B O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E , T . X V II, W A R S Z A W A 1967
JÓ Z E F T O K A J
ILOŚCIOWE BADANIA MIKROSKOPOWO-CHEMICZNE AGREGA
TÓW GLEBOWYCH JAKO ELEMENTÓW STRUKTURALNYCH.
CZĘŚĆ I. SKŁAD AGREGATOWY, WŁAŚCIWOŚCI MORFOLOGICZNE I SKŁAD MECHANICZNY
K a te d ra G leb o zn aw stw a W SR K ra k ó w
W S T Ę P
W ielkość agregatów glebowych ma duży w p ływ na fizyczne w łaści wości gleby i plon uprawianych roślin. W oliny stw ierdził pierwszy, że
najważniejsze są agregaty o średnicy od 0,25 do 10 mm. Szczególne zna
czenie mają agregaty wodoodporne. W iliams wyróżnia dwa rodzaje w o- doodporności — rzeczywistą i względną. Drugą ważną cechą agregatów glebow ych jest porowatość.
Pierw szym uczonym, który zajm ował się badaniem trwałości struktu ry gleby, był Schloesing senior. Giedrojć rozpatrywał zagadnienie struk tury od strony chemii koloidów. S i d e r i [31] badał strukturę agrega tów czarnoziemów w szlifach w św ietle odbitym, T i u l i n i K o r o w - k i n a zaś [35j badali tworzenie się trw ałych agregatów w zależności od system u korzeniowego roślin i związanych z nimi bakterii. Proces agre gacji przebiegał w strefie silnie zagęszczonego system u korzeniowego dzięki wodorotlenkom Fe i Al oraz substancji organicznej specjalnej natury (lignina, hem iceluloza, celuloza, organiczne kw asy barwy bru natnej). P o n o m a r i e w a [30] badała trwałość agregatów z gleb pod różnymi roślinami. Autorka podkreśla ogromną rolę częściowo rozłożo nej substancji organicznej w tworzeniu agregatów glebowych. К o z ł o w [19] podaje, że główną rolę w nadawaniu trwałej struktury glebowej odgrywają traw y z m otylkow ym i i dżdżownice.
w glebie darniowo-bielicowej pod mieszankam i i żytem największą
trwałością odznaczały się agregaty w poziomach 0— 10 cm i 10— 20 cm.
W spółczynnik dyspersji był w iększy w poziomie 10— 20 cm, niezależnie od uprawianej rośliny.
W e y c h e r t [44] twierdzi, że gleby strukturalne i niestrukturalne oddziałują w sposób diametralnie różny na urodzajność gleby i odżyw ia nie się roślin.
K w a r a c c h e l i a [24] na podstawie w yników badań stwierdził, że
trwałość agregatów zależy od typu gleby i od trw ałych połączeń R203
z kwasam i hum inowym i. W glebach bielicow ych w tworzeniu tych połą czeń odgrywa główną rolę wodorotlenek Fe, w glebach zasobnych w glin
ruchomy (słabo zbielicowane i czerwonoziemy) wodorotlenki Al,
a w czarnoziemach w równym stopniu próchnica, Al i Fe. Trwały gru- zełek tworzy się przez scem entowanie substancją organiczną, połączoną z jonowokoloidalną mineralną częścią gleby. T i u l i n [36] dzieli agre gaty na dw ie grupy. Do pierwszej zalicza te, które nie zawierają żelazo- -hum ianów i lekko peptyzują pod w pływ em kationów sodu. Są to agrega ty wapienno-humianowe; do drugiej — scem entowane przez hum iany Fe i Al, bogate w N i P. Są to agregaty żelazo-hum ianowe.
A n t i p o w - K a r a t a j e w, K e l l e r m a n i C h a n [2] w obrę bie agregatów o średnicy od 5 do 0,25 mm w yróżnili 3 typy: pulchno-
-hum inow o-gliniaste, żelazisto-gliniasto-hum inow e i huminowe. Sekera
zwraca szczególną uwagę na układ przestworów m iędzy agregatami. W ierszinin najlepsze plony otrzymał wtedy, gdy gleba zawierała agre
gaty o średnicy 1—2, 2— 3 i 3— 5 mm.
B i r e c k i i G a s t o ł [5, 6, 7] podają charakterystykę gruzełków
glebowych spod różnych roślin uprawnych. P o l s k i [28, 29], K a c z i n - s k i i S t r i c k l i n g [32] podkreślają szczególne znaczenie porowatości agregatów w fizycznych właściw ościach gleby. Nad powstawaniem agre gatów glebowych pracowali W i e r s z i n i n i współpracownicy [46], S c h a c h t s c h a b e l [33] i K a c z i n s k i [12, 13].
Badania nad trwałością agregatów i strukturą gleb prowadziła K u l l m a n n i K o i t s c h '[22], W i t t m u s s i M a z u r a k [47], L y l e s i W o o d r u f f [26], F r e s e , C z e r a d z k i i S c h l a d e r- b u s c h [10], K o e p f [15] i inni. K e l l e r m a n [14] badając gleby ZSRR w yróżnił 4 typy agregatów:
— pulchny hum ianow o-gliniasty mało trwały, — żelazisto-gliniasto-hum ianow y średnio trwały,
— żelazisty i fulw o-żelazisto-hum ianow y średnio trwały, — hum ianow o-fulw o-żelazisty bardzo trwały.
Badania m ikrostruktury gleb pod mikroskopem przeprowadzili
A g re g aty glebow e ja k o elem e n ty s tru k tu r a ln e 285
fl], Blum e i Schlichting, Mella Lagos, К o w a 1 i ń s к i [13]. Kowaliński opisuje m ikromorfologię gleby w poziomach genetycznych profilu, doty
czącą przestworów, tekstury, plazmy spływowej itp. К u b i e n a [2 0]
wskazuje na bardzo duże znaczenie mikrom orfologicznego badania gleb, które w yjaśnia m orfogenezę różnych struktur glebowych i stanowi istot ne zagadnienie w badaniach gleboznawczych.
F r e s e [11] podkreśla, że struktura (die Struktur) i budowa (das Gefüge) nie są pojęciami jednoznacznymi i pow inny być dokładnie zdefiniowane. Brewer i Sleem an proponują wprowadzenie specjalnego określenia „pedality”, na który składają się ,,fabric” — przestrzenny rozkład cząsteczek i przestworów, „structure” — ich wielkość i forma, „texture” — zawartość iłu itd. K a c z i n s k i [30] odróżnia pojęcie struktury morfologicznej (naturalnej) i agronomicznej, a Kubiena m i krostrukturę i makrostrukturę. Wierszinin dzieli m ikrostrukturę na
— m ikrostrukturę grubą, obejmującą agregaty od 0,25 do 0,001 mm,
— m ikrostrukturę drobną koloidalną, o wym iarach poniżej 0,001 mm.
Strukturą gleby zajmowało się w ielu badaczy; same agregaty b yły jednak mało badane, choć mają one istotne znaczenie dla żyzności każ
dej gleby. Z ważniejszych prac z tego zakresu na szczególną uw a
gę zasługują badania A n t i p o w - K a r a t a j e w a , K e l l e r m a n a i C h a n a [2], K e l l e r m a n a [14], L o w a [25], Wierszinina, Seke-
ry, K u b i e ń y, B e c k m a n n a, G e y g e r a [2 1], Kaczinskiego.
Jakkolwiek skład m ineralny szkieletu i jego jakość b yły podkreślane w opisie agregatów, to jednak badania dotyczyły tylko niektórych frak cji. Skład chemiczny również nie był badany w większej ilości frakcji agregatów glebowych, lecz tylko w ybranych i ograniczony do oznaczania zawartości w odorotlenków Al i Fe.
W polskiej literaturze gleboznawczej brak zupełnie badań nad agre gatami glebowym i, poza publikacjami B i r e c k i e g o i G a s t o ł a [5,
6, 7] oraz T o k a j a [38, 40, 42]. Na potrzebę badań struktury,
a w szczególności agregatów glebowych, wskazują w ybitni uczeni, jak Kubiena, Sekera, Musierowicz, Kaczinski, Wierszinin, Tokarski i inni. Idąc po linii tych zaleceń przeprowadzono specjalne studium m etodycz ne mikroskopowo-chem iczne, które objęło sześć frakcji agregatów glebo wych. Badania dotyczą składu m ineralnego (mineralogicznego szkieletu), chemicznego, zwięzłości, stopnia obtoczenia szkieletu, mikrobudowy itp. W badaniach tych stwierdzono zróżnicowanie agregatów glebowych na jasne i ciemne w glebach brunatnych, w ystępujących w trzech m iejsco
wościach w ojewództwa krakowskiego. Agregaty te stały się głów nym
przedmiotem badań, które przeprowadzono w poziomach akum u
OGÓLNA CHA RA K TERY STY K A OBIEKTÓW BADAN
Do badań pobrano agregaty z poziomów akum ulacyjnych gleb trzech m iejscow ości położonych na terenie w ojewództwa krakowskiego. Są to gleby strukturalne, a zbadane agregaty są złożone i obejmują frakcje
o średnicy 1—2, 2— 3, 3— 4, 4— 5, 5— 6 i powyżej 6 mm. Gleba z Mydlnik
jest użytkowana jako orna, z Jaworek jako łąkowo-pastwiskowa, a z do liny Małej Łąki w Tatrach jest glebą leśną.
M iejscowość M ydlniki leży w okolicy W ielkiego Krakowa na w yso kości 210,8— 272,0 m n.p.m.; znajduje się tu Rolniczy Zakład Doświad czalny WSR w Krakowie. Jaworki są położone na wysokości 600— 9Ö0 m n.p.m. koło Szczawnicy [16], a dolina Małej Łąki w Tatrach, powyżej 1200 m n.p.m. Rzeźba terenu M ydlnik jest falista; Jaworki mają charak ter podgórski, a w ystępujące zbocza mają różne nachylenie i w ystaw ę
[16]; dolina Małej Łąki w Tatrach ma urozmaiconą konfigurację [38]. W e dług klasyfikacji Polskiego Towarzystwa Gleboznawczego gleby te należą do typu gleb brunatnych w łaciw ych (Mydlniki) i brunatnych kwaśnych
(Jaworki i dolina Małej Łąki w Tatrach).
Gleba brunatna w łaściw a orna z M ydlnik jest glebą niecałkowitą, •
która w ytw orzyła się z gliny lodowcowej. Jej profil ma budowę
A x— (B)C— D, a skład m echaniczny odpowiada glinie średniej. Odczyn
ma obojętny, barwę brunatnoszarą i zawiera 1% części szkieletow ych.
Poziom akum ulacyjny sięga od 0 do 25 cm. Na głębokości ok. 50 cm
w ystępuje szarosiny ił mioceński.
Gleba brunatna kwaśna łąkowo-pastwiskowa z Jaworek w ytw orzyła się ze skał fliszu karpackiego1, a więc z piaskowców i łupków ilastych pochodzenia kredowego [16]. Jej profil wykazuje następującą budowę:
Ao—A i— (B)— C. N ależy do gatunku gliny średniej pylastej. Poziom aku
m ulacyjny wykazuje miąższość 0— 28 cm, zabarwienie szare, odczyn kwaśny. Ze względu na zawartość szkieletu należy do średnio szkie letow ych.
Gleba brunatna kwaśna leśna z Małej Łąki (Tatry) w ytw orzyła się ze skał górskiej m oreny dennej — łupków ilastych wapieni dolomi- tycznych, kwarcytów. Budowa profilu wykazuje następujące pozio
my: A 0— Ai(B)— C. Poziom akum ulacyjny ma miąższość od 0,3 do
13 cm, zabarwienie brunatne, a odczyn kwaśny. Gleba ta należy do średnio głębokich i słabo szkieletow ych oraz do gatunku gliny śred- n iej2 [38].
1 Fliszem n azy w am y zespół n a p rz em ia n le g ły ch w a rstw zlepieńców , p ia sk o w ców, arkoz, szarogłazów i łupków , w śró d k tó ry c h w y stę p u ją n iek ied y otoczaki obcych skał, zw ane egzotykam i.
A g re g aty glebow e ja k o elem e n ty s tru k tu ra ln e 287
Na ogół są to gleby słabo przepuszczalne o zbliżonych do siebie w ła ściwościach pod względem m orfologicznym i fizycznym . W edług klasy fikacji Tokarskiego, w oparciu o w yniki analizy term icznej, zbadane gleby należą do serii gleb piaszczysto-ilastych w ich „naturalnej syste m atyce” [39]. G leby te w ytw orzyły się ze skał różnego pochodzenia geologicznego. Działanie głównych czynników glebotwórczych jest tutaj również zróżnicowane i obejmuje klimat, czas, gospodarczą działalność człowieka itp.
Szczegółowe badania agregatów glebowych przeprowadzono w pozio m ie akum ulacyjnym gleby z Mydlnik, a w dwóch pozostałych wykonano tylko niektóre.
M ETODYKA BADAŃ LA BO RA TO RY JN YC H
M orfologię agregatów badano pod mikroskopem z górnym ośw ietle niem, a mikrostrukturę w cienkich szlifach w św ietle spolaryzowa nym [9]. Szlify m ikroskopowe przygotowano w następujący sposób: agregaty glebowe zostały nasycone rozcieńczonym balsamem kanadyj skim w tygielku porcelanowym. Tygielek staw iany był na płytce żelaz nej podgrzewanej ostrożnie palnikiem gazowym przez 3— 5 minut. Na stępnie w ylew ano część balsamu kanadyjskiego z agregatam i na cienką papierową tekturkę i pozostawiano do ochłodzenia i stwardnienia bal samu. Po stwardnieniu balsamu agregaty szlifowano najpierw na tarczy szlifierskiej, a następnie wygładzano bardzo drobnym proszkiem szlifier skim (karborundowym) w oleju wazelino w y m, po czym naklejano na szkiełko przedmiotowe. Po naklejeniu i stwardnieniu balsamu preparat powtórnie szlifowano na drobnej tarczy szlifierskiej, a następnie ręcznie na m atowej płycie szklanej do wymaganej grubości (ok. 30 mikronów). Następnie za pomocą balsamu kanadyjskiego naklejano na szlif szkiełko przykrywkowe. Po stwardnieniu balsamu szlif nadaje się do badań pod mikroskopem polaryzacyjnym.
Skład m echaniczny oznaczono metodą Eouyoucosa— Cassagrande w m odyfikacji Prószyńskiego [27] i pod mikroskopem [39]. Podziału agregatów na jasne i ciemne dokonano za pomocą specjalnie sporządzo nego kolorymetru, odpowiadającego ich naturalnej barwie [39]. Ciężar w łaściw y, objętościowy, porowatość, kapilarną pojemność wodną — m e
todą biuretową T o k a r s k i e g o [39]. Higroskopowość zwyczajną
i m aksymalną — metodą suszarkową; wodoodporność agregatów — m e todą frakcjonowaną B i e k a r i e w i c z a , K r i e c z u n a i S o t n i - k o w e j [4]; zwięzłość — przez w ytrzym ałość na zgniatanie w specjal nym aparacie opracowanym przez T o k a r s k i e g o i T o k a j a w
Ka-tedrze Gleboznawstwa WSR Kraków [37]; skład głów nych elem entów budowy agregatów — pod mikroskopem polaryzacyjnym metodą punkto wą Głagolewa [9]; stopień obtoczenia detrytusu mineralnego (szkiele tu agregatów) określono pod mikroskopem polaryzacyjnym przyjmując klasyfikację Ruchina; skład detrytusu mineralnego oznaczono pod m i
kroskopem polaryzacyjnym na podstawie w łaściw ości optycznych
m inerałów [9]; skład m ineralny — m etodą term oanalizy w ago-
wej T o k a r s k i e g o [39, 41, 43]; skład chemiczny w yciągów w 2 0-pro-
centow ym HC1 — wagow ym i metodami chemicznymi [17], a K20 i Na20 — pod mikroskopem jako kryształy soli NaCl i KC1, różniące się m iędzy sobą współczynnikam i załamania światła; zawartość substancji organicznej (próchnicy) w agregatach — metodą Altena z Lichterfelde;
przysw ajalny P205 i K20 — metodą Wondrauschowej; azot całkowity —
metodą Kjeldahla; pHc — w wodzie elektrom etrycznie za pomocą elek trody szklanej; sorpcję błękitu m etylenow ego oznaczono w g Tokarskiego.
W Y N IK I BADAŃ
S K Ł A D A G R E G A T O W Y Z B A D A N Y C H P R Ó B E K G L E B O W Y C H
W naturalnych warunkach każda gleba charakteryzuje się w łaściw ym sobie stopniem agregacji. Jakościowy i ilościow y stopień zgruźlenia tworzyw a gleby zależny jest przede wszystkim od jej składu m ineralne go, chemicznego i aktyw ności biologicznej. W edług Ś w i ę t o c h o w s k i e g o [34] w glebie tworzą się m ikroagregaty, czyli skupienia pierw szego stopnia (agregaty proste), o średnicy 0— 0,25 mm i makroagregaty {agregaty złożone) o średnicy 0,25— 10 mm. Makroagregaty różnią się od mikroagregatów nie tylko wielkością, ale także właściw ościam i fizycz nym i i chem icznym i i wodoodpornością. Od ilościow ych stosunków m ię dzy agregatam i różnych w ielkości i ich rozmieszczenia w poziomie akum ulacyjnym gleby zależy struktura (budowa) roli. N ależy dodać, że również ważna jest tu jakość agregatów glebowych. Bliższe poznanie właściw ości tych agregatów pozwala dokładniej ocenić w łaściw ości gleby
i jej zdolność do produkcji roślinnej.
Tabela 1 przedstawia zawartość poszczególnych frakcji agregatów w próbkach pow ietrznie suchych badanych gleb w g m etody sitowej. N ajw ięcej części szkieletow ych ( > 1 mm) zawiera gleba z Jaworek, a najmniej z Mydlnik. Agregatów m niejszych od 1 mm znajduje się najmniej w glebie z Mydlnik, a najwięcej w glebie z Małej Łąki. W g le bie z M ydlnik przeważają grubsze frakcje nad drobniejszymi, a w g le bie z Jaworek i Małej Łąki jest odwrotnie.
A g reg aty glebow e ja k o elem e n ty s tr u k tu ra ln e 289
W tabeli 2 przedstawiono ilości agregatów wyodrębnionych z bada
nych gleb w procencie w rozbiciu na frakcje i zabarwienia jasne i ciemne. Jak widać z otrzym anych w yników , w glebie z M ydlnik prze
ważają agregaty jasne, z w yjątkiem frakcji 0,5— 1 mm. Podobnie jest
w glebie z Małej Łąki, z w yjątkiem frakcji 0,5— 1, 1— 2 i powyżej
6 mm. W glebie z Jaworek agregaty ciem ne przeważają ilościowo nad
agregatam i jasnymi. Zróżnicowanie jakościowe i ilości agregatów gle bowych wskazuje na specyfikę ich powstawania w środowisku glebo wym . W ywierają tu w p ływ takie czynniki, jak roślinność, sposób użyt kowania, charakterystyczny klim at glebow y itp.
T a b e l a 1
Procentowy udział poszczególnych frakcji agregatów w próbkach gleb brunatnych zbadanych metodą sitową
Per cent of particular fractions in aggregates of brown-soil samples determined by sieving
Frakcja F r a c tio n mm M ydlniki Gleba orna P r o f i l nr 1 : G łębokość 0 -2 5 cm w % c ię ż a r u M ydlniki A rable s o i l P r o f i l e N r .l Depth 0 -2 5 cm w eigh t % Jaworki Gleba łąkowo- pestwiskowa
P r o f i l nr 49 G łębokość 0 -2 8 cm w % c ię ż a r u Jaworki M eadow-pasture s o i l P r o f i l e N r .49 Depth 0 -2 8 cm w eight % T e t ir - Mała Łąka Gleba le ś n a P r o f i l nr 107 G łębokość 0 ,3 -1 3 cm w % c ię ż a r u Tatra M ts. - Mała Łąka
F o r e st s o i l P r o f i l e Nr. Ю7 Depth 0 ,3 -1 3 cm w eignt % C z ę śc i s z k ie le to w e J ^ l S k e le t a l p a r ts ; > 1 1 ,0 1 2 ,0 2 ,6 < 1 8 ,2 3 4 ,1 3 9 ,4 1 - 2 1 1 ,0 1 0 ,3 2 1 ,4 2 - 3 1 0 ,1 4 ,6 7 ,6 3 - 4 9 ,2 3 ,4 9 ,6 4 - 5 1 0 ,0 3 ,0 7 ,5 5 - 6 1 0 ,5 7 ,6 4 ,4 .4 0 ,0 2 5 ,0 7 ,5 Razem - T o ta l 1 0 0 ,0 1 0 0 ,0 1 0 0 ,0
Zróżnicowanie agregatów glebowych na jasne i ciem ne dotychczas nie było notowane w literaturze. Zauważono je najpierw w glebie z M ydl nik [37], a następnie w glebach Jaworek i Małej Łąki, należących do typu gleb brunatnych. Różnice w barwie agregatów są widoczne tylko w glebie będącej w stanie pow ietrznie suchym. W warunkach polowych zjawisko to jest niewidoczne. W Jaworkach na 50 prób glebowych tylko 4 m iały agregaty jasne i ciemne. W jednej próbce różnice w zabarwie
niu zaznaczyły się słabo. W glebach z Małej Łąki na 20 próbek
ziono 6 zawierających agregaty jasne i ciemne. Dla próbek z Jaworek
stanowi to 8%, a dla próbek z Małej Łąki — 30%. W ynika z, tego, że
zjawisko to nie jest powszechne.
T a b e l a 2
Procentow a z a w a rto ść sglîegrfWV Jasnych i ciemnych g le b brunatnych w p r o c e n c ie ilościow ym
P er cen t c o n te n t o f dark- and l i g h t - c o l o r a g g r e g a te s in brown s o i l s % t o t . number Frakcja Fraction mm M ydln ik i Gleba orna P r o f i l nr 1 Głębokość 0 -2 5 cm Mydlniki Arable s o il P rofile N r.l Depth 0 -2 5 cm Jaworki Gleba łąkcw o-p astw iskow a
P r o f i l nr 49 G łębokość 0 -2 8 cm Jaworki l/e adow-pa s to r e s o i l P r o f i l e N r .49 Depth 0 -2 8 cm Tatry Mała Łąka G leba le ś n a P r o f i l nr 107 G łębokość 0 ,3 - 1 3 cm T atra M ts. H ala Łąka Forest s o il P rofile Nr. 107 Depth 0 ,3 - 1 3 cm A gregaty ja sn e - L ig h t c o lo r a g g r eg a tes 0 ,5 - 1 4 4 ,8 0 4 5 ,5 0 2 4 ,5 0 1 -2 6 0 ,3 0 1 0 ,0 0 4 9 ,3 1 2-3 5 3 ,9 0 3 8 ,0 0 6 0 ,3 0 3 -4 6 0 , 2 0 2 9 ,5 8 5 7 ,5 0 4 -5 6 2 ,6 0 3 9 ,4 8 5 4 ,6 7 5 -6 7 2 ,2 0 3 6 ,4 3 6 3 ,6 1 ^ > 6 5 3 ,4 0 4 4 ,0 0 3 7 ,0 0
A gregaty ciemne - D a rk -co lo r a g g r eg a tes
0 ,5 - 1 5 5 ,2 0 5 5 ,5 0 7 5 ,5 0 1 -2 3 9 ,7 0 9 0 ,0 0 5 0 ,6 9 2-3 4 6 ,1 0 6 2 ,0 0 3 9 ,7 0 3 -4 3 9 ,8 0 7 0 ,4 2 4 2 ,5 0 4 -5 3 7 ,4 0 6 0 ,5 2 4 5 ,3 3 5 -6 2 7 ,8 0 6 3 ,5 7 3 6 ,3 9 > 6 4 6 , 60 5 6 ,0 0 6 3 ,0 0 O P IS A G R E G A T Ó W I IC H SZ L IF Ó W P O D M IK R O S K O P E M
Agregaty glebowe można klasyfikować pod w zględem wielkości,
kształtu, pochodzenia, trwałości, budowy, porowatości itp. W glebo
znaw stw ie istnieje kilka system ów klasyfikacji agregatów glebowych. Jedne z nich ujmują tylko w ielkość i kształt gruzełków, inne natomiast
A g re g aty glebow e ja k o elem e n ty s tru k tu ra ln e 291
zasługują następujące klasyfikacje agregatów strukturalnych gleby: Za- charowa, system oksfordzki, system amerykański, W i e r s z i n i n a [45],
W i e r s z i n i n a i współpracowników [46], klasyfikacja niemiecka
przedstawiona przez K u l l m a n n a [23] oraz klasyfikacja francuska
podawana przez Duchaufoura. Ostatnie dwie wydają się zbyt ogólne
i schematyczne. Najbardziej racjonalna w ydaje się być klasyfikacja agregatów glebow ych Wierszinina, która rozpatruje najistotniejsze cechy agregatów glebowych jako podstawowych elem entów struktury gleby (roli) od strony gleboznawczej i wartości rolniczej.
Opis agregatów pod mikroskopem wykonano przy powiększeniu 55,5 X , a szlifów przy powiększeniu 320 X .
Agregat y jasne (Mydlniki)
Frakcja agregatów o średnicy 1— 2 mm należy do typu równowym ia-
rowego. Są to agregaty drobnobryłkowe, drobnoorzechowate i drobno ziarniste. Ściany i krawędzie agregatów są wyraźnie zarysowane. Znaj dują się na nich plam ki ciemnoszare i rzadziej rdzawe.
W szlifie ziarna szkieletow e w ystępują pojedynczo, w niektórych agregatach jest ich zupełnie brak. Są one głównie m ałych wym iarów, o kształtach ostrokrawędzistych, niekiedy zaokrąglonych. Lepiszcze jest
zwarte i kontaktowe3 o niejednolitej barwie szarobrązowej. Substancja
organiczna znajduje się w daleko posuniętym rozkładzie i w ystępuje rzadko w postaci drobnych zhum ifikowanych fragm entów. Przestw ory stanowią przeważnie kręte kanaliki, przebiegające przez gruzełek i cza sem rozgałęziające się na boki.
Frakcja 2— 3 mm nie ma agregatów drobnoziarnistych i jest podobna
do poprzedniej. A gregaty mają żółtaw y odcień. Na ściankach agregatów spotykane są niekiedy szczelinkowate nieregularne pęknięcia.
W szlifie (rys. 1, 2, 3) przeważają głównie drobne ziarna szkiele towe, a duże w ystępują pojedynczo i rzadko. W edług skali Ruchina ziar
na mają prawie kształt ostrokrawędzisty. Lepiszcze zwarte przeważa
nad kontaktowym , układając się m iejscam i krętym i pasemkami. Zabar w ienie lepiszcza jest bladoczerwone i bladordzawe. Substancja organicz na w ystępuje w e fragm entach różnej w ielkości i znajduje się w
częścio-3 Za lepiszcze zw a rte uw aż a się ta k ie, w k tó ry m nie w y stę p u ją zia rn a szk iele to w e pow yżej 50 m ik ro n ó w średnicy; za lepiszcze k o n ta k to w e — ta k ie , k tó re cien k ą w a rs te w k ą p rzy le g a do ziarn szkieletow ych; za lepiszcze p o ro w a te — ta k ie, w k tó ry m z n a jd u ją się pory. K u b ien a, A lte m ü lle r i B re w e r n a z y w a ją lepiszcze w iążące szk ielet m in e ra ln y w ag re g a ty p la zm ą glebow ą. P rz y opisie szlifów m ik ro
Rys. 1. M ydlniki. B udow a a g re g a tu jasn eg o w id zian a p rzy n ik o la c h rów noległych. F ra k c ja 2—3 m m średnicy. P ow ięk szen ie 200 X.
1 — z ia r n a s z k i e l e t u ( d e t r y t u s m in e r a ln y ) , 2 — s u b s ta n c ja le p is z c z a , 3 — s u b s ta n c ja o r g a n ic z n a , 4 — p o r o w a to ś ć (p r z e s t w o r y )
M ydlniki. S tru c tu r e of a d a rk -c o lo r ag g reg ate, p a ra lle l N icol p rism s. M agnif. 200 X . F ra c tio n 2—3 m m diam .
1 — s k e l e t a l g r a n u le s (m in e r a l d e t r it u s ) , 2 — b in d e r s u b s ta n c e , 3 — o r g a n ic m a t t e r , 4 — f r e e p o r e s p a c e
Rys. 2. M ydlniki. B udow a a g re g a tu jasn eg o w id zian a p rzy n ik o la ch skrzyżow anych. F ra k c ja 2—3 m m średnicy. P ow iększenie 200 X
M ydlniki. S tru c tu re of a lig h t-c o lo r aggregate, crossed Nicol p rism s. F ra c tio n 2—5' m m diam . M agnif. 200 X
A g re g aty glebow e jak o elem e n ty s tr u k tu ra ln e 293
w ym rozkładzie. Przestw ory są przeważnie duże o różnych kształtach. Szczegóły budowy agregatu ilustrują rysunki4. Na zdjęciach widoczne są główne składniki agregatu. Rysunek jest w ykonany niezależnie od fotografii i w m ałym powiększeniu aparatem Abbego. Na rysunku zazna czono prawdopodobne połączenia żelaziste, które na fotografiach czarno białych nie mogą być widoczne.
Rys. 3. M ydlniki. B udow a a g re g a tu jasn eg o w id zian a p rz y n ik o lach rów noległych. F ra k c ja 2—3 m m średnicy. M in erały d etry ty czn e. P o w ięk szen ie 45 X. R y su n ek
m ik ro sk o p o w y przy użyciu a p a r a tu A bbego
1 — m in e r a ły d e t r y t y c z n e , 2 — s u b s ta n c ja le p is z c z a , 3 — s u b s t a n c ja o r g a n ic z n a , 4 — p r z e s t w o r y , 5 — p o łą c z e n ia ż e l a z is t e
M ydlniki. S tru c tu re o f a lig h t-c o lo r ag g reg ate, p a ra lle l Nicols. F ra c tio n 2—3 m m diam . M agnif. 45 X. M ic ro d ra ft w ith A bbe a p p a ra tu s
1 — d e t r i t a l m in e r a ls , 2 — b in d e r s u b s t a n c e , 3 — o r g a n ic m a t te r , 4 — f r e e p o r e s p a c e , 5 — f e r r u g in o u s c o m p o u n d s
Frakcja 3— 4 mm średnicy obejmuje typ agregatów równowym iaro- w ych, o ściankach i krawędziach wyraźnie zarysowanych. Przeważają tu agregaty orzechowate, o zabarwieniu szarożółtym z m ałym i plamkami rdzawymi. Na ściankach agregatów czasem spotyka się szczelinkowate pęknięcia i fragm enty substancji organicznej, oblepione mineralną sub stancją ilastą.
W szlifie szkielet agregatów stanowią głównie okruchy mineralne drobne, a rzadko duże, które są mniej lub więcej obtoczone. Ziarna duże wykazują nieregularne spękania, w których znajduje się substancja ilasta. Przeważa lepiszcze zwarte, m iejscam i w ystępuje kontaktowe i
po-4 F o to g ra fie m ik ro sk o p o w e ze szlifów i ry su n k ó w w y k o n ał m gr inż. S. Z agorec w Z akładzie F o to g ra fik i P o lite c h n ik i K rak o w sk iej.
Rys. 4. M ydlniki. B udow a a g re g a tu jasnego w id zian a przy nik o lach rów noległych. F ra k c ja 5—6 m m średnicy. P ow iększenie 200 X
1 — z ia r n a s z k ie l e t u (d e t r y t u s m in e r a ln y ), 2 — s u b s ta n c ja le p is z c z a , 3 — s u b s ta n c ja o r g a n ic z n a , 4 — p o r o w a to ś ć (p r z e s t w o r y )
M ydlniki. S tru c tu re of a lig h t-c o lo r agg reg ate, p a ra lle l Nicols. F ra c tio n 5—6 m m diam . M agnif. 200 X
1 — s k e le t a l g r a n u le s (m in e r a l d e t r itu s ) , 2 — b in d e r s u b s ta n c e , 3 — o r g a n ic m a t te r , 4 — f r e e p o r e s p a c e
Rys. 5. M ydlniki. B udow a a g re g a tu jasnego w id zian a p rzy nik o lach skrzyżow anych. F ra k c ja 5—6 m m średnicy. P o w iększenie 200 X
M ydlniki. S tru c tu re of lig h t-c o lo r aggregate, crossed Nicols, F ra c tio n 5—6 m m diam . M agnif. 200 X
rowate. Barwa lepiszcza jest nierównom ierna żółtawordzawa. W lepisz czu spotyka się pojedynczo m ałe okrągłe ziarenka glaukonitu o barwie zielonej. Substancja organiczna jest rozrzucona nieregularnie w postaci resztek roślinnych różnej w ielkości i mniej lub w ięcej zhumifikowana.
A g re g aty glebow e ja k o elem e n ty s tru k tu r a ln e 295
Przestw ory w ystępują pojedynczo i mają kształty podłużne różnej wielkości.
Frakcja 4— 5 mm średnicy należy w g klasyfikacji Zacharowa
w głównej m ierze do typu równowymiarowego i warstwow ego. Ściany i krawędzie agregatów; są w yraźnie zarysowane. W ystępują tu agregaty drobne orzechowa te i płytkow e o zabarwieniu jasnoszarym z odcieniem żółtawym . Powierzchnie ścian są szorstkie, pokryte drobnym i grubszym ziarnem kwarcu. Na ściankach agregatów spotyka się czasem rurkowate kanaliki, sięgające do wnętrza gruzełka.
Rys. 6. M ydlniki. B udow a a g re g a tu jasnego w idzenia p rz y n ik o lach rów noległych. F ra k c ja 5—6 m m średnicy. P o w ięk szen ie 45 X. R y su n ek m ik ro sk o p o w y p rzy użyciu
a p a r a tu A bbego
I — m in e r a ły d e t r y t y c z n e , 2 — s u b s ta n c j a le p is z c z a , 3 — s u b s t a n c j a o r g a n ic z n a , 4 — p r z e s t w o r y , 5 — p o łą c z e n ia ż e l a z is t e
M ydlniki. S tru c tu r e of a lig h t-c o lo r ag g reg ate, p a ra lle l Nicols. M agnif. 45 X. F ra c tio n 5— 6 m m diam . M icro d raf w ith A bbe a p p a ra tu s
1 — d e t r it a l m in e r a ls , 2 — b in d e r s u b s ta n c e , 3 — o r g a n ic m a t te r , 4 — f r e e p o r e s p a c e , 5 — f e r r u g in o u s c o m p o u n d s
W szlifie mineralne ziarna szkieletow e są w większości duże, w yk a zują pęknięcia, a w czasie badań można obserwować m ozaikowate zni kanie światła (kwarzec, chalcedon). W niektórych częściach agregatu w ystępuje skupienie grubszych ziarn detrytusu m ineralnego, w innej znów drobniejszego. Lepiszcze jest przeważnie zwarte i kontaktowe, w m niejszej ilości porowate, o barwie niejednolitej i w niektórych czę ściach zgęstniałe, zawierające w iększe nacieki wodorotlenków żelaza. Substancja organiczna znajduje się w stanie częściowego rozkładu, w po staci w ydłużonych fragm entów o różnej wielkości. W iększe fragm enty
wykazują ślady zanikającej budowy komórkowej. Spotyka się również drobne elem enty o barwie ciem nogliniastej, prawdopodobnie połączenia organiczno-żelaziste. Przestwory w ystępują pojedynczo w szkielecie m i neralnym lub lepiszczu ilastym , a sporadycznie jako kanaliki.
Frakcja 5— 6 mm należy do tego samego typu co poprzednia. Agre
gaty mają ściany mniej lub w ięcej zaokrąglone, drobno-bryłkowate i płytkowate. Są one barwy szarej z odcieniem bladożółtawym, niekiedy z plamkami rdzawymi. Na ścianach spotyka się szczelinowate spękania.
W szlifie szkielet agregatów stanowią ziarna detrytusu m inerałów skałotwórczych różnych kształtów i wielkości, rozrzucone nieregularnie. W niektórych częściach ziarna grubsze tworzą pewne zagęszczenia i mają barwę szarą lub bladoczerwoną. W czasie badania w łaściw ości optycznych pod mikroskopem polaryzacyjnym obserwuje się faliste znikanie światła (zdeformowana sieć przestrzenna). Lepiszcze ma cha rakter kontaktowy, zw arty i porowaty, ma barwę niejednorodną, jasno - brązową i sporadycznie w postaci rdzawych i rdzawobrązowych żyłek.
W sumie lepiszcze jest podobne do galaretowatej masy. W ystępująca
substancja organiczna ma różny stopień rozkładu i postać czarnych okruchów układających się czasem w kręte linie. N iekiedy spotyka się fragm ent substancji organicznej inkrustowany substancją ilastą lub e le m enty rdzawobrązowe różnej w ielkości o kształtach okrągłych lub po dłużnych. Przestw ory mają niekiedy formę podłużonych soczewek, od których w ybiegają kręte kanaliki.
Frakcja powyżej 6 mm należy do typu równowym iarowego. Ściany
agregatów są wyraźnie zarysowane, rzadziej — niewyraźne. Składa się ona głównie z agregatów bryłkowatych i orzechowatych. Te z kolei tw o rzą różne bryły o ścianach w klęsło-w ypukłych. Na powierzchni ścian widoczne są rurkowate pory sięgające do wnętrza agregatu.
W szlifie szkielet agregatów stanowi głów nie detrytus kwarcu i ska
leni z widocznym i płaszczyznami łupliwości. W badaniach m inerały
szkieletow e wykazują faliste znikanie światła, spowodowane deformacją sieci przestrzennej. Są one rozmaitych kształtów i wym iarów, pojedyn
czo lub grupowo rozmieszczone w agregacie. Rodzaj lepiszcza zależny
jest od rozmieszczenia ziarn szkieletow ych w agregatach. Lepiszcze ma barwę szarobrązowordzawą; lokalnie układa się ono w m ikrowarstwy faliste wokół niektórych ziarn szkieletu. W pew nych partiach szlifu lepiszcze jest intensyw niej zabarwione i zawiera resztki substancji orga nicznej oraz drobne szczelinkowate przestwory i pojedyncze okrągłe ziarna glaukonitu. W skupieniach lepiszcze ściśle przylega do szkieletu minerałów detrytycznych tworząc wyraźnie widoczną otoczkę. Prze stw ory spotykane są w postaci różnych form soczewkowa tych, znajdu jących się pojedynczo.
A g re g aty glebow e jak o elem e n ty s tr u k tu ra ln e 297
A gregaty ciemne (Mydlniki)
Frakcja 1— 2 mm zawiera agregaty należące do typu równowym iaro-
wego. K rawędzie i ściany wykazują często wyraźne zarysy. Reprezen towane są tu form y drobnobryłkowate i drobnoorzechowate o barwie ciemnobrunatnej, niekiedy o odcieniu brunatnym.
W szlifie obserwuje się głównie ziarna szkieletow e drobne i pojedyn czo duże. Niektóre agregaty mają w yłącznie szkielet gruboziarnisty lub drobnoziarnisty. Lepiszcze ma przeważnie charakter kontaktowy o bar w ie rdzawobrązowej, czasem z odcieniem jaśniejszym . Substancja orga niczna w ystępuje tu częściej w w iększych okruchach w stanie częścio
wego rozkładu. Pod mikroskopem widać niekiedy m iejscow ą
koncentrację próchnicy i intensyw niejsze zabarwienie substancji lepisz cza. W niektórych agregatach lepiszcze zalega w iększym i płatami przy bardzo drobnym ziarnie szkieletowym , w którym występują cienkie ka naliki i różnej w ielkości przestwory.
Frakcja 2— 3 mm ma ten sam typ agregatów i w tym samym za
barwieniu co frakcja 1— 2 mm (rys. 7, 8, 9). W szlifie widać duże ziarna
szkieletow e, rozrzucone w całym przekroju gruzełka pojedynczo wśród m ałych ziarn. Substancja ilasta jest nagromadzona w licznych spękaniach ziarn szkieletow ych. Lepiszcze jest barwy brązowoceglastej i ściśle przylega do ziarn szkieletow ych. Jest ono przeważnie zwarte, kontakto we, czasem porowate. Tkwią w nim duże okruchy fragm entów substan cji organicznej, słabiej rozłożonej, o barwie czarnej oraz okrągłe ziaren ka glaukonitu o barwie jasnozielonej. Przestw ory w ystępują pojedynczo, najczęściej w lepiszczu.
Frakcja 3— 4 mm zawiera agregaty drobnobryłkowate, należące do typu równowymiarowego. K rawędzie i ściany agregatów są przeważnie wyraźnie zarysowane. Barwę mają jednolitą — ciemnoszarą i brunatną. Na ściankach agregatów spotyka się przylepione drobne korzonki roślin.
W szlifie agregaty wykazują szkielet m ineralny zarówno o ziarnach dużych, jak i m ałych. Ziarna szkieletu są najczęściej silnie zdeform owa ne i spękane, co jest widoczne przy nikolach równoległych. W tych spękaniach tkwi substancja organiczna silnie wciśnięta. Lepiszcze jest przeważnie zwarte i kontaktowe. Lepiszcze m ineralne — ilaste i żelazi- ste — ma barwę brązowożółtą; obserwuje się w nim małe okrągłe zia
renka o barwie zielonkawej, prawdopodobnie glaukonitu. M iejscami
lepiszcze i substancja organiczna mają podobne ceglaste czarnordzawe
zabarwienie. W lepiszczu kontaktowym obserwuje się większą ilość
resztek substancji organicznej. Przestwory różnej w ielkości i kształtów występują najczęściej pojedynczo.
drobno-bryłkowate i drobnoorzechowate. Ich krawędzie i ściany nie zawsze są wyraźnie zarysowane. Zabarwienie agregatów jest ciemnobrunatne i nie jednolite, na niektórych agregatach widać żółte plamki. Na ściankach niektórych egzem plarzy widać resztki przylepionej substancji organicz
nej o barwie brązowordzawej.
W szlifie m ineralne ziarna szkieletu są w większości duże, rozrzucone
R ys. 7. M ydlniki. B udow a a g re g a tu ciem nego w id zian a przy n ik o la ch rów noległych. F ra k c ja 2—3 m m średnicy. P o w iększenie 200 X
1 — z ia r n a s z k ie l e t u (d e t r y t u s m in e r a ln y ), 2 — s u b s ta n c ja le p is z c z a , 3 — s u b s ta n c ja o r g a n ic z n a , 4 — p o r o w a to ś ć (p r z e s t w o r y )
M ydlniki. S tru c tu re of a d ark -co lo r aggregate, p a ra lle l Nicols. F ra c tio n 2—3 m m diam . M agnif. 200 X
1 — s k e l e t a l g r a n u le s ( m in e r a l d e t r it u s ) , 2 — b in d e r s u b s ta n c e , 3 — o r g a n ic m a t te r , 4 — f r e e p o r e s p a c e
Rys. 8. M ydlniki. B udow a ag re g a tu ciem nego przy nikolach skrzyżow anych. F ra k c ja 2—3 m m średnicy. P o w iększenie 200 X
M y d ln ik i. S tru c tu re of a d a rk -c o lo r agg reg ate, crossed Nicols. F ra c tio n 2—3 mm diam . M agnif. 200 X
A g re g aty glebow e jak o elem e n ty s tr u k tu ra ln e 299
nieregularnie i mniej lub więcej obtoczone. Ilość lepiszcza zwartego i kontaktowego jest większa niż lepiszcza w porach. Zabarwienie lepisz cza jest niejednorodne, jasno- i ciemnobrązowe, a m iejscam i rdzawo- brązowe (prawdopodobnie połączenia lim onitowo-organiczne). Substancja organiczna w różnym stopniu rozkładu jest rozrzucona nieregularnie
w m niejszych lub w iększych skupieniach. Sporadycznie w lepiszczu
obserwuje się małe, drobne, okrągłe ziarenka glaukonitu. Przestwory mają okrągłe lub podłużne zarysy, w ystępują pojedynczo nie łącząc się ze sobą. 3 L e p i s z c z e p o r ó w ' B i n d e r s p o r e i 5 ■Lepiczczi kontaktowe Binders contact ~ 1
Rys. 9. M ydlniki. B udow a a g re g a tu ciem nego w id zian a p rz y n ik o lach rów noległych. F ra k c ja 2—3 m m średnicy. P ow ięk szen ie 45 X. R y su n ek m ikro sk o p o w y p rzy użyciu
a p a r a tu A bbego
1 — m in e r a ły d e t r y t y c z n e , 2 — s u b s t a n c ja le p is z c z a , 3 — s u b s ta n c ja o r g a n ic z n a , 4 — p r z e s t w o r y , 5 — p o łą c z e n ia ż e l a z is t e
M ydlniki. S tru c tu re of a d a rk -c o lo r agg reg ate, p a ra lle l Nicols. F ra c tio n 2—3 m m diam . M agnif. 45 X. M ic ro d ra ft w ith A bbe a p p a ra tu s
1 — d e t r it a l m in e r a ls , 2 — m 'in d er s u b s ta n c e s , 3 — o r g a n ic m a t te r , 4 — fr e e p o r e s p a c e , 5 — fe r r u g in o u s c o m p o u n d s
Frakcja 5— 6 mm ma agregaty należące do typu równowymiarowego,
które są drobnobryłkowate i drobnoorzechowate. Krawędzie są zaokrą glone, a ściany mają różne kształty o powierzchniach szorstkich. U n ie których agregatów na ściankach znajdują się otwory rurkowate i m iej scami drobne plamki jasnobrązowe, układające się w cieniutkie smużki (rys. 1 0, 1 1, 12).
W szlifie szkielet agregatów stanowią duże ziarna detrytusu m inera łów (kwarzec, skalenie), rozrzucone nieregularnie w niektórych agre gatach po całej przestrzeni, bardzo spękane, o mniej lub bardziej zaokrąglonych kształtach. W czasie badań niektóre ziarna kwarcu w
yka-żują mozaikowate znikanie światła, spowodowane silnym zdeform owa niem sieci krystalicznej. Ziarna skaleni mają otoczkę z substancji ilastej, wyróżniającej się barwą jasnobrązową; tkwią w niej resztki substancji organicznej. Lepiszcze ma charakter zwarty i kontaktowy, o barwie niejednolitej — jasno-brązowo-rdzawej. W ystępują w nim twory okrągłe
Rys. 10. M ydlniki. B udow a a g re g a tu ciem nego w idzianego przy nikolach ró w n o ległych. F ra k c ja 5—6 m m średnicy. P ow iększenie 200 X
1 — z ia r n a s z k ie l e t u (d e t r y t u s m in e r a ln y ), 2 — s u b s ta n c ja le p is z c z a , 3 — s u b s t a n c ja o r g a n ic z n a , 4 — p o r o w a t o ś ć (p r z e s t w o r y )
M ydlniki. S tru c tu re of a d a rk -c o lo r agg reg ate, p a ra lle l Nicols. F ra c tio n 5—6 m m diam . M agnif. 200 X
1 — s k e l e t a l g r a n u le s (m in e r a l d e t r itu s ) , 2 — b in d e r s u b s ta n c e , 3 — o r g a n ic m a t te r , 4 — f r e e p o r e s p a c e
Rys. 11. M ydlniki. B udow a a g re g a tu ciem nego w id zian a przy nikolach sk rzy ż o w a nych. F ra k c ja 5—6 m m średnicy. P ow iększenie 200 X
M ydlniki. S tru c tu re of a d a rk -c o lo r aggregate, crossed Nicols. F ra c tio n 5—6 m m diam . M agnif. 200 X
A g reg a ty g le b o w e jako e le m e n ty stru k tu ra ln e 301 i owalne, barwy rdzawoceglastej, prawdopodobnie połączenia organicz-
no-żelaziste. Substancja organiczna znajduje się w różnym stopniu
rozkładu i jest nieregularnie rozrzucona. Przestw ory mają głównie
kształty zbliżone do soczewek różnej w ielkości lub postać krętych ka nalików.
Frakcja powyżej 6 mm ma agregaty typu równowymiarowego, brył-
kowate oraz średnio- i drobnoorzechowate. Ściany i krawędzie agregatów są wyraźnie zarysowane, a ich powierzchnia jest pokryta drobnoziarni stym piaskiem kwarcowym. Agregaty są prawie jednolicie ciem nobru natne, niekiedy z plamami brązowordzawymi. Na powierzchni ścianek niektórych agregatów znajdują się głębokie szczeliny i rurkowate pory.
Rys. 12. M ydlniki. B udow a a g r e g a tu ciem nego w id zian a p rz y n ik o la ch ró w n o leg łych. F ra k c ja 5—6 m m średnicy. P ow ięk szen ie 45 X. R y su n ek m ik ro sk o p o w y p rzy
użyciu a p a r a tu A bbego
1 — m in e r a ły d e t r y t y c z n e , 2 — s u b s ta n c ja le p is z c z a , 3 — s u b s ta n c ja o r g a n ic z n a , 4 — p r z e s t w o r y , 5 — p o łą c z e n ia ż e l a z is t e
M ydlniki. S tru c tu re of a d a rk -c o lo r agg reg ate, p a ra lle l Nicols. F ra c tio n 5—6 m m diam . M agnif. 45 X. M icro d raf w ith A bbe a p p a ra tu s
1 — d e t r it a l m in e r a ls , 2 — b in d e r s u b s t a n c e s , 3 — o r g a n ic m a t te r , 4 — f r e e p o r e s p a c e , 5 — f e r r u g in o u s c o m p o u n d s
W szlifie widać, że ziarna szkieletow e agregatów stanowi głównie kwarzec, bardzo rzadko skalenie i łyszczyki (muskowit). Ogólnie ziarna duże przeważają nad m niejszym i. Niektóre z nich mają zdeformowaną sieć krystaliczną, w skutek czego w czasie badań wykazują mozaikowate znikanie światła. Ziarna szkieletu wykazują mniej lub więcej obtoczone kształty; przylega do nich substancja ilasta, niekiedy izotropowa sub stancja organiczna, wyróżniająca się od otoczenia. Ziarna takie m ogły być m echanicznie w ciśnięte w rozkładającą się substancję organiczną lub być nią oblepione. Lepiszcze ma charakter zwarty, kontaktowy
i porowaty. Ma ono zabarwienie niejednorodne, brązowe i rdzawobrązo- we. O bserwuje się w nim tw ory okrągłe lub podłużne barwy rdzawo- brązowej, prawdopodobnie połączenia organiczno-żelaziste.
S K Ł A D M E C H A N IC Z N Y
Skład m echaniczny gleby przedstawia tab. 3. W glebie z M ydlnik
przeważają frakcje piaszczyste nad pylastym i i częściami spławialnym i. Gleba z Jaworek ma bardziej w yrów nany skład m echaniczny i tylko nieznacznie przeważają w niej frakcje drobniejsze nad grubszymi. W y raźna przewaga frakcji drobniejszych nad grubszymi zaznacza się w gle bie z Małej Łąki (skład m echaniczny oznaczono po spaleniu substancji organicznej).
Skład m echaniczny agregatów glebowych przedstawia tab. 4. Jak widać, zawartość poszczególnych frakcji jest podobna w agregatach jas
nych i ciemnych. N iew ielkie różnice zaznaczają się tylko w e frakcji
piasku i częściach spławialnych. Agregaty jasne zawierają w ięcej piasku i części spławialnych w porównaniu do ciemnych, z w yjątkiem frakcji 3— 4 mm agregatów ciemnych. Zawartość iłu pyłowego drobnego jest nieco m niejsza w agregatach jasnych niż ciemnych, z w yjątkiem frak
cji 2— 3 mm. A gregaty jasne zawierają nieco więcej iłu koloidalnego w e
frakcji 3 do 4 i powyżej 6 mm w porównaniu do ciemnych. Pew ne różni
ce w składzie mechanicznym w poszczególnych frakcjach badanej gleby w zależności od wielkości średnicy agregatów wykazują prace A n t i - p o w - K a r a t a j e w a i współpracowników [2], K e l l e r m a n a [14], B i r e c k i e g o i G a s t o ł a [6].
Skład m echaniczny agregatów jasnych i ciem nych badano również mikroskopem w edług m etody T o k a r s k i e g o [39].
W yniki pomiarów mikroskopowych (600 ziarn) przedstawiono w po
staci krzyw ych procentow ych sum acyjnych dla agregatów jasnych
i ciem nych gleby z Mydlnik. Z krzyw ych wynikają charakterystyczne różnice w uziarnieniu i wym iarach agregatów jasnych i ciemnych.
Z przebiegu krzyw ych (rys. 13) wynika, że we frakcji 1— 2 mm nie ma różnic w uziarnieniu agregatów jasnych i ciemnych.
We frakcji 2— 3 mm (rys. 14) różnice w uziarnieniu m iędzy jasnymi a ciem nym i zaznaczają się dopiero od średnicy ziarn powyżej 25 m ikro
nów. Od tej w ielkości ziarna są w yraźnie grubsze w agregatach
ciemnych.
We frakcji 3— 4 mm (rys. 15) są wyraźne różnice w uziarnieniu agre gatów jasnych i ciem nych. W agregatach jasnych nie znaleziono ziarn o średnicy powyżej 73 mikronów.
A g re g aty glebow e ja k o elem e n ty s tr u k tu ra ln e 303
We frakcji 4— 5 mm (rys. 16) średnica ziarn agregatów ciem nych jest w yraźnie większa niż u jasnych.
We frakcji 5— 6 mm (rys. 17) różnice w uziarnieniu agregatów jas
nych i ciem nych są niew ielkie. Ziarna grubsze znajdują się w agrega tach ciemnych, ale ilość ziarn o średnicy powyżej 73 m ikronów jest m niejsza w agregatach ciem nych niż jasnych.
We frakcji powyżej 6 mm (rys. 18) w ystępują duże różnice w uziar
nieniu agregatów jasnych i ciemnych. Ilość ziarn grubszych, tj. pow y żej 70 mikronów jest m niejsza w agregatach ciem nych niż jasnych.
T a b e l a 3 Skład mechaniczny poziomów akumulacyjno-próchnicznych badanych gleb brunatnych Mechanical composition of the accumulation humus horizons of investigated s o ils
Ś r e d n ic e c z ą s te k p a r t i c i e diam . mm M ydlniki Gleba orna P r o f i l nr 1 G łębokość 0 -2 5 cm M yd ln ik i A rable s o i l P r o f i l e N r .l Depth 0 -2 5 cm % Jaworki Gleba łąkow o-pastw iskow a
P r o f i l nr 49 G łębokość 0 -2 8 cm Jaworki M eadow-pasture s o i l P r o f i l e K r.49 Depth 0 -2 8 cm % Tatry - Mała łą k a Gleba le ś n a P r o f i l nr 107 * G łębokość 0 ,3 -1 3 cm T atra M ts. - Mała Łąka
f o r e s t s o i l P r o f i l e n r . 107 Depth 0 ,3 -1 3 cm % 1 , 0 - 0 , 5 10 7 0 0 ,5 - 0 ,2 5 21 13 1 0 ,2 5 - 0 ,1 0 17 17 12 0 ,1 0 - 0 ,0 5 2 12 4 0 ,0 5 - 0 , 0 2 13 16 13 0 ,0 2 -O.OOÉ 9 14 23 0 , 006- 0 ,0 0 2 9 17 18 < 0 ,0 0 2 19 4 29 1 , 0 - 0 ,1 0 48 37 13 0 ,1 0 - 0 ,0 2 15 28 17 < 0 ,0 2 - 37 35 70
* Oznaczono po spaleniu substancji organicznej 6% H50o Determined after ign ition of organic matter 6%
Uogólniając w yniki otrzymane na podstawie krzyw ych sum acyjnych można zauważyć pewne różnice w uziarnieniu i szkielecie agregatów z wyjątkiem frakcji 1— 2 mm. N ależy zaznaczyć, że ziarna grubsze znaj
dują się w agregatach ciem nych zbadanych frakcji. Z przytoczonych
w ykresów można by wnosić, że szkielet w agregacji m aterii glebowej odgrywa specyficzną rolę w tworzeniu się jakościowo różnych frakcji agregatów glebowych.
D Y SK U SJA W YNIKÓW I W N IO SK I
Przedstawione w yniki badań laboratoryjnych wskazują na wyraźne różnice w cechach m orfologicznych i składzie m echanicznym m iędzy agregatam i jasnymi i ciem nym i poziomów akum ulacyjnych zbadanych próbek gleb brunatnych. Gleby te w ytw orzyły się ze skał różnego po chodzenia geologicznego przy oddziaływaniu różnego klim atu i odm
ien-T a b e l a 4 Skład mechaniczny agregatów glebow ych poziomu akum ulacyino-próch nicznego
g le b y brunatnej z M ydlnik *
M echan ical com positon o f the s o i l a g g r eg a tes from th e accu m ulation humus h o r iz o n s o f brown s o i l s a t M yd lniki *
Frakcja F r a c tio n
mm
Skład m echniczny agregatów - M echan ical co m p o sitio n o f s o i l a g g r eg a tes mm 1 - 0 ,1 0 , 1 -0 ,0 5 i l T \C \J O O o o 0 ,0 2 -0 ,-0 -0 6 oo oo ooro c r . 1 < 0 ,0 0 2 H O o o < 0 ,0 2 % A gregaty ja sn e - L ig h t c o lo r a g g r eg a tes 1 - 2 n .o .* * n .o . n .o . n .o . n .o . n .o . n .o . n .o . 2 - 3 36 3 15 14 10 22 18 46 3 - 4 37 5 12 14 9 24 17 47 4 - . 5 37 3 13 14 8 25 16 47 5 - 6 38 4 13 10 8 23 17 45 > 6 37 2 16 12 8 25 18 45
A gregaty ciemne - D a rk -co lo r a g g r eg a tes
1 - 2 n .o . n .o . n .o . n .o . n .o . n .o . n .o . n .o . 2 - 3 33 4 15 17 8 23 19 48 3 - 4 38 4 14 14 11 19 18 44 4 - 5 36 3 13 12 10 26 16 48 . 5 - 6 35 6 12 10 11 26 18 47 > 6 36 3 14 14 9 24 17 47
* è re d n ie z dwóch oznaczeń - Uean from two measurements ** n .o . - n ie oznaczono - n ot determ ined
nego sposobu użytkowania. Zawartość poszczególnych frakcji m echanicz nych w obrębie jednego gatunku gleby nie jest w tym względzie jednakowa. W poziomach akum ulacyjnych zbadanych próbek gleb bru natnych w poszczególnych frakcjach znajduje się różna zawartość agregatów ciem nych i jasnych. Ta różnorodność agregacji materii glebo wej kształtuje specyficzny klimat glebowy, który łącznie ze sposobem użytkowania gleby warunkuje w glebie specyficzne procesy m ikrobiolo giczne. Na tej drodze z rozkładu substancji organicznej gleby powstają kw asy próchnicowe, które w powierzchniowym poziomie gleby dopro wadziły do niejednolitego zabarwienia agregatów glebowych. Produkty rozkładu podczas krążenia w ody w glebie mogą być przemieszczane
A g re g aty glebow e jak o elem e n ty s tru k tu r a ln e 305
w kierunku poziomym i pionowym w różnej koncentracji. W ydaje się, że te procesy mikrobiologiczne i geochemiczne, przebiegające w różny spo sób, doprowadziły do zróżnicowania zabarwienia agregatów na jasne i ciemne.
Organiczne resztki roślinne, które dostają się do gleby, tworzą z nią układ mozaikowy i ulegają rozmaitym przemianom biologicznym. Pod czas rozkładu tworzą się kw asy humusowe, które przesycają wokół siebie mineralną substancję gleby i w połączeniu z wodorotlenkiem żelaza na
dają jej ciemne zabarwienie. Przy szczegółowej obserwacji pod
Rys. 13. M ydlniki. U zia rn ien ie a g re g a tó w ja sn y ch i ciem nych. F ra k c ja
1—2 m m (krzyw e sum acyjne) M ydlniki. G ra n u lo m e tric com position of lig h t-c o lo r and d a rk -c o lo r ag g re g a tes. F ra c tio n 1—2 m m diam . (sum
m a tio n curves)
Rys. 14. M ydlniki. U zia rn ien ie a g re g a tó w ja sn y ch - i ciem nych. F ra k c ja
2—3 m m (krzyw e sum acyjne) M ydlniki. G ra n u lo m e tric com position of lig h t-c o lo r and d a rk -c o lo r a g g re gates. F ra c tio n 2—3 m m (sum m ation
curves)
mikroskopem można stwierdzić plamistość na ściankach agregatów; w i doczne są również pozostałości substancji organicznej i drobniutkie plamki żelaziste. Na tej podstawie można przypuszczać, że w glebie w pewnej fazie rozwoju procesów mikrobiologicznych w zależności od m ikroklimatu glebowego następuje zróżnicowanie agregatów w czasie ich tworzenia lub naw et po ich wytworzeniu.
Zjawisko zróżnicowania zabarwienia agregatów na jasne i ciem ne nie w ystępuje w tym samym nasileniu w poziomach akum ulacyjnych zbada nych gleb brunatnych, ponieważ przebieg om awianych procesów nie był w nich jednakowy. A gregaty o zabarwieniu ciem nym gleby z Jaworek ilościowo przeważają nad jasnymi, w glebie z M ydlnik jasne nad ciem nym i, a w leśnej glebie z Małej Łąki stosunki te wykazują dużą zm ien ność w poszczególnych frakcjach agregatów.
i
260
z
IL
Rys. 15. M ydlniki. U z ia rn ien ie a g re g a - Rys. 16. M ydlniki. U zia rn ien ie a g re g a tó w ja sn y c h i ciem nych. F ra k c ja tó w ja sn y c h i ciem nych. F ra k c ja
3—4 m m (krzyw e sum acyjne) 4—5 m m (krzyw e sum acyjne) M ydlniki. G ra n u lo m e tric com position M ydlniki. G ra n u lo m e tric com position of lig h t-c o lo r an d d a rk -c o lo r ag g re - of lig h tc o lo r an d d a rk c o lo r ag g re g a -gates. F ra c tio n 3—4 m m (sum m ation tes. F ra c tio n 4—5 m m diam . (sum
-curves) matioru curves)
Skład m echaniczny agregatów jasnych i ciem nych w ykazuje nieznacz ne różnice przy m etodzie areometrycznej, ale uwidaczniają się one bardzo wyraźnie przy pomiarach ziarn (cząstek elem entarnych) przy zastosowa niu m etody mikroskopowej (uziarnienie przedstawione w postaci krzy w ych na wykresach).
Dotychczasowe definicje struktury gleby nie odzwierciedlają natural nych warunków istniejących w agregacji tworzywa gleby. Należy
A g re g aty glebow e ja k o elem e n ty s tr u k tu r a ln e 307
odróżniać wyraźnie w gleboznawstwie agregatowość (gruzełkowatość) i strukturę gleby (budowę).
Rys. 17. M ydlniki. U zia rn ien ie -agre g a tó w ja sn y c h i ciem nych. F ra k c ja
5— 6 m m (krzyw e sum acyjne) M ydlniki. G ra n u lo m e tric com posi tio n of lig h t-c o lo r and d a rk -c o lo r ag g reg ates. F ra c tio n 5—6 m m (sum
m a tio n curves)
Rys. 18. M ydlniki. U zia rn ien ie a g re gató w ja sn y c h i ciem nych. F ra k c ja
< 6 m m (krzyw e sum acyjne) M ydlniki. G ra n u lo m e tric com posi tio n of lig h t-c o lo r a n d d a rk -c o lo r aggregates. F ra c tio n < 6 m m (sum
m a tio n curves)
LITER A TU R A
[1] A l t e m ü l l e r H.: M ikroskopische U n te rsu c h u n g e n ein ig er L ö ss-B o d en ty p en m it H ilfe von D ünn sch liffen . Z eitsch r. d. P fla n ze n ern ., D üng, u. B odenkun., B. 72, H. 2, 1956, s. 152—167.
[2] A n t i p o w - K a r a t a j e w I. N., K e l l e r m a n W. W. , C h a n D. W.: O poczw iennom ag rie g atie i m ie to d a ch jego issled o w an ija. M oskw a—L en in g ra d , Izd. A N SSSR, 1948, s. 5—60.
[3] B a l t i a n K. J., В a c h t i n P. U., D i m о W. N., C h w y l i a S. K.: О p rocz- n o sti s tr u k tu r y pachotnogo sło ja diern o w o -p o d zo listy ch poczw i o te o rii k u l- tu ra ln o j w spaszki. Poczw ow iedien., 11, 1951, n r 11, s. 672—682.
[4] B i e k a r i e w i c z N. E., K r i e c z u n N. B., S o t n i k o w a W. J.: F ra k c jo n - n y j m ietod agrieg atn o g o a n a liz a poczw. Poczw ow iedien., n r 5, 1953, s. 46—54.
[5] B i r e c k i M., G a s t o ł J.: C h a ra k te ry sty k a n ie k tó ry c h elem en tó w sk ła d o w ych g ruzełków glebow ych spod różnych ro ślin u p raw n y ch . Cz. I. Z m iany s tr u k tu r y gleby w zależności od roślinności i w a ru n k ó w glebow ych. Roczn. N au k Roln., 84-A-2, 1961, s. 195—213.
[6] B i r e c k i M., G a s t o ł J.: C h a ra k te ry sty k a n ie k tó ry c h elem en tó w składow ych gruzełków glebow ych spod różnych ro ślin u p raw n y ch . Cz. II. S k ład m ech a n icz ny oraz n ie k tó re w łasności chem iczne a g re g ató w glebow ych w zależności od roślinności i w a ru n k ó w glebow ych. Roczn. N au k Roln., 84-A-3, 1961, s. 367—408. [7] B i r e c k i M., G a s t o ł J.: C h a ra k te ry s ty k a n ie k tó ry c h elem entów sk ła d o w ych a g re g ató w glebow ych w y tw o rzo n y ch pod w p ły w em ro ślin u p raw n y ch . Cz. III. S kład f ra k c y jn y su b sta n c ji organicznych w glebie i a g re g a ta c h g le bow ych w zależności od roślinności i w ielkości gruzełków . Roczn. N au k Roln., 84-A-4, 1961, s. 701—732.
[8] B r e w e r R., S 1 e e m a n J. R.: Soil s tru c tu re an d fabric. T h e ir d efin itio n a n d d escription. J. Soil Sei., v. 11, 1960, s. 172—185.
[9] С z e t w i e r i к o w S. D.: M etody b ad a ń optycznych m in e rałó w i skał. T łum . z rosyjskiego. W ydaw n. Geolog., 1955. s. 69— 122.
[10] F r e s e H., C z e r a t z k i W., S c h i a d e r b u s c h H.: K rü m e lz e rstö ru n g u n te r dem E in flu ss v ersc h ie d e n e r B ereg n u n g w eisen . Z eitsch. f. P flarizenern., D üng., u. B odenkun., B. 73, 1956, s. 210—225.
[11] F r e s e H.: Z u r B ild u n g von M a k ro g e fü g e -T y p e n im A ckerboden d u rc h a tm o sp h ä risch e E inflüsse. P ro b le m e d e r K rü m e lsta b ilitä tsm e ssu n g u n d d er K rü m elb ild u n g . D eutsche A kad. L a n d w irtsc h a ftsw iss. zu B erlin, 1958, s. 117—127. [12] K a c z i n s k i N. A.: Suszcznost stru k tu ro o b ra z o w a n ija w poczw ach i opyt
isk u stw ien n o g o o stru k tu ro w a n ija poczw s pom oszczju polim ierow . Roczn. G lebozn., t. 12, 1962, s. 61—79.
[13] К а с z i n s к i N. A.: Die N a tu r der m echanischen S ta b ilitä t un d W a sse rsta b ili- tä tsm e ssu n g und der K rü m elb ilg u n g . P ro b lem e d er K rü m e lsta b ilitä tsm e ssu n g und d er K rü m elb ild u n g . D eutsche A kad. L a n d w irtsc h a ftsw iss. zu B erlin, 1958, s. 138—149.
[14] K e l l e r m a n W. W.: F izikochem iczeskije sw o jstw a w odoustojcziw ych a g rie - gatow w razliczn y ch tip a c h poczw SSSR. W oprosy fizy k o -ch im ii poczw i m ie - to d y issledow anija. Izd. AN SSSR, 1959, s. 4—100.
[15] K o e p f H.: Z u r S tru k tu rb ild u n g v ersc h ie d e n e r B öden d u rch S ch ru m p fu n g . Z eitschr. f. P fla n ze n ern ., D üng., B odenkun. B. 89, H. 2/3, 1960, s. 159—169. [16] K o m o r n i c k i T.: G leby ce rk la w zorcow ego w Ja w o rk ac h . Roczn. N auk
Roln., t. 72-F-3, 1959, s. 933—1011.
[17] K o m o r n i c k i T.: S tu d ia nad fra k c ją ila stą k ilk u gleb po d k rak o w sk ich . Roczn. Glebozn., t. 7, 1959, z. 1, s. 3—52.
[18] K o w a l i ń s k i S.: Z różnicow anie w łaściw ości czarnych ziem pod w pływ em u ży tk o w an ia. Z eszyty N aukow e W SR W rocław , 1961, n r 29, s. 101—117. [19] К o z ł o w W. Р.: К w oprosu o b raz o w a n ija s tru k tu r y poczw y w u sło w ijach
lesnoj re stitie ln o sti. Poczw ow iedien., n r 8, 1950, s. 494—496.
[20] K u b i e n a W. L.: W esen, Ziele und A n w en d u n g sg eb iete d er m ik ro m o rp h o lo gischen B odenforschung und B odenkunde. Z eitsch. f. P fla n ze n ern ., Düng, u. B odenkun., B. 97, H. 3, 1962, s. 1—13.
[21] K u b i e n a W. L., B e c k m a n n W., G e y g e r E.: Z u r M ethodik d er fo to - g ra m e trisc h e n S tru k tu r-a n a ly s e des Bodens. Z eitschr. f. P fla n ze n ern ., D üng., u. B odenkun., B. 92, H. 2, 1961, s. 116—125.
