R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T. X X V I, Z. 3, W A R SZ A W A 1975 JÓ ZEF TO K A J MIKROMORFOLOGIA I MIKROMORFOMETRIA AGREGATÓW GLEBOWYCH I n s ty tu t'G le b o z n a w stw a i C h em ii R olnej A k ad em ii R olniczej w K ra k o w ie W STĘP
Agregacja substancji glebowej zależy w głównej mierze od jakości zwietrzeliny skały glebotwórczej, z której w ytworzyła się gleba, i sposobu jej użytkowania. Intensywność działania czynników gruzełkotwórczych w glebie i formowania się agregatów glebowych nadaje każdej glebie rozmaity stopień agregacji. Tworzenie i formowanie się gruzełków glebo wych odbywa się pod wpływem działania różnych czynników w procesie zlepiania i sklejania elem entarnych cząstek glebowych. W procesach gru zełkotwórczych najważniejszą rolę spełniają substancje próchniczne, mi nerały ilaste, zasorbowane kationy zasadowe, mikroorganizmy glebowe (bakterie, grzyby), mezofauna glebowa (dżdżownice, wazonkowce) i po łączenia minerałów ilastych z kwasami huminowymi. Najważniejszymi właściwościami gruzełków glebowych są: budowa, skład mechaniczny, mi neralny i chemiczny, porowatość i wielkość przestworów, wodoodpomość i zwięzłość.
O BIEK TY B A D A Ń
Badania wykonano na agregatach poziomu próchnicznego gleby leś nej brunatnej kwaśnej, wytworzonej ze skał górskiej moreny dennej — łupków ilastych, wapieni dolomitycznych i kwarcytów. Gleba ta należy do średnio głębokich, słabo szkieletowych i gatunku gliny ciężkiej. Poziom próchniczny o miąższości 0,3-13 cm odznacza się barw ą brunatną, agre gacją ziarnisto-bryłkow atą i odczynem kwaśnym. Profil ma następujące poziomy genetyczne: A 0—A ^ B ) —Cx. Omawiana gleba położona jest na wysokości powyżej 1200 m n.p.m. i znajduje się pod drzewostanem
4 J. Tokaj
świerkowym. Badania przeprowadzono na frakcjach agregatów o śred nicy powyżej 6, 6-5, 5-4, 4-3, 3-2 i 2-1 mm, o barw ie jasnej i ciemnej. Celem badań była charakterystyka właściwości mikromorfologicznych i mikromorfometrycznych agregatów glebowych o barwie jasnej i ciem nej i wykazanie różnic między poszczególnymi frakcjam i w obrębie po ziomu próchnicznego. Skład m ineralny poziomu próchnicznego według analizy termicznej [20] wykazuje: m inerałów ilastych 28% (montmory- lonitu 15,6% i kaolinitu 12,4%), substancji organicznej 18,8%, węgla nów 0,4% i reszty term icznie nieczynnej (piasek) 52,8%.
M ETO DY K A B A D A Ń
Procentową zawartość frakcji agregatów oznaczono metodą sitową w stanie powietrznie suchym, a wydzielenia agregatów o barwie jasnej i ciemnej z otrzym anych frakcji dokonano za pomocą specjalnego ko- lorym etru naturalnego [22].
Skład granulom etryczny poziomu próchnicznego oznaczono metodą Bouyoucosa-Cassagrande’a-Prószyńskiego po uprzednim spaleniu próchnicy w 6-procentowym H20 2 [15, 20].
Uziarnienie agregatów o barw ie jasnej i ciemnej zbadano metodą mikroskopową Tokarskiego, przy pomiarze największych średnic 300 ziarn w preparacie proszkowym [22].
Właściwości mikromorfologiczne i mikrom orfom etryczne agregatów 0 barw ie jasnej i ciemnej sporządzonych z każdej frakcji oznaczono pod mikroskopem polaryzacyjnym w cienkich płytkach (szlifach); [5, 7, 11, 14].
W Y N IK I B A D A Ń
S K Ł A D G R A N U L O M E T R Y C Z N Y
W poszczególnych frakcjach mechanicznych poziomu próchnicznego znajduje się mało części szkieletowych (tab. 1). W ich skład wchodzą kil kucentym etrowe okruchy wapieni dolomitowych i kwarcytów. Frakcje drobniejsze znacznie przew ażają ilościowo nad grubymi. Analiza wy kazała duże ilości iłu koloidalnego, małe pyłu grubego, nie wykazała natom iast obecności grubego piasku.
S K Ł A D A G R E G A T O W Y
Najwięcej agregatów znajduje się we frakcji o średnicy poniżej 1 mm 1 od 1 do 2 mm. Pozostałe frakcje są ilościowo wyrównane przy znacz nym spadku ilości agregatów we frakcji o średnicy 5-6 milimetrów. Ilość agregatów frakcji o średnicy 0,5-1 i powyżej 6 mm jest większa
M orfologia i m ik rom orfom etria agreg a tó w g leb o w y ch 5
T a b e l a 1
Skład granulom etryczny g le b y G ranulom etric co m p o sitio n o f s o i l
Sredn ioa c z ą s te k w mm
D iam eter o f p a r t i c l e s i n mm P ro cen t c z ą s te k % o f p a r t i c l e s
> 1 2,6 < 1 9 7 ,4 1 - 0 ,5 0,0 0 ,5 - 0 ,2 5 1,0 0 ,2 5 - 0,10 12,0 0,10 - 0 ,0 5 4 , 0 0 ,0 5 - 0,02 13,0 0,02 - 0 ,0 0 6 23,0 0 ,0 0 6 - 0,002 1 8 ,0 <0,002 2 9 ,0 1 - 0,10 1 3 ,0 0,10 - 0,02 17,0 <0,02 70,0
przy barw ie ciemnej niż jasnej. A gregaty o barwie jasnej w pozosta łych frakcjach ilościowo przeważają nad ciemnymi (tab. 2).
Formowanie się agregatów o barwie jasnej i ciemnej jest wynikiem działania czynników gruzełkotwórczych w poziomie próchnicznym. Głów ną rolę w procesie formowania się agregatów odgrywa tworzenie się kwasów próchnicznych i podatność substancji organicznej na rozkład mikrobiologiczny. Wytworzone substancje próchniczne same biorą udział
T a b e l a 2
Sk ład agregatowy g le b y C ontent o f p a r t ic u l a r a g g r e g a te s i n s o i l
F ra k cja 0 w mm F r a c tio n o f 0 mm
Ogólna zaw artość
agregatów , % C ontent o f a g g r e g a te s i n %Zawartość agregatów w % T o ta l c o n te n t o f
a g g r e g a te s i n % b r ig h t barwy j a s n e j 1^ c o lo u r o f dark o o lo u rbarwy ciem n ej
< 1 3 9 ,4 - -1 - 0 ,5 0,0 2 4 ,5 0 7 5 ,5 0 1 - 2 2 1 ,4 4 9 ,3 1 5 0 ,6 9 2 - 3 7 , 6 60,30 3 9 ,7 0 3 - 4 9 ,6 5 7 ,5 0 4 2 ,5 0 4 - 5 7 ,5 5 4 ,6 7 4 5 ,3 3 5 - 6 4 , 4 63,61 3 6 ,3 9 > 6 7 ,5 3 7 ,0 0 63,00
6 J. Tokaj
w procesach tworzenia się gruzełków glebowych albo już po ich uformo w aniu przesycają je niejednorodnie. A gregaty ciemne zaw ierają znacz nie więcej substancji organicznej w porównaniu do jasnych [20, 21]. Zja wisko zróżnicowania barw y agregatów glebowych poziomu próchniczne go stwierdzono już w glebach brunatnych upraw nych i znajdujących się pod użytkami zielonymi [20, 21].
W Ł A ŚC IW O ŚC I M IKRO M O RFO LO G ICZNE
Agregaty o barwie jasnej. Frakcja 1-2 mm zawiera m ineralne ziarna
szkieletowe średniej wielkości o zarysach kanciastych. Są one bardzo często zwietrzałe i zanieczyszczone zwietrzeliną organiczno-ilastą. Nie które resztki roślinne są bardzo słabo rozłożone. Substancja sklejająca części szkieletowe jest gęsta i kłębkowata, barw y niejednolitej ceglasto- czarnej. Wolne przestwory kanalikowe przebiegają pojedynczo i niere gularnie. Pory zamknięte znajdują się tylko w niektórych częściach agregatów.
Frakcja 2—3 mm zawiera ziarna szkieletowe m ineralne i okruchy bar dzo słabo rozłożonej substancji organicznej. Znajdują się one gdzieniegdzie w małej ilości. Okruchy substancji organicznej ulegają stopniowemu roz kładowi, w niektórych frakcjach zachowują jeszcze wyraźne ślady budo wy komórkowej. Substancja wiążąca szkielet m ineralny i organiczny jest barw y brązowo-żółtej, miejscami rdzawej. Składa się z bardzo drobnych równowym iarowych ziarenek skupionych i zagęszczonych, o wyglądzie „chm urkow atym ”. Obserwowana przy skrzyżowanych nikolach tylko częściowo polaryzuje światło. Często widoczne są w niej nitkowate two ry — wyraźne ślady po rozłożonych drobnych korzeniach roślin. P rze stwory większe znajdują się dość rzadko, a kanalikowe m ają często wew nętrzne ścianki równe (gładkie), tworząc charakterystyczne formy.
Frakcja 3—4 mm odznacza się różnym uziarnieniem szkieletu, który jest nierównomiernie rozmieszczony. Ziarna te m ają kontury ostrokraw ę- dziste, są łupliwe i spękane oraz zanieczyszczone substancją izotropową (organiczną). Substancja wiążąca części szkieletowe w całej swej masie jest galaretow ata i usiana drobnym i fragm entam i resztek roślinnych. Są one w większości bardziej rozłożone niż w poprzednio opisanej frakcji, a w wielu z nich widać jeszcze ślady anatomicznej budowy. Niektóre dzielą się charakterystycznie wzdłuż i w poprzek, wykazując różny sto pień humifikacji. Barwa tych agregatów jest bladobrązowa, częściowo jednolita, miejscami intensywniejsza, wywołana koncentracją produktów rozkładającej się obumarłej substancji organicznej. Przestw ory kanaliko we często szerokie, biegną nieregularnie i łączą niekiedy ze sobą prze stw ory zamknięte. Zwężenia kanalikowe najczęściej znajdują się między dużymi ziarnami m ineralnym i i resztkam i roślinnymi.
M orfologia 1 m ik rom orfom etria a g reg a tó w g leb o w y ch 7
F rakcja 4—5 mm w przeważającej mierze zawiera ziarna szkieleto we średniej wielkości i pojedynczo ziarna duże. Leżą one bezładnie w agregatach lub w większym skupieniu połączone substancją sklejającą, tworząc rodzaj zlepieńców. K ontury m ają kanciaste i słabo obtoczone. Substancja sklejająca ma wygląd gęstej galaretow atej masy drobnoziar nistej, miejscami kłębkowatej, o barwie bladoceglastej i jasnobrązowej, rzadko czerwonawej. W masie tej znajdują się pojedynczo okruchy resz tek roślinnych w początkowej fazie rozkładu barw y czarnej. Fragm enty resztek roślinnych pozbawionych treści komórkowej są wypełnione ani zotropową substancją ilastą, tworząc w ten sposób charakterystyczną bu dowę niektórych części agregatów. Przestw ory zamknięte tw orzą prze strzenie o różnych kształtach i wymiarach. Są one pojedyncze lub tworzą dosyć szerokie kanaliki rozwidlające się w rozmaity sposób.
Frakcja 5—6 mm obejmuje ziarna szkieletowe o kraw ędziach ostrych i kanciastych, wielkości piasku grubego i średniego. Są one w niektórych częściach agregatów bardziej skupione, silnie zwietrzałe, często pokryte plamami rdzawymi i przez to mętne. Plam y te są prawdopodobnie po
łączeniami próchniczno-żelazisto-ilastymi. Substancja wiążąca ziarna
szkieletowe, jak i nie rozłożone resztki roślinne, tw orzy masę galaretow a tą i kłębkowatą natury próchniczno-ilastej, barw y ceglastej z plam istym odcieniem czerwonawym. W większości jest to substancja izotropowa zgęszczona, a tkwiące w niej okruchy resztek roślinnych są na różnym etapie rozkładu i humifikacji. Wolne przestrzenie tw orzą tu pory zam knięte różnych wymiarów i kształtów. Przestw ory te łączą się ze sobą kanalikam i albo są oddzielone cienką ścianką substancji sklejającej. W niektórych zaś częściach gruzełków nie posiadających części szkieleto wych znajdują się szczelinowate pęknięcia spowodowane wyschnięciem wody. Można je odróżnić od kanalików po prostym biegu i gładkich wew nętrznych ściankach, których to cech kanaliki na ogół nie wykazują.
Frakcja powyżej 6 mm zawiera ziarna szkieletowe miejscami duże, miejscami małe, przy niewielkim udziale resztek roślinnych bardzo sła bo rozłożonych lub nie rozłożonych. Duże ziarna m ineralne m ają spęka nia, w których tkw i zgromadzona substancja ilasta. Ziarna drobne roz mieszczone są nieregularnie i widoczne na tle szlifu, jakby były „zato pione” w substancji koloidalnej, tworząc w ten sposób masę podobną do zaprawy m urarskiej. Substancja sklejająca ma drobnoziarnistą budowę barw y brązowej o konsystencji zgęszczonej. Tkwią w niej pojedynczo elem enty resztek roślinnych o barwie czarnej. Niektóre z tych resztek w pewnych częściach są bardzo rozłożone i m ają pasemkowatą drobnoziar nistą budowę o barw ie ceglastej. Przestw ory m ają głównie postać w y dłużonych soczewek zamkniętych. Przestw ory kanalikowe są bardzo
wą-8 J. Tokaj
skie, w ystępują pojedynczo i biegną zygzakowato przez gruzełek, albo tworzą lejkowate kształty.
Agregaty o barwie ciemnej. Frakcja o średnicy 1—2 mm zawiera w
badanych szlifach ziarna m ineralne duże i pojedynczo bardzo duże. W y kazują one pewien stopień zwietrzenia, zarys ostrokraw ędzisty lub słabo obtoczony. Substancja wiążąca składa się głównie z resztek roślinnych w różnej fazie rozkładu i humifikacji, w większości barw y ciemno- brązowoczarnej. Tworzy ona jednolitą część gruzełka, prawie gęstą, z tu i ówdzie zanikającą budową anatomiczną. Spotyka się także frag m enty kłębkowate, luźniej połączone ze sobą, tworzące splot różnych okruchów resztek roślinnych, ulegających stopniowemu rozkładowi i humifikacji. Przestw ory kanalikowe łączą ze sobą pory zam knięte albo oddzielają od siebie elem enty kłębkowate agregatów.
Frakcja 2—3 mm ma ziarna szkieletowe m ineralne krańcowo róż nej średnicy. Są one głównie ostrokrawędziste, często spękane i zanie czyszczone rozłożoną substancją organiczną. Substancja sklejająca te ziarna ma konsystencję galaretow atą i kłębkowatą o barw ie rdzaw obrą- zowej. Okruchy substancji organicznej m ają często zanikającą budowę komórkową, a silnie rozłożone tworzą masę zgęszczoną z drobnym i nie rozłożonymi resztkami. Masa ta jest praw ie zupełnie izotropowa o nie jednolitym zabarwieniu, wywołanym powolnym i stopniowym rozkła dem. Wolne przestrzenie w ystępują głównie w postaci cienkich krętych kanalików i pojedynczych por zamkniętych. W niektórych częściach tw o rzą one dość charakterystyczne kształty, biegnące jeden obok drugiego wśród podłużnych okruchów resztek roślinnych.
Frakcja 3—4 mm odznacza się ziarnam i szkieletowymi, głównie śred niej wielkości, przy dość rzadko w ystępujących ziarnach dużych. Nie które ziarna duże powodują faliste znikanie światła, m ają kształty kan ciaste i są słabo obtoczone. Substancja klejąca tw orzy izotropową gęstą masę o barwie niejednolitej brązowordzawej. Resztki roślinne są częś ciowo w różnym stopniu rozkładu, a częściowo zachowują jeszcze bu dowę komórkową. Mniej rozłożone i zhumifikowane resztki roślinne są barw y czerwonoceglastej i w zagęszczeniu tworzą kłębkowate części agregatów prawie luźno połączonych ze sobą. Przestw ory wolne m ają tu postać wąskich krętych kanalików i niekiedy porów zamkniętych. K ana liki te biegną najczęściej wśród resztek roślinnych i niekiedy łączą ze sobą pory zamknięte. W niektórych agregatach obserwuje się na pewnej przestrzeni skupienie wolnych porów o mniejszych wym iarach i pewne części agregatów nie m ających przestworów. Taki układ może świadczyć o pewnych fazach intensywności procesów formowania się gruzełków w poziomie akum ulacyjno-próchnicznym .
M orfologia i m ik rom orfom etria ag reg a tó w g leb ow ych 9
Frakcja 4—5 mm zawiera nierównom iernie rozmieszczone ziarna m i neralne średniej wielkości, o zarysach kanciastych i słabo obtoczonych. W niektórych częściach agregatów spotyka się ziarna duże, oblepione substancją wiążącą, które tw orzą większe skupienia. Pojedynczo znajdu ją się fragm enty resztek roślinnych barw y czarnej w początkowej fazie rozkładu, tworzące szkielet organiczny. Substancja wiążąca ten szkielet jest drobnoziarnista, gęsta i galaretow ata, o barw ie bladoceglastej, jasno- brązowej, niekiedy czerwonawej. Fragm enty substancji roślinnej pozba wione treści komórkowej wypełnione są ilastą substancją anizotropową, tworząc w ten sposób charakterystyczną budowę tej części agregatów. Prze stw ory zamknięte tw orzą wolne przestrzenie o różnych kształtach i w y miarach. Czasem przybierają one kształt szerokiego kanalika biegnącego przez agregat, a rozgałęziając się na boki tw orzą dość dużą przestrzeń wolną. Taki system wolnych przestrzeni zapewnia lepsze krążenie w gru- zełkach wody i powietrza.
Frakcja 5—6 mm ma m ineralne ziarna szkieletowe wielkości piasku średniego i drobnego, rzadko grubego. K ształt ziarn jest różny, a kraw ę dzie kanciaste i ostre. Niektóre ziarna są silnie zwietrzałe, a w pow sta łych szparach tkw i substancja organiczno-ilasta. Fragm enty resztek orga nicznych bardzo słabo rozłożonych o ostrych konturach są tu szkieletem organicznym. Substancja sklejająca ziarna szkieletowe jest barw y nie jednolitej ceglastoczerwonawej, spowodowanej koncentracją organicznych kwasów krenow ych powstałych z rozkładu ściółki szpilkowej. Rozłożone resztki organiczne tworzą tu fragm enty żeberkowate wypełnione kom pleksowymi połączeniami ilasto-próchnicznymi humusowymi, zwiększając w ten sposób mechaniczną elastyczność i wcdoodporność gruzełków. Prze stw ory wolne m ają postać włoskowatych i krętych kanalików lub tworzą niekiedy rodzaj zam kniętych soczewek. Rozmieszczenie ich jest nierówno mierne, a ich zygzakowaty przebieg powoduje niekiedy podział gruzełka na segmenty kłębkowate.
Frakcja powyżej 6 mm odznacza się w niektórych gruzełkach skupie niem szkieletu mineralnego głównie w postaci drobnych ziarn. Są one rozmaitych wielobocznych nieregularnych kształtów, przeważnie ostro- krawędziste i kanciaste, rzadko obtoczone. Resztki organiczne tw orzą róż ne okruchy podłużne i zaokrąglone barw y czarnej, wykazujące na obrze- żeniach początkową fazę procesów rozkładowych. Substancja klejąca jest masą drobnoziarnistą, w niektórych miejscach bardziej zgęszczoną i kłęb- kowatą, o barw ie rdzawobrązowej z odcieniem żółtawym i czerwonawym. Niektóre okruchy roślinne są w znacznym stopniu rozłożone, o niejedno
10 J. Tokaj
kniętych. W ewnętrzne ścianki kanalików są charakterystycznie „wycina n e”. Kanaliki tworzą tu system rozwidlony i czasem łączący ze sobą przestw ory zamknięte.
W Ł A ŚC IW O ŚC I M IK R O M O R FO M ETR Y CZN E
Uziarnienie agregatów. Średnica ziarn szkieletu agregatów wahała się
w granicach od 7,5 do 447,5 m ikrona w agregatach barw y jasnej i od 7,5 do 615,0 mikronów barw y ciemnej (rys. 1—6). Na krzyw ych sum acyj- nych widać wyraźne charakterystyczne różnice w uziarnieniu agregatów o barwie jasnej i ciemnej. Ziarna grubsze m ają agregaty ciemne, z w y jątkiem frakcji powyżej 6 mm, którą charakteryzują znacznie drobniej sze ziarna. Szczególnie duże różnice w uziarnieniu w ykazują frakcje 1—2, 2—3 i 3—4 mm, a nieco mniejsze — frakcje 4—5 i 5—6 milimetrów. Frakcja 1—2 mm agregatów ciemnych ma ziarna najgrubsze, których średnica wynosi aż 615,0 mikronów. W jasnych średnica nie przekracza 375,0 mikronów, jest więc blisko o połowę mniejsza.
R ys. 1. U zia rn ien ie a g reg a tó w o b a rw ie ciem n ej С i jasnej J. F rakcja 1-2 m m śred n icy (krzyw e sum acyjn e)
G ranulation of a ggregates of dark colour С and bright colour J. F raction of 1-2 m m in dia (sum m ation curves)
R ys. 2. U zia rn ien ie a g reg a tó w o b arw ie ciem n ej С i jasnej J. F rakcja 2-3 m m śred n icy (krzyw e sum acyjne)
G ran u lation of agg reg a tes of dark colour С and b righ t colour J. F raction of 2-3 m m in dia (sum m ation cu rves)
Rys. 3. U zia rn ien ie a g reg a tó w o b a rw ie ciem nej С i jasnej J. F rak cja 3-4 m m śred n icy (krzyw e su m acyjn e)
G ran u lation of agg reg a tes o f dark colour С and bright colour. J. F raction of 3-4 m m dia (sum m ation curves)
M orfologia i m ik rom orfom etria ag reg a tó w g leb o w y ch 11 (pji 500 ФР 750 ф р 500 300 400 200 100 О 50 100 % О 50 100 % О 50 100 %
R ys. 4. U ziarn ien ie a g reg a tó w o b a rw ie ciem n ej С i jasnej J. F rak cja 4-5 m m śred n icy (k rzyw e su m pcyjne)
G ran u lation of a ggregates of dark colour С and b righ t colour J. F raction o f 4-5 m m in dia (sum m ation curves)
R ys. 5. U zia rn ien ie a g reg a tó w o b a rw ie ciem n ej С i jasnej J. F rak cja 5-6 m m śred n icy (krzyw e sum acyjne)
G ran u lation of a g g reg a tes of dark colour С and bright colour J. F raction of 5-6 m m in dia (sum m ation curves)
Rys. 6. U ziarn ien ie agregatów o b arw ie ciem nej С i jasnej J. Frakcja > 6 m m śred n icy (k rzyw e su m acyjne)
G ran u lation of a g g reg a tes of dark colour С and bright colour J. F raction of > 6 m m in dia (sum m ation curves)
Główne elementy mïkrobudowy agregatów. W mikrobudowie agre
gatów jasnych i ciemnych wyróżniono główne składowe: — szkielet (detrytus m ineralny i organiczny),
— substancję sklejającą (próchnicę, m inerały ilaste i połączenia ilasto- próchniczne),
— porowatość (wolne przestrzenie w postaci rozm aitych kanalików i soczewkowatych przestworów zamkniętych).
D etrytus organiczny jest mniej trw ały i bardziej zmienny. Znajduje się go znacznie więcej w agregatach ciemnych niż jasnych. Oddzielnie nie został on pomierzony i ujęty. D etrytusu m ineralnego znajduje się nieco więcej w agregatach jasnych niż ciemnych, z w yjątkiem frakcji 3—4 mm, która wykazała praw ie o 5% mniejszą jego zawartość. Ilość substancji sklejającej jest większa w agregatach jasnych tylko we frak cjach 1—2, 2—3 i 5—6 mm, a mniejsza w pozostałych, tj. 3—4, 4—5 i powyżej 6 mm, w porównaniu z agregatam i ciemnymi. Agregaty ciemne
Główne elementy miiirobudorçy agregatów - Main elomentB of aggregate n icro stru ctu re T a b e l a 3 Frakcja - Fraction of 0 mm Barwa agrega tów Colour o f a g g r eg a tes D etrytus mineralny 32kielotu % 9 Mineral detritus of skele ton, fa Substancja sklejająca / le p is z c z e /^ Glue d ig su bstance /b in d e r /} % Porowa tość P o r o s i ty
W ielk o ść przestw orów w mikronach - S iz e o f fr e e sp a c es i n m icron sб
3 7 ,5 % 7 5 ,0 % 1 1 2 ,5 % 1 5 0 ,0 % 1 8 7 ,5 % 225,0 % 2 6 2 ,5 % 3 0 0 ,0 % 3 3 7 ,5 % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 - 2 jasna -bright 1 3 ,0 7 5 ,0 1 2 ,0 2 ,7 8 3 3 ,3 3 1 6 ,6 6 - 1 3 ,8 9 3 3 ,3 4 - .. _ 2 - 3 —11 — 9 ,3 8 4 ,7 6 ,0 3 3 ,3 3 3 3 ,3 3 3 3 ,3 4 - - - - - -3 - 4 — 11 — 1 5 ,7 6 7 ,7 1 9 ,6 3 ,3 9 1 0 ,1 7 5 ,0 8 6 ,7 8 4 2 ,3 7 2 0 ,3 4 1 1 ,8 7 - -4 - 5 _ Il _ 2 4 ,3 6 7 ,3 8 ,4 4 ,0 0 2 4 ,0 0 1 2 ,0 0 1 6 ,0 0 2 0 ,0 0 2 4 ,0 0 - - -5 - 6 — ,ł — 1 4 ,3 7 7 ,3 8 ,4 1 2 ,0 0 2 4 ,0 0 1 2 ,0 0 3 2 ,0 0 2 0 ,0 0 1 7 ,6 4 - - -> 6 7 4 ,7 1 1 ,3 1 1 ,3 1 4 ,7 1 1 7 ,6 5 1 7 ,6 5 1 1 ,7 6 1 4 ,7 1 - - 2 3 ,5 2 -1 - 2 ciemna - dark 1 5 ,3 72,0 1 2 ,7 0 ,0 0 1 0 ,5 3 3 9 ,4 7 1 0 ,5 4 - 1 5 ,7 8 _ _ 2 3 ,6 8 2 - 3 — П — 9 ,7 8 2 ,0 8 ,3 8 ,0 0 4 0 ,0 0 3 6 ,0 0 1 6 ,0 0 - - - - -3 - 4 — 11 «- 2 0 ,3 7 1 ,3 8 ,4 2 0 ,0 0 3 2 ,0 0 2 4 ,0 0 - - 2 4 ,0 0 - - -4 - 5 19,7 6 9 ,0 1 1 ,3 8 ,8 2 1 1 ,7 7 2 6 ,4 7 3 5 ,3 0 - 1 7 ,3 4 - - -5 - 6 _ ft _ 12,7 7 0 ,7 1 6 ,6 4 ,0 0 1 6 ,0 0 1 2 ,0 0 2 4 ,0 0 - 1 2 ,0 0 1 4 ,0 0 - 1 8 ,0 0 > 6 — 11 _ 11,7 7 9 ,0 9 ,3 1 0 ,7 1 2 8 ,5 7 1 0 ,7 1 1 4 ,3 0 3 5 ,7 1 - - - -. T o k a j
M orfologia i m ik ro m o rfo m etria ag reg a tó w gleb ow ych 13
wykazują większą porowatość niż jasne (z w yjątkiem frakcji 3—4 i po wyżej 6 mm). Zróżnicowanie wielkości przestworów zaznacza się b a r dziej w agregatach jasnych niż ciemnych i układa się różnie w poszcze gólnych frakcjach. Porów o 150 m ikronach nie znaleziono tylko we frakcji agregatów jasnych 1—2 i 3— 4 mm oraz ciemnych 3—4 m ili metrów. Agregaty jasne w ykazują znaczne ilości porów o wielkości 187,5 m ikrona (z w yjątkiem frakcji 2—3 mm), a agregaty ciemne porów tej wielkości nie m ają (z w yjątkiem frakcji powyżej 6 mm). Przestw ory wielkości 262,5 m ikrona ma tylko frakcja 3—4 mm agregatów jasnych i 5—6 mm agregatów ciemnych. Przestw ory o 337,5 m ikrona znajdują się tylko we frakcjach 1—2 i 5—6 mm w agregatach ciemnych. Nie zna leziono porów tej wielkości w agregatach jasnych.
Skład mineralny szkieletu detrytycznego agregatów. W skład detry-
tusu m ineralnego wchodzą m inerały pierwotne, w tórne i okruchy skal ne (tab. 4). M inerały pierwotne to kwarc, skalenie (ortoklaz, plagioklaz) i muskowit, a w tórne — chalcedon i kalcyt. W apień dolomitowy jest osa dowym okruchem skalnym. W yniki oznaczeń wskazują na większe zróż nicowanie zawartości kw arcu w agregatach jasnych niż ciemnych, ska leni w ciemnych, a muskowitu, kalcytu i wapienia dolomitowego w jasnych. Sumaryczna zawartość kw arcu i chalcedonu jest większa w agregatach ciemnych niż jasnych (z w yjątkiem frakcji 4—5 mm), rów nież więcej jest w agregatach ciemnych skaleni i m uskow itu (z w y jąt kiem frakcji 5—6 mm i powyżej 6 mm). Natomiast zawartość kalcytu i wapienia dolomitowego większa jest w jasnych (z w yjątkiem frakcji powyżej 6 mm).
Oznaczone m inerały można podzielić ze względu na zawartość skład ników pokarmowych roślin na dwie zasadnicze grupy:
— grupa m inerałów „jałow ych” biernych — (kwarc i chalcedon), — grupa m inerałów i skał aktyw nych (skalenie, muskowit, kalcyt i wapień dolomitowy).
Grupa druga zawiera ważne pierw iastki chwilowo niedostępne dla roślin (K, Ca, Mg), a grupa pierwsza tych składników nie ma. Ogólna zawartość składników aktyw nych jest większa w agregatach jasnych niż w ciemnych (z w yjątkiem frakcji 3—4 mm). Zawartość substancji orga nicznej, a więc zaw ierającej N, przeważa znacznie w agregatach ciem nych w ilości ok. 10% [20].
Stopień obtoczenia mineralnego szkieletu agregatów. K ształt m ine
ralnych ziarn szkieletowych i okruchów substancji organicznej odgrywa w trwałości i wodoodporności agregatów bardzo ważną rolę [2, 19, 21].
Sk ład m ineralny d e tr y tu su / s z k i e l e t u / m in eraln ego w й wagowych M inorai co m p o sitio n o f m in era l d e t r i t u s / s k e l e t o n / i n w eight %
T a b e l a 4 Frakcja - F r a c tio n o f 0 mm Barwa agre gatów Colour o f a g g r eg a tes Kwarc Quartz Chalcedon Chalcedo ny S k a le n ie / o r t o - k l a z , p l a g i o k la z / F e ld sp a r s / o rth o - c l a s e , p l a g i o o la e e / Muskowit M uscovite K a lcy t C a lc ite
Wapień dolom i towy D o lc m ita l l i m estone 3 i 4 5 i 6 7 i 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 - 2 j a s n a - b r ig h t 5 4 ,1 1 ,9 1 1 ,3 12,0 3 1 ,0 9 ,7 36,0 2 3 ,3 4 0 ,7 2 - 3 - 19,0 4 , 0 1 0 ,3 15,2 3 5 ,5 1 6 ,0 2 3 ,0 2 5 ,5 5 1 ,5 3 - 4 - 25,0 7 , 4 7 ,5 15,0 1 5 ,3 29,8 3 2 ,4 2 2 ,5 4 5 ,1 4 - 5 - 4 0 ,0 10,0 11,0 20,0 5 , 4 15,6 50,0 21,0 19,0 5 - 6 - 3 8 ,9 4 , 9 9 ,5 1 8 ,8 9 ,5 1 8 ,4 4 3 ,8 2 8 ,3 2 7 ,9 > 6 - " - 1 9 ,3 7 ,3 7 , 5 2 4 ,5 15,0 2 6 ,4 2 6 ,6 32,0 4 1 ,4 1 - 2 oienrna - dark 5 1 ,3 7 , 0 9 ,0 17,0 1 8 ,0 1 7 ,7 3 8 ,5 2 6 ,0 5 5 ,7 2 - 3 - 3 4 ,1 11,0 1 6 ,5 21,1 5 ,9 1 5 ,4 4 5 ,1 3 7 ,6 1 7 ,5 3 - 4 - 36,6 4 , 9 11,0 1 5 ,0 6 ,4 2 6 ,1 ^ 1 ,5 2 6 .0 5 5 ,1 4 - 5 - 4 2 ,8 2,0 1 8 ,3 1 8 ,0 5 ,5 1 5 ,4 4 4 ,8 5 6 ,3 1 8 ,9 5 - 6 - 3 7 ,1 9 ,1 6 ,4 17,0 6 ,5 2 4 ,1 4 6 ,2 2 1 ,4 5 0 ,4 > 6 38,0 6,1 8 ,3 17,0 7 , 2 2 5 .4 4 4 ,1 2 5 ,5 30,6 . T o k a j
g о и Hb £ О OQ 5з’ i— И о
в
о м м» о 3 (Ь £3 CTQ ■Ч Ф 0Q р О' 3 0Q *—1 O' 0 1п ÏT ь-слS t o p i e ń o b t o c z e n ia sd n e r a ln c /c h z i a r n s z k ie l e t o w y c h R o lli n g d egree o f m in eral s k e le t o n g r a in s
T a b e l a 5 Frakcja o f • F r a c tio n 0 ППП Barwa agregatów Colour of aggre g a te s Rodzaj z ia r n » % Grain k in d s, Z a b с d e £ tuna - um a + b W ś r e d n i s t o p ie ń o b to cz e n ia mean r o l l i n g degree l 2 Jaena - b r ig h t 7 5 ,0 0 5 ,2 5 1 2 ,5 0 9 ,7 5 0,00 8 0 ,2 5 25,00 < 3 7 3 ,0 0 4 ,0 0 12,50 10,50 0,00 7 7 ,0 0 27,00 4 65 ,7 5 5 ,5 0 11 ,5 0 17 ,2 5 0,00 7 1 ,2 5 5 4 ,2 5 4 5 _ tf _ 67,00 5 ,5 0 12,50 15,00 0,00 7 2 ,5 0 3 3 ,0 0 e; 6 5 9 ,0 0 5 ,5 0 16,50 1 8 ,0 0 1,00 6 4 ,5 0 4 1 ,0 0 > • 11 - 7 3 ,5 0 5 ,5 0 10,50 7 ,5 0 3,00 7 9 ,0 0 2 6 ,5 0 1 - 2 cien n a - dark 6 7 ,2 5 5 ,2 5 1 4 ,0 0 9,00 4 ,5 0 7 2 ,5 0 3 2 ,7 5 г 3 70,00 5 ,2 5 9,00 6 ,7 5 10,00 7 5 ,2 5 30,00 * - 4 7 9 ,0 0 4 ,0 0 9 ,5 0 4 ,5 0 3,00 83,00 21,00 u 5 7 0 ,2 5 6,00 12,50 5 ,2 5 6,00 7 6 ,2 5 2 9 ,7 5 A * " - 68,00 8 ,2 5 7 ,5 0 8 ,2 5 8,00 7 6 ,2 5 4 0 ,2 5 >Ą 59,75 7 ,2 5 1 1 ,OU 15,00 7,00 67,00 32,00
- • ostro k ra w ęd zisty h _ k a n cia sty . г s lo e о obito c z o n j, С - Ob'toczon y, e - dobrze obtoczony - sharp-edged K angular - veaklv r e l i e d . d s u f f i c i e n t l y r o l l e d , e w e ll r o l l e d
16 J. Tokaj
Ziarna ostrokraw ędziste i kanciaste są silniej sklejane przez substancje próchniczne, m inerały ilaste i połączenia ilasto-próchniczne [20, 21].
W zawartości ziarn ostrokraw ędzistych i kanciastych nie ma więk szych różnic między poszczególnymi frakcjam i agregatów jasnych i ciem nych (tab. 5). Natomiast różnice te wyraźnie zaznaczają się w liczbie ziarn słabo obtoczonych, obtoczonych i dobrze obtoczonych. Większa ilość ziarn obtoczonych i słabo obtoczonych w ystępuje w agregatach jasnych (z w yjątkiem frakcji 1—2 i powyżej 6 mm). A gregaty jasne m ają tylko małą ilość ziarn dobrze obtoczonych we frakcjach 5—6 i powyżej 6 mm, a agregaty ciemne m ają tych ziarn od 4,5 do 10%. W sumie zawartość ziarn ostrokrawędzistych i kanciastych jest różna w poszczególnych frak cjach agregatów jasnych i ciemnych. Podobnie układają się wyniki przy średnim stopniu obtoczenia.
D Y S K U S JA
Agregaty glebowe w strukturze spełniają podstawową funkcję w re gulowaniu właściwości agrofizycznych gleby nie tylko od strony ilościo wej, ale także jakościowej. Stąd też poznanie ich właściwości od strony mikromorfologicznej i m ikrom orfom etrycznej dostarcza wielu wiadomości o ich naturze i tw orzeniu się w glebie. W różnych krajach rozwinęły się w ostatnich latach badania mikromorfologiczne gleby [1, 3, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17]. Natomiast bardzo mało spotyka się badań m ikro- morfologicznych i m ikrom orfom etrycznych samych agregatów glebo wych. Obrazy agregatów glebowych poziomu próchniczno-akum ulacyjne- go widziane pod mikroskopem polaryzacyjnym wskazują w yraźnie na różnice zarówno w cechach mikromorfologicznych, jak i m ikrom orfom e trycznych. Różnice te zaznaczają się w yraźnie między poszczególnymi frakcjam i agregatów i ich zabarwieniem. Na podstawie w ykonanych ba dań można stwierdzić, że procesy gruzełkotwórcze odbywające się w gle bach wytworzonych z różnych skał i przy różnym ich użytkowaniu m ają charakter procesów złożonych. W przypadku gleby leśnej nagromadzona ściółka z dodatkiem roślinności runa rozkładana jest przez grzyby i bak terie w sposób dynamiczny. Taki rozkład powoduje także gromadzenie się produktów rozkładu i humifikacji i stąd rozmaitość agregacji cząstek m ineralnych i nie rozłożonych resztek roślinnych.
A gregaty glebowe są ośrodkiem procesów mikrobiologicznych odby wających się głównie w gruzełkach glebowych w zależności od ich mi- krobudowy. Istotnym składnikiem m ikrobudowy jest porowatość tw o rząca system wolnych przestrzeni dla krążenia wody i powietrza (tlenu) w gruzełkach glebowych. Te dwa czynniki znajdujące się w wolnych przestw orach są m iernikiem aktywności mikrobiologicznej i wartości
roi-M orfologia i m ik rom orfom etria agreg a tó w g leb o w y ch 17
niczej gruzełków glebowych. Dynamiczny rozkład mikrobiologiczny i hu- mifikacja nagromadzonych substancji organicznych prowadzi do akum u lacji w ytworzonych produktów w pewnych etapach i ich koncentracji w roztworach glebowych. Roztwory te, zawierające związki próchniczne o różnej koncentracji, przesycają wytworzone już agregaty lub w obec ności kationów Ca2+, albo Fe3+ koagulują cząstki elem entarne, tworząc m ikro- i m akroagregaty glebowe. Stąd w glebie tej frakcja agregatów ciemnych o średnicy 0,5— 1 mm trzykrotnie przeważa nad jasnymi. Za w arte w roztw orach glebowych związki próchniczne w niejednakow ym stopniu przesycają gruzełki glebowe albo podczas ich tw orzenia i formo wania, albo po ich w ytw orzeniu w poziomie próchniczno-akum ulacyj- nym.
Oprócz czynnika biologicznego jakość zwietrzeliny skalnej odgrywa ważną rolę w nasileniu tych procesów, mających wpływ na tworzenie się jakościowo różnych agregatów. Ich skład m ineralny ma tu także swoje znaczenie, w arunkując dostarczanie mikroorganizmom różnych pierw iast ków. W ietrzenie biochemiczne skaleni i m uskowitu prowadzi z jednej strony do powstawania m inerałów ilastych (montmorylonitu), a z d ru giej strony procesy rozkładu i hum ifikacji substancji organicznej powo dują tworzenie się związków próchnicznych (kwasów huminowych). Składniki te wzajemnie oddziałują na siebie, co prowadzi do powstawa nia połączeń ilasto-próchnicznych (m ontmorylonitu z kwasami hum ino- wymi) jako składników bardzo aktyw nych w formowaniu się gruzełków i nadaw aniu im wysokiej wodoodporności (85—97%). Jak w ykazują ba dania C h a n a [6], na stopień wodoodporności m ają wpływ przede wszystkim połączenia ilasto-próchniczne — m ontm orylonitow o-próch- niczne.
Dotychczas przeprowadzone badania szkieletu m ineralnego [2, 18, 20] wykazały, że ziarna ostrokrawędziste i kanciaste są silniej sklejane przez próchnicę i m inerały ilaste, które znajdują się w większej ilości w agre gatach ciemnych niż jasnych gleb brunatnych użytków rolnych i łąko- wo-pastwiskowych. W prawdzie w szkielecie agregatów badanej gleby leśnej stwierdzono zjawisko odwrotne, to jednak w całej masie zaw ar tość tych ziarn jest w agregatach ciemnych mniejsza niż w jasnych. Agregaty ciemne zaw ierają natom iast więcej resztek roślinnych bardzo słabo rozłożonych, które m ają także ostre krawędzie i dużą przyczep ność. W składzie m ineralnym szkieletu agregatów gleb upraw nych i użyt ków zielonych nie ma kalcytu i okruchów wapienia dolomitowego, które są w szkielecie agregatów gleby leśnej. K alcyt i wapień dolomitowy wie trzeją łatw iej i nie tw orzą ostrych krawędzi podczas w ietrzenia (roz puszczania), jak to ma miejsce przy hydrolizie skaleni i fizycznym wie
18 J. Tokaj
trzeniu kwarcu. Zawartość tych składników jest większa w szkielecie agregatów jasnych niż ciemnych oraz ziarn słabo obtoczonych i obtoczo nych. Obecne kationy Ca2+ w szkielecie m ineralnym w początkowej fa zie rozkładu substancji organicznej biorą udział w tw orzeniu się hum ia- nów wapnia jako związków w pływ ających także na wodoodporność agre gatów.
W N IO SK I
Z przeprowadzonych badań cech mikromorfologicznych i m ikrom or- fom etrycznych cienkich płytek (szlifów) agregatów o barwie jasnej i
ciemnej, poziomu próchniczno-akumulacyjnego gleby leśnej brunatnej
kwaśnej można wysnuć następujące wnioski.
1. Agregaty o barw ie jasnej i ciemnej różnią się między sobą cecha mi mikromorfologicznymi (stopniem rozkładu substancji organicznej, jakością ziarn szkieletowych, barw ą substancji klejącej itp.), cechami mi- krom orfom etrycznym i (mikrobudową, składem m ineralnym , uziarnie- niem, obtoczeniem m ineralnych ziarn szkieletowych itp.).
2. Agregaty ciemne w ykazują w uziarnieniu grubsze ziarna m ineral ne niż jasne, z w yjątkiem frakcji powyżej 6 mm średnicy.
3. W agregatach ciemnych związki próchniczne biorą większy udział jako substancja klejąca części szkieletowe i nie rozłożone resztki roślin ne niż w agregatach jasnych.
4. Agregaty ciemne zaw ierają większą ilość substancji organicznej (próchnicy), składników „jałow ych” (kwarcu i chalcedonu) oraz skaleni i muskowitu, a mniej kalcytu i wapienia dolomitowego niż jasne.
5. Agregaty ciemne zaw ierają na ogół mniej ziarn ostrokrawędzi- stych m ineralnych, a więcej organicznych i dobrze obtoczonych ziarn m i neralnych. Agregaty jasne nie wykazały prawie ziarn dobrze obtoczo nych, ale okazały mniejszy stopień średni obtoczenia.
6. Tworzenie się agregatów ciemnych uzależnione jest od stopnia in tensywności rozkładu i humifikacji substancji organicznej w poziomie próchniczno-akum ulacyjnym . Przy takim rozkładzie w ytw arza się różna koncentracja związków próchnicznych w roztw orach glebowych, które niejednakowo nasycają cząstki glebowe w czasie tworzenia się gruzełków albo już po ich wytworzeniu.
7. Związki organiczne częściowo rozłożone, związki próchniczne i ila- sto-próchniczne decydują głównie o wysokiej wodoodporności agregatów zarówno jasnych jak ciemnych. A gregaty ciemne m ają większą wodo odporność niż jasne.
M orfologia i m ik rom orfom etria a g reg a tó w g leb o w y ch 19
L IT E R A T U R A
[1] A l t e m ü l l e r H.: M ik rosk op isch e U n tersu ch u n g en ein iger L ö ssb ö d en ty p e m it H ilfe von D ü n n sch liffen . Z tsch. f. P fla n zen er. D üng. B odenk. 1956, 72, 2, 152— 167.
[2] A n t i p o w - K a r a t a j e w I. N., K e l l e r m a n W. W. , C h a n D. W .: О p o czw ien n o m a g rieg a tie i m ieto d a ch jego issled o w a n ija . M oskw a—L eningrad., Izd. A N S S S R 1948, 5— 80.
[3] B e c k m a n n W., G e y g e r E.: E n tw u rf ein er O rdnung der n a tü rlich en H oh l- rau m -, A g g reg a t- und S tru k tu rfo rm en im Böden. D ie m ik rom orp h om etrisch e B o d en a n a ly se. S tu ttgard 1967, 165— 188.
[4] В r e w e r R.: C la ssifica tio n of p la sm ic fab rics of soil m aterials. S o il M icro- m orphology 1964, 95— 107.
[5] С z e r t w i e r i к o w S. D.: M etody badań o p tyczn ych m in era łó w i sk ał (prze k ład z ro sy jsk ieg o ). W arszaw a 1955, 69— 122.
[6] C h a n D. : O rgan om in ieraln yje so jed in ien ia i struktura poczw y. Izd. N auka, M oskw a 1969, 41— 127.
[7] F i e d l e r H. J.: D ie U n tersu ch u n g der B öden. В. 2, D resd en und L eipzig 1965, 163—227.
[8] J o i n g e r i u s A.: A p p lica tio n of q u a n tin et-a p p a ra tu s in soil m icrom ofp h o- m etry. In tern a tio n a l W o rk in g -M eetin g on S oil M icrom orphology, 1969, 18— 19. [9] K o w a l i ń s k i S.: G leb y m u rszow e i ich przeob rażen ia pod w p ły w e m u p ra
w y p łużnej. W rocław 1964, 8— 130.
[10] K o w a l i ń s k i S.: M icroscopic ex a m in a tio n s of som e soils form ed out of Chinese lo esses. T hird In tern a tio n a l W o rk in g -M eetin g on S o il M icrom orpho- logy. W rocław 1969, 95— 97.
[11] K u b i e n a W. L.: W esen, Z iele and A n w en d u n g sg eb iete der m ik rom orp h olo gisch en B od en forsch u n g und B oden k u n d e. Z tsch. f. P fla n zen ern . Düng. B odenk. 97, 1962, 1— 13.
[12] K u b i e n a W. L.: Zur M ikrom orphologie und M ik rom orp h ogen ese der L ö ss böden N eu seela n d s. S oil M icrom orphology 1964, 2(19— 234.
[13] K u b i e n a W. L.: M icrom orphologic in v e s tig a tio n s on soils of th e arctic of N o rth ern A lask a. T hird In tern a tio n a l W o rk in g -M eetin g on S o il M icrom orpho logy. W rocław 1969, 33—34.
[14] K u b i e n a W. L., B e c k m a n n W. , G e y g e r E.: Zur M ethodik der p h o to - gram etrisch en S tru k tu ra n a ly se des B odens. Ztsch. f. P fla n zen er n . D üng. B o denk. 92, 1961, 2, 116— 125.
[15] M u s i e r o w i c z A.: S k ład m ech an iczn y gleb i m etody jego oznaczania. W arszaw a 1949, 81— 102.
[16] P a r a f i e n o w a E. J., J a r i ł o w a E. A.: M in iera ło g iczesk ije isslied o w a n ija w p o czw o w ied ien ji. M oskw a 1962, Izd. A N SSSR , 88— 133.
[17] R u t h e r f o r d G. K.: O b servation s on th e origin of a cutan in th e y e llo w - -b ro w n soils of the h igh lan d s of N e w G uinea. S oil M icrom orphology 1964, 237— 240.
[18] T o k a j J.: Próba w y ja śn ie n ia trw a ło ści agregatów z poziom u a k u m u la c y j nego różnych ty p ó w gleb. Rocz. glebozn. dod. do t. 10, 1961, 778— 781. [19] T o k a j J.: B ad an ia nad m ik rostru k tu rą a g reg a tó w g leb o w y ch n iek tó ry ch
gleb górskich. Rocz. glebozn. dod. do t. 13, 1963, 117— 122.
20 J. Tokaj
jako ele m e n tó w stru k tu raln ych . Cz. I. Rocz. gleb ozn . 17, 1967, 258— 311. Cz. II. 18, 1967, 1, 185—206.
[21] T o k a j J.: M icroscop ical in v e stig a tio n s on soil aggregates. T hird In te r n a tio n a l W o rk in g -M eetin g on S o il M icrom orphology. W rocław 1969, 734— 745. [22] T o k a r s k i J.: Z agad n ien ie n atu raln ej k la s y fik a c ji gleb. Rocz. glebozn. 3,
1954, 72— 77. Ю . Т О К А Й М И КРО М О РФ О Л О ГИ Я И М И К РО М О РФ О М ЕТРИ Я П О Ч В Е Н Н Ы Х АГРЕГАТО В И н ститут п очв оведени я и агрохимии, С ельск охозя й ствен н ая академ ия в К рак ов е Р е з ю м е М икром орф ологи ческие и м икром орф ом етрические испы тания проводились на почвенны х агрегатах гум усово-ак к ум уляц и он н ого горизонта лесной бурой кислой почвы. Н азванн ая почва образовалась и з осадочны х пород — глинисты х сланцев, долом ити зированны х и звестняков и кварцитов горной основной морены. И з образца почвы гум усово-ак к ум уляц и он н ого горизонта толщ иной 0,3— 13 с м бы ли вы делены ф рак ц и и агрегатов диаметром 1— 2, 2— 3, 3— 4, 4— 5, 5— 6 и вы ш е 6 ą m. В к а ж д о й ф рак ц и и обособлялись агрегаты со светлой и темной о к р а с кой при употреблении специального „естественного колори м етра”. И зу ч ен и е под поляризационны м м икроскопом вы ш ен азван н ы х агрегатов светлой и т ем ной окраски проводилось в виде тонких плиток (ш лиф ов). П олучен н ы е р е з у л ь таты исследован и я явно указы ваю т на то, что агрегаты со светлой и темной окраской разли чаю тся в отдельн ы х ф р а к ц и я х по м икром орф ологи ческим и ми- кром орф ом етри ческим свойствам. М икром орф ологи ческие свойства вмещ аю т степень р а зл о ж ен и я органического вещ ества, качество скелетной части, о к р а с к у и консистенцию клею щ его вещ ества и т.п. К м икром орф ом етрическим свойствам при н адлеж ат: м икростроение, м инеральны й состав, зерни стость, ст е пень обточенности скелета м инерального зер н а и т.п. Т ем ноокраш енн ы е а г р е гаты со д ер ж а т больш е остатков органического вещ ества и гумуса, больш е кварца и хал ц едон а, а т а к ж е полевого ш пата и мусковита, но меньш е к ал ь цита и долом итизированного известняка, чем агрегаты светлой окарски. Т емны е агрегаты имеют более крупн ы е м инеральны е зерна, содер ж ат меньш е м и н е ральн ы х зерни н острогранн ы х и угловаты х, а больш е зер н а из остатков очень слабо р а зл о ж е н н ы х орган и ческ и х обломков (крош ек) и отличаю тся м еньш ей средней степенью обточенности, чем светлоокраш енны е агрегаты . В одоп р оч - но.сть тем ны х и светлы х агрегатов в общ ем очень вы сокая, но она вы ш е у тем ны х агрегатов чем у светлы х.
M orfologia i m ik rom orfom etria a g reg a tó w gleb ow ych 21
J. T O K A J
M ICRO M ORPHOLO GY A N D M ICRO M ORPHOM ETRY OF SO IL A G G R E G A TE S In stitu te of S o il S cien ce and A g ricu ltu ra l C h em istry
A g ricu ltu ra l U n iv ersity of C racow
S u m m a r y
M icrom orphological and m icrom orp h om etrical in v e stig a tio n s of so il a g g reg a tes of th e h u m u s-a ccu m u la tio n horizon o f fo rest acid b row n so il w e r e carried out. T he soil in q u estion d ev elo p ed from sed im en ta tio n rock — clay sh ales, d olo- m itic lim esto n es and q u artzites form in g a m ou n tain bottom m oraine. From th e sa m p le of h u m u s-a ccu m u la tio n horizon w ith th e th ick n ess of 0.3— 13.0 cm , p a r ti cular fra ctio n s of a g g reg a tes o f 1— 2, 2— 3, 3— 4, 4— 5, 5— 6 and over 6 m m in d ia m eter w e r e sep arated . From ev ery fraction ag g reg a tes of bright and dark colour w e r e sep arated by m ean s o f a sp ecia l „ n atu ral” colorim eter. E x a m in a tio n s under polarizin g m icroscop e com prised th e ab o v e fra ctio n s of ag g reg a tes o f b righ t and dark colour in thin p la tes (m icrocuts). T he resu lts ob tain ed p ro v e d istin ctly th at th e b rig h t- and d a rk -co lo u red ag g reg a tes d iffer am ong p articu lar fra ctio n s in r e la tio n to m icrom orp h ological and m icrom orp h om etrical fea tu res. T he m icrom orp h o lo g ica l fea tu res com p rise organic m atter decom p osition degree, q u a lity o f sk eleto n p articles, colour and co n sisten cy of g lu ein g m atter, etc. th e m icrom orp h om etrical fea tu res — m icrostru ctu re, m in eral com position, gran u lation , ro llin g d egree of m i n era l grain s of sk eleton , etc. D a rk -co lo u red a g g reg a tes ch a ra cterize th e m se lv e s w ith h igh er con ten t of organic m a tter and h um us resid u es, „ ste r ile ” co m p on en ts (quartz and ch alced on y), feld sp a rs and m u sc o v ite and lo w er one o f ca lcite and dolom itic lim esto n e th an b rig h t-co lo u red aggregates. D a rk -co lo u red a g g reg a tes d istin gu ish th e m se lv e s w ith coarser m in era l grains, le ss am ou n t o f sh a rp -ed g ed or angular grains, but m ore grain s from resid u es of organic crum bs d ecom p osed v e r y w ea k ly , as w e ll as w ith le s s m ean r o llin g d egree th a n b righ t aggregates. T he w a terp ro o f o f dark- and b r ig h t-co lo u red a g g reg a tes is v ery high one, but h igh er in dark- -co lo u red th an in b rig h t-co lo u red aggregates.
D r J ó ze f T o k a j W p ły n ę ło do P T G w c z e r w c u 1974 r. I n s ty tu t G le b o z n a w stw a
i C h em ii R o ln e j A R K r a k ó w , M ic k ie w ic za 21
