasnożółty piasek z plamami ochrowymi i brunatnymi, lekko zwięzły. Przejście stanowi 1,5-centymetrowa warstewka iluw ial na (S).
ВС o 87— 117 (120) cm — piasek drobny, jednorodny, jasnożółty z ochrowy mi i rdzawym i plamami i pasemkami. Przejście stanowi żółtobrunatna 1— 6-centymetrowa warstwa iluwialna.
С 117 (120)— 200 cm — piasek żółtawy, warstwowany, zwięzły, kwarcowy. Na ogólnym tle ciemnożółte plamy oraz żółtobrunatne warstewki iluw ial- ne. Na głębokości 172 cm warstewka piasku gliniastego o miąższości 6 cm. Rzadko występują korzenie.
P r o f i l 70— 12. Górny bieg Peczory. Wschodnia (przyuralska) część północnej tajgi. Wysoka, wycięta w skałach masywnych, erozyjna terasa Peczory. Lekko nachylony skłon o ekspozycji Pd-Wsch. z obrywem ku rzece. Podłoże wapienne. Las sosnowy przerzedzony, wysokości 12— 20 m, średnica pni od 22 do 25 cm. Znaczna domieszka młodych brzóz, poje dyncze podrosty świerka. W warstwie mszystej — Cladonia rangiferina z rzadkim kserofitycznym Politrichu m oraz płatami mchów z rodzaju H ypnum na starych wykrotach. W warstwie roślinności zielnej obficie występuje brusznica, na płatach zielonych mchów — borówka czernica. P ro fil umiejscowiono w płacie z Cladonia rangiferina i brusznicą. Spotyka się ślady dawnych pożarów oraz kawałki opalonego chrustu.
A 0 0— 2 cm — poziom ciemnoszary z odcieniem brunatnym zawierający wilgotne, częściowo rozłożone szczątki roślinne. Miejscami w ęgielki i za głębienia w poziomie A 2. Dużo żywych korzeni i opadłego igliwia.
74 I. W . Z a b o je w a
Ao 2— 17(28) cm — piasek drobnoziarnisty, silnie wybielony. Dużo żywych, a także obumarłych i zwęglonych korzeni. Od góry poziom nieco bardziej szary, wilgotny. Dolna granica nierówna, nieregularne zacieki w form ie festonów; przeważa głębokość ok. 20 cm. Od najgłębszych festonów od chodzą często długie wąskie języki o maksymalnej głębokości do 90 cm. Obserwuje się scementowanie. Przejście wyraźne, nierówne.
В г 17(28)— 30(37) cm — piasek drobnoziarnisty, wilgotny. Barwa jaskra- wordzawa z obwódką pod dolną granicą A 2. Wzdłuż językowatych zacie ków pionowe paski szerokości 2— 3 cm. Pod głębokimi fragm entami za cieków festonowych i językowatych barwa przechodzi w kawowobrunatną
(rdzawą). Obecność korzeni. Przejście stopniowe.
B 2 30(37)— 57 cm — piasek drobnoziarnisty, wilgotny, jasnoszary, stop niowo jaśniejący ku dołowi. Spotyka się kawowoczarne dyfuzyjne plamy zw ięzłe i scementowane. W dolnej części poziomu wyraźne horyzontalne warstwowanie lekko podkreślone wytrąceniami związków żelaza. N iew iele korzeni. Przejście stopniowe.
BC 57— 110 cm — piasek drobnoziarnisty, wilgotny, poziomo warstw o wany o niejednorodnej szaropłowej barwie z rdzawobrunatnymi w arstew kami. Miąższość rdzawych warstewek dochodzi do 0,5 cm; odstępy między nimi wynoszą 1— 3 cm; warstewki są lekko scementowane. Pod głębokimi zaciekami A 2 warstewki mają ciemniejszą barwę, osiągają też większą miąższość i zwięzłość. Przejście stopniowe.
С 110— 190 cm — piasek drobnoziarnisty, wilgotny, jasnosłomkowy. N ie wyraźne poziome warstwowanie, niekiedy podkreślone wytrąceniami związków żelaza.
P r o f i l 406. 17 km na wschód od miejscowości Ust-Cilmy. Skrajnie pół nocna część północnej tajgi. Lewobrzeżna, druga nadzalewowa terasa P e- czory. Rzeźba falista, profil położony na wzniesieniu. Bór sosnowy około 80 lal. W warstwie mszystej Cladonia rangiferina oraz płaty mchów z ro dzaju Hypnnm. W runie brusznice, kostrzewa owcza, ukwap. bażyna. A 0 0— 1 cm — próchnica nadkładowa słabo wykształcona, złożona z opadu roślinnego i częściowo rozłożonych szczątków porostów.
A\ 1— 3 cm — piasek z zawartością humusu, szary, poprzerastany cien kimi korzeniami; ślady pożaru.
A 2 3— 9(22) cm — piasek białawy, językow atym i zaciekami sięga do 22 cm. В г 9(22)— 35 cm — piasek rdzawobrunatny, w górnej części zw ięzły i ciem niejszy. Dużo korzeni. Pod zaciekami A 2 brunatnobrązowTe zw ięzłe w y trą cenia. Przejście stopniowe.
B 2 35— 80 cm — piasek jasnoszary z żółtobrunatnymi pseudofibrami. K o rzeni mało. Przejście stopniowe.
BC 80— 100 cm — piasek jasnoszary, jednorodny, brak żwiru. Przejście stopniowe.
С 100— 170 cm — podobny piasek płowoszary.
Bielice w ytw orzone z piasków półn.-wsch. Europy 75
stwę A 2\ w której znajduje się w yjątkow o dużo cząstek węgla po po żarze. W opisanych trzech profilach sposób wykształcenia poziomów ge netycznych jest bardzo podobny, jedynie poziom iluw ialny bielicy północ nej (406) wykształcony jest nieco słabiej.
Uziarnienie (tab. 2) staroaluwialnych piasków W yczegdy, reprezento wanych przez profil 4. jest najbardziej jednorodne — w całym profilu w y -T a b e l a 2 Skład mechaniczny b i e li c /według Kaczyńskiego/
Mechanical composition o f podzols / a ft e r Kachinsky/
P r o f i l , g leba P r o f i le , s o il Po ziom Ho rizon Głębo kość Depth cm średn ica f r a k c ji , лш Diameter o f fra c tio n s , mm
1 ,0 -0,25 0 ,25-0,05 0 ,05-0,01 0, Öl-О.005 0,005-0,001 < 0 ,0 0 1 < 0 , 0 1 4 A2 2-7 5 60 29 2 1 3 6 B ie lic a B1 7-20 4 * 84 4 2 1 5 8 ż e la z is t a Ba 20-29 4 87 2 3 1 3 7 4 B2 29-40 6 87 1 2 1 3 6 F erru gi nous B2 40-50 6 88 1 2 1 2 5 podzol BCX 50-60 4 90 1 3 1 1 5 вс± 60-70 4 90 1 2 0 3 5 ВС, 70-76 10 85 2 1 0 2 3 BC2 76-85 6 89 2 2 0 1 3 ВС, 85-95 6 89 2 0 1 2 3 вс* 95-105 17 79 1 0 0 3 3 вс3 105-115 17 78 2 0 1 2 3 с 115-125 6 89 2 0 0 3 3 с 125-135 4 92 1 0 0 3 3 с 135-145 4 92 1 0 0 3 3 с 145-160 3 93 1 1 1 1 3 с 160-170 5 92 0 1 0 2 3 с 170-180 5 95 0 0 0 2 2 с 180-190 5 91 1 0 1 2 3 с 1 90 -2 0 0 4 93 0 0 1 2 3 406 А2 1-3 44 46 4 1 2 3 6 B ie lic a а2 3-9 37 55 6 1 0 1 2 humusowo-ż e la z is t a В1 9-15 21 68 6 0 3 2 5 В1 15-25 38 54 3 1 • 1 3 5 406 В1 25-35 39 56 2 0 1 2 3 Humous-f e r r u g i - Ва 40-50 33 65 0 0 1 1 2 nous В2 60-70 20 77 1 0 1 1 2 podzol в* 80-90 22 75 1 2 1 1 2 с 100-110 29 69 0 0 1 1 2 с 160-170 29 69 0 0 2 0 2
stępuje piasek drobnoziarnisty. Nadzalewowa terasa rzeki Peczory (profil 406) zbudowana jest także z piasków drobnoziarnistych, jednak ze znaczną przymieszką frakcji piasku średniego. Wspólną cechą charakterystyczną omawianych bielic jest względne nagromadzenie w górnych poziomach glebowych części spławialnych, powstających w wyniku rozkładu frakcji piaszczysto-pyłowej ( 0 0,25— 0,05 mm).
76 I. W . Zabojevv’a
Poza tym w obu profilach obserwuje się nagromadzenie w górnych po ziomach cząstek o średnicy 0,05— 0,01 mm, co szczególnie wyraźnie za znacza się w profilu 4, wytw orzonym z bardzo jednorodnych piasków drobnoziarnistych. Mniej widoczny jest wzrost zawartości frakcji ilastej w poziomach powierzchniowych. Wzbogacenie we frakcje drobne górnych poziomów glebowych w porównaniu ze skałą macierzystą obserwuje się w glebach piaszczystych w różnych warunkach geograficznych. W yjaśnie nie tego faktu można znaleźć w pracach wielu badaczy [23. 24, 22, 25, 37, 28, 30].
W Ł A Ś C I W O Ś C I C H E M IC Z N E
Właściwości chemiczne (tab. 3) badanych bielic wykazują w iele cech wTspólnych. Gleby te odznaczają się kwaśnym odczynem: najniższe w ar tości pH występują w profilu 406, reprezentującym tajgę północną. O gól ną cechą charakterystyczną tych gleb jest ich niska pojemność sorpcyjna. Zawartość kationówr wymiennych w poziomach mineralnych jest bardzo mała i nie wykazuje profilowTej zmienności. Pew ien wzrost zawartości wymiennego wapnia w górnych poziomach profilu 406 związany jest zapewne ze stosunkowo niedawnym pożarem.
Jedną z charakterystycznych cech diagnostycznych gleb wytworzonych z piasków jest profilowa zmienność zawartości substancji humusowych i niekrzemianowych form półtoratlenków. W omawianych profilach cecha ta zaznacza się stosunkowo słabo. Chrobotkowa ściółka o niew ielkiej miąż szości produkuje nieznaczną ilość substancji próchnicznych. a ich rozmie szczenie w glebie pozwala jedynie mówić o określonych tendencjach. W podstrefie tajgi środkowej poziom określany jako iluwialno-humusowy jest wykształcony niewyraźnie; zawartość próchnicy m aleje stopniowo od po ziomu wym ywania w dół profilu. W bielicach tajgi północnej pod taką samą cienką warstwą próchnicy nadkładowej profilowe rozmieszczenie substancji organicznej ma już wyraźnie charakter eluwialno-iluwialny z nagromadzeniem pod poziomem bielicowym. Wartości bezwzględne od powiadające temu nagromadzeniu nie są wysokie, jednak dobrze korelują л danymi dotyczącym: strat przy prażeniu oraz z kwasowością hydro li tyczną. Wytrącaniu połączeń humusowych w poziomie iluwialnym to warzyszy wyraźny wzrost kwasowości hydrolitycznej (tab. 3).
W procesie migracji i unieruchamiania związków próchnicznych w bie licach podstrefy tajgi środkowej najbardziej aktywny udział bierze żelazo. Odczynnik Tamma (tab. 4) ekstrahuje z poziomu В г ok. 22% ogólnej za wartości F e20 3, gdy tymczasem niekrystaliczne form y A120 3 w tym sa mym poziomie stanowią około 7% zawartości ogólnej.
WT analizie metodą Tamma uwidacznia się rola kwasów humusowych w uruchamianiu półtoratlenków pochodzenia zarówno biologicznego, jak mineralnego oraz we wzbogacaniu tym i składnikami poziomu iluw
ial-T a b e l a 3 Właściwości chemiczne b i e l i c /w p rze licz en iu na absolutnie auchą masę gleby/
Chemical p roperties o f podzols /in conversion to abs. dry so il/
P r o f i l» podstrefa P r o fi iG , subregion Po ziom Ho rizon Głębo kość Depth c-ш Straty przy praże niu /0 C alc in a- tic.u lo s se s, Woda iiigro sko powa Kigrosco-pic v/ater pH Próchnica według Tiurina % Humus e ft er Tyurin Kwasowoóć hydrol i tyczna E = 1,75, m.e./100 g gleby Hydrolytic a cid ity К ^ 1.751 me/100 g of s o il Kationy wymienne według G iedrojca Exchangeable cations a ft e r G iedroitz K20 według Ma słowej k2° a lt e r Maalova Fe2°3 p2°5
Ca2+ Mg2+ Iï+ sumasum
według Kirsanowa a fte r Kirsanov h2o KC1 m.e./lOO g gleby ше/100 g o f s o il mg/100 g gleby iag/100 g of s o il 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 4 Tajga A0 0-2 50,2 3,0 3,8 3,3
_
45,91 5,4 3,3 1,7 10,4 52 - 13 środkoY/a ^2 2-7_
0,2 4,1 3.5 0,56 - 0,3 0,2 1,8 2,3 3 - 3 4 Central в 7-20 1,0 0,4 5,0 4,6 0,38 1,62 0,2 0,1 0,3 0,6 2 - 14 tayga h 20-29 0,6 0,4 5,1 4,6 0,35 1,33 0,2 0,1 0,2 0,5 2 - 16 29-40 0,5 0,4 5,1 4,6 0,19 1,11 0,3 0,1 0,3 0,7 1 - 7 °2 40-50 0,4 0,4 5,3 4,7 0,13 0,88 0,3 0,1 0,3 0,7 3 - 4 orsztyn 51-52 0,4 - - - 0,39 - - - - - - -„
-BCŁ 5 2-59 0,2 0,3 5,8 4,6 0,07 0,84 0,3 0,2 0,5 1.0 3 - 3 всх 59-70 0,3 0,4 5,3 4,6 0,15 0,99 0,2 0,1 0,5 0,8 3 - 4 bcx 70-76 0,3 0,4 5,5 4,7 0,17 0,84 0,2 0,1 0,1 0,4 3 - 5 зс2 76-85 0,3 0,4 5,4 4,6 0,18 0,84 0,2 0,2 0,2 0,6 2 - 6 bc5 85-95 0,3 0,3 5,3 4 % 6 0,18 0,71 0,1 0,1 0,3 0,5 2 - 6 BC? 95-105 0,2 0,3 5,4 4,7 0,18 - 0,3 0,1 0,2 0,6 - - 4 BC3 105-115 0,1 0,4 5,2 4,5 0,18 0,64 0,3 0,1 0,7 1,1 6 - 4 с 115-125 - 0,4 5,4 4,5 0,20 1,26 0,4 0,2 0,8 1,4 2 - 6 с 125-155 0,3 0,4 5,3 4,5 0,22 1,14 0,3 0,3 0,6 1,2 2 - 6 с 135-145 - 0,3 5,5 4,7 0,10 0,74 0,4 0,2 0,4 1,0 2 - 6 с 145-160 - 0,3 5,4 4,5 0,15 0,77 0,3 0,2 0,3 0,8 2 - 6 с 160-170 0,3 0,4 5,3 4,4 0,14 0,71 0,3 0,2 0,2 0,7 3 - 6 с 170-180 0,4 0,3 5,4 4,5 0,05 0,61 0,4 0,1 0,1 0,6 2 - 5 с 180-190 0,1 0,5 5,4 4,5 0,04 - 0,4 0,2 0,4 1,0 3 - 5 i с 190-200 0,2 0,5 5,5 4,5 0,02 - 0,4 0,2 0,3 0,9 3 - 6 B ie li c e w y tw o rz o n e z p ia sk ó w p ó łn .-w s c h . E u r o p yсо c .d . t a b e li 5 Г 1 2 5 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 14 15 16 406 Ao 0-1 58,9 4,6 4,7 5,6
_
43,98 17,5 15,7 10,2 41,2_
_
25 Tajga północna 406 Northern tayga A2 A2 B1 B1 1-5 5-9 9-15 15-25 5,0 0,5 1.2 1,2 0,7 0,3 0,5 0,4 4,9 5,1 5.5 5.5 5.5 5.6 5,9 4,0 1 ,0 9 0,22 0,56 0,52 4,35 0,82 1,67 1,51 1,5 0,5 0,5 0,2 0,6 0,1 0,1 0,2 1,7 0,2 0,4 0,4 3,6 0,6 0,8 0,8 - -1 0 5 6 B1 25-55 0,6 0,4 5,5 4,1 0,19 0,95 0,2 0,1 0,3 0,6 - - 4 B2 40-50 0,5 0,2 5,5 4,1 0,15 0,57 0,1 0,1 0,1 0,5 - - 2 B2 60-70 0,5 0,2 5,5 4,1 - 0,46 0,1 0,1 0,1 0,3 - - 5 BC 80-90 0j5 0,2 5,5 4,2 - 0,57 0,2 0,1 0,2 0,5 - - 5 С 100-110 0,5 0,2 5,6 4,5 - 0,57 0,2 0,1 0,1 0,4 - - 3 с 160-170 0,2 0,2 5,6 4,2 - 0,46 0,2 0,1 0,1 0,5 - - 5 7 0 -1 2 Ao 0-2 78,5 7,0 4,1 5,0_
86,62 10,6 5,8 19,0 35,5 86 70_
Tajga p ó ł A2 5-10 0,2 0,1 4,9 5,8 0,21 0,70 0,5 0,5 0,3 0,9 1 2 -nocna /część p rzy- A2 10-17 0,1 0,1 4,9 5,9 0,11 0,70 0,4 0,5 0,2 0,9 1 2 -uralska? 7 0 -1 2 17/28/--50/57/ 0,4 0,4 4,8 4,2 0,56 1,94 0,5 0,5 0,3 0,9 7 55 -Horthern tayga /near- U ral part/ B2 BC 40-50 78-88 0,5 0,4 0,4 0,3 5,5 5,0 4,7 4,6 0,14 1,05 1,25 0,5 0,2 0,2 0,1 0,2 0,3 0,7 0,6 2 2 15 15 С 180-190 0,5 0,2 6,7 5,5 - 1,05 0,5 0,4 0,2 1,1 2 5 -539 Ao 0-1 86,4 12,2 4,2 5,2_
6,80 11,6 6.0 16,8 34,4 94 36_
Lasotundra A2 5-13 0,6 0,2 4,7 5,7 0,51 1,70 0,5 . 0,5 0,5 1,3 2 1 -389 h. 1 5 -2 0 1,6 1,1 4,9 5,9 0,55 9,10 0,6 0,5 5,6 6,5 5 - -F o re st-tun Bh 25-50 4,3 3,5 5,4 4,4 1,94 7,80 0,5 0,4 5,5 4,2 5 142 -dr a *h 35-4-0 2,0 1,8 5,5 4,5 1,00 4,60 0,5 0,4 1,5 2,4 2 - -B2 50-60 0,7 0,7 5,6 4,6 0,23 2,20 0,5 0,3 0,5 1,3 1 15 -С 11 5-120 0,6 0,5 5,5 4,5 0,28 2,90 0,5 0,2 0,8 1,5 2 9 -. Z a b o je w aT a b e l a 4 Zaw artość ru ch liw y ch tlen ków ż e l a z a i g li n u w b i e l i c a c h
/w p r z e l ic z e n i u na a b e o lu t n ie suchą maaę g le b y / Content o f m obile i r o n and aluminium form e i n p o d z o ls
/ i n co n v e rsio n t o abs* d ry s o i l / P r o f i l , g leba P r o f i le , S o il Poziom Horizon Głębo kość Depth cm Wedlug Tamma A fte r Tamm Według Jacksona A fte r Jackson Różnica zawartości D iffe re n tia tio n
o f content Pe2°3 Ai;2°3 Fö0'°3 Ре2° з % % ogółem o f t o ta l % % % ogółem o f t o t a l % % % ogółem o f t o t a l % % % ogółem o f t o t a l » ________ i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ! 4 0-1,5/2/ 0,21 13,83 0,50 10,02 0,28 25,0 0,07 \ 6,17 B ie lic a a2 2-7 0,10 13,42 0,04 0,83 0,19 25,0 0,09 11,58 . ż e la z is ta Bj. 7-20 0,27 22,31 0,40 6,91 о,зо 24,79 0,03 2,48 ; 4 B2 20-29 0,14 10,29 0,25 4,80 0,31 22,79 0,17 12,50 ! Ferruginous podzol 4 29-40 0,07 6,54 0,16 2,86 0,18 15,93 0,11 9,39 ! В2 40-50 0,06 6,20 0,13 2,43 0,17 17,00 0,11 10,80 ВС 50-59 0,08 8,55 0,17 3,40 0,19 21,11 0,11 12,56 ВС 59-70 0,07 8,13 0,07 1,47 0,21 23,08 0,14 14,85 ВС 70-76 0,07 7,58 0,09 1,83 0,19 20,88 0,12 13,30 ВСр 76-85 0,06 6,55 0,13 2,59 0,12 13,33 0,06 6,78 j в°з 85-95 0,07 7,44 0,06 1,18 0,13 14,44 0,06 7,00 *>3 95-105 - - - 0,23 23,71 - ! вс; 105-115 0,06 6,88 0,13 2,89 0,24 26,66 0,18 19,78 с 115-125 - - - - 0,21 25,30 - ! с 125-135 0,06 7,19 0,03 0,57 0,17 20,73 0,11 13,54 ! с 135-145 0,06 7,10 0,03 0,56 0,14 16,87 0,08 9,77 с 145-160 0,05 6,50. 0,04 0,85 0,14 16,87 0,09 10,37 с 160-170 - - - - 0,18 21,69 - ” i с 170-180 0,06 6,33 0,02 0,51 0,12 13,33 0,06 7,00 с 180-190 - - - - 0,15 16,66 - -с 190-200 - - - - 0,33 36,66 - -B ie li c e w y tw o r z o n e z p ia sk ó w p ó łn .-w s c h . E u r o p y
ОС о c.d* t a b e li 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 406 Ao 0-1 0,25 - 1,47 _ - _ - -B ie lic a liunu-üO'.YO—ZćlO.Zij. Л2 1-3 0,18 26,9?- 0,31 12,79 - - - -ta 406 AP. 3-9 0,07 19,44 0,45 20,25 - - - -Humous-fo rru - ginoua podzol B1 Б1 9-15 13-25 0,22 0,16 19 »12 1,15 0,82 27,98
_
_
_
_
S1 25-35 0,08 11,53 0,52 20,00 - - - -B2 40-50 0,09 11,37 0,55 - - - - • -B2 60-70 0,06 0,31 9,71 - - - -BC 80-90 0,05 - 0,41 - - - - -С 100-110 0,06 8,17 0,59 1^,92 - - - -с 160-170 0,05 - 0,21 - - - - -70-12 Ao 0-2 0,64 2,16.
_ _ _ _ B ie lic a humu sowe—że ła z i s - A2 5-10 0,20 - 0,24 - - - - -ta 70-12 л2 10-17 0,16 - 0,19 - - - - -Humous-ferru ginous podzol Б В2 17-30 40-50 0,81 0,34_
0,58 0,46_
«_
_ _ Zaciek Tongue А2 ВС 70-90 73-88 0,51 1,21:
0,32 0,20 -_ __
i С 180-190 0,64 - 0,15 - - - - . -. Z a b o je w aBielice wytw orzone z piasków półn.-wsch. Europy 81
nego. Analiza Fe20 3 metodą Jacksona, która określa łącznie stosunkowo łatwo rozpuszczalne oraz krystaliczne form y żelaza [8, 7], ujawnia dość zróżnicowany p rofil pod względem zawartości tego pierwiastka. Z porów nania rezultatów analiz wykonanych metodą Tamma i metodą Jacksona wynika, że w poziomach A 0 i A 2 znaczna część Fe20 3 znajduje się w fo r mach krystalicznych, powstałych zapewne w wyniku dehydratacji. W po ziomie B 1 form y krystaliczne stanowią najmniejszy procent z ogólnej ilości niekrzemianowego żelaza. W ynika stąd, że proces iluw ialny zachodzi współcześnie. N ie towarzyszy mu jednoczesne nagromadzenie substancji próchnicznych, co zgodnie z badaniami A r i s t o w s k i e j [2], jest prawdo podobnie związane z działalnością mikroorganizmów wykorzystujących substancję organiczną związków kompleksowych jako materiał energe tyczny. Na głębokości 30— 50 cm zawartość Fe20 3 według Jacksona w y raźnie maleje, a następnie znowu wzrasta i w skale macierzystej stanowi około 20% ogólnej zawartości żelaza. Część żelaza, ulegająca ekstrakcji metodą Jacksona, stanowi prawdopodobnie pierwotną, litogeniczną formę, która występuje głównie w postaci otoczek na powierzchni ziarn kwarcu, a także w wysokodyspersyjnych minerałach ilastych, które, chociaż w nie wielkich ilościach, jednak w tych glebach występują.
W profilu 406 zawartość próchnicy w poziomach genetycznych jest również niewielka, nie licząc poziomu A\, gdzie na zawartość substancji organicznej wpłynęła głównie domieszka węgla drzewnego. W pozostałej części profilu zaznacza się eluwialno-iluwialny charakter rozmieszczenia próchnicy. Równolegle z próchnicą w poziomie B 1 występuje maksimum zawartości ruchliwych form półtoratlenków.
Najbardziej charakterystyczną cechą bielic północnej tajgi jest silne uruchamianie w form ie organiczno-mineralnych kompleksów nie tylko żelaza, lecz i glinu oraz znaczne nagromadzenie tych pierwiastków w po ziomie iluwialnym. Niekrzemianowy glin stanowi w poziomie Bj 28% glinu ogółem. W profilu 70— 12 znaczne ilości ruchliwych form żelaza i glinu uległy wytrąceniu w poziomie B v
S U B S T A N C J A O R G A N I C Z N A
Skład próchnicy bielicy żelazistej jest charakterystyczny dla gleb typu bielicowego (tab. 5); przeważają kwasy fulwowe, których większa część stanowi grupę la. Zwraca uwagę fakt, że maksimum ekstrakcji kwasów fulw ow ych wypada w poziomie iluwialnym. Jakkolwiek iluwialne nagro madzenie humusu nie uwidacznia się w wynikach ogólnej zawartości próchnicy w bielicy z tajgi środkowej, to jednak w składzie substancji próchnicznych istnieje profilowe zróżnicowanie wyrażające się w nagro madzeniu frakcji kwasów fulwowych w poziomie B v Nagromadzenie to występuje w formie kompleksów organiczno-mineralnych, czego
82 I. W . Z a b o je w a
T a b e l a 5 Skład, grupowy i frakcyjny próchnicy b ie lic y ż e la z is t e j
/ p r o f il 4, metodą Tiurina-Pononariewej/, fo w stosunku do С organ, ogółem Group and fr a c t io n a l composition o f the ferruginous podzol humus
/ p r o file 4, a ft e r Tyurin-Ponomareva/, % in re la t io n to t o t a l С Po ziom Ho rizon Głębo kość Depth cm С ogółem w g le b ie % T otal С in s o il /j Kwasy huminowe Humic acids Kwasy fulwowe F ulvic acids Nieroz puszczal na pozosta łość In solu b le residue С kwasów humino- 1 w-ych j С kwasów ; fulwowych 1 2 suma sum l a 1 2 suma sum С humic acids С f u lv ic acids Ao 0-1 40,31* 4,5 1,2 5,7 2,7 9,1 1,2 1 3 ,0 81,5 0,4 a2 1 -5 0,33 6,7 1,2 7,9 19,5 - 7,0 26,5 65,6 0 ,3 B1 7-20 0,21 6 ,4 1,0 7,4 19,9 6,0 10,6 5 6,5 56,1 0 ,2 Bp 20-28 0,17 3,7 0,6 4,3 1 1,5 5 ,0 13,6 28,1 67,6 0 ,1
* S traty przy prażeniu C alcin ation lo s se s
dzeniem jest równoczesna akumulacja form żelaza i glinu rozpuszczalnych w wyciągu szczawianowym.
K w asy organiczne tworzące się w niskopopielnej ściółce wyróżniają się brakiem zobojętnienia oraz wysoką aktywnością chemiczną. Przenika jąc do mineralnej części gleby, w yjątkow o ubogiej we frakcję ilastą i zło żoną głównie z kwarcu, kwasy te uruchamiają żelazo z otoczek na po wierzchni ziarn kwarcu, prowadząc do wybielenia poziomu eluwialnego. Zmniejszenie ogólnej zawartości glinu w poziomie A 2 świadczy także 0 rozkładzie glinokrzemianów. W przyrodzie proces bielicowania postę puje stosunkowo szybko. Spotkaliśmy profil gleby w ytw orzonej z piasku, której w iek wynosił około 60 lat; pod warstewką porostów była już w i doczna przejaśniona przysypka kwarcowego piasku.
Ponieważ w poziomie A 2 bielic północnej tajgi stosunek próchnicy do niekrzemianowych form półtoratlenków jest szeroki, występuje tam tylko częściowo wytrącanie kompleksów organiczno-mineralnych [1, 20, 14]. W górnej części poziomu iluwialnego stosunek ten zawęża się, po łączenia organiczno-mineralne nasycają się coraz bardziej półtoratlenkami 1 ulegają wytrąceniu w tej części profilu.
C A Ł K O W I T Y S K Ł A D C H E M I C Z N Y
Całkowita analiza chemiczna (tab. 6) potwierdza kw arcow y skład sta- roaluwialnych piasków W yczegdy i Peczory. Piaski te odznaczają się w y sokim stopniem przesortowania i jednorodnością składu chemicznego.
Ana-T e b • i *» »s A n aliza całkowita b i e l i c
/ w % od wyprażonej gleby / Elemental a n a lysis of podzols
P r o f i l , g leba P r o f i le , s o il Po ziom Ho rizon Głąbo-kość Depth ста SiÜ2 Fe205 a i2o5
P2°5 CaO MgO k2o N a ^ MnO
Suma Sum Stosunki molekularne Molecular r a t i os s i0 2 r2°5 SiO-с Fe20} SiO~ć. A12°3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 4 B ie lic a ż e la z is ta 4 Ferruginous podzol Ao 0-2 84,68 1,12 4,96 0,17 1,08 0,17 1,15 0,74 0,08 97,25 29 20C 35 A2 2-7 92,61 0,76 4,71 0,02 0,72 0,04 1,02 0,71 0 ,0 3 100,62 34 357 37 B1 7-20 90,38 1,21 5,81 0,11 0,72 0,12 1,13 0,80 0,02 1 0 0 ,3 0 26 214 30 B2 20-29 91,20 1,36 5,22 0,07 0,72 0,12 1,18 0,81 0,02 100,70 25 18? 30 B2 29-40 9 0 ,8 8 1,13 5,73 0,05 0,72 0,12 1,08 0,81 0,02 100,54 26 214 30 B2 40-50 91,62 1,00 5,42 0,02 0,72 0,12 1,15 0,84 0,02 100,91 26 250 30 bc1 50-59 92,41 0,90 4,97 0,02 0 ,7 2 0,12 1,04 0,64 0,01 100,85 33 300 37 BCX 59-70 9 1 ,6 6 0,91 5,03 0,03 0,72 0,16 1,18 0,71 0,01 100,41 27 300 30 H O Щ 70-76 91,80 0,91 4,85 0,02 0,72 0,20 1,14 0,76 0,02 100,42 33 300 37 bc2 76-85 92,14 0,90 4,98 0,02 0,72 0,12 1,10 0,79 0,02 100,79 33 300 37 B ie li c e w y t w o r z o n e z p ia sk ó w p ó łn .-w s c h . E u r o p y
I. W . Z a b o je w a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 100,21 14 33 15 300 16 37 4 B i e l i c a ż e l a z i s t a 4 F e rru g in o u s p o dzol BCj 85-95 92,15 0 ,90 4,83 0,02 0,72 0,12 0,65 0,80 0,02 вс5 95-105 92,68 0 ,97 4 ,6 4 0,02 0,71 0,12 0 ,9 4 0,78 0,01 100,87 32 250 37 BC, 3 105-115 92,96 0,90 4 ,4 6 0,02 0,72 0,12 0,93 0,69 0,01 100,81 33 300 37 С 115-125 92,10 0,83 4,89 0,02 0,72 0,12 1,07 0,75 0,01 100,51 33 300 37 С 125-135 92,18 0,82 5,05 0,02 0,72 0,12 1,07 0,75 0,01 100,74 27 300 30 с 135-1^5 91,64 0,83 5 ,1 4 0,02 0,72 0,20 1,21 0,85 0,02 100,63 27 300 30 с 145-160 91,84 0,83 4,9 4 0,02 0,72 0,2 4 1,13 0,80 0,02 100,54 33 300 37 с 160-170 91,09 0,83 5,09 0,02 0,72 0,2 4 1,04 0,72 0,01 99,76 27 300 30 с 170-180 92,31 0,90 4,7 0 0,01 0,72 0,12 1,10 0,8 0 0,02 100,68 33 300 37 с 180-190 91,40 0,90 4,76 0,01 0,78 0,12 1,16 0,87 0,01 100,01 33 300 37 406 B i e l i c a humis o w o ż e la -z i s t a 406 Hum ous-fer ru g in o u s po d zol А2 1-3 95,06 0,65 2 ,4 4 0,08 0,42 0,18 0,72 0,62 0,02 100,19 57 390 66 а2 3 -9 96,43 0,3 4 2 ,1 4 0,02 0,25 0,17 0,61 0,49 0,03 100,48 70 756 77 В1 9-15 92,42 1,1 4 4,1 1 0,07 0,52 0,20 0,95 0,90 0,02 100,33 32 216 38 В1 25-35 93,99 0,72 2,6 4 0,02 0,36 0,20 0,88 0,83 0,02 99,66 51 348 61 В2 60-70 93,95 0,51 3 ,1 8 0,05 0,41 0,2 4 0 ,9 4 0 ,8 4 0,01 100,13 46 500 50 С 100-170 92,95 0,71 3,97 0,05 0,42 0,25 0,98 0,90 0,01 100,24 36 349 40
Bielice w ytw orzone z piasków półn.-wsch. Europy 85
liza całkowita ujawnia postępujący od powierzchni (pod próchnicą nadkła dową) proces bielicowania. W porównaniu z wyjściową skałą macierzy stą poziom wym ywania ulega zubożeniu w tlenki żelaza, wapnia, magnezu i potasu. Zawartość ogólna glinu w bielicy z tajgi środkowej (p rofil 4) w poziomie wym ywania nie zmienia się — stosunki molekularne S i0 2/ /A120 3 pozostają w profilu stałe. Ponieważ w bielicy z tajgi północnej następuje rozkład glinokrzemianów, stosunki molekularne S i0 2/Al20 3 w górnych poziomach są znacznie szersze niż w poziomie C.
W poziomach iluwialnych obu profilów wzrasta zawartość nie tylko tlenków żelaza, lecz i glinu. Nagromadzenie tych pierwiastków w iluwium przewyższa ich pierwotną zawartość w skale. Wskazuje to na znaczny udział żelaza i glinu w obiegu biologicznym — pierwiastki te gromadzą się w próchnicy nadkładowej i następnie przechodzą do poziomów mine ralnych w form ie wtórnych połączeń organiczno-mineralnych. W ytrące niu tych połączeń w poziomie iluwialnym sprzyja dehydratacja, która może występować w okresie suchym, kiedy wilgotność górnych poziomów spada poniżej wilgotności więdnięcia.
Analiza całkowita piaszczystej gleby z podstrefy tajgi północnej (pro fil 406) wskazuje na jeszcze bardziej intensywne bielicowanie. W ystępuje tu w yraźny proces eluwialno-iluwialny. W poziomie wym ywania stwier dza się najmniejszą zawartość półtoratlenków; niżej zawartość ich wzrasta głównie dzięki tlenkom glinu. Obserwuje się także wyraźnie w ym yw anie innych ruchliwych tlenków. Biologiczna akumulacja nie pokrywa ubytku półtoratlenków. Przemieszczanie drobnodyspersyjnych frakcji w formie zawiesin jest w glebach wytworzonych z piasków na pewno możliwe, lecz proces ten występuje w niewielkim stopniu, na co wskazuje słabe pro filow e zróżnicowanie zawartości frakcji ilastej, odzwierciedlające przede wszystkim proces wewnątrzglebowego wietrzenia pod w pływ em kwasów fulwowych.
Tak więc na piaskach kwarcowych w strefie tajgi w warunkach prze- m yw nej gospodarki wodnej tworzą się gleby bielicowe w wybielonym poziomem A 2. Na ubogich skałach macierzystych, złożonych w 92% z ziarn kwarcu odpornych na działanie czynników wietrzenia i pedogenezy, bieli cowanie polega głównie na usuwaniu otoczek uwodnionych tlenków żelaza z powierzchni pierwotnego kwarcu (wybielanie) i na rozkładzie tej nie w ielkiej ilości skaleni i minerałów ilastych, które znajdowały się w w y j ściowej skale. W rezultacie stopień rozwoju procesu bielico wania piasków kwarcowych jest niższy w porównaniu z glebami gliniastymi.
P rzy jakościowo różnym składzie mineralnym lekkich i ciężkich skał macierzystych porównanie stopnia zbielicowania gleb w ytworzonych z piasków oraz glin nie może dać pełnego poglądu na istotę procesu bie- licowania. Bardziej obiektywny pogląd daje porównanie miąższości pozio mu A 2 w obrębie szeregu gleb wytworzonych z piasków.
86 I. W . Z a b o je w a
w wyniku procesu glebotwórczego zostają w ym yte z poziomu A 2 nie tylko stosunkowo ruchliwe związki niekrzemianowe, lecz również ulegają roz kładowi pierwotne glinokrzemiany. Ponieważ w obrębie gleb w ytw o rzo nych z piasków [28, 29] gleby bielicowe występujące na piaskach k w ar cowych są najsilniej zbielicowane, dlatego uzasadnione jest (ze względu na stopień zbielicowania) zachowanie dla nich terminu bielice.
E L E M E N T Y S T O S U N K Ó W W O D N Y C H I T E R M IC Z N Y C H . P R O D U K T Y W N O Ś Ć B I O L O G I C Z N A
Swoistość gleb wytworzonych z piasków przejawia się również w ich właściwościach wodno-fizycznych (tab. 7). Ciężar właściwy tych gleb w y kazuje nieznaczną zmienność profilową. Ciężar objętościowy maleje ku T a b e l a 7 Właściwości fizyczn e i wodno-fizyczne b ie lic y ż e la z is t e j
/ p r o f il 4/
P h ysical and h ydro-physical pro p e rtie s o f ferruginous podzol / p r o file 4/ Po ziom Ho riz on Głębo kość Depth cm Ciężar właściwy S p e c ific g rav ity Ciężar obję to ściowy Bulk density Poro watość ogólna Total p o ro sity Maksymalna h ig ro sko p i j noś ć Maximum hygrosco- p ic it y W il gotność więdnięcia Moisture of w iltin g Polowa pojemność wodna F ie ld moisture capacity Maksymalna pojemność wodna ! Maximum j moisture capacity g/cm^ % a2 2-7 2,60 1,27 51,15 0,58 0,87 10,0 40,28 B1 10-20 2,62 1.31 5 0 ,0 0 0,86 1,29 9,8 38,17 B2 35-45 2,63 !»5 3 41,82 0,70 1,05 10,0 27,33 BC 55-65 2,64 1,64 37,87 0,76 1,14 16,0 23,09 BC2 75-85 2,64 1,60 39,39 0,80 1,20 1 5 ,9 24,62 “ з 95-105 2,65 1,60 39,62 0,54 0,81 16,0 24,76 с 130-140 2,66 1,59 40,22 0,66 0,99 16,0 25,30 с 150-160 2,66 1,56 41,35 0,60 0,90 15,8 26,51 с 180-190 2,65 1,57 40,75 1,04 1,56 15,9 25,96 с 1 9 0 -2 0 0 2,66 1,61 39,47 0,98 1,47 15,8 24,52
górze — w raz ze wzrostem ogólnej porowatości. Aeracja gleb jest dobra. Dane dotyczące stosunków wodnych w badanych słabo próchnicznych gle bach wytworzonych z piasków świadczą o ich małej zdolności retencyjnej. W chrobotkowych borach sosnowych środkowej tajgi w ody glebowo-grun- towe występują na głębokości 3,5— 4 m [32]. Podstawowe zaopatrzenie gleby w wodę odbywa się wiosną, podobnie jak w innych automorficznych glebach strefy tajgi. Wiosenne zapasy w ilgoci w górnych poziomach bielic są bliskie polo we j pojemności wodnej. W dolnych poziomach (poniżej 50 cm), gdzie zw ykle występują warstewki iluwialne, wilgotność wiosenna osiąga pełną pojemność wodną. Dzięki dobrej przesiąkliwości i małej
Bielice w ytw orzone z piasków półn.-wsch. Europy 87
zdolności retencyjnej wiosenna woda grawitacyjna szybko przenika do wód gruntowych. Latem, zwłaszcza w latach suchych, w powierzchniowej 10- centymetrowej warstwie gleby przez okres 1,5— 2 miesięcy wilgotność od powiada punktowi więdnięcia lub spada poniżej. Deszcze słabo nawilżają glebę, woda szybko przechwytywana jest przez rośliny. W jesieni zapasy w ilgoci wzrastają powoli i nie osiągają wartości zapasów wiosennych. Jak z tego wynika, pełne nawilżenie wodą całego profilu tych gleb m ożliwe jest jedynie wiosną. W okresie letnim górne poziomy gleby silnie w ysy chają, co może być przyczyną dehydratacji kompleksów organiczno-mi- neralnych przenikających do gleby z próchnicy nadkładowej.
Stopień zaawansowania procesu humusowo-iluwialnego zależy od sto- stunków wodnych. W strefie tajgi środkowej przy głębokim zaleganiu wód gruntowych proces humusowo-iluwialny zaznacza się bardzo słabo, po nieważ z próchnicy nadkładowej o niew ielkiej miąższości przechodzi do gleby mało ruchliwych związków organicznych i kompleksów organiczno- mineralnych. Taka sytuacja istnieje w bielicach żelazistych. W raz z przej ściem do warunków półhydromorficznych w obrębie tej samej podstrefy obserwuje się rozw ój grubszej w arstw y mszystej ściółki, produkującej znacznie więcej związków humusowych. W tych warunkach tworzą się iluwialno-humusowe gleby torfowo-bielicow o-glejow ate, odznaczające się nagromadzeniem wm ytego humusu w poziomie B h (do 3— 4%) w form ie kompleksowych połączeń z żelazem i glinem.
W glebach automorficznych o przem ywnej gospodarce wodnej, w miarę przesuwania się ku północy wzrasta wilgotność gleb, a jednocześnie w ol niej przebiegają procesy rozkładu resztek roślinnych w ściółce. Powoduje to nasilenie procesu humusowo-iluwialnego na większych szerokościach geograficznych.
Pod względem warunków termicznych piaszczyste gleby bielicowe ba dane w podstrefie tajgi środkowej [33] różnią się od automorficznych gleb gliniastych szybszym rozmarzaniem i nagrzewaniem w okresie wiosennym oraz głębszym przenikaniem temperatur biologicznie aktywnych.
Biologiczna produktywność bielic znacznie ustępuje produktywności gliniastych gleb bielicowych. Jak w ykazały badania biologicznej produk tywności bielic żelazistych na nadzalewowej terasie W yczegdy w pobliżu profilu 4 [21], ogólny zapas powietrznie suchej roślinnej substancji orga nicznej w borze sosnowym chrobotkowym wynosi 99,9 t/ha, tj. 2,5 raza mniej niż w mszystym borze świerkow ym na typowych glebach glinia stych silnie zbielicowanych. Na fitomasę przypada 90,2 t/ha, na ściółkę — 7,1 t/ha, na roczny przyrost — 3,1 t/ha, na opad — 17,0 q/ha. Zawartość pierwiastków popielnych i azotu w fitomasie wynosi 662,0 kg/ha, tj. 4 razy mniej niż w mszystym borze świerkowym. Roczny przyrost zużywa 58 kg/ha pierwiastków popielnych i azotu, z opadem wraca do gleby 20,1 kg/ha. Z tej ilości w procesie mineralizacji opadu w przeciągu jednego roku w obieg biologiczny wchodzi około 10% pierwiastków popielnych
88 I. W . Z a b o je w a
i 47% azotu. W ściółce boru sosnowego chrobotkowego akumuluje się 16% ogólnego zapasu pierwiastków chemicznych zawartych w substancji organicznej. Nagromadzeniu ulegają przede wszystkim żelazo (5-5%), glin i krzemionka (30— 40%), gdy tymczasem na pozostałe pierwiastki przypada 10— 20%. Bielice żelaziste charakteryzuje obieg biologiczny silnie zahamo wany, z azotowym typ em przemian chemicznych.
Tak więc w ściółce leśnej bielicy żelazistej zakumulowana jest 4-krot- nie mniejsza ilość materiału roślinnego niż w ściółce na gliniastych gle bach bielicowych. W próchnicy nadkładowej bielic gromadzą się głównie półtoratlenki i krzem.
Ściółka gleb piaszczystych produkuje, w porównaniu z innymi, znacz nie mniej kwasów humusowych i niskomolekularnych kwasów organicz nych. W iąże się z tym niska próchniczność automorficznych gleb bielico wych wytworzonych z piasków. Specyfika składu popielnego ściółki w y jaśnia także znaczną biogenną akumulację żelaza i glinu w poziomie ilu- wialnym.
W podstrefie tajgi północnej rozkład ściółki jest powolniejszy niż w tajdze środkowej. Sprzyja to dalszemu rozcieńczaniu roztw orów glebo wych i bardziej wyraźnemu wykształceniu eluwialno-iluwialnego roz mieszczenia ruchliwych połączeń. Podobnie jak w glebach glejow o-bieli- cowych w piaszczystych bielicach północnej tajgi występuje bardziej aktywne biologiczne uruchamianie glinu w układzie gleba-las-gleba, które sprzyja gromadzeniu się w mineralnej części gleby ruchliwych związków humusowych w formie połączeń organiczno-glinowycл [20].
Z przedstawionych materiałów dotyczących bielic wytworzonych z piasków na terenie republiki Kom i wynika, że charakteryzuje je niska naturalna żyzność. Zapasy pierwiastków pokarmowych są w nich jeszcze mniejsze niż w gliniastych glebach bielicowych. W ykorzystyw anie gleb piaszczystych w produkcji rolniczej jest w yjątkow o trudne. A b y uzyskać na tych glebach wysokie urodzaje, trzeba corocznie stosować duże dawki nawozów organicznych i mineralnych. Ta okoliczność przemawia dodat kowo za tym, aby piaszczyste gleby bielicowe wydzielić w odrębną kate gorię bielic.
W N I O S K I
1. W strefie tajgi na piaskach kwarcowych jako skale macierzystej tworzą się w warunkach automorficznych pod chrobotkowymi borami sosnowymi gleby bielicowe, odznaczające się z jednej strony szeregiem cech wspólnych, a z drugiej strony wykazujące zróżnicowania związane z podstrefami bioklimatycznymi. W spólnymi cechami tych gleb są: tw orze nie wyraźnie zróżnicowanego profilu eluwialno-iluwialnego z białawym poziomem wym ywania oraz rozwój procesu bielicowania bez stadium gle jowego.
Bielice w ytw orzone z piasków półn.-wTsch. Europy 89
2. W podstrefie tajgi środkowej, w położeniach zapewniających w a runki przemywne, na ubogich pod względem składu mineralnego piaskach kwarcowych tworzą się bielice żelaziste, w których proces iluwialno-hu- musowo-żelazisty uwidacznia się słabo. W podstrefie tajgi północnej w tych samych warunkach rzeźby i z takich samych skał macierzystych tworzą się bielice humusowo-żelaziste z w yraźniej zaznaczonym procesem ilu- wialno-humusowym, w wyniku którego uruchamiane są nie tylko związki żelaza, lecz także glinu.
3. Bielice żelaziste i humusowo-żelaziste wytw orzone z piasków od znaczają się niską produktywnością biologiczną i bardzo małą naturalną żyznością. W związku z tym wykorzystanie tych gleb do produkcji rolni czej jest mało opłacalne, natomiast celowe jest pozostawienie tych gleb pod lasami.
Biorąc pod uwagę specyfikę genezy piaszczystych gleb bielicowych uwarunkowaną ubóstwem frakcji ilastej, niską pojemnością sorpcyjną, niedostatkiem mineralnych pierwiastków pokarmowych dla roślin, niską pojemnością wodną, słabą produktywnością biologiczną, a także niską na turalną żyznością uważamy za celowe wyróżnienie w systematyce gleb szczególnej form y gleb bielicowych, a mianowicie litogenicznego typu bielic.
L I T E R A T U R A
[1] A l e k s a n d r o w a L. N.: O prirodie i sw ojstw ach produktow w zaim odiej-stw ija gum inowych kisłot i gum atow s połutoraokisjami. Poczwowiedien. 1,
1954.
[2] A r i s t o w s k a j a T. W . : M ikrobiołogija podzolistych poczw. Nauka, M osk w a 1965.
[3] В i e 1 a j e w S. W ., Z a b o j e w a I. W .: Poczw ien naja karta Kom i A S S R , m -b l:5000 0c0. W kn. Agroklim aticzeskij sprawocznik Korni A S S R , S y k ty w k ar 1961.
[4] B i e l a j e w S. W. , Z a b o j e w a I. W. , P o p o w W. A., R u b c o w D .M.: P oczw y Intinskogo promyszlennogo uzła. W kn. M atierjały po poczwam Korni A S S R i sopriedielnych territorij. Izd. A N SSSR, M osk w a 1962.
[5] В i e 1 a j e w S. W., Z a b o j e w a I. W. , P o p o w W. A.: Poczw ien naja karta Korni A S S R m -b 1:2 000 000. A tłas Korni A S S R , Izd. G U K iK , M osk w a 1964. [6] B i e l a j e w S. W. , Z a b o j e w a I. W. , P o p o w W. A., R u b c o w D. М.:
Poczw y Pieczorskogo promyszlennogo rajona. N auka, M osk w a 1965.
[7] C i u r u p а I. G.: К w oprosu o w ydielenii swobodnogo niesilikatnogo żeleza i alum inija. Poczwowiedien. 4, 1961.
[8] G o r b u n o w N. I., D z j a d i e w i c z G. S., T u p i k В. M.: M ietody opriedie- lenija niesilikatnych kristalliczeskich i am orfnych połutornych okisłow w po- czwach. Poczwowiedien. 11, 1961.
[9] I w a n o w a E. N. : К woprosu o razdielenii podzolistoj zony P ried u ralja na podzony. Poczwowiedien. 3— 4, 1945.
[101 I w a n o w a E. N. : O snow nyje zakonomiernosti w raspriedielenii poczw w dol trassy Pieczorskoj ż.d. T ru dy K om i Filiała A N SSSR, sier. gieograf., 1952, wyp. l.
