JERZY MARCINEK
PO JEM N OŚĆ SO RPC Y JN A GLEB TORFOWYCH W ZALEŻNOŚCI OD p H I STO PN IA ROZKŁADU MASY ORGANICZNEJ
K atedra G leb o zn a w stw a W SR P oznań
Zdolność sorbow ania i w ym ian y kationów stanow i w ażną cechę to rfu jako gleby, a także jako m ate ria łu do produkcji nawozów orga nicznych. Na ogół to rfy słabo zhum ifikow ane m ają niew ielką pojem ność sorpcyjną, a w artość ta w zrasta w m iarę hu m ifikacji m asy organicznej. D rugim czynnikiem w pływ ającym na wielkość pojem ności sorpcyjnej gleb torfow ych jest ich odczyn. Dotychczasow e bad ania w ykazały, że pojem ność sorpcy jn a na ogół w zrasta w raz ze w zrostem pH, a zależność pom iędzy ty m i w ielkościam i m a do pew nego stopnia c h a ra k te r liniow y. Mało je s t jednakże danych odnoszących się ściśle do ilościow ych zmian pojem ności sorpcyjnej torfów w zależności od pH i stopnia hum ifikacji m asy organicznej.
W n in iejszych badaniach staran o się uchw ycić zależność pom iędzy pH a pojem nością sorpcyjną torfów . U w zględniono p rzy ty m stopień rozkładu to rfu i jego w pływ na pojem ność sorp cyjn ą i jej c h arak ter w pow iązaniu z pH.
Do b adań w zięto 13 próbek glebow ych z różnych poziom ów torfów , 0 różnym sto pn iu rozkładu m asy organicznej i o różnym składzie b ota nicznym roślin torfotw órczych (tabl.). P rz y w yborze próbek staran o się uw zględnić gleby torfow e najpow szechniej w y stępu jące w naszym k ra ju 1 m ające w ażne znaczenie gospodarcze bądź jako gleby upraw ne, bądź też jako m ate ria ł organiczny służący do próchnicow ania gleb.
P rób k i glebow e do badań lab o ra to ry jn y c h pobrano jesienią 1959 r. W św ieżych próbkach oznaczono stopień rozkładu to rfu m etodą W arły- gina oraz o rien tacy jn ie skład roślinności torfotw órczej. N astępnie próbki w ysuszono do sta n u p o w ietrznie suchego i przeprow adzono podstaw ow e analizy (straty na żarzeniu, skład chem iczny części popielnych, С ogółem. N ogółem, pH, kwasowość h y drolityczną, pojem ność buforow ą itp.). Z próbki 7 ponadto w ydzielono kw asy hum inow e za pom ocą 0,1 n NaOH ogólnie p rzy ję ty m i m etodam i. Do b adań na pojem ność sorpcyjną użyto
Sorpcja gleb torfowych w zależności od pH 685
Pojemność so rp cy jn a i w spółczynnik z d o ln o ś c i wymiennej badanych g le b torfow ych
Nr p ró b k i
C h a rak tery sty k a próbki Głębokość p o b ran ia p róbki cm S to p ień ro zk ład u % Pojemność sorjpcyjra ! mg-równ. Ba/100 g su ch ej masy pH Współczynnik z d o ln o śc i wymiennej pH 4 ,5 6 ,0 7,5 4 ,5 - 6 ,0 6,1 - 7 ,5 1 Kwas huminowy - I - - 201,4 241,3 289,6 26,6 3 2 ,2 2 Kwas huminowy - I I - - 189,5 294,3 381,9 69,8 58,4 3 T orf d rz e w n .-tu rz . 30 - 40 68 9 5,0 160,3 220,3 43,5 4 0 ,0 4 Poziom darniowy 2 0 - 3 0 95 69,9 134,4 190,0 4 2 ,9 37,1 5 Poziom darniowy 12 - 16 95 86,3 149,8 200,2 42,3 33,6 6 T orf trzcinow y 50 - 60 60 9 0,0 151,2 203,5 40,8 34,9 7 T orf tu r z .- t r a w . 50 - 60 46 6 6,0 123,6 179,1 38,4 37,0 8 T orf sfa g n .-w e łn . 110 - 120 25 42,3 8 4,9 123,0 28,4 25,4
9 T orf m szysty (hypn.) 2 - 15 35 46,3 82,3 125,6 24,0 28,9
10 T orf sfa g n .-w e łn . 80 - 100 18 44,8 77,9 108,8 22,0 20,6 11 T orf tu rz .-m s z . 80 - 90 20 3 5 ,8 62,1 96,3 17,5 22,8 12 T orf sfagnowy 5 - 10 14 4 6,1 71,2 100,2 16,7 19,3 13 T orf m sz y sty (h y p n .) 10 - 20 30 38,8 59,0 83,8 13,5 16,5 14 T orf m szysty( hypn. ) 100 - 120 20 4 8,7 68,1 8 4,9 12,9 11,2
15 T o rf ź e l a z i s t y 5 - 15 95 5 1 ,0 61,5 81,1 7,0 13,0
kw asu hum inow ego (1) w ysuszonego w tem p e ra tu rz e 65° С nad P2O5 oraz kw asu hum inow ego (2) rozpuszczonego w 0,1 n ługu sodow ym i sil nie zdyspergow anego w hom ogenizatorze.
Pojem ność sorpcyjną torfów i kw asów hum inow ych oznaczano przy użyciu buforow ych 0,1 n roztw orów ВаСЬ o pH 4,5, 6,0, 7,5. Jak o roz tw o ry buforow e zastosow ano:
1 — 0,1 n roztw ó r ВаСЬ, składający się z chlorku i octanu b aru, do prow adzony do pH 4,5 (± 0 ,1 ) za pom ocą kw asu octowego (około 0,5 n); 2 — 0,1 n roztw ór ВаСЬ, sk ładający się z chlorku b a ru i kw asu m a leinow ego (około 0,01 n), doprow adzony do pH 6,0 (± 0 ,1 ) za pomocą Ba(OH)2;
3 — 0,1 n roztw ó r ВаСЬ, składający się z chlorku b a ru i kw asu borowego (około 0,01 n), doprow adzony do pH 7,5 (± 0 ,1 ) za pomocą Ba(OH)2.
Próbkę glebow ą (5 g gleby torfow ej lub 0,5 g kw asu hum inow ego) um ieszczano w ru rc e A lina 15 G2 na sączku i piasku kw arcow ym , a n a stępn ie przem yw ano 0,05 n roztw orem HC1 do zaniku reakcji na Ca. P otem przem yw ano próbkę w odą destylow aną. Po odm yciu z próbki n ad m iaru kw asu przem yw ano ją 0,1 n roztw orem BaCl2 o odpow iednim pH (na jed n ą próbkę zużyw ano 2200 m l roztw oru, k tó ry przepływ ał w ciągu 36 godzin). Po w ysyceniu kom pleksu sorpcyjnego próbki jonam i
686 J. Marcinek
Ba2+ przem yw ano ją w odą d estylow aną (dw ukrotnie po 50 ml), a n a stępnie etanolem (85%) do zaniku w przesączu reak cji na chlor. B ar zaadsorbow any w y p ierano 0,05 n HC1 i w przesączu oznaczano jako BaSÜ4.
J a k w y kazu ją dane zam ieszczone w tablicy om aw iane gleby m ają w porów n aniu z glebam i m in eraln y m i bardzo w ysoką pojem ność sorp cyjną. J e s t ona w glebach b adan y ch dość ściśle zależna od stopnia roz kład u m asy organicznej to rfu oraz pH roztw oru, k tó ry stosow ano do określenia pojem ności sorpcyjnej. Na ogół obserw uje się ogólną te n dencję w zrostu pojem ności sorpcyjnej to rfó w w raz ze w zrostem stopnia rozkładu m asy organicznej. Rów nież w zrostow i pH tow arzyszy zw iększe nie się pojem ności torfów . T en w zrost pojem ności sorpcyjnej torfów w zależności od pH m ożem y m ierzyć tzw . „w spółczynnikiem zdolności w ym iennej g leb” . W spółczynnik ten określa, o ile zm ienia się pojem ność so rpcy jn a gleby w mg-równ./lOO g gleby, gdy w artość pH w zrośnie o jed no stkę (o jeden). Z przytoczonych b adań w ynika, że w spółczynnik te n je st w ysoki u gleb torfow ych silnie rozłożonych. Na ogół badane gleby torfow e w ytw orzone z torfów m szystych o słabym stop niu h u m i fikacji w y k azu ją łagodny w zrost pojem ności sorpcyjnej w m iarę zwyżki pH, gleby zaś w ytw orzone z torfów turzycow ych, drzew nych i w arstw y darniow e w y kazu ją g w ałtow ny w zrost pojem ności sorpcyjnej w raz ze w zrostem pH. W yodrębnione kw asy hum inow e zachow ują się podobnie jak to rfy silnie zhum ifikow ane.
B adania te pozw alają na w y prow adzenie n astęp u jący ch w niosków : 1. Pojem ność so rp cy jn a gleb to rfow ych jest w ielkością bardzo zm ien ną, uzależnioną głów nie od pH, stopnia hum ifikacji i zam ulenia torfu, a także od jego składu botanicznego.
2. Pojem ność so rpcyjna gleb torfow ych w sto su n k u do kationów w zra sta w raz ze w zrostem pH, p rzy ty m zależność ta m a c h a ra k te r zależno ści liniow ej.
3. Dla każdej gleby torfow ej cechą c h arak tery sty czn ą je st nie tylko pojem ność sorpcyjna, lecz „w spółczynnik zdolności w y m ien n e j”, k tó ry w przy p ad k u gleb torfow ych w zrasta na ogół w raz ze w zrostem stopnia rozkładu torfu.
4. P oró w nan ie zdolności sorpcyjnej gleb torfow ych i kw asów h um i now ych w yizolow anych z gleb torfo w ych w ykazało, że nie m a pom iędzy nim i różnic jakościow ych w sorpcji kationów , a różnice ilościowe zw ią zane są z ilością so rb en tu w glebach torfow ych. W m iarę h u m ifik acji to rfu i zw iększania się w nim ilości próchnicy, c h a ra k te r zdolności sorp cyjnej to rfu staje się podobny do zdolności sorpcyjnej kw asów h u m i now ych.
