R O C Z N I K I G L E B O Z N A W C Z E , T . X V , Z . 2, W A R S Z A W A 1965
MIECZYSŁAW KOTER, BOGUMIŁA BARDZICKA, ANNA KRAUZE
OCENA PR ZY D A TN O ŚC I N IEK TÓ R Y CH EK STRA K TO RÖ W DO
OZNACZAN IA D O STĘPN EG O CYNKU W GLEBA CH 1
K atedra Chemii Rolnej WSR Olsztyn. K ierow nik — prof. dr M. Koter
C ynk posiada duże znaczenie w odżyw ianiu ro ślin i zw ierząt. Z teg o też w zględu konieczne je s t poznanie zaw artości jego form dostępn ych w glebach.
O gółem zaw artość cy nku w glebach w ahać się m oże od 10 do 1000 ppm [5, 8, 18]. G leby u p ra w n e z a w iera ją p rzeciętnie od 25 do 300 ppm , do stępnego zaś cynku od 0,2 do 35 ppm . Ze w zględu je d n a k na fo rm y ,
w k tó ry c h ten p ierw ia ste k w y stęp u je, może być m niej lub w ięcej d o stęp n y dla roślin. Sto pień jego p rzy sw ajaln o ści zależy od ro d za ju gleby, w y - sycenia jej k a tio n a m i Ca, Mg, K, H, ja k rów nież od zaw arto ści próch n icy 1 zw iązków fosforow ych [7, 10].
W ęglany w apnia, m agnezu oraz fo sfo ran y [5, 8, 10] tw orzą tru d n o rozpuszczalne sole cynku, w zw iązku z ty m u tru d n io n e jest pob ieran ie cynk u przez rośliny. W apnow anie gleb w ęglanam i w apnia w celu zm niej szenia kw asow ości m oże w płyn ąć na zm niejszenie p rzy sw ajaln ości cynku dodanego w postaci naw ozów .
S c h n e i d e r i S i e g e l [13] b ad ali p rzysw ajalno ść dodanego do gleb cy n k u przez grzyb Aspergillus niger, p rz y różnym zasilaniu gleb w ęglan am i w apnia. A u to rzy stw ierdzili, że p o bieranie cyn k u p rz y 2 -procentow ym w ęglanie w ap n ia w ynosi 75— 80% ; w m iarę w zro s tu ilości w ęglan u w ap n ia p o b ieran ie cynku m ale je i p rz y 10% СаСОз ty lk o 20% dodanego cy nk u je st w y k o rzy sty w an e przez rośliny , a p rzy 20% СаСОз ro ślin y p rak ty c zn ie nie p o b ierają cynku. W i e r i g i n a [18], P e j w e [10], N e l s o n [7] u w ażają, że p rz y dostatecznej ilości w ap nia i p rz y re a k c ji środow iska zbliżonego do obojętnego cynk z n a jd u je się w m ało ru ch liw e j form ie. N ajm n iejsza ruchliw ość cyn ku w ty ch w a ru n kach d a je się zauw ażyć p rz y p H 5,5— 6,9. W e a r [16] uw aża, że p o b ie
332 M. Koter i in.
ra n ie cy nk u przez ro ślin y z gleb w ap n ow an ych i gipsow anych nie je s t spow odow ane obecnością w apnia, ale zw iększeniem zasadow ości gleby. S c h a r r e r i H o f n e r [12] stw ierd zili w czasie b a d a ń n ad przem iesz czaniem cynku w glebach, że zasadniczą ro lę spełnia tu k o n c e n trac ja jonów w odorow ych. W glebach o pH 6,5— 7,5 90% dodanego cyn ku jest zatrzy m y w a n e w górnej 5 -cen try m etro w ej w a rstw ie gleb. W edług P e j- wego [10] cynk może w ystępow ać w kom pleksie so rp cy jn y m gleb ja ko Z n2+, ZnO H+, Z n C l+, Z n(N H 3)42+ o raz Zn(OH )42~, ale tylko jo n y cynk an ó w w y k azu ją w iększą ruchliw ość w w a ru n k a ch re a k c ji alkalicz nej i przem ieszczają się w p ro filu glebow ym . Na ogół jony cy nku są m ało ru ch liw e w sk u te k silnej sorp cji przez koloidy glebow e [5, 10].
C ynk może być sorbow an y p rzez gleby w form ie w y m ien nej i n ie- w y m ien n ej [8, 10]. Czy ro ślin y k o rz y sta ją z obu ty c h form , nie je st dotychczas w yjaśnione. W ielu au to ró w b ad ając d o stęp n y d la roślin cy n k sto suje różne sposoby e k stra k c ji cynku z gleb oraz e k stra k to ry , k tó ry c h zdolność e k stra k c y jn a je s t różna [2, 3, 4, 7, 9, 11, 14, 17]. P e j- w e [9] oznacza cynk d o stę p n y dla roślin w w yciągu l n chlorku potasu z d odatkiem ditizonu w cztero ch lo rk u w ęgla. S h a w i D e a n [14] posługiw ali się ró w nież m eto d ą dw u faz, stosując jako fazę p ły n n ą ro z tw ó r b u foro w y octanu am onow ego o pH ró w nym 7 oraz d itizonu w czte ro chlork u w ęgla. B aron [2] w prow adził do e k stra k c ji ro ztw ó r b u forow y 0 pH rów n y m 4, złożony z octan u am onow ego, k w asu octow ego i s ia r czanu am onow ego. W ielu a u to ró w [3, 7, 11, 17] stosu je do e k stra k c ji cyn ku dostępnego dla ro ślin 0 ,ln kw as solny. Stosow ano rów nież 2,5% kw as octow y i octan am onow y [7, 12], p rz y czym N e l s o n i M e l s t e d stw ierd zili, że zdolność e k stra k c y jn a 2,5% k w asu octow ego odpow iada sile e k stra k c ji 0,l n k w asu solnego, jeżeli stosuje się odpow iednio dłuższy czas oddziaływ ania. O prócz m etod e k s tra k c ji chem icznej często u żyw an a je s t m eto d a m ikrobiologiczna z zastosow aniem grzyba Aspergillus niger [4, 8, 13]. W Polsce tą m etod ą liczne oznaczenia cynku dostępnego w gle bach p rzep row ad ził N o w o s i e l s k i [8].
N e l s o n i M e l s t e d [7] u w a ż a ją na podstaw ie sw ej p racy, że ro z p u szczaln y w k w asach cynk nie w y stę p u je w form ie w ym ien nej w gle b ach i glinach, u ży ty ch przez ty ch au to ró w do dośw iadczeń. R ów nież
P e j w e uw aża, że 0,l n k w as solny zdolny je st w yługow ać cynk z sia te k k ry staliczn y ch m inerałów . Zdolność e k stra k c y jn a 2,5% kw asu octowego, użytego w w iększych ilościach, je s t ta k a sam a ja k 0 ,ln kw asu solnego [7]. Z atem słabe k w asy organiczne e k s tra h u ją z gleb nie ty lk o w ym ienn e fo rm y cynku. N ależy uw ażać, że w ym ien ne fo rm y cyn ku u w a ln ia n e są za pom ocą roztw o ró w soli obojętnych, ja k np. l n chlork u p o tasu 1 octanu am onow ego [10, 14].
Ocena ekstraktów do oznaczania cynku w glebie 333
W yniki uzyskan e przez różnych badaczy za pom ocą w yżej w ym ienio nych e k stra k to ró w p rze d staw ia ją rozbieżne w artości odnośnie zaw artości dostępnego cynku w glebach. P rzew ażn ie odnoszą się one do in ny ch w a ru n k ó w klim atyczno-glebow ych.
Zachodzi p y tan ie , k tó ry ze stosow anych e k stra k to ró w w łaściw ie oce n ia zaw artość dostępnego cynku dla roślin. T rzeba tu podkreślić, że w sk aź nikiem dostępności cynku dla roślin m ogą być sam e ro ślin y [14, 15, 17]. W ychodząc z tego założenia przeprow adzono bad ania w celu znalezienia zw iązku pom iędzy zaw artością d o stęp ny ch form cynku w glebach a ilo ścią i p o b ran iem go przez rośliny.
CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA
W zw iązku z p ostaw ionym zagadnieniem przeprow adzono b ad an ia z zastosow aniem trz e ch n a jb a rd zie j rozpow szechnionych i ró żn ych pod w zględem chem icznym e k strak to ró w . Do dośw iadczeń użyto soli o b o jęt nej w p ostaci l n chlo rk u potasow ego, ro ztw o ru buforow ego o pH ró w n y m 4 (wg B arona) oraz 0 ,ln k w asu solnego.
Do b a d ań p o b ran o p ró b k i z w a rstw y o rn ej (0— 20 cm), gleb c h a ra k tery sty c z n y c h dla regionu w ojew ództw a olsztyńskiego. W okresie k w it n ien ia zbóż i roślin m otylkow ych z ty ch sam ych m iejsc pobran o próbki roślin.
P o w ietrzn ie suche p ró b k i glebow e p rzesiano przez sito z po listy len u 0 śre d n ic y oczek 1,8 m m i oznaczono w nich cynk p rzy użyciu w yżej w ym ienionych ek stak to ró w . M ateriał ro ślin n y przygotow ano do analiz przez zm ielenie p o w ietrznie suchej su b sta n c ji w m ły n k u lab o ra to ry jn y m z p o listy len u i spalenie na m okro z zastosow aniem k w asu azotow ego 1 nadchlorow ego. W ta k p rzy g o to w any m m ate ria le oznaczono cynk za pom ocą m eto d y opisanej przez B a r o n a [1].
P ró b k i glebow e zadano odpow iednim e k stra k to re m p rz y sto su n k u g leby do ro ztw o ru ja k 1 : 5 . Czas w y trzą sa n ia na m echanicznej w y trz ą sarce p rzy 40 obrotach na m in u tę w ynosił: d la l n chlo rku potasow ego — 0,5 godz. [9], d la w yciągu B arona — 2 godz. [2], dla 0 ,ln kw asu solne go — 1 godz.
U stalono na drodze ek sp ery m en ta ln e j, że zw iększony do 1,5 godz. czas w y trzą sa n ia p ró b ek glebow ych zadanych 0,ln kw asem solnym nie w p ły w ał n a podw yższenie w yników . Do przesączu (k tó ry w p rzy p a d k u stosow ania l n chlorku potasow ego jest b ezb arw ny, a p rzy in n ych eks- tra k to ra c h zab arw io n y na kolor żółty do brązow ego) w celu zachow ania ścisłego pH ro ztw o ró w stosow ano odpow iednie b u fo ry d la stw orzenia w łaściw ych w a ru n k ó w do o trzy m an ia d itizo n ian u cynku. N astęp nie wobec
334 M. Koter i in.
odczynników m ask u jący ch jo n y przeszkadzające ekstrah o w an o cynk d i- tizonem w toluenie. N ad m iar ditizo n u usuw ano, a m alino w y ditizonian cynku oznaczano koloro m etry cznie z zastosow anie filtr u S-53, w k u w e tac h o grubości 2— 5 cm.
O trzy m an e w yniki, podane w tab elach , są śre d n ią z 4 pow tórzeń.
OMÓWIENIE WYNIKÓW
C Y N K W G L E B I E
Z aw artość cy n ku dostępnego dla roślin, oznaczona za pom ocą zasto sow anych e k strak to ró w , je st różna i zależna od użytego e k stra k to ra. W w yciągu ln chlorku p o tasu jest n ajn iższa i w aha się w g ran icach 0,20— 0,80 m g/kg, p rz y czym 89,4% zb ad an y ch gleb m ieści się w p rz e dziale 0,25— 0,42 m g/kg, a 10,6% zaw iera 0,7— 0,8 m g/kg gleby. W gle bach bielicow ych zaw artość cy nku w ynosi średnio 0,28 m g/kg, jeżeli nie uw zględnić dwóch p ró b ek glebow ych (nr 21 i 57), w k tó ry c h jego z a w a r tość bardzo odbiega od średnich. W glebach b ru n a tn y c h śre d n ia z a w a r tość dostępnego cynku w ynosi 0,34 m g/kg, w m adach 0,35 m g/kg, w czar nych ziem iach 0,33 m g/kg, w to rfa c h zaś 0,49 m g/kg. Z przytoczonych liczb w idać, że b ad an e ty p y gleb, z w y ją tk ie m to rfó w i bielic, nie ró żn ią się p raw ie pod w zględem zaw arto ści p rzy sw ajaln eg o cynku (tabl. 1). Z nacznie w yższe w arto ści cyn k u dostępnego znaleziono w glebach po chodzących z RZD P o so rty (tab. 2), w k tó ry c h zaw artość tego sk ła d n ik a w ynosi 0,70— 1,80 m g/kg. N ależy przypuszczać, że ta k w ysokie w artości są w ynikiem stosow ania dużych ilości naw ozów m in e raln y c h i organicz nych.
R o zp atru jąc w y nik i dotyczące zaw arto ści cynku w w yciągu b u fo ro w ym B arona, w idać, że w obrębie tego sam ego ty p u g leb y są one mocno zróżnicow ane i 2— 7 ra z y w yższe niż oznaczone w w yciągu l n chlo rku potasu. W yniki m ieszczą się w gran icach 0,40— 3,10 m g/kg, p rz y czym 83% b ad an y ch gleb zaw iera do 2 m g Z n/kg, w yższe w arto ści stanow ią 17%. Ś red n ia zaw artość cy nku w glebach bielicow ych w ynosi 1,50 m g/kg, w glebach b ru n a tn y c h 0,96 m g/kg, w m adach 1,86 m g/kg, w czarnych ziem iach 1,04 m g/kg, a w to rfa ch 1,18 m g/kg. Pow yższe liczby p o zw alają na uszeregow anie gleb pod w zględem zaw artości dostępnego cy nk u n a stępująco:
m ady > gleby bielicow e > gleby torfowe > czarne ziem ie > gleby brunatne
S to su jąc do e k stra k c ji 0 ,ln kw as solny otrzy m an o najw yższe w arto ści dostępnego cynku, k tó re w zbad an y ch glebach w ynoszą 1,40— 12,50 m g/kg, około 61% ty ch gleb zaw iera 1,40— 2,90 m g/kg, a 39% od 3,0 do
Ocena ekstraktów do oznaczania cynku w glebie 335
T a b e l e 1 Zawartość dostępnego cynku w warstwie ornej n iektórych g le b w o j.o lsz ty ń sk ie g o
w z a le ż n o śc i od użytego ekstraktora w mg/kg p .s .n . g leb y
A vailable zin c content in th e ’ arable la y e r o f some s o i l s o f O lsztyn Toivodeship determined w ith d iffe r e n t extractan s
Nr próby Sample Nr. Miejscowość L o c a lity
ły p lub rodzaj gleb y S o i l type or kind pH w - in KCl Zn w wyciągu 1 n KC1 in 1 n KC1 so lu tio n w wyciągu buforowym Barona in Baron’ s b u ffer s o lu tio n w wyciągu 0 ,1 n HCl in O .ln HCl so lu tio n 21 Lutry g le b y b ielicow e - p odsoïs 6 ,5 0 ,7 6 1 ,4 6 3 ,7 0
25 7 ,6 0 ,2 0 0 ,9 6 3 ,3 0 26 6 ,0 0 ,2 5 0 ,4 0 3 ,0 0 28 6 ,0 0 ,20 0 ,7 3 -29 6 ,3 0 ,4 2 . . 57 Markowo 5 ,1 0 ,70 3 ,1 0 » 58 5 ,1 0 ,2 4 1 ,6 8 2 ,4 0 63 6 ,1 0,25 2,10 64 5 ,9 0 ,4 1 - -średnio - mean 0 ,28 1,50 3 ,1 0
31 Rzeck gleb y brunatne - brown s o i l s 7 ,6 0 ,4 2 0 ,47
-32 5 ,9 0 ,3 9 - -34 7 ,6 0 ,3 4 1 ,2 0 -88 Haciejowo 5 ,0 0 ,38 1 ,3 6 -92 5 ,8 0,25 0 ,8 2 • 93 5 ,3 0 ,2 5 - 2 ,7 0 99 5 ,0 0 ,3 8 - 3 ,7 0 średnio - mean 0 ,3 4 0 ,96 3 ,2 0
66 Zielony Grąd mady - madas 6 ,7 0 ,3 0 1 ,67 2 ,9 0
73 Nowe Plony 7,3 0 ,4 0 1 ,0 0 -77 7 ,7 0 ,3 8 2 ,6 6 -80 7 ,6 0 ,3 8 1 ,9 1 -81 7 ,5 0 ,25 1 ,8 0 -84 7 ,1 0 ,4 1 2 ,1 0 2 ,9 0 średnio - mean 0,35 1,86 2 ,9 0
1 B ie l czarne zie m ie * black earth s 6 ,8 0 ,36 0 ,5 4 2 ,6 0
2 6 ,1 0 ,35 - -4 6 ,1 0 ,3 1 1,75 2 ,8 0 5 7 ,6 0 ,38 0 ,8 0 1 ,4 0 7 Czarnówieć 6 ,5 0 ,4 1 1 ,7 1 3 ,1 0 8 7 ,2 0 ,25 0 ,9 0 1 ,4 0 9 7 ,6 0 ,3 0 . 4 ,8 0 17 Nisko 7 ,6 0 ,2 8 - -18 7 ,5 0 ,3 0 0,57. 1 ,5 0 19 6 ,9 0 ,2 7 0 ,7 6 1 ,4 0 20 6 ,8 0 ,4 0 1 ,26 3 ,1 0 średnio - mean 0 ,33 1 ,04 2 ,4 8
36 Jankowo gleb y torfowe - peat s o i l s 6 ,8 0 ,3 0 0 ,8 4
39 6 ,2 0 ,4 5 0 ,5 7
41 5 ,8 0 ,4 2 •
-43 4 ,3 0 ,8 0 2 ,1 0
-44 7 .2 0 ,7 0 1 ,2 0 2 ,7 0
336 M. K oter i in.
T a b e l a 2
Zawartość dostępnego cynku * w a r a liie ornej g leb ВД) fcosorty w z a le ż n o ś c i od użytego ekstraktora
A v a ila b le zin e content in the arable layer o f some s o i l s o f O lsztyn voivod esh ip with d iffe r e n t extractan s
Kr próby Samples
Kr.
Typ lub rodzaj gleb y S o i l type or kind pH w - in KC1 Zn wx wycigf in 1 n KC1 so lu tio n w wyciągu bu forowym Baro na - in Ba- ' ron’ s b u ffer so lu tio n in 0 .1 nECl so lu tio n X bielicow a - podsol . 6 ,1 0,95 2 ,1 0 9 ,2 5 Y brunatna - brown s o i l 5 ,2 1,10 2 ,0 0 3 ,7 7
- p ia sek kwarc. - quartz.sand 7 ,0 0 ,1 2 '
1 brunatna - brown s o i l 5 ,3 1 ,1 0 2 ,б 0 3 ,6 0
2 brunatna - brown s o i l 4 ,3 1 ,2 8 1.9 5 4 ,7 2
3 brunatna - brown s o i l 7 ,2 0,7 5 2 ,6 5 5 ,7 5 ,
4 i ł z łą k i - meadow c la y 5 ,4 0 ,8 0 1 ,9 5 4 ,6 5 5 czarne ziem ia - black earth 5 ,6 0 ,8 0 3 ,7 0 12,50
6 bielicow a - podsol 4 ,9 0 ,8 0 1 ,1 5 4 ,8 5
7 czarna ziem ia - black earth 4 ,4 1,80 2 ,7 0 , 5 ,6q •11 gleb a g li n i a s t a - loamy s o i l 7 ,0 0 ,7 0 -
-T a b e l a 3 Zawartość cynku w glebach oznaczona w wyciągu 25% kwasu solnego w mg/kg
Zinc content in s o i l s determined with 25% h y d r o litic acid Nr próby Samples Nr. Miejscowość L o c a l i ty Typ lu b r odza j gl e b y S o i l type or kind Zawartość cynku Zinc c o n te n t 25 Lutry bi el ic ow a - po dsol 120,0
26 Lutry "bielicowa - p o dso l 120,0
58- Markowо b iel ico w a - pod so l 280,0
93 Maciejowo brun atn a - brown s o i l 180,0
99 Maciejowo brunatna - brown s o i l 180,0
IT Nowe Plony brunatn a - brown s o i l 110,0
84 Nowe Plony mada - mada 140,0
8 Czarnowiec czar na zie mia - black e a r t h 142,0 18 Nisko czarna zi em ia - bla ck e a r t h 150,0
X P o so rty bie lico w a - pod sol 70,0
Y P o so rty bie lico w a - po dsol 80,0
1 Po so r ty bru n a tn a - brown s o i l 180,0
2 P os or ty b runa tn a - brown s o i l 170,0
6 P o so rty b ie lico w a - po d so l 140,0 4 Po sorty i ł z ł ą k i - meadow cl a y 160,0
4,8 m g Zn/kg. W artości te w stosun k u do ilości oznaczonych w w yciągu l n ch lo rk u p o tasu są od 4- do 10-krotnie wyższe. Ś red n ia dla gleb b ieli- cow ych w ynosi 3,1 m g/kg, d la m ad 2,9 m g/kg, dla gleb b ru n a tn y c h 3,2 m g/kg, a dla czarn ych ziem 2,5 m g/kg. L iczby te w sk azu ją n a m ałe zróż
Ocena ekstraktów do oznaczania cynku w glebie 337
nicow anie w zaw artości cy n k u m iędzy poszczególnym i ty p am i gleb, co rów nież w y stę p u je p rz y zastosow aniu w y ciąg u l n chlork u potasu. W gle bach RZD P o so rty zaw arto ść dostępnego cynku, oznaczonego 0,1 HC1, jest ró w n ież znacznie w yższa niż w glebach pochodzących z in nych gos p o d a rstw woj. olsztyńskiego.
P om iędzy zaw artością cyn k u w poszczególnych w yciągach a odczy nem bad an y ch gleb n ie stw ierdzono k o relacji.
Oprócz form dostępnych zbadano rów nież cynk rozpuszczalny w 25% kw asie solnym na gorąco. O trzy m an e w te n sposób ilości m ieszczą się w g ranicach od 70 do 280 m g/kg (tab. 3). J a k w idać z tab e l, nie m a k o rela cji m iędzy tą fo rm ą cy n k u a zaw arto ścią form dostępnych.
C Y N K w R O Ś L I N A C H
Ja k o u zu p ełn ien ie do b a d a ń nad zaw artością dostępnego dla roślin c yn ku oznaczono zaw artość tego sk ład n ik a w ro ślin ach pochodzących z b a d an ych gleb. J a k w y n ik a z tab . 4, zaw artość cynku w życie ozim ym w ynosi 17,1— 28,0 m g/kg, w pszenicy 19,2— 42,9 m g/kg, w ow sie 19,3—:
29,8 m g/kg, w jęczm ieniu 24,6 m g/kg, w m ieszance strączkow ej
54,1 m g/kg.
N a p odstaw ie przeciętnego p lonu obliczono p o branie cynku z h e k ta ra. W yniki ty ch obliczeń zestaw iono w tab . 5. P o ró w n u ją c ilości cynku, k tó re w y k o rz y stu ją ro ślin y w okresie w eg etacji, z ilościam i oznaczonym i w glebach za pom ocą różnych ek strak to ró w , m ożna przypuszczać, że ro ś lin y k o rz y sta ją głów nie z w y m ienn y ch form cynku, aczkolw iek n ie w ym iernie fo rm y są dla nich rów nież dostępne. M ieszanka strączk ow a na p rzy k ła d p o b iera dużo w ięcej cynku niż w ynosi ilość jego fo rm y w y m iennej w glebie. N ależy przypuszczać, że m ieszanka strączkow a w yko rz y stu je ró w n ież fo rm y cy n k u rozpuszczalne w kw asach, poniew aż w raz z głębokością zaw artość dostępnego cyn k u w glebach znacznie się zm niejsza [15, 18]. P o b ieran ie cynku zależy więc od ind y w id u aln y ch zdolności ro ślin y [5, 8, 15].
N a po dstaw ie d iag ra m u m ożna przypuszczać, że ro ślin y zbożowe ko rz y sta ją tylko z cy n k u w ym iennego. P szenica p ob iera cynk pro p o rcjo naln ie do zaw artości jego fo rm w y m ien n y ch w glebach. Nie w idać n a tom iast proporcjo nalno ści w p o b ieraniu u żyta. O w ies niezależnie od za w arto ści w glebie p o b iera jednakow e ilości cynku, w ynoszące około 0,06 kg Zn/ha.
J a k w yn ik a z badań, ro ślin y p o b iera ją zbliżone ilości cynku do w y e k strah o w an y ch l n ro ztw orem ch lork u potasu. N ato m iast ilości cynku o trzym an e za pom ocą in n y ch stosow anych w badaniach e k stra k to ró w są znacznie wyższe.
Т а Ъ e 1 fi 4 Zawartość cynku w ro ślin a ch zebranych w stadium kw itnienia z różnych gleb woj.o lsz ty ń sk ie g o w mgAg
Zinc content in p lants cut at the period of flo resce n c e on various s o i l s of Olsztyn voivodeship mgAg Nr próby Samples Nr. Rodzaj ro ślin y P lant sp ec ies
Typ lub rodzaj gleby S o il type or kind Zn w s.m. in d.m. w p .s.m . in a ir-d ry matter Uwagi - Notes 21 żyto ozime - w inter rye bielicow a - podsol 25,2 23,5
24 - 25,0
25 24,4 22,5
26 jęczmień ozimy - w inter berley 26,6 23,0
27 21,6 20,0
28 owies - oat 19.3 1 8 ,0
29 2 8,0 2 7,0
58 pszenica ozima - winter wheat 19,2 17,5
93 mieszanka strączkowa - mixed legumes brunatna - brown s o i l 5 4 ,1 5 1,0
32 owies - oat 22,7 21,0
99 pszenica ozima - winter wheat 3 1,3 2 9,0
66 mada - mada 29,3 2 7 ,0
84 3 3,1 3 1,0
80 3 5 ,1 3 2 ,9
1 owies - oat czarna ziem ia - black earth 29,5 2 7 ,0
2 28,8 2 7,0
4 29,8 2 7,0
5 28,4 2 6,0
7 pszenica ozima - winter wheat 4 2 ,9 3 9 ,0
9 30,3 2 8,0
17 ly to ozime - winter rye 17,1 16,0
18 22,8 21,0
20 21,7 20,0
Y szpinak - spinach brunatna - brown s o i l 109,3 96,0 Z doświadczeń wazonowych from pot experiments A soja ziarno - soy seed p iasek kwarcowy - quartz sand 62,5 60,0
В burak półcukrowy (korzeń)
Ocena ekstraktów do oznaczania cynku w glebie 339
T a b e l a 5 Zawartość cynku w plonach r o ś lin oraz cynku dostępnego oznaczona w różnych ekstraktorach
w kgД a
Zinc content of plan t crops v s . a v a ila b le s o i l zin o determined w ith d iffe r e n t ex tra cta n ts
Nr pró by Sam Typ lub rodzaj gleby S o il
Cynk Cynk w warstwie ornej gleby pobrany Zinc in arable s o i l la y er B o ślin a - Plant przez r o ś lin ę w wycią-i êU 1 n w wyciągu buforo- wym w wyciągu 0 ,1 n HC1 p le s Nr. type or kind Zinc uptake by plan t ICI in 1 n KCl so lu tio n Barona Baron*s b uffer so lu tio n 0 .1 n KC1 s o lu tio n 21 b ielicow a żyto ozime - w inter rya 0,076 2 ,2 8 4 ,3 8 11,10
p odsol
25 0,073 0,60 2 ,88 9,90
26 jęczmień ozimy - w inter barley 0,049 0,75 1,20 9 ,0 0
27 0,043 0 ,9 0 - _
28 owiea - oat 0,040 0,75 2 ,19
29 0,061 1 ,2 6
57 - 2,10 9 ,3 0 •
58 p szenica ozima - w inter wheat 0,053 0 ,7 2 5 ,04 7,20
63 - 0,75 6 ,30 » 64 _ 1,23 _ 31 brunatna 1 ,2 6 1 ,41 brown a o il 32 owiea - oat 0,047 1 ,1 7 « _ 34 - 1 ,0 2 3 ,6 4 _ 88 - 1,14 4 ,0 8 _ 92 _ 0 ,75 2,46 _
93 mieszanka strączkowych - mixed legumes 0,128 0,75 _ 8 ,1 0 99 pszenica ozima - w inter wheat '0 ,0 8 8 1 ,14 _ 11,10
66 mady - mada 0,082 0 ,90 5 ,0 1 8 ,70
73 - 1 ,2 0 3 ,0 0
77 - 1,14 7,98 _
80 p szenica ozima - w inter wheat 0,098 1 ,10 4 ,83 _
81 - 0 ,75 5 ,4 0 «
84 pszenica ozima • w inter wheat 0,094 1,23 6,30 8,70
1 czarne ziem ie black earth owies - oat 0,061 1,08 1 ,62 8,40 2 0,061 1,05 _ 4 0,061 0,93 •5,25 * 8 ,40 5 0,059 1,14 2 ,4 0 4 ,2 0
7 p szenica ozima - w inter wheat 0,118 1,23 5 ,13 9 ,3 0
8 - 0,75 2 ,7 0
4 ,2 0
9 p szenica ozima - w inter wheat. 0,085 0,90 _ 14,40
17 żyto ozime - w inter rye 0,052 0,83 . _
18 0,068 0,90
1 ,71 4 ,5 0
19 - 0,81 2,28 4 ,2 0
20 żyto ozime - w inter rye 0,0б4 1,20 3 ,7 8 9,30
36 torfowa peat s o i l - 0 ,90 2 ,52 39 _ 1,35 1,71 41 - 1,26 43 - 2,40 6,3 0 44 - 2,10 3 ,6 0 8 ,10
340 M. Koter i in.
I-•4 4>
I
I “ sRys. 1. Zawartość cynku dostępnego w glebach w zależności od użytego ekstraktora
E k s t r a k c j a : 1 — r o z t w o r e m In KC1, 2 — b u f o r e m B a r o n a , 3 — 0, In HC 1; A — g l e b y b i e l i c o w e , В — g l e b y b r u n a t n e , С — m a d y , D — c z a r n e z i e m i e , E — g l e b y t o r f o w e ; L ic z b y , 25, 58 ... —
n u m e r y p r ó b e k g l e b o w y c h
Soil contents of available zinc indicated by different extractans
E x t r a c t a n t s : 1 — In K C 1, 2 — B a r o n ’s t b u f f e r , 3 — 0 ,ln H C 1; A — p o d s o i l s , В — b r o w n s o i l s , 3 — m a d a s , 4 — b l a c k e a r t h s , 5 — p e a t s o i l s ; 25, 58 . . . — n u m b e r o f s o i l s a m p l e s
A ß С
Rys. 2. Zawartość cynku w pszenicy, ow sie i życie w zależności, od zaw artości tego składnika w w arstaw ie ornej gleby, oznaczonego w w yciągu In KC1
A — p r z e n i c a , В — ż y t o , С — o w i e s ; l i c z b a 0,72, 0,90 ... — Z n w w a r s t w i e o r n e j g l e b y w k g / h a
Zinc content in w heat, oat and rye against zinc content of the arable soil layer de term ined w ith In KC1 ekstractant
Ocena ekstraktów do oznaczania cynku w glebie 341
DYSKUSJA
Ze w zględu na różne pog ląd y dotyczące w ystępow ania i po b ieran ia cy nku przez ro ślin y u p raw n e p rzy ję to trz y sposoby e k stra k c ji tego skład nika z gleb. Z astosow ano więc e k stra k c ję za pom ocą l n ch lork u potasu, k tó ry u w aln ia cynk w y m ien n y [9], e k stra k cję za pom ocą ro ztw o ru b u forow ego, k tó ry , zdaniem B a r o n a [2], jest odpow iednikiem siły rozpu szczającej sy stem u korzeniow ego roślin, oraz 0,l n k w asu solnego, u w a l niającego z gleb ró w nież cynk n iew y m ien n y [10, 17]. Z aw artość cyn ku w ty ch e k stra k ta c h w odniesieniu do zaw artości i p o b ieran ia cy n k u przez ro ślin y m iała dać odpow iedź, k tó ry ze stosow anych e k stra k to ró w n a j bard ziej odpow iada zapotrzeb o w aniu ro ślin na te n składnik. Ilość cynku p o b ieran a przez ro ślin y n a jb a rd zie j odpow iada ilościom oznaczonym w w yciągu l n chlo rk u potasu, p rz y czym z ro ślin zbożow ych pszenica pob iera cynk p ro p o rcjo n aln ie do jego zaw arto ści w glebie. Rów nież z b ad ań S h a w e i D e a n a [14], V i e t s a i w spółpracow ników [15] w ynik a, że w raz z obniżeniem zaw artości cynku dostępnego w glebach m aleje jego zaw artość w roślinach, o czym św iadczyły o bjaw y b rak u cynku w y stęp u jące na b ad an ych przez ty ch au to ró w roślinach. W gle bach ty c h p rz y pH 6 zaw artość cynku dostępnego w ynosiła poniżej 0,5 m g/kg, nato m iast na glebach pow yżej pH 7 zaw artość w ynosiła do 1,0 m g/kg. A u to rzy ci oznaczali cynk w w yciągu soli obojętnej (octan am o nu). J a k w y n ik a z naszych badań, zaw artość cynku w w yciągu l n ch lo r ku potasu w ahała się w gran icach 0,2—0,8 m g/kg w zw ykłych glebach u p raw n y c h z te re n u woj. olsztyńskiego, a w glebach RZD P o so rty w y nosiła w ięcej, bo od 0,7 do 1,8 m g/kg, niezależnie od kwasowości.
R ośliny zbożowe zeb ran e z ty ch gleb w sta d iu m k w itn ie n ia z aw ierały od 17,1 do 42,9 m g/kg cynku. Podobne ilości stw ierd ził V i e t s [15] w dośw iadczeniach polow ych na glebach słabo zasobnych w cynk do stępny.
O bliczone w n aszym p rzy p a d k u p o b ran ie cy n k u przez śre d n i plon ro ślin zbożow ych n a jb a rd zie j k o re lu je z zaw artością cy nku w w arstw ie ornej, oznaczonego w w yciągu l n ch lo rk u potasu. T akiej k o rela cji nie m ożna było znaleźć p rz y p o ró w n an iu w arto ści cynku w yekstrah ow an ego w roztw orze bu forow ym B aro n a i roztw o rze 0,l n k w asu solnego, ponie w aż u w o ln iły one z gleb dużo w iększe ilości cynku (tab. 5). W ynika stąd, że sól o b o jętna (In KC1) jest n a jb a rd zie j odpow iednim e k stra k to - rem do oznaczania dostępnego c y n k u dla roślin.
N ależałoby je d n a k przeprow adzić d o datkow e i szersze b ad an ia w ce lu znalezienia liczb granicznych, o k reślający ch po trzeb y naszych ro ślin u p raw n y c h w sto su n ku do cynku.
342 M. Koter i in.
WNIOSKI
Przepro w adzon o badan ia n a d p rzy datno ścią n iek tó ry ch e k stra k to ró w do oznaczania dostępnego cy n k u w glebach.
Na tej pod staw ie w ysunięto n astęp u jące w nioski:
1. Z astosow ane w b ad aniach e k s tra k to ry u w a ln ia ją z gleb różne ilości cynku. N ajm n iejsze u w a ln ia ł l n ro ztw ó r chlorku potasu, następ n ie b u for B arona, najw iększe zaś 0 ,ln roztw ó r k w asu solnego.
2. W sto su n k u do ro ztw o ru l n ch lork u p otasu b u for B aron a e k s tr a h u je z gleby 2—7-k ro tn ie w ięcej cy nku dostępnego, a ro ztw ó r 0,ln k w asu solnego 4—10-k ro tn ie w ięcej tego składnika.
3. Z aw artość dostępnego cy nk u w w yciągu l n ch lorku potasow ego w ynosi średnio dla gleb bielicow ych 0,28 m g/kg, dla gleb b ru n a tn y c h 0,34 m g/kg, dla m ad 0,35 m g/kg, dla czarn y ch ziem 0,33 m g/kg oraz dla to rfó w 0,49 m g/kg.
Oznaczona w w yciągu b u fo ro w y m B aron a zaw arto ść cynku w ty ch glebach w ynosi odpow iednio 1,5, 0,96, 1,86, 1,04, 1,18 m g/kg, a w 0 ,ln kw asie solnym — 2,9, 3,2, 2,9, 2,48 i 2,7 m g/kg.
R ośliny zeb ran e z b ad an y ch gleb w stad ium k w itn ie n ia zaw ierały od 17,1 do 109,3 m g cynku na 1 kg. Żyto zaw ierało 17,1— 25,2, pszenica 17,5— 42,9, owies 19,3— 29,8, jęczm ień 24,6, m ieszanka strączkow a 54,1, szp inak 109,3, soja ziarno 62,5 oraz b u ra k p ó łcu k ro w y -k o rzeń — 24,3 m g cynku n a 1 kg.
4. N ajbogatsze w cy nk do stęp n y okazały się gleby pochodzące z RZD P osorty.
5. Nie stw ierdzono k o rela cji pom iędzy zaw artością cy nk u oznaczo nego w poszczególnych w yciągach a odczynem b ad an y ch gleb.
6. Z aw arto ść c y n k u w w yciągu 25% k w asu solnego w ynosi od 70 do 280 m g/kg.
7. Istn ieje zależność m iędzy p obraniem cynku przez pszenicę a za w artością tego sk ładnika oznaczonego w w yciągu l n ch lorku potasu.
8. Za n a jb a rd z ie j w łaściw y e k s tra k to r do oznaczania dostępnego cy n k u należałoby uw ażać l n ro ztw ó r ch lo rk u potasu, poniew aż u w a ln ia on z gleb ilości cynku zbliżone do p o b ran y ch p rzez rośliny.
LITERATURA
[1] B a r o n H.: D ie kolorim etrische Bestim m ung der M ikronährstoffe, Kobalt, Molybdän, Eisen, Zink, Mangan und Kupfer nebeneinander im Rauhfutter. Landwirt. Forsch., t. 6, z. 1, 1954, s. 22.
[2] B a r o n H.: Bestim m ung des leich tlöslichen A nteils der M ikronährstoffe, Bor, Eisen, Kobalt, Kupfer, Mangan, Molybdän und Zink im Boden. Landwirt. Forsch., t. 7, z. 2, 1955, s. 82.
[3] G ä r t e l W.: Die Bestim m ung von Magnezium, Bor, Mangan, Zink und Molybdän in W einbergsboden. Landwirt. Forsch., z. 16, 1)962, s. 133.
Ocena ekstraktów do oznaczania cynku w glebie 343
[4] K e i z o H i r a i , H i d e a k i K a i : M icrobiological and chem ical determ ina tion of copper and zinc in soil. Soil and Paint Food. V, 2, 1957, s. 211.
[5] M a k s i m ó w A.: M ikroelem enty i ich znaczenie w życiu organizmów. PWRiL, 1954.
[6] M a r c z e n k o Z.: Odczynniki organiczne w analizie nieorganicznej. PWN, 1959.
[7] N e l s o n J. I., M e l s t e d S. W.: The chem istry of zinc added to soils and clays. S oil Sei. Soc. Proc., V, 19, nr 4, 1955, s. 439.
[8] N o w o s i e l s k i О.: Cynk dostępny dla Aspergillus niger Roczn. Glebozn., t. X, nr 2, 1962.
[9] P e j w e J. W., R i n k i s G. J.: M ietody bystrow o opriedielenija dostupnych rastienjam m ikroelem ientow (Cu, Zn, Mn, Co i B) w poczwach. Poczw ow ie- dien., nr 9, 1959, s. 65.
fl‘0] P e j w e J. W.: Biochim ia poczw. M oskwa 1961.
[11] S c h a r r e r K., M u n k H.: Die q uantitative Bestim m ung kleinster Mengen Zink in Boden, pflanzlichen und tierischen Substanzen und D üngem itteln. Zeitsch. für Pflanz. Düng. Bodenkunde, t. 74, z. 1, 1956, s. 24.
[12] S c h a r r e r K., H o f n e r W.: Über die Sorption und A usw aschung des Zinks im Boden. Zeitschrift für Pflanz. Düng, Bodenkunde, 81 (126), 1958, s. 201.
[13] S c h n e i d e r K., S i e g e l O.: Untersuchungen über die A ufnahm e von Zink aus kalhaltigen Boden durch Aspergillus niger m it H ilfe von radioakti ven Zink. Landw irt Forsch., t. 11, 1958, s. 270.
[14] S h a w F., D e a n L.: U se o f dithizone as an extractant to estim ate the zinc nutrient status of soils. Soil Sei., Baltim ore 73, 1952, s. 341.
[15] V i e t s F., B o a w n L., C r a w f o r d C.: Zinc contents and deficiency syptom es of 26 crops grown an a zinc d eficient soil. Soil Sei., V. 78, 1954, s. 305.
[16] W e a r J.: E ffect of soil pH and calcium on uptake of zinc. S oil Sei., 81, Г956, s. 311.
[17] W e a r J., S o m m e r A.: Acid — extractable zinc of soils in relation to the occurence of zinc d eficiency sym ptom s of corn: a m ethod of analysis. Soil Sei. Soc. Am. Proc., 12, 1947, s. 143.
[18] W i e r i g i n a K.: Sodzierżanije m ikroelem ientow w poczwach klinskodim i- trowskiej griady. Poczwowiedien., 9, 1962, s. 14.
М . К О Т Э Р , Б . Б А Р Д З И Д К А , А . К Р А У З Э ОЦЕНКА ПРИГОДНОСТИ НЕКОТОРЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОСТУПНОГО ЦИНКА В ПОЧВАХ К а ф е д р а А г р о х и м и и О л ы н т и н с к о й С е л ь с к о х о з я й с т в е н н о й А к а д е м и и Р е з ю м е Исследовали пригодность 3 растворителей. 1 н. хлористого калия, буфора Барона и 0,1 н. соляной кислоты для определения доступного цинка в почвах. К ак показано на рис. 1, наименьшее количество цинка извлекает из почвы
344 M. Koter i in. 1 H. раствор хлористого калия, большее — буф ор Барона и самое большое — 0,1 н. соляная кислота. Полученные результаты сравнивали с содержанием цинка в урож ае растений растущих на исследованных почвах. Содержание цинка в ур ож ае растений было наиболее близко количеству цинка экстрагированного 1 н. раствором хлористого калия (рис. 2). В связи с этим предполагается, что 1 н. хлористый калий является наиволее пригодным растворителем для определения доступного цинка в почвах. М . K O T E R , В . B A R D Z I C K A , A . K R A U Z E
EFFECTIVITY TESTS OF SOME EXTRACTANTS IN DETERMINATION OF AVAILABLE SOIL ZINC
D e p a r t m e n t o f A g r o c h e m i s t r y , C o l l e g e o f A g r i c u l t u r e , O l s z t y n
S u m m a r y
The action of 3 extractants in determ ination of available soil zinc was tested, viz: ln potassium chloride, Baron’s buffer, O.ln hydrochloric acid. Fig. 1 shows that in the am ounts of zinc extracted from soils w ere low est in the case of potas sium chloride, higher for the Baron buffer and highest w ith hydrochloric acid. The obtained values w ere compared with the zinc content of the plant crop taken up from the exam ined soils. It w as found that the latter quantity cor responded m ost closely to the am ount of zinc extracted from the soil by m eans of O.ln potassium chloride solution (fig. 2). It thus seem s lik ely that O.ln potassium chloride is the most proper extractant for determ ination of available zinc soil.
