ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LXII NR 4 WARSZAWA 2011: 199-210
AGATA BARTKOWIAK
UZIARNIENIE CZĘŚCI MINERALNEJ
NIEJEDNORODNYCH OSADÓW WĘGLANOWYCH
ORAZ ICH SKŁAD CHEMICZNY
N A PRZYKŁADZIE GLEB BASENU UNISŁAWSKIEGO
TEXTURE OF THE MINERAL PART
OF HETEROGENIC CARBONATE DEPOSITS
AND THEIR CHEMICAL COMPOSITION BASED
ON THE UNISŁAWSKI BASIN SOILS
Katedra Gleboznawstwa i Ochrony GlebUniwersytet Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy
Abstract: This work presents the texture and chemical composition o f carbonate sediments. The study
shows large morphological and structural variation o f these sediments. Analyzed soil samples showed variation in the percentage o f the soil fraction with diameter below 0.002 mm (6.7 to 81.5%) and the soil fraction between 0.05-0.002 mm (7.2 to 83.5%). The chemical composition o f soil mass was characteri zed by the highest conent o f S i0 2 and CaO. The silica content ranged from 4.70 to 87.2%. This wide range o f S i0 2 was associated with variety o f the sedimentary material o f the analyzed soil. The second dominant compound in the chemical composition was CaO (4.7-84.6% ). Its content was associated with the occurrence o f S i0 2. Low content o f silica was recorded in places o f high CaO content. Phosphorus has the lowest share in the chemical composition o f the analyzed soil samples (0.02-0.29% ).
Słowa kluczowe: uziamienie, skład chemiczny masy glebowej, osady węglanowe. Key words: texture, chemical composition o f soil, carbonate deposits.
WSTĘP
Przedstawiona praca jest kontynuacją badań nad glebami wytworzonymi na martwicy wapiennej w Basenie Unisławskim (Dolina Dolnej Wisły). W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono nieciągłość litologiczną analizowanych profili i wyraźną ich trój dziel ność [Bartkowiak 2008]. Stwierdzone w przeprowadzonych badaniach wahania zawar tości węglanów, substancji organicznej i niewęglanowej substancji mineralnej, wskazują na występowanie wielu cykli sedymentacyjnych w kształtowaniu substratu macierzyste go badanych gleb. Gleby te zostały wytworzone na martwicy wapiennej, która na anali zowanym terenie powstała na lądzie i jest najprawdopodobniej wynikiem odkładania się C aC 03 z bogatych w ten składnik wód spływających z otaczającej wysoczyzny. Zacho
200 A. Bartkowiak
dzące na niej procesy sedymentacyjne różnego rodzaju gytii odbywały się w stojącej wodzie jeziorzysk rzecznych, w których istotną rolę odgrywał poziom wody i zawartość materii organicznej. Materiał mineralny znajdujący się na powierzchni gytii został nanie siony przez rzekę w czasie kolejnych wylewów. W pracach wcześniejszych scharaktery zowano budowę morfologiczną i wybrane właściwości omawianych osadów [Bartko wiak 2010; Bartkowiak, Długosz 2010].
Celem niniejszej pracy była charakterystyka uziamienia oraz składu chemicznego mi neralnej części osadów.
MATERIAŁ I METODY
Badano gleby z 7 profili glebowych zlokalizowanych na terenie Basenu Unisławskiego. Gleby te został sklasyfikowane jako: typ - mady rzeczne, podtyp mady rzeczne próch- niczne.
Próbki pobrane do badań laboratoryjnych wysuszono, przesiano przez sito o średnicy oczek 2 mm. Frakcje o średnicy poniżej 2 mm do badań składu granulometrycznego poddano preparatyce według Jacksona [Cieśla 1964], której celem było usunięcie próch nicy, węglanów i wolnych tlenków żelaza. W tak przygotowanych próbkach oznaczono zawartość frakcji granulometrycznych od 2 do 0,05 mm metodą sitową natomiast udział cząstek o średnicy poniżej 0,05 mm metodą pipetową [Soil Survey Investigation 1996]. Wyniki uziamienia krzemianowej części badanych gleb przedstawiono według dwóch klasyfikacji: 1) USDA [US Departament of Agriculture Handbook No. 210, 1952] oraz 2) Polskiego Towarzystwa Gleboznawczego z 2009 roku.
Skład chemiczny oznaczono po mineralizacji w mieszaninie stężonych HF i HC104 [Crock, Severson 1980]. Zawartość Al, Fe, Mn, K, Mg, Ca i Na oznaczono metodą atomowej spektroskopii absorpcyjnej i spektroskopii emisyjnej, z zastosowaniem spek troskopu Philips PU 9100X, natomiast zawartość P - kolorymetrycznie na spektrofoto metrze Marcel Media. Zawartość S i0 2 oznaczono ze stopu z N aC 0 3 [Jackson 1975], a zawartość wody higroskopowej metodą suszarkowo-wagową w temperaturze 105°C, natomiast straty prażenia po spaleniu materiału glebowego w piecu muflowym w tempe raturze 550°C [Lityński 1976].
Dla stwierdzenia ewentualnych korelacji pomiędzy parametrami gleby przeprowadzo no analizę statystyczną wyników, wykorzystując program komputerowy Statistica.
WYNIKI I DYSKUSJA
W przeprowadzonych badaniach klasyfikacja uziamienia według PTG [2009] i według USDA [1952] zdecydowanie uwypukliła „ilastość” krzemianowej części badanych gleb. Dominującymi grupami według USDA były ił (C) i ił pylasty (SiL), występujące we wszyst kich analizowanych profilach, według PTG [2009] ił ciężki (ic) i ił pylasty (ipł). Analizo waną fazę części krzemianowej, zaklasyfikowano do 6 grup granulometrycznych według klasyfikacji USDA, podczas gdy według PTG [2009] wyróżniono takich grup 8 (tab. 1).
Cechą charakterystyczną wszystkich poddanych analizie granulometrycznej próbek glebowych było ich bardzo duże zróżnicowanie pod względem zawartości frakcji iłowej (od 6,7 do 81,5%) oraz frakcji pyłowej (od 7,2 do 83,5%) według PTG [2009]. Poziomy powierzchniowe analizowanych gleb zawierały od 40,6 do 66,5% frakcji iłowej, przy średniej 56,6%. Najniższą zawartość tej frakcji odnotowano w poziomie Apca profilu nr 3, a najwyższą w profilu nr 6. Poziomy omopróchniczne profili nr 2, 5 i 6 wykazywały
Uziarnienie części mineralnej niejednorodnych osadów węglanowych 201
dużą jednorodność pod względem zawartości omawianej frakcji (tab. 1). Inaczej w po ziomach powierzchniowych kształtowała się zawartość frakcji pyłowej. Poziomy te za wierały jej od 24,2 do 52,2%, przy najwyższej zawartości w profilu nr 7 i najniższej w profilu nr 6 (rys. 1-7). Nieco szerszy zakres zawartości frakcji iłowej i pyłowej stwier dzono w poziomach podpowierzchniowych (Aa). Kształtował się on w przedziale od 18,3 do 64,5% dla frakcji < 0,002 i od 21,0 do 69,7% dla frakcji 0,05-0,002 mm. Udział frakcji piasku w poziomach powierzchniowych był niewielki i nie przekroczył 22,5%. Natomiast poziomy podpowierzchniowe charakteryzowały się dużą rozpiętością udziału tej frakcji (od 1,0% w profilu nr 6 do 63,1% w profilu nr 3).
Porównując różne rodzaje gytii stwierdzono, że najmniejsze ilości frakcji iłowej znaj dowały się w gytii ilastej 35-42% (rys. 1-7). Gytia ta zawierała w swoim składzie granu- lometrycznym tylko od 7,2 do 8,0% frakcji pyłu i aż od 50,8 do 57,0% frakcji piasku. W analizowanej gytii, we frakcji piasku najmniejszy udział posiadał piasek drobny, natomiast zawartości piasku średniego i grubego były wyrównane. Największą rozpiętością zawar tości frakcji iłowej cechowała się gytia wapienna. Najniższą zawartość, 2,5% frakcji < 0,002 mm, odnotowano w poziomie gytii wapiennej profilu nr 7 (rys. 7), a najwyższą 78,4% w poziomie profilu nr 2 (rys. 2). Omawiany rodzaj gytii zawierał także od 21,6 do 83,5% frakcji pyłu oraz od 0,5 do 22,3% frakcji piasku. Podobne ilości frakcji iłu i pyłu odnotowano w poziomach gytii ilasto-wapiennej. W gytii ilasto-wapiennej stwierdzono nieco wyższe zawartości frakcji iłu (21,9-81,5%), a niższe zawartości frakcji pyłu (18,3— 73,0%) niż w gytii wapiennej. Gytia ilasto-wapienna zajmowała natomiast drugie miejsce, po gytii ilastej, ze względu na zawartość piasku (1,7-51,0%). Swatowski i Wojnicki [1980] piszą że gytia z okolic Międzyrzecza zawierała od 62 do 65% frakcji pyłu i od 23 do 24% frakcji części spławialnych. Meller [2006] wykazał, że gytia wapienna jeziora Miedwie zawierała do 75% frakcji o średnicy 0,05-0,002 mm i do 15% frakcji o średnicy < 0,002 mm. Natomiast zawartość piasku w pokładach kredy jeziornej Pomorza Szcze cińskiego, zdaniem Markowskiego [1971], kształtowała się w przedziale od 0,01 do 0,09%. Wszystkie poddane analizie granulometrycznej profile, z uwagi na różne zawartości omawianych frakcji w poszczególnych poziomach, wykazywały duże teksturalne
zróż-RYSUNEK 1. Zawartość wybranych frakcji w profilu glebowym nr 1 FIGURE 1. The percentage o f separates soil particles in the profile no 1
TABELA 1. Uziarnienie części mineralnej analizowanych gleb TABLE 1. Texture o f mineral part o f analised soils
Profil nr Profile no Poziom Horizon
Zawartość % poszczególnych frakcji (mm) Percentage o f soil particles (mm)
Grupa granulo metryczna Texture classes >2 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,02 0,02-0,006 0,006-0,002 <0,002 US DA1 PTG 20092 1 Apca 0,0 0,1 0,5 2,4 1,9 7,9 26,4 9,5 2,8 48,3 C ie IlCgyica 0,0 0,0 0,6 0,2 1,0 0,0 21,6 0,0 6,0 70,6 C ic IlCgydca 0,0 0,0 0,0 0,2 0,4 0,5 19,8 6,8 1,0 71,3 C ie IlCgycal 0,0 0,0 1,3 0,0 4,9 0,0 16,1 3,5 3,5 70,7 C ic ICgyca2 0,0 0,0 1,1 4,5 5,6 3,3 19,4 4,7 0,0 61,4 C ic 2 Apca 0,0 0,0 0,4 1,9 1,4 5,7 16,3 5,8 4,5 64,0 C ic Aaca 0,0 0,0 0,0 3,5 0,8 3,0 21,4 6,4 4,6 60,3 C ic IlCgyica 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 10,7 0,0 7,6 81,5 C ic IlCgycal 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5 41,6 3,1 7,2 47,6 C ic IICgyca2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 7,4 14,2 0,0 78,4 C ic IlCgydca 0,0 0,0 0,0 2,1 2,3 1,7 21,8 0,0 28,0 44,1 S Ł ipł
IlCgyca 0,0 0,0 2,0 8,0 8,1 4,2 7,3 23,2 11,6 35,5 SiL ipł
3 Apca 0,0 0,0 2,0 5,4 2,8 6,0 15,6 10,0 17,6 40,6 SiL ipł
Aaca 0,0 0,0 1,8 5,8 3,1 7,6 22,9 0,0 20,3 38,5 SiL ipł
Aacag 0,0 0,0 5,3 35,0 16,6 6,2 13,1 4,7 7,8 11,3 SL gP
Gca 0,0 0,0 6,7 38,9 18,5 5,6 16,8 0,0 6,8 6,7 SL gP
HCgyi 0,0 0,0 3,0 27,3 17,2 9,5 2,8 2,4 2,8 35,0 SCL gs
cd. tabeli 1 - table 1 continued 4 Apca 0,0 0,0 1,7 7,1 5,6 8,1 13,2 9,3 4,0 51,0 C i Aaca 0,0 0,0 1,6 20,1 31,3 7,7 17,0 3,2 0,8 18,3 SL gP Gcal 0,0 0,0 1,6 17,2 27,0 7,4 10,3 3,3 0,3 32,9 SCL gs G2 0,0 0,0 1,6 19,5 25,7 6,4 11,0 3,9 0,0 31,9 SCL gs IlCgyigg 0,0 0,0 0,5 14,2 30,9 5,2 5,8 0,7 1,0 42,0 C i 5 Apca 0,0 0,0 1,0 2,9 2,4 3,9 17,7 6,3 5,8 60,0 C ic Aacag 0,0 0,0 0,6 3,3 2,2 5,9 7,9 14,0 1,6 64,5 C ic nCgyica 0,0 0,0 0,0 0,7 0,6 0,7 17,3 2,3 21,2 57,2 S Ł ipł IlCgyd 0,0 0,0 1,6 7,3 6,0 3,1 1,2 9,9 4,8 66,1 C ic IlCgyca 0,0 0,0 0,0 3,3 1,9 1,0 7,1 22,3 2,5 61,9 C ic 6 Apca 0,0 0,0 0,0 2,2 1,9 5,2 2,3 15,9 6,0 66,5 C ic Aaca 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6 0,4 22,7 18,8 28,2 29,3 S Ł płi IlCgyicag 0,0 0,0 0,0 0,6 0,7 0,4 7,9 16,9 8,4 65,1 C ic IlCgyca 0,0 0,0 0,0 4,9 6,2 1,7 15,5 1,0 12,6 58,1 C i IlCgyical 0,0 0,0 0,0 7,3 11,9 2,6 35,65 7,1 12,4 23,0 S Ł gpł IICgyica2 0,0 0,0 0,0 10,9 15,2 4,2 33,3 9,7 7,3 19,4 S Ł gpt IICgyica3 0,0 0,0 0,0 9,8 14,8 3,8 50,1 4,0 1,3 16,2 S Ł gpł 7 Apca 0,0 0,0 2,4 3,4 2,4 4,0 43,1 8,0 1,1 35,6 S Ł gpł IlCgyical 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,2 27,6 28,0 9,9 31,3 S Ł pS
nCgyica2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,1 59,5 5,4 8,1 21,9 SiCL płi
IlCgycagg 0,0 0,0 0,0 0,0 10,6 3,4 68,9 2,4 12,2 12,2 Si płz
l S - sandy loam, SCL - sandy clay loam, SiCL - silty clay loam, Si - silt, SiL - silt loam, C - clay
2gp - glina piaszczysta, gs - glina średnia, gpł - glina pylasta, płz - pył zwykły, płi - pył ilasty, ipł - ił pylasty, i - ił, ic - ił ciężki
U zia rn ie n ie cz ęś ci m in er a ln ej n ie je d n o ro d n yc h os ad ów w ęg la n o w yc h ... 203
204 A. Bartkowiak
RYSUNEK 2. Zawartość wybranych frakcji w profilu glebowym nr 2 FIGURĘ 2. The percentage o f separates soil particles in the profile no 2
nicowanie. Jednorodną teksturą odpowiadającą iłowi ciężkiemu [PTG 2009] charakteryzo wał się tylko profil nr 1. W całym profilu zawartość części o średnicy < 0,002 mm przekro czyła wartość 48,3% odnotowaną w poziomie omopróchnicznym. Udział frakcji pyłowej kształtował się w granicach 23,1-38,7%. Natomiast zawartość frakcji piasku w omawia nym profilu była niewielka i nie przekroczyła 14,5% (poziom IICgyca2). Bardzo zbliżone do siebie pod względem uziamienia były również profile nr 2 i 5. Zawartość frakcji pyło wej kształtowała się w granicach od 15,9 do 51,9%, a frakcji iłowej od 35,5 do 81,5%, co pozwoliło zakwalifikować je do grupy iłu ciężkiego, bądź iłu pylastego [PTG 2009]. Za wartość frakcji piasku w tych profilach nie była duża i wynosiła odpowiednio od 0 do 22,3% w gytii wapiennej profilu nr 2 oraz od 2,0% w gytii ilastej do 18,0% w gytii wapiennej profilu nr 5. Duże ilości materiału ilastego w badanych glebach, były dowodem potwierdzającym warunki sedymentacji, zachodzącej w wodach stojących [Myślińska 2001]. Największe zróżnicowanie i zarazem spiaszczenie zaobserwowano w profilach nr 3 i 4. W profilach tych zawartość frakcji piasku wahała się od 16,2 do 69,7%. Profil nr 3 charakteryzował się największą zawartością piasku średniego od 5,8% w poziomie Aaca do 38,9% w poziomie G. Natomiast profil nr 4 to profil, o największej zawartości piasku drobnego, którego maksymalne ilości - 31,3% oznaczono w poziomie Aa. Jak twierdzi Bartkowski [1967] spiaszczenie to może być wynikiem intensywnej działalności wód płynących lub roztopowych lądolodu, które spowodowały wymycie drobnych frakcji z powierzchniowych poziomów glin.
Całkowity skład chemiczny masy glebowej jest podstawowym źródłem informacji, określających szereg cech jakościowych i ilościowych. Odrębność składu chemicznego masy glebowej poszczególnych poziomów jest odzwierciedleniem ich składu mineralo gicznego, granulometrycznego oraz zawartości i rodzaju związków organicznych.
W badanych osadach największy procentowy udział w masie glebowej miały S i0 2 oraz CaO (tab. 2). Zawartość krzemionki wahała się od 4,7 do 87,2%. Tak szeroki zakres występowania SiO był związany z różnorodnością materiałów, budujących analizowane gleby. W poziomach powierzchniowych zakres występowania S i0 2 nie był szeroki i mie ścił się w przedziale od 41,8 do 53,1%, średnio 48,9%. Największe ilości krzemionki
Uziarnienie części mineralnej niejednorodnych osadów węglanowych 205 stwierdzono natomiast w poziomach glejowych omawianych profili, w których osiągnęła ona maksymalną wartość 87,2%. Znaczne różnice w zawartości krzemionki stwierdzono również w poszczególnych profilach. Najbardziej jednorodne, a zarazem zawierające naj większe ilości SiO? (powyżej 42,7%), były profile nr 3 i 4 (tab. 2), w których stwierdzono największe ilości piasku. Najniższe ilości lozemionki, nie przekraczające 17,7% we wszyst kich profilach, stwierdzono w poziomach występowania gytii wapiennej. Nieco większy udział krzemionki stwierdzono w poziomach gytii detrytusowej profilu nr 5, a najwyższe ilości omawianego związku występowały w gytii ilastej profilu nr 3 - 80,5%. Analiza statystyczna uzyskanych wyników wykazała, że zawartość S i0 2, była istotnie ujemnie skorelowana z występowaniem węglanów wapnia (r = -0,91).
RYSUNEK 3. Zawartość wybranych frakcji w profilu glebowym nr 3 FIGURE 3. The percentage o f separates soil particles in the profile no 3
RYSUNEK 4. Zawartość wybranych frakcji w profilu glebowym nr 4 FIGURE 4. The percentage of separates soil particles in the profile no 4
TABELA 2. Skład chem iczny masy glebowej TABLE 2. Chemical com position o f soil
Profil nr Poziom Horizon Głębokość Depth (cm) S i0 2 o" Fe20 3 MnO
P 20 5 K 20 MgO CaO Na20 w h
Hydroscopic water Straty prażenia Loss on ignition % 1 Apca 0-30 52,80 0,37 8,29 0,25 0,07 0,67 0,90 34,05 0,78 7,52 14,08 IlCgyica 30-41 43,10 0,16 10,00 0,52 0,09 1,00 0,81 45,54 0,26 8,69 16,60 IlCgydca 41-62 45,20 0,24 3,34 0,26 0,10 0,82 1,12 48,43 0,29 8,62 32,67 IlCgycal 62-75 17,70 0,20 1,92 0,16 0,04 0,62 0,96 78,73 0,35 3,11 8,72 IICgyca2 75-90 9,60 0,11 2,57 0,20 0,02 1,43 0,57 83,95 0,27 2,13 6,13 2 Apca 0-20 51,62 0,28 7,42 0,34 0,08 1,49 0,87 36,88 0,68 6,07 16,00 Aaca 20-40 ~~ 57,20 0,26 6,75 0,34 0,08 0,39 0,97 34,61 0,70 3,37 16,30 IlCgyica 40-46 15,30 0,04 26,19 2,72 0,07 0,40 0,54 65,61 0,16 6,89 39,23 IlCgycal 46-56 5,90 0,07 11,43 3,06 0,12 0,37 0,78 73,08 0,17 4,59 42,85 IICgyca2 56-66 4,70 0,04 25,13 4,15 0,11 0,67 0,64 65,59 0,29 6,80 39,76 IlCgydca 66-100 16,40 0,21 1,75 0,48 0,05 0,76 0,87 79,74 0,41 4,82 46,73 IlCgyca 100-120 7,70 0,18 3,61 0,84 0,07 1,65 0,56 84,05 0,56 3,02 29,85 3 Apca 0-30 49,50 0,34 9,08 0,27 0,11 1,67 1,04 37,84 0,95 1,17 5,22 Aaca 30-38 48,70 0,32 9,07 0,20 0,04 1,23 1,04 38,99 0,87 1,71 3,56 Otnica 38-49 58,60 0,31 9,40 0,26 0,08 1,28 1,26 28,92 0,74 1,95 33,30 Aaca 49-58 82,70 0,34 6,92 0,04 0,04 1,54 0,32 7,10 0,74 3,21 10,92 Gca 58-68 87,20 1,48 3,62 0,04 0,03 1,37 0,37 4,72 0,75 8,75 49,78 HCgyi 68-77 80,50 0,24 3,75 0,12 0,07 1,41 0,37 14,38 0,66 1,85 2,49 IlCgyica 77-100 42,70 0,13 5,42 4,06 0,10 1,38 0,39 44,90 0,60 5,70 27,67 4 Apca 0-30 45,30 0,26 4,60 0,21 0,11 1,36 0,84 46,10 0,81 1,20 14,08 Aacag 30-36 78,80 0,28 6,27 0,08 0,02 1,34 0,33 12,66 0,59 4,22 18,30 Gcal 36-59 84,00 0,32 2,56 0,08 0,02 1,37 0,15 10,46 0,86 1,24 1,29 G2 59-75 87,00 0,04 2,64 0,04 0,07 1,34 0,26 7,35 0,65 1,94 1,27 IlCgyigg 75-96 68,80 0,18 4,49 1,78 0,11 1,46 0,39 22,02 0,60 1,10 1,85
cd. tabeli 2 - table 2 continued 5 Apca 0-21 41,80 0,19 9,17 0,28 0,07 1,03 0,90 46,79 0,90 5,39 17,49 Aacag 21-27 42,10 0,21 8,48 0,26 0,10 0,30 2,00 47,19 0,93 5,45 29,96 IlCgyica 27-32 17,00 0,13 12,70 1,08 0,13 0,42 1,42 66,55 0,61 6,34 18,52 IlCgydl 32-45 16,00 0,17 32,77 1,40 0,12 0,24 2,42 46,68 0,62 10,36 63,15 W1 42-45 19,70 0,03 53,49 2,54 0,10 0,36 1,30 22,79 0,59 4,83 32,36 W2 43-57 11,50 0,05 53,71 9,94 0,29 0,53 1,07 22,33 0,73 12,21 22,79 IICgyd2 45-76 32,80 0,17 6,17 0,18 0,13 0,97 1,83 47,90 0,57 9,04 58,92 W3 55-75 50,70 0,21 18,03 0,35 0,19 0,58 4,44 14,49 0,86 11,75 81,93 IICgyd3 76-97 16,10 0,15 3,94 0,18 0,07 0,19 1,29 78,29 0,64 2,42 32,14 IlCgyca 97-100 13,00 0,05 6,61 1,20 0,05 1,57 1,21 87,30 0,39 1,59 6,61 6 Apca 0-15 53,10 0,29 10,47 0,39 0,11 0,18 2,43 33,05 0,87 8,87 13,72 Aaca 15-27 12,60 0,06 6,35 0,27 0,05 0,27 1,51 78,04 0,33 1,88 4,62 IlCgyicag 27-39 23,74 0,11 4,85 0,21 0,11 0,35 1,51 68,73 0,49 3,03 7,13 IlCgyca 39-51 9,40 0,10 4,57 0,27 0,03 0,23 1,39 84,68 0,49 2,16 4,88 IlCgyica 1 51-80 50,30 0,07 6,42 0,51 0,02 0,20 1,50 40,15 0,44 2,79 3,48 IICgyica2 80-90 27,70 0,06 6,72 0,25 0,08 0,14 1,38 63,98 0,45 1,86 4,10 IICgyica3 90-100 33,71 0,03 1,35 0,15 0,10 0,81 1,55 60,87 0,48 1,19 2,82 7 Apca 0-32 48,70 0,20 11,62 0,29 0,13 0,23 2,00 36,31 0,86 10,05 18,14 IlCgyica 1 32-40 12,70 0,09 6,92 0,30 0,09 0,13 1,40 74,10 0,51 5,12 14,19 IICgyica2 40-50 17,30 0,05 7,17 0,27 0,11 1,14 1,49 63,67 0,48 3,85 13,08 Otnical 50-80 51,80 0,20 8,93 0,20 0,20 1,27 5,92 20,37 0,75 15,74 80,99 Otnica2 80-92 54,90 0,18 6,73 0,10 0,07 0,16 3,10 32,06 1,87 10,18 50,16 IlCgycagg 92-115 15,50 0,03 3,54 0,24 0,04 0,67 1,50 76,02 2,90 4,10 4,89 U zia rn ie n ie cz ęś ci m in er a ln ej n ie je d n o ro d n yc h os ad ów w ęg la n o w yc h ... 2 0 7
208 A. Bartkowiak
RYSUNEK 5. Zawartość wybranych frakcji w profilu glebowym nr 5 FIGURE 5. The percentage o f separates soil particles in the profile no 5
RYSUNEK 6. Zawartość wybranych frakcji w profilu glebowym nr 6 FIGURĘ 6. The percentage o f separates soil particles in the profile no 6
Drugim dominującym składnikiem był wapń (4,7-84,6% CaO). Jego zawartość była związana z występowaniem SiOr W próbkach o wysokiej zawartości CaO, stwierdzono niewielkie ilości krzemionki. Potwierdził to, wyliczony wysoce istotny ujemny współ czynnik korelacji pomiędzy tymi zmiennymi, wynoszący -0,94.
Badane materiały charakteryzowała duża różnorodność pod względem ilości żelaza i manganu. Zawartości Fe20 3 wahały się od 1,35 do 53,71%, a MnO od 0,10 do 9,94%. Największe ilości tych składników występowały w profilach nr 2 i 5.
Najniższy udział w składzie chemicznym analizowanych próbek glebowych miał fos for. Jego zawartości wahały w zakresie od 0,02 do 0,29%. Największe ilości P Os odno towano w profilu nr 5, w miejscach szczególnie zasobnych w tlenki żelaza. Współczyn nik korelacji r = 0,52 wskazał na ścisłą zależność pomiędzy występowaniem tych
skład-Uziarnienie części mineralnej niejednorodnych osadów węglanowych 209
RYSUNEK 7. Zawartość wybranych frakcji w profilu glebowym nr 7 FIGURE 7. The percentage o f separates soil particles in the profile no 7
ników). Podobne zależności, pomiędzy zawartością fosforu a związkami żelaza, stwier dzili Kalembasa i in. [2001] oraz Oktaba i Czerwiński [2001, 2003].
W analizie chemicznej zwracająuwagę niskie zawartości A120 3 (0,37%), MgO (5,92%), K20 (1,67%) i Na O (2,90%). Czerwiński i Matuszyński [1995], małe zawartości potasu stwierdzone w glebach o dużej ilości żelaza, tłumaczą wbudowaniem potasu w struktury krystaliczne glinokrzemianów pakietowych, powstających obok minerałów rudy darnio wej. Natomiast Pawlak i in. [1971] stwierdzili, że złoża gytiowe są bogatsze w potas niż torfowiska i zaznacza się prawidłowość zwiększania się zawartości potasu w dennych, silnie zailonych, warstwach złoża. Badania gytii pojezierza Mazurskiego przeprowadzone przez Ugglę [1971] wykazały, że zawartość poszczególnych składników zależy od rodza ju gytii; najzasobniejsze w CaO były najuboższe w fosfor i potas.
Analizowane gleby zawierały różne ilości wody higroskopowej (W ), mieszczące się w zakresie od 1,17 do 15,74%. Najbardziej zróżnicowane zawartości W stwierdzono w profilu nr 5 (1,59-12,21%) i profilu nr 7 (3,85-15,7%), najmniejsze zas w profilu nr 4 (1,10-4,22%). Największe ilości wody higroskopowej odnotowano w poziomach po wierzchniowych i poziomach wzbogaconych w materię organiczną.
W większości przypadków analizowanych próbek glebowych, zwracająuwagę duże straty prażenia dochodzące do 81,93% w profilu nr 5 (tab. 2). Profil nr 5 charakteryzo wał się największym zakresem wartości strat prażenia, mieszczącym się w granicach od 6,61 do 81,93%. Wysokie straty prażenia wynikały ze znacznych ilości węglanów i za wartości węgla organicznego w badanych glebach. Były one większe od wartości, które uzyskali Zasoński i Skiba [1988] dla gleb wapniowcowych okolic Cieszyna. Goździk i Konecka-Betley [1992] stwierdzili, że skład chemiczny osadu zależy od ilości i jakości materiału mineralnego oraz przede wszystkim od składu chemicznego wody, wpływają cej do zbiornika. Trudno jest dokładnie odtworzyć skład chemiczny wód zbiorników, w których powstają utwory węglanowe. Zależy on jednak od składników wnoszonych przez wody spływu powierzchniowego, ale również od składu chemicznego wód gruntowych, zasobniejszych w składniki mineralne.
WNIOSKI
1. B adane gleby charakteryzuj ą się niej ednoznaczną genezą. Materiał glebowy stanowią utwory węglanowe, powstałe w zastoiskach jeziorzysk rzecznych, przykryte torfa mi lub aluwiami, co wpływa na ich skład mineralny.
210 A. Bartkowiak
2. Poziomy genetyczne analizowanych profili wykazywały duże teksturalne zróżnico wanie, przy czym analiza uziamienia uwypukliła ilasty charakter badanych osadów. 3. Zróżnicowanie materiału glebowego przekłada się na jego skład chemiczny. W skła
dzie chemicznym masy glebowej dominowała krzemionka, a w mniejszych ilościach wapń.
4. Najmniejszy udział w składzie chemicznym analizowanych próbek glebowych miały, fosfor i potas. Największe ilości P2Os odnotowano w miejscach szczególnie zasob nych w tlenki żelaza, natomiast w przypadku K^O zależność ta była odwrotna.
LITERATURA
B A R TK O W IA K A. 2008: C h arakterystyka upraw nych gleb aluw ialnych w ytw orzonych n a m artw icy w ap ien nej w B asenie U nisław skim . R ozpraw a doktorska. U TP W R Bydgoszcz: 1-96.
B A R T K O W IA K A. 2010: M orfologia i w ybrane w łaściw ości fizykochem iczne n iejednorodnych osadów w ę glanow ych n a obszarze B asenu U nisław skiego. Rocz. G leb o zn ., 61(1): 5 -1 2 .
B A R TK O W IA K A., D ŁU G O SZ J. 2010: The exchangeable cations in alluvial soils form ed from calcareous sin ter in th e U nisław ski B a sin .” J o u r n a l o f E le m en to lo g y 15 (3): 4 4 5 -4 5 4 .
BA R TK O W SK I T. 1967: O form ach strefy m arginalnej n a N izinie W ielkopolskiej. Prace kom isji g eograficz n o -g e o lo g ic z n y c h PT PN , 7, 1: 1 -2 5 5 .
C IE ŚL A W. 1964: A daptacja m etody Jacksona przygotow ania próbek glebow ych do celów analiz chem icznych i innych bad ań glebow ych. Rocz. G lebozn., 15: 184-293.
C R O C K J.G., SEV ERSO N R. 1980: Four reference soil and rock sam ples for m easuring elem ent availability in th e w estern energy regions. G eochem ical Survey C ircular. 841.
CZER W IŃ SK I Z., M A ŁU SZ Y Ń SK I M. 1995: G leby w ytw orzone z rudy darniow ej. Rocz. G lebozn., 46(3/4): 5 9 - 7 0 .
G O ŹD ZIK J., K O N E C K A -B E TL EY K. 1992: P ó źn o v istu liań sk ie utw ory w ęglanow e w zagłębieniach bezod pływ ow ych rejo n u kopalni B ełchatów . Cz. I. G en eza i straty g rafia. Rocz. G lebozn., 43(3/4): 103-112. JA CK SO N M.L. 1975: Soil chem ical analysis. A dvanced course. M adison W ise. Publ. By the author. 101-170. K A L EM B A SA D., B ECH N E R M., PAKUŁA K. 2001: Gleby z poziom am i żelazistym i w dolinie rzeki Liwiec.
Rocz. G lebozn., 52, supl.: 7 1 -7 8 .
L IT Y Ń S K I T. 1976: A n aliza ch em iczno-rolnicza. W yd. PW N W arszaw a.
M ARKOW SKI S. 1971: W stępne badania kurczliwości osadów gytii. Zesz. Prob. Post. N a u k Roi., 107: 201-226. M E L L E R E. 2 0 0 6 : P ły tk ie g leb y o rg a n o g e n ic z n o -w ę g la n o w e n a k re d z ie je z io rn e j i ich p rz e o b ra ż e n ia w
w yniku uprawy. R ozpraw y AR, Szczecin, 223: 1-115.
M Y ŚL IŃ SK A E. 2001: G runty organiczne i laboratoryjne m etody ich badania. Wyd. N auk. PW N, W arszawa. O K TA B A L., CZERW IŃ SK I Z. 2001: M ineralne zw iązki fosforow e w glebach próchniczno-żelazistych. Rocz.
G leb o zn ., 52, supl.,: 1 5 9 -1 6 6 .
O K TABA L., CZER W IŃ SK I Z. 2003: O gólna zaw artość fosforu i jeg o form y w glebach m urszow ych i m urszo- w atych z poziom am i rudy darniow ej. Rocz. G lebozn., 54(4): 6 7 -7 5 .
PAW LAK T., S Z Y M A Ń S K I L., K Ę D Z IO R E K W., A U G U S T Y N IA K M . 1971: C h a ra k te ry sty k a g y tio w isk a M orąg. Rocz. G le b o z n ., 107: 4 9 -7 3 .
PTG, 2009: K lasy fik acja u ziam ien ia gleb i utw orów m ineralnych - P T G 2008. Rocz. G leb o zn., 60(2): 5 -1 6 . SO IL SU RV EY IN V ESTIG A TIO M , 1996: Soil S urvey Laboratory. M etods M anual. R aport N o 42, v.3.0. SW ATOW SKI J.M ., W O JN IC K I J.Z ., 1980: Z ależności edom etrycznego m odułu ściśliw ości od popielności i
początkow ego ciężaru objętościow ego szkieletu gruntow ego gytii. [W:] K reda je z io rn a i gytie. M ateriały k o n fere n cji n au k o w o -tech n iczn ej. G orzów W lkp., Z ie lo n a G ó ra lu ty 1980 T. 2, 1 1 6 -1 2 2 .
U G G L A H. 1971: C h arakterystyka gytii gleb gytiow ych Pojezierza M azurskiego w św ietle dotychczasow ych badań Kat. G leboznaw stw a W SR w O lsztynie. Zesz. Prob. Post. N a u k R oi., 107: 7 3 -8 4 .
U S D A 1952: US D epartam ent o f A griculture H andbook No. 210.
ZA SO Ń SK I S., SK IBA S. 1988: C hem iczne i m ikrom orfologiczne w łaściw ości gleb w apniow cow ych okolic C ieszyna. R ocz. G leb o zn ., 39(3): 7 1 -9 0 .
dr inż. Agata Bartkowiak
Katedra Gleboznawstwa i Ochrony Gleb, UTP Bydgoszcz 85-029 Bydgoszcz, ul. Bernardyńska 6
