R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T . X X X I I I , N R 1/2, W A R S Z A W A 1982
JA N OSWIT, BARBARA SAPEK
OCENA ZAWARTOŚCI SKŁADNIKÓW MINERALNYCH
W ROŚLINACH ŁĄK NATURALNYCH I ZDOLNOŚĆ GATUNKÓW DO WYKORZYSTANIA ZASOBÓW GLEBOWYCH
In sty tu t M elioracji i Użytków Zielonych w Falentach
Zawartość składników m ineralnych w roślinie zależy przede w szyst kim od charakteru środowiska glebowego i właściw ości biologicznych gatunku. W dotychczasowych pracach położyliśm y nacisk na w p ływ wa runków siedliskow ych na zasobność roślin w składniki m ineralne [2, 3], natomiast obecnie om awiam y włównie różnice w zawartości tych skład ników w roślinach, uwarunkowane biologiczną specyfiką gatunków. O różnicach tych można wnioskować porównując zawartość składnika w roślinie z jego zawartością w innych roślinach zbiorowiska: w ramach jednego stanowiska (1 punkt badawczy), kilku stanowisk w tym samym siedlisku lub też różnych siedlisk mieszczących się w amplitudzie eko logicznej występowania gatunku. Dodatkowych informacji dostarcza też porównanie zawartości składnika w takich grupach roślin, jak turzyce, traw y i zioła. Różna zawartość określonego składnika w roślinach na tym samym stanowisku czy siedlisku świadczy o niejednaikowych ich zdolnościach do w ykorzystywania zasobów glebowych.
Zwiększone w tym zakresie zdolności gatunku mogą być uwarunko wane charakterem jego metabolizmu, ale mogą też wynikać z lepszego biologicznego przystosowania rośliny do istniejących warunków ekolo gicznych (na przykład dobrze rozw inięty system korzeniowy) czy też naw et z jej wzmożonej żywotności w siedlisku, które zapewnia roślinie optymalne warunki rozwoju.
METODYKA BADAŃ
Badania wykonano w oparciu o 445 próbek roślinnych, reprezentu jących 87 gatunków łąkowych zebranych przed I pokosem w dolinach Biebrzy, Narwi i Śliny, z łąk bagiennych oraz zm iennowilgotnych i świeżych. Łąki bagienne tw orzyły zbiorowiska turzycow o-m szyste (Ca- ricetum diandrae), turzy co we (Caricetum elatae, Caricetum appropin- quatae) oraz trawiasto-turzycowe i mozgowo-m annowe (Cariceum gra-10 — R o c z n ik i G le b o z n a w c z e 1—2782
146 J. Oświt i В. Sapek
cïlis, Phalaridetum arundinaceae, G lycerietum maximae, Caricetum vul- pinae), a łąki o zmiennej wilgotności i świeże — głównie zbiorowiska trawiaste, trawiasto-ziołowe (Alopecuretum pratensis, Cirsio-Poylgonetum, Filipendulo-Geranietum, Arrhenatheretum) i niekiedy drobnoturzycowe (zbiorowisko Carex fusca-Carex panicea).
W próbkach po spaleniu w mieszaninie kw asów azotowego, nadchlo rowego i siarkowego oznaczono zawartość wapnia, magnezu, potasu i sodu metodą atomowej spektroskopii absorpcyjnej oraz zawartości fos foru metodą kolorymetryczną automatyczną. Porównano zasobność ba danych gatunków w składniki mineralne. W odniesieniu do gatunków reprezentowanych przez większą liczbę badanych próbek roślinnych przeprowadzono ocenę ich zdolności do wykorzystywania glebowych zasobów składników pokarmowych metodą proponowaną przez L a m b e r t a i współpracowników [11. Obliczono względny współczynnik specyfiki gatunku WSG (coefficient spécifique relative — CSR) równy stosunkowi zawartości określonego składnika mineralnego w badanej roślinie (Sm) do średniej jego zawartości we wszystkich badanych ga tunkach zbiorowiska roślinnego (Sm)
Sm WSG = —=---Sm gdzie: - ____ S m i+ S m2 ...Smn om — n n — liczba badanych gatunków zbiorowiska.
Wartość WSG większą od 1 mają gatunki o ,,wysokiej m ocy akumu lacji lub potencjale wzbogacenia” w dany składnik m ineralny [1].
WYNIKI I DYSKUSJA
Na podstawie oznaczeń zawartości wapnia, magnezu, sodu, fosforu i potasu obliczono średnie zawartości tych składników w turzycach, trawach i ziołach (tab. 1).
Największą ilość magnezu stwierdzono w ziołach (0,31-0,46%) Mg), a najmniejszą w trawach (0,16-0,20% Mg). Dotyczy to szczególnie łak trawiastoziołowych, dla których średnia zawartość wynosi 0,16% Mg. Turzyce zajmują pozycję pośrednią (0,22 — 0,24% Mg).
Zasobność roślin w wapń układa się podobnie jak w przypadku magnezu. Do najbardziej zasobnych należą zioła (0,89-1,56%) Ca). Tu rzyce i trawy zawierają zazwyczaj najmniejsze ilości wapnia (0,45- -0,65% Ca).
Zioła zawierają też największe ilości fosforu (0,357-0,438% i potasu (1,60-1,88%). W yjątek stanowią tylko zioła łąk turzycowo-m szystych, wyraźnie uboższe w te składniki, gdyż średnia zawartość potasu wynosi
S k ła d ch em ic zn y ro śli n łą k o w yc h a za so b n o ść gle by 14 7
Zaw artouć c a k ro sk ła d n ik ó w w r o ś l i n a c h łąkow ych C o n te n t o f m a c ro e lem e n tв In meadow p l a n t s
T a b e l a 1
! L ic z b a L ic z b a ś r e d n i a z a w a rto ś ć w % s .m . - Mean c o n te n t ill % o f d.m*
GXUP, x c é l i n - P l a n , g ro u p s e g t a g t ó , g j & j k j--- j--- j--- ;
o f o p a c ie e o f oam plea Ca Mg
I - с - tu rz y c e i ç k turzyccw iekow ych 6 63 1 .1 9 0 . 319 0 .4 7 0 .2 4 0 .0 2 ecdge's o f t a l l - o s ü g ô meadows 0 * 3 3 -3 ,0 2 0 e0 7 0 -0 t G43 0 * 2 7 -0 ,8 3 0 , 13- 0,*58 0 ,0 0 7 - 0 ,0 3 Ъ - tu rs;y ce iq]c t u r г yesw o-aez y s t ych 5 20 1 .2 3 0 .2 9 0 0 . 55 0 .2 2 0 .0 4 < eedgüü c f tü ll- a e d g e - a o e f j asadow o 0 , 39- 2,46 0 V0 3 1 -0 ,5 4 1 0 , 2 6 - 1 P03 0 , 1 4 - 0 , ^ 0 ,0 0 7 - 0 ,1 5
1 1 - а - tr a '-ту ł ą k l^c^gowo-Łiannowych 5 67 1 .2 0 0 . 341__„ 0 a65 О л 20 0«07 g r a a r ;î0 o f canary-BV ?e9tgraes 0 ,3 2 - 2 ,6 0 Ctf0 9 6 -0 t 725 0 ,1 9 - 1 ,2 3 0 ,0 7 - 0 ,4 9 0,007**0,56 nwedewa
b ~ traw y tra w ie a to -z io łc w y c li 16 90 ___ 1,41 ___0 ..231 0 *45 0 . l6 0 o07 g rd o e o a o f g r a a e - iie rb meadows 0 ,4 7 - 3 ,0 4 0 , 10C-0 eY38 O ^ j - I p ö l 0 ,0 6 - 0 ,5 0 0 ,0 0 7 - 0 ,2 9 I I I - a - s i o ł a n a d rsc c z n y o h ł ą k b a g ie n n y ch 15 60 ___1.6 0 0 . 433 1„5б 0 ,3 7 0 .4 6
h e r b s o f r i v c r e i d e bog meadows 0 , 2 3 - 3 ,3 5 0 ,1 4 0 -1 ,1 3 5 0 ,7 0 - 3 ,4 3 0 , 15~0 ,5 6 0 ,0 0 7 - 1 ,5 9 b ‘ I ; z ^ t 5 c f i 0 lm ,s h ł ą k turzyCOWO- 5 16 ... 3.2 3 .,, _ 0 , 2 5 £ _ 0 -8 9 _ _ S U £ L _ 0 ^ 0 _ h srb fl o f h e rb meadows 0 , 7 2 - 2 ,3 3 0 ,1 4 4 -0 * 5 7 6 0 , > 5 -1 ,1 4 0 , 18- 0 ,6 6 0 ,0 1 5 - 1 ,3 0 * “ i ° ł ^ o h S ,te y C h l4 k t l " 1 “ *0- 15 86 1 .6 3 0 .1 5 7 . 1 .4 7 0 .4 6 0 .2 8
haxba o f humid g r e e s - h e rb r.cadows 0 , 8 3 - 4 ,6 2 0 ,1 2 9 -0 ,8 0 3 0 ,3 8 - 4 ,9 3 0 ,1 1 - 1 ,3 1 0 ,0 0 7 - 1 ,7 5 d ■ tr a ’r ia 8 t0 ‘ li0 ł0 w ,c h H 36 , , . , 1 , 8 3 . , 0 .4 1 8 . ■■ .1 .2 6 .. 0 .3 1 0 ^ h e r b s o f dz-ier g m93-h e rb mecdcvrs 0 ,6 0 - 3 ,9 2 0 ,1 7 0 -0 ,3 1 6 0 ,4 7 - 3 ,0 8 0 ,1 7 - 0 ,5 8 0 ,0 0 7 - 0 ,3 9 IV - a - m otylkowe 3 6 1 .3 4 0 .7 2 2 2 .1 2 0 .4 3 0 .1 2 legum es 0 , 4 7 - 2 ,4 7 0 ,2 1 0 -0 ,5 4 1 0 ,9 0 - 2 ,2 8 0 ,1 > - 0 ,4 2 0 ,0 2 0 - 0 ,4 3 b - k o n ic z y n a b ia ło r ó io w a 1 1 0 ,8 2 0 ,2 5 7 3 ,0 7 0 ,7 5 0 ,0 2 a l s i k e c lo v e r
148 J. Oświt i B. Sapek
1>23%, a fosforu 0,256%. W turzycach i trawach zawartości te są dość wyrównane i wynoszą w przypadku К 1,19“ 1,14%, a w przypadku P 0,281 ~0,341°/o. Należy tu jednak podkreślić, że jeśli chodzi o turzyce i traw y łąk m ozgowo-m annowych, to średnie te są wysokie wskutek tego, że w iele próbek roślinnych pochodziło z siedlisk częściowo nawożonych potasem i fosforem. W yróżniały się one w tedy dużą zawartością tych składników, dochodzącą w przypadku potasu do przeszło 2-3% K, a w przypadku fosforu od około 0,40 do powyżej 0,80% P, gdy tymczasem w warunkach siedlisk nie nawożonych zawartości te wahały się w gra nicach od 0,33 do 0,70% dla К i od 0,07 do 0,17% w przypadku P.
Największą ilość sodu stwierdzono w ziołach (0,24_ 0,46% Na), a naj mniejszą w turzycach 0,02% Na). Trawy zawierały około 0,07% Na.
Można sądzić, że przedstawione różnice w zawartości wapnia, m ag nezu, sodu, potasu i fosforu, są w dużym stopniu wynikiem różnej zdol ności gatunków do w ykorzystywania ich zasobów glebowych. Wynika to na przykład wyraźnie z porównania zawartości tych składników w trawach i ziołach. Średnie zawartości dla ziół są zdecydowanie wyższe we wszystkich rodzajach badanych siedlisk.
W odniesieniu do gatunków o większej liczbie badanych próbek przeprowadzono ocenę ich zdolności do wykorzystywania glebowych za sobów fosforu, potasu, magnezu, wapnia i sodu za pomocą względnego współczynnika specyfiki gatunku (WSG). Z dokonanej analizy materiału wynika, że na szczególną uwagę zasługuje pod tym względem Filipendula ulmaria. Gatunek, ten, w zmieniającej się wilgotności trzech badanych siedlisk, wykazuje wyraźnie zwiększoną zdolność do pobierania fosforu oraz magnezu z gleby (wartości WSG większe od 1, tab. 2).
W pozostałych gatunkach Eąuisetum limosum i Caltha palustris w y kazują większą od innych zdolność do w ykorzystywania zasobów glebo w ych wapnia, leoz tylko w warunkach łąk bagiennych i o zmiennej wilgotności (tab. 2). Podobne cechy wykazuje Geum rivale w warunkach łąk o zmiennej wilgotności oraz uprawnych.
W przydaku potasu na uwagę zasługuje Eąuisetum limosum i Caltha palustris, które w siedliskach bagiennych w większym stopniu od in nych roślin wykorzystują potas z gleby (tab. 2). W łąkach o zmiennej wilgotności takie zdolności wykazują również Filipendula ulmaria i Lychnis jlos-cuculi. Należałoby także zwrócić uwagę na wyróżniającą się zdolność Caltha palustris do pobierania sodu z gleby łąk o zmiennej w ilgotności (najwyższe wartości WSG, tab. 2). W warunkach siedlisk bagiennych podobnie zachowuje się Rum ex hydrolapathum (tab. 2). We wcześniejszej pracy wykazaliśm y za pomocą tej m etody wyraźnie w ięk szą zdolność Carex vesicaria do wykorzystywania manganu i żelaza z gleby [3].
Przedstawione w yniki z uwagi na zbyt małą liczebność badanych próbek nie upoważniają jeszcze do przyjęcia w ym ienionych gatunków
Względny w sp ó łc z y n n ik s p e c y f i k i g a tu n k u o w a r to ś o i w ię k s z e j od 1 d l a w ybranych r o ś l i n ł ą k n a t u r a l n y c h R e l a tiv e c o e f f i c i e n t o f th e s p e o i f i c i t y o f a s p e c i e в /W3Ö/ o f th e v a lu e h i g h e r th a n 1 from th e chocen
p l a n t s o f n a t u r a l meadowo P Ca К Ha R o ś li n a - P l a n t s i e d l i s k o s i t o VSQ min max n s i e d l i s k oe i t e WSG min max n s i e d l i s k os i t e WSG min max n s i e d l i s k os i t e Y/5G m in max n s i e d l i s k os i t e WSG min max n P i l i p e n d u l a u lm a r ia B, Wi 0 1 .0 4 2 ,6 3 15 B, w, 0 1 .3 2 2 ,5 0 13 • • • W Jj£ 3 1 ,3 0 11 • • • E q u is e tu n lim o вша • • » • • В, W JL 5 ä 2 ,6 3 6 В J Æ 2 ,6 9 3 • • • C a l th a p a l u s t r i s • • • • • • E, W 1»36 2 ,3 3 s Б 1 л 02 1 ,7 3 5 В, W 2 .5 0 5 ,9 6 7 L y c h n is f l o B - c u c u l i V 1 .2 6 1 ,56 С • • • • Ф • W l y O o 1,4 0 8 • • • Geum r i v a l e • • • • € W , 0 l i â i 2 , 3 7 1 4 1 * • • • • •
Rumei h y d ro lap ath u m • • • ♦ • • • • J j
1 I i * i • e в J U S O3 ,7 0 4 В - s i e d l i s k o b a g ie n n e - b o g s i t e s V - s i e d l i s k o w ilg o tn e - humid s i t e s 0 - s i e d l i s k o odwodnione - d ra in e d s i t e 3
n - l i o z b a punktów p o b ra n ia n a w ym ienionych s i e d l i s k a c h - number o f sam p lin g p o i n t s on th e s i t e s m en tio n ed
S k ła d ch em icz n y ro śli n łą k o w y ch a za so b n o ść g le b y
150 J. Oświt i B. Sapek
jako bioindykatorów fosforu, magnezu, wapnia, potasu lub sodu w sied liskach łąkowych o zróżnicowanych warunkach wilgotnościowych. Na gatunki te należałoby jednak zwrócić uwagę przy kontynuacji tego ro dzaju badań. Przedstawiona metoda wydaje się interesującą propozycją rozpatrywania roślinności łąkowej pod kątem jej składu mineralnego oraz zdolności do wykorzystywania zasobów składników pokarmowych.
WNIOSKI
1. Do roślin łąkowych najbardziej zasobnych w wapń, magnez, sód, potas i fosfor należą zioła. Trawy są najuboższe w magnez, a turzyce, z wyjątkiem próbek pochodzących z siedlisk częściowo nawożonych, w potas i fosfor. Zawartość wapnia w trawach i turzycach jest podobna.
2. O różnicach w zawartości określonego składnika mineralnego w roślinach, uwarunkowanych specyfiką biologiczną gatunków, można wnioskować porównując jego zawartość w roślinie z zawartością w in nych gatunkach zbiorowiska roślinnego.
3. Gatunkom, które w całej amplitudzie ekologicznej swego w ystę powania wyróżniają się większą zawartością określonego składnika od średniej jego zawartości we wszystkich gatunkach zbiorowiska roślin nego, należałoby przypisać znaczenie wskaźnikowe.
4. Można wstępnie przyjąć, że znaczenie takie mają Filipendula ulmaria w odniesieniu do fosforu i magnezu, częściowo Eąuisetum limosum, Caltha palustris i Geum rivale w odniesieniu do wapnia oraz Caltha palustris także w odniesieniu do sodu.
LITERATURA
[1] L a m b e r t J., D e n u d t G., Van O u d e n h o v e C.: Aspects écologiques et phytosociologique de l ’analyse m inérale des herbages. Revue de l ’Agriculture 1973, 4, 893-908.
[2] O ś w i t J., S a p e k A.: Wpływ w arunków siedliskowych na zawartość m ikro elementów w roślinności łąkowej. Zesz. probl. Post. Nauk roi. 1976, z. 179. [3] O ś w i t J., S a p e k B.: Zawartość m ikroelem entów w glebie i roślinach na
przekroju dolinowym Góra-Lipniki w dolinie Narwi. Zesz. probl. Post. Nank roi. (w druku). Я. О С Ь В И Т , Б . С А П Е К ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В РАСТЕНИЯХ ЕСТЕСТВЕННЫХ ЛУГОВ. Институт мелиорации и луговодства в Ф алентах. Р е з ю м е Определяли содержание кальция, магния, фосфора, калия и натрия в 445 растительных пробах представляющих 87 видов луговых растений, собранных
Skład chemiczny roślin łąkowych a zasobność gleby 151 в долинах рек Бебжа, Ыарев и Слина перед первым покосом на лугах: болот ных, измечиво увлажнённых и умеренно увлажнённых. Рассматривалась диф ференциация обеспеченности отдельных видов растений минеральными эле ментами и их способность использования почвенных ресурсов этих элементов. Обнаружена самаяа высокая обогащённость разнотравья кальцием (0.89 по 1,56% Са), магнием (0,31 по 0,46% Mg), калием (1,60 по 1,88% К), натрием (0,30 по 0,70% Na) и фосфором (0,357 по 0,438% Р) и наименьшая обогащённость трав магнием (0,16 по 0,20% Ivlg). Осоки и травы содержали наименьшее количество кальция (0,45 по 0.65% Са). На основании вычисленных значений сравительного коэффициента специфики вида (WSG); нидикаторное значение приписывается предпарительно следующим видам: Finlipedula vXmaria в отношении фосфора и магния, частично Equisetum limosum, Caltha palustris и Geum rivale в отно шении кальция и такж е Caltha palustris в отношении натрия.
J. OSWIT, В. SAPEK
ESTIMATION OF THE CONTENT OF MINERAL ELEMENTS IN PLANTS OF NATURAL MEADOWS
Institute for Land Reclamation and G rassland Farm ing at Falenty
S u m m a r y
The calcium, magnesium, phosphorus, potassium and sodium content in 445 plant samples representing 87 meadow plant species collected in the Biebrza, Na rew and Slina river valleys before the 1st cut from bog meadows w ith variable m oisture and fresh was determ ined. Differences in the abundance of particular plants in m ineral elem ents and th eir ability to utilize the reserves of these ele ments in soil were estim ated. The highest content of calcium (0.89-1.56% Ca), magnesium (0.31-0.46% Mg), potassium (1.60-1.88% K), sodium (0.30-0.70% Na) and phosphorus (0.357-0.438% P) in herbs and the lowest magnesium content (0.16- -0.20% Mg) in grasses has been proved. Sedges and grasses contained the least am ounts of calcium (0.45-0.65% Ca). On the basis of calculated values of the relative coefficient of the specificity of a species (WSG) the indicatory properties of Filipendula ulmaria, in relation to phosphorus and magnesium, p a rtly Equisetum limosum, Caltha palustris and Geum rivale dn relation to calcium 'amid Caltha palustris in relation to sodium, have been proved.
D r J a n O ś w i t
I n s t y t u t M e l i o r a c j i i U ż y t k ó w Z i e l o n y c h w F a l e n t a c h 05-550 R a s z y n
