H E N R Y K O K RU SZK O
POWSTAWANIE MUŁÓW I GLEB M UŁOW YCH1
In sty tu t M elio ra cji i U ż y tk ó w Z ielo n y ch w F a le n ta c h
PO JĘC IE M U ŁU I GLEB M U ŁO W YC H
Słowo m uł jest różnie rozum iane. Pojęciem tym określa się różne utw ory dość znacznie różniące się od siebie. P rzykładem mogą być ofi cjalne definicje podaw ane w słownikach i encyklopediach. Tak więc: — W starej encyklopedii rolniczej, w ydanej staraniem M uzeum P rze m ysłu i Rolnictw a w 1898 r., jako m uł określa się cząstki zawieszone w wodzie. M uły tw orzą się przez osadzanie zawiesiny po wylewach. M uły w stawach, czyli staw arka, są to m uły organiczne, o zawartości substancji organicznej w granicach 6-7%. M uły bądź n am uły w ytrącane po zalewach składają się z części m ineralnych i są dzielone według skła du mechanicznego. Proces osadzania się mułów określa się jako nam u- lanie lub kolm atację i trak tu je jako zabieg m elioracyjny.
— W nowej encyklopedii rolniczej z roku 1963 słowa m uł nie ma, natom iast w ystępuje pojęcie nam ułu, pod którym rozumie się „drobne cząsteczki gleby w ym yte z koryta cieku lub zmyte z powierzchni gleby, naniesione przez wodę i osadzające się na dnie cieku lub terenach zale w anych w skutek zmniejszenia prędkości wody; nam uły zaw ierają często wiele składników pokarm ow ych dla roślin, dlatego ich obecność w wo dzie naw adniającej jest pożądana. N am uły unoszone przez wodę rzeczną często osiadają przy ujściu rzek do morza i tw orzą delty w ich kory tach. N am uły aluw ialne — osady aluw ialne — osady rzeczne, mogą być gliniaste, pylaste, piaszczyste lub ilaste, w ykazują uw arstw ienie pozio
1 T em at r e fe r o w a n y na k o n fe r e n c ji teren o w ej Z esp ołu G leb U ż y tk ó w Z ielo n ych P T G w dniu 2 8 1 X 1967 r.
me; poszczególne w arstw y mogą się znacznie różnić między sobą. Gleby utworzone na osadach aluw ialnych nazywam y m adam i” .
— W ilustrow anej encyklopedii Trzaski, E w erta i Michalskiego z 1928 r. pod pojęciem m ułu rozumie się: ,,muł — szlam — limus, m uł pow stały z rozpadu tkanek zwierzęcych lub roślinnych nosi nazwę detry- tu s”. Dalej omawia się w związku z tym pojęciem m uły czerwone, głę binowe powstałe z resztek organicznych, obfitujące w tlenek żelaza, m uły globigerinowe, wapienne, tworzące się ze skorupek otw ornic oraz m uły okrzemkowe pow stałe ze szkieletów radiolarii (okrzemek). Są to wszystko m uły osiadające na dnie mórz.
— W Słow niku języka polskiego Trzaski, Ew erta i Michalskiego z ro ku 1936 definicja m ułu brzmi: „m uł — osad na dnie większych zbiorni ków wód (jezior, stawów, rzek, zwłaszcza wolno płynących), złożony z roztartego na pył piasku i części organicznych. Muł — osad tworzący się na dnie stojących zbiorników wodnych w skutek nagrom adzania się przegniłych i rozkładających się resztek roślinnych i zwierzęcych; muł promienicowy — osad na dnie mórz, złożony ze szkieletów prom ienie” .
— W W ielkiej encyklopedii powszechnej P W N (t. 7) z roku 1966 jako m uł określa się: drobnookruchowy, luźny (aleuryty) osad współczesnych zbiorników wodnych, głównie mórz i oceanów. Dalej podano charakte rystykę mułów głównie z podziałem według barw y: m uł czarny — w a pienny z domieszką substancji organicznej i siarczku żelaza, czerwony — z m inerałów ilastych, szczątków organicznych, siarczków kw arcu, wodo rotlenków i tlenków żelaza, m uł niebieski — podobny do czerwonego z dużą ilością siarczków żelaza, m uł zielony — glaukonitowy. Jak z tego wynika, są to definicje osadów wyłącznie morskich. Zamieszcza się przy tym pojęcie „m ułku” , czyli drobnookruchowej luźnej skały osadowej
z ziarn kw arcu (ostrokanciastych) średnicy 0,0 1-0 ,1 mm (aleuryty), osa
dzającej się w dolnym biegu rzek oraz w jeziorach i morzach.
— W Słow niku języka polskiego pod redakcją W. Doroszewskiego z roku 1962 (t. 4) definicja m ułu jest następująca: „Muł, m ułu — grząski osad tw orzący się na dnie lub brzegach wód w skutek nagrom adzenia się drobnych ziarenek kw arcu, kalcytu, m inerałów ilastych oraz przegni łych i rozkładających się resztek roślinnych i zwierzęcych; szlam ” .
— W specjalistycznym, tzw. m ałym słowniku geologicznym z roku 1963 (G. Niemczynow, J. B urchart) jako m uł określa się specjalny typ skały, a mianowicie: m uł — pospolita skała osadowa, składająca się zwykle z drobnych ziarn kw arcu i m inerałów ilastych. Często zawiera również łyszczki i skalenie. Wielkość ziarn 0,005-0,1 mm. Barw a różowa, zależnie od składu. M uły pow stają z m ateriału pochodzącego ze zwie trzałych skał, naniesionego przez wody; osadzane są w rzekach, jezio rach, morzach i oceanach. Byw ają również m uły osadzane przez w iatry,
np. less. M uły używ ane są niekiedy do w yrobu m ateriałów budow la nych. M ułek — luźna skała osadowa, złożona z ziarn o średnicy 0,1- 0,01 mm. Głównym składnikiem jest zwykle kwarc. Często tow arzyszą mu łyszczki, kalcyt, skalenie i m inerały ilaste. Mułowiec — skała osa dowa o różowej barwie, będąca stw ardniałym scementowanym mułem. Składa się zwykle z ziarn kw arcu, skaleni i łyszczków wielkości 0,005- 0,1 mm. iW Polsce w ystępuje m. in. w Tatrach i Górach Świętokrzyskich.
Z przeglądu tych definicji można wnioskować, że pod pojęciem m ułu rozumie się u nas przeważnie grząski osad zalegający na dnie zbiorni ków wodnych lub na terenach okresowo zalewanych przez wodę, po w stały z rozłożonych lub rozkładających się resztek roślinnych i zwie rzęcych z domieszką części m ineralnych, w ytrącanych z wody.
Jednocześnie istnieje także pojęcie „nam ułu”, czyli osadu naniesio nego przez wody, osadzonego na terenach zalewanych w w yniku zmian jej prędkości przepływu, składającego się z różnych utw orów rozm y tych przez wodę w miejscu jej erozyjnego działania.
Te dwa pojęcia m ułu i nam ułu w podanym wyżej brzm ieniu odpo w iadają term inom stosowanym w literaturze zagranicznej jako:
— m uł autochtoniczny, tj. miejscowego pochodzenia, w języku pol skim muł,
— muł allochtoniczny, tj. przyniesiony przez wodę, w języku pol skim namuł.
W arto prześledzić użycie tych pojęć przez gleboznawców. Zacznijmy od pracy T o m a s z e w s k i e g o — Gleby łąkowe, P uław y 1947, w k tó rej autor w yraźnie stw ierdza (s. 64), że: „gleby m ułowo-błotne, jak sama nazwa wskazuje, są to gleby utworzone z nam ułów w w arunkach pano w ania procesu błotnego. A zatem podstawowym w arunkiem pow staw a nia i rozwoju gleb m ułowych jest także działanie czynników glebotw ór- czych, które powodowałyby nadm ierne uw ilgotnienie tych gleb, a zara zem zamulenie ich osadami wód przepływ ow ych” .
Nieco dalej Tomaszewski pisze: „C harakterystycznym i najw ażniej szym czynnikiem glebotwórczym w rozw oju gleb m ułowych jest czyn nik nam ulenia, pow odujący narastanie gleby wzwyż kosztem przynoszo nych przez wodę nam ułów oraz szczątków roślinności m iejscow ej” .
Jak więc widzimy, stosowane są tu dwa pojęcia — gleb mułowych oraz nam ułu, czyli tworzywa, z którego gleby te pow stają. Jako nam uł Tomaszewski rozumie m ateriał osadzony przez wodę od czysto m ineral nego po próchniczny, pow stały z rozm ytych utw orów organicznych. N a leży podkreślić, że w opracowaniu swym Tomaszewski nie zajm uje się spraw ą m ułu jako osadu pochodzenia miejscowego.
W podobny sposób spraw ę gleb mułowych naśw ietla w podręczniku ,,Gleboznawstwo szczegółowe” W arszawa 1938, M u s i e r o w i c z . Wy
różnią proces nam ulenia, czyli osadzania się zawiesin zaw artych w po wierzchniowej wodzie przepływow ej, nam uły — jako osady w arstwowo ułożone i narastające wzwyż oraz gleby mułowe w ytw orzone z nam u- łów „w pierwszym rzędzie rzecznych, a następnie dyluw ialnych, przy współudziale roślinności hydrofilnej, w w arunkach nadm iernego długo trw ałego uw ilgotnienia, a więc w w arunkach anaerobowych, jeśli chodzi o głębsze poziomy tych gleb, a okresowo aerobowych, jeśli chodzi o ich w arstw y w ierzchnie” (s. 325).
Podobnie jak Tomaszewski, również M usierowicz nie stosuje pojęcia mułu, czyli utw oru miejscowego pochodzenia, choć omawiając mecha niczne osadzanie się nam ułów robi zastrzeżenie, że istnieje również „możliwość tw orzenia się w pew nych przypadkach nam ułów jako w y niku reakcji chemicznych oraz biologicznych” (s. 320).
Z przedstawionej analizy m ateriałów dotyczących gleb mułowych wynika, że mało poznane i scharakteryzow ane jest zjawisko tw orzenia się utw oru miejscowego pochodzenia, tj. m ułu oraz jego roli w pow sta w aniu i przekształcaniu się gleb mułowych. W oparciu o posiadane m a teriały, zgromadzone w trakcie w ieloletnich badań wielkich dolin b a giennych Biebrzy i Narwi, prowadzonych w IMUZ, można pokusić się o pełniejsze naśw ietlenie zagadnienia m ułu i gleb mułowych.
Zadanie to jest celem niniejszego w stępnego opracowania.
W A R U N K I I SP O S O B Y T W O R ZE N IA S IĘ M UŁÓ W
Jak w ynika z podanej poprzednio definicji, m uł tw orzy się w w aru n kach stałego zalewu, na dnie zbiorników wodnych bądź na terenach okresowo zalewanych, na zatapianych łęgach., >W pierw szym przypad ku m am y do czynienia z m ułam i lim netycznym i, czyli pow stającym i w w arunkach stałego zalewu, w drugim — z telm atycznym i, tj. pow sta jącym i w w arunkach zalewu okresowego [5].
M uły lim netyczne m ają w arunki pow staw ania zbliżone do pow sta w ania gytii, m uły telem atyczne — w arunki zbliżone do tw orzenia się torfów rzecznych. Muł jako utw ór zajm uje miejsce pośrednie między torfem a gytią. Od to rfu różni się daleko posuniętym stopniem zhum i- fikowania m asy roślinnej, w której nie ma rozpoznawalnych m akrosko powo szczątków roślinnych. Nie m a też typow ej dla torfów stru k tu ry mniej więcej w łóknistej. Różnica między m ułem a gytią polega na tym, że masa m ułu ma ch arak ter h u m u s u 2, natom iast masa organiczna
2 P od p o jęciem hum usu autor ro zu m ie rozłożoną am orficzn ą su b sta n cję orga niczną.
R ys. 1. W arunki p o w sta w a n ia m u łó w lim n ety cz n y c h C onditions of lim n e th ic m u d s d ev elo p m en t
gytii — charaktery tzw. d etry tu . D etryt (detritus) roślinny pow staje w zbiornikach wodnych ze szczątków roślinnych roślin wyższych (mega- planktonu i szuwaru), które uległy przekształceniu przez faunę ben- tosu. Resztki roślinne oraz planktonow e są na dnie zbiornika wodnego przerabiane w przewodach traw iennych bytującej tam dość licznej fau ny, co nadaje im określony charakter [6]. Zm niejsza się ilość węgla i tlenu, w zrasta wodoru, pow staje charakterystyczna kaprogenow a stru k tura. Dalszy proces przeobrażenia zachodzi przew ażnie w w arunkach beztlenowych, przy odczynie obojętnym lub zasadowym i nosi charak ter bitum inizacji. Pow staje gytia o specyficznych własnościach i stru k turze.
M uły limnetyczne, choć pow stają również na dnie zbiorników wod nych, tw orzą się w inny sposób. Przede wszystkim są to zbiorniki p ły t kie, przew ażnie starorzeczne lub łachy rzeczne, gdzie rozw ija się b a r dzo dużo roślinności wodnej, w ypełniającej zbiorniki. Jest to głównie
m egaplankton oraz szuw ar trzcinowy, pałkow y itp. (rys. 1). O ilości
tworzącej się w tych w arunkach masy roślinnej świadczą dane z doliny Narwi, gdzie wysokość trzciny na rozlewiskach dochodziła do 4 m, a jej
plon w przeliczeniu na 1 ha w ynosił ponad 100 q suchej masy. Masa roślinna obumiera w czasie zimy i gromadzi się w wodzie, gdzie podlega intensyw nem u rozkładowi z racji silnego utlenienia środowiska. U tlenie nie to powodowane jest rozwojem nowej roślinności wodnej — mega- planktonu, któ ry wydziela do wody dużo tlenu. P om iary wykonane w starorzeczach opanowanych przez zespoły grzybieniowe w ykazały, że pomimo braku przepływ u woda zaw ierała dwu-, trzykrotnie więcej tle
nu niż woda przepływ ającej obok rzeki (tab. 1). Ta zasobność w tlen
T a b e l a 1
Z a w a rto ść t l e n u w w o d z ie r z e c z n e j w zw ią z k u z w y stęp o w a n iem r o ś l i n n o ś c i /w g opracow ań J .W e n e r o w ic z / O xygen c o n t e n t i n t h e r i v e r w a te r i n c o n n e c t i o n w it h v e g e t a t i o n k in d / a f t e r J .W e n e r o w ic z / C h a r a k te r o b s z a r u wodnego W ater c h a r a c t e r D a ta D a te 0 2 m g/1 Tempera t u r a wody W ater tem p er a tu r e pH K urt r z e k i B ie b r z y The B ie b r z a r i v e r c u r r e n t 2 0 .7 . 1 9 6 4 4 - 7 20 7 , 5 S t a r o r z e o z e opanowane p r z e z z e s p o ł y g r z y b i e n i O ld r i v e r b e d a r e a d o m in a ted by t h e w a t e r l i l y a s s o c i a t i o n s 2 0 . 7 . 1 9 6 4 5 - 1 2 21 7 , 8 Ł ach a r z e k i E łk - woda z w a rstw y p o w ie r z c h n io w ej z r o ś l i n n o ś c i ą S h o a l o f t h e E łk r i v e r - w a te r f r o c t h e s u r f a c e l a y e r v.'ith v e g e t a t i o n 5 . 8 .1 9 6 5 1 0 , 0 - 1 4 , 2 2 6 ,5 -Woda z w a rstw y pod r o ś l i n n o ś c i ą W ater from t h e l a y e r u n d er v e g e t a t i o n 5 . 8 .1 9 6 5 2 , 4 - 7 , 0 2 6 , 0 -Woda z n u r tu r z e k i E łk W ater from t h e E łk r i v e r c u r r e n t 5 . 8 . 1 9 6 5 9 , 7 2 6 ,0
-sprzyja intensyw nej hum ifikacji obum arłych roślin, co prowadzi do po w staw ania mułu. W przypadku niedostatku tlenu w miejscach takich odkłada się silnie rozłożony, m ulisty torf.
Przyczyną niepowstaw ania gytii w tych w arunkach jest nadm iar m asy roślinnej. Ilości nowo pow stającej substancji organicznej pocho dzenia roślinnego są tak duże, że nie może być ona przerobiona przez faunę bentosu, która często w takich miejscach w ystępuje w m ałych ilościach. Masa roślinna nie ulega zbiałczeniu, a ponadto nie wszystkie produkty rozkładu (kwasy humusowe) są neutralizow ane przez sole m ineralne pochodzące z wody, co powoduje lekko kw aśny odczyn po w stającego utw oru. Odkłada się masa bogata w węgiel i tlen, silnie zhum ifikowana, o skoagulowanych, kłaczkow atych związkach hum uso wych, amorficzna, jednolita, bez kaprogenowej (gytiowej), w arstw ow ej
(namułowej) lub w łóknistej (torfowej) stru k tu ry . Pow stały m uł ma w y
ma-R ys. 2. G leb a m u ło w a tw o rząca s ię w w aru n k ach o k re
so w eg o za lew u M ud so ils d ev elo p in g in con d ition s of p eriod ical flo o d in g s
żącej się, gdy tymczasem gytia detrytow a lub wodorostowa ma zwykle zabarw ienie jaśniejsze (aczkolwiek może być również bardzo ciemna pod w pływ em związków siarki), a konsystencję galaretow atą.
W ten sposób pow staje m uł lim netyczny, określany czasem jako torf m egaplanktonow y [7], w literaturze anglosaskiej zaliczany łącznie z gytią do torfów sedym entacyjnych [2, 3].
M uły telm atyczne pow stają na terenach zalewanych, głównie przy- rzecznych. Na takich terenach rośnie różna roślinność bagienna, w przy padku łęgów przeważnie szuw ar mannowo-mozgowy z udziałem turzyc, głównie turzycy zaostrzonej (rys. 3). W okresie wiosennego zalewu obok roślinności bagiennej masowo rozw ijają się też glony. iW tym czasie pod wodą znajduje się masa roślinna obum arła, w ytworzona w roku po przednim. Ulega ona silnej hum ifikacji, gdyż woda zalewu, jako prze pływowa, zasobna jest w tlen, co sprzyja intensyw nem u rozkładowi tk a nek roślinnych. W m iarę obniżania się głębokości zalewu stopniowo w y nurzają się spod wody wyżej położone p artie terenu (mikrorzeźby), na których w skutek pełnych w arunków tlenow ych bardzo szybko przebiega hum ifikacja i m ineralizacja masy organicznej. Powoduje to dalszy roz kład m ułu oraz bardzo bujny w zrost roślinności bagiennej, która czerpie
R ys. 3. R ejon gleb m u ło w y ch . W starorzeczu p o w sta ją m u ły lim n ety cz n e , na ob sza rach w y żej p ołożon ych — w w y n ik u okresow Tych z a le w ó w — m u ły telm a ty czn e M ud so il zone. On th e old riv er b e d area th ere d ev elo p ed lim n e th ic m u d s; on upper
areas, in con seq u en ce of p erio d ica l flo o d in g s — telm a th ic m u d s
składniki m ineralne powstające w procesie rozkładu. Dużą rolę odgrywa przy tym rozkład glonów, w ychw ytujących w czasie swego rozw oju na obszarach zalanych dużo soli m ineralnych z przepływ ającej wody. Masa glonowa ulega szybkiej m ineralizacji i jest czynnikiem „nawożącym” siedlisko. Rozwój roślinności zalanego terenu w m iarę opadania wody jest bardzo bujny, a powstawanie substancji organicznej bardzo in ten sywne. Zachodzą szybko dwa równoległe procesy: bujny wzrost roślin ności bagiennej i szybki rozkład m asy tych roślin, w yprodukowanej w ubiegłym roku. Różnica między tem pem w zrostu a rozkładem zazna cza się w ilościach i jakości powstającego mułu. Uwidacznia się to w y raźnie na tle m ikrorzeźby terenu. W p artiach wyższych, szybciej w ynu rzających się spod wody, m ineralizacja m asy organicznej jest intensyw niejsza, pow staje zwykle m uł o mniejszej nieco miąższości, zaw ierający stosunkowo dużo części m ineralnych. W obniżeniach dłużej będących pod wodą m uł gromadzi się często w w arstw ie o miąższości większej i zaw iera znaczne ilości substancji organicznej. Stosunki te obrazują dobrze dw a przekroje zrobione w dolinie dolnej Biebrzy (rys. 4).
Muł telm atyczny wyglądem swym przypom ina to rf silnie rozłożony. Często jest w arstw ow any, tzn. m a w kładki namułów, przeważnie
piasz-5 10 15 20 Od/egfość w m —Distance in m i O 10 20 30 40 Od/egtość wm —Distance in m 50
R ys. 4. R óżn ice w m ią ższo ści i za w a rto ści su b sta n cji organicznej m u łó w na tle m ik rorzeźb y teren u
2 — m u ł, 2 — A — p r o c e n t s u b s t a n c j i o r g a n ic z n e j, В — p H
D iffe r e n tia tio n of th ick n ess and organic m atter con ten t in m ud so ils ag a in st th e b ackground of th e area m icro relief
1 — m u d , 2 — A — o r g a n ic m a t te r p e r c e n t, В — pH
czystych. Oba m uły niewiele się od siebie różnią wyglądem, poza tym , że zwykle m uł lim netyczny jest bardziej wilgotny, błotnisty, mniej zw arty od telmatycznego. M uły różnią się makroskopowo od torfów tym , że są am orficzną bezstru k tu ralną masą. Nie m ają przeważnie rozpozna w alnych szczątków roślinnych, których obecność nadaje torfom specy ficzną stru k tu rę coraz bardziej w łóknistą w m iarę w zrostu ilości tych szczątków w masie glebowej. Dla przykładu porównano własności i skład chemiczny mułów i torfów bagiennych, zbadanych w dolinie dolnej Biebrzy (tab. 2).
U tw ory te różnią się przede wszystkim zawartością substancji orga nicznej. Przew ażnie zawartość jej w m ułach wynosi 30-40%, gdy tym czasem w torfach najczęściej układa się w granicach 75-85%. Tak więc m uły m ają mniej substancji organicznej, a więcej części m ineralnych niż torfy. Zależy to przede wszystkim od stanu ich zhum ifikowania, a następnie od domieszki mechanicznych i chemicznych osadów w ytrąco nych z wód rzecznych. Większa ilość części m ineralnych w pływ a na inne własności, a głównie na ciężar objętościowy oraz powoduje różnice w za w artości potasu. M uły m ają dwu-, trzykrotnie więcej stałej fazy w jed nostce objętości niż torfy. Podobnie jest z potasem , którego ilość w każ dej glebie organicznej jest w ścisłym związku z zaw artością części m
T a b e l a 2
P r zy k ła d o w e p o ró w n a n ie w ła ś c i w o ś c i i o k ła d u mułów i t o r f ó w z d o l i n y d o ln e j B ie b r z y E xem p lary c o m p a riso n o f p r o p e r t i e s and c o m p o s it io n o f muds and p e a t s
from t h e lo w e r B ie o r z a r i v e r v a l l e y / ś r e d n i Muly .e z 1 8 - 3 8 o z n a c z e ń / / ś r e d n i e z 34 o z n a c z e ń /T o r fy W y s z c z e g ó ln ie n ie S p e c i f i c a t i o n Łluds /m e a n s f o r 1 8 - 3 8 d e t e r m i n a t i o n s / P e a t s /m e a n s f o r 3 4 d e t e r m i n a t i o n s / od from do t o ś r e d n io mean od from do t o ś r e d n io mean Z a w a rto ść s u b s t a n c j i o r g a n ic z n e j w % O r g a n ie m a t t e r c o n t e n t i n % 7 , 2 8 3 ,8 3 3 ,2 3 2 , 0 8 8 ,6 7 7 , 0 C ię ż a r o b j ę t o ś c i o w y , g / dcm^ B u lk d e n s i t y , g/dem ^ 108 951 4 72 91 З25 1 71 P o r o w a to ść w % o b j . P o r o s i t y , i n volum e °/o 6 2 , 8 9 6 ,2 7 9 , 8 7 7 , 8 9 5 ,9 8 3 ,5 Odczyn pH R e a c t io n pH 4 , 2 6 , 7 5 , 6 5 , 6 6 , 4 5 , 7 Z a w a rto ść o g ó ln a w p r o c e n c ie s . m . : T o t a l c o n t e n t , i n % o f d r y m a tte r : a z o t u - n i t r o g e n N 0 ,4 6 2 ,8 1 1 ,3 7 1 .1 9 4 ,0 8 2 ,8 3 f o s f o r u - p h o sp h o ru s 1 ^ 5 0 ,0 4 6 0 ,4 0 9 0 ,1 9 3 0 ,0 8 0 0 ,9 1 8 0 ,2 4 5 p o t a s u - p o t a s s iu m K^O 0 ,0 6 1 0 ,3 2 5 0 ,1 6 3 0 ,0 1 6 0 ,2 8 2 0 ,0 5 8 w a p n ia - c a lc iu m CaO . 0 , 2 0 8 ,9 0 1 , 8 4 1 ,8 3 4 ,8 2 3 , 8 1 ż e l a z a - i r o n F e o0 z 0 , 2 4 2 ,4 1 1 ,2 8 1 , 0 1 6 , 0 4 2 , 7 1 g l i n u - a lu m in iu m A ^O ^ 0 ,2 5 3 , 6 8 1 , 4 0 0 , 3 1 4 ,5 2 1 ,2 9
ralnych [1]. Zaw artości fosforu są zbliżone, natom iast azotu gleby m u łowe m ają pozornie mniej niż torfowe (1,37 do 2,83%). Po przeliczeniu jednak na objętość różnica ta znika. W badanych glebach zawartość azotu w przypadku utw orów mułowych wynosiła średnio 6,46 g/dcm3, a w przypadku torfów — 4,84 g/dcm3. Jest to wynikiem różnego stanu zagęszczenia gleby, jak również zmian w substancji organicznej gleb. Zawartość azotu w procentach substancji organicznej wynosiła średnio w m ułach 4,12%, w torfach — 3,72%. Tak więc substancja organiczna m ułu jest zasobniejsza w azot. Zjawisko podobne obserw uje się przy porów naniu torfu z murszem. Oznacza to, że w raz ze zwiększającą się hum ifikacją masy organicznej w zrasta w niej zawartość związków azo towych, a ściślej zawartość azotu w związkach humusowych.
sub-C h a r a k te r y s ty k a g le b w d o l i n i e B ie b r z y C h a r a c t e r i s t i c s o f s o i l s i n t h e B ie b r z a r i v e r v a l l e y Nr g le b y S o i l No. M iejsc o w o ść G leb a L o c a l i t y S o i l C h a r a k te r y s ty k a od kryw k i C h a r a c t e r i s t i c s o f s o i l p r o f i l e M ią ż s z o ś ć w a rstw y z k t ó r e j pobrano p rób kę /w cm/ L a y er t h i c k n e s s from w h ich th e sam ple w as ta k e n / i n cm/ 1 2 3 4 1 B r z e z in y IV b a g ie nno-m ułow a marshy-m ud s o i l s Z a r o ś n ię t e s t a r o r z e c z e z a le w a n e n a w io s n ę , wy s y c h a j ą c e w l e c i e , w y p e łn io n e j e d n o l i t ą w arstw ą m ułu, m ią ż s z o ś ć 0 , 6 m. R zadka r o ś l i n n o ś ć : t a t a r a k , m i e t l i c a , w o b n i ż e n ia c h w o d o r o s ty , r z ę s a O vergrow n o l d r i v e r b e d , f lo o d e d i n t h e s p r in g , d r y in g up i n t h e summer, f i l l e d w it h u n ifo r m , 0 . 6 m t h i c k mud l a y e r . T h in v e g e t a t i o n : r e e d , f i o r i n g r a s s , i n d e p r e s s io n s w a t e r p l a n t s , duckw eed 0 - 2 0 2 O so w iec I g l e jow o-m ułow a g le y -m u d s o i l s
W arstwowana g le b a mułowa w p o b l iż u r z e k i . Muł o r g a n ic z n y p r z e k ła d a n y c ie n k im i w arstw am i p i a s k u , w yraźn e o g l e j e n i e . P o n iż e j 50 cm p i a s e k . Ł ąka mozgowo-mannowa. W yraźna m ik r o r z e ż b a S t r a t i f i e d mud s o i l n e a r r i v e r b e d . O r g a n ic mud w it h t h i n sa n d i n s e r t s , d i s t i n c t g l e i z a t i o n . From t h e d e p th o f 5 0 cm s a n d . C a n a r y -g r a s s meadow. D i s t i n c t m i c r o r e l i e f 0 1 ru ЧЛ i
3 M odzelów ka-M ost m urszow o-m ułowa mucky-mud s o i l s
S i l n i e odw odniony t e r e n p r z y r z e c z n y ,
p o k r y t y mułami o r g a n ic z n y m i, k t ó r e u l e g ł y zmur s z e n i u . G leb a w arstw ow ana ó m ią ż s z o ś c i 95 cm z w kładkam i p ia s k u . Muł w w a r s tw ie w ie r z c h n ie j o s t r u k t u r z e z i a r n i s t e j , s u c h y , s y p k i . Suche p a s t w is k o o w y ra źn ej m ik r o r z e ż b ie S t r o n g ly d r a in e d b y - r i v e r a r e a , c o v e r e d w it h mucked o r g a n ic m uds, s t r a t i f i e d 0 , 5 m t h i c k s o i l w it h sa n d i n s e r t s . The mud i n u p p er l a y e r - w it h g r a in y s t r u c t u r e , d r y , l o o s e . Dry p a s t u r e w it h d i s t i n c t m i c r o r e l i e f i 0 - 2 4 4 L a sk o w ie c V g l e j o w o -t o r f i a s t a g l e y - p e a t y s o i l P a s o l s z y n n a p o b r z e ż u t o r f o w e j d o l i n y . G leb a o r g a n ic z n a o m ią ż s z o ś c i 0 , 2 m n a z w ię z ły m i l e m ią ż s z o ś c i 0 , 4 m, g ł ę b i e j p i a s e k . S i l n e o g l e j e - n i e . Utwór o r g a n ic z n y t o r f i a s t y , z b li ż o n y wy gląd em do m u łu . L as o lc h o w y o d r o ś lo w y , t e r e n u ży tk o w a n y ja k o p a s t w is k o A ld e r t r e e b e l t a t t h e m a rg in o f p e a t v a l l e y . S h a llo w o r g a n ic s o i l , o f 0 . 2 m t h i c k n e s s , u n d e r la in by 0 . 4 m t h i c k h ea v y c l a y l a y e r , d e e p e r - s a n d . S tr o n g g l e i z a t i o n . O r g a n ic p e a t y f o r m a t io n , a p p r o x im a te t o mud. A ld e r f o r e s t , w it h g e n e r a t i v e s h o o t s . The a r e a u t i l i z e d a s a p a s t u r e 0 - 2 0
c .d . t a b e li 3 1 2 3 4 5 Ławki b a g ie n n o - t o r f o w a m a r s h y -p e a t s o i l s T o r fo w is k o d a r n io w e , t u r z y c o w o - m s z y s t e , . s i l n i e u w o d n io n e , ty p u t r z ę s a w is k o w e g o . M ią ż s z o ś ć t o r f u 2 m. B ie la w a S o d d y , s e d g e - m oss p e a t la n d , s t r o n g l y w a te r e d , o f m ire t y p e . P e a t t h i c k n e s s - 2 m. B oggy meadow 0 - 2 0 6 Mo d ze 1 ó wk а- g a j ówk a m u r sz o w o -to r fo w a m u ck y -p e a t s o i l s T o r fo v /is k o s i l n i e o d w o d n io n e, z m u r s z a łe , u ż y t k o wane r o l n i c z o i ja k o k o p a l n ia t o r f u . W arstwa m u rszu do 0 , 5 m /M t I I I / , m ią ż s z o ś ć t o r f u 1 , 5 m S t r o n g ly d r a in e d mucked p e a t , u t i l i z e d i n a g r i c u l t u r e ’and f o r f u e l p e a t e x t r a c t i o n . Muck l a y e r - up t o 0 . 5 m /M t I I I / , p e a t d e p o s i t t h i c k n e s s 1 . 5 m 0 - 2 0 7 M odzelów ka-G rąd m ursz o w o -m in e r a ln a m u ck y -m in e ra l s o i l s S i l n i e z m u r s z a ły u tw ó r t o r f o w y , p ł y t k i , p r z e o b r a ż o n y w g le b ę m urszow ą, m ią ż s z o ś ć 0 , 5 m o c e c h a c h g le b y m u r szo w a tej /d u ż o z i a r n k w a rcu , s y p k i , lu ź n a s t r u k t u r a / . P o le o rn e / r z e p a k / S t r o n g ly mucked s h a llo w p e a t f o r m a t io n , t r a n s fo r m e d i n t o muck o f 0 . 3 m t h i c k n e s s , w it h t h e f e a t u r e s o f mucky s o i l / h i g h q u a r t z g r a i n s c o n t e n t , l o o s e s t r u c t u r e / . U t i l i z e d a s an a r a b le la n d / r a p e / 0 - 2 0
stancja organiczna jest silniej przeobrażona niż w trakcie pow staw ania torfów. M ając to na uwadze przeprowadzono badania składu substancji organicznej gleb m ułowych i torfow ych z uwzględnieniem przem ian, jakim one podlegają w w yniku procesu murszenia. Do porów nania użyto trzech różnych gleb m ułowych oraz trzech torfowych, a ponadto jedną torfiastą, jako przejściow ą m iędzy m ułem a torfem (tab. 3 i 4). Z po rów nania składu chemicznego substancji organicznej można sugerować wniosek, że w procesie tw orzenia się m ułu pow staje utw ór organiczny, zbliżony do m urszu. W idać to z porów nania zawartości kwasów hum ino- w ych lub ligniny. Są to związki charakteryzujące stan zhum ifikowania m asy roślinnej. Z danych zaw artych w tab. 4 wynika, że w bagiennych utw orach torfow ych i torfiastych zawartość kwasów hum inowych stano wiła ok. 20% m asy organicznej, w m ułach w zrastała do ok. 30%, a w m urszach torfow ych do ponad 40%. N iezhum ifikowana masa w po staci ligniny stanow iła odpowiednio: średnio 46% w torfach, 36% w m u łach i 27% w murszach. Inne otrzym ane wskaźniki w m niejszym stop niu w skazują zależności w ynikające z ch arakteru gleby. Należy dodać, że dane zaw arte w tab. 4 należy ze względu na m ałą liczebność trak to wać jako orientacyjne.
C h e m ic a l c o m p o s i t i o n o f o r g a n i e m a t t e r o f muck a n d p e a t s o i l s f r o m t h e B i e b r z a r i v e r v a l l e y R e s u l t s i n % o f d r y o r g a n i c m a t t e r / a f t e r A„ K o z a k i e w i c z / G le b a Z a w a r t o ś ć s u b s t a n c j i o r g a n i c z n e j W /o s u c h e j m asy Q N S t o s u n ek С: К B i t u m in y Z w ią z k i r o z p u s z c z a l n e C om pounds s o l u b l e K w asy A c i d s Z w ią z k i h y d r o 1 i - z u j ą c e Coiapounds h y d r o l y s i n g P o z o s t a ł o ś ć zw ana l i g n i n ą S t o s u n e k k w asów h u m in o -w y ch do f u l w o -k w asów S t o s u n e k z w ią z k ó w h um u sow ych do z w ią z k ó w h y d r o l i z u j ą c y c h R a t i o b e t w e e n hum us co m p o u n d s a n d -c o m p o u n d s h y d r o l y s i n g S o i l O r g a n ie m a t t e r c o n t e n t i n % o f d r y m a t t e r С: К r a t i o B i t u m es w H2 0 n a g o r ą c o i n h e a t HgO w 0 , l n h2so4 i n 0 , l n K2 S ° 4 h u in i-nowe h u m ic f u l wo we f u l v i e w l n I^SO ^ i n l n K Ą w 8 (У/о IL^SOi, i n eoft h 2 s o ^ R e s id u e d e t e r m i n e d a s l i g n i n e R a t i o b e t w e e n h u m ic and t u l v i e a c i d s yT'W l n ■ K2 S 0 4 i n l n h2s o4 w l n i 8Q% h2s o^ i n l n an d 8Q& H2 S 0 4 1* B a g ie n n o - m u ło w a M ą rsh y-m u d 2 5 , 7 4 7 ,8 2 3 , 9 7 . 1 2 , 0 4 , 6 7 2 , 7 9 1 , 0 7 2 9 , 4 6 8 , 4 1 7 , 2 7 6 , 6 3 3 6 , 6 5 5 , 5 5 , 2 2 , 7 2 . G l e jo w o -m u ło w a G ley -m u d 8 , 6 4 -6 ,2 5 5 , 8 9 1 2 , 1 3 , 6 2 2 , 9 5 1 , 2 1 2 9 , 6 4 7 , 4 4 3 , 3 8 7 , 1 0 3 6 , 4 0 4 , 0 4 , 4 2 , 4 3 » K u rsz o w o -m u ło w a M ucky-m ud 2 8 , 3 4 9 , 5 4 3 , 4 4 1 4 , 4 3 , 5 6 2 , 5 4 1 , 1 5 3 0 , 4 2 5 , 0 7 '7 ,7 0 6 , 4 1 3 6 , 6 3 6 , 0 4 , 6 2 , 5 A-o G l e j o w o - t o r f i a s t a G l e y - p e a t y 2 8 , 1 5 6 , 4 0 4 , 2 0 1 3 , 6 5 , 4 1 2 , 6 7 0 , 7 6 2 2 , 4G 8 , 5 5 6 , 6 1 6 , 4 5 4 7 , 2 0 5 , 0 4 , 5 2 , 5 5 . B a g i e n n o - t o r f o w a M a r s h y - p e a t 8 7 , 6 5 1 , 6 5 5 , 5 3 1 4 , 6 4 , 6 3 2 , 2 7 0 , 4 6 1 9 , 1 5 4 , 6 5 1 2 , 3 0 6 , 8 6 4 5 , 6 0 4 , 1 1 , 9 1 , 2 6 o L iu r s z o w o - t o r f o w a M ucky- р е a t 7 6 , 0 4 6 , 8 9 3 , 9 4 1 1 , 7 4 , 2 2 5 , 2 1 0 , 9 6 4 7 , 5 1 7 , 2 3 7 , 3 5 5 , 3 0 2 4 , 0 0 4 , 1 7 , 5 4 , 2 7 . I/.ur r ,::o v ;o -u .in cra ln a
tego rodzaju, że m uły są to utw ory organiczne, pow stałe w w yniku znacznie dalej posuniętej hum ifikacji m asy roślinnej niż ma to miejsce w przypadku pow staw ania torfów.
W terenie obszary zajęte przez gleby mułowe różnią się tym od obsza rów torfow ych, że m ają nierów ną powierzchnię. Torf tw orzy się w w a runkach ustalonego poziomu wody, a w związku z tym odkłada się rów nom iernie i form uje płaską powierzchnię. N atom iast m uły, szczególnie telm atyczne, tw orzą się przy dużych w ahaniach poziomu wód, osadzają się w arstw ą różnej miąższości, zależnie od wypadkowej w arunków sprzy jających akum ulacji lub dekompozycji, a tym sam ym form ują, po wierzchnie nierówne, pofalowane (rys. 5). Pierw szym więc wskaźnikiem
R ys. 5. P rzekrój pop rzeczn y przez teren y
A — t o r f o w e , В — m u ło w e ; 1 — t o r f , 2 — m u ł, 3 — g y t la
C ro ss-sectio n trough th e areas
A — o f p e a t s o ils , В — o f m u d s o ils ; 1 — p e a t, 2 — m u d , 3 g y t t ia
w ystępow ania gleb mułowych w dolinie rzecznej jest jej urozmaicona mikrorzeźba. Tworzenie się tej m ikrorzeźby związane jest z przem ia nami, jakim i podlega dolina rzeczna przechodząc szereg stadiów roz wojowych. Wśród nich jedno określa się jako stadium mułowe.
S T A D IA ROZW OJOW E D O L IN Y RZEC ZN EJ
Pod pojęciem rozw oju doliny należy rozumieć kształtow anie określo nych stosunków wodnych, glebowych i roślinnych, będących w ścisłym w zajem nym powiązaniu. Można wyróżnić trzy zasadnicze stadia roz wojowe doliny rzecznej na niżu. Są to:
— stadium torfowe, — stadium mułowe, — stadium madowe.
iW każdym z tych stadiów pow stają jako nowe tworzywo glebowe określone utw ory. Można więc mówić, że w stadiach rozw oju dolin rzecznych obserw ujem y przenikanie się procesów: geologicznego i glebo- twórczego.
S t a d i u m t o r f o w e . W ahania poziomu wód w ciągu roku w do linie są stosunkowo nieduże, w granicach kilkudziesięciu centym etrów. Dominuje roślinność bagienna, torfotw órcza, odkłada się torf. Brzegi rzeki pokryte są roślinnością szuw arową w postaci szuw aru trzcino wego Scirpo-Phragm itetum , a częściej szuw aru turzycy sztyw nej Cari-
cetum stricte, która wchodzi m iejscam i do koryta, gdzie w raz z roślin
nością wodną (typu grzybieni i rdestnic) tam uje przepływ wody. Często w ystępuje stałe podtopienie obszaru przyległego do rzeki. Teren jest
płaski i rów ny (rys. 6).
R ys. 6. D olin a rzeczn a w to rfo w y m sta d iu m rozw oju R iv er v a lle y at the p ea t d ev elo p m en t sta g e
S t a d i u m m u ł o w e . W ahania poziomu wód gruntow ych w ystę pują w granicach 0,7-1,5 m. Roślinność bagienna zbiorowisk znoszących długi zalew i okresowe obniżanie się, naw et znaczne, poziomu wody
R ys. 7. E rozyjn y brzeg rzek i w m u ło w y m stad iu m ro zw o ju doliny E roded riv erb a n k at th e m ud sta g e of the r iv er v a lle y d ev elo p m en t
R ys. 8. A k u m u la cy jn y brzeg rzek i w m u ło w y m stad iu m rozw oju d olin y A c cu m u la tio n riverb an k at th e m ud sta g e of th e riv er v a lle y d ev elo p m en t
gruntow ej. Są to głównie szuw ary mozgi trzcinow atej, m anny mielec i turzycy zaostrzonej Phalaridetum arundinaceae, G licerietum aquati-
cae
,
Carticetum gracilis.
W w yniku wysokiego zalewu, powodującego zabagnienie, a następ nie opadanie wód, zachodzi gromadzenie się m asy roślinnej, silnie rozłożonej w postaci mułu. Równocześnie miejscam i woda osadza na- muły, przeważnie m ineralne, które w ystępują w m ułach w postaci w kładek. Rzeka ma w yraźnie zaznaczone wyniesione brzegi, strome
(rys. 7) lub pochyłe — plażowe (rys. 8), zależnie od położenia nurtu.
Woda przepływ a szybciej niż na obszarach dolin bagiennych, zarasta nie jest małe. Rzeka zmienia czasami koryto pozostawiając na terenie doliny łachy i starorzecza, różnego rodzaju obniżenia oraz usypane w argi lub ławice z osadów. Powierzchnia terenu ma w yraźną m ikro- rzeźbę.
S t a d i u m m a d o w e . W ahania poziomów wody gruntow ej zacho
dzą tu w granicach 1,5-4,0 m. P anuje roślinność łąkowa rzędu M olinie
-
talia, z dominacją traw i ziół, a tylko m iejscam i bagienna. Rzekę cha
rakteryzuje silny prąd i duże w ahania poziomu wód, rozw ijających znaczną działalność erozyjną (rys. 9). Woda rozmywa brzegi lub dno, niesie dużo osadów, które usypuje jako nam uły w postaci mad. Jest to teren tw orzenia się m ad rzecznych, tj. utw orów o określonych cechach,
R ys. 9. D olin a rzeczna w m a d o w y m stad iu m rozw oju. W szystk ie zd jęcia w y k o n a ł H. O kruszko R iver v a lle y at th e a llu v ia l so il d ev elo p m en t stage
pow stających z m ateriału przew ażnie m ineralnego, naniesionego przez wodę. W ylewy rzeki nie prowadzą do zabagnienia doliny. Teren doliny jest silnie urzeźbiony.
Czynnikiem zasadniczym w układzie w arunków glebowo-wodnych w dolinach rzecznych na niżu są w ahania poziomów wód w rzece i na terenach przyległych, spowodowane wielkością i charakterem zlew ni,. a ściślej — stosunkiem zlewni do danego odcinka doliny. Decyduje to i o ilości spływ ającej wody oraz o tempie przepływ u, co nadaje rzece odpowiedni charakter. Innym w ażnym czynnikiem jest rozwój samej doliny na tle jej w arunków geomorfologicznych. Tak na przykład istnie nie progu w dolinie, usypanego przez dopływ boczny bądź w ytw orzo nego w miejscu przełomu doliny, powoduje w ystępow anie długotrw a łych podtopień, które zm ieniają dolinę z madowej w mułową lub z m u łowej w torfową.
Oprócz wym ienionych trzech stadiów w łaściw ych są również stadia przejściowe: torfowo-mułowe i mułowo-madowe.
S t a d i u m t o r f o w o - m u ł o w e w ystępuje na obszarach w y pełnionych torfem , na których w w yniku erozji dennej rzeki nastąpiło obniżenie poziomu wody gruntow ej. W następstw ie tego odwodniony torf ulega okresowemu m urszeniu, które zachodzi w specyficznych w a runkach lub przeryw ane jest zalewami rzecznymi. W czasie zalewów, szczególnie wiosennych, pow staje m uł z m asy roślinnej oraz ze zm ur szałej masy torfowej. Muł ten nasyca zm urszały torf. Tworzy się specy ficzny rodzaj gleby, tzw. torf m ulisty, określany też jako torf zamulony. Torfy te odznaczają się specyficzną stru k tu rą ziarnistą, typow ą dla murszów, a jednocześnie w yjątkow o dużą lepkością. Lepią się i mażą jak tłuste iły. M ają znacznie większą zawartość części m ineralnych niż typowe torfy. Jest to głównie skutek hum ifikacji masy organicznej, a w m ałym tylko stopniu osadzania się namułów. Torf m ulisty to utw ór pośredni między torfem a mułem, w tw orzeniu którego bierze udział także proces murszenia.
S t a d i u m m u ł o w o - m a d o w e w ystępuje tam , gdzie zachodzi proces sypania mad, czyli osadzanie się nam ułów przy utrzym ujących się w arunkach intensywnego odtleniania środowiska. Okresowe silne za- bagnienie sprzyja pow staw aniu mułów, które nasycają ńam uły lub odkładają się w nich w arstew kam i. Gleby w tym stadium rozwoju doliny m ają charakterystyczne szare zabarwienie, powodowane domi nacją żelaza dwuwartościowego; często przew aża kolor ciemnoszary lub czarny, powodowany przez hum us mułów. Są to gleby dość zasob ne w substancję organiczną, stanowiącą od kilku do kilkunastu procent masy glebowej. iW m iarę pogłębiania się odwodnienia (erozja denna
rzeki) nam uły są coraz intensyw niej i dłużej przew ietrzane, co powo duje utlenianie się większych ilości żelaza do trójwartościowego. Gleby nabierają stopniowo coraz cieplejszej brun atn ej b arw y — typow ej dla mad. Zmniejsza się ilość substancji organicznej, k tó ra ulega m inerali zacji.
W ystąpienie stadium mułowego w rozwoju doliny rzecznej oznacza w porów naniu do stadium torfowego zmniejszoną akum ulację masy organicznej. W w yniku tego często zachodzą specyficzne przeobrażenia doliny, związane z dw ojakim rodzajem zasilających ją wód. W środku doliny, w strefie wód rzecznych, rozw ija się proces m ułow y i związany z nim pow olny przyrost m asy glebowej. N atom iast przy pobrzeżach doliny, w strefie działania wód gruntow ych, nadal trw a proces to rfo twórczy, pow odujący intensyw niejsze niż w rejonie mułowym przy rastanie glebowej m asy organicznej. W w yniku tego płaska poprzednio dolina torfow a po przejściu w stadium mułowe nabiera w przekroju k ształtu wklęsłego, poprzecznie sfalowanego. Sfalowanie to może być
R ys. 10. S ch em a ty czn y u k ład w a ru n k ó w g leb o w y ch w d o lin ie po p rzejściu ze stad iu m to rfo w eg o w m u ło w e
1 — t o r f w y t w o r z o n y w s t a d iu m t o r f o w y m r o z w o j u d o li n y , 2 — to r f t w o r z ą c y s ię n a w o d a c h
g r u n t o w y c h w s t a d iu m m u ło w y m d o li n y , 3 — t o r f m u lis t y , 4 — m u ł, 5 — n a m u ł, 6 — p o w ie r z c h n i a d o li n y w s ta d iu m to r f o w y m
S c h e m a tic arra n g em en t of so il con d ition s in th e river v a lle y after tran sgression from p eat into m ud d ev elo p m en t sta g e
1 — p e a t f o r m e d a t th e p e a t s t a g e o f t h e r iv e r v a l l e y d e v e lo p m e n t , 2 — p e a t fo r m in g o n
g r o u n d w a te r a t t h e m u d s ta g e o f t h e r iv e r v a l l e y d e v e lo p m e n t , 3 — m u d d y p e a t, 4 — m u d , 5 — s ilt , 6 — r iv e r v a l l e y s u r f a c e a t t h e p e a t d e v e lo p m e n t s ta g e
spotęgowane działalnością aluw ialną rzeki, przez osadzanie się nam u-
łów (rys. 1 0). Powoduje to dalsze różnicowanie się gleb i zbiorowisk
roślinnych. Jak z tego wynika, dolina w mułowym stadium rozwoju reprezentuje bardziej różnorodny i złożony układ w arunków glebowo- wodnych niż w stadium torfowym.
PR O C E SY GLEBOW E ZACH O DZĄCE W G LEBA C H M U ŁO W YC H
Duża zmienność w arunków wodnych, typow a dla miejsc w ystępow a nia gleb mułowych, powoduje, że zachodzą w nich trzy zasadnicze pro cesy glebowe: bagienny, glejowy i murszowy. Często wszystkie te pro cesy w ystępują periodycznie w tej samej glebie, zależnie od w arunków wodnych, zm ieniających się w ciągu roku. Glebę m ułową zaliczamy do jednego z trzech typów glebowych (bagiennego, glejowego lub m ur- szowego) na zasadzie przew agi trw ania jednego z tych procesów. P rze waga procesu zaznacza się przez nadanie glebie określonych tendencji rozwojowych. Dotyczy to przede wszystkim bilansu m asy organicznej. W przypadku trw ania procesu bagiennego bilans ten jest dodatni, za chodzi bowiem akum ulacja masy organicznej. Proces glejow y w yka zuje bilans zbliżony do równowagi, czyli wielkość dekompozycji jest zbliżona do wielkości akum ulacji z tym jednak, że przew aża nieznacz nie akum ulacja. P rzy procesie murszowym bilans jest ujem ny, masa organiczna gleby stopniowo zm niejsza się, przeważa dekompozycja. K ie ru jąc się tym i przesłankam i można ustalać przewagę któregoś z w y m ienionych procesów glebowych i na tej podstaw ie określać typ gleb mułowych.
G leby bagienno-mułowe to gleby terenów , w których trw a akum u lacja mułów. Tworzenie się mułów zachodzi w w arunkach silnej hum ifi- kacji m asy roślinnej, określonej intensyw nością natlenienia środowiska. W ydaje się, że można proces bagienny rozdzielić na zachodzący w w a runkach pełnej anaerobiozy, co prowadzi do pow staw ania torfu, i za chodzący przy okresowej anaerobiozie, w której tw orzą się muły. Idąc
dalej za T o m a s z e w s k i m [8] można w arunki pow staw ania torfów
określić m ianem procesu bagiennego, a w arunki pow staw ania mułów m ianem procesu błotnego. Silne utlenienie środowiska, w którym tworzą się m uły, nie oznacza, że panują w nim w arunki tlenowe. W prawdzie do gleby w w arunkach tw orzenia się mułów dopływa dużo tlenu, ale jest bardzo szybko zużyw any w procesie hum ifikacji. Tuż przy dnie pokrytym m ułem woda jest całkowicie pozbawiona tlenu. Muł odtle- nia wodę. Potw ierdzeniem tego są w ykonywane eksperym enty. Po do daniu do wody rzecznej, zasobnej w tlen, odrobiny m ułu z dna tlen był m om entalnie zużyty (tab. 5). Również w glebach bagienno-m uło- w ych w ykonywane w ielokrotnie m etodą połową [9] oznaczenia w yka zyw ały w yraźną przew agę w arunków redukcyjnych w całym profilu. Proces bagienny (błotny) w yraźnie dom inuje w glebach m ułowych z grupy lim netycznych. Są to teren y łęgów zastoiskowych. N atom iast przy pow staw aniu mułów telm atycznych przeważa proces glejowy. Gleby glejowo-m ułowe zajm ują te re n y akum ulacji mułów,
odznacza-T a b e l a 5
R ó ż n ic e V / n a t l e n i e n i u wody r z e c z n e j powodowane p r z e z mul o r g a n ic z n y /d o d a n y do wody lu b z a l e g a j ą c y n a d n i e / /w g o z n a c z e ń J . W en er o w ic z/ D i f f e r e n c e s i n r i v e r v /a te r o x i d a t i o n c a u s e d b y o r g a n ic mud /a d d e d t o w a te r o r l a y i n g on t h e b o tto m / / a f t e r J . W en er o w icz / Z a w a rto ść 0 2 w w o d z ie m g /l 0 2 c o n t e n t i n w a t e r , m g /l Zm iany w z a w a r t o ś c i 0 2 w w o d z ie w raz z g ł ę b o k o ś c i ą 0 2 c o n t e n t c h a n g e s i n w a te r a lo n g w it h d e p th i n c r e a s e p o b r a n e j z n u r tu тю d o d a n iu : s ta n o w is k o I 1 s t p o in t s ta n o w is k o I I U n d p o in t s ta n o w is k o I I I I l l r d p o in t t a k e n from t h e c u r r e n t a f t e r a d d i t i o n o f : g łę b o k o ść d e p th cm ° 2 m g/1 g łę b o k o ść d e p th cm ° 2 m g/1 g łę b o k o ść d e p th cm ° 2 m g/1 1 1 ,2 zam u lon ego p ia s k u -
muddy sand 6 , 0 1 0 -1 5 1 9 , 4 2 - 6 2 0 , 8 3 9 , 8 mułu - mud - 0 , 0 5 0 -3 5 1 1 ,2 3 0 - 4 0 8 , 1 17 7 , 6 1 6 ,8 g y t i i - g y t t i a S ,o 6 0 - 7 0 8 , 8 6 0 - 7 0 4 , 4 19 2 , 1 mułu - mud 0 , 0 8 0 - 8 5 /d n o b o tto m / 0 , 0 100 / d n o b o tto m / 0 , 0 20 /d n o b o tto m / 0 , 0 1 3 ,8 mułu - mud - 0 , 0
jące się silnie zaznaczoną m ikrorzeżbą, na których obok tw orzenia się mułów zachodzi równolegle akum ulacja aluwiów. P rofil gleby glejowo- mułowej jest zwykle w arstw ow any, a w arstw y mułowe mniejszej miąż szości niż w przypadku gleb bagienno-mułowych. Tempo narastania mułów jest bardzo wolne. Są to gleby, w których okresowo bardzo w yraźnie w ystępuje proces murszowy. Zachodzi on w m ułach organicz nych podobnie jak w torfach i podobnie przekształca glebę form ując gleby murszowo-mułowe. Gleby glejowo-mułowe zajęte są przew ażnie przez łęgi rozlewiskowe i właściwe, o dużej w artości rolniczej.
Gleby murszowo-mułowe w ystępują na intensyw nie odwodnionych terenach, pokrytych przez utw ory mułowe. Zwykle są to teren y przy- rzeczne, pow stałe w w yniku naturalnego lub sztucznego pogłębiania k oryta rzeki. W następstw ie obniżenia się poziomu wód gruntow ych oraz uspraw nienia spływ u wód zalewowych m uły w w arstw ie po wierzchniowej gleby znajdują się przez większą część sezonu w egeta cyjnego w w arunkach sprzyjających m urszeniu. Pow staje m ursz z m ułu o charakterystycznej ziarnistej strukturze, w którym stopniowo, w w y niku m ineralizacji, zmniejsza się ilość m asy organicznej. Są to gleby za sobne w składniki, pokryte dobrze plonującym i łąkam i z rodzaju grądów połęgowych.
Gleby mułowe, w ystępujące w trzech omawianych typach glebowych, odznaczają się dużą zdolnością produkcyjną. W każdym typie glebowym
należą one do gleb łąkowych najlepszych, z których uzyskuje się w ię cej i lepszej jakości siano niż z gleb innych rodzajów w obrębie danego typu. Na przykład z gleb bagienno-torfow ych uzyskuje się siano tu rzy - cowe niskiej wartości, z gleb bagienno-m ułow ych siano mannowe o du żej w artości paszowej. Na glebach murszow o-torfow ych bez dodatku po tasu roślinność jest uboga, zdegradowana i składa się głównie z kostrze wy czerwonej, gdy tym czasem na glebach murszowo-mułowych w ystę pują łąki traw iaste, z dużym udziałem mozgi trzcinow atej o średnich zdolnościach plonowania. Różnice te w ynikają przede wszystkim z dyna miki przem ian. Gleby mułowe odznaczają się bardzo intensyw nym prze biegiem przem ian biochemicznych, szybkim obrotem składników pokar mowych w zam kniętym cyklu od substancji m ineralnej, przez organicz ną, ponownie do m ineralnej. Czynnikiem stym ulującym tempo tych przem ian są przede w szystkim am plituda i częstotliwość w ahań pozio mów wód gruntow ych. Są to gleby, dla których aktualna staje się hipo teza w ysunięta przez D ę b s k i e g o [4], że wysokość plonów z terenów odwodnionych zwiększa się tym bardziej, im większa jest am plituda w ahań poziomów wody gruntow ej, natom iast przy słabym poziomie wo dy gruntow ej wielkość plonów jest najm niejsza i m aleje wraz z głębo kością odwodnienia.
R easum ując można sformułować pogląd, że przekształcanie się w a runków z takich, które pow odują akum ulację torfu, w w arunki powo dujące akum ulację mułów oznacza polepszanie zdolności produkcyjnych siedliska łąkowego. Przechodzenie doliny w stadium mułowe jest więc zjawiskiem w zasadzie pozytywnym i w pew nych w arunkach może być stym ulow ane odpowiednimi zabiegami hydrotechnicznym i.
L IT E R A T U R A
[ 1 ] C h r u s k i T., L o r e n c K. , O k r u s z k o H. , O ś w i t J.: T o rfo w isk a b ieb rza ń sk ie w d o lin ie rzek i E łk na od cin k u T o czło w o -S zy m a n y . Z eszy ty probl. P ost. N au k roln., z. 83, 1968, s. 179-215.
[2] D a w i e s J. F., L u c a s R. E.: O rganie soils, th eir fo rm a tio n , d istrib u tion , u tiliza tio n and m a n a g em en t. S p ec. B ull., 425-M ich igan S ta te U n iv e r sity , 1959, 155.
[3] D a w s o n J. E.: O rganic soils. A d v a n ces in A gron om y, t. 8, 1956, 377-401. [4] D ę b s k i K.: B ila n s w o d n y to r fo w isk zm elio ro w a n y ch n a p rzy k ła d zie to r fo
w isk a M od zelów k a. Z eszy ty probl. P ost. N a u k roln., z. 72, 1967, s. 139-180. [5] O k r u s z k o H.: C zyn n ik i h y d ro lo g iczn e jak o p o d sta w a p od ziału to rfo w isk .
W iad. IM UZ, t. 4, 1964, z. 2, 147-164.
[6] M o r t i m e r C. H.: U n d erw a ter „ so ils” : a r e v ie w of la k e sed im en ts. J. of S o il Sei., t. 1, 1949, nr 1, s. 62-73.
[7] T o ł p a S., J a s n o w s k i M. , P a ł c z y ń s k i A.: S y ste m g e n e ty c z n y k la s y fik a c ji to rfó w w y stę p u ją c y c h w złożach E uropy Ś rod k ow ej. Z eszy ty probl. P ost. N a u k roln., z. 76, 1967, s. 9-100.
[8] T o m a s z e w s к i, J.: P ro cesy od górn e i o d d oln e w g leb ach b ło tn y ch . Z eszy ty probl. P ost. N a u k roln., z. 17, 1959, s. 113-120.
[9] W e n e r o w i с z J., O k r u s z k o H.: P o lo w a m eto d a ozn aczan ia o g lejen ia oraz n a p o w ietrzen ia g leb y . G ospodarka W odna, B iu le ty n IM UZ, nr 1(96), 1963, s. 47-48. Г. О К Р У Ш К О О Б Р А ЗО В А Н И Е ИЛОВ И И Л О В Ы Х ПО ЧВ И н с т и т у т м е л и о р а ц и и и л у г о в о д с т в а , Ф а л ен т ы Р е з ю м е Р ассм атриваю тся дв е основны е иловы е ф орм ации, в частности: ф орм ация автохтонного п р о и сх о ж д ен и я , обр азую щ аяся в м есте залеган и я, назы ваем ая ор ганическим илом, иногда осаж ден н ы м или м егапланктонны м торф ом , и ал л о х то н - ьая ф орм ация, н ан есен н ая водой, назы ваем ая наносны м илом. О рганические илы — преим ущ ествен но органического п р о и сх о ж д ен и я , поск ольк у они со д ер ж а т около 15-20% и больш е органического вещ ества. Н ан осны е илы — это в перв ую очередь нан есен н ы е водой м инеральны е ф орм ации, с небольш им (в п р ед ел а х н е ск ол ьк и х процентов) сод ер ж ан и ем органического вещ ества. О рганические илы образую тся в р езу л ь та т е дал ек о продвинутой гу м и ф и к а ции растительной массы, при известном участии оса ж д ен н ы х и з воды м инераль н ы х соединений- И х дал ек о п р одвинутая гум и ф и к ац и я вы звана сильной окси д ац и ей среды , в которой они образую тся. В зависим ости от условий образования различаю т лим нетически е илы, обр азую щ и еся в у сл ов и я х постоянного за то п л е ния, и тельм атические илы, обр азую щ и еся в р езул ь тате п ер и оди ч еск и х за т о п л е ний. О ксидация среды , в которой образую тся лим нетически е илы, прои сходи т под влиянием водной растительности, насы щ аю щ ей в оду кислородом (табл. 1). П ри образовании тельм атических илов оксидац ия воды связан а со зн ач и т ел ь ными колебаниям и уровн я грунтовой воды . О тсутствие кислорода в сильно у в л аж н ен н ой ср еде благоп риятствует образованию торфов- О рганические ж е гит- тии (детритны е, водн о-расти тельны е) образую тся в водоём ах, в которы х р а зл о ж ен н а я растительная масса и отмерш ий планктон подвергаю тся, н ар я ду с гум и ф и к ац и ей , п р еобразованиям в пищ еварительном тракте ф а у н ы бентоса. С равнение орган и ческ и х илов и т ор ф ов (табл. 2) показы ваю т, что органичес к и е гум иф ицирован ы в бол ее сильной степени и со д ер ж а т больш е м инеральны х частиц, а тем самым отличаю тся вы сш им (примерно в три раза) объём ны м весом и знач ительно вы сш им содер ж ан и ем калия. Д ругие свойства органически х илов обозначаю тся м ен ее четко. Д алеко п родвинутая гум иф икация растельной массы, из которой образов али сь органически е илы, н аходи т п о д т в ер ж д ен и е в хи м и ч ес ком составе органического вещ ества эт и х ф орм аций (табл. 3 и 4). О рганическое вещ ество илов по своем у составу, а особенно содер ж ан и ю гум иновы х кислот и л и
гнина, отличается от торф ов, п р и бл и ж ая сь к органическом у BęnjecTBy тор ф я н ы х м урш ей. О бразовани е илов связано с оп ределен н ой стадией развити я речной долины . Д олина, зависим о от объём а и скорости р асходов забол ач и в аю щ и х ее вод, м ож ет находи ться в стадии отлож ен и я тор ф а, ила и л и аллю виальной почвы. В за л ег а ю щ ей иловой ф орм ации п рои сходя т оп р едел ен н ы е п оч в ен н ы е процессы . В случае п р еобл адан и я болотного п роц есса образую тся бол отн о-и л овы е почвы, в случае преобладан и я глеевого п роц есса — глеев о-и л ов ы е почвы, в сл уч ае ж е п р еобл ада ния м урш евого п роцесса — м ур ш ев о-и л ов ы е почвы. П роц есс м урш ения п р ои схо дит в и л ах, п одобно как и в т о р ф а х , в в и ду органического хар ак тер а этих ф о р маций. И ловы е почвы хар ак т ер и зую тся больш ой динам икой би охи м и ч еск и х и з м енений, что способствует бы строй ци рк уля ц и и питатель н ы х вещ еств. С ледова тельно — это почвы местообитаний со сравнительно быстрым ростом растений, т. е. п л одор одн ы х м естообитаний. Таким образом п р еобр азов ан и е данной речной долины , составляю щ ее п ер ех о д от тор ф я н ой в иловую стадию, означ ает у л у ч ш е ние пр ои зводи тел ьн ы х способностей местообитания. H. O K R U S Z K O D EV ELO PM EN T OF M U DS A N D M U D SO IL S I n s t it u t e fo r L a n d R e c la m a t io n a n d G r a s s la n d F a r m in g In F a l e n t y S u m m a r y
T w o b asic m ud soil fo rm a tio n s h a v e b e e n d istin g u ish ed , viz.: a fo r m a tio n of au toch th on ou s origin, d ev elo p ed at th e d ep osit p la ce, m ark ed as organ ic m ud and so m etim es as sed im en ta ry or m eg a p la n cto n ic p eat, and an a lloch th on ou s form ation , m a rk ed as silt, brought in by w a ter. T he m ud fo rm a tio n s are, as a ru le, of orga n ic ch aracter, as th e y con tain se v e r a l te e n s or m o re per cen t of organ ic m a tter. T h e silt fo rm a tio n s are m o s tly of se d im e n ta r y character, b rou gh t in by w a ter; th e y co n ta in on ly about s e v e r a l per cen t of organ ic m atter.
T h e m u d fo rm a tio n s d ev elo p in co n seq u en ce of fa r ad v a n ced p la n t b u lk h u m i fic a tio n , at so m e p er c e n ta g e of m in e r a l com pounds p recip ita te d from w a ter. The far a d v a n ced h u m ific a tio n is cau sed b y h igh o x id a tio n of th eir d ev elo p m en t en v iro n m en t. D ep en d in g on th e co n d itio n s of th eir d ev elo p m en t, th e fo llo w in g fo rm a tio n s are d istin g u ish ed , viz.: lim n e th ic m uds, d ev elo p in g in con d ition s of p erm a n en t flo o d in g s and te lm a th ic m uds, d e v elo p in g in con d ition s of p erio d ica l flo o d in g s. T h e o x id a tio n of th e m ed iu m , in w h ic h lim n e th ic m u d s d ev elo p , is caused b y w a ter v e g e ta tio n , sa tu ra tin g w a te r w ith o x y g e n (Tab. 1). In th e c a se of d e v e lo p m e n t of te lm a th ic m uds, the en v iro n m en t o x id a tio n is con n ected w ith co n sid era b le ground w a te r le v e l flu c tu a tio n s. A la ck of o x y g e n in e x c e s s iv e m oist e n v iro n m en t lea d s to th e p ea t d ev elo p m en t. G y ttia (d etritu s, w a te r -v e g e ta tio n g y ttia ) d ev elo p s in w a te r reso rv o irs, in w h ich th e d ecom p osited p la n t bu lk and m o rtified p la n cto n undergo, ir r e sp e c tiv e of h u m ifica tio n , so m e ch an ges in the a lim en ta ry tra ct of th e b en th os fau n a.
From th e com p arison of m uds and p ea ts (Tab. 2) it is e v id e n t th a t th e m uds are stron ger h u m ified , con tain m o re m in era l p a r tic le s and co n seq u en tly show
h igh er (about th rice) bulk d en sity and m uch h igh er p o ta ssiu m content. A s far as other p ro p erties are con cern ed , th e d iffe r e n c e s a r e le ss m ark ed . A fa r a d v a n ced p la n t b u lk h u m ifica tio n , of w h ic h m ud fo rm a tio n s d evelop , is con firm ed b y th e ch em ica l com p osition of th eir organ ic m a tter (Tabs. 3 and 4). T he organ ic m a tter of m u d fo rm a tio n s, w ith regard to its com p osition , p a r tic u la r ly of h u m ic acids an d lig n in e con ten t, d iffers from p e a ts and a p p ro x im a tes th e organic m a tter of p e a ty m ucks.
T he m u ck fo rm a tio n d ev elo p m en t is co n n ected w ith p a rticu la r sta g e s of riv e r v a lle y d ev elo p m en t. T he v a lle y , d ep en d in g on flo w q u a n tity and ra te of th e w a te r sw a m p in g itse lf, can be at th e sta g e of p eat, m u d or a llu v ia l so il d e v e lo p m en t. In th e d ep o sited m u d fo rm a tio n d efin ed s o il p ro cesses are ta k in g p la ce. A t th e p red o m in a n ce of sw a m p in g p rocess, m a rsh y -m u d soils, in th e ca se of g le i za tio n p rocess, g le y -m u d so ils and in th e case of m u ck in g process m u ck y -m u d so ils d ev elo p . T he m u ck in g p ro cess is ta k in g p la ce in m uds, lik e in p eats, w ith regard to organ ic ch a ra cter of th e s e form ation s.
T he m u d so ils ch a ra cterize th e m se lv e s w ith co n sid era b le d yn am ics of b io ch e m ica l ch an ges, w h a t cau ses a q u ick circu la tio n of n u trien ts. C o n seq u en tly, th e y co n stitu te th e so ils o f th e h a b ita ts w ith r e la t iv e ly q u ick gro w th of p la n ts, i.e. fe r tile ones. T hus th e ch an ges in th e v a lle y r e su ltin g in a tra n sg ressio n from p ea t to m u d d ev elo p m en t in d ic a te an im p ro v em en t of p rod u ction a b ilitie s of th e h a b ita t in q u estion .
W płynęło do redakcji w m aju 1968 r.
