Badania nad rozmieszczeniem Mn, Zn, Cu i Mo w glebach wytworzonych z glin zwałowych

R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C ZE T . 23, Z. 2, W A R S Z A W A 1972

Doniesienia do referatu I

K R Y ST Y N A C ZARN O W SK A

BADANIA NAD ROZMIESZCZENIEM Mn, Zn, Cu, Mo W GLEBACH WYTWORZONYCH Z GLIN ZWAŁOWYCH

In sty tu t G leb ozn aw stw a i C hem ii R olniczej SGGW , W arszaw a

Badaniami objęto gleby występujące na terenie Niziny Mazowiecko- Podlaskiej. Analizowano 22 profile gleb wytworzonych z glin zwałowych (9 profilów gleb leśnych i 13 profilów gleb uprawnych) [17].

Zgodnie z system atyką gleb Polski badane gleby należą do klasy V — gleby brunatnoziemne (z typami: gleby brunatne i gleby płowe) i do klasy VII — gleby zabagniane (z typem gleb opadowo-glejowych — pseudoglejów).

Są to gleby od góry silnie spiaszczone; w poziomach akumulacyjnych zawartość części spławialnych waha się w granicach 7— 33%, a wartość pH w H20 w granicach 4,3— 7,5. pH wzrasta na ogół w profilach wraz z głębokością. Węglan wapnia został wyługow any na znaczną głębokość.

Całkowitą zawartość manganu, cynku, miedzi i molibdenu oznaczono w wyciągach stężonych kwasów (H N 03, H2S 0 4, HC1) po uprzednim spa­ leniu substancji organicznej w temperaturze 450°С według Pejw e i Rin- kisa, metodami spektrofotometrycznymi. Rozpuszczalny Mn oznaczano w wyciągu siarczynowym o pH 8 według Schachtschabela, a rozpuszczal­ na Cu — według Jensena-Henriksena. Ekstrakcję Cu z gleby przeprowa­ dzono 0,02 m EDTA [2].

OMÓW IENIE W Y NIK Ó W

Zawartość manganu w badanych glebach wynosi 100— 750 ppm (tab. 1). Poziomy wierzchnie tych gleb są wyraźnie uboższe w mangan niż ich poziomy głębsze i są zbliżone do innych danych, dotyczących tego obszaru [16, 14].

Większe przemieszczenie manganu obserwuje się w glebach brunat­ nych i płowych leśnych (współczynnik koncentracji dla poziomu A 1 i A 3

Zawartość manganu, cynku, m ied zi i molibdenu w g leb a ch G leby Poziom g e n e ty ­ czny G łębokość cm lin - ppm Zn - ppm Cu. - ppm Mo - ppm ś r e d n i e od - do ś r e d n ie od - do ś r e d n ie od - do ś r e d n i e od - do G leby p s e u d o g le - jowe uprawne A1 «1 g 2B S3 cg 5-15 2 0 -4 0 4 0 -6 0 8 0-100 120-150 313 241 406 456 368 293-360 171-285 285-660 25О-75О 264-450 49 »7 47 »0 5 5 ,6 5 7 ,2 4 8 ,0 3 5 -6 0 29 -6 5 37 -7 0 25-120 28-70 5 ,4 1 8 ,2 3 2 ,3 1 8 ,2 1 7 ,2 3 , 7 - 8 ,0 1 2 ,7 - 2 5 ,0 1 6 .0 - 5 5 ,0 1 5 .0 - 2 6 ,0 1 5 ,0 - 2 3 ,0 0 ,8 4 1 ,4 0 2 ,1 0 2 ,1 0 1 ,7 0 0 ,2 5 - 1 ,5 0 0 ,3 1 - 3 ,5 0 1 ,2 0 - 2 ,8 0 1 ,4 0 - 2 ,3 0 1 ,3 0 - 2 ,5 0 Gleby b ru n a tn e wyługowane le ś n e Ai A3 g/B /B / в / с 4 -1 4 15-40 4 0-60 7 0 -8 0 110-150 254 357 413 520 470 172-420 261-460 300-500 441-560 300-690 3 0 ,0 29,0 5 3 .0 4 7 .0 5 3 .0 10-45 2 0 -5 0 3 0 -7 0 2 5 -8 0 27-100 7 ,0 1 1 ,9 2 7 ,5 2 6 ,0 2 6 ,2 5 , 2 - 9 ,5 4 ,5 - 2 5 ,5 8 ,7 - 4 4 ,8 1 2 ,2 - 3 2 ,4 9 ,1 - 4 0 ,0 0 ,9 2 3 ,3 9 4 ,6 1 5 ,2 7 4 ,5 7 0 .4 0 - 1 ,9 0 0 ,2 0 - 5 ,7 6 1 ,5 3 - 6 ,3 0 1 ,5 0 - 7 ,5 0 0 ,8 5 - 8 ,5 0 G leby b ru n a tn e wyługowane upraw­ ne A1 A3/B В /В/ / В / с 0 -25 50-55 60-85 95-105 150-150 275 330 265 315 326 185-380 140-550 168-430 230-400 270-400 3 5 .0 3 4 .0 4 2 .0 3 8 .0 4 7 .0 20 -6 6 15-65 2 5 -7 6 2 5 -4 5 15-100 7 ,1 1 0 ,8 1 4 ,9 1 6 ,3 1 4 ,0 4 . 5 - 1 5 ,5 3 , 7 - 1 8 ,0 9 ,3 - 3 2 ,1 8 . 5 - 3 0 ,1 9 ,0 - 1 9 ,0 0 ,71 1 ,0 7 1 ,4 9 2 ,0 6 1 ,5 3 0 ,2 5 - 1 ,8 2 0 ,2 5 - 1 ,9 1 0 ,5 0 - 4 ,5 1 1 ,2 5 - 4 ,7 5 1 ,0 0 - 2 ,2 0 1

G leby płowe le ś n e _A1 5 -15 168 IOO-259 4 8,0 12-67 6 ,7 4 ,2 - 1 0 ,7 0 ,5 6

--- ) 0 ,3 0 - 0 ,9 6 A3 15-35 130 102-188 27,0 8-50 5 ,8 3 , 7 - 8 ,1 0 ,6 1 0 ,2 0 - 1 ,2 8 АуВ/Ь 3 5-70 235 I5O-3 5O 5 0 ,0 12-90 15,0 _{5 ,0 - 2 7 ,3 2 ,1 7 0 ,5 0 - 4 ,4 0} B1 70 -9 0 348 I3O-6OO 8 1 ,0 70-88 24,4 1 8 ,7 - 2 8 ,0 2,86 2,00-5 ,1 0 С 100-140 318 180-382 6 2 ,0 4 5 -8 0 21,8 14,4—3 4,6 3 ,2 5 1 ,5 3 - 5 ,5 0

Gleby płov;e upraw - _A1 5-20 210 200-220 2 3 ,0 15-32 4 ,8 3 , 2 - 5 ,5 1 0 ,3 7 0 ,2 5 - 0 ,5 0

A^ 20-50 148 148 15,0 l i -2 0 4,8 3 , 0 - 6,7 0 ,3 0 0 ,2 5 - 0 ,3 5 Bg 60-70 240 240 4 2 ,0 30-60 5 ,2 3 , 0 - 7 ,5 0 ,7 5 0,50-1,00 B2g 95-105 130 180 5^,0 38-72 1 1 ,7 6 ,5 - 1 7 ,1 3,20 2 ,9 0 - 3 ,5 0 ; с 130-145 180 180 42,0 35 -8 0 1 5 ,8 11,5-20,1 2 ,9 0 2 ,8 0 - 3 ,0 0 !

J

Mn, Zn, Cu i Mo w glebach z glin zw ałow ych ₂₇

wynosi 0,30— 0,76) niż w glebach uprawnych (współczynnik koncentracji dla poziomu A x wynosi 0,73— 1,0). Poziomy głębsze gleb brunatnych (B) i (B)g oraz gleb płowych В i Bg są zasobniejsze w mangan w porów­ naniu z poziomami wierzchnimi. W glebach brunatnych uprawnych roz­ m ieszczenie manganu w profilu nie wykazuje charakterystycznych zależ­ ności z poziomami genetycznym i.

Mangan ogólny w glebach pseudoglejowych jest bardziej równomier­ nie rozmieszczony w profilach glebowych, obserwuje się jednak pewne nagromadzenie w poziomach glejowych. Związane jest to prawdopodob­ nie z wcześniejszym i procesami brunatnienia, zmianą pH i Eh, jak rów­ nież ze zmiennym lustrem wody [20, 9, 14].

W badanych glebach wytworzonych z glin zwałowych nie obserwuje się biologicznej akumulacji manganu w poziomach wierzchnich, jaką stwierdzono w poziomach wierzchnich gleb wytworzonych z piasków, lessów i wapieni [16, 7, 18, 4, 19].

Zawartość manganu aktywnego w poziomach wierzchnich w glebach uprawnych wynosi 20,0— 65,5 ppm, co stanowi 8— 31% manganu ogółem, a w poziomach głębszych 4— 37 ppm, co stanowi 1— 18% Mn ogółem. Zawartość manganu aktywnego w profilu m aleje wraz z głębokością, a więc ze wzrostem pH i w poziomach z obecnością CaC03 osiąga naj­ mniejszą wartość. Podobne wyniki uzyskali i inni badacze [1, 3, 12, 14, 17]. Zgodnie z liczbami granicznymi, zaproponowanymi przez Bergman-

na, badane gleby można zaliczyć do dobrze i średnio zasobnych w man­

gan.

C y n k . Zawartość cynku w badanych glebach wynosi 10— 120 ppm. Poziomy wierzchnie gleb brunatnych leśnych są znacznie uboższe w cynk w porównaniu ze skałą macierzystą. Rozmieszczenie cynku w profilach gleb brunatnych uprawnych nie wykazuje prawidłowości. Poziomy prze­ mycia A3 gleb płowych zawierają niższe ilości tego pierwiastka, co zw ią­ zane jest w pewnym stopniu z procesami glebotwórczymi. Wierzchnie poziomy gleb pseudoglejowych zawierają więcej cynku niż w pozosta­ łych typach gleb.

M i e d ź . Ogólna zawartość miedzi w omawianych glebach wynosi 3— 55 ppm. W ierzchnie poziomy są silnie spiaszczone i wyraźnie uboższe w miedź. Jej zawartość wzrasta w profilach glebowych wraz z głębo­ kością, a więc ze wzrostem części spławialnych. Obserwuje się nagroma­ dzenie miedzi w poziomach glejowych i niektórych poziomach brunat­ nienia. Rozmieszczenie miedzi w profilach glebowych wiąże się w pew ­ nym stopniu z procesami glebotwórczymi [6, 7, 2, 10].

Stwierdzono statystycznie istotną korelację (r = 0,83) między pro­ centową ilością części spławialnych ( 0 < 0 ,0 2 mm) a ogólną zawartoś­

cią miedzi w badanych glebach (rys. 1). Z równania regresji wynika wzrost miedzi ogółem przeciętnie o 0,43 mg przy wzroście o 1% części spławialnych. Ł u p i n o w i c z i D u b i k o w s k i [15] podają, że przy wzroście o 1% części spławialnych wzrasta o 0,3— 0,5 mg Cu w glebach dam iowo-bielicowych.

Zawartość miedzi przyswajalnej w poziomach próchnicznych bada­ nych gleb waha się od 0,10 do 3,10 ppm, co stanowi 20— 40% miedzi ogółem. Wraz z głębokością zmniejsza się zawartość miedzi przyswa­ jalnej. Nie stwierdzono również zależności między miedzią przyswajalną a ogólną jej zawartością. Przyjmując liczby graniczne Jensena-Henrikse- na badane gleby należy zaliczyć do dobrze i średnio zasobnych w miedź przyswajalną. Przy stosowaniu wysokiego nawożenia mineralnego można się liczyć w przyszłości z niedoborem miedzi w badanych glebach.

M o l i b d e n . Zawartość molibdenu w badanych glebach waha się od 0,20 do 8,50 ppm, średnia dla wszystkich poziomów w ynosi 2.31 ppm, a więc jest zbliżona do średniej zawartości podawanej w literaturze [1, 5, 8, 13, 21].

% ф * O.GZ mm

R ys. 1. Z ależność m ięd zy p rocentow ą ilością części sp ła w ia ln y ch a średnią

zaw artością m ied zi w m g

Rys. 2. Z ależn ość m ięd zy procen tow ą ilością części sp ła w ia ln y ch a średnią

zaw artością m olib d en u w m g Szczególnie ubogie w molibden są poziomy wierzchnie badanych gleb i poziomy przemycia gleb płowych. Najzasobniejsze w molibden są gleby brunatne leśne. Analizując dane dotyczące rozmieszczenia molibdenu w profilach glebowych obserwuje się zbieżność z zawartością żelaza w poziomach genetycznych.

Wzrost zawartości molibdenu w poziomach głębszych wiąże się ze wzrostem części spławialnych i frakcji koloidalnej (rys. 2). Współczynnik korelacji jest wysoce istotny (r = 0,82).

Skały macierzyste badanych gleb są zasobne w molibden, a jego za­ wartość jest zbliżona do średniej dla skał osadowych ilastych [22].

Mn, Zn, Cu i Mo w glebach z glin zwałowych ₂₉

PO D SU M O W A N IE

— Wierzchnie poziomy badanych gleb są wyraźnie uboższe w mangan niż ich poziomy głębsze. Rozmieszczenie cynku w profilach gleb nie w y ­ kazuje prawidłowości.

— Stwierdzono istotną korelację m iędzy procentową ilością części spławialnych w badanych glebach i zawartością miedzi ogółem (r = 0 ,8 3 ) oraz zawartością molibdenu ogółem (r = 0,82).

— Wierzchnie poziomy badanych gleb wytworzonych z gliny zwało­ wej są silnie spiaszczone i zawierają małe ilości miedzi i molibdenu ogółem.

LIT ER A TU R A

[1] B o r a t y ń s k i K. i in. : Z aw artość p rzysw ajaln ych form Cu, Mn, Mo, Zn w n iek tórych typach gleb D olnego Śląsk a p ow stałych na u tw orach pyłow ych . Rocz. glebozn., t. 18, z. 1, 1967, s. 57— 70.

[2] C z a r n o w s k a K.: M iedź w gleb ach N izin y M a zow ieck o-P od lask iej. Rocz. N auk roi., 94-A -4, 1968, s. 475— 509.

[3] C z u b a R., S t r a h l S., K a m i ń s k a W.: B adania nad ro zm ieszczen iem p rzysw ajaln ych sk ład n ik ów w p rofilach gleb ow ych . Rocz. glebozn., t. 19, z. 1, 1968, s. 155— 166.

[4] D o b r z a ń s k i B. i in.: Z różn icow an ie p ok ryw y g leb ow ej R oztocza na p rzy­ k ład zie gleb okolic P arn asów k i. Ann. UM CS Sec. E, t. 23, 3, 1968, s. 25— 44. [5] D o b r i c k a j a J. J.: M olibdien w poczw ach M oskow skoj obłasti. P o c z w o w ie -

dien., 5, 1964, s. 84—95.

[6] G l i ń s k i J.: Form y m ied zi w glebach P ojezierza Ł ęczyń sk o-W łod aw sk iego. A nn. UM CS Sec. E, t. 20, z. 1, 1964, s. 1—24.

[7] G l i ń s k i J.: W pływ n iek tórych czyn n ik ów g leb otw órczych na zaw artość i ro zm ieszczen ie m ik rosk ład n ik ów w p rofilach gleb ow ych . Część I. W y stęp o ­ w a n ie Cu, Mn w glebach w zależności od rzeźby terenu. Ann. UM CS Sec. E, t. 22, z. 3, 1967.

[8] G o r ł a c h E.: Z aw artość m olib d en u w n iek tórych gleb ach P o lsk i P o łu d n io ­ w ej. Rocz. glebozn., t. 13, z. 1, 1963, s. 213— 225.

[9] J e n n e E. A.: C ontrols on Mn, F e Co, Ni, Cu and Zn. C oncentrations in soils and w a ter the sig n ific a l role of hydrous Mn and F e oxid es. A dv. in C hem istry, 73, 1968, s. 337— 387.

[10] K a b a t a - P e n d i a s A.: M od elow e d ośw iad czen ie z łu g o w a n iem m ik ro - i m ak rosk ład n ik ów ch em iczn ych z gleb y w ytw o rzo n ej na gran icie. Pam . puł., 38, 1969, s. 111— 137.

[11] K a b a t a - P e n d i a s A., B o l i b r z u c h E.: M olibden w gleb ach i roślinach rejonu nadm orskiego. Rocz. N auk roi., 88-A -3, 1964, s. 605— 617.

[12] K o c i a ł k o w s k i Z., C i e ś l a W.: M ik rosk ład n ik i p rzy sw a ja ln e w gleb ach u p raw n ych w y tw o rzo n y ch z glin zw a ło w y ch na W ysoczyźn ie K u jaw sk iej. Rocz. glebozn., t. 19, 1968, z. 2, s. 281— 292.

[13] K o c i a ł k o w s k i Z., C z e k a l s k i A., B a l u k A.: Z aw artość m ik r o e le ­ m en tó w w gleb ach i roślin ach łą k o w y ch śred n iego b iegu N oteci. Rocz. N auk roi., 9 3 -A -l, 1967, s. 155— 176.

[14] K o n e c k a - B e t l e y K., C z a r n o w s k a K. i in.: W p ływ procesu od górn e­ go oglejen ia na k szta łto w a n ie się gleb w y tw o rzo n y ch z g lin zw ałow ych . Rocz. glebozn., t. 21, z. 1, 1970, s. 21— 50.

[15] Ł u p i n o w i c z I. S., D u b i k o w s k i j G. Р.: O z a w isim o sti sod ierżan ija m ik ro elem ien to w od m ech a n iczesk o w o sostaw a d iern iew o -p o d zo listy ch poczw w B SSR . A grochim ja, 12, 1966, s. 75— 79.

[16] M u s i e r o w i c z A., C z a r n o w s k a K.: M angan w w a żn iejszy ch glebach w o jew ó d ztw a łódzkiego. Rocz. N auk roi., 84-A -4, 1961, s. 563— 592. '

[17] M u s i e r o w i c z A., B r o g o w s k i Z., C z a r n o w s k a K. i in .: T ypologia i w ła śc iw o śc i gleb w y tw o rzo n y ch z glin zw ałow ych . C zęść I. G leby b runatne i p seu d o b ielico w e teren ó w leśn ych . Rocz. glebozn., t. 17, 1967, s. 29— 129. [18] P i o t r o w s k a M.: R ozm ieszczen ie p ierw ia stk ó w śla d o w y ch w n iek tórych

profilach gleb w ytw orzon ych z lessó w W yżyny S a n d o m iersk o -O p a to w sk iej. Pam . puł., 30, 1967, s. 83— 98.

[19] R o s z y k R.: Z aw artość w anadu, chrom u, m anganu, k obaltu, n ik lu i m ied zi w n iek tórych gleb ach D olnego Ś ląsk a w y tw o rzo n y ch z glin p y la sty ch i u tw o ­ rów p yłow ych . Rocz. glebozn.. t. 19, 1968, z. 2, s. 223— 247.

[20] S w a i n e D. J., M i t s с h e l l R. L.: T ra ce-elem en t d istrib u tion in so il p ro ­ files. J. S o il Sei., nr 11, 1960, s. 2.

[21] T r o b i s c h S., S c h i l l i n g G.: Ü ber die B ild u n g des M olybdäns in T h ü rin ­ ger A ckerboden. C hem ie der Erde, 23, 1963, s. 91— 103.

[22] W i n o g r a d o w A. P.: S ried n ije sod ierżan ije ch im iczeskich elem ien to w w g ła w n y ch tipach izw ierżen n y ch górnych porod ziem noj kory. G ieochim ija, 7, 1962, s. 555.

D r K r y s ty n a C z a r n o w sk a K a te d r a G le b o z n a w s tw a SG G W W a r sz a w a , u l. R a k o w ie c k a 26