Wstępne badania nad udziałem glebowej substancji organicznej w sorpcji wymiennej kationów

JAN SIUTA

WSTĘPNE BADANIA NAD UDZIAŁEM GLEBOWEJ SUBSTANCJI ORGANICZNEJ W SORPCJI WYMIENNEJ KATIONÓW

K O M U N IK A T I

M A D Y Ż U Ł A W S K IE

Pracownia Chemii Gleb Zakładu G leboznaw stwa IUNG w Puławach

Kompleks sorpcyjny gleby składa się z koloidów m ineralnych, orga­ nicznych i organiczno-mineralnych. Organiczne i organiczno-mineralne części składowe kompleksu sorpcyjnego posiadają dużo większą zdolność wym ienną w stosunku do kationów aniżeli koloidy mineralne. Stosunek zawartości koloidów m ineralnych do zawartości koloidów organicznych w glebach waha się w szerokich granicach. W glebach lekkich, które zawierają małe ilości koloidów mineralnych, poziomy próchniczne z re­ guły wykazują węższy stosunek koloidów m ineralnych do koloidów organicznych aniżeli w glebach gliniastych:

koloidy mineralne koloidy organiczne koloidy mineralne koloidy organiczne

Im stosunek koloidów m ineralnych do koloidów organicznych jest węższy, tym frakcja ilasta gleby posiada większą pojemność sorpcyjną. Stąd też frakcja ilasta w wysokopróchnicznych poziomach akumula­ cyjnych wykazuje większą pojemność wym ienną niż ta sama frakcja w głębszych warstwach gleby. Oprócz procentowej zawartości substancji organicznej na pojemność wym ienną kompleksu scrpcyjnego wpływa w dużej mierze jakościowy skład tej substancji. Stwierdzono, że poszcze­ gólne rodzaje kwasów próchnicznych wykazują różną pojemność w y ­

mienną w stosunku do kationów. Różnice te są m iędzy innym i uw a­ runkowane typem i rodzajem gleby oraz reakcją środowiska, w którym zachodzi proces wym iany kationów. K o n o n o w a [6] podaje, że po­ jemność sorpcyjna kwasu huminowego w różnych typach gleb (w śro­ dowisku pH 7) . waha się od 345 do 483 mg-równ. 100 g. Z badań R y d a l e w s k i e j i T i s z c z . e n k o [8] wynika, że przy różnych war­ tościach pH ustala się kolejność zastępowania wodoru w grupach funkcyjnych. Przy niższych wartościach pH udział w reakcji wym iany jonowej biorą tylko grupy karboksylowe, natomiast w odczynie alkalicz­ nym uaktywniają się również grupy wodorotlenowe fenoli. W pływ reakcji i środowiska na pojemność wym ienną kwasów hum inowych ilustruje tabl. 1, zawierająca zestawienie wyników według Rydalewskiej i Tiszczenko [8]. T a b l i c a 1 Evas humlnony mg* równ. \V 100 g kwasu huminowego PH 4 ,5 pH 6 ,4 pH 8 ,1 z czarnoziemów 292,2 432,0 590,5

z gleb bieliccM ych 243,0 410,0 548,7

z gleb terfow o-błotoych 1 7 0 ,0 286,3 4 0 0 ,0

Według badań A l e k s a n d r o w e j [1, 2] i K a u r i c z e w a [5] kationy żelaza i glinu wywierają bardzo duży w pływ na pojemność wym ienną próchnicy. W miarę wysycenia próchnicy przez kationy Fe i Al zmniejsza się jej zdolność wym ienna w stosunku do innych ka­ tionów. Kationy Fe i Al w pewnej mierze tworzą trwałe połączenia organiczno-mineralne, blokując w ten sposób część grup funkcyjnych kwasów próchnicznych. Podobnie rzecz przedstawia się z miedzią, na co już w 1933 r. zwrócił uwagę A. M u s i e r o w i c z [7]. Tak więc okre­ ślenie całkowitej zawartości С organicznego (próchnicy) orientuje nas tylko częściowo o tym, jaki jest faktyczny udział związków organicz­ nych w pojemności sorpcyjnej gleby.

Głównym zamierzeniem naszych badań było stwierdzenie, jaki jest udział substancji organicznej w pojemności wym iennej kompleksu sorpcyjnego niektórych mad żuławskich.

BADANIA WŁASNE

Pojemność sorpcyjną gleby w stosunku do kationów wym iennych według m etody Zacharczuka [9] oznaczono:

a) w próbkach o naturalnej zawartości substancji organicznej, b) w próbkach po całkowitym utlenieniu substancji organicznej za pomocą H2O2,

c) w próbkach dekalcytowanych 0,05 n H2SO4, z których następnie usunięto kwasy próchniczne rozpuszczalne w 0,1 n roztworze NaOH.

Do dekalcytacji gleby używano 0,05 n H2SO4, a nie HC1, aby nie wprowadzać jonów Cl, które, jak wiadomo, przeszkadzają przy ozna­ czaniu węgla metodami oksydom etrycznymi. Próbkę gleby przemywano 0,05 n H2SO4 aż do zaniku reakcji na wapń w przesączu. Następnie w celu usunięcia nadmiaru jonów H i SO4 próbkę przemywano wodą destylowaną. Całość operacji najlepiej jest przeprowadzić w 100 ml probówkach, w których na wirówce oddziela się roztwór od stałych cząstek gleby. Po dokonanej dekalcytacji próbkę zalewamy 0,1 n NaOH i dokładnie m ieszamy, a następnie pozostawiamy w spokoju na okres co najmniej 12 godzin. Alkaliczne środowisko powoduje silną dyspersję koloidów, przy czym sorpcyjnie czynna próchnica, w miarę jak zostaje wysycona kationami Na, przechodzi w stan roztworu rze­ czywistego. Celem oddzielenia roztworu rzeczywistego od pozostałej m asy trzeba uprzednio za pomocą Na2S0 4 koagulować koloidy. Bez uprzedniej koagulacji całkowite oddzielenie koloidów mineralno-orga- nicznych od roztworu rzeczywistego jest niekiedy bardzo utrudnione. Ma to szczególnie m iejsce w ilastych próbkach próchniczno-glejowych, w ystępujących na większych głębokościach mad żuławskich. Po odwi­ rowaniu zlewa się klarowny roztwór próchnicy, a pozostałość glebową ponownie traktujem y roztworem 0,1 n NaOH. Czynność tę powtarzamy tak długo, aż prawie całkowicie zostaną usunięte rozpuszczalne kwasy próchniczne. W uzyskanym roztworze oznacza się ilość węgla organicz­ nego. W naszym przypadku określono zawartość węgla (według m etody Iszczerkowa-Rołłowa w m odyfikacji dublańskiej) w fulwokwasach i w kwasach hum inowych, a ponadto oznaczono ilość azotu. Kompleks sorpcyjny w pozostałej masie gleby (wyługowanej) częściowo wysyca się kationami Ca, używając do tego celu roztworu CaCl2. Tak przygotowane próbki następnie przem ywam y 0,05 n HC1 aż do całkowitego wyparcia kationów o charakterze zasadowym. Uprzednio wprowadzone do kom­ pleksu sorpcyjnego kationy Ca są konieczne dla stwierdzenia końca reakcji w ym iany kationów o charakterze zasadowym na kationy wodo­ rowe (reakcja szczawianowa na Ca). D alszy tok postępowania według m etody Zacharczuka [9].

Mając oznaczoną pojemność wym ienną 100 g gleby o naturalnej za­ wartości substancji organicznej a oraz pojemność wym ienną takiej samej próbki, lecz wyługowanej z sorpcyjnie aktywnych kwasów próchnicznych b, możemy wyliczyć, jaki jest udział substancji organicz­ nej w pojemności wym iennej gleby w stosunku do kationów c,

с = a — Ъ = mg-równ./100g gleby.

Ponieważ w sorpcyjnie aktywnych związkach organicznych (roz­ puszczalnych w 0,1 n NaOH po dekalcytacji gleby) zawartych w 100 g gleby mamy oznaczoną ilość węgla d, możemy określić pojemność w y­ mienną tego węgla w stosunku do kationów e :

c- 100

e = --- = mg-równ./100 g С organicznego lub przeliczając węgiel a

na substancję organiczną (58% C) m ożemy określić pojemność w ym ien­ ną kwasów próchnicznych ep:

с 100

ep = mg-równ./lOO g kwasów próchnicznych.

58

Podstawiając do powyższych wzorów dane analityczne otrzymamy następujące wielkości:

12,8 100

e = --- -= 983 mg-równ./lOO g С organicznego, 1,30

12,8 100

ep = ---- = 579 mg-równ./lOO g kwasów próchnicznych. 1,30 100

58

Badania wykazały, że pojemność wymienna próbek, w których substancja organiczna została całkowicie zniszczona (utleniona), jest taka sama lub nawet większa niż w próbkach wyługowanych. Należy stwierdzić, że tylko w powierzchniowych warstwach gleby metoda utleniania i metoda wyługowania dały prawie jednakowe w yniki przy określeniu pojemności wym iennej m ineralnej części gleby. Natomiast w poziomach silnie oglejonych próbki utlenione wykazały większą po­ jemność wym ienną od próbek wyługowanych. Być może, że w danym przypadku utlenienie próbek oglejonych powoduje pewien wzrost po­ jem ności wym iennej koloidów m ineralnych w stosunku do kationów. Tak więc można sądzić, że metoda ługowania lepiej odzwierciedla istniejący stan pojemności wym iennej w próbkach silnie oglejonych, a ponadto umożliwia nam określenie zawartości sorpcyjnej czynnego С organicznego. Porównanie m etody utleniania substancji organicznej z metodą ługowania kwasów próchnicznych pozwala nam na stw ier­ dzenie, że nierozpuszczalna w 0,1 n NaOH część substancji organicznej nie posiada zdolności do sorpcji wym iennej kationów.

OMÓWIENIE WYNIKÓW

Zbadane ciężkie mady żuławskie należy zaliczyć do gleb bardzo zasobnych w substancje organiczne, ich bowiem powierzchniowe warstwy zawierają 2,92— 4,78%, a głębsze 0,54— 7,79% tego składnika (według metody dublańskiej).

, Duża zawartość części spławialnych (57— 90%) i koloidalnych (23— 55%) oraz niskie położenie terenu przyczyniają się do silnego pglejenia głębszych warstw gleby. Należy zaznaczyć, że stosunkowo największe nasilenie procesów redukcyjnych daje się stwierdzić w tych warstwach, które są zasobne w związki organiczne. Wprawdzie obecność 'większych ilości związków organicznych w głębszych warstwach (do 200 cm) mad ciężkich nie wpływa dodatnio na wartość rolniczą gleby, zbadanie jednak ich właściwości w całym profilu glebowym jest rzeczą wielce interesującą, rzuca bowiem pewne światło na dynamikę tych właściwości. W badaniach główną uwagę zwrócono na zawartość С kw a­ ków próchnicznych rozpuszczalnych w 0,1 n NaOH po dekalcytacji gleby.

Ponieważ wiadome jest, że procentowa zawartość węgla w kwasach próchnicznych nie jest wartością stałą, w naszych rozważaniach prze­ ważnie będziemy operowali zawartością węgla, a nie ilością w yliczonych kwasów próchnicznych.

Zawartość С fulwokwasów we wszystkich zbadanych próbkach jest dużo mniejsza aniżeli zawartość С kwasów hum inowych (tabl. 2). Gdy chodzi o stosunek С kwasów hum inowych do С fulwokwasów, to w powierzchniowych warstwach (5— 20 cm) jest on przeważnie węższy, a w głębszych warstwach szerszy.

Analizując poszczególne profile można stwierdzić, że w miarę wzrostu głębokości gleby stosunek С kwasów hum inowych do С fulw o­ kwasów staje się coraz szerszy. W yjątek stanowią tylko te próbki, które zawierają m niejsze ilości związków organicznych od pozostałych zbadanych warstw, jak to na przykład ma m iejsce w profilach: III — głębokość 45— 85 cm i IV — głębokość 125— 140 cm (tabl. 2).

Zawartość С kwasów próchnicznych rozpuszczalnych w 0,1 n NaOH po dekalcytacji gleby waha się w granicach 0,24— 2,63%. Stanowi to 49—78% całkowitej zawartości С organicznego w glebie. Tak więc nierozpuszczalna pozostałość С organicznego w zbadanych glebach waha się od 22 do 51%. Dane te pokrywają się z wynikam i M. D o ł g i e- 1 i e w i с z a [3], uzyskanym i dla brunatnych gleb Krymu (20,0— 47,0% C), jak również z badaniami A. D u r a s o w a , W. J e g o r o w a i I. J e g o - r o w e j [4], przeprowadzonymi nad czarnoziemami Kaukazu (24,5— 53,9% C).

Charakterystyka glebowej C h a r a c teristics o f the organic

Nr p r o filu P r o file Ko Głębokość pobrania próbki Sample- —taking depth cm W mg/100 g gleby In mg/100 g s o i l CH c H+c y i o o CT 9rx с x CH Op*0 H ст 1 0 -2 0 1692 369 934 1303 2 ,5 77 I 65-80 1Ô50 216 572 788 2 ,7 ' 75 180-200 2783 345 1276 1621 3 ,7 58 5 -2 0 1966 420 579 999 1 ,4 51 11 55-70 1821 360 780 1140 2 ,2 64 80-100 4199 380 2235 2615 5 ,7 62 5 -2 0 2059 312 762 1074 2 ,5 52 25-35 1688 219 943 1162 4 ,3 69 I I I 45-60 516 105 280 385 2 ,7 75 75-85 429 78 192 270 2,5 63 130-150 4520 480 2154 2634 4 ,5 58 5 -2 0 1931 357 621 978 1 ,7 51 17 30-40 667 87 366 453 4 ,2 68 95-100 1085 107 738 845 6 ,8 78 125-140 313 61 183 244 3 ,0 78 5-15 2772 432 933 1365 2 ,2 49 V 40-45 754 150 355 462 2 ,4 61 140-150 1752 189 737 1026 3 ,9 59 5-20 1716 1716 71 50-60 857 857 100-130 328 328

* Rozpuszczalne w 0 ,1 n BaOH - Soluble in 0 ,1 n HaOH.

Cj - całkowity С organic zay - to ta l organic С*

Cp - С kwasów fulwowych - С of fulvlc acide.

Cg - С kwasów huminowych - С of humlc acide.

Ogólnie rzecz biorąc można stwierdzić, że wierzchnie warstwy gleby zawierają większą ilość związków organicznych nierozpuszczalnych w 0,1 n NaOH (23— 51% C) niż badane warstwy głębsze (22— 42% C).

T a b l i c a 2 su b sta n c ji organicznej s o i l substance N w mg/100 g gleby N in mgAOO g s o i l cH.io o w kwasach fulwowych in f u lv ic acid e w kwasach huminowych in humic a cid s C:N w kwasach fulwowych in f u lv ic acid s w kwasach humino^ch in humic acid s Stopień o g le jen ia Degree o f g ley in g 23 25 42 49 36 38 48 31 25 37 42 49 32 22 22 51 39 41 57 34 49 63 53 56 64 50 21 17 98 62 18 21 14 103 32 35 104 56 106 62 71 151 89 104 24 18 193 65 34 62 16 105 38 69 6 .5 6 .4 7 .0 6 .7 6 . 8 6 , 8 4 .9 4 .4 5 .0 4 .6 4 .9 5 .8 4 .8 6 .1 4 .4 4 ,2 4 .7 5 .4 9 .0 1 0 , 2 11,0 9 .3 10.9 1 4 ,8 8 ,6 9 .1 1 1 .7 1 0 .7 13,6 9 ,6 10.8 11.9 1 1 ,4 8 ,9 9 .3 1 0 ,7 brak - zero słaby — weak b . sility v., strong brak - zero średni - medium b. s iln y v . strong brak — zero brak — zero słaby — weak s iln y — strong s iln y - strong brak - zero b . słaby - v.weak s iln y - strong s iln y ” strong brak ~ zero słaby — weak s iln y - strong brak — zero słaby - weak s iln y - strong

Być może, że przyczyną tego stanu rzeczy jest większy stopień w ysy- cenia kwasów próchnicznych kationami Fe*” i Al**’ w powierzchniowych warstwach niż w poziomach silnie oglejonych.

Zawartość azotu w mg/100 g gleby wynosi: a) w fulwokwasach 14— 103 mg,

b) w kwasach hum inowych 16— 193 mg.

Stosunek С : N w fulwokwasach jest dużo węższy niż w kwasach huminowych. W głębszych warstwach, gdzie panują warunki beztle­ nowe, С : N jest luźniejszy niż w warstwie ornej. Wąski stosunek С : N

w fulwokwasach jest zapewne spowodowany przejściem do roztworu pewnej ilości łatwo hydrolizujących połączeń azotowych, które nie są elem entam i składowym i fulwokwasów.

Pojemność wym ienna części ziem istych ( < 1 mm) w zbadanych prób­ kach waha się w granicach 15,5— 58,9 mg-równ./100 g gleby (tabl. 3). Tak duża rozpiętość pojemności wym iennej jest uwarunkowana różną zawartością koloidów m ineralnych i organicznych. W ydzielone części koloidalne ( < 0,002 mm) zależnie od zawartości С organicznego (0,3— 1,7%) sorbują 50,5— 67,6 mg-równ. kationów wym iennych w 100 g (tabl. 3, profil VI). Po utlenieniu koloidów organicznych za pomocą H0O2 pojemność wym ienna cząstek ziem istych zmniejszyła się do 13,5— 37,0 mg-równ./lOO g. Odejmując pojemność wym ienną próbek utlenionych od pojemności wym iennej próbek pierwotnych otrzym ujem y liczby charakteryzujące udział substancji organicznej w pojemności wym iennej gleby. Udział ten w naszym przypadku w ynosi 6,4— 44,1% w stosunku do całkowitej pojemności wym iennej gleby.

Gdy chodzi o pojemność wym ienną próbek wyługowanych z kwasów próchnicznych, to w nieoglejonych lub słabo oglejonyęh warstwach gleby jest ona przeważnie zbliżona do pojemności wym iennej w próbkach utle­ nionych. W głębszych warstwach jednak, gdzie występuje silne oglejenie, próbki utlenione wykazują większą pojemność wym ienną w stosunku do kationów niż próbki wyługowane. Różnica ta dochodzi nawet do 5,3 mg-równ./lOO g gleby.

Fakt ten pozwala nam wnioskować, że oglejenie gleby zmniejsza jej pojemność sorpcyjną w stosunku do kationów. Niszcząc substancję organiczną za pomocą H2O2, jednocześnie utleniam y mineralne części gleby zwiększając w ten sposób jej pojemność w stosunku do kationów wym iennych.

Przyjmując powyższy wniosek jako słuszny można stwierdzić, że w celu oznaczenia pojemności wym iennej mineralnej części gleby w po­ ziomach oglejonych lepsza jest metoda ługowania związków organicz­ nych niż metoda utleniania.

Wyliczona pojemność wym ienna 100 g С kwasów próchnicznych jest następująca:

a) na podstawie próbek utlenionych 673— 1278 mg-równ., b) na podstawie próbek w yługow anych 819— 1074 mg-równ.

Jak z powyższych danych wynika, m aksymalne różnice pojemności wym iennej С organicznego w próbach utlenionych są ponad dwukrotnie większe niż w próbach wyługow anych za pomocą 0,1 n NaOH. Rów­ nież i ten moment przemawia na korzyść m etody ługowania. W oparciu o wyniki analiz próbek w yługow anych można stwierdzić, że pojemność wym ienna С kwasów hum inowych + С fulwokwasów jest mniej więcej

Exchange c a p a c it y o f th e o r g a n ic and th e m in e r a l p a r t o f th e s o i l Nr pro­ f i l u P r o ­ f i l e No G łęb o k o ść p o b ra n ia p rób k i S a m p le-t a k in g d ep th cm P rocen tow a z a w a r to ść f r a k c j i о 0 шт P e r c e n t , c o n te n t o f f r a c t i o n s w ith p a r ­ t i c l e diem . . . mm

Pojem ność wymienna m g-rów n./lO O g g le b y w p róbce Exchange c a p a c it y m e /1 0 0 g s o i l in sam ple Procentow y u d z ia ł s u b s t a n c j i o r g a n ic z n e j w p o jem n o ści wym iennej g le b y o z n a c z o n e j p r z e z

P e r c e n t parc o f th e o r g a n ic s u b s ta n c e i n s o i l exch an ge c a p a c it y d eterm in ed by

P ojem ność wymienna 100 g С kwasów próch­

n i c z y c h w próbkach Exchange c a p a c it y o f 100 g С o f humic a c id s

in m ein sam p les

Pojem ność wymienna mg-równ. ЛОО g Exchange c a p a c it y

m e /1 0 0 g o f i

Pojem ność wymienna k o lo id ó w m in e r a lis c h m g-równ./lO O g g le b y w próbkach Exchange c a p a c it y o f m in e r a l c o l l o i d s meAOO g s o i l in sam ples kwasów próch^- n ic z n y c h humic a c ic .s c a łk o w it e j 0 ,0 2 0 ,0 0 2 p ie r w o t­ n e j prim ary u t l e n i a ­ n ej o x id ir e d wyługo­ w anej l i x i v i -ted u t l e n i e ­ n ie o x id a ­ t i o n w yłu go­ w anie l i x i v a -t i o n u t l e n i o ­ nych o x i d i ­ red wyługowa­ nych l i x i v i a ­ ted s u b s t . orga­ n ic z n e j w hole o r g a n ic s u b s ta n c e u t l e n i o ­ nych o x i d i ­ red wyługowa— nych l i x i v i a ­ ted 1 0 -2 0 57 26 2 9 ,0 1 6 ,5 1 6 ,2 1 4 3 ,1 4 4 ,1 961 983 574 438 63 62 I 6 5 -8 0 62 35 .32,9" 2 5 ,7 2 5 ,1 2 1 ,9 2 3 ,7 913 989 !>71 432 73 72 1 8 0 -2 0 0 90 55 4 6 ,6 3 5 ,4 3 0 ,8 2 3 ,6 3 3 ,9 700 9 ß l 568 350 64 56 5 -2 0 70 30 3 0 ,1 2 1 ,6 2 1 ,0 2 8 ,2 3 0 ,3 850 911 523 267 72 70 I I 5 5 -7 0 82 42 4 1 ,4 3 2 ,7 3 0 ,5 2 1 ,1 2 6 ,3 763 956 556 346 78 73 8 0 -1 0 0 88 53 5 3 ,1 3 5 ,5 3 0 ,2 3 5 ,1 4 3 ,1 673 876 511 318 67 57 5 -2 0 66 34 3 8 ,7 2 8 ,0 2 8 ,1 2 7 ,6 2 7 ,4 1000 987 584 307 82 83 2 5 -3 5 69 37 4 2 ,2 3 0 ,0 3 0 ,0 2 3 ,5 2 3 ,5 1050 10 5 0 606 . i 420 81 81 I I I 4 5 -6 0 77 34 3 1 ,5 2 8 ,0 2 7 ,5 1 1 ,1 1 2 ,7 909 1039 609 450 82 81 7 5 -8 5 82 40 3 0 ,8 2 7 ,9 2 8 ,0 9 ,4 9 ,1 1075 1037 596 378 70 70 1 3 0 -1 5 0 68 47 5 8 ,9 3 6 ,9 3 4 ,5 3 7 ,4 4 1 ,4 835 922 536 314 78 73 5 -2 0 _{64 35} 4 2 ,0 2 9 ,5 3 2 ,5 2 9 ,8 2 2 ,6 1278 971 558 285 84 93 3 0 -4 0 79 40 3 5 ,0 3 1 ,0 3 0 ,9 .1 1 ,4 1 1 ,7 883 900 526 356 89 88 IV _{9 5 -1 0 0} 69 46 2 9 ,5 1 9 ,0 2 2 ,0 3 5 ,4 2 5 ,4 1242 887 513 401 41 48 1 2 5 -1 4 0 40 23 1 5 ,5 1 3 ,5 1 3 ,5 1 8 ,9 1 8 ,9 819 819 476 371 59 59 5 -1 5 70 34 4 6 ,4 3 3 ,0 3 3 ,0 2 8 ,9 2 8 ,9 980 980 570 281 97 97 V 4 0 -4 5 74 42 3 8 ,1 3 3 ,8 3 3 ,5 1 1 ,3 1 2 ,1 932 998 574 353 80 80 1 4 0 -1 5 0 86 50 4 5 ,8 3 7 ,0 3 5 ,0 1 9 ,2 2 3 ,6 858 1023 610 358 74 70 5 -2 0 - 100 6 7 ,6 4 9 ,6 4 9 ,4 2 6 ,0 2 6 ,9 1074 1074 615 361 51 51 V I 5 0 -6 0 - 100 5 7 ,9 n . 0 * 4 9 ,3 n . 0 . 1 4 ,8 n . 0 . 1003 582 344 n . 0 . 50 1 0 0 -1 3 0 — 100 5 0 ,5 П. 0« 4 7 ,2 n . 0 « 6 , 0 n . 0 « 1007 583 363 n . 0 . 48

x Przyjmując 58% С w su b sta n c ji organicznej. As aiming 58% С in the organic substance.

jednakowa na różnych głębokościach profilu zbadanych mad żuławskich. Uzyskane liczby przemawiają za tym, że kwasy próchniczne, a przede w szystkim kwasy huminowe, odznaczają się dużą trwałością, ponieważ na różnych głębokościach profilu wykazują prawie jednakową po­ jemność wym ienną, mimo iż stosunki wodno-powietrzne są bardzo zróż­ nicowane.

Przyjm ując, że w organicznej substancji glebowej (próchnicy) znaj­ duje się przeciętnie 58% C, wyliczono pojemność wym ienną kwasów próchnicznych, które zostały wyługowane z gleby. Jak z w yliczeń w y ­ nika, 100 g kwasów próchnicznych w ym iennie sorbuje 476— 615 mg-równ. kationów Ca z octanu wapnia.

Jeżeli pojemność ‘ wym ienna kwasów próchnicznych (rozpuszczalnych w 0,1 n NaOH po dekalcytacji gleby) zawartych w 100 g gleby podzie­ lim y przez całkowitą ilość substancji organicznej (58% C), jak się to czyni przy metodzie utleniania, to w tedy otrzym amy znacznie m niejsze wartości pojemności wym iennej. W edług naszych obliczeń 100 g gle­ bowej substancji organicznej sorbuje 267— 450 mg-równ. kationów w y ­ m iennych.

Rozpiętości te są uwarunkowane niejednakowym stosunkiem С sorp­ cyjnie czynnej substancji organicznej do ogólnej zawartości С orga­ nicznego w zbadanych glebach.

Jak z powyższych danych wynika, nie można m ylić pojemności w y ­ miennej w ydzielonych kwasów próchnicznych z pojemnością w y ­ mienną całej masy organicznej w glebie. W glebie znajduje się pewna ilość związków organicznych, która zatraciła już częściowo zdolność sorpcji wym iennej kationów. W łaśnie dlatego całkowita zawartość sub­ stancji organicznej wykazuje mniejszą pojemność sorpcyjną (281— 450 mg-równ.) od wolnych kwasów próchnicznych (476— 615 mg-równ./lOO g).

Dzieląc pojemność wym ienną m ineralnej części gleby przez procen­ tową zawartość frakcji < 0,002 mm, a następnie mnożąc przez 100, stwierdzono, że 100 g koloidów m ineralnych sorbuje 48— 97 mg-równ. kationów wym iennych. Dużo niższe wartości uzyskano na drodze bezpo­ średniego oznaczenia pojemności wym iennej w wydzielonych cząsteczkach koloidalnych (48— 51 mg-równ./lOO g). Fakt, że bezpośrednio oznaczona pojemność wym ienna koloidów (profil VI) jest znacznie niższa od po­ średnio wyliczonej pojemności (profil I—V), świadczy o tym, iż cząstki > 0,002 mm również w pewnej mierze uczestniczą w procesach sorpcji wym iennej kationów. We wszystkich silnie oglejonych poziomach koloidy mineralne mają m niejszą pojemność wym ienną niż w pozo­ stałych zbadanych warstwach gleby.

STRESZCZENIE

Udział substancji organicznej w pojemności wym iennej gleby po­ średnio wyliczono z różnicy równoległych oznaczeń:

a) pojemności wym iennej próbek pierwotnych,

b) pojemności w ym iennej próbek w yługow anych z kwasów próch­ nicznych za pomocą 0,1 n NaOH po dekalcytacji gleby.

Stwierdzono, że w zbadanych glebach na substancję organiczną przy­ pada 6,0—44,1% ogólnej pojemności wym iennej gleby. Ilość rozpuszczal­ nego węgla (próchnicy) w 0,1 n NaOH w stosunku do całkowitej za­ wartości węgla organicznego w glebie w ynosi 49— 78%.

Pojem ność wym ienna 100 g С zawartego w kwasach hum inowych i fulw owych wynosi 819— 1074 mg-równ. Przeliczając w ęgiel na sub­ stancję organiczną (58% C) stwierdzono, że 100 g kwasów próchnicznych sorbuje 476— 615 mg-równ. kationów wym iennych.

LITERATURA

[1] A l e k s a n d r o w a L. N.: O prirodie i sw ojstw ach produktow w zaim o- diejstw ija gum inow ych kisłot i gum atow s połtoraokisłam i. Poczw., nr 1 (1954), s. 14r-29.

[2] A l e k s a n d r o w a L. N.: Prociessy w zaim odiejstw ija gum inow ych w iesz- cziestw s m inieralnoj czastiju poczwy. Poczw., nr 9 (1954), s. 23—34.

[3] D o ł g i e l i e w i c z М. I. Sostaw gum usa burych gornoliesnych poczw Kryma. Poczw, nr 10 (1957), s. 93—98.

[4] D u r a s o w A., J e g o r o w W. i J e g o r o w a I.: Gruppowyj sostaw gumusa m nogogum usnych (tucznych) cziernoziom ow siewiernogo Kawkaza. Poczw., nr 7 (1957), s. 57—62.

[5] К a u r i с z e w J. S., K u ł a k ó w E. W., N o z d r u s z o w a E. М.: К woprosu ob obrazowanii i m igracii żeliezo-organiczeskich sojedinienij w poczwach. Poczw., nr 12 (1958), s. 1—8.

[6] K o n o n o w a J.: Zagadnienie próchnicy glebowej. PWRIL, W arszawa 1955 [7] M u s i e r o w i c z A.: Adsorpcyjne w łaściw ości torfów (adsorpcja kationów).

Roczn. Nauk Roln. i Leśn. t. X X IX (1933), s. 329—360.

[8] R y d a l e w s k a M. i T i s z c z e n k o W.: O kationnom obmienie guminowych kisłot. Poczw., nr 10 (1944), s. 491—499.

[9] Z a c h a r c z u k P. W.: Nowyj uniw iersalnyj m ietod opriedielienija jomkosti pogłoszczenija poczw. Poczw., nr 7 (1953), s. 65—68.

ЯН СЮТА ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАД ДОЛЕЙ ЁМКОСТИ ПОГЛОЩЕНИЯ ПОЧВ ПРИХОДЯЩЕЙСЯ НА СОДЕРЖАЩИЙСЯ В НИХ ПЕРЕГНОЙ Из лаборатории почвоведения Института агротехники, удобрений и почвоведения в П улавах Р е з ю м е Доля общей ёмкости поглощения в поёмных почвах Ж улавов (дельта Вислы), приходящаяся на вещество перегноя, была вычислена по разности параллельных определений: а) ёмкости поглощения образцов почв с нормальным содержанием перегноя и б) образцов тех ж е почв, но выщелоченных децинормаль- ным раствором едкой натриевой щёлочи, после удаления Са из почвы. Установлено, что в исследованных почвах на долю перегноя при­ ходится от 6,0 до 44,Г% от общей величины почвенной ёмкости по­ глощения. Перегноя растворимого в 0,1 n NaOH приходится от 49 до 781}/о от общего содержания органического углерода в почве. Поглотительная ёмкость 1 00 г. углерода заключающегося в пере­ гнойных кислотах и в фульвокислотах (в среде с pH 8,2) колеблется в пределах от 8 1 9 до 1 0 7 4 мг. экв. Перечисляя углерод в перегной (58°/о С) найдено, что 1 00 граммами перегнойных кислот поглощается от 4 7 6 до 615 мг (экв. катионов). Значительно более сниженные ве­ личины были получены от деления ёмкости поглощения углерода перегнойных кислот на валовое содержание почвенного перегноя (58°/о С). Эти величины заключаются в пределах от 267 до 4 5 0 мг/экв. на 10 0 г. перегноя.

JAN SIUTA

INITIAL INVESTIGATIONS ON THE PART OF THE ORGANIC SOIL SUBSTANCE IN SORPTION OF EXCHANGE CATIONS

Laboratory for Soil Cheimsitry IUNG, Puławy

S u m m a r y

The share of the organic substance in soil exchange capacity was computed from the difference between the analogously determ ined values of the:

a) exchange capacity of the original samples, and

b) exchange capacity of samples from which the humic acids had been extracted by means of 0,1 n NaOH after décalcification of the soil.

It was stated that 6,0— 44,1% of the total soil exchange capacity of the investigated soils is to be attributed to the organic substances. The amount of carbon (humus) soluble in 0,1 n NaOH was 49— 78% of total organic, soil carbon content.

The exchange capacity of 100 g С contained in hum ic and fulvic acids amounts to 819— 1074 m e. By expressing carbon in terms of organic substance (58% C) it was found that 100 g humic acids sorb 476— 615 m e of exchangeable cations.