U R SZ U L A P O K O JSK A
GEOCHEM ICAL STU D IES ON PO DZO LIZA TIO N
РАН Т III. P H O SPH O R U S IN PO D ZO LIZ A TIO N
D ep artm en t of S o il S cien ce, In stitu te of B iology, C opernicus U n iv e r sity of T oruń H ead of D epartm ent: Z. P ru sin k iew icz
IN TRO DU CTIO N
One o f th e few w rite rs w ho h av e n o te d th e p a rt of phosphorus in
podzolization is K u n d l e r [1]. The elu v ial-illu v ial d iffe re n tia tio n o f
P c o n te n t is, according to him , a v e ry good in d icato r of soil podzoliza tion. H ow ever, th e o n ly ex p lan atio n of this so rt of d istrib u tio n of phosphorus in soil profiles h e gives is th a t it closely coincides w ith th a t of sesquioxides, w ith w hich phosphoric acid form s low so lu b ility phosphates.
T he phenom enon of binding ph osphates b y sesquioxides has been for a long tim e one of th e m ost im p o rta n t problem s in soil ch em istry .
R ecent stu d ies [6, 9] h ave co n firm ed th e assum ption th a t it is of th e
n a tu re o f chem isorption.
C hem isorption, how ever, can o n ly acco un t for im m obilizing phospho ru s in soil. In stu d ies on podzolization it is o f ev e n g re a te r im p ortance to accoun t for th e causes of m obilizing phosphorus in th e u p per portion of th e profile. S tu d ies on th e com binations of phosphate ions w ith hum ic sub stan ces have to a c e rta in e x te n t co n trib u te d to th e elucid ation of th is problem .
M i s t e r s k i a nd Ł o g i m o w [5] stu d ied how reactions proceeded in system s containing hum ic acids (from com post extracts), soluble ph o sphates a n d Ca2+, F es+ a n d A l8+ ions. These a u th o rs h av e fo un d th a t th e presence of hum ic acids p rev e n ts to a large e x te n t th e p recip i tatio n o f inorganic phosphates, w hile on th e o th e r hand, th e presence of phosphates in h ib its th e process of coagulation of hum ic acid by th e above-m en tio n ed ions. A ccording to them , th e in te rac tio n o f th ese com pounds b rin g in g a b o u t a n in crease in th e ir so lu b ility is due in th e
154 U. Poko-jska
first place to th e form atio n of hum ic acids-p ho sp hates com plexes b rid g ed by m etal ions. T he re s u lts obtained by M isterski and Loginov have been su p ported by la te r w orks by L e v e s q e a n d S c h n i t z e r
[3], L e v e s q u e [2] an d S i n h a [10]. In th e la tte r w orks w ere used
hum ic an d fulvic acids e x tra c te d from podzol hum us. It has b een found th a t a sh -fre e or low -ash hum ic an d fulvic acid p rep a ra tio n s do n o t form sta b le com pounds w ith ph o sphates. In th e presence of F e3+ or A l3+ ions, how ever, stab le com plex organom etallic p h o sp h ates a re form ed. A ccording to S i in h a .[10], such com plexes m ay form in soil as a re s u lt of rea c tions of soluble phosphates w ith F e- a n d A l-hum ic a n d fulvic acids com plexes o r of insoluble F e- an d A l-phosphates w ith hum ic a n d fu l vic acids o ccurring in soil solution. The a c tu a l role of com plex o rgano- -m etallic phosphates in phosphorus m ig ration needs f u rth e r studies.
S tudies on tran sfo rm atio n s o f phosphorus com pounds in soil chrono- sequences hav e provided in te re stin g re su lts [12]. In u n w e a th ere d bed rock the prevailing form of phosphorus is ap atite. A ccording to W a l
k e r a nd S y e r s [12], w ith th e developm ent of th e pedogenic process
the a m o u n t of calcium phosphates, co m parativ ely easily available for p lants, g rad u a lly decreases, w hile th e a m o u n t of organic phosphorus and of inorganic low -solu bility form s increases. A fter th e calcium phos p h ate supp lies have been e x h a u s te d ,. th ere is a decrease in organic p h osphorus co n tent due to th e low am o u n t o f phosphorus tak e n in by p lants. T he w hole o f inorganic phosphorus passes in to form s inaccessible to p lan ts (iron an d a lu m in iu m phosphates occluded by sesquioxides).
The p rese n t w ork re p o rts th e re su lts of studies on th e d istrib u tio n of phosphorus in profiles of ferro -h u m ic podzols an d describes th e geo chem ical conditions u n d er w hich phosphorus m ig rates in these soils. A n a tte m p t has been also m ade a t d e te rm in in g th e degree of a d v a n cem en t of tra n sfo rm atio n of phosphorus com pounds in th e p a rtic u la r genetic horizons of podzols.
M A TER IA L A N D M ETH ODS
T he p rese n t studies have been m ade o n the sam e podzol profiles th a t w ere analy zed e a rlie r for th e p articip atio n of Fe, A1 a n d Si in
podzolization i[7, 8].
T he to ta l phosphorus conten t (P t) in ra w hu m u s w as d eterm ined
a fte r m in eralizatio n in cone. H2S 04 w ith a n a d d itio n of 30% H / ) 2,
a n d in th e m in e ral p o rtion of th e p rofile a fte r m elting th e sam ples w ith
N a2C 0 3. M oreover, th e d ith io n ite e x tra c te d phosphorus fractio n (Pd) was
d e te rm in e d by M e h ra -Ja c k so n ’s m ethod. S u b ject to th is e x tra ctio n a re m ain ly com binations of phosphorus w ith sesquioxides. The q u a n tita tiv e a n a ly sis of phosphorus w as m ade b y th e colorim etric m etho d w ith m olibdenie blue.
R E SU L TS A N D D ISC U SSIO N
A m ong th e a sh c o n stitu e n ts o f podzol ra w h u m u s phosphorus occu pies a specific position. In th e successive A 0 subhorizons it does n o t becom e so stro n g ly c o n c en tra te d as Si, A1 an d Fe, o r so ra p id ly r e
duced as th e basic elem ents, p a rtic u la rly Ca [cf. 7, 8]. In th e in itial
stages of m in eralization a n d h u m ificatio n of th e p la n t litte r fall th e re is u su ally a c e rtain in crease in phosphorus con centration. This increase is p ro b ab ly due to th e fact th a t th e r a te a t w hich P is released from its organic com pounds is com parativ ely slow, w hile th e to ta l m ass of p la n t rem ain s decreases a t a quick rate. A t th e follow ing stage of o rg a nic m a tte r tra n sfo rm atio n (in A 0F o r A 0H) a decrease in phosphorus c o n te n t is observed, p ro b ab ly due to its being tak e n in by p lan ts an d possibly also p a rtia lly w ashed dow n to th e m in e ral p o rtion of th e profile.
In th e m in e ral horizons of th e podzols u n d e r stu d y th e re is a g rea t
d eal of v ariatio n in phosphorus con tent (Table 2). T he to ta l phosphorus
co n te n t (P205t) in th e bedrock am o u n ts to o n ly some h u n d re d th s of one
p e r c e n t (except in P ro file 3, w h ere it is s lin g h tly higher). The eluvial
T a b l e 1
A verage c o n t e n t o f P2° 5 1-11 p a r t i c u l a r raw humus s u b h o r iz o tts o f 6 p r o f i l e s / i n % o f o r g a n ic m a tte r m ass w it h o u t m in e r a l g r a i n s / S u b h o rizo n P r o f i l e Ho. 1 2 3 4 s 7 AoLo - - 0 ,1 5 1 0 ,0 9 5 - _ AoL 0 ,2 3 0 0 ,3 0 0 - - 0 ,1 5 6 0 ,1 2 5 AoF 0 ,1 9 6 0 ,2 2 4 0 ,2 3 9 0 , 1 8 3 0 ,2 3 0 0 , 2 2 5 AoH ' 0 ,1 4 0 0 , 1 6 1 0 ,2 0 9 0 ,1 0 7 0 ,1 8 4 ' 0 , 1 8 2 A oH " 0 , 1 2 6 0 ,1 0 4 0 ,1 8 2 0 , 1 0 6 0 ,1 4 5
horizons a re even poorer th a n th e bedrock, w hereas in th e illu v ia l horizons th e phosphorus co n cen tratio n is several tim es th a t in the b ed
rock. The m ax im um P^05t co n ten t in a ll th e profiles in question occurs
in subhorizon B h a n d am o u n ts to 0.17-0.25%. The phosphorus fractio n su b ject to e x tra ctio n in d ith io n ite to g eth er w ith th e sesquioxides (P/Dsj) also shows eluvio-illu vial d iffe re n tia tio n — Fig. 1.
T he q uestion arises w h e th e r th e p hosphorus m ig ratio n from horizons A 0 a n d A e to horizon В goes on in th e form of free p ho sphate ions or in com binations w ith o th e r co n stitu en ts of th e soil solution. S tudies ca rrie d o u t by M i s t e r s k i a n d Ł o g i n o w [5], L e v e s q u e [2] a n d
S i n h a [10] h ave rev ealed th e possibility of form ing organo-m etal-
156 U. Pokojska l a b i e £ T o t a l ? 2 ° 5 ^ d i t h i o n i t e - e x t r a c t a b l e ? 2° 5 с о п *вп* i n p o d z o ls u nd er s tu d y P r o f i l « Ho. H o r izo n D epth cm P2 ° 5 t % P2 °5 d % v * t 1 Ao/Ae 1 -0 -1 0 ,0 4 1 0 ,0 1 2 0 ,2 9 Ae 1 2 -2 8 0 ,0 3 3 0 ,0 0 3 0 ,0 9 Bh 3 3 -3 5 0 ,2 0 1 0 ,1 2 6 0 , 6 3 Bhs 3 5 -4 5 0 ,1 2 8 0 ,0 3 6 0 ,2 8 Ba 6 0 -7 5 0 ,0 7 5 0 ,0 1 1 0 ,1 5 С 1 1 0 -1 4 5 0 ,0 7 0 0 ,0 0 6 0 ,0 8 2 Ao/Ae 1 - 0 - 0 , 5 0 ,0 4 0 0 ,0 1 4 0 ,3 5 Ae 1 6 - 2 3 ,5 0 ,0 2 7 0 ,0 0 3 0 ,1 1 Bh 2 3 ,5 - 2 6 0 , 1 6 6 0 ,0 8 6 0 , 5 2 Bhs 2 6 -3 8 0 ,1 6 2 0 ,0 1 4 0 ,0 8 Be 6 0 -8 5 0 ,0 8 5 0 ,0 0 9 0 ,1 0 С 1 1 5 -1 4 5 0 ,0 5 4 0 ,0 0 5 0 ,0 9 3 Ao/Ae 0 , 5 - 0 - 0 , 5 0 ,0 7 5 0 ,0 2 4 0 ,3 2 Ae 4 -1 2 0 ,0 5 4 0 ,0 0 6 0 ,1 1 Bh 1 6 -1 8 0 ,2 2 9 0 ,1 5 0 0 ,6 6 Bhs 1 8 -2 8 0 ,1 8 3 0 ,1 0 6 0 ,5 8 Be 4 0 -5 0 0 ,1 3 6 0 ,0 5 5 0 ,4 0 С 1 1 0 -1 3 0 0 ,1 9 6 0 ,0 1 4 0 , 0 7 4 Ao/Ae 0 , 3 - 0 - 0 , 5 0 ,0 2 2 0 ,0 1 0 0 ,4 5 Ae 0 , 5 - 1 0 0 ,0 2 5 0 ,0 0 4 0 , 16 Bh 1 0 - 1 1 ,5 0 ,2 5 1 0 ,2 3 8 0 ,9 5 B h s1 1 1 ,5 - 1 3 0 ,1 8 4 0 ,1 3 2 0 ,7 2 B hs2 1 3 -2 0 0 ,0 6 4 0 ,0 3 6 0 ,5 6 Be 2 0 -4 0 0 ,0 4 3 0 ,0 1 2 0 ,2 8 С 120 -1 4 0 0 ,0 3 7 0 ,0 1 0 0 , 2 7 5 Ao/Ae 0 , 5 - 0 - 1 0 ,0 2 7 0 ,0 1 2 0 ,4 4 Ae 1 0 -2 0 0 ,0 1 4 0 ,0 0 3 0 ,2 1 Bh 2 8 ,5 - 3 0 0 , 2 1 6 0 ,1 8 2 0 , 8 4 Bhs 3 0 -3 8 0 ,1 2 5 0 ,0 2 4 0 ,1 9 Bs 3 8 -5 5 0 ,0 4 2 0 ,0 1 0 0 , 2 4 С 1 1 0 -1 3 0 0 ,0 3 0 0 ,0 0 4 0 , 1 3 7 Ao/Ae 0 , 2 - 0 - 0 , 5 0 ,0 3 6 0 ,0 2 3 0 , 6 4 Ae 0 , 5 - 1 4 0 ,0 1 5 0 ,0 0 7 0 ,4 7 Bh 2 8 - 2 9 ,5 0 ,2 2 9 0 ,2 0 0 » 0 ,8 7 Bhs 2 9 ,5 - 4 0 0 ,0 7 3 0 ,0 3 3 0 ,4 5 Be 4 0 -6 0 0 ,0 3 6 0 ,0 1 0 0 ,2 8 С 1 0 0 -1 2 0 0 ,0 2 0 0 , 0 0 3 0 ,1 5
fulvic acids by Fe a n d A1 ions. T he resu lts of th e p resen t studies in d i cate th a t this form of phosphorus m ig ration plays a n im p o rta n t p a rt in podzols. Soluble o rg an o -m etal-p h o sp h ate com plexes m ay form alre ad y in ra w hum us, w here a ll th e n ecessary com ponents a re present. F ulvic acids form ing in th e course of decom position of p la n t rem ains m ay, in th e presence of Fe a n d A1 ions, re a c t w ith th e lib e ra te d phosp hate ions. Also in th e eluvial horizons a d e q u ate conditions exist for th e form ation
D iagram s of p r o file d istrib u tio n o f P 20 5 d and P 2 ° 5 t in podzols under stu d y
of th e com plexes in question. In d ire ct evidence of th e com m on m ig ra tion of fulvic acids, sesquioxides a n d p h o sphates is provided b y th eir comm on accu m u lation dn th e illu v ial horizon. Since th e m axim u m phos p h o rus co n ten t occurs in subhorizon B h to g eth er w ith free Fe m axim um , it m ay be in fe rre d th a t in binding ph osphates F e is m ore im p o rta n t th a n Al.
T he v ary in g v a lu e of th e ratio Pd/Pt in th e p rofile (Table 2) d e se r ves som e a tte n tio n . It determ in es th e p ercen tag e of th e phosphorus fractio n bound w ith R20 3 in to ta l phosphorus, a n d in d ire ctly perm its to e stim ate th e p ercen tag e of o th e r form s of phosphorus. P h osp hates com bined w ith R 20 3 co n stitu te th e m ajo r p a rt of soil phosphorus in illu v ial horizons, p a rtic u la rly in subhorizon Bh, w h ere th e Pd/Pt ratio
158
reaches values ran g in g from 0.52 to 0.95. Below subhorizon B hs th is fraction g ra d u a lly decreases, a n d in th e bedrock its p ercen tag e is negligible (P^/Pt in horizon С ran g es from 0.03 to 0.13). Since horizons Bs/C a n d С essentially lack organic phosphorus com pounds, th e low values of Pd/Pt a re evidence of a clear predom inance in these horizons of the calcium p ho sp h ate fraction. In th e eluvial horizon, on the o th e r hand, w here, co nsidering th e fairly ra p id decom position of a p a tite [7,
11], no considerable p ercentag e of calcium p ho sphates is to be expected,
th e low Pd/Pt v alu es point to a h igh er co n ten t of organic phosphorus com pounds.
T he p ictu re of p rofile d iffe re n tia tio n of th e p rin cip al phosphorus fraction s in podzols o b tain ed in th e p rese n t stu d y is essentially in a g re em ent w ith the d a ta re p o rte d by M a с L e a n an d cow orkers [4] except for th e illu v ia l horizon, w h ere th ey found a low er c o n te n t of the phos p h a te fractio n com bined w ith Fe and A1 and a h ig h er one of th e or ganic phosphorus fraction. The differences a re due to u neq u al ex tra c tio n capacities of the rea g e n ts used a n d to the d ifficulty in d r a w ing a precise b o rd erlin e b etw een organic a n d inorganic phosphorus in soil. M oreover, M acL ean’s and co w o rkers’ d ata suggest th a t th e F e- arnd A l-ph o sp hate com binations accu m u lated in horizon В become to a larg e e x te n t occluded by am orphous Fe oxides.
W hen com paring th e q u a lita tiv e a n d q u a n tita tiv e d iffe re n tia tio n of phosphorus com pounds in podzol profiles w ith th e gen eral schem e of tran sfo rm atio n s of these com pounds in soil elab o rated by W a l k e r a nd S y e r s [12], it is seen th a t th e fo rm e r corresponds fa irly w ell w ith th e la tte r. The podzol bedrock, in w hich th e m ost im p o rta n t fra c tion of phosphorus is calcium ph o sphates corresponds to th e in itial stage of tran sfo rm atio n s of phosphorus com pounds in W alker an d S y e rs’ schem e. The illu v ial horizon, on th e o th er hand, in w hich along side w ith organic form s of phosphorus occur n e a rly exclusively com
binations of phosphorus w ith K203 occluded to a larg e e x te n t by Fe
oxides, corresponds to th e fin al s ta g e ‘of phosp horus com pounds tra n s form ations in soil.
C O N C LU SIO N S
1. T he tran sfo rm atio n s a n d th e m ig ratio n of phosphorus com pounds
co n stitu te im p o rta n t elem ents of podzolization.
2. The p rim a ry form of phosphorus in podzols is in the first place
calcium phosphates (apatite). The h igh a c id ity of th e u p p er p o rtio n of th e podzol p rofile causes a co m p arativ ely rap id (com pared w ith o th e r soils) decom position of these phosphates.
3. Biological accu m u latio n in horizon A 0 involves a n accum ulatio n of organic phosphorus com pound. M ineralization of these com pounds is
associated w ith secondary tak in g in of phosphorus by p lan ts a n d w ith p a rtia l w ashing it dow n th e profile.
4. In th e illu v ia l horizon of podzols a considerable accu m u latio n of
phosphorus is observed, an d its m ax im u m co n te n t occurs in subhorizon Bh. T he m ost lik ely form of phosphorus m ig ratio n from horizons A 0
an d A e to horizon В is o rg an o -m etal-p h o sp h ate com plexes com posed o f
fulvic acids, Fe a n d A1 ions a n d pho sp h ate ions.
R EFERENCES
[1] K u n d l e r P.: B eu rteilu n g fo rstlich g en u tzter S an d b öd en im n o rd o st d eu tsch en T ieflan d . A rch iv fü r F o rstw esen 5, 1956, 9/10, 585-672.
[2] L e v e s q u e M.: C h aracterization of m odel and so il organic m a tte r -m e ta l--p h o sp h a te co m p lex es. Can. J. S o il Sei. 1969, 49, 365-373.
[3] L e v e s q u e M. , S c h n i t z e r M.: O rg a n o -m eta llic in teraction s in so ils. 6. P rep aration and p rop erties of fu lv ic a c id -m e ta l p hosphates. S o il S ei. 1967, 103, 183-190.
{4] M a c L e a n A. H. , W i l l i s A. L., H o f f m a n D. W.: D istrib u tio n of p h o s phorus fra ctio n s w ith in p ro files of th ree O ntario soils. Can. J. S o il Sei. 1971, 51, 302-304.
[5] M i s t e-r s к i W., Ł o g i n o w W.: B ad an ia nad próchnicą. Cz. II. B adania nad n iek tó ry m i w ła śc iw o śc ia m i fizy k o ch em ic zn y m i k w a só w próchnicznych. R oczn. n au k roi., A, 79, 1959, 3, 743-770.
[6] P a r f i t t R. L., A t k i n s o n R. J., S m a r t R. St. C.: T he m ech a n ism o f ph osp h ate fix a tio n b y iron o x id es. S o il Sei. Soc. A m . Proc. 1975, 39, 837-841. [7] P o k o j s k a U.: G eo ch em ica l stu d ies on p od zolization . P art I. P od zolization in
th e lig h t o f th e p rofile d istrib u tio n o f v a rio u s form s o f iron and a lu m in iu m . R ocz. gleb ozn . 30, 1979, 1.
[8] P o k o j s k a U.: G eo ch em ica l stu d ies o n p od zolization . P art II. S ilico n in p od zolization . R ocz. glebozn. 30, 1979, 2, 143-150.
[9] R y d e n J .C., M c L a u g h l i n J. R., S y e r s J. K.: M ech an ism s of p h osp h a te so rp tio n by soils an d h ydrous ferric o x id e gel. J. S o il Sei. 1977, 28, 72-92. .
[10] S i n h a M. K.: O rgan o-m etallic p h osp h ates. I. In teraction of phosphorus com p ou n d s w ith h um ic su b stan ces. II. P h y sico -ch em ic a l ch aracteristics of
h u m ic and fu lv ic m eta l p h osp h ates. P la n t and S o il 1971, 35, 471-493.
[11] T a m m O.: S tu d ier över jord m an styp er och deras fö rh a lla n d e till m arkens h yd rolog! i n ord sven sk a sk ogsterran ger. M ed d elan d en F<ran S ta ten s S k o g - sfo ro sk sa n sta lt, 26, 1931, 2.
[12] W a l k e r T. W. , S y e r s J. K.: T he fa te of p h osphorus during pedogenesis.. G eoderm a 1976, 10, 1-19.
U. Pokoj ska У. П О К О Й С К А ГЕОХИМ ИЧ ЕСКИЕ И С С Л ЕД ОВАН ИЯ П О Д ЗО Л О О БРА ЗО ВА Т ЕЛ Ь Н О ГО П РО ЦЕССА Ч А С Т Ь 3-Я . Ф О С Ф О Р В П Р О Ц Е С С Е О П О Д ЗО Л И В А Н И Я Л аборатория почвоведения, И н ститут биологии У ниверситета им. М. К оперни ка в Торуни Р е з ю м е Ц елью статьи было п р ед ъ я в л ен и е резул ьтатов и сследован и й по разм ещ ен и ю •ф осф ора ш п р о ф и л е ж ел ези ст о -г у м у со в ы х п одзолов и о б су ж д ен и е геохи м и ч е ских условий, в к ак и х п рои сходи т миграция ф о с ф о р а в эти х почвак. П р едп р и нята т о ж е была, попытка, оп р едел ен и я «степени превращ ения ф о с ф о р н ы х со ед и нений в отдельн ы х генети ч еск и х гори зон тах подзолов. В почвенны х о б р а зц а х оп р едел я л и общ ий ф о с ф о р (Pt) и ф р ак ц и ю ф о сф о р а извлекаем ого дитионитовой в ы тяж к ой (Pd) согласно м етоду М эр а-Д ж ек сон а. Эту ф р ак ц и ю составляю т в главном соеди н ен и я ф о с ф о р а с полуторны м и од и - слами. Во в сех и спы танны х п р о ф и л я х к оличествен ная д и ф ф ер ен ц и а ц и я о ди наково как P t так и P d и зо б р а ж а е т хар ак тер н ую к артину эл ю в и ал ь н о-и л лю - виальной дислокации (рис. 1). К а ж ет ся , что сущ ествен н ую роль в транс локации ф о с ф о р а играю т к ом плексн ы е о р г ан о-м ет ал л оф осф атн ы е соединен ия, в к о т о ры х ф о сф а т н ы е ионы свя зан ы с п одвиж ны м и гум усовы м и кислотам и п о ср ед ством ионов F e и А1. В озм ож н ость образов ан и я таких со еди н ен и й в почве д о казан а многими авторами [2, 5, 10]. В п о д зо л а х растворимы е F e - и А1- г у мусовы е ком плексн ы е соединен ия с ф о сф а т а м и м огут образов аться у ж е в сыром перегное, где н а х о д я т ся все им ею щ ие сущ еств ен н ое зн а ч ен и е компоненты . В ы п аден и е в осадок эт и х с л о ж н ы х ком плексов в гор и зон те В протек ает вероятно согласно подобном у м еханизм у, как тот которы й влечет за собой утрату р а ств о римости в соеди н ен и я х гум усовы х к и слот с полуторны м и окислами. З а сл у ж и в а ет внимания изм ен яю щ аяся в п р о ф и л е величина соотнош ения Pd*Pt (табл. 2). Ф осф ат ы связанн ы е с R 20 3 составляю т найболы пую часть почвенного ф о сф о р а в иллю ви альны х гор и зон тах (в B h соотн ош ен и е P d :P t достигает .величины 0,52-0,95). Н и ж е под горизонта B hs н азв ан н ая ф р ак ц и я играет все м еньш ую роль и в м атеринской породе уч асти е ее совсем н ич тож но. С ви детельств ует это о подав ля ю щ ем преобладании <в горизонте С кальц и евы х ф о с ф атов. В элю виальном горизонте, где вследстви е довольно интенсивного р а зл а - гания апатита н ел ь зя ож и дать больш его накопления к ал ь ц и евы х ф о сф а т о в , н и зк и е зн ач ен и я P d :P t указы ваю т на н ал и ч и е вы сш его со дер ж ан и я орган и ч е ск и х ф о сф о р н ы х соединен ий. С равнивая кол и ч ествен н ую д и ф ф ер ен ц и р о в а н - ность ф о с ф о р н ы х соеди н ен и й в п р о ф и л е п одзолов с п р ед л о ж ен н о й У о л к е р о м и С ы е р с о м [12] общ ей схем ой превращ ения эти х соединен ий в почве н етрудно обн ар уж и ть далек о и дущ и е аналогии. М атеринская порода п одзол ов с дом инирую щ ей ф р а к ц и ей ф о сф а т о в кальция соответствует н ачальной стадии; и л л ю в и ал ь н ы й -ж е горизонт с накоп лен ием ф о сф а т о в свя зан н ы х с R 20 8 с о ответствует ко.нечновой стидии превращ ения ф о сф о р н ы х со еди н ен и й в схем а У олкера и Сыерса.
U. P O K O J S K A
GEOCHEM ICZNE B A D A N IA N A D PRO CESEM B IELIC O W A N IA
C Z Ę S C . III F O S F O R W PR O C E S IE B IE L IC O W A N IA
Z akład G leb o zn a w stw a In sty tu tu B io lo g ii U n iw ersy tetu M ikołaja K opernika w T oruniu
S t r e s z c z e n i e
C elem n in iejszej p u b lik a cji b yło p rzed sta w ien ie w y n ik ó w badań nad r o zm ie szczen iem fosforu w profilach b ielic ż e la z isto -h u m u so w y ch oraz p rzed y sk u to w a n ie geoch em iczn ych w aru n k ów , w jakich od b yw a się m igracja fo sfo ru w tych gleb ach . P o d jęto rów n ież próbę ok reślen ia stoipnia za a w a n so w a n ia przem ian zw iązk ów fo sfo ro w y ch w poszczególn ych poziom ach gen ety czn y ch b ielic.
W gęsto p obranych próbkach g le b o w y c h oznaczono fosfor ogółem P t oraz frak cję fosforu ek strah u jącego się w w y cią g u d ith io n ito w y m P d w ed łu g M eh ra- Jacksona. F rak cję tę sta n o w ią g łó w n ie p ołączen ia fosforu z p ółtoratlen k am i. W e w szy stk ich b ad an ych p rofilach ilo ścio w e zróżn icow an ie zarów no P t jak i P d p rzed staw ia ch a ra k tery sty czn y obraz e lu w ia ln o -ilu w ia ln e g o p rzem ieszczen ia (rys. 1). W ydaje się, że isto tn ą rolę w p rzem ieszczan iu fo sfo ru o d g ry w a ją połączen ia k o m p lek so w e org a n iczn o -m eta lo fo sfo ra n o w e, w których jony fo sfo ra n o w e p o łą czone są z r u ch liw y m i k w a sa m i próch n iczn ym i za p ośred n ictw em jon ów F e i A l. M ożliw ość tw orzen ia się tak ich p o łą czeń w gleibie w y k a za li liczn i autorzy [2, 5, 10]. W b ielica ch rozp u szczaln e k om p lek sy F e - i A l-h u m u so w e z fosfo ra n a m i m o gą p ow sta w a ć już w p róchnicy n ad k ład ow ej, gd zie znajdują się w sz y stk ie istotn e k om ponenty. W ytrącan ie tych złożonych k o m p lek só w w poziom ie В od b yw a się zap ew n e w e d łu g tego sam ego m echanizm u, jak i powodoije u tratę rozp u szczaln o ści p ołączeń k w a só w h u m u so w y ch z R 20 3.
N a u w a g ę za słu g u je zm ien iająca się w p rofilu w artość sto su n k u P d/P t (tab. 2). F osforan y zw ią za n e z R 20 3 stan ow ią n a jw ięk szą część fo sfo ru g leb o w eg o w p o ziom ach ilu w ia ln y c h (w B h stosu n ek P d/P t osiąga w artość 0,52-0,95). P o n iżej pod- poziomiu B hs frak cja ta od gryw a coraz m n iejszą rolę, a w sk a le m acierzystej jej u d ział je st zu p ełn ie znikom y. Ś w ia d czy to o w yraźn ej d o m in a cji w p oziom ie С fosfo ra n ó w w a p n io w y ch . W poziom ie elu w ia ln y m , w k tórym ze w zg lęd u na dość in te n sy w n y rozkład a p a ty tu n ie n a le ż y się sp o d ziew a ć w ięk szeg o ud ziału fo s fo ranów w a p n io w y ch , n isk ie w a rto ści P d/P t w sk a zu ją n a w ięk szą zaw artość o rga niczn ych zw ią zk ó w fosforu. P orów n u jąc ja k o ścio w e zróżn icow an ie zw ią zk ó w fo s forow ych w profilach b ie lic z ogóln ym sch em atem p rzem ian tych zw iązk ów w g le bie opracow an ym przez W a l k e r a i S y e r s a [12], ła tw o dostrzec d alek o id ą ce an alogie. S k ała m acierzysta b ielic z d om in u jącą frak cją fo sfo ra n ó w C a odpo w iad a stad iu m p oczątk ow em u , zaś poziom ilu w ia ln y z n agrom ad zen iem fo sfo ra n ów zw iązan ych z R2 0 3 odpow iada stad iu m koń cow em u przem ian zw iązk ów fo s forow ych w sch em acie W alkera i Syersa.
D r U r s z u l a P o k o j s k a I n s t y t u t B i o l o g i i U M K T o r u ń , ul. S i e n k i e w i c z a 30
