Mikromorfologiczna i chemiczna charakterystyka związków próchnicznych w niektórych glebach Karkonoszy

(1)

R O C Z N IK I G L E BO Z N A W C Z E T . X X IV , Z. 1, W A R S Z A W A 1973

S T A N ISŁ A W K O W A L lN S K I, JERZY DRO ZD, S T A N IS Ł A W A LIC ZN A R

M IKROM ORFOLOGICZNA I CHEMICZNA CHARAKTERYSTYKA ZW IĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH W NIEKTÓRYCH GLEBACH

KARKONOSZY

K atedra G leb o zn a w stw a W SR w e W rocław iu K iero w n ik — prof. dr S. K o w a liń sk i

W STĘP

Pow szechnie p rzy jm u je się, że ilość i jakość próchnicy glebow ej zależy od w aru n k ó w środow iska, a zwłaszcza od składu porostu roślinnego, skały m acierzystej, ukształtow ania teren u, k lim atu i edafonu. Dlatego gleby w ytw orzone w różnych w aru n k ach bioekologicznych w y k azują zróżnico w any skład fra k c y jn y próchnicy. P o tw ierd zają to liczne badania, które dotyczą przede w szystkim gleb teren ów rów ninnych, nizinnych i w y ży n nych. Jeżeli chodzi o skład frak cy jn y próchnicy gleb górskich, to należy stw ierdzić, że w dotychczasow ej litera tu rz e gleboznawczej i chem iczno- -rolniczej spotykam y mało prac na te n tem at. Z nielicznych prac z tego zakresu należy w ym ienić przede w szystkim b adania D o ł g i l e w i c z a [6], P a s t e r n a k a i S k i b y [10], P e l i ś k a [11] oraz B o r k o w s k i e g o [5].

O publikow ane prace z zakresu próchnicy gleb górskich nie u jm u ją szerzej tego złożonego zagadnienia w sk u te k b rak u odpow iednich m etod badaw czych. Dlatego też szczególnie mało jest prac na tem at m ikrom orfo- logicznej i chem icznej ch a ra k te ry sty k i próchnicy w glebach górskich. Ze w zględu na dużą rolę zw iązków próchnicznych w procesach glebotw ór- czych i glebow ych zagadnienie to w ym aga szczegółowych badań.

M ając to na uwadze, zasadniczym celem naszej p racy były m ikrom orfologiczne i chem iczne bad an ia składu próchnicy n iektórych gleb górskich, w ystępujących w różnych strefach w ysokościow ych K arkonoszy.

(2)

146 S. Kowaliński, J. Drozd, S. Licznar

OBIEK TY I M ETO DY K A B A D A Ń

B adaniam i objęto 5 profilów gleb górskich, w ytw orzonych z granitu, w ystępu jący ch w granicach Narodowego P a rk u K arkonoskiego w zdłuż tra sy w yciągu z K arpacza na Śnieżkę. B adane gleby reprezentow ały:

— gleby bielicow e — 2 profile,

— gleby b ru n atn e w yługow ane — 2 profile,

— gleby b ru n atn e kw aśne — 1 profil.

C harak terysty czn e profile w ybrano n a podstaw ie przeprow adzonych uprzednio studiów gleboznawczych. W próbkach pobranych z poszczegól nych poziom ów genetycznych oznaczono w ażniejsze cechy m ikrom orfologiczne próchnicy nakładow ej oraz skład fra k c y jn y próchnicy glebow ej.

W łaściwości m ikrom orfologiczne próchnicy nakładow ej oznaczono w szlifach cienkich płytek, w ykonanych m etodą K u b i e n y [9] i A l t e rn ü l l e r a [1], zm odyfikow anej przez K ow alińskiego i Bogdę przy zasto sow aniu polskich żywic poliestrow ych do utw ard zan ia m ate ria łu glebo wego [8]. N om enklaturę m ikrom orfologiczną próchnicy przyjęto zgodnie z podziałem zaproponow anym przez B a r r a t t [3] i B a b e l a [2]. K lasyfikując ch arakterystyczne m ik ro stru k tu ry próchnicy nakładow ej szczególną uw agę zwrócono na stopień rozkładu i hum ifikacji substancji organicznej, w zajem ny udział części m niej lub więcej rozłożonych oraz pow iązania próchnicy w łaściw ej z su bstancją m ineralną, a zwłaszcza z n a j bardziej rozdrobnioną m asą gleby. Typow e właściwości m ikrom orfologicz ne próchnicy badanych gleb o b razu ją fotografie 1-8.

Skład frak cy jn y próchnicy glebowej oznaczono nieco zm odyfikow aną m etodą B o r a t y ń s k i e g o i W i l k a [4]. We w szystkich próbkach bow iem przeprow adzono pełną w y czerpującą analizę składu frakcyjnego oraz rozdzielono substancję próchniczną rozpuszczalną w 0 ,ln N a4P 20 7 przy p H = 7 na kw asy hum inow e i fulw ow e [7]. W yciąg I w 0 ,ln NaOH rozdzielono rów nież na kw asy hum inow e i fulw ow e; natom iast nie roz dzielono na kw asy hum inow e i fulw ow e II w yciągu w 0 ,ln NaOH po kw aśnej hydrolizie. Skład frak cy jn y związków próchnicznych analizow ano w ujęciu profilow ym .

W celu lepszej ch ara k te ry sty k i i zobiektyw izow ania w yceny składu frakcyjnego związków próchnicznych w badanych profilach glebow ych, wprow adzono, w ykorzystując w zór Schönhalsa, dodatkow o w s k a ź n i k r o z p u s z c z a l n o ś c i , którego w yliczona w artość obrazuje nie tylko stosunki m iędzy poszczególnym i frakcjam i, ale przede w szystkim stopień aktyw ności w szystkich w ydzielonych frakcji i ich zdolność przechodzenia do roztw orów pod w pływ em odpow iednich rozpuszczalników użytych przy analizie frakcjonow anej. Zastosow anie tego w skaźnika ułatw iło p ro filowe porów nanie zróżnicow ania próchnicy w badanych glebach.

(3)

S k ła d f r a k c y jn y ; ró c h r.ic y v: n ie k tó r y c h «rlcbnch K arkonoszy r'rn c l'io i.a ] co::.: o;;Lt,ioii ul' hur.us i n co::.o r .o ilc оГ th e K arkonosze M o u n tain s

Nr ; ro -i IV..— f i l o Туг r l o t y v.-v::o-r:o:.:ó i.a.: o c i l t v ; e a l t i tude (Î ł o b c - о v.:1=7V . ' V 0 , l n I.'aCii С ro z p u s z c z a ln y _{С s o lu b le} С w y d z ie lo n y С s e p a r a t e d С n i ehyd 'W skaźnik r o z p u s z c z a l n o ś c i ] obi-.-mia br,<Lki : i i .r clc: t-h Vi or. o t i c h o riz o n o>;ółeir. 0 t o t a l c G of L i L uir.e :. с .. " 1 lo.’.y J ! 7 ~ ' j; 1 "■ С lo n y С :;e ;.a ra -c h Cr w 0 ,5 n H2SOn i n 0 ,5 n ri^SO^ w 0 , l n NaOH i n 0 , l n KaOH ro l i z u - dący С n o n h y d ro -l i z i n g związków p r ó c h n ic z nych S o l u b i l i t y in d e x o f humus compounds 1 G leba b ie iic o w a , 1450 m l o d z o l i c s o i l , 14>0 n -> 0-5 3 -10 1 ,- 2 0 20-27 40-47 6 3-70 ‘"'о A i/;v , A , L<h E C1 1 5 ,3 1 l .: ,ü 4 2 !_4 ' 2 ,4 ^ 1 ,3 7 0 ,6 7 1 7 ,4 1 0 ,2 4 ,1 , 3 2 ,0 ... i ‘ u » у \ Г 1 4'-. ,<;• 4 3 ,9 3 2 ,8 1 „ , , ! 1 ,5 1 0 ,1 о o , ; : i 0 ,3 1 2о , 5 ; 7 , 4 16 ,4 1 8 ,Ü 1 3 ,9 <45,8 0 ,4 0 0,36 0 ,4 8 0 ,1 2 0 ,2 8 0,36 0 ,6 0 ,8 2 ,1 1 .4 1 .5 2 ,3 1 ,2 2 ,5 2 9 ,4 6 ,1 1 3 ,8 1 5 ,3 7 5 .0 7 3 .0 8 0 ,6 7 9 .3 7 5 .4 7 6 ,2 2 5 .7 2 8 .7 2>4,1 1 9 .7 2 5 ,3 2 7 ,1 6 5 ,3 6 6 2 ,4 3 5 4 ,7 5 6 3 ,4 0 5 7 ,7 1 5 5 ,9 7 2 G leba b ie lic o w a , 1350 m F o d z o lic s o i l , 1550 m 3 -1 0 17 -2 4 32-40 7 5 -8 4 Ao+l a2 Bh C1 1 0 ,8 9 2 ,1 7 2 ,6 2 0 ,3 1 1 7 ,9 1 4 ,7 4 ,5 3 ,3 28, г l v , l 4 0 ,3 ‘ 7 0 ,4 8 0 ,2 3 0 ,3 4 2 6 ,8 1 4 ,4 1V,8 1 2 ,7 0 ,2 d 0 ,6 2 0 ,1 7 0 ,3 3 0 ,6 1 ,2 1 ,6 3 ,5 2 .3 2 5 .8 7 . 4 1 4 .9 7 5 ,8 7 5 ,2 8 2 ,4 7 4 ,7 2 4 ,6 2 5 ,8 1 9 .1 2 6 .2 6 4 .4 4 5 3 ,7 1 6 5 ,0 4 5 6 .4 4 3 G leba b ru n a tn a wyługowana kw aśna, 1100 m Loached brown s o i l , 1100 m 1 0-14 22-26 33-37 52-5 6 73 -7 6 Ao A1 Ax/ B / /В / C1 3 6 ,2 6 8 ,3 1 5 ,1 0 1 ,0 1 0 ,6 3 1 8 ,0 1 9 ,8 8 ,6 6 ,0 2 ,3 i:. o. 2 4 .1 3 1 .1 2 6 ,6 2 2 ,8 n. 0 . 0 ,5 6 0 ,4 2 0 ,1 8 0 ,3 7 n .o . 2 1 ,9 1 8 .4 2 0 .4 1 8 ,8 r.. 0. 0 ,3 5 0 ,2 8 0 ,2 5 0 ,3 2 n .o . 2 ,1 2 .4 5 .4 6 ,2 n . o . 3 ,2 6 ,6 1 1 ,2 1 3 ,2 n .o . 7 1 .1 6 7 .1 6 9 ,6 6 3 ,3 n .o . 3 0 ,3 3 2 ,9 3 5 ,1 3 8 ,7 n . o . 6 1 ,6 5 5 5 ,6 7 5 4 ,0 6 4 7 ,7 8 4 G leba b r u n a tn a wyługowana kw aśna, 1000 ш Leached brown s o i l , 1000 m 7 -1 0 10-14 19-23 35 -3 9 65-69 Ao A1 A1/ B / / В / C1 4 4 ,2 0 6 ,0 5 3 ,9 3 0 ,8 9 0 ,7 3 1 8 ,6 1 7 ,3 6 ,2 3 ,8 2 ,4 n .o . 2 7 ,7 3 6 ,0 3 1 ,3 27,0 n .o . 0 ,4 6 0 ,3 8 0 ,1 6 0 ,1 8 n . o . 2 2 ,3 1 8 ,2 1 7 ,5 1 7 ,1 n . o . 0 ,6 6 0 ,2 6 0 ,2 4 0 ,3 8 n . o . 1 .9 1 ,2 3 .9 6 ,3 n . o . 3 ,6 7 ,2 1 0 ,3 8 ,4 n .o . 72,8 6 8 ,8 6 6 ,8 6 1 ,2 n .o . 2 8 ,2 32,6 3 6 .1 4 0 .1 n . o . 6 2 ,1 0 5 6 ,7 7 5 2 ,9 0 4 8 ,9 4 5 G leba b r u n a tn a kw abna,820 m A cid brown s o i l , 820 in 0 -5 9-1 3 29 -3 6 65-73 Ao A1 А д/В / / В / 4 3 ,6 3 7 ,1 2 1 ,3 2 0 ,8 1 1 9 ,4 2 2 ,3 6 ,4 3 ,2 n .o . 2 2 .4 3 9 ,6 3 6 .4 n . o . , 0 ,6 8 0 ,2 9 0 ,1 9 n . o . 2 0 ,4 1 5 ,2 1 4 ,6 n .o . 0 ,5 8 0 ,3 6 0 ,3 9 11. 0. 2 .3 3 .4 3 ,8 :u o. 3 ,4 8 ,6 1 1 ,7 n .o . 7 0 ,8 7 3 ,2 6 9 ,7 n .o . 2 8 ,8 2 9 ,2 3 1 ,1 n . o . 6 1 ,6 6 5 8 ,9 7 5 4 ,3 0 П. 0 . - non d e te rm in e d

(4)

U zyskane w yniki analiz chem icznych składu frakcjonow anego zw iąz ków próchnicznych przedstaw iono w tabeli.

OMÓW IENIE W YNIKÓW

M IK R O M O R F O L O G IA P R Ó C H N IC Y N A K Ł A D O W E J

W glebie bielicowej położonej na wysokości 1450 m n.p.m. (profil 1) poziom A 0 m a miąższość 0-3 cm, próchnicę m oderow ą b a rw y jasn o b ru n at- nej w stan ie świeżym, zaw ierającą obum arłe korzenie i resztki roślin tr a w iastych o stru k tu rz e w łóknistej.

B adanie m ikrom orfologiczne dzieli poziom A 0 na dw ie części różniące się istotnym i w łaściwościam i. Część górna, o stru k tu rz e hum iskelu, jasno- bru n atn a, lokalnie żółta, ze skupiskam i fragm entów tk an ek roślinnych z dobrze zachow aną budow ą kom órkow ą; rozpoznaw alne są tu tkanki przew odzące i w zm acniające. J e st to ty p flobafenow y z ch arak tery sty cz nym zabarw ieniem i św ieceniem pew nych p a rtii tk an ek przy skrzyżow a nych nikolach. Część dolną stanow ią resztki roślinne mocno rozdrobnione, z nielicznym i strzępkam i grzybni b arw y b ru n atn e j, o stru k tu rz e hum ikolu.

W glebie bielicowej położonej na wysokości 1350 m n.p.m. (profil 2) poziom A 0 m a miąższość 0-12 cm, próchnicę m oderow ą w stanie świeżym b a iw y ciem nobrunatnej, zaw ierającą obum arłe resztki korzeni roślin tr a w iastych o stru k tu rz e w łóknistej.

W badaniu m ikroskopow ym widoczne resztki roślinne średnio zhum i- fikow ane b arw y jasn o b ru n atn ej. Są to frag m en ty rozerw anych i rozgnie cionych tkanek, w dolnej części poziom u przem ieszanych z substan cją m ineralną. Obok nich w y stę p u ją ekskrem en ty i strzępki grzybni. Nieliczne świecące przekroje liści i łodyg m chów z zachow aną p a rtią kom órek o k ry w ających ty pu parenchym ow ego. Opisane wyżej resztki roślinne należy zaliczyć do stru k tu r hum iskelu. a nieliczne do m ullikolu.

P rofil 3 — poziom A 0 o miąższości 0-18 cm ma próchnicę nakłado  w ą surow ą b arw y brunatn o czarnej w stanie świeżym, igliw ie św ierkow e, resztki roślinne częściowo przem ieszane ze szkieletem m ineralnym . M a teriał b arw y ciem nobrunatnej, lokalnie czarnej; w badanym poziomie dom inuje s tru k tu ra hum iskelu. T kanki roślinne szpilek św ierkow ych z za chow aną budow ą kom órkow ą, frag m en ty tk an ek okryw ających z m ięki- szem zieleniow ym ty p u parenchym ow ego. W ich sąsiedztw ie liczne fra g m enty tk an ek zniszczonych i przem ieszanych z elem entam i koprogennym i o stru k tu rz e m ullikolu drobnogruzełkow ego.

Profil 4 — poziom A 0 o miąższości 0-10 cm ma próchnicę nakład o w ą surow ą, b arw y brunatn o czarn ej w stanie świeżym , igliwie rozłożone, resztki roślinne częściowo przem ieszane z ziarnam i m ineralnym i.

(5)

Rys. 1. N ak ład ow a próchnica typu moder. Substancja organiczna częściow o zh u m i- fik ow an a. Obok h u m isk elu w y stęp u ją fragm en ty m ullikolu. P rofil 1, poziom A 0,

głębokość 0-3 cm

a — n ik o le częściow o sk rzy żo w a n e, b — n ik o le sk rzy żo w a n e. P o w ięk sz en ie ok. 28 X E ctohum us of m oder type. P a rtly h u m ified organie substance. B esid e h u m isk el appear

fragm ents of m u llicol. P rofile 1, horizon A 0, depth 0-3 cm a — p a rtly cro sscd nico!-,. b — cro ssed nicols. E n la rg e m e n t a b o u t 2.8 X

(6)

Rys. 2. N ak ład ow a próchnica surow a. H um iskel z rzadkim i fragm entam i m ullikolu. P ro fil 2, poziom A 0, głębokość 3-10 cm

a — n ik o le rów noległe, L> — n ik o le sk rzy żo w a n e. P o w ię k sz e n ie ok. 28 X

R aw ectohum us. H um iskel w ith scattered fragm en ts of m ullicol. P ro file 2, horizon A 0, depth 3-10 cm

a — p a ra lle l niçois, b — cro ssed nicols. E n la rg e m e n t a b o u t 28 X

(7)

Rys. 3. F ragm ent h u m isk elu obok siln ie zh u m ifik ow an ej sub stan cji organicznej p o siadającej form ę k oprogenicznego m ullikolu. P rofil 3, poziom A u głębokość 22-26 cm

a — n i k o l e r ó w n o le g le , b — n i k o l e s k r z y ż o w a n e . P o w i ę k s z e n i e o k . 28 X

A fragm ent of h u m isk el besid e m arkedly h u m ified organie su b stan ce in form of coprogenic m u llicol. P ro file 3, horizon А ъ depth 22-26 cm

a _ p a r a l l e l n iç o is , b — c r o s s e d n ic o ls . E n l a r g e m e n t a b o u t 28 X

(8)

Rys. 4. W arstw a ferm en tacyjn a surow ej próchnicy n ak ład ow ej. H u m isk el p rzem ie szany z h u m ik olem pochodzenia koprogenicznego. P ro fil 4, poziom A 0, głębokość

6-10 cm

a — n ik o le ró w n o leg łe, b — n ik o le sk rzy żo w a n e. P o w ię k sz e n ie ok. 28 X

Ferm en tation layer of raw ectohum us. H u m isk el m ix ed up w ith p elleted feca l hum icol. P ro file 4, horizon A0, depth 6-10 cm

a — p a ra lle l niçois, b — c ro ssed nicols. E n la rg e m e n t a b o u t 28 X

(9)

Rys. 5. W arstw a h u m ifik a cy jn a n ak ład ow ej próchnicy surow ej. D robnogruzełkow y m u llik o l z resztkam i h u m iskelu. P ro fil 4, poziom A 0, głębokość 6-10 cm

a — n i k o l e ró w n o le g łe , b — n i k o l e s k r z y ż o w a n e . P o w i ę k s z e n i e o k . 28 X

H u m ification layer of raw ectohum us. P elleted m u llico l w ith rem ains of hum isk el. P ro file 4, horizon A0, depth 6-10 cm

a — p a r a l l e l n iç o is , b — c r o s s e d n ic o ls . E n l a r g e m e n t a b o u t 28 X

(10)

Rys. 6. Substancja p róch n iczn o-m in eraln a w form ie a rg illa -h u m ik o lu o strukturze gąbczastej. F ragm enty nie zh u m ifik ow an ych resztek organicznych w form ie h u m i-

skelu. P rofil 4, poziom А ъ głębokość 10-16 cm

a — n ik o le ró w n o leg łe, b — n ik o le sk rzy żo w a n e. P o w ię k sz e n ie ok. 28 X

H u m u s-m in erai su b stan ce in form of arg'illa-hum icol w ith spongy structure. F rag m en ts of n o n -h u m ified organic rem ains in form of h u m isk el. P ro file 4, horizon A u

depth 10-16 cm

(11)

Rys. 7. Substancja próch n iczn o-m in eraln a w form ie argillacolu o w yraźn ej stru k tu  rze gąbczastej. W części środkow ej fragm ent hum iskelu. P rofil 4, poziom А ъ g łę 

bokość 10-16 cm

a — n i k o le ró w n o le g łe , b — n i k o l e s k r z y ż o w a n e . P o w i ę k s z e n i e o k . 28 X

H u m u s-m in era i su b stan ce in form of argillacol w ith d istin ct spongy structure. A fragm en t of h u m isk el in the cen tral part. P ro file 4, horizon A b depth 10-16 cm

a — p a r a l l e l n iç o is , b — c r o s s e d n ic o ls . E n l a r g e m e n t a b o u t 28 X

(12)

Rys. 8. F ragm ent h u m isk elu na tle d robnogruzelkow ego hum ikolu pochodzenia k o- progenicznego. T endencja do tw orzenia się argillacolu w yraźna. P rofil 5, poziom A 0,

głębokość 3-6 cm

a — n ik o le rów nolegle, b — n ik o le sk rzy żo w a n e. P o w ięk sz en ie ok. 28 X

A fragm ent of h u m iskel again st the background of p elleted feca l hum icol. M arked tend en cy tow ards form ation of argillacol. P rofile 5, horizon A 0, depth 3-6 cm

(13)

Mikromorfologia i chem ia próchnicy 149

W ystępuje tu m ateriał o słabym i m ocnym stopniu rozkładu barw y brunatno czarn ej. Tkanki roślinne z zachow aną budow ą kom órkow ą p rze m ieszane z m ateriałem silnie rozłożonym. Nielicznie w y stę p u ją frag m en ty tk an ek zw ęglonych ty p u zdrew niałego i dom ieszka m ate ria łu m ineralnego. P róchnica o stru k tu rz e m ieszanej h um iskelu i hum ikolu.

P rofil 5 — poziom A 0 o miąższości 0-6 cm, próchnica ty p u m oder, b arw y bru natn oszarej w stanie świeżym, igliwie, resztki roślinne częścio wo i silnie rozłożone.

W badaniu m ikroskopow ym widoczne są dwie partie: górna b arw y b ru n atn e j, gdzie w y stęp u ją liczne p rzekroje przez tk an k i przew odzące szpilek św ierkow ych ty p u flobafenow o-zdrew niałego; w części dolnej w y stęp u ją frag m en ty tk an ek o średnim stopniu hum ifikacji, k tóre uległy deform acji przez zgniecenie i rozerw anie. W poziom ie ty m w y stęp u je próchnica o stru k tu rz e złożonej: w p a rtii górnej hum iskel, natom iast w dolnej m ullikol przechodzący w argillikol lub też m ulli-argillikol.

F R A K C JO N O W A N Y S K Ł A D P R Ó C H N IC Y G L E B O W E J *

Ogólna zawartość węgla. Z tabeli w yraźnie widać, że ilość С ogółem w poziom ach A x badanych profilów w aha się w granicach od 6,05 do 12,64%. W ysoka zaw artość w ęgla ogólnego w poziom ie A t w profilach 1 i 2 obniża się rap to w nie w poziom ie A 2, aby w poziom ie próchniczno- -iluw ialnym nieznacznie w zrosnąć w stosunku do poziom u A 2.

W glebach porośniętych lasem św ierkow ym (profile 3, 4, 5) zaw artość w ęgla ogółem w poziom ie A 1 jest m niejsza niż w glebach pod kosodrze w iną z gęstą roślinnością tra w ia stą (profile 1 i 2). Pom im o dużego dopływ u substancji organicznej p a n u ją w nich gorsze w a ru n k i hum ifik acji w sk utek uk ładu w arunk ó w klim atycznych i zw iązanych z nim i organicznych p ro cesów biologicznych. Duży w pływ w y w iera tu rodzaj su bstancji organicz nej, kw aśny odczyn gleby, ilość i skład m ikroflory.

Dużą zaw artość w ęgla w głębszych poziom ach gleby, któ ra naw et na głębokości 60-70 cm w aha się od 0,31 do 0,82%, m ożna przypisać dynam iz mowi niek tóry ch procesów glebow ych w leśnych glebach górskich, zw ią zanych z rozw ojem system u korzeniow ego drzew oraz z przebiegiem p ro cesów deluw ialno-soliflukcyjnych. N iepoślednią rolę odgryw a tam rów nież duża zaw artość części szkieletow ych, któ ry ch procentow a ilość w pozio m ach dolnych gleby w aha się w granicach 49-70%. U łatw iają one prze m ieszczanie różnych związków, w tym rów nież połączeń próchnicznych.

1 S k ład am y serd eczn e p od zięk ow an ie P an u m gr inż. E u gen ow i L eśo za pom oc przy w y k o n y w a n iu an aliz ch em iczn ych sk ład u frak cyjn ego próchnicy g leb ow ej.

(14)

Węgiel bituminów. Z aw artość w ęgla b itu m in spada w raz ze w zrostem głębokości profilu glebowego. B adane p rofile glebow e zaw ierają na ogół dużą ilość С bitum inów w pow ierzchniow ych poziomach. Dużo w ęgla bitum inów zaw ierają poziom y eluw ialne gleb bielicow ych, w k tórych ilość tych związków w aha się w g ranicach 10,2-14,7%. W dolnych pozio m ach b adanych gleb ilość zw iązków bitum icznych w aha się w granicach 2,0-3,3%. Stosunkow o w ysoka zaw artość С bitum inów we w szystkich bad anych profilach glebow ych zw iązana jest nie tylko z w aru n k am i klim atycznym i, ale rów nież z jakością obum arłych resztek roślinnych oraz specyficznym i czynnikam i bioekologicznym i, ograniczającym i p ro

cesy rozkładu su b stan cji organicznej.

Igliw ie św ierkow e nagrom adzone w badanych glebach b ru n atn y c h za sobne jest w takie związki, jak smoły, woski i inne substancje organiczne, które h am u ją proces hum ifikacji. Rozkładowi ulegają szybciej związki łatw iej rozpuszczalne. W skutek zaham ow ania procesu rozkładu igliw ia nagrom adza się w glebie w iększa ilość połączeń trudno ulegających h u m i fikacji, do których zaliczane są bitum iny, obejm ujące m iędzy innym i w spom niane smoły, woski i żywice.

W glebach bielicow ych porośniętych kosodrzew iną z podszyciem tr a w iastym w ysoką zaw artość С b itum inów m ożna częściowo w ytłum aczyć surow szym i w aru nk am i klim atycznym i zw iązanym i z w ysokością nad po ziomem morza, które pow odują odm ienny skład jakościow y substancji organicznej grom adzącej się w glebie i na jej pow ierzchni oraz ograni czonym i procesam i biologicznym i.

Węgiel rozpuszczalny w 0 ,ln N a4P 20 7 (frakcja I). Pow yższa grupa

zw iązków stanow i procentow o n ajw iększy udział w ęgla ogólnego

w badanych profilach. N ajw ięcej form ruchom ych o bserw ujem y w po ziom ach B h w profilach 1 i 2 gleb w y stęp u jący ch na Rów ni pod Śnieżką. G leby pod lasem św ierkow ym położone na stoku Małej Kopy (profile 3, 4 i 5) m ają m niejszą ilość tej frak cji próchnicy. W śród nich najw yższą zaw artość tej frak cji znajdu jem y w poziom ach A /В i B. Takie rozm ieszczenie zaw artości frakcji próchnicy rozpuszczalnej w 0 ,ln N a4P 20 7 św iadczyć może o ich przem ieszczaniu z górnych poziom ów profilu glebo wego, a następnie grom adzeniu ich w poziom ach środkow ych, odpow iada jących poziomom iluw ialnym i b ru n atn ien ia. Poniżej poziom u B h, В i (B) obserw ujem y stopniow e zm niejszanie się zaw artości tych ruchom ych form próchnicznych. J a k w idać z rozm ieszczenia i procentow ej zaw artości, zw iązki te są w profilu glebow ym łatw o przem ieszczane, poniew aż są luź no zw iązane z glebą.

(15)

Węgiel rozpuszczalny w 0 ,ln NaOH (frakcja II). Te form y pró ch  niczne, silniej zw iązane z m in eraln ą częścią gleby, m ogą być św ia dectw em zachodzących w glebie procesów glebow ych, o czym św iadczy ich procentow e zróżnicow anie w poszczególnych poziom ach genetycznych. Z aw artość tej fra k c ji w aha się w poziom ach A x w granicach 20-27%, w poziom ach В od 15 do 20%.

We w szystkich badanych profilach gleb zaznacza się na ogół spadek tej frak cji zw iązków próchnicznych w głębszych częściach profilu. B adane gleby bielico we zaw ierają w poziom ach A 0 i A ± znacznie w iększe ilości tej frak cji w p orów naniu z glebam i b ru n atn y m i.

Węgiel rozpuszczalny w 0,5n H 2S 0 4 (frakcja III). Ilości w ęgla p rze chodzącego do roztw o ru 0,5n H 2S 0 4 są nieznaczne. N ajniższe w artości w ynoszące 0,6-0,8% w y stę p u ją w poziom ach próchnicznych gleb bieli- cowych pod kosodrzew iną i roślinnością traw iastą. W głębszych poziom ach ty ch gleb ilość w ęgla tej fra k c ji w ynosi 1,6-3,0% С ogółem. W b ru n a tn y c h glebach k w aśnych i w yługow anych (profile 3, 4 i 5) procentow a zaw artość tej fra k c ji w ynosi od 1,2 do 6,0% С ogółem. We w szystkich badan y ch p ro filach uw idacznia się na ogół w zrost procentow ego udziału w ęgla tej fra k c ji w raz ze w zrostem głębokości p ro filu glebowego.

Węgiel rozpuszczalny w 0 ,ln NaOH po kwaśnej hydrolizie (frakcja IV). Z aw artość fra k c ji i jej uk ład w poszczególnych poziom ach badan ych profilów jest dość ch arak tery sty czn y dla b adanych gleb górskich. N agro m adzenie tej frak cji zw iązków próchnicznych obserw ujem y zw ykle w po ziom ach A 2 gleb bielicow ych (profile 1 i 2) lub (B) gleb b ru n atn y c h (pro file 3, 4 i 5).

Zjaw isko to m ożna w ytłum aczyć praw dopodobnie tym , iż z poziom ów A 2 pod w pływ em procesu bielicow ego zostają w ym yte głów nie ruchom e i słabo zw iązane związki próchniczne przew ażnie zw iązane z Fe (co po tw ierdzają przedstaw ione w yniki), k tóre przem ieszczane są do poziom ów B h i B. W w y niku tego procesu p rzew ażają w ty m poziom ie zw iązki próch niczne trw ale zw iązane z m asą m in eraln ą gleby.

N atom iast w badanych glebach b ru n atn y c h obserw ow any w zrost za w artości tej frak cji w poziom ach (B) spow odow any jest tw orzeniem się w nich trw ały ch połączeń próchniczno-m ineralnych m iędzy m in eraln ym i pro duk tam i procesu b ru n atn ien ia i zw iązkam i próchnicznym i.

St osu ne k k wa s ów h u m i n o w y c h do f ul wo wy ch. W badanych pro fi lach glebow ych niski stosunek kw asów hum inow ych do fulw ow ych w y stęp u je zarów no we frak cji pirofosforanow ej, jak i w w yciągu NaOH. S tosunek ten tylko w poziom ie A 2 przekracza jedność, w pozostałych

(16)

poziom ach genetycznych jest niższy od jedności, co w skazuje na duży udział w ty ch frak cjach niskocząsteczkow ych związków próchnicznych. należących do g ru p y tzw. kw asów fulw ow ych. We frak cji pirofosfo- ranow ej stosunek Ch : Cf jest nieco w yższy niż w w yciągu NaOH.

S tosunek kw asów hum inow ych do fulw ow ych jest różny w zależności od ty p u glebowego. W glebach bielicow ych (profile 1 i 2) w idzim y w zrost om aw ianego stosunku w poziom ie A 2, a następnie gw ałtow ny spadek w poziomie B h oraz stopniow y pow olny w zrost w dalszych poziom ach genetycznych. Odnosi się to do stosunku Ch : Cf zarów no w w yciągu piro- fosforanow ym , jak i w roztw orze NaOH. W pozostałych profilach (profile 3, 4, 5) najw iększa zaw artość kw asów hum inow ych w y stęp u je w pozio m ach A 1 i A t/B. W niższych poziom ach genetycznych om aw ianych p ro fi lów uw idacznia się stopniow y spadek tej zaw artości w raz ze w zrostem głębokości.

Zawartość węgla nie hydrolizującego. We w szystkich badanych pro  filach gleb uw idacznia się w zrost zaw artości w ęgla nie hydrolizującego w poziom ach głębszych. Na podstaw ie uzyskanych badań należy stw ie r dzić na ogół m niejszą zaw artość w ęgla nie hydrolizującego w glebach pod kosodrzew iną z gęstą roślinnością tra w ia stą (profile 1 i 2) niż w glebach pod lasem św ierkow ym . Z aw artość w ęgla nie hydrolizującego we w szyst kich p rofilach jest stosunkow o niska. M ała zaw artość w ęgla nie h y d ro li zującego w glebach pod kosodrzew iną jest spow odow ana specyficznym i w a ru n k a m i procesów glebow ych zachodzących na tej wysokości (1350- -1450 m n.p.m.), k tó re d ecyd u ją o k ie ru n k u p rzem ian su b stan cji o rg a nicznej w bad an ych u tw o rach glebow ych. M ała zaw artość w ęgla nie h y drolizującego w glebach pod lasem św ierkow ym w skazuje na w y stęp o w anie w iększych ilości ruchow ych i ak ty w n y ch zw iązków próchnicznych tru d n ie j u legających d e n a tu ra c ji n a tu ra ln e j.

W s ka ź ni k rozpuszczalności z wi ąz ków próchnicznych. Na podstaw ie obliczonego w skaźnika rozpuszczalności zw iązków próchnicznych m ożna stw ierdzić, że najw iększe profilow e zróżnicow anie w y kazują gleby bielicowe (profile 1 i 2), m niejsze gleby b ru n atn e w yługow ane (profile 3 i 4), a n ajm niejsze gleba b ru n a tn a k w aśna (profil 5).

W b adanych glebach bielicow ych n astęp uje przem ieszczanie łatw iej rozpuszczalnych zw iązków z poziom u A 2 do poziom u B h. Dlatego też w profilach tych gleb o b serw ujem y dość duże profilow e zróżnicow anie składu frakcyjnego próchnicy glebow ej. W skaźnik rozpuszczalności zw iąz ków próchnicznych w ynosi w poziom ach A 2 ok. 54,0, a w poziomie B h — 63,4-65,0. Poziom y A t tego ty p u gleb m ają w skaźniki rozpuszczalności wyższe niż poziom A 2. Na tej podstaw ie m ożna przypuszczać, że tak i lub

(17)

M ikrom orfologia i ch em ia próchnicy 153

zbliżony układ profilow y w skaźnika rozpuszczalności związków próchnicz nych jest ch arak tery sty czn y dla górskich gleb bielicow ych.

W badanych górskich glebach b ru n atn y c h oligotroficzność zw ietrzeliny g ran itu pow oduje rów nież pew ne zróżnicow anie w skaźnika rozpuszczal ności w ujęciu profilow ym .

Poziom y przejściow e m iędzy A 1 i (B) oraz poziom (B) zaw ierają w po rów naniu z poziom em A 1 nieco w iększą ilość luźniej zw iązanych połączeń próchnicznych, przy rów nocześnie w iększej ilości С nie hydrolizującego. W profilu gleby b ru n atn e j kw aśnej w skaźnik rozpuszczalności związków próchnicznych w poziom ie A 1 w ynosi 61,66, a w poziomie A ^ B — 58,97. G leby b ru n atn e w yługow ane w y k azu ją jeszcze w iększe różnice niż profil gleby b ru n atn ej kw aśnej, zajm ując stanow iska pośrednie pom iędzy gle bam i bielicow ym i a glebą b ru n a tn ą kw aśną.

R easum ując skład frak cy jn y zw iązków próchnicznych badanych gleb górskich m ożna stw ierdzić, że odpow iada on w swoich tend encjach danym spotykanym w literaturze, a zwłaszcza badaniom P a s t e r n a k a i S k i b y [10], P e l i s k a [11], B o r k o w s k i e g o [5] i D o ł g i l e w i c z a [6]. P a ste rn a k i Skiba przy badan iu gleb leśnych K a rp a t stw ierdzili w y soką zaw artość С ogólnego w ich górnych poziomach, stosunkow o dużą zaw artość b itu m in (6-12%), przew agę form ruchom ych nad m niej ru cho m ym i oraz stosunek C h :C ^= 0 ,6. Ponadto w ykazali, że zaw artość ru cho m ych form zw iązków próchnicznych obniża się w raz z głębokością w pro filu glebow ym .

P eliśek zw raca uwagę, że w poszczególnych strefach leśnych gleb gór skich w m iarę w zrostu wysokości nad poziom em m orza w yraźnie w zrasta ilość kw asów fulw ow ych, a zm niejsza się ilość kw asów hum inow ych. B a dania Borkowskiego sugerują, że w niektóry ch up raw nych glebach b ru natn y ch Sudetów w ystępujące różnice w składzie próchnicy m ogą być w arunkow ane w pływ em skały m acierzystej. P rzeprow adzone przez Doł gilewicza badania w glebach leśnych K ry m u w ytw orzonych ze skał w ęgla now ych i bezw ęglanow ych w ykazały, że ilość zw iązków próchnicznych w yekstrah ow an ych podczas dekalcytacji jest w iększa w glebie w ytw o rzo nej na skałach w ęglanow ych. W naszych badaniach nie zajm ow ano się tym zagadnieniem . Tym niem niej zjaw isko to, jak rów nież poznanie roli zw iązków próchnicznych w pow staw aniu i ew olucji gleb górskich, w ym a ga dalszych szczegółowych badań.

W N IO SK I

Przeprow adzone badan ia zw iązków próchnicznych w niektó ry ch gle bach K arkonoszy pozw alają na w yciągnięcie n astępujących wniosków:

(18)

ka-154 S. Kowaliński, J. Drozd, S. Licznar

żuje charakterystyczn e form y i s tru k tu ry substancji organicznej o różnym sto pniu rozkładu:

— w glebach bielicow ych m oderow a form a próchnicy zaw iera duże ilości hum iskelu w górnej części poziom u A 0, n atom iast w dolnej hum is- kel w y stęp uje obok hum ikolu;

— w glebach b ru n atn y c h w yługow anych surow a form a próchnicy n a kładow ej w ykazuje obecność h um iskelu i hum ikolu w całym poziomie, z tym że w dolnej części poziom u A 0 w yraźnie m aleje ilość hum iskelu, a w zrasta zaw artość hum ikolu z dom ieszką m ullikolu;

— w glebie b ru n atn e j kw aśnej m oderow a form a próchnicy m a sub stancję organiczną o stru k tu rz e h um iskelu w górnej części poziom u A 0} w dolnej zaś m ullikol przem ieszany z argillikolem .

2. Pod w zględem chem icznym próchnica b adanych gleb: — odznacza się dużą ilością b itu m in w poziom ach A 0 i A t ;

— zaw iera znaczne ilości połączeń próchnicznych rozpuszczalnych; — zaw iera stosunkow o m ałe ilości w ęgla nie hydrolizującego, przy czym gleby b ru n atn e zaw ierają go więcej niż gleby bielicowe.

3. Jakościow e i ilościowe zróżnicow anie próchnicy w b adanych gle bach jest zw iązane ze zróżnicow aniem czynników glebotw órczych, p a n u jących w różnych strefach wysokościow ych, które w p ły w ają na procesy hu m ifikacji i zw iązane z tym w skaźniki rozpuszczalności zw iązków pró ch nicznych w ujęciu profilow ym :

— gleby bielicow e w yk azu ją najniższe w artości w poziom ach eluw ial- nych, a najw yższe w poziom ach A 0 i B h,

— gleby b ru n a tn e m ają m alejące w artości w skaźników rozpuszczal ności w m iarę przechodzenia do dolnych poziom ów glebow ych.

LIT ER A TU R A

[1] A l t e m ü l l e r H. J.: V erbesserung der E in b ettu n gs und S ch lieftec h n ik bei der H erstellu n g von B o d en d ü n n sch liefen m it V estopal. Z. f. P flan zen ern. D üng., B odenkunde, 99 (144), 164-177.

[2] B a b e l U.: D ie A n sp rach e von P fla n zen re sten im m ik rosk op isch en Preparat von H u m usbildungen. Z. f. P flan zen ern. D üng., B odenkunde, 109, 1955, 1, 15-26. [3] B a r r a t t B. C.: D ifferen ces in hum us form s and their m icrofabric in duced by

lon g-term top d ressin gs in h ayfield s. G eoderm s, 1, 1967, 3/4, 209-227.

[4] B o r a t y ń s k i K., W i l k K.: N o w a m etoda an alizy frak cjon ow an ej zw ią zk ó w p róchnicznych w gleb ach m in eraln ych . Zesz. probl., Post. N au k roi., 40a, 1963,

157-169.

[5] B o r k o w s k i J.: G leby brunatne Sudetów . PA N , W ydz. N auk roi. i leśn., Kom . Zagospod. G leb G órskich, 12, 1966, 29-93.

16] D o ł g i 1 e w i с z M. J.: К w oprosu o prirodie h u m u sow ych w ieszczestw w b u  rych gorn olesn ych p oczw ach K rym a. P o czw o w ied ien ., 7, 1959, 110-112.

[7] D r o z d J.: Skład zw ią zk ó w p róchnicznych w y ek stra h o w a n y ch p irofosforanem sodu z n iektórych gleb. Zesz. nauk. W SR Wroc. R oln., 19, 1965, 29-37.

(19)

[8] K o w a l i ń s k i S., B o g d a A.: P rzyd atn ość p olsk ich ży w ic sy n tety czn y ch do sporządzania m ik rosk op ow ych szlifó w gleb. Rocz. glebozn., 16, 1966, 2, 326-336. [9] K u b i e n a W.: B estim m u n gsb u ch und S y stem a tik der B oden Europas. S tu tt-

gard 1953.

[10] P a s t e r n a k D. S., S k i b a W. W.: S od ierżan ije i sostaw h um usa burych leśn y ch p oczw Karpat. P o czw o w ied ien , 12, 1962, 74-79.

[11] P e l i ś e k J.: L esn ick é pû d ozm alstw i. P raha 1957, 487.

С. К О В А Л И Н Ь С К И , Е. Д Р О З Д , С. Л И Ч Н А Р М И КРО М О РФ О Л О ГИ Ч Е С К А Я И Х И М И Ч Е С К А Я Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А ГУМ УСНЫ Х СОЕДИНЕН ИЙ В Н Е К О ТО РЫ Х П О Ч В А Х К А РК О Н О Ш Е Й К а ф е д р а П очвоведения В ы сш ей С ельскохозяйственн ой Ш колы в В роцлаве Р е з ю м е Ц елью труда бы ли м икром орф ологи ческие и хи м ич еские и сследован ия со става гум уса в н екоторы х горны х почвах, н ах о д я щ и х ся в р азн ы х вы сотны х с т р е ф а х К арконош ей . И сследов ания касались 5 п р оф и л ей почв образов ан н ы х из гранита и п р ед  ставляю щ их: — почвы подзолисты е — 2 п роф иля, — почвы буры е вы щ елоченны е — 2 п роф и ля, — почвы буры е кислы е — 1 п роф иль. П рои зведен н ы е исследован ия разр еш и ли заклю чить сл едую щ ее: 1. В м икром орф о логическом отнош ении подпочвенны й гумус проявляет х а  р актерны е ф орм ы и структуры органической субстанции с р азной степенью р азл о ж ен и я ; — в п одзол и сты х п очв ах м одеровая ф орм а гум уса содер ж и т зн ач и тель  ное количество гум искеля в в ер хн ей части горизонта А 0, зато в н и ж н ей части гум искель появляется рядом с гумиколем; — в почвах бур ы х вы щ елочен ны х сы рях ф орм а надпочвенного гум уса п р о  я вляет присутствие гум искеля и гумиколя во всем горизонте, с тем что в н и ж  ней части горизонта А 0 отчетливо п он и ж ается количество гумискеля, а повы  ш ается со д ер ж а н и е гумиколя с примесью м улликоля; — в бурой кислой почве м одеровая ф орм а гум уса обладает органической субстанцией со структурой гум искеля в в ер хн ей части горизонта А 0, зато в н и ж н ей части п роходящ им м улликолем или взаим но проницаю щ им аргилли- колем. 2. В хим ическом отнош ении гумус и ссл едуем ы х почв: — отличается значительны м и количествам и битуминов в горизонтах А 0 и А — содер ж и т зн ач ительны е количества разл агаем ы х гум усн ы х соединений; — содер ж и т относительно небольш ие количества н егидролизирую щ его у гл е рода, при чем буры е почвы со д ер ж а т больш е углер ода этой ф р ак ц и и чем подзоли сты е почвы.

(20)

156 S. Kowaliński, J. Drozd, S. Licznar 3. К ачествен н ая и к оличествен ная д и ф ф ер ен ц и а ц и я гум уса в и ссл едуем ы х почв ах связана с д и ф ф ер ен ц и а ц и е й почв ообразов ательн ы х ф акторов, которы е влияю т на процессы гум и ф и к ац и и и связанн ы е с этим у к азат ел и раствори мости гум усовы х соединен ий в оценк е п роф и л ей ; — подзолисты е почвы проявляю т н аи более низкие стоимости эти х у к а за  телей в элю в и альн ы х горизонтах, а н аиболее вы сокие в горизонтах А 0 и В/,; — буры е почвы обладаю т пони ж аю щ им ися стоимостями ук азат ел ей р аст в о римости по мере п ер ех о ж д ен и я в н и ж н и е почвенны е горизонты. S. K O W A L IŃ S K I, J . D R O Z D , S. L IC Z N A R

M ICROM ORPHOLOGICAL A N D CHEM ICAL CHARACTERISTIC

OF H U M U S C O M POUNDS IN SOME SOILS OF THE K A R K O N O SZE M O U N T A IN S D ep artm en t of S o il S cien ce, C ollege of A gricu ltu re in W rocław

S u m m a r y

T he o b jectiv e of th e w ork w ere m icrom orp h ological and ch em ical ex a m in a tio n s of th e com position of hum us in som e m ountain soils occurring in d ifferen t altitu d in al zones of the K arkonosze M ountains.

T he in v estig a tio n s com prised fiv e p rofiles of soils form ed out of granite, and representing:

— podzolic soils — 2 profiles, — leach ed brow n soils — 2 profiles, — acid brow n soils — 1 profile.

T he in v estig a tio n s h ave h elp ed to draw the fo llo w in g conclusions:

1. In respect of m icrom orphology, ectohum us sh o w s ch aracteristic form s and structures of organic m atter in d ifferen t d ecom p osition degree:

— in podzolic soils th e m oder form of hum us con tain s large am ounts of h u m isk el in the upper part of horizon A 0, w h ile in the low er one h u m isk el appears b esid e h u m icol ;

— in leach ed brow n soils th e raw form of ectohum us sh ow s th e p resen ce of h u m isk el and hu m icol a ll over the horizon, the am ount of h u m isk el in th e lo w er part of horizon A 0 m arkedly decreasing, and th at of h u m icol w ith ad m ixtu re o f m u llico l-in crea sin g ;

— in acid brow n soils m oder form of hum us contains organic su b stan ce of h u m isk el structure in the upper part of horizon A 0, w h ile in the low er one mullicol! m ix ed up w ith argillicol.

2. In respect of ch em ical com position th e hum us of the ex a m in ed soils: — is characterized by large am ounts of b itu m en s in horizons A 0 and A x; — contains con sid erab le am ounts of solu b le hum us com pounds;

— contains r ela tiv ely sm a ll am ounts of n o n -h y d ro lizin g carbon, th e brow n so ils con tain in g m ore carbon of th is fraction than th e podzolic ones.

3. Q u alitative and q u an tative d ifferen tation of hum us in th e ex a m in ed soils is related to the d ifferen tation of so il-fo rm in g factors in d ifferen t altitu d in a l zones,.

(21)

w h ich in flu en ce th e p ro cesses of h u m ifica tio n as w e ll as so lu b ility in d ices of th e fr a c  tion al com p osition of h um us in th e profile:

— podzolic soils sh ow s th e lo w e st v a lu es in elu v ia l horizons, and the h igh est ones in horizons A 0 and В/, ;

— in brow n soils th e v a lu es of so lu b ility in d ices d ecrease dow n the low er soil horizons.

p r o f . d r S t a n i s l a w K o w a l i ń s k i Z e s p ó l G l e b o z n a w s t w a

I n s t y t u t G l e b o z n a w s t w a i C h e m i i R o l n e j A . R . W r o c l a w , G r u n w a l d z k a 53

(22)