Skład związków próchnicznych gleb wytworzonych w różnych strefach bioekologicznych

(1)

R O C Z N I K I G L E B O Z N A W O Z E T . X I I , W A R S Z A W A 1962

KAZIMIERZ BORATYŃSKI, STANISŁAW KOWALIŃSKI, KAZIMIERZ WILK

SK ŁAD ZW IĄZK ÓW PRÓ CH N ICZN Y C H GLEB

W YTW ORZONYCH W RÓŻNYCH STREFA CH BIOEKOLOG ICZNY CH

Katedra Chemii Rolnej i K atedra G leboznaw stw a WSR W rocław

Ilościow y i jakościow y sk ład zw iązków p róchnicznych zależy od w a ru n k ó w środow iska, w k tó ry c h p rzeb iega proces ro zk ła d u i h u m ifik a c ji ■substancji o rg anicznych. W lite r a tu r z e zagranicznej sp o ty k am y coraz częściej p ra c e n a te n tem a t. O bszerniejsze uw agi w zak resie in te re s u ją cego n a s zagad nien ia pod ają: T i u r i n [9, 10], K o n o n o w a [5], K u b i e n a [6], S c h e f f e r i U l r i c h [8], i in n i [1, 4, 7]. W P o l

sce zag adn ien ie to było dotych czas m ało b ad an e [2, 3, 11]- D latego też p o d jęto szersze b ad an ia n a d w p ły w em w a ru n k ó w bioekologicznych n a sk ła d i w łaściw ości zw iązków piródhniczmych. O biektam i naszych p ie rw szych b a d a ń w tej dziedzinie b y ły g leb y w y stę p u ją c e w różny ch stre fa c h k lim atyczn o-roślinn ych, a m ianow icie:

— g leby a rk ty c z n e z re jo n u fio rd u H o rn su n d n a S p itsb e rg en ie 1, — gleb y s tr e fy w ilgo tn ej, p ółw ilgotnej, p ółsuchej i suchej C h in 2. N a d u ż y m m a te ria le glebow ym , b o około 50 profilów , zbadano w łaści wości m ak ro - i m ikrom orfologiczne, fizyczne i chem iczne m eto dam i ogólnie p rz y ję ty m i (tabl. 1, 2). Pozw oliło to n a typologiczne zdefiniow a nie b a d a n y ch o b iek tó w glebow ych. W niniejsziej p rac y przedstaw im y ty lk o w y n ik i analiz s k ła d u fra k c y jn e g o próchnicy glebow ej poziom ów ak u m u la cy jn y c h k ilk u p rzy k ład o w o w y b ra n y c h profilów , w y stę p u ją c y ch w różn y ch s tre fa c h bioekologicznych (tabl. 3).

O znaczenie sk ład u pró ch n icy w ykon an o uproszczoną m eto d ą a n alizy fra k c y jn e j, zaproponow aną przez B o r a t y ń s k i e g o i W i l k a [3]

w ed łu g sohem atu:

1 G leby Spitsbergenu zebrał w terenie i przekazał do naszej dyspozycji Prof. Dr A. Jahn, za co składam y Mu jak najserdeczniejsze podziękow anie.

2 Gleby różnych obszarów Chin zebrał Prof. Dr S. K ow aliński w czasie sw ojej

(2)

86 К. Boratyński, S. K ow aliński, K. Wilk

Gleba

С bitum iczny j Alkohol + benzen

i С oznaczony !<— 0,5 n H2SO4

i i I / 1

С oznaczony ;<_i 0,1 n NaOH I

1 J \ !

С— kw. hum inowe

^ j С — fulw ok w asy j С oznaczony |^_j С nie hydrolizujący

CHARAKTERYSTYKA OBIEKTÓW BADAŃ

P rofile gleb S p itsb erg en u pochodziły z północnego obrzeża H o rn su n d z 77°16' szerokości geograficznej; w y stęp o w ały na w ysokości 10— 20 m n.p.m . D la tego te re n u opady w ynoszą około 350 m m rocznie; p rzeciętn a śred n ia te m p e ra tu ra roczna — 2,8°C, śred n ia lipca i sie rp n ia 4,5°C, śre d nia stycznia — 7°C, lutego —10,8, m arca — 13,2°C. M arzec jest n ajzim n iejszy m m iesiącem . N ajw ięcej opadów w y stę p u je w październik u. Moż n a przypuszczać, że w okresie lipca i sierp n ia zm niejsza się praw do po dobnie w ilgotność gleb. P o w sta ją w a ru n k i d la aerobow ych procesów m i krobiologicznych, czem u s p rz y ja ją rów n ież szczeliny i spękania p o w ierz chni gleb. Na tere n ie fio rd u H ornsund, podobnie jak i w innych regionach ark tyczn ych , k lim at w y w iera zasadniczy w p ły w na przebieg procesów glebotw órczych i glebow ych oraz n a ilość i jakość grom adzącej się sub stan cji organicznej.

W tab licach 1, 2 i 3 uw zględniono glebę zboczową początkow ego s ta d iu m rozw ojow ego, odpow iadającą „ ra n k e ro w i”3 oraz glebę w y tw o rzo n ą z ziem poligonalnych, typologicznie zbliżoną do p ro to rę d zin y 3, czyli r ę d z in y początkow ego stad iu m rozw ojow ego o dużej zaw artości C a C 0 3 i stosunkow o dużej ilości fra k c ji koloidanej. W b ad anych glebach S p its b e rg e n u w y stęp u je dużo fra k c ji szkieletow ych o raz w ysoki stopień n a sy cenia kom pleksu sorpcyjnego k atio n am i m etalicznym i. Odczyn ty ch gleb je s t słabo alk aliczny lub zbliżony do obojętnego. W ysoki stopień n a sy cenia gleb i ich o b o jętn y cd.czyn zw iązane są z tym , że zw iązki alkaliczne w yzw alające się w toku procesów w ietrzen ia nie u leg a ją w y p łu k iw a niu, lecz pozostają na m iejscu ich tw o rzenia i w chodzą w a d so rp c y jn y kom pleks gleby.

3 N azw y w zięte na podstaw ie nom enklatury К u b i e n y. Autorzy zastosow ali je po raz pierw szy do określenia odpowiednich utw orów Spitsbergenu.

(3)

«^s&Tpcmania badanych g l e b fis s e d&ta re g a r d in g s i t e s o f th e i n v e s t i g a t e d e o i l e T a b l i c e 1 Gleby - S o ils Warunki występowania p r o f i l u

S p itsb erg en u C hińskie - Chinese

1/4 2/3 1/101 2/118 3/131 4/141 5/156 6/202 P ro p e rtie s of horizon ranker r a n k in ite p r o to r ç -dzina p ro to re n -d zin a gleba brunatna brovm s o i l źóltoziem yellow s o i l czerwonoziem red s o i l g leb a s z a ro brunatna grey-brow n s o i l szaroziem grey s o i l so lo n ie c s o lo n ie c

Miejscowość - lo c a l i t y F iord Hornsund Pekin Nankin Hangczou Wukung Langczou H arbin

Szerokość g e o g ra fic z n a Geograph, l a t i t u d e 78° 16 ' 39°54ł 32°05' 31° 20’ 34° 12' 36°03' 45°46' ïïs n ie s ie a ie п.р.ш . A ltitu d e above 8 .1 . o k .10-20 50 40 25 520 1670 130 Opady P r e c ip ita tio n - mm ok. 350 630 1069 1532 600 < 200 544 b red n ia tem perature Me en tem perature °0 roczna annual lip c a Ju ly s ty c z n ia January -2,8 4 ,5 * -7 ,0 * * 12,5 26,1 -4 ,6 15,4 27,8 2 ,4 16.3 28.3 4,7 17,7 28,5 -4 ,3 24,3 - 6 ,3 2 3 ,1 -1 9 ,7 s i s r p i e ü • • lu t y . 1Û>80'C August * ^ February marzec u oo« March ^ S k ła d zw ią zk ó w p ró ch n ic z n y c h g le b

(4)

N iek tó re w łaściw ości badanych g le b Some s o i l p r o p e rtie s

T a b l i c a 2

Gleby S o ils

W łaściwości poziomu S p itsb erg en u Chińskie Chinese

akumulacyjnego 1/4 2/3 1/101 2/118 3/131 4/141 5/156 6/202 ho rizon ran k er r a n k in ite p r o to rę - dz in a p r o to re n - d zin a globa brunatna brown s o i l żółtoziem yellow s o i l czerwonoziem red s o i l g leb a sz a ro brunatna grey-brown s o i l szaroziem grey s o i l so ło n ie c so lo n ie c % c z ę ś c i o 0 - mn 0,02 17,0 62,0 26,0 67,0 72,0 70,0 5 4,0 47,0 % p a r t i c l e s w ith 0 mm 0,002 7 ,0 22,0 12,0 26,0 36,0 22,0 12,0 30,0 PH KCl 6,1 7 ,2 6,0 4 ,2 4 ,1 5 ,8 7,0 7,3 н2 о 6,6 7,5 6,7 5 ,7 5 ,0 6,6 7,2 8,0 Zasobność w mg/100 g g leb y wg Egnera P2 °5 - 0,2 25,0 0,2 0,4 1,4 5,7 -S o il co n ten t in mg/lOOg a f t e r 3gner к 2о 5 ,0 1,0 6,0 8 ,0 8,0 4 ,0 3 ,0 7,0

Węglany - Carbonates % - 17,8 ślady - - - 13,6 15,1

3 j i 1,2 1,1 0,1 3 ,5 12,2 0 ,3 0,1 -S orpcja - -Sorption S 11,9 - 12,3 4 ,6 2,4 6 ,4 17,1 35,1 PWn 13,1 - 12,4 8 ,1 14,6 6 ,7 17,2 35,1 7 90,9 - 99,2 56,8 16,4 95,5 99,4 100,0 !. B o r a ty ń sk i, S . K o w a li ń sk i, К . W ilk

(5)

T a b L i с a 5

A naliza fra k c y jn a związków próchnicznych. Wyniki a n a liz podane w pro cen tach С - ogólnego

F ra c tio n a n a ly s is o f humic compounds. A nalysis r e s u l t s g iv en in of t o t a l С

Gleby S o ils

S p itsb erg en u C hińskie Chinese

E k stre k c ja - E x tra c tio n 1/4 2/3 1/101 2/118 3/131 4/141 5/156 6/202

ran k er r a n k in ite С og-0,65 % p r o to rę d zina p ro to re n - dzina С og-0,65 % gleb a brunatna brown so i l С og-0,59 % żółtoziem yellow s o i l С e g -1,09 % czerwonoziem red s o i l С og-2,68% g leb a sz a ro brunatna g r e ^ o w n С og-Qi6"l % szaroziem grey s o i l С og-1,28 % so lo n ie c so lo n ie c С o g - 1 ,0 ^ % С b i l wain - Bitumen С * 9,1 10,2 10,2 2 ,9 8 ,7 0 ,9 11,1 7,5 0 ,5 n HgSO^ 0,1 n lïaOH 6 .5 4 8,0 5,4 10,-4 6,8 17,3*** 19,2*** 2 7 ,5 * * ' 13,9 17,2 . 23,7 30,0 24,7 30,4 19,2 20,6 С wyekstrahowany E x tracted С 29,5 35,4 39,3 43,3 4 0 ,2 4 8,6 49,5 55,6 С n ie h y d ro liż u ją c y H on-hydrolizing С 69.8 64,4 60,8 57,3 60,0 51,2 5 1,2 43,6 Kwasy hominowe ** Hunie a c id s śla d y n .o . 4 ,6 15,0 8,6 10,4 20,4 11,6 11,0 Fulwokwasy F u lv ic a c id s 13,9 12,6 8,7 21,4 14,3 10,0 7,6 9 ,6

Kwasy huminowe i fulwokwasy Humic and f u lv ic a c id s

0,4 1,7 0,4 0 ,7 2,0 1,5 1Д

* C -b itu n m wyliczono z różnicy między z a w a rto śc ią С w glebie-oznaczonego przed i po u su n ię ciu związków bitum icznych

Bitumen С was c a lc u la te d from the d iffe re n c e in С c o n te n t determ ined p r i o r to and a f t e r e lim in a tio n o f th e bitum inous compounds

** Kwasy huminowe i fulwokwasy wyekstraktowano ОД n НэОЯ

Humic and f u lv jc a c id s e x tra c te d w ith 0,L n HaOH D ekaicytację prowadzono na gorąco

Eot d é c a lc if ic a tio n S k ła d zw ią zk ó w p ró ch n ic z n y c h g le b

(6)

B adane gleby chińskie w y k a z y w a ły dużą różnorodność typologiczną o raz na ogół bezszkieletow y skład m echaniczny, w k tó ry m obok różnych zaw artości fra k c ji koloidalnych w y stęp o w ały zawsze pokaźne ilości czę ści pyłow ych.

Profil 1/101 pochodzi z dolnego biegu H u an g -h o z re jo n u pekińskiego.

Szerokość geograficzna 39°54', w zniesienie 50 m n.p.m . P rzeciętn a sum a opadów 630 m m. M aksim um opadów p rzy p ad a n a lipiec. W ciągu czerw ca, lipca i sierpn ia spada w ięcej niż połow a rocznej ilości opadów . O b ser w ow ano częste przyp ad ki, że w P ek inie w ciągu 1 doby spadło 222 m m opadu. Ś redn ie te m p e ra tu ry : roczna 12,5, lipca 26,1, stycznia 4,6°C.

P ro fil ten p rzedstaw ia glebę b ru n a tn ą w y tw orzoną z d elu w ialn y ch u tw oró w lessow atych, zaw ierający ch dużo drobn ego piasku i grubego p y łu. S tosun ek p y łu drobnego do p y łu grubego w ynosi ja k 1:1. Odczyn je s t zbliżony do obojętnego. W ysoki stopień nasycen ia k om pleksu so rp cyjnego k atio n am i m etalicznym i. W obsadzie jonow ej kom pleksu so rp c y j nego badanego poziom u najw ięk szą pozycję stanow i w apń i m agnez, p rzy czym stosu nek Ca : Mg = 1 0 : 1 . Duża zasobność w p rzy sw aja ln e zw iązki fosforow e.

Profil 2/118 pochodzi z reg io n u dolnego biegu rzeki Ja n g cy -k ian g n a

południow y wschód od N ankinu, z w yspy utw orów lessow ych u u jścia Ja n g cy -k ian g do m orza. Szerokość geograficzna północna 32°05'. W znie sienie około 40 m n.p.m . P rz ec iętn a sum a rocznych opadów atm osferycz ny ch 1069 mm. Ś red n ia te m p e ra tu ra roczna 15,4, stycznia 2,4, lipca 27,8°C. B adan y profil p rzed staw ia pod w zględem typologicznym żółtoziem lub glebę b ru n a tn ą na po g ran iczu żółtoziem ów, w y k azu jącą w y ra ź n e cechy procesu ru b ifik acji, w y tw o rzo n ą z utw o ró w lessow atych pochodzenia w odnoeolicznego. O dczyn kw aśny. Ś red n i stopień w y sycenia k om pleksu sorpcyjnego katio nam i m etalicznym i. W górnej części poziom u A l w y  stę p u je m ała zaw artość Ca + ^ w kom pleksie so rpcy jny m , a Ca:Mg = l : l ; w dolnej części stosu nek te n w ynosi jak 10:1.

Profil 3/131 pochodzi z południow o-w schodniej k ra in y przy b rzeżn ej

dolnego dorzecza rzek i C ientan g -cian g z rejo n u H angczou. Szerokość geograficzna 31°20', w zniesienie n.p.m . 10— 25 m. P rz ec iętn a sum a opa dów rocznych 1532 m m. Ś re d n ia te m p e ra tu ra roczina 16,3°C, lipca 28,3, sty cznia 4,7°C. G leby tego rejoniu to ezerw cnoziem y w ytw o rzon e z iłów czw artorzędow ych, w y stę p u ją c y ch w rejo n ie H angczou. Odczyn gleby kw aśny, niski stopień w ysycenia k om pleksu sorpcyjnego k ation am i m e talicznym i. W śród w y m ien nych k ationów m etaliczn y ch poziom u A x w y  stę p u je m ało C a+ + ; stosuinek Ca:M g = 3:l. Słaba zaisobność w p rzy sw a ja ln e zw iązki fosforu.

Profil 4/141 pochodzi z trzeciej te ra sy a k u m u la cy jn e j c e n traln e j czę

(7)

W ukungu, położonej w -dorzeczu rz e k i C hłej-ho. Szerokość geograficz n a 34°12'. W zniesienie n^p.m. około 520 m. Sredmia roczna sum a opadów atm osfery czn ych 600 mm. P rz ec iętn a te m p e ra tu ra roczna 17,7, lipca 28,5, stycznia —4,3 °C. R ozkład opadów w sk azu je n a w a ru n k i półsuchego k li m atu , czego dow odem jest rów nież w y stęp ow an ie igiełkow ych fo rm kon- k rec ji w ęglanow ych (pseudom iceli) w k a w ern ach i p rzestw o rach m iędzy- agregato w ych środkow ych i dolnych części p ro filu glebowego. T ypolo gicznie b a d a n y pro fil re p re z e n tu je glebę sz aro b ru n atn ą , w y tw o rzo n ą z utw o ró w lessow ych. Odczyn słabo k w aśn y w poziom ach górnych, acz kolw iek spotyka się k o n k rec je w ęglanow e w p ro filu glebow ym . W ysoki stopień nasycenia kom pleksu sorpcyjnego k ationam i m etalicznym i, w ze spole k tó ry c h do miniują jony C a++ i M g+ + . S to su n ek Ca:Mg = 6:l w gór nej części poziom u akum ulacyjnego, a 19:1 w części dolnej. Słaba zasob ność w łatw o rozpuszczalne P 20 5 i K 20 .

Profil 5/156 pochodzi z m iejscow ości S ej-F u -h o i przed staw ia szaro-

ziem p ó łp u sty n n y , w y tw o rzo n y z u tw o ró w lessow ych eolicznego pocho dzenia, w y stęp u jący ch na północny zachód od L ang-czou w prow in cji K ansu, niedaleko obrzeża p u sty n i Gobi. Szerokość geograficzna 36°03'. W zniesienie n a d poziom m orza 1670 m. P rz ec iętn a sum a rocznych o p a dów w ah a się w granicach 95— 200 m m , zg rupow anych głów nie w 3 m ie siącach letnich, p rz y czym około 200 dni w ro k u pozostaje zupełnie bez deszczu. Ś red n ie te m p e ra tu ry : lipca 24,3, stycznia — 6,3 °C- G leba o od

czynie o b o jętn ym , zaw ierająca dużo w ęglanów oraz w skazu jąca ten d en cję do zasolenia siarczanam i sodu. K o n k recje gipsu spotyka się w środko w ych poziom ach p ro filu glebowego. W ysoki stopień w ysycenia kom pleksu sorpcyjnego k ation am i m etalicznym i. W obsadzie jonow ej kom pleksu obok k atio n u C a++ dużą pozycję z a jm u ją jo n y N a +. S tosu nek Ca:M g jest w ysoki, n a to m ia st stosunek Ca:Na w po w ierzchniow ym poziom ie w ynosi ja k 14:1, a w poziom ach doln y ch jak 2:1.

Profil 6/202 pochodzi z M andżurii z Czerw onego S tepu n a północny

w schód od H arbin a. Szerokość geograficzna 45°46'. W zniesienie n,p.m . 130 m. P rz ec iętn a sum a opadów rocznych 544 m m . Ś red nie te m p e ra tu ry : roczna 3,1, lipca 23,1, stycznia —19,7 °C. K lim a t k o n ty n en ta ln y , m ałe zachm u rzenie zimą, w czasie k tó re j gleba zam arza do głębokości 3 m. N a czerwiec, lipiec i sierp ień p rzy p a d a około 56— 60% opadów rocznych. P od w zględem typologicznym b a d a n a gleba jest sołońcem z alu w ialn y ch glin pylastych , o w y ra ź n ej s tru k tu rz e słupkow o^pryzm atycznej. Odczyn alkaliczny, z dużą zaw artością w ęglanów , głów nie w ęglanów sodu. W kom pleksie so rp cy jn y m w ysyconym ty lk o k atio n am i m etalicznym i w y stę p u ją przed e w szystkim k atio n y N a + i C a ++. S tosun ek Ca:Na = l : l , a w n iek tó ry c h poziom ach je s t p rzew ag a N a +- S to su n ek Ca:M g w ynosi w g órnych poziom ach jak 14:1, a w poziom ach d o lnych jak 10:1. S tosu nek M g :K = 1:1.

(8)

O gólnie m ożna stw ierdzić, że b ad an e g leb y ró żn iły się m ięd zy sobą dość znacznie pod w zględem typollogiczno-rodzajow ym i w łaściw ości fi zyko-chem icznych.

OMÓWIENIE WYNIKÓW ANALIZ ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH

B adając w łaściw ości m ikrom orfologiczne poziom ów a k u m u la cy jn y c h stw ierdzono, że gleby S p itsb erg en u zaw ierały pokaźne ilości su b sta n c ji o rganiczn ej n ie zhum ifikow anej i n iew ielk ą ilość elem en tów k o pro ge- nicznych. G leby ch ińskie zaiwderały n a ogół m n iejsze ilości zw iązków o r ganicznych, zachow ujących w y ra ź n ie s tr u k tu rę m ateriałó w , z k tó ry c h pow stały, o raz w iększe ilości elem en tó w koprogenicznych, k tó re pozosta w a ły w ró żn ym sto su n k u do am orficznej su b stan cji próchnicznej w po szczególnych ty p ach gleb. Jeszcze w iększe różnice w poszczególnych p ro filach gleb stw ierdzono, b a d ając ilościowo poszczególne sk ładnik i zw iąz ków p róchnicznych p rz y zastosow aniu an a lizy fra k c y jn e j.

Jalk w y n ik a z tab l. 3, w glebach S p itsb erg en u ilości w y e k stra h o w a nego w ęgla w to k u zastosow anej an alizy są znacznie m n iejsze aniżeli w bad an y ch glebach chińskich. W glebach pochodzących z północnego w yb rzeża fio rd u H o m su n d sp o ty k a m y znaczne ilości zw iązków b itu m icz n y c h i niew ielkie ilości kw asów hum ino w y ch. U zyskane przez n a s w a r tości dotyczące ilości kw asów h u m ino w y ch i sto sunku kw asów h u m in o w ych do fulw okw asów są znacznie niższe aniżeli w y n ik i p odaw ane przez in n y ch b adaczy [7, 10].

W glebie początkow ego s ta d iu m rozw ojow ego ty p u rankerow eg o n ie sp o ty k am y p ra w ie kw asów hum ino w y ch . W glebie w y tw orzo nej z w ę glanow ych u tw o ró w poligonalnych ty p u pro to ręd zin y , w yk azu jącej b a r dziej zaaw ansow ane sta d iu m rozw ojow e w procesie glebotw órczym , w y stę p u ją p ew ne ilości kw asów hum inow ych. S tosunek kw asów h u m in o w ych do kw asów fulw ow ych w ynosi 0,4. W glebie poligonalnej słabo alkaliczn y odczyn u w a ru n k o w a n y du żą zaw artością C a C 03 w p ły n ą ł praw dopodobnie n a w y tw orzenie się pew n ej ilości kw asów h u m in o w ych o raz n a zwięksjzenie isię lilości rozpuszczalnej części zw iązków próchnicznych. W g lebach s tre fy ark ty c zn e j o k resy p rzesu szan ia gleby są k ró tk ie i szybko p rzem ijające, a w w a ru n k a c h d o statecznej w ilgotności p rzew ażają pro cesy h y d ro lizy su b stan cji o rg aniczny ch [10]. W zw iązku z ty m p og arszają się w a ru n k i tw o rzen ia się kw asów hum inow ych, ilość ich zm niejsza się, a p rzew ażającą fra k c ją su b sta n c ji próchniczny ch s ta ją się fulw okw asy. D użą rolę odg ry w a t u m n iejsza zasobność gleb w m ik ro o rg an izm y o raz słaba ich ak ty w n o ść biochem iczna. N iekorzystn e w a ru n k i h y d ro te rm icz n e d la czynności życiow ych d ro b n o u stro jó w glebow ych, ja k ie p a n u ją w stre fie ark ty czn ej, p ow o d u ją zw olnienie tem p a h u m

(9)

ifi-Skład zw iązków próchnicznych gleb 93

k acji resz tek roślinnych, nag ro m ad zan ie się w glebie pośrednich p ro d u k tó w rozkładu, m ałą próchniczność gleb o raz przew agę kw asów fu l- w ow yoh w składzie p ró ch n icy w p o ró w n an iu z kw asam i hum inow ym i.

W glebach chińskich o b se rw u je m y zróżnicow anie w składzie fra k c y j n y m su b stan cji próchniczny ch w zależności od typologii profilów glebo w ych i w a ru n k ó w ich w y stęp ow an ia.

Profil 1/101 — gleba b ru n a tn a re jo n u pekińsk iego — zaw iera sto su n 

kow o d u żą ilość b itu m in o raz n ajn iższą zaw artość w ęgla rozpuszczalnego w 0,5 n H2S 0 4- O gólna ilość w y ek strah o w an eg o w ęgla w ynosiła około 39Vo,. W rozpuszczalnych zw iązkach próchnicznych w y stę p u je duża ilość k w a sów hum inow ych, stąd też stosunek k w asów h um ino w ych do fulw ow ych ró w n a się 1,7. J e s t o n zbliżony do m ieupraw nych czarnoziem ów k am ien nego step u [5, 10], k tó re n ie p o siad ają jed n a k ta k dużej ilości zw iązków bitum iczn y ch.

Profil 2/118 — żółtoziem — w y k a z u je w składzie zw iązków próch nicz

n y ch poziom u a k u m u lacy jn eg o n iew ie lk ą zaw artość b itu m in o raz niski sto su n ek kw asów hum inow ych do fulw okw asów . P od w zględem sto sun ku kw asów h u m in o w y ch do fulw okw asów p ro fil ten zbliżony je s t do gleb S p itsberg en u . Różni się od nich w iększą zaw artością rozpuszczalnych zw iązków próchnicznych.

Profil 3/131 — czerw onoziem — w y k a z u je zbliżoną do g leb y b r u n a t

nej re jo n u pekińskiego ilość w ęg la w y ekstrah o w aneg o, lecz znacznie w ięk szą ilość fulw okw asów , p rzy czym sto su n e k kw asów hu m ino w ych do fulw okw asów je s t znacznie niższy.

Skład próch n icy żółtozieonów i czerw onoziem ów je st b a rd z o sw oisty. W glebach ty ch p rze w aż a ją k w asy fulw ow e. W ysoka te m p e ra tu ra pom i m o dużej ilości opadów pow oduje szybki rozk ład su b sta n c ji o rganicznej, u tru d n ia ją c p o w staw an ie kw asów hum inow ych. Nic też dziw nego, że stosunek kw asów hu m ino w y ch do fulw okw asów w b ad an y ch glebach, w y k azu jący ch zaaw anso w an y proces ru b ifik a c ji, b y ł niższy od jedności. P raw d o p o d o b n ie obok w olnych zw iązków p róchnicznych w y stę p u ją su b

sta n c je h um uso w e częściowo zw iązane z ru ch liw y m i w o d o rotlenkam i g linu i żelaza. W glebach tych, zgodnie z tezą T i u r i n a [9, 10], p rz e w ażającą form ą kw asów h u m in o w y ch są w olne kom pleksy poldmeryczne, łatw o rozpuszczalne w alk aliach p rz y bezp ośrednim tra k to w a n iu gleby słabym i zasadam i.

Profil 4/141 — gleba sz a ro b ru n a tn a — C harakteryzuje się n ajn iższą

zaw arto ścią zw iązków b itu m iczn y ch spośród w szystk ich gleb zestaw io n y c h w tabl. 3. U d erzającą rzeczą je st w ysoki stosu nek kw asów h u m i now ych d o fulw okw asów . Je g o w arto ść p rze k ra cz a 2 i odpow iada w a r tościom w y k azan y m przez T i u r i n a [10] i K o n o n o w ą [5] dla n ie k tó ry c h u p raw n y c h czarnoziem ów . Być może, że w o k resie p o w staw an ia

(10)

К. Boratyński, S. K ow aliński, K. Wilk

ty ch gleb w ystępow ało lub w y stę p u je sta d iu m czarnoziem ne procesu glebo tw órczego.

W b ad anej glebie sz aro b ru n atn e j, a tak że i b ru n a tn e j ok ręg u p e k iń skiego letn ia pora w zględnej anaerobiozy sp rz y ja przypuszczalnie p rz e j ściu p ro d u k tó w h u m ifik acji w kw as h u m in o w y i u trw a la n iu k w asu tego w postaci h u m ia n u w apnia. Podobne zjaw isk a m ożem y obserw ow ać w szaroziem ach o odczynie alkalicznym .

Profil 5/156 — szaroziem p ó łp u sty n n y — w y k a z u je n ajw ięcej zw iąz

ków bitum iczny ch o raz rów now ażne ilości w ęgla rozpuszczalnego w 0,5 n H 2S 0 4 i 0,1 n NaOH- S tosun ek kw asów h u m ino w y ch do fulw okw asów w ynosi 1,5.

W b ad an y m szaroziem ie w iększa ilość С ogólnego tłu m aczy się b a r dziej a k ty w n y m udziałem plazm y b a k te ry jn e j w tw o rzen iu się próchnicy. W glebach p ó łp u sty nny ch , w y stę p u ją c y ch w klim acie o m niejszej w il gotności, n a stę p u je na ogół nieznaczne zw iększenie w zględnej zaw artości kw asów hum inow ych.

Profil 6/202 — sołoniec — zaw iera n ajw ię k sz ą ilość w ęgla rozpu sz

czalnego, bo około 56°/oi. J e s t to n ajw y ższa w arto ść spośród w szy stkich bad an y ch gleb. Bardzo dużą ilość w ęgla w y e k strah o w an o z tej gleby w w yciągu 0,5 n H 2S 0 4 pro w ad zo n ym n a gorąco. W praw dzie sto sun ek kw asów hum in ow y ch do fulw okw asów w ynosi 1:1, to jed n a k w ą tp liw e jest, aby w sołońcach b y ły typ o w e k w asy fulw ow e. P raw do p odo b nie część kw asów hum ino w y ch w glebach -zasolonych m a b ard ziej uproszczo ną budow ę i dlateg o też sto su n ek kw asów h um inow y ch do fulw okw asów je s t bliski jedności. J e s t to m ożliwe, gdyż obecność w ym iennego N a + w w iększych ilościach sp rzy ja p ep ty zacji kw asów h u m in ow ych i p rz e

chodzeniu ich w fo rm y rozpuszczalne. Ś w iadczy o ty m duża ilość ro z puszczalnych zw iązków p róchnicznych w b ad an y m p ro filu glebow ym . W zasolonych glebach k lim a tu k o n ty n en taln eg o n ie tylko n a d m ia r sodu i alkaliczny odczyn środow iska zm n iejszają aktyw ność biologiczną gleb i ilość d rob no u strojó w , ale tak ż e gw ałtow ne dobow e i okresow e zm iany te m p e ra tu ry h a m u ją p ro cesy m ikrobiologiczne, co w pły w a u je m nie na p rocesy rozkład u i h u m ifik acji .związków organicznych.

WNIOSKI

Na podstaw ie p rzep ro w adzo n y ch b a d ań n ad składem zw iązków p ró ch nicznych gleb w ytw o rzon y ch w różnych stre fa c h bioekologicznych m ożna w y sunąć n a stę p u ją c e w nioski:

1. Z badane gleby S p itsb erg en u z a w iera ją stosunkow o duże ilości zw iązków n ie zhum ifikow anych, zachow ujących bud ow ę s tru k tu ra ln ą m ateriałó w , z k tó ry c h p ow stały. W y ek strah o w an a w ty ch glebach ilość

(11)

Skład związków próchnicznych gleb 95

zw iązków p róchnicznych rozpuszczalnych w 0,1 n NaOH je st znacznie m niejsza niż w glebach chińskich, w k tó ry ch typologiczne procesy gle bowe w y w a rły w y raźn iejsze piętn o na m orfologii i właściw ościach.

2. N ajw iększą ilość rozpuszczalnych zw iązków próchnicznych, ob li czoną w sto su nk u do całkow itej zaw artości węgla, w y k a z y w a ły sołońce, szaroziem y p ó łp u sty n n e i gleby szaro b ru n atn e. N ajw iększe n a to m ia st ilości zw iązków próchn iczn ych rozpuszczalnych w 0,1 n NaO H w y k a z y w ały gleby b ru n atn e , żółtoziem y i czerw onoziem y.

3. N ajw iększe ilości kw asów h um inow ych p osiadały gleby b ru n a tn e i szaro b ru n atn e. S tosu nek kw asów h u m in o w y ch do fulw okw asów w ty ch glebach je st wysoki, zbliżony do 2. N ajniższe sto su n k i kw asów h u m in o wych do fulw ow ych, obok gleb S p itsberg en u, w y k a z y w a ły żółtoziem y i czerw onoziem y.

4. G leby o zaaw ansow anym procesie ru b ifik a c ji — żółtoziem y i czer w onoziem y — w y k azu jące k w aśn y odczyn, so rpcyjnie nie nasycone, za w ie ra ją n ajw ięk sze ilości kw asów fulw ow ych.

5. Zw iększoną ilość su b stan cji org an iczn ej w czerw onoziem ach tłu m aczyć należy w a ru n k a m i klim atycznym i. W iększej w ilgotności tow a rzyszy tu zw iększenie ilości dostających się do gleiby resz tek organ icz nych, co prow adzi do nagrom ad zen ia się dość znacznych ilości su b stan cji organiczn ych przew ażnie w postaci fulw okw asów .

U ogólniając w y n ik i m ożna stw ierdzić, że:

1. W aru n k i bioekologiczne tw o rzen ia się gleb zarów no n a tu ra ln e , jak i sztuczne, u k ształto w an e przez człowieka, o k reśla ją ilość, skład i po chodzenie zw iązków p róchnicznych w glebie.

2. Na p rzy kład zie p rzed staw io n y ch w yników w ykazano, że o stan ie su b sta n c ji organicznej części gleby d ecy d u je nie jeden czynnik, ale zespół czynników , w śród k tó ry c h pirocesy biochem iczne w y su n ą się n a czoło, a te zależne są od edafoniu i w:aruńków klim atycznych.

3. P rz y b ad an iu zw iązków próchnicznych różnych gleb należy z w ra cać uw agę nie ty lk o na stosunek su b stan cji rozpuszczalnych do niero z puszczalnych, ale także n a zw iązki b itu m iczn e i w ęgiel w y e k stra h o w a n y w czasie d ek alcy tacji. Na podstaw ie sto su nk u tych składników próchnicz nych do siebie w glebach n a tu ra ln y c h m ożna w nioskow ać o przebieg u procesu glebotw órczego i jego składow ych ogniw ach.

LITERATURA

[1] В o ł o t i n a N. I.: Zaprasa gumusa i azota w osnownych tipach poczw SSSR. P oczw ow iedien., nr 5, 1947.

[2] B o r a t y ń s k i K., W i l k K.: Dynam ika związków próchnicznych w gle bach lekkich pod w pływ em niektórych zabiegów agrotechnicznych. Zeszyty Problem owe Postępy Nauk Rolniczych, z. 21, I960.

(12)

[3] B o r a t y ń s k i K., W i l k K.: Skład frakcji próchnicy w niektórych madach okolic W rocławia. Roczn. Glebozn., t. 10, z. 2, 1961.

[4] F o r s y t h W.: Studies on the more soluble com plexes of soil organic matter. I. Biochem istry, t. 41, z. 2, 1947.

[5] K o n o n o w a M. M.: Problema poczwiennogo gumusa i sow riem nnyje za- daczi jego izuczenija. Izdatielstw o A kadem ii Nauk SSSR, M oskwa 1951. [6] К u b i e n a W. L.: Bestim m ungsbuch und System atik der Böden Europas.

Enke V., Stuttgart 1953.

[7] M i c h a j ł o w I. C.: N iekotoryje osobiennosti diernow ych arkticzeskich poczw Ostrowa Bolszewik. Poczw owiedien. nr 6, 1960.

[8] S c h e f f e r F., U l r i c h В.: Lehrbuch der A grikulturchem ie und Boden

kunde. III Teil, Humus und Humusdüngung. Enke V., Stuttgard I960.

[9] T i u r i n I. W.: Iz riezultatow rabot po izuczeniju sostaw a gumusa w poczwach SSSR. Sb. Problem y S ow ietskogo Poczw ow iedienija, nr 11, 1940.

[10] T i u r i n I. W.: G eograficzeskije zakonom iernosti gum usoobrazowanija. Trudy jubilejnoj sessi, poswiaszczenoj stoletiju so dnia rożdienija W. W. D okuczaje- wa, Izd. AN. SSSR, 1949.

[11] W i l k K.: Badania nad przem ianą zw iązków próchnicznych w glebie lekkiej. Roczn. Glebozn., dodatek do tomu 7, 1958.

К . Б О Р А Т Ы Н Ь С К И , С. К О В А Л И Н Ь С К И , К . В И Л Ь К СОСТАВ ПЕРЕГНОЙНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПОЧВ, ОБРАЗОВАВШ ИХСЯ В РАЗЛИЧНЫ Х БИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗОНАХ В ы с ш а я С е л ь с к о х о з я й с т в е н н а я Ш к о л а , В р о ц л а в Р е з ю м е Исследовались почвы встречающиеся в различных биоэкологических зонах, а именно: — Арктические почвы из района фиорда Горнсунд на Шпитсбергене, — почвы влажной, полувлажной, полузасуш ливой и засушливой зон Китая, которые довольно значительно отличались друг от друга, как с точки зрения типологическо-видовой, так и физикохимическими свойствами. В этих почвах проведены были исследования их макро- и микроморфологических, физических и химических свойств путем общепринятых методов (табл. 1 и 2). Определение состава гумуса проведено было по упрощенному методу фракционного анализа, предлож енному Боратыньским и Вильком [3] (табл. 3). Проведенные исследования состава перегнойных соединений почв, образо вавшихся в различных биоэкологических зонах позволяют придти к следующим заключениям: 1. И зучение почвы Шпитсбергена содержит относительно большие количе ства соединений с незаконченной гумификацией, сохраняющ их структурное строение материалов, из которых они образовались. Выделенные из этих почв количества перегнойных соединений, растворимых в 0,1 п NaOH, значительно меньше, чем в китайских почвах, которые типологические почвенные процессы налож или более яркий отпечаток на морфологию и свойства.

(13)

Skład zw iązków próchnicznych gleb 97 2. Наибольшим количеством растворимых гумусных соединений, вычи сленным пропорционально валовому содержанию углерода, отличались солонцы, полупустынные сероземы и серобурые почвы, тогда как количества гумусных соединений нерастворимых, в ОД н NaOH в буроземах, ж елтозем ах и красно земах. 3. Наибольшее относительно количества гуминокислот содерж али бурозем ные и серобуроземные почвы. Отношение в этих почвах гуминовых кислот к фульвикислотам высоко, оно близко к 2. Ж елтоземы и красноземы наряду с почвами Ш питсбергена показали самые низкие соотношения м еж ду гумино- кислотами к фульвокислотам. 4. Почвы с развитым процессом рубификации — желтоземы и красноземы — отличающиеся кислой реакцией сорпционно ненасыщенные, содерж ат больше всего фульвокислот. 5. Увеличенное содерж ание органического вещества в красноземах следует приписать климатическим условиям. Повышению влажности сопутетствует здесь рост количества проникающих в почву органических остатков, что ведет к на коплению в довольно значительном количестве перегнойного вещества, главным образом ввиде фульвокислот. Обобщая полученные данные, мы можем установить что: 1. Биоэкологическая обстановка, при которой развиваются почвы, как есте ственная так и искусственная, обусловленная воздействием человека, определяет количества, состав и происхож дение перегнойных соединений в почве. 2. Пример вышеприведенных результатов подтверждает, что на состояние органического вещества частей почвы реш ающ ее влияние оказывает не один фактор, а состав факторов, среди которых биохимические процессы выдви гаются на первое место, они ж е сами обусловлены эдафоном и климатическими условиями. 3. При изучении гумусных соединений различных почв необходимо принять во внимание не только соотношение м еж ду растворимыми веществами и нера створимыми но такж е и битуминозные соединения и углерод, извлеченный во время декальцитации. На основании взаимоотношения м еж ду этими перегной ными компонентами в естественных почвах можна вывести заключения о ходе почвообразовательного процесса и о его составных этапах. К . B O R A T Y Ń S K I, S. K O W A L IŃ S K I, К . W IL K

COMPOSITION OF HUMIC SOIL COMPOUNDS FORMED IN DIFFERENT BIOECOLOGICAL ZONES

C h a i r o f A g r o c h e m i s t r y a n d C h a i r o f S o il S c ie n c e , C o lle g e o f A g r i c u l t u r e , W r o c ł a w S u m m a r y

Soils occurring in various bioecological zones, nam ely — arctic soils from the Hornsund Fjord region (Spitzbergen), — soils from humid, semihum id, sem iarid and arid zones of China,

show ing fairly great m utual differen ces regarding type and p hysico-chem ical properties, w ere tested. Their m acro- and m icrom orphological physical and chem ical properties w ere investigated w ith generally used methods (Tabs. 1, 2).

(14)

Humus com position w as determined w ith a sim plified fraction analysis method,, proposed by B o r a t y ń s k i and W i l k [3] — tab. 3.

The in vestigation s on com position of the soil humus compounds formed in d ifferent bioecological zones lead to the follow in g conclusions:

1. The tested Spitzbergen soils contain relatively great amounts of n on-hu m i- fied compounds, keeping the structure of the m aterials from w hich they originate. The amount of 0.1 n NaOH—soluble humic compounds extracted from those soils is much low er than that from the Chinese soils, in which typological soil processes had im pressed a more distinct mark on the m orphology and properties of these soils.

2. The highest amount of soluble hum ic compounds in ratio to total carbon

content w as found in soloniec, sem i-d esert grey and grey-brow n soils, w hereas the greatest am ounts of 0,1 n NaOH—soluble hum ic compounds appeared in brown soils, yellow and red earths.

3. The relatively greatest quantities of hum ic acids w ere observed in the brown and grey-brow n soils. The hum ic to fu lvic acids ratio of these soils is high,, approaching 2. Low est humic to fulvic acids ratio occurred (besides Spitzbergen) in yellow and red earths.

4. Soils in an advanced state of rubification — yellow and red earths showing acid reaction and incom plete sorptive saturation, contain the largest quantities of fu lvic acids.

5. The higher amount of organic substances in red soils m ay by traced to clim atic conditions. Higher hum idity in conjunction w ith larger quantities of organic residues entering the soil lead to accum ulation of fairly large quantities of hum us substance, m ainly in the form of fu lvic acids.

G eneralizing the results obtained w e may state that:

1. The bioecological conditions in soil formation, natural as w ell as man-made,, determ ine the amount, decom position and origin of the humus compounds in soiL

2. On the exam ple of the presented findings it is dem onstrated that the state of the organic soil part is governed not by a single factor only* but by a com plex of factors of w hich the biochem ical processes — in relation to edaphone and clim atic conditions — are taking the lead.

3. In research on humic compounds in differen t soils attention m ust be given not only to the ratio of soluble to insoluble substances but also to the bitum inous compounds and the carbon extracted in décalcification. On basis of the m utual ratios of these humus components it is possible to arrive at conclusions regarding; the course of the soilform ing process and its com ponental foci.