R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T . X X V III, N R 1, W A R S Z A W A 1977
A LO JZY K O W ALK O W SK I, PR Z EM Y SŁA W SZCZĘSNY , JA N B O R ZY SZK O W SK I
W PŁYW IM IS JI A ZO TO W EJ N A SO R PC Y JN E W ŁAŚCIW OŚCI GLEB LEŚNYCH W OK OLICY PU ŁAW
Z akład G leb o zn a w stw a i N a w o żen ia
In sty tu tu B ad aw czego L eśn ictw a w W a rsza w ie-S ą k o cin ie
N arastająca od 1965 r. w okolicy P u ła w im isja zw iązków azo tu do- środow iska gleb rd zaw y ch bielicow anych, pow stały ch z eolicznie p rz e kształconych piasków w odnolodow cow ych, spow odow ała istotn e zm iany w dynam ice procesów glebow ych [4, 5, 6]. B adania Z akładu G leboznaw stw a i N aw ożenia IBL [5], jak rów nież w yniki b adań B e a t o n a i w spół au toró w [1] w skazują na in ten sy w n e przem ieszczanie jonów P, K, Ca i Mg w głąb p ro filu glebow ego pod w pływ em im itow anego azotu m in e ralnego.
D opływ ający do gleby azot am onow y w y w o łuje rów nież fizyczne i fi zykochem iczne zm iany w próchnicy glebow ej. W e e t m a n i H i l l [9] stw ierd zają przejście n o rm aln ie w łóknistego poziom u butw inow ego w czarny, m azisty, pogorszenie w nim właściwości fizycznych oraz w zrost
przepuszczalności w odnej. W edług tych au torów oraz F i e d l e r a
i R e i s s i g a [3] koloidy próchniczne w poziom ie bu tw in o w y m podle gają p ep tyzacji pod w pły w em jonów am onow ych i w stanie ro ztw o ru są przem ieszczane w głąb profilu. Jednocześnie w zrasta rozpuszczalność b u t- w iny. Rów nież O g n e r [7] stw ierd ził zm iany fizykochem iczne w p ró ch n icy poziom u butw inow ego pod w pływ em soli am onow ych i pow odow a n y nim i w zrost pH.
W edług C o l e i G e s s e l a [2] oprócz w ym ienionych jonów w raz ze zdyspergow anym i su b stan cjam i organicznym i m ig ru ją w głąb profilu rów nież jony Fe, Mn, Cu i Zn. Jednocześnie wiadomo, że w w aru n k ach stałego n a d m iaru w glebie azotu m ineralnego procesy m ikrobiologiczne reduk ow ane są do m in im u m [5].
Biorąc pod uw agę m ożliw ość w pływ u długotrw ałego działania m in e ral ny ch zw iązków azotu z atm o sfery na po w staw anie daleko idących zm ian
za-96 A. K o w a lk o w sk i, P. S zczęsn y, J. B o rzyszk ow sk i
w ych bielicow anych pod sosnow ym i boram i, przeprow adzono w okolicy P u ław b adania nad stan em w ysycenia ty ch gleb azotem am onow ym oraz n ad jego w pływ em n a n iek tó re w łaściw ości chem iczne, m ogące być
w skaźnikam i zachodzących przem ian.
O B IEK TY I M ETODY B A D A Ń
B adania przeprow adzono w glebach rdzaw ych bielicow anych o budo wie p rofilu Ol— O fh — A E —IB v /B v — B vC — C, w ytw orzonych z silnie przekształconych eolicznie piasków wodnolodowcow ych. W poszczegól n ych m in eraln y ch poziom ach genetycznych zn ajd u je się średnio części spław ianych: 5,6% w A E , 4,5% w IB v , 1,6% w BvC , 1,1% w C. P u n k ty , w któ ry ch prow adzono badania, zostały rozm ieszczone w ciągu p rzek ro jow ym s tre f zagrożenia lasu w edług następu jącego układu:
w III stre fie zagrożenia lasu (częściowo w p u sty n i przem ysłow ej) 0,2 km E i 1,4 km E (PI i P4),
w II stre fie zagrożenia lasu z silnie uszkodzonym i d rzew ostanam i — 2,6 km E i 2,0 km SE (P9 i P i l ) ,
w 1 strefie zagrożenia lasu — 15,0 k m SE — (Żl).
Do b ad ań pobrano w ro k u 1972 próbki z poziomów O fh, A E , IB v , B v,
B vC г С do łącznej głębokości 200 cm. W p róbkach ty ch oznaczono С
organiczny m etodą T iurina, N ogółem m etodą K jeldahla, azot am onow y w w yciągach 2n KC1 i w odnym , kwasowość h y drolity czną H h w edług zm odyfikow anej m etody K appena, sum ę zasad (2 met) na podstaw ie .składu kationów w ym iennych odm ytych l n CH3COONH4.
Na podstaw ie oznaczonych cech obliczono zaw artość w ym iennego am onu N H 4= (NH4 ekstr. KC1 — N H 4 ekstr. H 20 ), pojem ność sorpcyjną T-“ H h + 2 met (obliczona bez uw zględnienia am onu) oraz wyliczono w zglę dem niej stopień w ysycenia m etalam i V, pojem ność so rp cyjn ą w ym ien ną
Т е х - (Hh + 2 met + N H 4 w ym ienny) oraz obliczono w zględem niej stopień
w ysycenia m etalam i V met i am onem w y m iennym VNH4, pojem ność so rpcyjn ą m ak sy m alną T max = (Hh + 2 met + N H 4 ekstr. KC1) oraz obli czono w zględem niej stopień w ysycenia m etalam i V mett max i stopień w y sycenia am onem w w yciągu 2n KC1 — V n h 4 .
W Y N IK I B A D A Ń
Z porów nania w badanych glebach ilościowych stosunków N ogółem i N H 4 ekstrahow anego KC1 (tab. 1) w nioskujem y, że w I strefie zagroże nia, w ubogich w su b stan cje organiczne poziom ach B vC i С gleb Ż l i P i l , do około 55% azotu ogółem stanow i przew ażnie N H 4 ek strah o w an y KC1. Pow odem w zrostu tej fo rm y azotu w poziomie С profilu Ż l są podsiąka- jące w ody gru n to w e zaw ierające związki am onowe. N atom iast w zrost zaw artości N H 4 ekstr. KC1 w poziom ach B vC i С profilów P9, P4 i P I
R o c z n ik i g le b o z n a w c z e n r T a b e l a 1 Poziom g e n e t y c z n y G e n e t ic h o r iz o n
Z a w a rto ść a z o t u o g ó łem i a z o t u amonowego w w y cią g u 2n KC1 w m g /1 0 0 g g le b y The t o t a l n i t r o g e n and ammonium n it r o g e n c o n t e n t i n th e 2 N KC1 e x t r a c t i n m g /1 0 0 g o f s o i l
I I I s t r e f a z a g r o ż e n ia - I l l r d t h r e a t zon e I I s t r e f a z a g r o ż e n ia U n d t h r e a t zone I s t r e f a z a g r o ż e n ia 1 s t t h r e a t zo n e P -4 P -9 Z -l OfH AE IBv/Bv BvC С 1570 121 19 7 7 I I A 2 2 6 ,4 5 2 6 ,2 5 8 , 4 0 6 ,6 5 6 ,3 0 IIsI 0 , 1 4 0 ,2 2 0 , 4 4 0 , 9 5 0 , 9 0 1 0 9 0 34 18 8 7 I I 5 5 ,6 5 1 2 ,3 2 7 ,7 0 7,10 5 ,2 5 I I : I 0 , 0 5 0 ,3 6 0 ,4 3 0 , 8 9 0 , 7 5 1 0 7 0 42 18 6 6 I I 3 8 ,8 5 10,00 7,00 5,60 5 ,4 3 11:1 0 , 0 4 0 , 2 4 0 ,3 9 0 , 9 3 0 , 9 1 1 290 114 43 11 7 I I 2 4 ,8 5 6 ,3 0 5 ,4 3 4,20 3 ,8 5 IIsI 0,02 0, 06 0 , 1 3 0 ,3 8 0 ,5 5 ogó łem T o t a l N 1090 129 44 11 8 I I 1 6 ,4 5 5 .2 5 5 .2 5 5 ,9 5 5 ,7 2 I l t l 0 ,0 2 0 , 0 4 0 , 1 2 0 , 5 4 0 , 7 2 N-NH4 e k s tr a h o w a n y 2n KC1 - N-HH^ e x t r a c t e d w it h 2 N KC1 •vO -3 W p ły w im is ji N na g le b y r dz aw e b ie li c o w a n e
A. K o w a lk o w sk i, P. S zczęsn y, J. B orzy szk o w sk i
(od 75% do ponad 90% w sto su nk u do azo tu ogółem) pow oduje im isja związków azotu, tym większa, im bliżej b adane p u n k ty z n a jd u ją się od źródła skażenia atm osfery.
Isto tn y w pływ im isji azotu am onow ego zaznacza się szczególnie w bo gatych w próchnicę poziom ach A E i Ofh. W poziomie A E w m iarę zbli żania się do źródła skażenia zaw artość N H 4 ekstrahow anego KC1 w z ra sta od 4,06 do 21,69% ogólnej zaw artości azotu, a w poziom ie O fh od 1,50 do 14,42%. W poziom ach O fh i A E głów na m asa azotu je st więc sk ład nikiem su bstancji organicznych, a w poziom ach B v, B vC i С d om inuje azot m ineralny.
W praw dzie w m iarę zm niejszania się ilości su b stan cji organicznych w profilu glebow ym w zrasta zawairtość zakum ulow anego azotu m in e ral nego, jedn ak jego bezw zględna ilość jest w p rost proporcjonaln a do za w artości su bstancji organicznych, co zaznacza się rów nież w w a ru n k a ch d łu g o trw ałej im isji niezależnie od jej natężenia.
W tych w aru n k ach całkow ita ilość adsorbow anego N H 4 w ym iennego, a także ilość N H 4 ek strahująceg o się wodą, są zależne głów nie od w iel kości im isji i p ro filo w e g o . rozm ieszczenia koloidów organicznych p rzy istotnym w pływ ie m ig ru jących okresowo wód opadow ych (tab. 2).
C h arak tery sty czn a dla profilow ego rozm ieszczenia su b stan cji organicz n ych jest odw rotna proporcjonalność m iędzy zaw artością w ym iennego N H 4 a N H 4 ekstrahującego się w odą w pionow ych u kładach pro filu b a danych gleb. Uw agę zw raca jed n ak stosunkow o w y raźna ten d en cja do w zrostu ilości w ym iennego N H 4 w m iarę n arastająceg o natężenia im isji, uzależnionej głów nie od położenia badanych gleb w sto su n k u do źródła zanieczyszczania atm osfery. T endencja ta s ta je się m niej w yraźna w profilu P I w zasięgu n ajw iększej im isji, gdzie ilość w ym iennego N H 4 w m ineraln y ch poziom ach AE , IB v, B vC i С jest m niejsza w poró w nan iu z ty m i sam ym i poziom am i w profilu P4.
W tym aspekcie stosunki C:N w poziom ach O fh i A E (rys. 1) posze rzające się w m iarę oddalania od źródeł em isji są bezpośrednim i w skaź n ikam i jej natężenia. N atom iast zw ężające się stosunki C:N w poziom ach
IB v oraz B vC są w skaźnikam i nie ty le w iększej aktyw ności biologicznej,
ile podwyższonego zasolenia i w ysycenia jonam i i zw iązkam i am ono w ym i in filtru ją c y m i okresow o z w odam i opadow ym i w głąb profilu. One to pow odują istotne ilościowe i jakościow e zm iany w stru k tu rz e i chem icznych w łasnościach próchnicy glebow ej, p rze jaw ia ją ce się m ię dzy in ny m i m niejszym stosunkiem C/N w poziom ach próchnicznych, szczególnie w glebie P I.
Je d n y m z istotn ych w skaźników specyficznych przem ian su b stan cji organicznych jest pojem ność so rp cy jna T (tab. 3). M ianow icie w ielkość T zwiększa się w poziom ie A E z n a ra sta ją c y m natężeniem im isji azotu am onow ego z atm o sfery od T = 5,89 w pu n kcie Ż do 10,02 i 11,22 m.e./100 g gleby w p u n k ta c h P4 i P I. J e st to cecha ch ara k te ry sty c z n a ,
T a b e l a 2
Z a w a rto ść a z o t u amonowego w w y c ią g u 2n KC1, w ym iennego i w w y c ią g u wodnyr» w p o s z c z e g ó ln y c h p o zio m a ch g le b o w y c h w m . e . / 1 0 0 g g le b y Ammonium n i t r o g e n i n t h e 2 N KCl e x t r a c t , e x c h a n g e a b le and i n w a te r e x t r a c t , I n p a r t i c u l a r s o i l p r o f i l e s « i n me/1 0 0 g o f s o i l Poziom 11 1 s t r e f a z a g r o ż e n ia I l l r d t h r e a t zo n e I I s t r e f a z a g r o ż e n ia - U n d t h r e a t zon e I s t r e f a z a g r o ż e n ia 1 s t t h r e a t zo n e g e n e t y c z n y P - l P -4 P -9 P - l l Ż -1 G e n e t ic h o r iz o n I х 1 “ я | I I I e r I I I I I I * 1 “ 1 1 1 1 . I 1 11 1 I I I I I I 1 П 1 Ofh 1 6 ,1 8 1 0 .8 3 66,9% J Ll35_ 33,1% 3 ,9 8 1 .0 0 25,1% 2 .9 8 . 74,9% 2 ,7 8 1 .7 6 63,3% 1 .0 2 36,7% 1 ,7 8 0 . 7 5 42,1% 1 .0 3 57,9% 1 ,1 8 0 . 4 8 40,7% 0 . 7 0 59,3% AE 1 ,8 8 0 .7 3 38,8% - 3 * 1 5 61,2% 0 ,8 8 0 .5 6 63,6% 0 . 3 2 36,4% 0 , 7 1 0 .3 6 50,7% 0 . 3 5 49,3% 0 , 4 5 0 . 1 3 28,9% 0 . 3 2 71,1% 0 , 3 8 0 . 0 3 7,9% 0 * 3 5 92,1% IB v /B v 0 ,6 0 0 .1 5 25,0% 0 ,4 5 75,0% 0 , 5 5 » 0 . 2 0 36,4% 0 . 3 5 63,6% 0 , 5 0 26,0% 0 . 3 7 74,0% 0 , 3 9 0 . 1 1 26,2% 0» 2 8 71,8% 0 , 3 8 0 . 0 3 7,9% 0 . 3 5 92,156 BvC 0 ,4 8 0 .1 5 31,2% 0 . 3 3 68,8% 0 , 5 1 0 .1 6 31,4% 0 . 3 5 68,6% 0 , 4 0 0 . 1 3 32,5% 0 . 2 7 67,5% 0 , 3 0 0 . 0 5 16,7% 0 .2 5 83,3% 0 , 4 3 0 . 0 5 11,6% 0 . 3 8 88,4% С 0 ,4 5 0 .1 0 22,2% 0 .3 5 77,8% 0 ,3 8 0 .1 3 34,2% 0 . 2 5 65,8% 0 , 3 9 0 . 0 9 23,1% 0 , 3 0 76,9% 0 ,2 3 0 . 0 3 10,7% 0 .2 5 89,3% 0 , 4 1 0 . 0 7 17,1% 0 . 3 4 82,9% * N-NH^ e k str a h o w a n y 2n KCl - N-HH^ e x t r a c t e d w it h 2 N KC1 x:: N-NH^ wym ienny - N-HH^ e x c h a n g e a b le ek stra h o w a n y H20 - N-HH^ e x t r a c t e d w it h HgO W p ły w im is ji N na g le b y rd za w e b ie li c o w a n e
100 A. K o w a lk o w sk i, P. S zczęsn y, J. B o rzysżk ow sk i
R ys. 1. S to su n ek w ę g la do azotu w p rofilach gleb o w y ch C a rb on -n itrogen ra tio in soil p ro files
k tó re j nie m ożna wiązać z ak tyw nością biologiczną gleby, gdyż m aleje ona w uszeregow aniu Ż l, P i l , P9, P4, P I. W glebie P I w w a ru n k a ch po- low ych zbliżonych do biologicznej pusty n i, ze sk ra jn ie niek o rzy stn y m bilansem w odnym , bez dodatkow ej ingeren cji człow ieka m ikro organ i zm y z n a jd u ją się przew ażnie w fo rm ach p rzetrw aln ik o w y ch [5].
P orów nując współzależność m iędzy w artością T oraz sum ą kationów w ym iennych i kwasowością hydrolity czną (tab. 3) stw ierdzam y, że kom pleks so rp cy jny poziom u O fh jest w ysycony głównie jonam i w odoro wymi.
W skutek stosunkow o niew ielkiej zasobności badanych gleb w koloidy m in eralne głów nym czynnikiem decydującym o ich w łaściw ościach sorp cyjnych jest ilość i jakość próchnicy. Ze w zględu na pierw o tn ą jedn o rodność po k ry w y glebow ej w łaściw ości te pow inny być podobne w~e w szystkich b ad an y ch glebach.
P rzedstaw ione na rys. 2 i 3 w spółzależności m iędzy ilością С o rg a nicznego oraz pojem nością sorpcy jn ą T i Т шах w skazują jedn ak n a znaczne i c h a ra k te ry sty c z n e zróżnicow anie ty ch cech w badanych gle bach, a jednocześnie p o tw ierd zają podaną uprzednio in te rp re ta c ję sto su n k u C/N. In te resu jąc y jest w ty m św ietle fakt, że w artości T i Т тах
W p ływ im isji N na g leb y rd zaw e b ielico w a n e 101 T a b e l a 3 W a ż n ie jsz e w s k a ź n ik i w ł a ś c i w o ś c i f iz y k o c h e m ic z n y c h badan ych g le b More im p o r ta n t i n d i c e s o f p h y s i c o - c h e m ic a l p r o p e r t i e s o f th e s o i l s i n v e s t i g a t e d Poziom g e n e t y c z n y G e n e t ic h o r iz o n P u n k ty badaw cze - O b s e r v a t io n s t a n d s P I P4 P9 PI"1 Ż1 Kwasowość h y d r o l i t y c z n a Hh w n.<0./1O O g H y d r o l y t ic a c i d i t y Hh i n me/1 0 0 g o f s o i l Ofh - - 1 5 6 ,0 0 1 3 8 ,0 0 1 2 0 ,0 0 АБ 1 0 ,5 4 9 , 5 3 6 ,0 8 7 ,3 5 5 , 6 3 IB v /B v 4 ,6 5 5 ,2 2 4 ,0 4 4 ,2 8 3 ,9 8 BvC 1 ,0 5 0 , 9 0 0 , 8 3 1 ,2 0 1 ,7 3 С 0 , 8 4 0 , 7 8 0 ,6 6 0 , 7 7 0 ,6 8
Suma I c a tio n ó * m e t a l i c z r y c h 21 me^ w m .e ./lO O g g le b y 3um o f m etali c a t i o n s y i n m e /1 0 0 g o f s o i l Ofh _ .. - - -AE 0 , 6 8 0 , 4 9 0 , 3 2 0 ,4 6 0 , 2 6 I B v /B v 0 , 2 6 0 , 3 4 0 ,2 3 0 , 2 8 0 , 2 2 BvC 0 , 2 7 0 , 3 0 I! o , v . 0 , 2 2 0 , 1 6 С 0 , 2 8 0 , 3 4 1 0 ,.) . 0 , 2 7 0 , 3 8 P o je m n o ść s o r p c y j n a T w m .e ./lO O g g le b y S o r p t io n c a p a c i t y T i n me/1 0 0 g o f s o i l Ofh - - ii “ -AE. 1 1 ,2 2 1 0 ,0 2 6 ,4 0 7 ,8 1 5 ,8 9 I B v /B v 4 ,9 1 5 ,5 6 4 ,3 2 4 ,5 6 4 ,2 0 BvC 1 .3 2 1 ,2 0 1 , 1 3 1 ,4 2 1 ,8 9 С 1 , 1 2 1 ,1 2 1 ,0 0 1 ,0 4 1 ,0 6 S t o p i e ń w y s y c e n ia k A tio n a ra i m e t a lic z n y m i V w % S a t u r a t io n d e g r e e w it h m e t a l c a t i o n s V i n % Ofh - - - _ _ AE 6 ,0 6 4 ,9 9 5 ,0 0 5 ,8 9 4 ,4 1 IB v /B v 5 ,3 0 6 , 1 2 6 ,4 8 6 , 1 4 5 ,2 4 BvC 2 0 ,4 5 2 5 ,0 0 2 6 ,5 5 1 5 ,4 9 8 , 4 7 С 2 5 ,0 0 3 0 ,3 5 3 4 ,0 0 2 5 ,9 6 3 5 ,8 5
rów nolegle i niezależnie w skazują n a tru d n e do w ytłum aczenia w n o r m alnych w aru n k ach zw iększenie pojem ności so rpcyjnej w poziom ach A E.
IB v /B v w glebach P I, P4 i P9 w stosunku do ty ch sam ych poziom ów w
glebach P i l i Ż l.
Zgodnie z relacjam i p odaw anym i w lite ra tu rz e i w ynik am i bad ań śro dow iska okolic P u ław jedyn ą przyczyną tego zjaw iska może być stała im isja znacznych ilości azotu am onow ego, a co za ty m idzie, p rzy sp ie szony fizykochem iczny i fizyczny rozkład su b stan cji organicznych, przy niew ielkim krótkookresow ym udziale m ikroorganizm ów w glebie P I oraz w iększym długookresow ym w glebach P4 i P9. Pojem ność so
rpcyj-102 A. K o w a lk o w sk i, P. S zczęsn y, J. B o rzy szk o w sk i
7
т е /Ю С g G l.E B Y -S 'k.
R ys. 2. Z ależn ość m ięd zy -ogólną zaw artością w ęg la o p o jem n o ścią sorp cyjn ą T R ela tio n sh ip b etw een th e to ta l carbon c o n ten t and th e sorption ca p a city (T)
Tex
m e /100g GLE3Y-SOIL
R ys. 3. Z ależn ość m ięd zy za w a rto ścią w ę g la a p ojem n ością sorp cyjn ą w y m ien n ą T ex R elation sh ip b etw een th e carbon co n ten t and th e ex c h a n g e a b le sorp tion ca p a
-c ity (T ex)
na gleby P I nie m ogła być ta k w ysoka jak P4, gdyż w okresie w ege
tacy jn y m nie m a tam roślinności, a w a ru n k i w odne i term iczn e nie sp rz y ja ją aktyw ności biochem icznej m ikroorganizm ów . B adania p rze p ro wadzone w ro k u 1973 w ykazały bowiem , że sub stan cja organiczna w po ziom ach Ol, O fh i A E gleby P I jest biologicznie n iea k ty w n a [5]. Je d n a k w edług S o u l i d e s a i A 11 i s -o n a [8] sum a w ym iennego i wolnego
W p ływ im isji N na g leb y rd zaw e b ielico w a n e 103 T a b e l a 4 W s k a ź n ik i f iz y k o c h e m ic z n y c h w ł a ś c i w o ś c i b adan ych g le b pod wpływem i m i s j i a z o t o w e j I n d i c e s o f p h y s i c o - c h e m ic a l p r o p e r t i e s o f s o i l s u nd er th e n i t r o g e n Im m is sio n e f f e c t P oziom g e n e t y c z n y G e n e t ic h o r iz o n P u n k ty b adaw cze - O b s e r v a t io n s t a n d s P I P4 P9 P l l Ż1
P o jem n o ść s o r p c y j n a m aksym alna T w m . e . / 1 0 0 g g le b y M axim al s o r p t i o n c a p a c i t y Tmax i n m e/1 0 0 g o f s o i l
AE 13 ,10 1 0 ,9 0 7 , 1 1 8 , 2 6 6 , 2 7
IB v /B v 5 , 5 1 6 , 1 1 4 ,8 2 4 ,9 5 4 , 5 8
BvC 1 , 8 0 1 , 7 1 1 , 5 3 1 , 7 2 2 , 3 2
С 1 , 5 7 1 , 5 0 1 ,3 9 1 ,3 2 1 , 4 7
S t o p i e ń w y s y c e n ia k a t io n a m i m e t a lic z n y m i Vfflet max w % w s t o s u n k u do Tmax S a t u r a t i o n d e g r e e w it h d e g r e e w it h m e t a l c a t i o n s Vm et ma3C i n % i n r e l a t i o n t o T max_ AE 5 ,1 9 4 ,5 0 4 ,5 0 5 ,5 7 4 ,1 5 XBv/Bv 4 , 7 2 5 ,5 6 5 , 8 1 5 ,6 6 4 , 8 0 BvC 1 5 ,0 0 1 7 , 5 4 1 9 ,6 1 1 2 ,7 9 6 , 9 0 С 1 7 ,8 3 2 2 , 6 7 2 4 ,4 6 2 0 ,4 5 2 5 ,8 5 S t o p i e ń w y s y c e n ia amonem w w y c ią g u 2n KCl w % w s to s u n k u do T S a t u r a t io n d e g r e e w it h ammonium i n t h e 2 r e l a t i o n toT max N KCl e x t r a c t i n % i n AE 1 4 ,3 5 8 , 0 7 9 ,9 9 5 ,4 5 6,06 IB v /B v 1 0 ,8 9 9 ,0 0 1 0 ,3 7 7 ,8 8 8 , 3 0 BvC 2 6 , 6 7 2 9 ,8 2 2 6 ,1 4 1 7 ,4 4 1 8 , 5 3 С 2 8 ,6 6 2 5 , 3 3 2 8 ,0 6 2 1 ,2 1 2 7 ,8 9
P o jem n o ść s o r p c y j n a wym ienna T w m .e ./lO O g g le b y E x c h a n g e a b le s o r p t i o n c a p a c i t y Te x i n me/1 0 0 g o f s o i l
AE 1 1 ,9 5 1 0 ,5 8 6 ,7 6 7 , 9 4 5 , 9 2
IB v /B v 5 ,0 6 5 ,7 6 4 , 4 5 4 , 6 7 4 , 2 3
BvC 1 , 4 7 1 ,3 6 1 ,2 6 1 , 4 7 1 , 9 4
С 1 ,2 2 1 ,2 5 1 ,0 9 1 ,0 7 1 , 1 3
S t o p i e ń w y s y c e n ia k a tio n a m i m e t a lic z n y m i JL met w ^ w sto su n k u do Te x S a t u r a t i o n d e g r e e w it h m e t a l c a t i o n s ^ - m et i n % i n r e l a t i o n t o Te x
AE 5 ,6 9 4 , 6 3 4 , 7 3 5 ,7 9 4 , 3 9
IB v /B v 5 ,1 4 5 ,9 0 6 ,2 9 6 , 0 0 5 ,2 0
BvC 1 8 ,3 7 2 2 ,0 6 2 3 ,8 1 1 4 ,9 7 8 , 2 5
С 2 2 ,9 5 2 7 ,2 0 3 1 ,1 9 2 5 ,2 3 3 3 ,6 3
S t o p i e ń w y s y c e n ia amonem wymiennym w % w sto su n k u do TRY S a t u r a t io n d e g r e e w it h e x c h a n g e a b le ammonium i n % i n r e l a t i o n t o Te x
AE 6 , 1 1 5 ,2 9 5 , 3 3 1 ,6 4 0 , 5 1
IB v /B v 2 ,9 6 3 , 4 7 2 ,9 2 2 ,3 6 0 , 7 1
BvC 1 0 ,2 0 1 1 ,7 6 1 0 ,3 2 3 ,4 0 2 , 5 8
104 A. K o w a lk o w sk i, P. S zczęsn y, J. B o rzyszk ow sk i
N-NHt, WYMIENNY-EXCHANGEABLE т.е./ЮОд GLEBY-SOIL
R ys. 4. Z ależność m ięd zy p o jem n o ścią sorpcyjną w y m ien n ą T QX a zaw artością
azotu am on ow ego w y m ien n eg o R ela tio n sh ip b e tw e e n 'the ex c h a n g e a b le sorption cap acity (Tex) and th e e x c h a n
g ea b le am m on iu m n itro g en co n ten t
am onu w zrasta w glebach po kolejn y ch cyklach ich w ysuszania i n a w il żania, czego pow odem m a być zw iększenie pow ierzchni ad sorbcji su b stan cji organicznych.
Zjaw isko to i stała im isja azotu am onow ego z atm o sfery są głów nym i czynnikam i w aru n k u ją c y m i znaczny stopień w ysycenia kom pleksu so rp - cyjnego badanych gleb am onem (tab. 4). C h arak tery sty czn e jest (rys. 4) w zrastające w ysycenie am onem w y m ien n ym rów nież głębszych pozio m ów glebow ych w m iarę zm niejszania się odległości od źródeł emisji. Mimo że m aksym alna ak u m u lacja azotu am onow ego w y stę p u je w pozio mie A E, n ajw iększy stopień w ysycenia am onem w sto su n k u do p o jem ności so rpcyjnej stw ierdzono w m in eraln y ch poziom ach B vC i C.
PO D SU M O W A N IE
D ług o trw ała im isja związków azotow ych, a szczególnie azotu am ono wego, spow odow ała daleko idące n ieko rzy stne zm iany w środow isku leśnym okolic Puław . Z m iany te w p ły n ęły u jem nie zarów no na d y n a m ikę gospodarki w odnej, jak i procesów m ikrobiologicznych [5]. Je d n y m z w ażniejszych skutków d łu g o trw ałej im isji związków azotow ych jest zw iększenie pojem ności so rp cy jn ej gleb. W y stęp u je ono p ro porcjo n alnie do natężen ia imisji, a więc zależnie od odległości od źródeł zanieczysz czania atm osfery.
Znaczne w ysycenie bad an y ch gleb azotem am onow ym , przy stałej obecności dużych ilości wolnego am onu w w aru n k ach okresow o p rze m yw nej gospodarki w odnej, sp rz y ja ją rozkładow i su b stan cji organicz n ych zakum ulow anych na pow ierzchni gleb i w ich profilu. P rz y dłuż szym trw a n iu tego procesu może ra s tą p ić istotne zubożenie sub stan cji organicznych w b adanych glebach, ty m bardziej że bioprodukcja z n a tężeniem i czasem trw a n ia im isji m aleje, osiągając w III stre fie zagro żenia lasu poziom zbliżający się do zera.
W p ływ im isji N na g leb y rd zaw e b ielico w a n e 105
W przew iew nych i ubogich glebach rdzaw ych bielicow anych b a d an e go obszaru procesy azotogennego zubożania w rozpuszczalne składniki m ineralne, rozkładu su b stan cji organicznych i u suw ania ich prod uk tów poza profil glebow y w iodą do nieodw racalnego niekorzystnego p rze kształcania dy nam iki procesu glebowego.
L IT E R A T U R A
[1] B e a t o n J. D., H a r a p i a k J. W. , S p e e r R. C., G a r d i n e r R. T: R elea se of p lan t n u trien ts from fo rest soil hum us trea ted w ith n itrogen and
su lp h a te fertilizers. Can. S oil. Sei. Soc. M eet. S a sk a to o n 1969.
[2] C o l e D. W. , G e s s e l S. P.: M o v em en t of elem en ts through a fo r e st so il as in flu en ced by tree rem o v a l and fertilizer addition. F o rest so il relation sh ip s in N orth A m erica. C ornvalis 1965.
[3] F i e d l e r H. J., R e i s s i g H.: L ehrb u ch der B o d en k u n d e, Jen a 1964. [41 K o w a l k o w s k i A.: W p ływ im isji zw ią zk ó w azo to w y ch na sk ład ch em iczn y
leśn y ch gleb b ielico w y ch ok olicy P u ła w . X O góln op olsk i Z jazd N a u k o w y PTG . P u ła w y 1972.
[5] K o w a l k o w s k i A., O s t r o w s k a A. , P a c e w i c z T., S z c z ę s n y P.: W p ływ em isji p rzem y sło w y ch na w ła śc iw o śc i b ielicoziem n ych g leb leśn y ch ok olicy P u ła w . Inst. Bad. L eśn ictw a — D o k u m en ta cja 1974.
[6] K o w a l k o w s k i A., S z c z ę s n y P.: P relim in a ry resu lts of in v estig a tio n s on ran ge and m agn itu d e of im ission of nitrogen com paunds in so ils in the* vin icity of P u ła w y . Rocz. glebozn. T. X X V , dodatek, 1974.
[7] O g n e r G.: T he com p osition of a fo rest raw hu m u s after fertiliza tio n w itłi urea. S o il Sei., vol. 113, 1972.
[8] S o u l i d e s D. A., A l l i s o n F. E.: S o il Sei., vol. 91, 1961, p. 291—298. [9] W e e t m a n G. F., H i l l S. B.: G en eral en v iro n m en ta l and b iological
concerns in relation to fo rest fertiliza tio n . F orest fertiliza tio n sym p osiu m proceed in gs. U S A F o rest S e r v ic e G en eral Techn. Rep. 1973.
А. К овальковски, П. Щ енсны , Я. Б ож ы ш к овск и ВЛ И Я Н И Е А ЗО Т Н О Й ИМ ИСИ И Н А С О РБЦ И О Н Н Ы Е С ВО Й С ТВА ЛЕСН Ы Х ПОЧВ В ОКРЕСТН О СТИ П У Л А В О тдел почвоведени я и удобрения, Н ауч н о-и ссл едов ател ьск и й институт лесного хозяйства, В ар ш ава-С енкоц ин Р е з ю м е Д лительная имиссия азотн ы х соединений, а особенно нитрата аммония, п ри в е ла к далеко идущ им неблагоприятны м изм енениям в ср еде лесов окрестностей П улав. И зм ен ен и я эти отрицательно сказались на динам ике так водного р еж и м а, как и м икроби ологическ их процессов [5]. Одним из более знач им ы х п о сл ед ствий длительной имисии азотн ы х соединен ий является увели ч ен и е емкости п о глощ ения почвы. Оно пропорциопалы ю интенсивности имисии и зависит от р а с стояния от источника загря зн ен и я атм осферы . З н ачительная насы щ енность и сследован н ы х почв аммонийным азотом,
при-106 A. K o w a lk o w sk i, P. S zczęsn y, J. B orzy szk o w sk i постоянном присутствии вы сок их количеств свободного аммония в усл ов и я х периодичного промывного водного р еж и м а, благоприятствую т р а зл о ж ен и ю о р ганически х вещ еств накоп лен ны х на п ов ерхн ости почв и в и х п р оф и л е. П р о дол ж и тельн ость этого процесса м ож ет привести к сущ ественн ом у обедн ен и ю почв органическим и вещ ествами, тем более, что с увелич ением интенсивности и п р одол ж ен и ем имиссии би опродукц ия р езк о ум еньш ается, в зон е 3 -т ей с т е п ени п ов р еж ден и я леса ее уровен ь п р и бл и ж ает ся к нулю . В в озд ухо-п р он и ц аем ы х и бедн ы х р ж а в ы х о п одзел ен н ы х п очв ах и ссл едов ан ной территории процессы азотогенного обедн ен и я растворимы ми минеральны ми соединен иям и, ускоренного р а зл о ж ен и я орган и ческ и х вещ еств и удал ен и я его продуктов из почвенного п р оф и л я приводят к необратим ой н еж ел ател ь н ой трансф орм ац ии почв. A . K O W A L K O W S K I, Р . S Z C Z Ę S N Y , J . B O R Z Y S Z K O W S K I
N IT R O G E N IM M ISSIO N EFFECT ON THE SO R PTIO N PR O PE R TIES OF FO R EST SO IL S IN THE V IC IN IT Y OF P U Ł A W Y
D ep artm en t of S o il S c ie n c e and F ertiliza tio n F orestry R esearch In stitu te, W arsaw — S ęk ocin
S u m m a r y
A prolon ged im m issio n of nitrogen com pounds, p a rticu la rly of am m on iu m ni~ ‘trogen, led to far ad van ced u n fa v o ra b le ch an ges a ffe c te d n e g a tiv e ly d yn am ics of both w a ter econom ics and m icrob iological p ro cesses [5]. One of th e m ore im p ortan t ‘con seq u en ces of th e p rolon ged im m ission of n itrogen com pounds is an in crea se o f th e sorption cap acity of soils. It is p rop ortion al to th e im m ission in ten sity , b ein g th u s d ep en d in g on th e d ista n ce from th e a tm osp h ere con tam in ation sources. A con sid erab le satu ration of th e soils in v estig a ted w ith am m on iu m n itrogen, .at a con stan t occurrence of great a m ou n ts of fr e e am m onium , at p eriod ically lea ch in g w a ter conditions, con trib u te to d ecom p osition of organic su b sta n ces a c cu m u lated on th e su rfa ce and in th e p ro file of soils. A t a p rolon ged duration of this process a sig n ifica n t im p ro v erish m en t of organic m atter o f th ese soils can occur, th e m ore th at th e bioproduction is d ecreasin g alon g w ith th e in te n sity and duration of th e im m ission, reach in g in th e I llr d fo r e st th rea t zon e th e le v e l ap p ro x im a tin g zero.
In aerated and poor ru sty soils, podzolized, on th e area u n der stu d y th e p rocesses ■of th e n itrogen ic im p o v erish m en t in so lu b le m in eral com pounds as w e ll as of th e organic m atter d ecom p osition and of rem o v a l of its products of th e soil p ro file lea d to irre v ersib le so il p ro file tran sform ation s.
Doc. dr hab. A l o j z y K o w a l k o w s k i Z a k ł a d G l e b o z n a w s t w a i N a w o ż e n ia I n s t y t u t u B a d a w c z e g o L e ś n i c t w a W a r s z a w a — S ęk o cin
