A L O J Z Y K O W A L K O W S K I
W P Ł Y W E M ISJI Z A K Ł A D Ó W A Z O T O W Y C H N A R O ZM IE S ZC Z E N IE Ł A T W O R O Z P U S Z C Z A L N Y C H S K Ł A D N IK Ó W M IN E R A L N Y C H
W P R O F IL U L E Ś N Y C H G LEB B IE L IC O W Y C H
Zakład G leboznaw stw a i N aw ożenia Instytutu Badaw czego Leśnictw a, W arszaw a— Sękocin
W ostatnich czasach coraz w iększy w p ływ na procesy głebotwórcze w sąsiedztwie przemysłu ma skład chemiczny powietrza atm osferycz nego.
Do w yraźnie szkodliwych źródeł zanieczyszczenia atm osfery należy przem ysł azotowy. W niniejszym opracowaniu przedstawiono w yniki 5-letnich stacjonarnych badań nad zmianami zachodzącymi w zawar tości łatwo rozpuszczalnych składników w profilach gleb w ytw orzonych z głębokich piasków. Od roku 1966 znajdują się one nieprzerwanie pod w pływ em em icji Zakładów A zotow ych w Puławach.
O B IE K T I M E T O D Y B A D A Ń
Szkic rozm ieszczenia punktów badań w kom pleksie leśnym P u ław y a — o b s z a r y le ś n e , b — p u n k ty b a d a ń
Sketch of the layout of in vestigation stands in the forest com plex at Pu ław y a — fo r e s t a re a s , b — in v e s t ig a t io n stands
246
Badania zlokalizowano w 3 punktach na przekroju N N E od Zakła dów A zotow ych (rys. 1). Punkt 1 znajduje się w odległości 200 m w pu styni przem ysłowej od 1968 r. Punkt 2 w odległości 1400 m zlokalizo wano w II I strefie uszkodzenia lasu, od 1976 r. w bezleśnej strefie. Punkt 3 znajduje się w odległości 2400 m w I strefie, od 1978 r. w 1Г strefie. W tych punktach okresowo pobierano, próbki świdrem puszko w ym z 10 głębokości do 400 cm w okresie od czerwca 1973 do sierpnia
1977 r., łącznie w 135 terminach. W wyciągu 0,03 N CH3COOH ozna
czono N -N H4 i N -N O3 według Bremnera, К i C A — fotopłomieniowo.
M g — spektrofotom etrycznie, P — metodą molibdenową. W yn iki analiz przedstawiono w stosunku do objętości gleby.
W Y N I K I B A D A Ń
Wcześniejsze opracowania [1, 2, 3, 4] w ykazały w profilu gleb bie- licoziemnych odległych od źródeł emisji co najm niej 2,4 kilom etra aku
Rys. 2. Średnia zawartość w od y (w g/100 cm8gleb y) i składników łatw o rozpuszczał • nych (w mg/100 cm3 gleb y) w poszczególnych poziomach glebow ych w okresie
od czerwca 1973 do sierpnia 1977 r.
M ean content of w ater (in g/100 cm8 o f soil) and o f read ily soluble substance:; (in mg/100 cm3 of soil) in particular soil horizons in the period from Juni 1973 to
mulację mineralnych form azotu z atm osfery do głębogości większej niż 4 m. Nagromadzają się one w ilościach przekraczających zdolność samoregulacji środowiska glebowego. Stwierdzono, że wielkość im isji jest w zasadzie funkcją odległości od em itorów i budowy profilu gle bowego [2].
Na podstawie średnich zawartości w ody i łatwo rozpuszczalnych form N, P, K , Ca, M g stwierdzono, że w okresie od czerwca 1973 do sierpnia 1977 r. ilościowe stosunki badanych cech w profilu glebow ym
wykazują dwuczęściowy układ (rys. 2), związany z rozmieszczeniem sub
stancji organicznych i koloidów mineralnych. One to w poziomach
O l, O fh , A E , I B v decydują o relacji gleby na im isję ze skażonej atmos fery , natomiast w głębszych poziomach B v C i С — o wielkości m igracji z wodam i opadowymi nadmiaru składników.
W nie ustabilizowanym jednak środowisku glebow ym regulująca ro-T a b e l a 1
Ilo ś c io w a c h ara k te ry sty k a z a w a rto ś c i wody /w g/100 cm^ g le b y / oraz składników łatw o rozp u szczaln ych /w mg/100 cm^ g le b y / w g le b a c h w o d le g ło ś c i od 0 ,2 do 2,4 km od ź ró d e ł e m is ji azotowych Q u a n t it a tiv e c h a r a c t e r is t i c s o f the w ater content /in g/100 cm^ o f s o i l / and r e a d il y s o lu b le substan ces /in mg/100 cm^ o f s o i l / in s o i l s a t the d is ta n c e
v a ry in g from 0 .2 to 2 .4 km from the n itr o g e n em issio n sou rces
S k ła d n ik i
Foziomy glebowe i g łę b o k o ś c i po bran ia próbek - S o i l h o riz o n and sam pling depths cm
Elements 01 Ofh AE IBv Bv BvC C1 C3 C4-C5
0-1 1-3 5-10 15-20 35-45 70-75 100-110 180-200 380-400 H20 X 17,7 1 6 ,2 15,1 9 ,0 7 ,4 5,4 5,6 6 ,2 7,2 min 0 ,5 2,1 1,7 2,1 1,7 1,5 2,2 1,6 0 ,6 max 93,4 56,3 94,8 40,9 17,1 16 ,8 18,0 25,8 43,2 NH4 X 10,9 7,4 10,4 4,8 3,2 2,8 2,5 2,5 2,6 min 0 ,4 0 ,6 ö ,5 ■ 0 ,5 0 ,5 0 ,5 0 ,2 0,5 max 43,4 39,5 66,8 39,4 36,3 29,8 12,1 14,5 16,1 N03 X 3,51 2,33 4,49 3.24 2,86 2,51 2,31 2,35 2,37 min 0,12 0,06 0,14 0,02 0,51 0 ,5 3 0,32 0,23 0,05 max 33,8 2 7,3 21,8 55,1 45,2 21,3 9,9 10,1 16,1 P X 0 ,24 0,15 0,42 0,17 0 ,10 0,07 0,09 0,08 0,09 min 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 max 4,00 1 ,1 6 2,92 1,85 1,13 1 ,1 6 3,29 1 , 16 3,29 К X 2,39 1,27 2,42 1,62 1,6 1 1 ,6 1 1,66 1,81 1,69 min 0,09 0,0 7 0,12 0,14 0 ,0 3 0,01 0,02 0,02 0,02 max 19,13 7,51 19,12 9,87 9,74 13.80 10,74 8,1 8 9,72 о (0 HI 13,22 5,55 9,55 4,00 3,51 3,47 3,78 4 ,0 3 4,86 min 0,67 0,32 0,28 0,14 0,05 0,01 0,06 0,14 0,10 max 124,6 38,5 68,2 45,6 47,4 71,3 66,4 62,6 68,3 Mg X 1,39 0,81 1.63 1,01 0,82 0,77 0 ,7 3 0,72 0,82 min 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 max 8 ,09 3,86 14,22 8,4a 3,94 5,12 6,54 4,97 6,26
248
W spółczyn n ik i k o r e l a c j i między w ilg o t n o ś c ią poziomów glebowych a z a w a rto ś c ią w n ic h składnikó w łatw o ro zp u szcz aln y ch w o k re s ie 1973-1977
C o r r é la t io n c o e f f i c i e n t betwen the m oisture content in s o i l h o riz o n s and the content .of r e a d i l y s o lu b le su b stan ces in them in the p e r io d 1973-1977 F o z io a Pora
roku Year seaeon
S k ła d n ik i Elem ents tyczny G en etic h o riz o n hh4 I n P К Ca Mg 1 Ź 3 4 5 6 7 o i la t o summer 0,030 0,089 0,405xx 0 , 341xx -0 ,0 1 4 0,164 je s i e ń autumn 0,131 0 ,10 6 0,269x 0 ,571xx 0,158 0,342xx zima w in te r 0,082 0,068 0,121 0,305xx 0,309xx 0 , 530xx wiosna sp rin g -0 ,2 1 7x -0 ,1 5 8 0,078 0 , 326xx 0 , ЭООхх 0,088 Ofh la t o simmer 0,330 0,292xx 0,070 -0 ,0 3 0 0,117 0,101 j e s i e ń autumn 0,204 0 ,235x -0 ,1 5 2 0,034 0,170 O ,302xx zima w in te r 0 , 369xx 0 , 358xx 0,280xx 0,012 0 , 371xx 0 , 541xx wiosna s p rin g 0 , 354xx 0,3 68 xx 0 ,293xx 0,223x 0,244x 0,094 AE la t o summer 0,204x 0,158 0,047 0,036 -0 ,0 8 4 0,065 j e s i e ń autumn 0,189 0,097 0,102 0,086 0,107 0,0 93 zima w in t e r 0,114 0,087 0 , 345xx 0,198x 0,344xx 0,072 wiosna s p rin g 0,126 0,104 0,099 0,267xx 0,448xx 0,008 IBv la t o summer -0 ,0 7 8 -0 ,0 5 6 -0 ,0 4 7 0,090 0,073 0,174 je s i e ń autumn -0 ,1 3 9 -0 ,1 0 5 0,021 0,282xx 0,272x 0,148 zima w in te r -0 ,1 5 9 -0 ,1 6 0 -0 ,0 7 0 0,046 0,191 0 ,062 wiosna s p rin g -0 ,1 9 0 -0 ,1 9 8 -0 ,0 6 7 0,236x 0,087 0,062 Bv la t o summer -0 ,0 2 5 0,044 0,010 0,109 0,007 0,118 j e s i e ń autumn 0,131 0,129 -0 ,2 2 7 x 0,197 -0 ,0 2 8 -0 ,0 4 2 zima w in t e r 0,190 0,158 0,055 0,105 0,000 0,088 wiosna sp rin g 0,076 0,090 -0 ,1 1 0 0,151 0 ,0 16 -0 ,0 30 BvC la t o summer -0 ,1 0 8 -0 ,1 3 3 -0 ,0 9 3 0,067 -0 ,0 4 2 -0 ,0 8 9 jesifc/i autumn 0,C21 0,084 -0,131 0,205 0,315*-* 0,128 zima w in te r - 0 , 0 , 0 -0 ,0 6 0 -0 ,0 0 4 -0,006 -0 ,0 2 8 0,047 w iosna s p rin g 0. 198 0 , 211x -0 ,1 9 8 0,067 0,038 0,003
c d , t a b e l i 2 1 2 3 4 5 6 7 8 C 1 la t osummer -0 ,0 6 9 -0,04 1 -0 ,0 6 5 0,056 -0 ,0 3 7 -0,131 j e s i e ń autumn 0,079 0 ,240x -0 ,1 1 6 0,171 0,243x -0 ,0 2 7 zima w in te r 0,085 0,144 0,033 0,029 -0 ,0 2 5 0,239x wiosna s p rin g 0,093 0,065 -0 ,1 5 3 0 ,3 1 9xx 0,078 -0 ,0 2 4 C 3 la t osummer -0 ,0 7 5 -0 ,0 9 7 - 0 ,2 0 3 * 0,097 0,080 -0 ,1 5 9 j e s i e ń autumn 0,081 0,165 -0 ,0 2 9 0,087 0,054 -0 ,1 2 9 zima w in te r 0,093 0,105 -0 ,1 7 8 0,147 -0 ,0 6 7 -0 ,02 0 wiosna sp rin g -0 ,0 8 6 -0 ,0 3 7 -0 ,0 7 7 0,110 0,165 0,064 C4C5 la t osummer 0,049 0,041 - 0 , 1 58x -0 ,0 9 4 -0 ,0 8 0 - 0 , 172xx je s i e ń autumn 0,189x 0,257xx -0 ,0 7 8 0,048 0,106 -0 ,22 9 xx zima w in te r -0,00 1 0,006 -0 ,0 6 7 0,041 -0,081 - 0 , 1бЗх wiosna sp rin g -0 ,0 6 5 -0 ,0 3 6 -0 ,0 6 3 0,057 0,012 0,003
la poziom ów glebow ych w obiegu składników mineralnych jest n iew iel ka. W yrazem tego są słabe zależności m iędzy średnimi w ilgotnościam i poszczególnych poziomów glebow ych a średnimi zasobnościami składni ków łatwo rozpuszczalnych (rys. 2).
Stwierdzono również znaczną dysproporcję w ilościowych stosun
kach badanych składników w poziomach O fh , A E i B v . W ystępująca
w poziomie A E wysoka zawartość badanych składników łatwo rozpusz
czalnych jest spowodowana zahamowaniem biogennego procesu b ielico- wania. O dgryw a tu również rolę w ypierające i peptyzujące działanie soli azotowych stale dopływających do próchnicy oraz resztek organicz nych w poziomach O l i O fh. Na działanie tego czynnika wskazują sto sunki 2 P + K + C a + M g do 2 N -N H4+ N - N O3 nie wyższe od 1,3-1,5 w po
ziomach С i niższe od 1,0 w poziomach O fh , A E , IB v , B v .
Zachwianie równowagi biogeochemicznej i ukształtowanie jedno stronnej intensywnej m igracji składników mineralnych z wodami opado w ym i potwierdzają duże wahania ich ilości, szczególnie fosforu, potasu,, wapnia i magnezu w poziomach B v C i С (tab. 1). P rz y silnie zreduko wanych procesach m ikrobiologicznych i zanikającym obiegu biologicz nym [5], przy braku lub ginącej szacie roślinnej wzrasta liczebność i amplituda skrajnych stanów zasobności gleb. M imo że w układzie dłu gookresowym te stany zasobności gleb są prawdopodobnie związane z. wilgotnością gleb (rys. 3), współczynniki korelacji są bardzo niskie przy
•250
Rys. 3. Zarysow ujące się współzależności m iędzy zawartością w od y i składników łatw o rozpuszczalnych w badanych glebach w okresie od czerw ca 1973 do sierpnia
1977 r.
■Outlining of interrelationships in the content of w ater and rea d ily soluble substan ces in the soils under study in the period fro m June 1973 to August 1977
na brak prawidłowości w dynamice poszczególnych badanych cech. Istnieją wprawdzie przesłanki stwierdzające związek m iędzy w ilgotn o ścią gleby a zawartością składników łatw o rozpuszczalnych w okresach
zim y i wiosny w poziomach O l, O fh i AE, jednak współczynniki kore
lacji i tu są bardzo małe.
P O D S U M O W A N IE
W glebach bielicoziem nych znajdujących się pod w pływ em emisji azotowej następuje całkowite zachwianie równowagi biogeochemicznej obiegu łatwo rozpuszczalnych składników mineralnych i wilgotności gleby. Zanika również obieg składników odpowiadający procesowi bielicowania. Badane cechy odznaczają się dużymi i nieregularnym i skrajnymi wahaniami w czasie. Są one głównie kształtowane przez zan ie c zy szczen ia azotowe pochodzące ze skażonej atmosfery. Jest to więc nienormalny obieg składników mineralnych w profilu glebow ym okre ślany przez w p ływ y emisji przemysłowych. Jego zasadniczą cechą jest
nietrwałość.
L IT E R A T U R A
XI] K o w a l k o w s k i A.: W p ły w im isji zw iązk ów azotow ych na skład chem iczny leśnych gleb bielicow ych okolicy Puław . X I X Ogólnopolski Z jazd N au kow y P T G — Ochrona środowiska glebow ego. P u ła w y 1972, s. 199-207.
.{21 K o w a l k o w s k i A., S z c z ę s n y P.: P relim in a ry results o f investigation on range and magnitude o f immission of nitrogen compounds in soils in the vin city of Pu ław y. Rocz. glebozn., dod. do t. 25, 1974, 179-183.
dynamics o f forest podzolic soils. V Congr. o f Yu goslav. Soc. Soil Sei., Sara jew o 31 m ai-2 juni 1976, 401-407.
[4] K o w a l k o w s k i A., S z c z ę s n y P., B o r z y s z k o w s k i J.: W p ły w em isji azotow ych na sorpcyjne w łaściw ości gleb leśnych okolic Puław . Rocz. glebozn. 28, 1977, 1, 95-106.
[5] K o w a l k o w s k i A., O s t r o w s k a A.: W yk ryw a n ie i w yjaśnianie w p ły w ó w zm ieniających się ilościow o i jakościow o przem ysłow ych zanieczyszczeń atm o sfery na środowisko glebow e i drzewostan. Dokum entacja IB L , W arszaw a 1978.
А. К О В А Л Б К О В С К И В Л И Я Н И Е Э М И С С И И ИЗ А З О Т Н О Г О К О М Б И Н А Т А Н А Р А С П Р Е Д Е Л Е Н И Е М И Н Е Р А Л Ь Н Ы Х Э Л Е М Е Н Т О В В П Р О Ф И Л Е Л Е С Н Ы Х П О Д З О Л И С Т Ы Х П О Ч В Отделение почвоведения и удобрения, Н аучно-исследовательский институт лесоводвства, Варшава-Сенкоцин Р е з ю м е В итоге исследований проведенных в период с июня 1973 г. по и ю ль 1977 г. в трех пунктах отдалённы х на 200 до 2400 м от эмиттера (рис. 1) установлено образование неестественной циркуляции м инеральны х элементов в почвенном проф иле до глубин ы 4 метров. Ц иркуляц и я находилась под ясно выраженным влиянием изменений химического состава воздуха, возникш их в последствии промыш ленной эмиссии. В подзолисты х почвах обнаруж илось исчезновение естественной циркуляции, свойственной процессу оподзоливания. Генетические горизонты утратили свои первобытные особенности и функции. Сформирован ная новая неустойчивая почвенная среда, с односторонней миграцией м инераль ны х элементов, отличается высокими колебаниями в экстремальном их содер ж ании (табл. 1. 2), не обнаруживающ ими взаимозависимостей, (рис. 2, 3). A . K O W A L K O W S K I E F F E C T OF E M IS S IO N O F N IT R O G E N P L A N T O N T H E D IS T R IB U T IO N O F R E A D IL Y S O L U B L E M IN E R A L S U B S T A N C E S IN T H E P R O F IL E OF F O R E S T P O D Z O L IC S O ILS Departm ent o f Soil Science and Fertilization, F orestry Research Institute, W arszaw a-Sękocin
S u m m a r y
The respective investigations w ere carried out in the period from June 1973 to August 1977 at three points lyin g at the distance va ryin g from 200 to 2400 m emission sources. In the soil p ro file investigated to the depth o f 4 m a abnorm al circulation of m ineral elements under a distinct influence o f changing chemical com position o f air has been found. In podsolic soils vanishing o f the natural circulation o f elements corresponding w ith the podzolization process took place.
252
G enetic horizons have lost their natural features and functions. A new unstable soil environm ent, w ith a unilateral m igration o f m ineral elements, w ith conside rable fluctuations o f their extrem e contents (Tables 1, 2) not revealin g mutual dependencies (Figures 2, 3) was form ed.
D oc. dr hab. A lo jz y K ow alk ow sk i In s ty tu t Ba d aw czy L eśnictw a w Sąkoclnie
!["Toruński słownik biograficzny", t. 7, pod red. Krzysztofa Mikulskiego, Toruń 2014 : [recenzja]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)