R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E . T . X V , z. 1 W A R S Z A W A 1965
K A Z IM IER Z B O R A T Y Ń SK I, K A Z IM IE R Z W ILK
BADANIA NAD PRÓCHNICĄ
C Z Ę S C I V
FRAKCJONOWANIE ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH PRZY UŻYCIU ROZTWORÓW KOMPLEKSOWYCH
I ROZCIEŃCZONYCH ROZTWORÓW ŁUGÓW 1
K ated ra C h em ii R olnej W SR W rocław
Dotychczasowe m etody analizy frakcyjnej próchnicy zostały opraco wane przede wszystkim w celu scharakteryzowania próchnicy różnych typów glebowych. M etody te, posługujące się tylko roztworami alkalicz nymi, są metodami grubymi, skutkiem czego nie pozwalają uchw y cić drobnych zmian we frakcji próchnicy, obrazujących kulturę gleby
czy też sposoby jej użytkowania rolniczego [2, 8]. Wydaje się, że główną
przyczyną niemożności określenia jakości próchnicy przez wspom niane m etody jest posługiwanie się przez nie gwałtownie działającymi ługami. Dlatego to podjęto badania nad wprowadzeniem do analizy frak- cyjnej próchnicy obok roztworów ługów również rozpuszczalników o ła godniejszym działaniu.
Z porównywanych przez nas roztworów o łagodnym działaniu fluorek* sodu, fluorek amonu, pirofosforan sodu i szczawian sodu ekstrahowały z gleby różne ilości związków próchnicznych, w zależności od zdolności tych roztworów do kompleksowania [9, 3]. Interesującą rzeczą w ydawało się więc przeprowadzenie analizy frakcyjnej próchnicy za pomocą tych roztworów w połączeniu z rozcieńczonymi roztworami ługów. Chodziło nam o w ydzielenie z gleby połączeń próchnicznych, w różnym stopniu związanych z gliniastą częścią gleby, o uchw ycenie jak największych róż nic w e frakcjach próchnicy przy ustalonym zestawie rozpuszczalników. W analizie frakcyjnej próchnicy wydzielano następujące grupy po łączeń próchnicznych:
К. B oratyń sk i, K. W ilk
1. związki próchniczne ruchome, wolne lub bardzo słabo związane
z mineralną częścią gleby, ekstrahowane roztworami fluorku sodowego lub fluorku amonowego lub pirofosforanu sodowego;
2. związki próchniczne związane w silniejszym stopniu z mineralną
częścią gleby ekstrahowane z gleby 0,ln NaOH po uprzednim w ydzie leniu z gleb roztworami łagodnym i wolnych połączeń próchnicznych. W wyciągu alkalicznym oznaczono С kw asów hum inowych i С fubvo- kwasów normalnie przyjętym i sposobami;
3. związki próchniczne związane bardzo silnie z gliniastą częścią gle by, ekstrahowane 0,1 n NaOH po uprzednim w ydzieleniu z gleby roz tworami łagodnym i wolnych połączeń próchnicznych i kolejnym rozło żeniu kom pleksów próchniczno-gliniastych kwasem siarkowym. W ek strakcie tym oznaczono С kw asów hum inowych i С fulw ow ych jak
w punkcie 2;
4. związki próchniczne trwale związane z gliniastą częścią gleby — С nie hydrolizujący.
Przy wydzielaniu z gleby związków próchnicznych podanymi wyżej
roztworami stosowano wyczerpującą, kilkakrotną ekstrakcję [9, 3].
Analizę frakcyjną próchnicy prowadzono na próbkach glebowych od-
bitum inowanych [6, 2].
Porównawcze metodyczne badania przeprowadzono na glebach lek kich (piasek gliniasty) o różnym stanie kultury oraz na glebach cięższych, wytworzonych z utworów lessowych, różnie użytkowanych. Opis tych gleb podano w poprzedniej pracy [2]. W yniki analiz podano w tab. 1 i 2.
Jak wynika z tabel, zastosowanie do analizy frakcyjnej próchnicy roztworów kom pleksujących i rozcieńczonych roztworów ługów dało do
bre rezultaty. Już działaniem roztworami NaF lub (NH4)2F2 lub Na4P s0 7
uzyskujem y wyraźne różnice w ilościach wydzielonego węgla. Gleby la,
2a, За o niskiej kulturze zawierały znacznie w ięcej wolnych połączeń
próchnicznych niż gleby 1, 2, 3 o dobrej kulturze (porównaj gleby pa rami w tab. 1). Podobne zróżnicowanie w ilościach wolnych związków próchnicznych obserwujem y i przy glebach cięższych; umieszczone tam
gleby leśne — 4a, 5a i 6a — zawierały ich znacznie więcej niż gleby or
ne 4, 5 i 6.
K olejną ekstrakcją 0,ln NaOH (po wyekstrahowaniu z gleby wolnych połączeń próchnicznych roztworami kompleksującymi) w ydzielam y z gle b y dalsze 25— 35% ogólnej zawartości węgla; są to związki próchniczne związane w silniejszym stopniu z mineralną częścią gleby. Rozdzielając tę frakcję na kw asy hum inowe i fulw ow e otrzym ujem y wyraźne różnice
w zawartości tych połączeń w badanych glebach. W glebach [1, 2, 3]
o dobrym stanie kultury stosunek С kw asów hum inowych do С fulw ok- wasów jest znacznie w yższy niż w glebach la, 2a, За o niskiej kulturze.
T a b e l a 1
Gleby l e k k i e b i e l i c o w e ( p i a s k i g l i n i a s t e ) . A n a l i z a fr a k c jo n o w a n a związków p r ó c h n i c z n y c h Wyniki a n a l i z podane w % o g ó l n e j z a w a r t o ś c i С
L i g h t p o d z o l i c s o i l s (loamy s a n d s ) . F r a c t i o n a l a n a l y s i s of humus compounds A n a l y s i s r e s u l t s g i v e n i n p e r c e n t o f t o t a l С c o n t e n t
1 l a 2 2a 3 3a
Ogólna za wartość С - T o ta l С c ont en t
E ks tr a kc ja - E x t r a c t i o n 0,62* 0 , 5 2 0 , 5 7 0 , 4 8 0 , 5 9 0 , 4 9
Przy u ż yc iu 0,5% NaF i 0 , 1 n NaOH - Using 0,5% NaF and 0 , 1 NaOH 0,5% NaF 0 , 1 n NaOH - I 1 8 , 0 26,7 2 9 , 0 29,8 14 ,3 2 4 ,5 2 3 .1 3 4 . 2 2 4 , 1 2 9 , 0 26 ,7 2 9 ,5 0 , 5 n H2SO4 0 , 1 n NaOH - II 4 4 , 7 2,6 1 4 , 0 58,8 4 , 2 10 ,5 3 8 . 8 2 , 5 1 2 . 9 5 7 .3 2 , 9 11.3 5 3 , 1 2 , 4 8 , 3 5 6 , 2 2,8 6 , 5 1 С wydz ie lon eg o - £ o f e x t r a c t e d С С n i e hy d ro l. oz na c zo n y - nonhydrol.C determined С kwasów huminowych - С o f humic a c i d s т
6 1 .3 3 8 . 3 1 . 3 1 . 3 73,5 2 8 , 2 1,1 1,0 5 4 . 2 4 3 . 3 2,1 1 ,3 71.5 2 9 . 5 0 , 7 1 ,7 63,8 4 0 , 4 1 .3 1 .4 6 5 ,5 3 1 , 9 0 , 9 2 , 4 С fulwokwasów С o f f u l v i c a c i d s
С kwasów huminowych С o f humic a c i d s j j
С fulwokwasów С o f f u l v i c a c id s
Przy u ż yc iu 0,5% №4 ^ 2 i 0 , 1 n NaOH - Using 0,5% (NH4 ) 2F2 i 0,1 n NaOH
0,5% (NH4)2P2 0 , 1 n NaOH - I 11,6 3 0 ,4 2 1 , 4 3 5 , 9 1 2 ,7 3 3 , 4 2 4 ,1 3 4 , 0 2 0 , 5 2 7 , 7 2 3 , 0 3 3 , 5 0 , 5 n H2S04 0 , 1 n NaOH - II 4 2 , 0 1,6 13,2 57 ,3 1 , 7 9 , 9 4 6 , 1 1,6 8 , 5 5 8 , ; 1,8 ' 12,4 . 4 8 , 2 1,7 8,6 5 6 ,5 2,2 9 , 1 £ С wydz ie lon eg o - £- o f e x t r a c t e d С С n i e h y d ro l. oz n ac zo n y - nonhydrol.C determined С kwasów huminowych - С o f humic a c id e j
56,8 4 5 , 7 1 , 5 1 , 9 6 8 , 9 3 0 , 7 1 ,0 1,6 5 6 , 2 4 2 , 7 1,6 1,8 72,3 3 1 , 9 12 5 8 . 5 4 0 . 6 1 ,3 1 , 7 6 7 , 8 3 2 , 5 0 , 9 2 , 5 fi fulwokwasów С o f f u l v i c a c i d s
С kwasów huminov.ych С o f humic a c i d s j j 2,1
С fulwokwasôv.’ С o f f u l v i c a c id s
Przy u ż yc iu 0 , 1 n Ne4P20y (pH-7) i 0 , 1 n NaOH - Using 0 , 1 n Ка4Р20? (pH-7) i 0 , 1 n NaOH 0 , 1 n Na4P207 - pH-7 0 , 1 n NaOH - I 1 8 , 0 3 3 , 0 2 8 , 6 3 2 , 0 1 5 , 7 2 8 , 4 3 1 ,3 38,8 2 3 , 4 2 7 , 0 25,6 3 8 , 0 0 , 5 n H2S04 0 , 1 n NaOH - II 5 1 , 0 2,2 9 , 0 60,6 2 , 5 7 , 8 4 4 , 1 2,8 8 , 5 70 ,1 3 . 3 9 . 3 5 0 ,4 3 . 0 7 . 0 63,6 3 , 2 11,1 £. С wydz ie lon eg o - £ o f e x t r a c t e d С
С n ie hyd ro l. oz na c zo n y - nonhydrol.C determined
С kwasów huminowych С o f humic a c i d s j
62,2 3 6 , 5 1 .3 1 . 3 70 ,9 3 0 , 1 1,0 1,6 5 5 ,4 4 3 , 6 1 , 5 1 , 4 8 2 , 7 18,3 0 , 9 1 , 5 6 0 .4 3 8 . 5 1,2 2,1 7 7 , 9 19 ,4 0,8 1 , 9 С fulwokwasów С o f f u l v i c a c id s
С kwasów huminowych С o f humic a c i d s
С fulwokwasów С o f f u l v i c a c i d s ”
przy uż y c iu 0 , 1 m Na4?20y (pH-7) i 0 , 1 n NaOH - Using 0 , 1 m Na4P207 (pH-7) i 0 , 1 n NaOH 0 , 1 m Na4?2Ûy - pH-7 0 , 1 n NaOH - I 1 8 .5 2 8 . 5 2 8 ,6 2 8 , 8 21,2 27,2 4 0 , 0 2 8 , 6 23,8 2 8 , 7 3 0 , 9 2 9 ,7 0 , 5 n H2S04 0 , 1 n NaOH - I I 4 7 , 0 1 , 4 9 , 0 5 7 , 4 2,1 5 , 5 4 8 , 4 4 , 2 6 , 9 68,6 3 , 7 1 0 , 9 5 2 , 5 3 , 2 6 ,6 60,6 2 , 2 7 , 5 £.C w y dz ie lo ne g o - £ o f e x t r a c t e d С С ni e hy d ro l. o z n a c zo n y - nonhydrol.C determined
С kwasów huminowych С o f humic a c i d s j
5 7 . 4 4 1 . 5 0 , 9 1 . 8 6 5 . 0 3 4 . 0 0 , 6 1 , 9 5 9 , 5 3 7 , 8 1 , 2 2 , 5 8 3 , 2 2 1 , 6 0 , 8 1 , 2 6 2 , 3 3 7 , 9 1 , 3 2 , 0 70, 3 2 9 , 7 0 , 7 2 , 1 С fulwokwasów С o f f u l v i c a c i d s
С kwasów huminowych С o f humic a c i d s ^
С fulwokwasów С o f f u l v i c a c i d s
1 . 2 . 3 - g l e b y w d o b r e j k u l t u r z e z warstwy 0- 2 5 cm; l a , 2 a , 3 a - g l e b y o n i s k i e j k u l t u r z e z wa rstwy 0 -2 ^ cm
1 . 2 . 3 - s o i l un de r good c u l t i v a t i o n from l a y e r 0 -2 5 cm; l a , 2 a , 3 e - s o i l s u n d e r p o o r c u l t i v a t i o n from l a y e r 0- 25 cm
* Ogólną z a w a r t o ś ć С oznacz ono w g l e b a c h odbi tum ino wa ny ch T o t a l С c o n t e n t in s o i l s a f t e r removing o f b i t u m i n s
T a b e l a 2 Gleby c i ę ż s z e (z utworów le s s o w y c h ). A n a liza frakcjonowana związków próchnicznych
Wyniki a n a liz podane w % o g ó ln e j z a w a rto śc i С
H eavier s o i l s (from l o e s s fo r m a tio n s ). F r a c tio n a l a n a ly s is o f humus compounde A n a ly s is r e s u l t s g iv e n in per c en t o f t o t a l С c o n te n t
Glebe - S o i l 4 4a 5 ’ 5a 6 6a
Ogólna za wartość С - T o ta l С c ont en t
E ks tra kc ja - E x t r a c t io n 0 , 9 5 * 2 , 6 9 0 , 6 7 2 , 0 7 1 , 4 8
1 ,8 0 Przy uż y c iu 0,5% NaF i 0 , 1 n NaOH ■- Using 0,5% NaF and 0 , 1 n NaOH
0,5% NaF 1 2 , 9 1 9 , 6 1 8 , 1 2 2 , 0 1 7 , 0 1 6 , 1
0 , 1 n NaOH - I 1 9 , 9 2 9 , 4 3 0 , 3 . 2 8 , 9 2 4 , 2 27 ,1
0 , 5 n H2S04 1 , 9 0 , 5 2 , 4 1 ,0 1 , 5 1,0
0 , 1 n NaOH - II 1 6 , 9 5 , 7 15 , 3 5 , 3 1 9 , 0 1 6, 9
£ С wydz ie lon eg o - i o f e x t r a c t e d С 5 1 , 9 5 5 , 2 6 6 , 1 5 7 , 2 6 1 , 7 6 i , i
С n i e hyd ro l. o z na c zo n y - nonhydrol.C determined
С kwasów.huminowych С o f humic a c i d s С fulwokwasów С o f f u l v i c a c i d s “ 4 5 , 6 1 , 2 4 4 , 8 0 , 8 3 5 , 0 0 , 8 4 3 , 0 0 , 9 3 9 , 0 1 , 5 3 3 , 8 0 , 8
С kwasów huminowych С of humic a c id s
1 , 2 0 , 7 2 , 9
• J ** 1 i
С fulwokwasów С o f f u l v i c ' a c i d s 1 , 2 1 , 1 2 , 2
Przy uż yc iu 0,5% (NH4 )2*2 1 ° » 1 n Na0H ” Using 0,5% (NH4 ) 2F2 i 0 , 1 n NaOH 0,5% (NH4 ) 2F2 0 , 1 n NaOH - I 1 2 , 2 2 5 , 4 1 7 ,6 3 0 , 3 1 6 , 6 3 6 , 8 19, 3 30,3' 14 , 3 26 , 5 1 3, 8 2 6, 7 0 , 5 n H2S04 1 , 7 0 , 7 2 , 5 0 , 7 1 , 2 0 , 9 0 , 1 n NaOH - II 1 5 , 3 5 , 4 14 , 4 5 , 3 1 8 , 4 16,2' £ С wydz ie lon eg o - £ o f e x t r a c t e d С 5 4 , 6 5 4 , 0 7 0, 3 5 5 , 6 6 0 , 4 5 7 , 6 С n i e h y d ro l. oz n ac zo n y - nonhydrol.C determined 4 5 , 3 4 6 , 6 3 0, 4 4 5 , 4 3 9 , 5 39 ,1
С kwasów huminowych С o f humic a c i d s j
1 , 5 1 ,0 1 , 6 1 , 2 1 , 3 0 , 9
С fulwokwesów С o f f u l v i c a c i d s
С kwasów huminowych С o f humic a c id s ^
1 , 0 0 , 5 1 , 1 0 , 7 2 , 7 2 ,3
1
С fulwokwasów С o f f u l v i c a c id s
Przy uż y ci u 0 , 1 n Na4 P20y (pH-7) i 0 , 1 n NaOH ■- Using 0 , 1 n Ne4P20y (pH-7) i 0 , 1 n NaCH i 0 , 1 n Ne4 P20 7 - pH-7 0 , 1 n NaOH - I 14 , 1 26 , 4 2 0 , 6 2 7 , 1 17 ,4 ii 22 ,1 2 5, 3 2 7 , 9 3 6 , 9 2 4, 4 3 0 , С ! 2 7 , 6 0 , 5 n H2S04 1 , 4 1, 0 3 , 3 1,0 1 , 7 1,3 0 , 1 n NaOH - II 1 2 , 8 4 , 9 8 , 7 4 , 5 14 , 1 10, 7 ; £ C wy dz ie lon eg o - £ o f e x t r a c t e d С 5 3 , 6 60,2 6 9 , 5 5 7 , 0 6 3 , 2 61 ,7 С n ie h y d ro l. oz n ac zo n y - nonhydrol.C determined 4 4 , 6 4 0 , 0 2 9 , 4 4 4 , 0 3 5 , 3 3 7 , 3
С kwasów huminowych С o f humic a c i d s ^
1 , 3 1 , 0 1 ,5 0 , 9 1 , 2 0 , 8
С fulwokwasów С of f u l v i c a c id s
С kwasów huminowych С o f humic a c i d s j j
1 , 2 0 , 6 1 , 2 1 ,3 2 , 1 1 ,3
С fulwokwasów С o f f u l v i c a c id s
Przy uż y c iu 0 , 1 m Ne4P207 (pH-7) i 0 , 1 n NaOH - Using 0 , 1 m Na4P20y (pH-7) i 0 , 1 n NaOH 0 , 1 m Na4P20y - pH-7 0 , 1 n NaOH - I 2 2 , 0 22 ,4 3 1 , 6 2 6 , 8 3 0 . 1 3 3 . 2 2 8 ,3 2 3 , 7 2 4, 4 2 3 , 6 2 3 , 2 3 1 , 8 0 , 5 n H2S04 0 , 1 n NaOH - 11 2 , 2 1 0 , 4 0 , 9 4 , 2 3 , 1 9 , 9 1 , 1 3 ; 6 1 , 2 1 0 ,4 1 , 2 6 , 4 £ С wydz ie lon eg o - £. o f e x t r a c t e d С 5 7 , 0 6 3 , 5 76 ,3 5 6 , 7 5 9 , 6 6 3 , 6 С n ie hy d ro l. oz na c zo n y - nonhydrol.C determined 4 3 , 7 3 6 , 2 2 5 , 2 4 2 , 5 3 9 , 0 31 ,3
С kwasów huminowych С o f humic a c id s ^
С fulwokwasów С o f f u l v i c a c id s 0 , 9 0 , 6 1 , 2 0 , 8 1 , 3 0 , 7
С kwasów huminowych С o f humic a c id s jj
С fulwokwasów С o f f u l v i c a c i d s 1 , 7 1 , 1
2 , 2 1 , 5 2 , 5 2 , 5
4 . 5 . 6 - g le b y orne z warstwy 7 -2 0 cm; 4 a , 5 a , 6 a - g l e b y l e ś n e (40 l a t ) z warstwy 5 -1 5 cm 4 . 5 . 6 - a r e b l e s o i l s from l a y e r 7-20 cm; 4 a , 5 a , 6 a - f o r e s t s o i l s (40 y e a r s ) from l a y e r 5 -1 5 cm
* Ogólną z a w a r t o ś ć С oz naczono w g l e b a c h odbitumin ow an yc h T o t a l С c o n t e n t i n s o i l s a f t e r rem ov in g o f b i t u m i n s
B a d a n ia nad próch n icą 57
Podobnie jest i w glebach cięższych: w glebach ornych 4, 5, 6 stosunek
ten jest w yższy niż w glebach leśnych 4a, 5a, 6a (patrz stosunek
С kw. hum.
---— I w parach porównywanych gleb, tab. 1 i 2).
С fulw okw.
W następnej ekstrakcji 0 ,ln NaOH (po uprzednim rozłożeniu kom pleksów próchniczno-gliniastych kwasem siarkowym) w ydzielam y z gleb lekkich jeszcze 5— 15% ogólnej zawartości węgla, przy czym nie w ystę pują tu prawidłowości w zróżnicowaniu zarówno w ogólnej ilości w y dzielanego C, jak i zawartości С kw asów hum inowych i С fulwokwasów; we frakcji tej przeważają kw asy hum inowe nad fulw ow ym i (patrz
frak-C kw. hum. cja próchnicy wydzielona 0 ,ln NaOH — II oraz stosunek ---С fulwokw. II, tab. 1). Natomiast przy glebach cięższych otrzym ujem y wyraźne zróż nicowanie w ogólnych ilościach wydzielanego węgla. Związków próch nicznych, silnie związanych z gliniastą częścią gleby, w ydzielam y z gleb
ornych 4, 5, 6 — dwa—trzy razy więcej niż z gleb leśnych 4a, 5a, 6a
(patrz frakcja próchnicy wydzielona z gleby 0 ,ln NaOH — II, tab. 2). Zarówno fluorek sodu, jak i fluorek amonu czy pirofosforan sodu dają wyraźne różnice w ilościach wydzielonych połączeń próchnicznych w zależności od stanu kultury gleby czy sposobu użytkowania rolniczego. Jednakże fluorek sodu nie daje klarownych wyciągów, fluorek amonu zaś z uwagi na żrące jego własności nie może być zalecany w praktyce laboratoryjnej. Natomiast pirofosforan sodowy nie posiada tych ujem nych cech wym ienionych roztworów. Może on być użyty zarówno w stę
żeniu 0,ln, jak i 0,lm . W prawdzie 0,lm Na4?2 0 7 ekstrahuje z gleby
o około 20— 30% próchnicy więcej niż roztwór 0,ln Na4P2 0y, ale za
użyciem do analizy frakcyjnej próchnicy słabszego (0,ln) roztworu pi-
rofosforanu sodowego przemawia to, że daje on wyraźniejsze zróżnicowa nie w ilościach wydzielonych z gleby wolnych połączeń próchnicznych,
szczególnie przy glebach cięższych (tab. 1, 2). Również i w zględy ekono
miczne nie mogą być pom inięte przy wyborze stężenia roztworu do ek strakcji.
Na podstawie powyższych badań, jak również i poprzednich, propo nujem y do charakterystyki próchnicy m ineralnych gleb lekkich i cięż szych dwa schem aty analizy frakcyjnej.
Podane przez nas schem aty są dla gleb lekkich i ciężkich w zasadzie jednakowe, z tym jednak, że dla gleb lekkich schemat jest skrócony o dwie ekstrakcje (rozkład kom pleksów próchniczno-gliniastych kwasem siarkowym i o kolejną ekstrakcję roztworem NaOH).
Przy charakterystyce próchnicy gleb lekkich w ystarczy ograniczyć
58 К. B oratyń sk i, K. W ilk K w a sy h u m in o w e С oznaczony : ! H u m ic acids ; С d eterm in ed j S ch em a t 1 — S c h em e 1
(ob ejm u je grupy zw ią zk ó w p róch n iczn ych com p rises groups of h um us com pounds)
G leby le k k ie — L igh t so ils
Z w ią zk i b itu m iczn e B itu m in o u s com pounds E kstrakcja alk oh olem i b en zen em
E x traction : a lcoh ol + b en zen e 1:1
С w ek stra k cie w y lic z o n y С in ex tr a c t ca lcu la ted
I
W olne z w ią zk i p róch n iczn e F ree h u m u s com pounds W yczerp u jąca ek stra k cja
E x h a u stiv e e x tra ctio n 0,1 n N a 4P 20 7 — pH = 7 С w e k stra k cie ozn aczon y
С in ex tr a c t d eterm in ed
Z w ią zk i p róch n iczn e zw ią za n e '
w siln ie jsz y m stop n iu z m in era ln ą
częścią g le b y j
H u m u s com pounds bound m ore fir m ly j
w ith m in era l so il part ! W yczerp u jąca ek strak cja 0,1 N aO H j
С w ek stra k cie oznaczony E x h a u stiv e e x tra ctio n 0.1 N aO H
С in e x tra ct d eterm in ed
Z w ią zk i p róch n iczn e tr w a le zw ią za n e z g lin ia stą częścią g leb y H u m u s com pounds p erm a n en tly
bound w ith cla y e y so il part С n ie h y d ro lizu ją cy С w g le b ie oznaczony С n on h y d ro lizin g С in so il d eterm in ed F u lw o k w a sy С w y liczo n y F u lv ic acids С ca lcu la ted
B a d an ia nad próch n icą 59
S ch em a t 2 — S ch em e 2
(ob ejm u je grupy z w ią zk ó w p róch n iczn ych com p rises groups of h u m u s com pounds)
G leb y cięż k ie — H ea v ier so ils
j Z w ią zk i b itu m iczn e — ; B itu m in o u s com pounds
j E k strak cja alk oh olem i b en zen em 1 :1 ! E xtraction : a lco h o l + b en zen e 1 :1 ! С w ek stra k cie w y lic z o n y
i С in ex tr a c t ca lcu la ted
W olne zw ią zk i p róch n iczn e F ree h u m u s com pounds W yczerp u jąca ek stra k cja
E x h a u stiv e e x tra ctio n 0,1 n N a4P207 — pH = 7 С w ek stra k cie ozn aczon y
С in ex tr a c t d eterm in ed K w a sy h u m in o w e С oznaczony H u m ic acids С d eterm in ed
Z w ią zk i p róch n iczn e zw ią za n e w s il n iejszy m stop n iu z m in era ln ą częścią
g leb y
H u m u s com pounds bound m ore fir m ly w ith m in era l so il part
W yczerp u jąca ek stra k cja 0,1 N aO H E x h a u stiv e ex tra ctio n 0.1 N aO H
С w ek stra k cie oznaczony С in ex tr a c t d eterm in ed F u lk o k w a sy С w y lic z o n y F u lv ic acids С ca lcu la ted I R ozkład k o m p lek só w o rg a n iczn o -m in er a ln y ch D eco m p o sitio n o f o rg a n o -m in era l co m p lex es 0,5 n H9SO4 С w ek stra k cie ozn aczon y
С in ex tr a c t d eterm in ed i K w a sy h u m in o w e С ozn aczon y H u m ic acids С d eterm in ed I
Z w iązk i p róch n iczn e z w ią za n e bardzo s iln ie z g lin ia stą częścią g le b y H um us com pounds bound w ith cla y e y
so il part v e r y fir m ly W yczerp u jąca ek stra k cja 0,1 NaOH
E x h a u stiv e ex tra ctio n 0.1 N aO H
F u lw o k w a sy С w y lic z o n y F u lv ic acids С calcu lated
1 Z w ią zk i p róch n iczn e tr w a le zw ią za n e
z g lin ia stą częścią g leb y H u m u s com pounds p erm a n en tly bound
w ith c la y e y so il part
С n ie h y d ro lizu ją cy С w g le b ie ozn aczon y
С n o n h y d ro lizin g С in so il d eterm in ed
60 К . B oratyń sk i, K. W ilk
a następnie związków próchnicznych, związanych w silniejszym stopniu z mineralną częścią gleby 0 ,ln NaOH (schemat 1). Dalsze frakcjonowanie związków próchnicznych w glebach lekkich nie jest celowe, bo ekstrahuje się niew ielkie ilości próchnicy (5— 15% ogólnej zawartości C), przy czym nie otrzym ujem y tu prawidłowości w zróżnicowaniu zarówno w ogól nych ilościach wydzielonego C, jak i w zawartości С kw asów hum ino w ych i С fulw okw asów (patrz frakcja próchnicy wydzielona z gleby
С kw. hum.
0 ,ln NaOH — II oraz sto su n e k --- II, tab. 1). C fulw okw.
Natomiast w glebach cięższych prowadzenie dalszego frakcjonowania próchnicy jest celowe, gdyż uzyskuje się wyraźne zróżnicowanie w ilo ściach w ydzielonych związków próchnicznych w zależności od sposobu użytkowania gleby (patrz ekstrakcja 0 ,ln NaOH — II, tab. 2).
Jeśli idzie o wolne związki próchniczne, w ydzielone wg podanych schem atów neutralnym pirofosforanem sodu, to nie proponujemy roz dzielania tych połączeń na kw asy hum inowe i fulw ow e. Dane zaczerp nięte z literatury wskazują, że kw asy hum inowe gleb bielicow ych w ła ściwościam i swoimi są bardziej zbliżone do fulw okw asów niż do kw asów hum inowych gleb czarnoziemnych. Może to szczególnie odnosić się do kw asów hum inowych w ydzielonych z gleby roztworami łagodnymi. Zresztą i w yniki analiz uzyskane przez nas (patrz tab. 3) wskazują, że
T a b e l a 3 I l o ś c i kwasów huminowych i С fulwokwasów wydzielone z g l e b mineralnych, kompleksującymi
roztworami NaF, (NH4 ) 2F2, Na4P20y. Wyniki a n a li z podane w mg C/100 g gle by Amounts o f humic aci ds end С o f f u l v i c e c i d s e xt ra cte d from mineral s o i l s with complexing
s o l u t i o n s NaF, (NH4 )2F2 , Iia4P20y. A na ly si s r e s u l t s g i v e n in mg/C/100 g s o i l 0,5% NaF 0,5% (NH4 ) ;2f :2 0 , 1 n Na4P20y pH-7 0 , 1 m Na4P20y •- pH»7 ] Gleba 0 0 U) Tj■a 0 0 'XJ(OX)и • 0 0 "ХЗW(Л • о о 'ТЭ<п‘-Jст S o i l U g 0 • 00GJ i i . 1—3ł J3 . a <0оCD ■ i j t— ł . з i • о а оCD I J . 13 . Со0CD ^ V -i Т Э Ц 0 ^ f ê lVh jlC 3 C/3 ^ O - r H H и ^ - a H 6 = f 3 Г-Н zi f t Ч т з и -•4 О *544 3 ч X I м < н 0 , н -idЧн -С=5 и ÏC4-. 'а Jri 0 -«-i 1-1 О р -< S j O O CO О О О О OO0 OO Ю 00 я 0o o О О О CD О О OJ 0ОО О 0 0 аз О О СО о о о0 1 56 56 l . c ) 27 45 0,6 55 57 1,0 46 69 0 , 7 la 58 94 0 , 6 19 93 0,2 46 104 0,4 55 95 0 , 6 2 41 41 0,1 29 43 0, 7 44 45 1.С) 49 71 0 ,7 2a 42 60 0 ,9 22 95 0,2) 55 97 0 , 6 55 139 0,4 3 52 90 0 , 6 19 102 0,2) 65 73 0 , 9 60 80 0 , 7 3a 53 79 0 , 7 15 99 0,2) 44 83 0 , 5 51 102 0 , 5 4 55 67 0,6I 46 70 0 , 6 65 69 0 , 9 94 115 0,8 I 4a 204 325 0 ,6 168 306 0 ,5 296 416 0 , 7 348 503 0 , 7 5 52 70 0 , 7 31 81 0, 4 60 79 0,61 88 115 0 , 8 5a 171 285 0 , 6 146 254 0 , 6 247 315 0 , 8 231 356 0 , 6 6 141 111 1,3 80 133 0 , 6 139 119 1 . 2 »-•оо V0 173 1 . 1 6a 126 163 0, 8 89 1б0 0 , 5 194 203 0 , 9 248 278 0 , 9
B ad an ia nad próch n icą 61
we frakcji wolnych połączeń próchnicznych, wydzielanych z gleby roz
tworami NaF, (NH4)2F2, Na4P2Û7 w większości przypadków przeważają
fulw okw asy nad kwasami hum inowym i.
Przytoczone wyżej w yniki analiz, jak również dalsze badania składu
jakościowego próchnicy w glebach cięższych o różnym stanie kultury [8]
oraz w glebach różnie rolniczo użytkowanych (gleby orne, odłogi, pa stwiska, łąki) [4], potw ierdziły w pełni przydatność podanej m etody do tych celów.
Instrukcja robocza podanej m etody analizy frakcyjnej została po wielona przez PTG [5].
Z przeprowadzonych badań nasuwają się następujące wnioski:
1. U żyte do ekstracji próchnicy roztwory fluorku sodowego, fluorku amonowego i pirofosforanu sodowego dają w rezultacie wyraźne różnice w ilościach wydzielanych wolnych połączeń próchnicznych w zależności od stanu kultury gleby bądź sposobu użytkowania rolniczego.
2. Do w ydzielenia z gleby wolnych związków próchnicznych najbar dziej przydatnym w analizie frakcyjnej próchnicy okazał się neutralny
pirofosforan sodu o stężeniu 0,ln.
3. Ekstrakcja połączeń próchnicznych gleby pirofosforanem sodowym, a następnie ługiem sodowym okazała się najbardziej celowa przy ozna czaniu składu frakcyjnego próchnicy w glebach o różnym stanie kultury
i w glebach różnie rolniczo użytkowanych (wg schematów 1 i 2).
4. Przy charakterystyce próchnicy gleb lekkich można ograniczyć się tylko do w ydzielenia z gleby wolnych połączeń próchnicznych neutral nym pirofosforanem sodowym, a następnie związków próchnicznych związanych w silniejszym stopniu z mineralną częścią gleby roztworem 0,1 NaOH (schemat 1).
5. Przy glebach cięższych celowe jest wydzielanie wszystkich grup
połączeń próchnicznych wg schematu 2.
6. Wolne albo ruchome połączenia próchniczne, wydzielone^ z gleby
roztworami łagodnymi, należy rozpatrywać w całości, bez rozdzielania tych połączeń na kw asy hum inowe i fulw ow e.
LIT E R A T U R A
[1] B o r a t y ń s k i К .,: O m etod ach ozn aczan ia w ę g la o rgan iczn ego w g leb ie. R oczn. G lebozn. D od atek do t. 7, 1958, s. 3.
[2] B o r a t y ń s k i K., W i l k , K.: B ad an ia nad p róch n icą. I. W p ły w ek stra k cji alk o h o lo -b en zen o w ej oraz czasu pobrania próbki g leb o w ej na zaw artość n ie k tó rych fra k cji p róch n icy. II. P rzyd atn ość m eto d y T iu rin a do o k reślen ia sk ład u p ró ch n icy w jed n y m ty p ie gleb . R oczn. G lebozn. t. 11, 1962, s. 15.
-62 К. B oratyń sk i, K. W ilk
k ó w o rgan iczn ych z m in era ln y ch g leb k o m p lek su ją cy ch roztw oram i N aF , (NH 4)2F 2, N a 4P 20 7, N a 2C20 4. R oczn. G lebozn., t. X IV , z. 1, s. 3— 14.
[4] B o r a t y ń s k i K. , W i l k K.: B o ra ty ń sk i and W ilk ’s m eth o d of fr a c tio n a l a n a ly sis of h u m u s com pounds, and its u sa b ility for d eterm in in g th e co m p o sitio n o f h u m u s in m in era l so ils of va rio u s a g ricu ltu ra l u tiliza tio n . D od atek do t. X IV r 1964, s. 33— 38.
[5] B o r a t y ń s k i K. , W i l k K.: N o w a m etod a an alizy fra k cjo n o w a n ej z w ią z k ó w p róch n iczn ych w gleb a ch m in era ln y ch . In stru k cja robocza. PTG , K om isja C h em ii G leb, z. 1, 1963.
[6] W i l k K.: P o ró w n a n ie m eto d y T iu rin a z in n y m i m eto d a m i oznaczania w ę g la organ iczn ego w g leb ie. Z eszy ty N a u k o w e W SR W rocław , R. 13, 38, 1961, s. 137. [7] W i l k K.: P o ró w n a n ie p olsk iej i rad zieck iej m eto d y ozn aczen ia sk ład u p róch n icy w gleb a ch o różn ym sta n ie k u ltu ry. R oczn. G lebozn., D od atek do t. X III, 1963, s. 181.
[8] W i l k K.: P rzy d a tn o ść różn ych ro ztw o ró w (NaOH, N a4P 20 7, N a2C20 4) do w y d ziela n ia z w ią zk ó w p róch n iczn ych z g leb lek k ich , w bad an iach nad d y n a m ik ą p róch n icy. Z eszy ty N a u k o w e W SR W rocław , R. 14, 40, 1961, s. 119.
К . Б О Р А Т Ы Н Ь С К И , К . В И Л Ь К И ЗУ Ч ЕН И Е ГУМУСА Ч А С Т Ь IV . Ф Р А К Ц И О Н И Р О В А Н И Е Г У М У С О В Ы Х С О Е Д И Н Е Н И Й С П Р И М Е Н Е Н И Е М К О М П Л Е К С И Р У Ю Щ И Х Р А С Т В О Р О В И Р А З Б А В Л Е Н Ы Х Р А С Т В О Р О В Щ Е Л О Ч Е Й К а ф е д р а А г р о х и м и и В р о ц л а в с к о й С е л ь с к о х о з я й с т в е н н о й А к а д е м и и Р е з ю м е П р о д о л ж а я работу по и зуч ен и ю м етода, позволяю щ его хар ак тер и зов ать гу м ус в зависим ости от степени окультуренн ости почвы или способа сел ь ск о хозяй ствен н ого ее использован ия, проводили исследован и я с прим енением к о м - п л ек си р ую щ и х и р азбав лен н ы х растворов щ елочей для ф р акционн ого а н ал и за гумуса. И з ком п лек си рую щ и х м ягких растворов н аи бол ее пригодны м для ф р а к ц и о н ного ан ал и за гум уса ок азал ся нейтральны й п и р о ф о сф а т натрия в к он ц ен тр а ции ОД н. П одв и ж н ы е гум усовы е вещ ества и зв л ек аем ы е из почвы раствором п и р о ф о с ф а та натрия рассм атриваю тся авторами как цел ое без и х р аздел ен и я на гум и - новы е и ф ул ь в ов ы е кислоты . Н а основании эти х и п р ед ы д у щ и х и ссл едован и й разработаны дв е схем ы ф рак ц и он н ого анализа: одна для л егк и х почв, вторая для бол ее т я ж е л ы х почв. Согласно этим схем ам п одв и ж н ы е гум усовы е вещ ества экстрагирую т и з почвы нейтральны м п и р оф осф атом натрия а соеди н ен и я гум уса н аходя щ и еся в р а з личной степ ен и связи с глинистой частью почвы экстрагирую т раствором ОД н NaO H . И з бол ее т я ж е л ы х почв ц ел есообр азн о и зв лекать все группы гум усовы х со еди н ен и й по сх ем е 2.
B ad an ia nad p róchnicą 63 При хар ак тер и сти к е гум уса легк и х почв м ож н о ограничится экстракцией и з почвы п о д в и ж н ы х гум усовы х соеди н ен и й 0,1 н N a 4 P 2 0 7 (pH = 7) а затем со ед и нени й гум уса н а х о д я щ и х ся в бол ее тесной связи с м инеральной частью почвы — раствором ОД н N aO H (схем а 1). П ри веден н ы е аналитически е банны е указы в аю т на пригодность п р е д л о ж е н н ы х схем для оп р едел ен и я ф р ак ционн ого состава гум уса в п оч в ах различн ого исп ользован ия или в п оч в ах разли чн ой окультуренн ости (таб. 1— 2). К . B O R A T Y Ń S K I, К . W IL K IN V E ST IG A T IO N S ON H U M U S P A R T IV . F R A C T IO N A T I O N O F H U M U S C O M P O U N D S W IT H C O M P L E X IN G S O L U T IO N S A N D D IL U T E D A L K A L I S O L U T IO N S D e p a r t m e n t o f A g r o c h e m i s t r y , C o lle g e o f A g r i c u l t u r e , W r o c ła w S u m m a r y
In con tin u ation o f th e p reced in g stu d ies regard in g a m ethod a llo w in g to ch aracterize h u m u s in rela tio n to th e sta te of th e so il cu ltu re or th e m od e of its a g ricu ltu ra l u tiliza tio n , th e e ffe c t of c o m p lex in g so lu tio n s and of d ilu ted a lk ali so lu tio n s in fr a ctio n a l h u m u s a n a ly sis w a s observed.
A m on g th e m ild ly co m p lex in g so lu tio n s th e n eu tra l sodium p yrop h osp h ate in 0.1 n con cen tration w a s fou n d m ost su ita b le for th is purpose.
T he fr e e or m o b ile h u m u s com pounds ex tra cted from th e so il w ith sodium p yrop h osp h ate are d ea lt w ith by th e authors as a w h o le, no d istin ctio n b ein g m ade b etw een h u m ic and fu lv ic acids.
On b ase of th e p resen t and p reced in g in v e s tig a tio n s w e r e elab orated tw o fra ctio n a l a n a ly sis sch em es, on e for lig h t, th e oth er for h e a v ie r soils. In both sch em es th e fr e e or m o b ile h u m u s com pounds are ex tr a c te d from th e so il w ith n eu tra l sodium p y rop h osp h ate, w h ile th e h u m u s com pounds bound in d ifferen t d egrees w ith th e c la y e y so il p a rticles are ex tra cted by m ea n s of a 0.1 n N a l H solu tion .
For h e a v ie r so ils is recom m an d ed th e ex tra ctio n of a ll groups of h u m u s com pounds in com p lian ce w ith sch em e 2.
To ch aracterize th e h u m u s of lig h t so ils is su ffic ie n t to e x tra ct from th e soil th e fr e e h u m u s com pounds w ith 0.1 n N a 4P 20 7 (pH = 7), and su b seq u e n tly th e hu m u s com pounds m ore fir m ly w ith th e m in era l so il parts by m ea n s of a 0.1 n NaO H so lu tio n (sch em e 1).
T he a n a ly tic a l m a teria l p resen ted by th e authors in d ica tes th e su ita b ility of th e prop osed sch em es for d eterm in a tio n of the fra ctio n a l h u m u s com p osition in soils w ith d iffe r e n t a g ricu ltu ra l u tiliza tio n or so ils in d ifferen t sta tes of c u ltiv a tio n (tabs.
