ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXIII, Z. 1, WARSZAWA 1972
W ITOLD PLIC H TA
SPEKTROFOTOM ETRYCZNY POM IAR BARWY POZIOM U ILUW IALNEGO BIELIC
Z akład G leb ozn aw stw a U n iw ersy tetu M. K opernika w T oruniu K iero w n ik — prof, dr hab. Z. P ru sin k iew icz
W ST ĘP
B arw a jest jed n ą z głów nych cech m orfologicznych gleby, pozw alającą w yróżniać poszczególne poziom y genetyczne, określać stad ia rozw ojow e gleby i jej przynależność typologiczną. Na podstaw ie b arw y poziom ów glebow ych ocenia się orientacyjnie zaw artość niektó rych składników gle bowych, na p rzykład żelaza, krzem ionki, w ęglanów czy próchnicy.
W gleboznaw stw ie określenie b arw y sprow adza się najczęściej do w i zualnego jej odczucia, a następnie opisu słownego. Sposób te n jest n ie dokładny i odznacza się dużym subiektyw izm em , spow odow anym niejed nakow ą zdolnością rozróżniania b arw przez zm ysł w zroku różnych obser w atorów , w pływ em rodzaju ośw ietlenia itp.
Stosunkow o pro sta i dokładna, choć nie pozbaw iona pew nego subiek tyw izm u, jest m etoda oznaczania barw y, k tó ra polega na porów nyw aniu barw y przed m io tu ze w zorcem w różnego ty p u atlasach, np. O stw alda, H ickethiera, M unsella i in. [18]. W gleboznaw stw ie pow szechnie stosuje się atlas b arw w edług system u M unsella. System ten porządkuje barw y w przestrzeni trójw y m iarow ej. M iejsce b arw y w tej przestrzeni określane jest trzem a w spółrzędnym i, k tó ry m i są: ton (hue), nasycenie (chroma) i jasność (value). Na p rzykład w zapisie barw y żółtopom arańczow ej — 10 YR 7/8 ton oznaczony jest przez 10 YR, jasność cyfrą 7 i nasycenie cyfrą 8.
O statnio czynione są liczne próby zastosow ania w gleboznaw stw ie m e tod o biektyw nych do c h a ra k te ry sty k i barw y gleby oraz n iek tórych skład ników glebow ych, w oparciu o spek trofotom etryczne pom iary reem isji
3 8 2 W. P lich ta
— w y k reślen iu k rzyw ych ilości św iatła odbitego od próbki glebow ej dla w idzialnej części w idm a; krzyw e te m ają sw oisty przebieg dla próbek z różnych poziomów i typów glebow ych, uw aru n k o w an y ich b arw ą [1, 4, 8, 9],
— pom iarze ilości św iatła odbitego dla w y b ran y ch długości fal w idm a i obliczeniu na jego podstaw ie w skaźników liczbowych c h a ra k te ry z u ją cych niektóre elem enty barw y gleby [5, 6],
— pom iarze b arw y w system ie C.I.E. (M iędzynarodow a K om isja O św ietleń) [15, 16]. Istota tego system u polega na tym , że praw ie w szyst kie b arw y m ożna otrzym ać przez ad d y ty w n e zm ieszanie trzech b arw spek traln ych: czerw onej, długości 700 nm, zielonej — 546,1 nm i fioletow onie- bieskiej — 435,8 nm, w odpow iednim n atężen iu energetycznym . Pozw ala to na określenie barw y za pomocą trzech wielkości, które pod w zględem fizycznym m ogą być dokładnie zdefiniow ane, a m ianow icie przez długość fali b arw sp ek traln y ch i ich energię. Oznaczenie b arw y w system ie C.I.E. w ym aga jed n ak kosztow nych spektrofotom etrów , specjalnie przystosow a nych do tego rodzaju analiz [14, 18].
W przedstaw ionej pracy podjęto próbę opracow ania prostej, a jedn o cześnie obiektyw nej m etody c h a ra k te ry sty k i b arw y poziom u iluw ialnego na podstaw ie tzw. w skaźników spektrofotom etrycznych, podanych przez K a r m a n o w a [5], z zastosow aniem pow szechnie używ anego w p ra cow niach badaw czych sp ek tro fo to m etru Spekol. Jednocześnie opracow aną m etodę w ykorzystano do oznaczania m orfologicznego w skaźnika stopnia zbielicow ania gleby na podstaw ie b arw y poziom u iluw ialnego.
M A TE R IA Ł
B adania przeprow adzono na różnie zbielicow anych autom orficznych bielicach leśnych, w ytw orzonych z piasków w ydm ow ych m ierzei Św iny. Piaski te odznaczają się dużą jednorodnością składu m echanicznego, m i neralnego i chem icznego (tab. 1). Jednorodność ta um ożliw iła przeprow a dzenie zam ierzonych b adań nad m etodą c h a ra k te ry sty k i barw y poziom ów iluw ialnych i stopniem zbielicow ania różnych profilów glebow ych. Opis i dokładna c h a ra k te ry sty k a gleb m ierzei Św iny znajd uje się w p racach P r u s i n k i e w i c z a [12] i P l i c h t y [11].
W ykorzystane do badań profile stanow ią ciąg gleb autom orficznych o różnym stopniu zbielicow ania, począwszy od gleb inicjalnych zbielico w anych (profil 29), gdzie poziom y A i В pod w zględem m orfologicznym zaledw ie się w yróżniają, przez gleby średnio zbielicow ane (profile 23, 28) do silnie zbielicow anych z w yraźnie ukształtow anym poziom em orsztyno- w ym (profile 11, 10, 9, 14, 26).
Spek trofotom . pom iar b arw y b ielic 383
T a b e l a 1 K ie k tó r e w ła ś c iw o ś c i chem iczne u ż y ty c h do b a d ań g le b o różnym s t o p n i u z b i e l i c o w a n i a Some c h e m ic a l p r o p e r t i e s o f s o i l s i n v e s t i g a t e d w ith d i f f e r e n t p o d z o l i z a t i o n d e g re e P r o f i l poziom P r o f i l e - h o r iz o n M iąższo ść pozioinu w cm H o riz o n t h i c k n e s s , i n cm Ct % A I2O3 w olne F r e e A120j % Fe2 ° j w olne F r e e F e o0^ % pH h2o KC1 11 Ae 0 -2 5 0 ,2 9 0,02 0,11 4 ,3 3 ,5 Bhs 2 5 -3 2 0 ,8 7 0,22 0 ,3 9 4 , 4 3 ,7 Bsh 3 2 -5 9 0 ,2 7 0 ,1 5 0 ,2 5 4 , 4 4 , 1 BsC 5 9 -1 3 4 0 ,1 6 0 ,1 3 0 ,1 8 4 ,7 4 ,3 С - 0,02 0,12 5 ,0 4 ,6 10 Ae 0-20 0 ,3 5 0 ,0 3 0,10 4 ,1 3 ,3 Bhs 20-22 0 ,6 2 0 ,4 1 0 ,2 8 4 , 6 4 , 0 B sh 22 -7 7 0 ,1 5 0 ,1 8 0,21 4 , 6 4 , 4 BsC 7 7 -1 1 1 0 ,0 4 0 ,0 5 0 ,1 4 4 , 8 4 ,5 С > 1 1 1 - 0,02 0,11 4 , 9 4 ,5 9 Ae 0-20 0 ,1 6 0,02 0,12 4 ,6 3 ,6 B h s/B sh 20-50 0 ,1 8 0 ,0 9 0 ,2 6 4 ,7 4 ,2 Bsh 5 0 -9 0 0,11 0 ,0 3 0 ,1 5 5 ,3 4 ,5 С > 9 0 - 0,01 0,10 5 ,5 4 ,5 28 Ae 0-20 0 ,2 5 0,02 0 ,1 4 3 ,7 3 ,5 Ae/B 2 0 -2 5 0 ,1 8 0 ,0 6 0 ,1 8 4 ,8 4 , 0 B sh 25-5 5 0,11 0 ,0 8 0,20 5 ,0 4 ,3 BsC 5 5 -1 0 2 0,02 0 ,0 5 0,12 5.1. 4 ,5 С > 1 0 2 - 0 ,0 4 0,12 5 ,1 4 ,5 23 Ae 0 -1 5 0 ,1 5 0,02 0 ,1 5 4 ,7 3 , 6 В 1 5 -5 5 0,01 0 ,0 3 0 ,1 7 5 ,1 4 ,3 ВС 5 5 -9 0 - - - 5 ,1 4,5 С > 9 0 ^ - 0 ,0 1 0 ,1 3 5 ,9 4 ,8 29 ▲ 0 -8 0 ,3 1 0,13 0 ,1 8 4 ,9 3 ,8 В 8 -2 3 0 ,0 6 0,05 0 ,1 6 5 ,3 4 , 4 с > 2 3 - 0 ,0 1 0 ,1 4 6 ,6 6 ,1
S topień zbielicow ania w ym ienionych gleb bielicow ych określono na podstaw ie k ry te rió w m orfologicznych i chem icznych, oparty ch przede w szystkim na w łaściw ościach poziom u iluw ialnego. Do najw ażniejszych k ry te rió w m orfologicznych zbielicow ania gleby zaliczono: b arw ę i m iąż szość poziom u iluw ialnego, jego zróżnicow anie na podpoziom y (B h , Bs)
oraz stopień scem entow ania Chem icznym w skaźnikiem stopnia zbieli
cow ania była ilość nagrom adzonych w olnych tlenków żelaza i glinu w poziom ie iluw ialnym .
1 U za sa d n ien ie p rzyjęcia takich k ry terió w stopnia zb ielico w a n ia g leb y zn ajd u je się w pracy P l i c h t y [10].
384 W. P lich ta
W skaźnik oblicza się w edług wzoru:
p = {c^^h1^ S ]) + (c2^h2^S2) + ^ • •
ch c0 * S 0 * ~ł~ h 2 ”!"•••)
gdzie:
cu c 2 — liczba m oli w olnych F e20 3 + A120 3 w 100 g gleby w w yróż
nionych podpoziom ach iluw ialnych,
hu ^ 2 — miąższość w yróżnionych podpoziomów,
S 2 — ciężary w łaściw e gleby analizow anych podpoziomów,
Co, S 0 — odpow iednie w artości dla poziom u eluw ialnego.
Poza próbkam i pobranym i z te re n u m ierzei Św iny w ykorzystano do badań porów naw czych 3 profile gleb utw orzonych z piasków w ydm śród lądow ych okolic B ełchatow a (woj. łódzkie).
M ETO DY K A I W Y N IK I B A D A Ń
W przedstaw ionej p racy pom iary reem isji św iatła od pow ierzchni gle by w ykonano za pom ocą sp ek tro fo to m etru Spekol z użyciem p rzystaw ki R 45/0 2. P róbki glebow e um ieszczono w specjalnie skonstruow anych n a czyńkach; pow ierzchnię próbki w yrów nano tłoczkiem (rys. 1).
Rys. 1. N aczyń k o do próbek g leb o w y ch i tłoczek do w y r ó w n y w a n ia p ow ierzch n i (skala 1 : 2)
S o il sam p lin g cylin d er and tam per for su rface le v e llin g (scale 1 : 2)
W yrażoną w p rocentach ilość św iatła o danej długości fali, odbitego od pow ierzchni próbki glebow ej, w stosunku do białego w zorca (płytka w ykonana z bieli barytow ej), od którego odbitą ilość św iatła p rzy jęto za 100%, nazw ano w artością reem isji sp ek traln ej gleby Rg. Zależy ona od tonu, nasycenia i jasności barw y, gdy natężenie źródła św iatła m a w a r tość stałą. Poza barw ą na w artość Rg w p ły w a skład m echaniczny i w il gotność [2, 8, 10, 15]. Oba w ym ienne czynniki dla badanych gleb m iały w artość stałą. P o m iaru Rg dokonyw ano w próbkach o jednolitym składzie
2 Do badań zastosow an o p rzystaw k ę R 45/0 z tego pow odu, że n ie d ysp on ow an o bardziej przyd atn ą p rzy sta w k ą dla próbek o p ow ierzch n i ch ropow atej i ziarn istej, tj. Rd/0 z o św ie tle n ie m rozproszonym z b iałej k u li U lbrichta. Stąd otrzym ane w d a l
szej części pracy w a rto ści w sk a źn ik ó w opartych na reem isji są w zg lęd n e i n ie m ogą b yć za sto so w a n e do badań p orów n aw czych dla różnych rodzajów gleb.
Sp ek trofotom . pom iar b arw y b ielic 385
m echanicznym i o podobnej w ilgotności (w próbkach pow ietrznie su chych).
Zależności m iędzy b a rw ą gleby a ilością św iatła odbitego określono za pom ocą dwóch wskaźników .
— W skaźnik średniej w artości reem isji spektraln ej J, oznaczający średnią ary tm ety czn ą w artości Rg przy trzech różnych długościach fal św iatła (610, 680 i 750 nm). W zór opisujący ten w skaźnik m a postać:
J = Д д г .1 0 + Rg680 + f i g ? 5 0
W artości w skaźnika J w ynoszą od ok. 17% dla próbek poziom u iluw ial- nego hum usow o-żelazistego (Bhs) do w artości ok. 40% dla próbek skały m acierzystej (tab. 2).
— W skaźnik o kreślający p rzy ro st w artości reem isji spektralnej gleby
Rg w procentach, d la charakterystycznego odcinka długości fal od 610
do 750 nm . W zór tego składnika jest następ u jący : B = Rg-ьо - -R.9610 . 1 0q
R g ею
W skaźnik ten ilu stru je przed e w szystkim przebieg krzyw ych sp ektro- fotom etrycznych, zależny od to n u b arw y gleby. K rzyw e te dla skały m acierzystej przebiegają m niej strom o niż dla p róbek z poziom u ilu- w ialnego (rys. 2). Tym sam ym w artości w skaźnika В dla próbek skały
Rys. 2. K rzyw e w artości reem isji spek traln ej (Rg) próbek z poziom u ilu w ia ln eg o i skały m a cierzystej gleb y siln ie zb ielicow an ej (profil 11) C urves of sp ectral re-em issio n v a lu e (Rg) of sam p les from illu v ia l horizon and p aren tal rock
of stron gly podzolized soil (profile 11)
m acierzystej są m niejsze i w ynosiły w badanych glebach ok. 20%, gdy dla poziom u Bhs ok. 150%. Na bardziej płaski przebieg krzyw ych spektrofotom etrycznych skały m acierzystej w pływ a stosunkow o duża ilość z ia m kw arcu o szarej b arw ie (achrom atycznej), k tóre m ają dla w szystkich długości fal św iatła tę sam ą w artość reem isji [2].
3 8 6 W. P lich ta
T a b e l W ar toś ci s p e k t r o f o t o m e t r y c ^ .y c h wskaźników J i В
oraz m or fo lo g i c z n e g o wskaźnika s t o p n i a z b i e l i c o w a n i a P^ S p ec tr o p h o to m e tr ic v a l u e s o f J and В i n d i c e s and o f morphologic in d ex o f p o d z o . li z a t ic n degr ee P^
P r o f i l poziom P r o f i l e - ho r iz o n l l i ą ż s z c ś ć pozicn.u vr cm Horizon t h ic l m e s s , i n cm Barwa wg l£unceila* Colour ac co r di ng t o tëun sell* 1 ! ! j i 1 1 в ! i 1 f "" ■ ры T_ 2 3 j 4 ; b 6 ; M ie rze je £winy g l e b y s i l n i e z b ie li c o w a n e
S-wina Sand Bars
s t r o n g l y p o d z o l i z e d s o i l s i 11 Bhs 25 -32 5 та 3 / 4 i 1 6 , 2 [ ; 1 1 7 2 , 2 1 515 ! Bsh 3 2 -59 7 , 5 та 5 / 4 2 2 , 9 i 1 0 7 , 1 1 Ез 59-1 34 7 , 5 та 5 / 6 2 7 , 6 8 7 , 4 С > 134 10 та 7 / 5 3 8 , 2 ! ; 3 2 , 3 1I 10 Ehs 2C-22 7 , 5 та 4 / 4 2 0 , 1 1 3 9 , 0 332 Bsh 22-77 ю та е / 4 3 0 , 3 7 4 , 9 j BsG 7 7 -11 1 ю та 7 / 3 4 0 , 2 3 5 , 3 ! i С > 1 1 1 ю та е /2 4 1 , 2 2 2 , 2 9 B h s / Вsh 2 0- 50 ю та 6 / 6 3 1 , 6 7 8 , 9 ! 367 Bsh 50 -90 ю та 6 / 4 3 0 , 3 7 6 , 8 ; i С i > 9 0 ю та 8/2 ! 4 2 , 0 ! * 2 0 , 2 ; 1 14 Bhs ! 25 -3 0 ; 7 ,5 та 4 / 6 1 7 , 4 1 5 8 ,0 318 Bsh 30 -6 5 i 7 , 5 та 6 /8 3 6 ,0 1 5 7 ,9 BsC 6 5 -1 2 0 1 ю та 7 / 4 3 8 , 1 i 4 8 , 9 !11 С > 1 2 0 ! ю та 8 /2 4 1 , 2 2 2 , 2 1 1 ! j i : 26 Bhs 26-5 i г - — • ■ -• 7 , 5 та 4 / 6 1 9 ,8 1 4 5 , 8 241 Bsh iI 3 1 -8 0 7 , 5 та 7/8 3 9 , 7 4 8 , 3 i i BsC 8 0 -1 20 ю та 7 / 4 4 1 , 3 3 5 , 1 1i j С > 1 2 0 10 та 8/2 i 1 4 2 , 9 ! i 2 3 , 0 i i i g le b y ś r e d n i e z b ie lic o w a n e ! m o d e ra te ly p o d z o liz e d s o i l s 28 Bsh 25-55 ю та 5/6 3 4 , 6 5 9 , 6 218 BsC 55-1 02 ю та 8 / 3 4 3 , 1 2 0 ,8 i С > 102 ю та 8/2 4 4 ,2 1 5 ,1 1 23 Bs 1 5 -5 5 7 ,5 т а 7/6 3 6 ,3 4 4 ,3 160 ! BsC 5 5 -9 0 7 ,5 т а 7 / 4 4 1 , 3 2 5 ,7 С > 9 0 ю т а 8 /3 3 9 , 1 1 7 , 3 g l e b a i n i c j a l n a , bardzo s ła b o z b ie li c o w a n a i n i t i a l , ve ry weakly p o d z o l i z e d s o i l 29 10-20 > 20 10 ÏR 8/2 10 YR 8 /1 39,5 42,7 16,7 14,5 12
S pektrofotom . pom iar b arw y b ielic 387 c « d . t a b e l i 2 1 2 3 4 5 6 Wydny A ródl^dow e g le b a s i l m y /.b ie lic o w a n a C o n t in e n ta l l u n e a s t r o n g l y p o d z o liz e d s o i l s 1 Bhs 3 6-43 10 YR 3 /4 1 6 ,6 1 5 6 ,7 302 Bsh 4 3 -7 0 7 ,5 ÏR 5 /6 2 8 ,7 8 3 ,8 BsC 7 0 -1 1 0 10 YR 7 / 4 3 8 ,4 3 4 ,8 С > 110 10 YR 8 /3 4 0 ,3 2 4 ,2 g le b y ś r e d n io z b ie lic o w a n e m o d e ra te ly p o d z o liz e d s o i l s 2 Bsh 3 0-45 7 ,5 YR 5 /6 2 6 ,8 8 6 ,3 120 BsC 4 5 -7 0 10 TR 7 /4 3 8 ,0 3 1 ,1 С > 7 0 10 YR 7 /3 4 2 ,6 2 4 ,3 3 Bsh 15-37 7 ,5 YR 5 /6 2 9 ,7 7 2 ,7 161 BaC 3 7-65 10 YR 8 /3 4 1 ,6 2 0 ,2 С > 6 5 10 YR 8 /3 4 7 ,3 1 ^ ,8 * wg S t a n d a r t S o i l C o lo r C h a r t / 1 7 / a f t e r S ta n d a rd S o i l C o lo u r C h a r t / 1 7 /
Oba p rzedstaw ione w skaźniki są zm odyfikow anym i w skaźnikam i po d an ym i przez K a r m a n o w a [5], p rzy czym zm iany dotyczą m. in. p rzy jęty ch długości fal św iatła przy pom iarach Rg. K arm anow przy w y znaczaniu długości fal św iatła posłużył się krzyw ą spektrofotom etryczną w odorotlenku żelaza, substancji, jego zdaniem , decydującej w głównej m ierze o b arw ie gleby. Poniew aż b arw a gleby nie je st spow odow ana w yłącznie zw iązkam i żelaza, w zorzec te n nie m oże m ieć ogólnego za stosow ania, a w szczególności nie jest odpow iedni dla p ró b ek z a w iera ją cych substan cję organiczną, njp. próchnicznych czy iluw ialnych pozio m ów gleb silnie zbielicow anych. Żeby móc jednocześnie w ykorzystać w skaźniki J i В do określan ia stopnia zbielicow ania gleby, przyjęto ta kie długości fal św iatła, k tó re daw ały m ak sy m aln e różnice w artości Rg m iędzy próbkam i ze skały m acierzystej i poziom u iluw ialnego p róchni- cowo-żelazistego. Z rys. 2 oraz prób n ych obliczeń w ynika, że najb ardziej c h arak tery sty czn y jest przebieg k rzy w y ch na odcinku 610 do 750 nm i stą d pochodzą p rzy ję te w e w zorach J i В długości fal.
J a k już zaznaczono, jed n y m z głów nych k ry te rió w m orfologicznych stopnia zbielicow ania jest b arw a poziom u iluw ialnego, zw iązana z za chodzącą w czasie procesu bielicow ania ak um u lacją związków żelaza i próchnicy. Poniew aż w skaźniki J i В zależą od b arw y gleby, podjęto próbę ich w ykorzystania do oznaczania stopnia zbielicow ania.
3 8 8 W. P lich ta
Z aproponow ana tu ta j m etoda określania stopnia zbieli co w ania nie o piera się na ilościowym oznaczeniu akum ulatów w poziom ie iluw ial- nym , lecz n a b arw ie jako takiej. Trudno bowiem podać proste zależno ści m iędzy poszczególnym i składnikam i gleby a jej b arw ą [13], k tó ra jest najczęściej w ypadkow ą m ieszaniny b a rw różnych substancji w róż n ych proporcjach. W przy p ad ku badanych gleb m ożna jed n ak ogólnie stw ierdzić, że o tonie i n asyceniu d ecy d u je głównie zaw artość żelaza, n ato m iast o jasności — ilość próchnicy. Tym sam ym w skaźnik В kształ tow any jest przede w szystkim przez zaw artość żelaza, a w skaźnik J — przez ilość próchnicy.
A naliza otrzym anych w skaźników J i В w obrębie poziom u iluw ial- nego, jak rów nież w poziom ach iluw ialnych gleb, k tó ry ch stopień zbieli- cow ania został uprzednio określony innym i m etodam i (tab. 1 i 2), po tw ierdza możliwość zastosow ania w skaźników opartych na barw ie do ilościowej c h a ra k te ry sty k i stopnia zbielicowania. W artości w skaźnika В są w prost proporcjonalne, w artości zaś w skaźnika J odw rotnie proporcjo nalne do stopnia ukształtow ania poziom u iluw ialnego. W obec tego w łaści wości poziom u iluw ialnego zw iązane z barw ą oraz z w artością reem isji można przedstaw ić w postaci stosunku BU.
Proponow any m orfologiczny w skaźnik zbielicow ania gleby oznacza zm ianę w artości B 1/ J 1 poziom u iluw ialnego w stosunku do B J J 0 skały m acierzystej. Wzór. w edług którego oblicza się ten w skaźnik, jest n a stę pujący:
_ B ,/J,
M '
Bo/J o•h
W artość h we wzorze Pm oznacza miąższość poziom u iluw ialnego i sta
nowi w spółczynnik proporcjonalności zw iązany z różną m iąższością tego poziom u w poszczególnych glebach. W p rzyp adku dwóch profilów o tej samej barw ie poziom u iluw ialnego. a różnej miąższości, bardziej zbieli- cowany jest ten profil, którego poziom iluw ialny m a w iększą miąższość.
Często w glebach silnie zbielicow anych poziom iluw ialny w ykazuje duże zróżnicow anie m orfologiczne, m. in. pod w zględem barw y, koniecz ne więc jest w yodrębnienie poszczególnych podpoziomów. W tak im przy
padku w skaźnik Pm jest rów ny sum ie w skaźników obliczonych dla po
szczególnych podpoziom ów i m a postać:
_ _ B ]/ J 1- h {+ B 2/J 2-h2 + - -
Pm
Bo/J o
Obliczone w edług podanego w zoru w artości w skaźnika Pm w y kazują
dobrą zależność od stopnia zbielicowania, określonego na podstaw ie cech m orfologicznych oraz w skaźnika chemicznego (tab. 3). W glebach silnie
Spek trofotom . pom iar b arw y b ielic 389
zbielicow anych, z poziom em iluw ialnym hum usow o-żelazistym (orszty- nowym), w skaźnik P M p rzy jm u je w artości powyżej 300, nato m iast w gle bach średnio zbielicow anych — od 200 do 300. Istn iejący w niek tó ry ch profilach pew ien b rak proporcjonalności m iędzy w skaźnikiem chem icz nym PCh i m orfologicznym P M w ynika stąd, że próbki skały m acierzy-T a b e l a 3 Z a le ż n o ść pom iędzy w a rto ś c ia m i chem icznego
i m o rfo lo g ic z n e g o / Р ц/ w sk aźn ik a s t o p n i a z b ie lic o w a n ia I n t e r r e l a t i o n b etw een v a lu e s o f ch em ica l /Р ç and m o rp h o lo g ic / Р ц / p o d z o l i z a t i o n d e g re e in d e x P r o f i l - P r o f i l e рсь PM g le b y s i l n i e z b ie lic o w a n e - s t r o n g l y p o d z o liz e d s o i l s 11 3 ,3 7 515 10 2 ,7 5 332 9 1 ,9 9 367 g le b y ś r e d n io z b ie lic o w a n e - m o d e ra te ly p o d z o liz e d s o i l s 28 1 ,3 4 213 23 1 1 ,2 3 116
g le b a i n i c j a l n a , b a rd z o s ła b o z b ie lic o w a n a - i n i t i a l , v e ry w eakly p o d z o liz e d s o i l
29 0 ,8 1 12
stej w glebach silnie zbielicow anych pobrano ze zbyt m ałej głębokości (150-160 cm). Na podstaw ie pom iarów Rg oraz stosunku B 0/ J 0 stw ierdzo no, że próbki gleb silnie zbielicow anych, w ytw orzonych z piasków , w y k azują niekiedy ślady akum ulacji na głębokości przekraczającej 150 cm. N ależałoby wobec tego pobierać próbki skały m acierzystej z w iększych głębokości, niż się to na ogół p rak ty k u je.
W N IO SK I
O trzym ane w y nik i w skazują na możliwość w ykorzystania spektrofo to m e tru Spekol do ch ara k te ry sty k i b arw y poziom u iluw ialnego bielic. Przedstaw iona m etoda pozw ala n a szybkie i proste określenie w artości liczbowych, um ożliw iających ocenę zróżnicow ania barw y tego poziom u i porów nania jej z b arw ą skały m acierzystej w sposób bardziej dokładny niż w m etodach w izualnych.
P rzydatność m etody została potw ierdzona próbą zastosow ania jej do oznaczania stopnia zbielicow ania gleby na podstaw ie b arw y poziom u ilu wialnego. W artości zaproponow anego m orfologicznego w skaźnika stopnia
3 9 0 W. P lich ta
zbielicow ania Pm, opartego na w skaźniku średniej w artości reem isji spek
traln ej J i w skaźniku określającym p rzy ro st w artości reem isji spek traln ej zw iązanej ze zm ianą długości fal В . w skazują dość dobrą zgodność ze stopniem zbielicowania, określonym zarów no za pomocą k ry terió w m or fologicznych, jak i chem icznych.
N ie jest to jed nak w skaźnik uniw ersalny. W podanej postaci może on być w yko rzystany w yłącznie dla całkow itych gleb autom orficznych, jak np. utw orzonych z piasków w ydm ow ych, stanow iących stosunkow o duży p rocent pow ierzchni Polski.
O pisana m etoda, po uprzedniej m odyfikacji polegającej na dobraniu odpow iednich długości fal przy pom iarze reem isji, może znaleźć zastoso w anie także w porów naw czych badaniach nad stra ty g ra fią skał osadowych.
LIT ER A T U R A
[1] A n d r o n i k o w W. L.: O spektralnoj otrażatielnoj sp osob nosti n iek otorych poczw leso stiep i. Izw . Ak. N auk SSSR . Sier. geograf., nr 3, 1958, 93-97.
[2] B i e ł o n o g o w a I. N., T o ł c z e l n i k o w Ju. С.: O za w isim o sti spektralnoj jark osti m in iera ło w ot stie p ie n i d isp iersn osti. Izw . Ak. N auk SSSR . Sier. gieołog., nr 11, 1959, 98-101.
[3] D o b r o w o l s k i W. W. , C z u p a c h i n a R. P.: P ribor dla k o liczestw ien n o j ch arak tieristik i cw ieta poczw w p o lew y ch u slow ijach . P oczw ow ied en ., 1, 1969, 149-154.
[4] K a m o s h i t a Y., Y a m a d a Y.: On the so il colour determ ined by Spektro p hotom eter. S oil a. P la n t Food., 4, 1958, nr 3, 107-109.
[5] K a r m a n o w I. I.: О p rim ien ien ii sp ek trofotom etriczesk ich k o eficjen to w к izu czeniju p oczw o o b ra zo w a tieln y ch p rocessow . P o czw o w ied en ., 2, 1968, 13-28. [6] K a r m a n o w I. I.: Izu czen ije poczw po sp ek traln om u so sta w u otrażen n ych
izłu czen ij. P oczw ow ied ien ., 4, 1970, 34-47.
[7] L u c e n a F., A c l e J. A.: R eflecta n ce spektrophotom etry of th e organic m atter of the soil. 8th Intern. C ongress of S o il S cien ce, t. I l l, 1964, 175-183. [8] M i c h a j ł o w a N. A., N i e u n y ł o w B. A., I w a n o w G. I.: P rim ien ien ije m ietod a in tiegraln oj sp iek trofotom etrii dla issled o w a n ij poczw prim orskogo kraja. P o czw o w ied ien ., 2, 1967, 50-60.
[9] O b u c h ó w A. I., O r ł ó w D. S.: S p ek traln aja o trażatieln aja sposobnost g ła w n iejszich tipow poczw i w ozm ożn ost isp o lzo w a n ija difuznogo otrażen ija pri p oczw ien n ych issled o w a n ija ch . P o czw o w ied ien ., 2, 1964, 83-93.
[10] O r ł ó w D. S.: K o liczestw ien n y je zak on om iern osti otrażen ija sw ieta poczw am i. I. W lija n ije razm iera czastic (agregatów ) na o trażatieln uju sposobnost. N aucz. D okł. Wyż. Szk., Biol. N auki, nr 4, 1966, 206-210.
[11] P l i c h t a W.: W p ływ w ie k u na stop ień zb ielico w a n ia gleb w y tw o rzo n y ch z p iask ów w y d m o w y ch m ierzei Ś w in y. Stud. Soc. Sc. Toruń., 7, 1970, nr 3, 64. [12] P r u s i n k i e w i c z Z.: Z agad n ien ia le ś n o -g leb o zn a w cze na obszarze B ram y
Ś w in y . Bad. F izj. nad P olsk ą Zach., P T P N , P ozn ań 1966, 25-127.
[13] R o s c h a c h H.: E x p erim en telle E rgeb n isse und E rfahrungen b ei der R e m is sio n sm essu n g en v ersch ied en a rtig g ed ü n gter A ckerböden. Z. f. P fla n zen ern . Düng, u. Bod., 92 (137), 3, 1961. 207-219.
Sp ek trofotom . pom iar b arw y b ielic 391 [14] S c h u l t z e W.: F arb en leh re und F arbenm essung. B erlin -H eid elb erg , N e w
Y ork 1966, Sprin ger V erlag, 83.
[15] S h i e l d s J. A., A r n a u d R. J. St., P a u l E. A., C l a y t o n J. S.: M easu re m en t of so il colour. Can. J. S o il Sei., 46, 1, 1966, 83-90.
[16] S h i e l d s J. A., P a u l E. A., A r n a u d R. J. St., H e a d W. K.: S p ek tro- ph otom etric m ea su rem en t of so il colour and its rela tio n sh ip to m oistu re and organic m atter. Can. J. S o il Sei., 48, 3, 1968, 271-280.
[17] S tandart S o il C olour Chart, F u jih ira Industry Co, L.t.d. Tokyo. [18] Z a u s z n i c a A.: N auka o b arw ie. PW N, W arszaw a 1959.
в. ПЛИХТА С П ЕК ТРО Ф О ТО М ЕТРИ Ч ЕС КО Е И ЗМ ЕРЕН И Е О К Р А С К И И Л ЛЮ ВИАЛЬНО ГО ГО РИ ЗО Н Т А П О ДЗО Л О В О тделение П очвоведения, Институт Биологии У ниверситета им. М иколая К оп ерн и ка в г. Торунь Р е з ю м е В стаьте подан простой и бы стрый метод количественного оп ределен и я окраски иллю виального горизонта п одзол ов по спектроф отом етрическ ом у и з м ерению реэм исси и с помощ ью спектроф отом етра Spek ol. В заим озависим ость м е ж д у окраской почвы и реэм исси ей вы р аж ал ась пок азател ем среднего з н а чения спектральной реэм исси J и пок азател ем прироста спектральн ой р еэм и с сии в связи с и зм ен ением длины волны В. П ригодность м етода п одтвердилась в попы тке прим ен ения н азв ан н ы х п о к азател ей дл я п р едоп р едел ен и я м орф ологич еского пок азател я степени оп од зо- ленности почвы Р м • Зн ач ен и я п ок азател я Р м вы являет довольно хор ош ую совп адаем ость со степенью оп одзолени я, вы раж аем ой с помощ ью критериев как м ор ф ологи ч еск и х так и хи м и ч еск и х. Н ел ьзя однако его считать п о к а за телем универсальны м . В прив еден н ой ф ор м е он применим исклю чительно дл я о дн ор одн ы х автом орф н ы х почв. О писанны й метод, посл е п редварительной м оди ф и к ац и и состоящ ей в п о д боре н а д л еж а щ ей длины волны при изм ерен ии реэмиссии, м ож ет найти п р и м енени е в сравн ительны х и спы таниях стратиграф ии осадоч н ы х пород. WITOLD PLICHT А
SPEC TRO PH O TO M ETR IC COLOUR M EASU REM ENT OF IL L U V IA L HO RIZO N OF PO D ZO LS
D ep artm en t of Soil Science, N. C opernicus U niversity in T oruń
S u m m a r y
A sim p le and quick q u a n tita tiv e m ethod is p resen ted of colour characteristics of illu v ia l horizon in podzols b asin g on sp ectrop h otom etric re -e m issio n m e a su r e m en ts by m ean s of th e S p ek ol spectrophotom eter. The in terrelation b etw een soil
3 9 2 W. P lich ta
colour and re-em issio n has been d eterm in ed by m eans of the in d ex of m ean spectral re-em issio n v a lu e J and of the in d ex d eterm in in g sp a tia l r e-em issio n grow th in connection w ith w a v e len g th change B.
S u ita b ility of the m ethod has been proved in the test on ap p lication of th e both in d ices for m orphologic d eterm in ation of so il p od zolization d egree in d ex Pm- The Pm in d ex v a lu es sh ow fa irly close correlation w ith so il p odzolization degree, d e term in in g both by m orp h ological and ch em ical criteria. It is not, how ever, an u n iv ersa l in d ex. In the g iv en form it can b e ap p lied so lely for uniform , au to- m orphic soils.
The m eth od described above can be applied also in com parative in v estig a tio n s on stratigrap h y of sed im en ta tio n rocks after p relim in a ry m o d ifica tio n con sistin g in selectio n of adequate w a v e len g th s in re-em issio n m easu rem en t.
A d r e s W p ł y n ę ł o do P T G w sierp n iu 1970 r. d r W i to l d P lich ta
Z a k ła d G l e b o z n a w s t w a U n i w e r s y t e t u M. K o p e r n ik a T o r u ń , S i e n k i e w i c z a 30
