R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T . X X X I X N R 3 W A R S Z A W A 198« S. 5-19
H E N R Y K D O M Ż A Ł , A N N A S Ł O W IŃ S K A -J U R K IE W IC Z
W PŁY W SK ŁAD U GRANULOM ETRYCZNEGO I PRÓ CH N ICY NA ILOSC AGREGATÓW GLEBOW YCH I ICH ODPORNOŚĆ
NA DZIA ŁA N IE WODY I n s t y tu t G le b o z n a w s tw a A k a d e m ii R o ln ic z e j w L u b lin ie
W S T Ę P
S tru k tu ra agregatow a jest pow szechnie uznaw ana za k orzystn ą cechę gleby, zw łaszcza jej w a rstw y u p raw n e j. D ziałania agrotechniczne m ają więc m .in. na celu uzyskanie tak iej s tru k tu ry gleby, w k tó re j ag reg aty będą stan o w iły znaczący składnik w a rstw y u p raw n e j [2, 6]. M ożliwości n adan ia glebie s tr u k tu ry agregatow ej zależą jed nak nie tylko od stoso w anych zabiegów upraw ow ych i naw ożenia, ale głów nie od n a tu ra ln y c h właściwości tw orzyw a glebowego. Poszczególne typy, rodzaje i g atu n k i gleb mogą charakteryzow ać się znacznym zróżnicow aniem pod w zględem zdolności do agregacji oraz różną odpornością agregatów na rozm yw ające działanie w ody [3, 5, 7, 9, 10].
Zdolność do agregacji oraz wodoodporność cennych rolniczo agrega tów w iązana jest pow szechnie z zaw artością w glebie su b stan cji koloidal nych. J a k podają K ow aliński, D rozd i L icznar [5], w poziom ach pró ch- nicznych gleb w y tw orzonych z lessu głów nym składnikiem lepiszcza a g re gatów są silnie rozdrobnione su b stan cje próchniczne, krzem ionka i glino- krzem iany, a w głębszych poziom ach sub stan cje ilasto-żelaziste oraz k rze m ionka. Do podobnych w niosków doszli także Rząsa i O w czarzak [7], prow adząc badania n a glebach o glin iasty m składzie granulom etryczn y m . O wodoodporności agregatów , zdaniem C hudeckiego i Błaszczyk [3], de cydują w głów nej m ierze zw iązki próchniczne i ich połączenia z su b sta n cją m in eraln ą. Znaczną rolę w kształto w an iu wodoodporności agregatów p rzy p isu ją oni kw asom hum inow ym i fulw ow ym .
W prow adzonych przez nas badaniach, o b ejm ujących w iele jednostek glebow ych, zróżnicow anych typologicznie i rodzajow o, sta ra n o się o kre ślić, w jakim stopniu zaw artość w glebie części spław ialnych ( < 0,02 mm), iłu koloidalnego ( < 0,002 mm) i próchnicy oraz pow ierzchnia w łaściw a,
6 H. Domżał, A. Słowińska-Jurkiewicz
a więc podstaw ow e cechy tw orzyw a gleby, w pły w ają n a zaw artość i w o- doodporność agregatów glebow ych i na ile zw iązek ten m a ogólny cha ra k te r.
M E T O D Y K A
Do badań w y b ran o 22 profile glebowe, w k tó ry ch pobrano próbki z w a rstw ornych i podornych. A nalizow ane gleby objęły:
1. G leby rdzaw e w ytw orzone z piasków — profile n r 1- 3. 2. G leby płowe w ytw orzone z pyłów wodnego pochodzenia
— profile n r 4-7. 3. G leby b ru n atn e w ytw orzone z lessu — profile n r 8- 11. 4. G leby b ru n a tn e w ytw orzone z glin — profile n r 12-14. 5. C zam oziem y w ytw orzone z lessu — profile n r 15-18. 6. Czarne ziem ie w ytw orzone z glin
p y lasty ch i pyłów glin iasty ch — profile n r 19-22 W ybrane gleby pozw oliły n a utw orzenie zbioru próbek c h a ra k te ry z u jących się znaczną zm iennością zaw artości części spław ialnych, iłu ko loidalnego, próchnicy i pow ierzchni w łaściw ej (tab. 1), co z kolei um ożli wiło ilościowe określenie w pływ u w ym ienionych czynników glebow ych n a zaw artość i wodoodporność cennych rolniczo agregatów glebow ych.
W celu uzyskania porów nyw alności w yników próbki do- badań pobie rano po zbiorze roślin zbożowych. P o b ran e próbki podsuszano do stan u pow ietrznie suchego. P ow ietrzn ie suchą glebę przesiew ano n a sicie o w y m iarach oczek 10 mm. F ra k cję agregatów o średnicy poniżej 10 m m roz dzielano n astęp n ie n a zestaw ie sit o w y m iarach oczek 10; 7; 5; 3; 1; 0,5 i 0,25 mm, określając zaw artość poszczególnych frak cji agregatów . Rów nolegle oznaczano zaw artość w odoodpornych agregatów w w ydzielonej fra k c ji agregatów < 1 0 mm, posługując się a p a ra te m B akszejew a, zm o d yfikow anym w Zakładzie A grofizyki PA N.
Po w stęp nej ocenie w yników , do analizy staty sty czn ej zestaw iono w y niki zaw artości agregatów w n astę p u jąc y sposób:
a) zaw artość fra k c ji agregatów pow ietrznie suchych i w odoodpornych o w y m iarach 10-5 mm, 5-1 mm, 1-0,25 m m, < 0 ,2 5 m m obliczono w pro centach w sto su nku do suchej m asy fra k c ji < 1 0 mm,
b) zaw artość fra k c ji agregatów > 1 0 m m obliczono w sto sun ku do całkow itej m asy gleby.
za-Analizowane właściwości gleb — Soil properties analyzed Tabela 1 N r profilu Profile No. Poziom genetyczny Genetic horizon próch nica humus Zawartość w gk C ontent in części spławialne silt and clay
particles ( < 0,02 mm) :bie (%) soil ił koloidalny colloidal clay ( < 0,002 mm) Powierzchnia właściwa Specific area m 2/g Agregaty powietrznie suche Air-dry aggregates > 10 mm, %
Procentowa zawartość agregatów w mm we frakcji < 10 mm
Percentage content of aggregates of mm in dia in the fraction o f < 10 mm 10-5 5- 1 1-0,25 < 0,25 a 1 b * 1 b a 1 ь a 1 b 1 2 3 4 5 6 7 1 8 j 9 1 11 12 1 13 14 I1 15 1 Ар 2,3 5 2 26,1 0,7 1,4 0,0 1,7 2,2 69,6 63,7 27,3 34,0 A l 0,5 4 3 16,7 1,1 1,3 0,0 1,6 0,6 78,3 61,9 18,8 37,4 2 Ар 1,5 12 1 27,8 5,9 9,4 5,2 15,8 9,7 38,2 41,7 36,6 43,4 A l 0,1 8 5 14,1 2,2 10,7 0,0 10,8 0,9 54,4 52,8 24,1 46,2 3 Ар 1,2 19 2 27,4 25,9 20,0 0,0 27,4 6,7 32,5 28,6 20,1 44,6 A l 0,2 27 4 20,1 36,7 28,3 0,4 32,7 4,5 24,2 35,3 14,8 59,8 4 Ар 1,5 23 2 28,7 11,8 11,6 4,1 21,3 7,8 30,4 46,2 36,7 41,9 Аз 0,3 23 6 20,5 7,3 12,9 0,0 30,7 0,2 27,1 11,2 29,3 88,5 5 Ар 1,8 20 3 35,1 18,2 22,7 0,6 28,5 5,9 23,5 21,9 25,3 71,6 А з 0,4 14 3 24,0 8,5 14,8 0,2 29,1 0,8 29,9 16,9 26,2 82,1 6 Ар 1,3 20 3 27,4 15,6 17,3 2,0 26,4 18,4 29,3 43,7 27,0 35,9 А з 0,1 15 11 40,7 29,9 30,8 0,0 38,8 0,2 23,1 18,1 7,3 81,6 7 Ар 1,8 31 10 67,3 24,1 22,1 0,0 40,6 1,5 26,2 14,4 11,1 84,0 Аз 0,8 30 11 63,8 18,9 19,0 0,0 38,6 5,0 26,6 42,2 15,8 52,7 8 Ар 1,1 44 19 77,1 20,9 14,9 0,4 40,1 3,5 24,0 10,7 21,0 85,4 (В) 0,3 39 16 68,1 23,3 19,0 0,0 56,2 0,1 20,2 6,3 4,6 93,3 9 Ар 1,6 40 11 61,3 15,8 17,0 0,0 33,4 2,0 21,1 12,4 28,5 85,5 (В) 0,5 39 17 87,3 24,6 20,6 0,0 41,5 0,3 24,4 6,6 13,5 93,0 10 Ар 1,4 33 12 63,8 14,3 19,5 0,7 39,6 0,5 22,6 47,2 18,3 42,6
1 2 1 3 ! j (B) 1 1,3 i 11 a p 0,9 ; (В) 0,4 12 a p 1,7 1 (В) 0,2 i 13 Ар 1,7 ! (.В) 1 0,4 j 14 А р ! 1,7 (В) 0,4 1 15 А Р 3,5 A i 2,7 16 1 А р 1 2,1 • : ! А Х 1,5 17 : Ар 2,6 1 Al 1,0 18 1 Ар 4,1 : a i ! 2,7 19 ! Ар i 5>° Al ! 1,8 20 1 А р 3,0 ■ Ai 0,5 21 Ар i 4,0 ! А ' 1 2,8 I 22 1 Ар i 1’8 1 1 А Х i 0,7 1 4 1 5 6 44 17 74,1 43 13 58,7 49 22 93,4 26 j U 44,5 38 22 75,8 30 j 11 77,5 36 15 63,2 25 i 8 45,0 58 41 ! 80,6 45 6 1 85,7 41 11 82,7 36 10 72,4 45 13 75,4 46 18 77,5 47 15 86,1 46 14 ! 127,3 51 20 : 111,4 23 4 73,3 26 3 37,7 37 10 93,4 47 16 104,6 42 13 120,8 52 18 116,1 42 1 18 70,7 51 I 32 114,4
a — agregaty powietrznie suche — air-dry aggregates b — agregaty wodoodporne — waterproof aggregates
cd. tabeli 1 (continued) 7 I 8 I 9 I 24,6 1 37,4 1,0 30,2 : 27,2 0,6 30,2 25;2 0,7 16,5 23,4 14,3 18,9 24,8 0,5 13,2 32,9 6,6 24,2 16,6 0,8 26,7 18,9 24,4 27,7 17,3 26,9 21,4 17,3 4,7 18,6 21,0 I 0,1 18,8 21,4 1,8 24,2 17,5 0,3 15,6 i 23,1 0,0 24,2 17,5 0,0 19,4 22,1 j! 0,0 11,4 29,0 0,0 28,4 17,7 8,1 36,6 13,5 ; 0,4 26,9 19,4 30,8 14,2 27,0 0,5 20,4 26,8 0,1 25,9 18,2 5,9 20,7 24,7 1 3,8 4,9 45,7 4,3 10 I 11 12 42,6 ! 1,7 13,7 43,1 1 14,1 20,1 45,7 ! u 23,1 37,8 23,2 20,8 43,6 6,4 23,0 37,5 17,5 24,4 50,5 24,8 29,4 39,4 35,7 29,6 38,7 53,3 30,1 34,0 27,8 ! 25,0 37,0 4,4 23,7 41,0 i 56,0 22,4 46,7 1,6 26,3 38,8 1,6 i 20,1 39,0 0,5 27,8 45,4 4,2 i 24,2 43,9 i 2,2 18,2 25,3 21,5 i 35,9 25,0 4,4 42,6 40,2 55,4 30,4 48,6 6,7 17,0 36,2 4,9 29,0 47,8 60,5 29,7 27,7 23,3 26,6 46,1 68,8 5,9 13 1 14 1 15 24,5 9,0 1 72,8 : 54,0 9,6 j 31,3 11,9 6,0 1 86,3 19,1 18,0 i 43,4 i 20,1 8,6 1 73,0 ! 47,3 5,2 j 28,6 38,9 3,5 : 35,5 22,9 12,1 17,0 11,2 i 13,9 8,6 23,8 23,7 43,7 36,0 18,3 1 59,5 15,9 ! 15,2 ! 26,3 17,2 !! 9,5 oc p 10,2 ; 17,0 ! 88,2 1 10,1 15,7 : 89,4 j 26,5 8,3 69,3 j 35,7 9,9 i 8i,6 i 36,5 21,1 33,9 56,9 18,9 38,3 3,8 10,0 10,0 54,9 7,4 ! 37,9 i 46,8 8,0 49,3 ! 25,8 4,3 78,0 i 37,7 11,0 35,2 j 15,1 2,3 11,8 i
Skład granulometryczny a ilość agregatów glebowych
T a b e la 2 Istotne współczynniki korelacji prostej i wielokrotnej obliczone dla badanych zależności Significant coefficients of simple and multiple correlation calculated from the relationships in
vestigated
Współczynnik j Współczynnik ko-j korelacji ; relacji wielokrotnej
.V prostej
Rl
L.p. - ! Я , 1 dla funkcji у = ln (*)
No. Л‘ (agregaty w mm) j Simple j M ultiple correlation
(aggregates in mm) correlation j coefficient R 2 for coefficient the function
Ri у = In (x)
1 Części spławialne pow. s. - a ir--d ry 0,385 ! 0,511
Silt and clay particles > 10
2 Części spławialne pow. s. - a ir—dry 0,529 0,605
Silt and clay particles 10-5 j1i
3 Części spławialne pow. s. — a i r - dry 0,800 0,876
Silt and clay particles 5-1
4 Części spławialne w odoodporne 0,312 0,281
Silt and clay particles w aterproof 5-1
5 i Części spławialne pow. s — air —dry - 0,671 0,827
Silt and clay particles 1-0,25 1
i 6 Części spławialne wodoodporne ! -0 ,4 2 6 0,485
Silt and clay particles w aterproof 1-25
7 Części spławialne pow. s. — a ir—dry - 0,582 0,530
Silt and clay particles < 0,25
8 Części koloidalne pow. s. — a ir—dry 0,505 0,576
i Colloidal particles 10-5 !
! 9 Części koloidalne pow. s. — air — dry 0,640 0,799
C olloidal particles i 5-1
10 Części koloidalne w odoodporne 1 0,369 0,260
Colloidal particles w aterproof 5-1
11 : Części koloidalne pow. s. — a ir—dry -0 ,4 8 2 0,581
i Colloidal particles 1-0,25 j
12 Części koloidalne w odoodporne -0 ,4 2 0 0,450
1 Colloidal particles w aterproof 1-0,25 ij
13 î Części koloidalnei Colloidal particles pow. s. — a ir—dry ! - 0,620 0,755
< 0,25 1 i
I 14 j Powierzchnia właściwa I pow. s. — a ir —dry 0,521 0,539
i ! Specific area ! 10-5 j j
! 15 Powierzchnia właściwa pow. s. — a ir —dry ? 0,693 0,765
1 ; Specific area 5-1
i i6
i ! Powierzchnia właściwa w odoodporne 1 0,322 0,316
i Specific area w aterproof 5-1
! 17 Powierzchnia właściwaSpecific area pow. s. — a ir—dry1-0,25 1 -0 ,5 1 5 0,598
18 Powierzchnia właściwa pow. s. — a ir—dry - 0,656 0,650
10 H. Domżał, A. Słowińska-Jurkiewicz
w artością próchnicy, części spław ialnych, iłu koloidalnego i pow ierzchnią w łaściw ą a zaw artością w ym ienionych g ru p agregatów . P rzebadano sze reg funkcji, uzyskując najw iększe w spółczynniki korelacji w ielok ro tnej dla fu n k cji logarytm icznej y = In (x) (tab. 2). W przypadkach, w któ ry ch korelacje b y ły staty sty czn ie istotne, n a podstaw ie obliczonego ró w n an ia reg re sji w ykreślono krzyw e c h arak tery zu jące om aw iane zależności. W p rac y zamieszczono tylko w y k re sy ty ch przypadków , w któ ry ch dla cennych rolniczo agregatów zależności potw ierdzone analizą sta ty sty c z ną były n ajsiln iejsze (rys. 1-3).
Pozostałe analizy, takie jak sk ład g ranu lo m etryczny, zaw artość próch nicy, pow ierzchnia w łaściw a, w ykonano m etodam i pow szechnie p rz y ję ty mi w gleboznaw stw ie.
O M Ó W IE N IE W Y N IK Ó W
B adane gleby c h a rak tery zo w ały się zróżnicow aną zaw artością pró ch nicy. W w arstw ach orno-próchnicznych ilość próchnicy zaw ierała się w przedziale 0,9-5,0%, a w w arstw ach podornych 0,1-2,8'%. S taty sty czn a analiza zw iązku m iędzy ilością próchnicy w glebie a zaw artością ozna czonych fra k c ji agregatów nie w y kazała isto tn ych korelacji. D otyczy to zarów no fra k c ji agregatów o w y m iarach pow yżej 10 m m, jak też pod- fra k c ji otrzym an y ch przez przesiew anie na sucho i w wodzie fra k c ji agregatów m niejszych od 10 mm. Jed y n ie w p rzyp adk u analizy z aw ar tości w odoodpornych frakcji, w yróżnionych z agregatów o w y m iarach poniżej 10 mm, m ożna zauw ażyć, że n ajw iększe ich ilości, zw łaszcza cen nych rolniczo agregatów o w ym iarach 10-5 m m i 5-1 mm, otrzym ano z próbek gleb o dużej zaw artości próchnicy, tj. czarnoziem ów i czarnych ziem. A naliza staty sty czn a i graficzna nie w yk azały w ystępow ania ja kiegokolw iek zw iązku m iędzy zaw artością próchnicy a ilością cennych rolniczo agregatów w glebie pow ietrznie suchej. Można więc przyjąć, że w pływ próchnicy na agregację w y raża się głów nie przez tw orzenie trw a łych, w odoodpornych agregatów tylko wówczas, gdy ogólna zaw artość próchnicy osiąga w ysoki poziom, co m a m iejsce w p rzy p ad k u czarno ziem ów i czarnych ziem. W pływ próchnicy n a wodoodporność agregatów glebow ych w yodrębnionych z ty ch gleb w iązał się zapew ne z c h a ra k te rem tw orzących ją związków. W yniki te są zbieżne z danym i opubliko w anym i przez Chudeckiego i Błaszczyk [3], któ rzy w ykazali, że w czar- noziem ach i czarnych -ziemiach dom inującą rolę w kształtow an iu wodo- odporności cennych rolniczo agregatów odgryw ają zw iązki próchniczne.
Części spław ialne ( < 0 ,0 2 mm) w p ły w ają zazw yczaj silnie n a w iele podstaw ow ych fizycznych i chem icznych właściwości gleby. Zdolność gle by do ro zkruszania okazała się rów nież silnie zależna od zaw artości w gle bach tej frakcji. Z analizy staty sty czn ej w ynika, że w glebie p ow ietrznie
Skład granulometryczny a ilość agregatów glebowych 11
suchej ilość agregatów o w y m iarach pow yżej 10 m m i zaw artość cen n y ch rolniczo agregatów we fra k c ji m niejszej od 10 m m są istotnie do datnio skorelow ane z zaw artością części sp ław ialn ych w glebie. W spół czynniki korelacji w ielo k ro tn ej są w ysokie i w ynoszą 0,511 dla fra k c ji agregató w > 10 mm, 0,605 dla fra k c ji 10-5 m m i 0,876 dla fra k c ji 5-1 m m (tab. 2). Zależność m iędzy ilością w y odrębnionych agregatów 10-5 m m i 5-1 m m a zaw artością części spław ialn ych m a c h a ra k te r fu n k cji k rz y w oliniow ej. Spośród zbadanych w ielu fu n k cji n a jle p ie j opisuje ją ró w n an ie fu n k cji logarytm icznej y = ln (x), k tó re pozwoliło n a uzyskanie najw yższych w spółczynników korelacji w ielok rotnej, a także, jak w y n i ka z przebiegu k rzyw ej reg resji, n a jle p ie j opisuje c h a ra k te r zjaw iska (rys. 1)
Nie stw ierdzono n ato m iast silnego w pływ u zaw artości części spła w ialn ych w glebie n a ilość w odoodpornych agregatów . Tylko w p rzy padku w odoodpornych agregatów o w y m iarach 5-1 m m uzyskano istotn y, choć niski, dodatni w spółczynnik korelacji (0,312 dla korelacji p ro stej i 0,281 dla ko relacji w ielokrotnej). Z aw artość m ik roag reg atów o w ym ia rach 1-0,25 m m i < 0,25 m m korelow ała u jem nie z fra k c ją części spła w ialny ch zarów no w glebie p o w ietrznie suchej, jak i podczas an alizy w wodzie.
P oró w n anie w yników u zyskanych przez przesiew anie gleby p o w ietrz nie suchej i rozdziału w wodzie w skazuje, że części spław ialne nie łączą się z inn ym i elem entam i trw ale i woda może te w ięzi łatw o naruszyć. Można więc przypuszczać, że w yodrębnione w analizie sitow ej a g re g a ty pow stają w dużym stopniu w trak cie sam ej analizy i nie m ają w pełni cech trw ały ch agregatów .
K oloidy glebowe, stanow iące w ażn y składn ik części sp ław ialn y ch i jednocześnie n ajb ard ziej ak ty w n ą część gleby, w y w ie ra ły rów nież w y raź n y w pływ n a zdolność do agregacji badanych gleb. Nie stw ierdzono w praw dzie isto tn ej zależności m iędzy zaw artością koloidów a ilością w y odrębnionej fra k c ji agregatów o w ym iarach pow yżej 10 m m, ale ilość agregató w 10-5 m m i 5-1 m m we fra k c ji < 1 0 m m po w ietrznie suchej gleby była istotnie dodatnio skorelow ana z ilością koloidów. Podobnie jak w p rzy padk u części spław ialnych, zaw artość koloidów w glebie n a j silniej w pływ ała n a ilość agregatów o w y m iarach 5-1 mm. W spółczyn nik k orelacji w ielok rotnej był w ty m p rzy p ad ku w ysoki i w ynosił 0,799. W spółczynnik korelacji w ielok rotnej m iędzy zaw artością koloidów a ilo ścią w yodrębnionych agregatów 10-5 m m był nieco niższy (R2 = 0,576). W obu przy pad kach c h a ra k te r tej zależności n ajle p ie j opisyw ała ró w nież fu n k cja ty p u logarytm icznego (rys. 2). K orelacje m iędzy zaw arto ś cią koloidów w glebach a ilością w y o drębnionych agregatów w e fra k cji < 10 m m b y ły isto tn e i dodatnie tylko w p rzy p ad k u agregatów 5-1 m m oraz isto tn e i ujem n e w p rzy p a d k u agregatów 1-0,25 m m, ale w obu p rzyp adk ach w spółczynniki korelacji były niskie.
1 2 H. D om żał, A. S ło w iń sk a -J u rk iew icz
Rys. 1. Z a le ż n o ść z a w a rto ś c i a g re g a tó w p o w ie trz n ie s u c h y c h o w y m ia r a c h 10-5 m m (a) i 5-1 m m (b) od z a w a rto ś c i części s p ła w ia ln y c h ( < 0,02 m m ): 1 — w a r s tw y
o rn e , 2 — w a r s tw y p o d o rn e
F ig. 1. D e p e n d e n c e of th e c o n te n t of a ir - d r y a g g re g a te s of 10-5 m m (a) a n d 5-1 m m (b) in d ia on th e c o n te n t of s ilt a n d cla y p a rtic le s ( < 0.02 m m ): 1 —
Skład granulometryczny a ilość agregatów glebowych 13
Z a w a rto ść fr a k c ji о ф < 0,00Z m m , % C onten t o f fra ctio n o f ф < 0,002 m m , %
R ys. 2. Z ależn o ść z a w a rto ś c i a g re g a tó w p o w ie trz n ie s u c h y c h o w y m ia r a c h 10-5 m m (a) i 5-1 m m (b) od z a w a rto ś c i iłu k o lo id a ln e g o « 0,002 m m ): 1 — w a r s tw y o rn e,
2 — w a r s tw y p o d o rn e
F ig . 2. D e p e n d e n c e of th e c o n te n t of a ir - d r y a g g re g a te s of 10-5 m m (a) a n d 5-1 m m (b) in d ia o n th e c o n te n t of co llo id c la y ( < 0.002 m m ): 1 — a ra b le la y e r s , 2 —
14 H. D om żał, A. S ło w iń sk a -J u r k ie w ic z
Pow ierzchnia w łaściw a gleby wiąże się ściśle z rozdrobnieniem fazy stałej, co w pełni potw ierdziła analiza staty sty czn a uzyskanych w y n i ków. O trzym ano w ysoki w spółczynnik ko relacji prostej m iędzy z a w a r tością części spław ialnych a pow ierzchnią w łaściw ą (0,853) oraz rów nież w ysoki (0,670) w spółczynnik k o relacji m iędzy zaw artością koloidów a po w ierzchnią w łaściw ą. Znacznie niższy w spółczynnik korelacji (0,435) stw ierdzono m iędzy zaw artością próchnicy a pow ierzchnią w łaściw ą.
R ys. 3. Z ależn o ść z a w a rto ś c i a g re g a tó w p o w ie tr z n ie su c h y c h o w y m ia r a c h 10-5 m m (a) i 5-1 m m (b) od p o w ie rz c h n i w ła ś c iw e j: 1 — w a r s tw y o rn e , 2 — w a r s tw y p o d o rn e F ig. 3. D e p e n d e n c e of th e c o n te n t of a ir - d r y a g g re g a te s of 10-5 m m (a) a n d 5-1 m m
Skład granulometryczny a ilość agregatów glebowych 15
A nalizując zw iązek m iędzy pow ierzchnią w łaściw ą gleby a jej zdol nością do agregacji, stw ierdzono isto tn e dodatnie zależności w p rzy p a d ku pow ietrznie suchych agregatów o w y m iarach 10-5 m m i 5-1 m m (rys. 3). Z aw artość w odoodpornych agregatów była istotnie, chociaż nisko, dodatnio skorelow ana z pow ierzchnią w łaściw ą tylko w przy p ad k u agre gatów o średnicy 5-1 mm. Podobnie jak w p rzy p ad k u części spław ial- ny ch i iłu koloidalnego, korelacje z zaw artością m ik roagregató w b yły ujem ne.
A naliza otrzym an ych w yników n asu w a kilka uw ag ogólnych. Szeroki zbiór gleb, w k tó ry m uw zględniono różne ty p y i rodzaje, oraz fakt, iż próbki do b adań pochodziły z w a rstw orno-próchnicznych i podornych daje podstaw y do stw ierdzenia, że zaobserw ow ane praw idłow ości p o p ar te w y nik am i analizy staty sty czn ej m ają c h a ra k te r ogólny i odnoszą się do in n y ch gleb w ytw orzonych z podobnych utw orów . M ożna w ręcz stw ie r dzić, że w n iek tó ry ch przypadkach, jak np. zależności m iędzy z a w a rto ścią części spław ialny ch czy iłu koloidalnego a zaw artością fra k c ji ag re gatów o w ym iarach 5-1 m m w glebie p ow ietrznie suchej są niespodzie w anie w ysokie. W arto dodać, że n a uzyskane praw idłow ości, co jest do skonale widoczne na ry sun k ach , nie m iało żadnego w pływ u pochodzenie próbki z w a rstw y ornej czy podornej.
Z askakująco słab y okazał się n ato m iast w pływ próchnicy. N a ry su n kach przygotow yw anych w trak cie opracow yw ania w yników p u n k ty cha rak te ry z u jąc e zależność zaw artości danej frak cji agregatów od ilości
próch nicy b y ły rozproszone po całym polu ry su n k u i nie w sk azyw ały n a istnienie jakiegokolw iek zw iązku m iędzy badanym i cecham i. B rak tak iej zależności potw ierdziła rów nież analiza staty styczna.
In te resu jąc e jest rów nież znacznie silniejsze uzależnienie ilości po w ietrzn ie suchych agregatów od zaw artości części spław ialnych i iłu ko loidalnego, niż to m iało m iejsce w p rzyp ad ku przesiew ania n a m okro. Rozw ażając przyczyny, z pow odu k tó ry ch uzyskano istotn e zależności p rzy analizie gleby pow ietrznie suchej i b rak tak ich zależności w p rzy padku agregatów w odoodpornych, m ożna przypuszczać, iż zadecydow ał o ty m zespół czynników . A naliza sitow a p o w ietrznie suchej gleby p ro w adzi do rozpadu m ate ria łu glebowego n a różnej w ielkości elem enty, k tó re stanow ią a g reg aty ty p u okruchów . Gleba rozdrobniona w proce sie u p ra w y czy podczas pobierania próbki i jej przesiew ania rozpada się n a agregaty, w k tó ry ch cząstki piasku i py łu sklejone są przez elem enty drobniejsze, ale więź ta jest słaba i może pow staw ać w trak cie d eh y d ra- tacji koloidów p rzy suszeniu gleby.
K oloidy glebowe, zwłaszcza w glebach, k tóre były obiektem naszych badań, są z re g u ły h y d ro filn e i pod w pływ em w ody łatw o u leg ają p ep- tyzacji, co w konsekw encji pow oduje rozpad agregatów pow stałych przez rozkruszenie. Tylko w ty ch glebach, w k tó ry ch w y stę p u je duża ilość trw ały c h zw iązków próchnicznych, np. w czarnoziem ach i czarnych
zie-16 H. Domżał, A. Słowińska-Jurkiewicz
m iach, a g re g a ty ty p u b ry łek m ają rzeczyw iście trw a ły c h a ra k te r i d la tego cechują się znaczną wodoodpornością. W ydaje się rów nież, że w przy p ad k u analizy wodoodporności agregatów m etodą B akszejew a nie można w ykluczyć efektu określanego w lite ra tu rz e jako air exp lo sio n [1, 4, 8]. E fekt ten zachodzi wówczas, gdy pow ietrznie suche ag reg aty zostają nagle otoczone przez wodę. W oda otaczająca ag reg at w ciska się k apilaram i do jego środka, pow odując w zrost ciśnienia w zam kniętych porach w ew n ątrz ag regatu. P row adzi to do ro zerw an ia agregatu w ów czas, gdy ciśnienie przekroczy jego w ytrzym ałość m echaniczną. W n a tu ra ln y ch w a ru n k a ch efekt ten jest opisyw any jako w y stę p u ją c y na po w ierzchni gleby podczas gw ałtow nego naw ilżania, co zachodzi w czasie inten sy w n y ch opadów burzow ych i prow adzi do zniszczenia s tru k tu ry agregatow ej i tw orzenia się skorupy. Podobne zjaw isko w y stęp u je w ów czas, gdy w ap aracie B akszejew a m ate ria ł glebow y pow ietrznie suchy zalew am y wodą, rozpoczynając analizę.
W ydaje się więc, że do w yników analiz u zyskanych m etodą Baksze jew a n ależy podchodzić z pew ną ostrożnością, gdyż w n a tu ra ln y c h w a ru n k a c h bardzo rzadko n a stę p u je tego ty p u naw ilżanie. W yniki analiz prow adzonych tą m etodą, choć uzyskane w pop raw n y sposób, m ogą nie w pełni charaktery zow ać zachow anie się gleby w w a ru n k a ch n a tu r a l nych. S tw ierdzenie to w y d aje się uzasadnione, gdyż, jak w ynik a z prac W alczaka i W itkow skiej-W alczak [11, 12], n aw et a g re g a ty w yodrębnio ne z gleb czam oziem nych zm ieniają znacznie swe c h a ra k te ry sty k i w od ne podczas cykli n aw ilżania i osuszania.
W N IO S K I
1. Zdolność m ate ria łu glebow ego do rozpadu n a ag re g a ty o w y m ia rach 10-5 m m i 5-1 m m zależy głów nie od zaw artości w glebie części spław ialny ch i koloidalnych oraz pow ierzchni w łaściw ej. Cecha ta nie jest bezpośrednio zw iązana z przynależnością gleby do określonego ty p u genetycznego.
2. A g reg aty pow stałe przy ro zk ruszan iu gleby nie m ają trw ałeg o ch a ra k te ru i w wodzie u leg ają rozpadow i. Ilość cennych rolniczo wodood pornych agreg ató w o w y m iarach 10-5 m m i 5-1 m m jest z reg u ły n ie w ielka i w y k azuje słabszy dodatni zw iązek z zaw artością części sp ław ial- lnych i koloidalnych niż zaw artość agregatów o ty ch sam ych w ym iarach nie poddanych działaniu wody.
3. Nie stw ierdzono isto tn ej zależności m iędzy ilością zw iązków próch- nicznych a zaw artością w glebie ag regatów i ich wodoodpornością. Do datn i w pływ próchnicy n a tw orzenie się w odoodpornych agregatów daje się zauw ażyć tylko w poziom ach próchnicznych o znacznej zaw artości w ęgla organicznego, pochodzących z czarnoziem ów i czarnych ziem.
Skład granulometryczny a ilość agregatów glebowych 17
próchnicznym i a ilością agregatów glebow ych i ich w odoodpom ością jest b rak zróżnicow ania w yników z rac ji przynależności m ate ria łu glebow ego do poziom u upraw no-próchnicznego lub w a rstw głębszych.
L IT E R A T U R A
[1] B o l t G. H. , K o e n i g s F . F . R. P h y s ic a l a n d c h e m ic a l a s p e c ts o f t h e s t a b ility of soil a g g re g a te s . M ed. F a k . L a n d . S ta te U n iv . G h e n t. 1972, 37/3 s. 955-973.
[2] C h r i s t e n s e n B. T. S tr a w in c o r p o ra tio n a n d so il o rg a n ic m a t t e r in m a c r o - a g g re g a te s a n d p a r tic le size s e p a r a te s . J. S oil Sc. 1986, 37 s. 125-135. [3] C h u d e c k i Z., B ł a s z c z y k H. S tr u k tu r o tw ó r c z a f u n k c j a p ró c h n ic y w p y -
rz y c k ic h u p r a w n y c h c z a rn o z ie m a c h i c z a rn y c h z ie m ia c h . Rocz. G leb o zn . 1980, 31, 3/4 s. 85-91.
[4] K o e n i g s F. F. R. P r a c tic a l a sp e c ts of s tr u c tu r e d e te r io r a tio n d u e to a ir e x p lo s io n . M ed. F a k . L a n d . S ta te U n iv . G h e n t. 1972, 37/3 s. 1086-1094. [5] K o w a l i ń s k i S., D r o z d J., L i c z n a r M. M ik ro m o rfo lo g ic z n e w ła ś c i
w o ści a g re g a tó w s tr u k tu r o tw ó r c z y c h n ie k tó ry c h g le b w y tw o rz o n y c h z u tw o r ó w le sso w y c h . Rocz. G leb o zn . 1980, 31, 3/4 s. 65-83.
[6] R e i d J. B., G o s s M. J. E ffe c t of liv in g ro o ts of d if f e r e n t p la n t sp e c ie s on th e a g g re g a te s ta b ility of tw o a r a b le soils. J. S o il Sc. 1981, 32, 4 s. 521-541. [7] R z ą s a S., O w c z a r z a k W . T h e in f lu e n c e of soil t e x t u r e on th e s ta b ility
o f th e a g g re g a tio n s tr u c tu r e in th e d y n a m ic w a te r a c tio n c o n d itio n s . P ro c . II I n te r . C onf. P h y s. P ro p , of A g ric u lt. M a te r., G ödöllö, H u n g a ry 1980, 4/2, 135 s. 1-7.
[8] S t r o o s n y d e r Z., K o o r e v a a r P . A ir p r e s s u r e w ith in so il a g g re g a te s d u rin g q u ic k w e ttin g a n d s u b s e q u e n t „ e x p lo s io n ” . M ed. F a k . L a n d . S ta te U n iv . G h e n t, 1972, 37/3 s. 1095-1106. [9] T i s d a 11 J . М ., О a d e s J. M. O rg a n ic m a t te r a n d w a te r - s ta b l e a g g re g a te s in soils. J. S oil Sc. 1982, 33 s. 141-163. [10] W a l c z a k R., W i t k o w s k a В. O k re ś la n ie w o d o o d p o rn o śc i ró ż n y c h f r a k c ji a g re g a tó w g le b o w y c h . Rocz. G lebozn. 1974, 25, 2 s. 275-282. [11] W a l c z a k R., W i t k o w s k a - W a l c z a k B. E ffe c t of w e ttin g — d ry in g cy cle s o n th e a g g re g a tio n of soil. R ocz. G lebozn. 1981, 32, 3 s. 37-44.
[12] W i t k o w s k a - W a l c z a k B. I n f lu e n c e des c h a n g e m e n ts d ’h u m id ité des so ls s u r le u r d is tr ib u tio n de ta ille des a g ré g a ts . Zesz. P ro b l. P o st. N a u k R oi. 1986, 312, s. 473-481. Г. ДОМЖ АЛ, A. СЛОВИНЬСКА-ЮРКЕВИЧ ВЛИ ЯН И Е Г РА Н У Л О М Е Т РИ Ч Е С К О Г О СОСТАВА И ГУ М У СА НА КО Л И ЧЕС ТВО П О Ч В Е Н Н Ы Х А ГРЕГА ТОВ И ИХ ВО Д О С ТО Й КО СТЬ Институт почвоведения Сельскохозяйственной академии в Л ю блине Р е з ю м е В проведенных исследованиях охватывающих ряд почвенных единиц, разнящихся в ти пологическом и видовом отношении, пытались определить, в какой степени содержание в почве илистых частиц, коллоидного ила и гумуса, а также удельная площ адь влияю т на количество и водостойкость почвенных агрегатов. 2
18 H. Domżał, A. Słowińska-Jurkiewicz Образцы для анализов отбирали из пахотно-гумусных слоев и подпахотных слоев после уборки зерновых. Н аряду с основными свойствами почвы определяли содержание групп агрегатов в воздушно-сухой почве, а затем фракцию агрегатов меньше 10 м м разделяли на подфракции путем просеивания воздушно-сухой почвы на наборе сит или путем просеи вания во влажном виде в аппарате Бакшеева. Полученные результаты были подвергнуты статистическому анализу, определяя ко эффициенты корреляции между содержанием групп агрегатов и содержанием илистых час тиц, коллоидного ила и гумуса и удельной площ адью , а в случае тесных корреляций — ре грессию и ход функций. В выделенной из почв фракции воздушно-сухих агрегатов диам етром меньше 10 м м участие особенно ценных для земледелия агрегатов диам етром 10-5 м м и 5-1 м м оказалось существенно зависимым от содержания в почве илистых частиц и коллоидов. Н аиболее тесно положительно коррелированными значениями оказались содержание илистых частиц и содержание почвенных агрегатов диам етром 5-1 мм . Количество этой фракции агрегатов зависело четко также от содержания в почве коллоидов. В исследуемых почвах агрегаты характеризовались, однако, м алой водостойкостью . Только содержание водостойких агрегатов диам етром 5-1 м м было сильно связано с количеством илистых частиц в почвах. Наличие и водостойкость почвенных агрегатов не коррелировало с содержанием гу муса. К пределах некоторых групп (черные почвы, черноземы) обозначилось, правда, вли яние гумуса, однако не установлена четкая зависимость во всех сводках результатов. Н . D O M 2 A Ł , A . S Ł O W IŃ S K A -J U R K IE W IC Z E F F E C T O F G R A N U L O M E T R IC C O M P O S IT IO N A N D H U M U S O N T H E N U M B E R O F S O IL A G G R E G A T E S A N D T H E IR R E S IS T A N C E T O T H E W A T E R E F F E C T I n s tit u te of S o il S c ie n c e A g r ic u ltu r a l U n iv e rs ity of L u b lin
S u m m a r y
I n th e r e s p e c tiv e in v e s tig a tio n s c o m p ris in g m a n y so il u n its d if fe rin g w ith ty p o lo g y a n d k in d s a n a tte m p t w a s m a d e to fin d , to w h a t d e g re e th e c o n te n t of c la y a n d s ilt p a rtic le s , c o llo id a l c la y a n d h u m u s as w e ll as th e sp e c ific area; w o u ld a ffe c t th e n u m b e r a n d w a te rp r o o fn e s s of so il a g g re g a te s.
T h e s a m p le s fo r a n a ly s is w e re ta k e n f r o m h u m u s - r ic h a r a b le a n d f r o m s u b a ra b le la y e r a f t e r th e h a r v e s t of c e re a ls. B e sid e b a sic p ro p e r tie s of soil, th e co n te n t of p a r t ic u l a r g ro u p s of a g g re g a te s in a ir - d r y soil a n d th e n th e f r a c tio n s of a g g re g a te s b e lo w 10 m m in d ia w e re d iv id e d in to s u b f ra c tio n s b y sie v in g a ir - d r y soil o n a s e t of siev es a n d b y sie v in g in m o is t s ta te in th e B a k s h e e v ’s a p p a r a tu s .
T h e r e s u lts o b ta in e d w e re s u b je c te d to th e s ta tis tic a l a n a ly s is w h ile d e te r m i n in g th e c o e ffic ie n ts of c o r r e la tio n b e tw e e n th e c o n te n t of th e g ro u p s of a g g re g a te s a n d th e c o n te n t of s ilt a n d c la y p a rtic le s , c o llo id a l c la y a n d h u m u s as w e ll as sp e c ific a re a , w h e re a s in case of close c o rr e la tio n s , re g r e s s io n s a n d c o u rs e of th e fu n c tio n s w e re d e te r m in e d .
In th e f r a c tio n of a ir - d r y a g g re g a te s of b e lo w 10 m m in d ia s e p a r a te d fr o m soil, th e s h a r e of a g g re g a te s p a r t ic u l a r ly v a lu a b le f o r a g r ic u ltu r e of 10-5 m m a n d 5-1 m m in d ia a p p e a re d to be s ig n ific a n tly d e p e n d e n t o n th e c o n te n t of silt a n d clay p a r tic le s a n d co llo id s in soil.
Skład granulometryczny a ilość agregatów glebowych 19
V a lu e s m o s t clo sely p o s itiv e ly c o r r e la te d a p p e a re d to b e th e c o n te n t of soil a n d c la y p a rtic le s a n d th e c o n te n t of soil a g g re g a te s of 5-1 m m in d ia. T h e a m o u n t of th is f r a c ti o n d e p e n d e d also d is tin c tly o n th e c o n te n t of co llo id s in soil. I n th e so ils u n d e r s tu d y th e s e a g g re g a te s sh o w e d a lo w w a te rp r o o fn e s s . O n ly th e c o n te n t of a g g re g a te s of 5-1 m m in d ia w a s d is tin c tly c o n n e c te d w ith th e a m o u n t of s ilt a n d cla y p a rtic le s in soils.
O c c u rre n c e a n d s ta b ility of so il a g g re g a te s does n o t c o rr e la te w ith th e h u m u s c o n te n t. T h e h u m u s e ff e c t w a s m a r k e d , tr u e , w ith i n so m e soil g ro u p s (b la c k e a r th s , c h e rn o z e m s), b u t n o d is tin c t d e p e n d e n c e w a s fo u n d in w h o le s e ts of re s u lts . P r o f . d r h a b . H e n r y k D o m ż a l I n s t y t u t G l e b o z n a w s t w a A R L u b l i n , ul . L e s z c z y ń s k i e g o 7 P r a c a w p ł y n ę ł a d o r e d a k j i w e w r z e ś n i u 1987
