A LO JZY KOW A LKOW SKI, JA N BO RZY SZKOW SK I, PRZEM YSŁAW SZCZĘSNY
W PŁYW DESZCZOW ANIA NA ZAW ARTOŚĆ ŁATW O RO ZPU SZCZALN YCH SK ŁAD NIKÓ W M INERALNYCH
W L E Ś N E J G LEBIE R D ZA W EJ B IELICO W A N EJ
Z akład G leboznaw stw a i N aw ożenia In s ty tu tu Badaw czego L eśnictw a, W a rszaw a-S ęk o cin
W STĘP
W lite ra tu rz e gleboznaw czej w y rażan y jest pogląd, że gleby w ytw o rzone z piasków , k tó re poddaje się zabiegom n aw adn iania i naw ożenia, u zysku ją nie m niejszą p roduktyw ność niż gleby w ytw orzone z glin czy lessów [6]. Uważa się, że ze względu na skład m echaniczny naw adniane gleby w ytw orzone z piasków są na ogół m niej podatne na zasolenie, a l- kalizację i w zrost zwięzłości.
P rzeprow adzone sta c jo n arn e b adania w ykazały [1 ], że pod w pływ em długotrw ałego deszczowania w zależności od składu chem icznego w prow a dzanych w ód zwiększa się zwięzłość w górnej części profilu, ta k że może n astąpić w zrost stężenia C 02 oraz w ystępuje akum ulacja zasad aż do po
jaw ienia się C a C 03 włącznie. Gleba w zbogacana jest rów nież w fosfor
oraz przyspieszane są procesy hu m ifikacji. W aspekcie pro duktyw ności stw ierdzono, że deszczowanie suchych i ubogich w składniki pokarm ow e gleb leśnych pow oduje zw iększenie p rzy ro stu drzew ostanów [2]. Długo trw a łe deszczowanie w yw ołuje daleko idące p rzem iany ilościowe i ja kościowe w poszczególnych poziom ach gleb leśnych, zw iązane z in te n sy fikacją przem ian su bstancji organicznych oraz doprow adzeniem z w odą składników m in eraln y ch [7]. E fektem ty ch przem ian, prócz alkalizacji k w aśnych środow isk leśnych, może być całkow ita zm iana biogeochemicz- nych procesów m igracji, rozk ład u i syntezy, w aru n k u jący ch w zrost roślin. S tąd też p ró b y deszczowanie drzew ostanów w leśnictw ie zasługują na szczególną uw agę, m im o że nie są często stosow ane.
Celem bad ań podjętych przez au toró w było poznanie w łatw o rozpusz czalnych składnikach m in eraln y ch ten d en cji i nasilenia ilościowych zm ian w yw ołanych deszczowaniem w okresie w egetacyjnym w glebie rd zaw ej bielicow anej pod 65-75-letnim drzew ostanm sosnowym w borze świeżym .
58 A. K ow alkow ski i in.
O B IEK T I M ETODY BADAN
Na deszczowanej i nie deszczow anej pow ierzchni o łącznym obszarze
około 8 ha, założonej na terenie nadleśnictw a Przym uszew o przez Zakład
Ubocznej P ro d u k cji Leśnej IBL w celu poznania w pływ u deszczowania na plonow anie grzybów , Z ak ład G leboznaw stw a i N aw ożenia IBL p rze prow adził w latach 1971-1974 badania zm ierzające do określenia w pływ u deszczowania na środow isko glebow e [5]. W okresie trz y letn im 1972-1974 prow adzono badania porów naw cze n iek tó ry ch w łaściw ości chem icznych
w poziom ach O f h , AE, r e A p l , B v gleb rd zaw ych bielicow anych.
Są to przepuszczalne i przew iew ne gleby w ytw orzone z wodnolodow-
cowych piasków sa n d ru B rdy (tab. 1 ). U kształtow ały się one w uroz
m aiconej rzeźbie z m aksy m alny m i różnicam i w zględnej wysokości około 25 m , p rzy w zniesieniach od 121 do 146 m n.p.m . z w odą g runto w ą poniżej zasięgu p ro filu glebowego.
Na podstaw ie w stępn y ch rozpoznaw czych b ad ań w roku 1971 w y z n a czono obszary w edług położenia w reliefie i w ystaw y, z któ ry ch pobrano średnie próbki gleb w term in ach 10.VI.1972 r., 15.VI.1973 r. i 10.VI.1974 r. z poziomów O f h , A E , r e A p l , B v , stosując tech nikę m ikrow kopów . W św ie żej m asie tych p róbek oznaczono rozpuszczalne w w yciągu S p u rw ay a
(0,03n CH3COOH) N -N H 4 i N-NO3 m ikrom etodą w edług B rem nera,
P -P O4 kolorym etrycznie z odczynnikiem m olibdenow ym , К za pomocą
fo tom etru płom ieniow ego, Ca za pom ocą fo to m etru płom ieniow ego i sp ek tro fo to m e tru absorpcji atom ow ej (po uprzednim spraw d zeniu p o rów ny w alności w yników tych dwóch m etod), Mg kolorym etrycznie z żółcienią ty tan o w ą i za pom ocą spek tro fo to m etru absorpcji atom ow ej (także po sp raw d zen iu porów nyw alności wyników). W próbkach pow ietrznie su chych oznaczono N ogółem m eto d ą K jeldahla, С organiczny m etodą T iu- rina, pH potencjom etry cznie elektrodam i szklaną i kalom elow ą. Z o trz y m anych w yników zaw artości poszczególnych składników obliczono w a r tości średnie.
Jednocześnie w latach 1971-1972 przeprow adzono badania profilów
glebow ych oznaczając m iędzy innym i: skład m echaniczny fra k c ji < 0,10
m m m etodą Bouyoucosa w m o dyfikacji C assagrande’a i Prószyńskiego, fra k c ji > 0 ,1 0 m m m etodą sitow ą, N ogółem i С organiczny w edług po d anych uprzednio m etod, sum ę kationów w ym iennych S i kwasowość hydro lity czną Hh m etodą K appena; pojem ność so rp cyjn ą T i stopień w y- sycenia k atio nam i V obliczono z w artości S i Hh.
W Y N IK I BADAŃ
W ytw orzone z głębokich piasków luźnych gleby w y stępujące na ba d an y m obszarze odznaczają się ch ara k te ry sty c z n ą dla ty p u gleb rd za w ych bielicow anych zasobnością su b stan cji organicznych i m ineralny ch
ma de o n the b a s i s of 5 soil outc ro ps Гоz ion M i ą ż s z o ś ć cm Głębokość cm В a n va w e d ł u g skali M u n e e l l a Skła d yne.chaniczny Uk or ze ni en ie W i l g o t n o ś ć St o p i e ń p r óc h- n i c z n o ś c i P r z e j ś c i e H o r i z o n T h i c kn es s 'in cm D e pt h in cm C o l o u r a c c o r d i n g to the M u n s e l l ’c scale M e c h a n i c a l c o m p o s i t i o n R o o t s M o i s t e r A n g degras K u m u s co nt en t Tr a n s i t i o n Ofh АБ 4,0 2,5 0-4,0 4,0-6,5 7.5 YE 3 / 2: 10 YR 3 - 4 / 2 - 3 7.5 YR 8 - 7 / 0 - 2 * 10 YR 8 - 7 / 1 p i a s e k luźny ró żn o z i a r n i s t y z pr ze w a g ą d r o b n e g o i śr ed ni eg o loose sa nd w i t h u n e q u a l gr a nula t ion, at a pr ed om in an ce of fino an d m e d i u m g r ai ns m a ł o lub b r a k f o w or la ck św ie ży fr ss h słaby i u m ia r- ko we ny l o w an d m o d e rate b a r d z o ostro, ró wn e - v e r y sh a r p » u n i f o r m 03tre, ni e r ó w n e s h a r p , n o n - u n i fo rm
reApI 7,2 6,5- 13 ,7 10 YR 4 - 5 / 4 - 3 p i a s e k luźny lub ołab og li ni a-
st y, r ó ż n o z i a r n i s t y z prze wa gą ś r e d n i e g o loose sa nd or w e a k l y locwy sa n d w i t h u n e q u a l granulation, at a pr ed om i n a n c e o f m e d i u m gr ai ns śr e d n i o lub du żo ra t h e r m a n y św ie ży fre sh słaby i ijaiar- ko wa ny I o w an d r.-de rate ostre, ni e - r Jwne sharp»nor-uni- form B v 33,0 13 ,7 -4 6, 7 10 YR 5-7/6-Ö p i a s e k l u ź n y » r ó ż n o z i a r n i s t y z pr ze w a g ą d r o b n e g o i średniego, w ap ąg u w a r s t w a w z b o g a c o n a w żw ir i drobne ka mienie loose sand w i t h u n e q u a l gr a nu la ti on , at a pr ed om in an ce of fine and m e d i u m g r a i n s ; i n fl oo r the хаует e n r i c h e d in g r a v e l and s m al l p e bb le s śr ed ni o m e d i u m n u m ber cłaby i z a ledwie p r ó c h ni c zay lo w or slight wyra źn e, n i e równe di st in ct »non- un i f o r m BvC 34,0 4 6 ,7-60,7 10 YR 6 - 8 /3 -6 p i a s e k lu ź n y . T Ó ż n o z i a r n i s t y z d o m i es zk ą ż w i r u loose ca nd w i t h u n e q u a l g r a n u la t ion, at a n admi xt ur e of g r a v e l b r a k - la ck słabo w i l gotny w e a k l y m o i s t e n a d zale dw ie p r ó c h n i c z n y slight o stre lub ni ew yr aź ne , r ówne 9liarp or in distinct, uniform 40,0 80 ,7 - 1 2 0 , 7 10 YR 7 - 8 / 2 - 3 p i a s e k l u ź n y , r ó i n o z i a r n i c t y z d o mi es zk ą żw i r u b r a k - la ck słab o w i l go t n y zale dw iep r óc hn ic zn y ostre lub wyraźne, °2 - o d 120,7 10 YR 8 - 7 / 1 - 3 loose sand w i t h u n e q u a l g r a nu la t i o n , a t a n a d mi xt ur e of gr av el p i a s e k lu źn y, g r u b o - i śred- n i o z i a r n l s t y »war st wo wa ny loose co arse an d madiurc- g r a i n e d e a n d , s t r a t i f i e d p o je dy nc ze lub b r a k single or la ck w e a k l y m o i s t e n e d słab o w i l go t n y w e a k l y m o i s t e n e d slight za ledwie pr óc h n i c z n y slight równ e lub n i e r ów ne sh ar p or d i stinct, u n i f o r m or n o n - u n i f o r m D e sz c z o w a n ie a ży zn o ść le śn e j g le b y rd z a w e j
60 Л. K ow alkow ski i in.
składników pokarm ow ych roślin w yrażoną w specyficznym ilościowym i jakościow ym profilow ym układzie. Na podstaw ie pięciu zbadanych pro filów glebow ych stw ierdzono w ystępow anie n astęp u jącej sekw encji po
ziomów genetycznych: O l - O f h - A E - r e A p I - B v - B v C - C 1- C 2 (tab. 1 ).
W oparciu o w yniki analiz n iek tó ry ch właściwości chem icznych i fizy kochem icznych (tab. 2 i 3) stw ierdzono, że w profilach badanych gleb
T a b e l a 2 W a ż n i e j s z e w ł a ś c i w o ś c i ch em ic zn e b a d a n y c h g l eb / w a r t o ś c i skrajne i średnie n a p o d s t a w i e 5 o d k r y w e k / Mo re i m p o r t a n t c h e m i c a l p r o p e r t i e s o f the so il s i n v e s t i g a t e d / e xt r e m e a n d m e a n v a lu es , on the b a s i s o f 5 o u t c r o p s / Ś r ed ni a g ł ęb ok oś ć cm M e a n d e p t h i n c m Po z i o m g e n e ty cz ny G e n e t i c h o r i z o n c N % pH % C / S H 20 K C 1 0 - 4, 0 O f h 2?,?.2-4 2 s 1 4 34,38 Р 1 Ш . - 1 . 2 6 0 0 , 9 9 4 34,5 9 3 , 6- 3, 8 2, 6- 2, 8 4, 0- 6, 5 A E 0 . 8 6 - 1 . 8 7 1,25 0 . 0 3 0 - 0 . 0 5 4 0 , 0 4 5 .is.?-34.6 2 7 ,7 8 3 , 7 - 4 , 7 2 , 7 - 3 , 7 6 , 5 - 1 3 , 7 r eApI 0 * 6 0 - 0 ^ 0 , 7 5 0 . 0 2 7 - 0 . 0 3 7 0 , 0 3 2 2 0 . 0 - 2 5 . 4 2 3 ,4 3 4 , 3 - 4 , 7 3 , 6- 4, 0 1 3 , 7 - 4 6 , 7 B v SR 0 1 o H o 0. 0 1 2 - 0 . 0 2 8 8 . 3 - 2 1 . 5 4 , 8- 5, 6 4, 0 - 4 , 2 0 , 3 2 0 , 0 1 9 16 , 8 4 4 6 , 7 - 8 0 , 7 Bv C 0.02-0,06 0 , 0 4 0 . 0 0 3 - 0 . 0 1 0 0, 00 6 5.7-12.5 6 , 6 7 5 , 1 - 5 , 7 4, 3- 4, 8 8 0 , 7 - 1 2 0 , 7 ci 0. 0 1 - 0 , 0 3 0 , 0 1 0 . 0 0 2 - 0 . 0 0 4 0 , 0 0 2 5дР-1.55,00 5, 6- 5, 9 4 , 8- 5, 3 o d 12 0 , 7 °2 0 . 0 1 - 0 . 0 3 0 , 0 1 0 . 0 0 2 - 0 . 0 0 4 0 , 0 0 2 5 . 0- 7. 5 5,00 5 , 4- 7, 7 4 , 7- 7, 2
zaznaczają się dw a skoki ilościow o-jakościowe właściwości biogeochemicz- nych i zasobowości. Różnicują one profil glebow y na 3 strefy: górną z po ziomem O f h , środkow ą z poziom am i A E , r e A p I i B v oraz dolną B v C i C. Poziom Ofh w y kazuje m ianow icie ponad d w udziestokrotnie większą zasobowość w w ęgiel i azot, p iętn asto k ro tn ie wyższą w artość pojem ności
sorpcy jn ej (tab. 2 i 3), 1,5-krotnie większą połową pojem ność wodną i
m aksy m alną k ap ila rn ą pojem ność w odną oraz 1,7-krotnie większą ogólną porow atość od niżej leżącego poziom u A E [5]. Różnice te w zrastają dzięki procesowi bielicow ania rozw ijającem u się w poziomie A E pod w pływ em sub stan cji z poziom u Ofh.
10-T a b e l a 3 N iek tó re w ła ś c iw o ś c i fizy k o ch em iczn e badanych g le b
/ w a r t o ś c i sk rajn e i ś r e d n ie na p od staw ie 5 odkrywek/ Some p h y sic o -c h e m ic a l p r o p e r t ie s o f th e s o i l s in v e s t i g a t e d
/e x trem e and mean v a l u e s , on th e b a s i s o f 5 o u t c r o p s /
śr ed ni a g ł ę b o k o ś ć M e a n d e p t h i n c m P o z i o m ge n e t y c z n y Ge n e t i c h o r i z o n S E h T V m . e . / 1 0 0 g gl eb y - m . e . / l O O g o f so il % 0- 4, 0 Ofh .?t0 2 - J 7 . 10 24,79 ? 7i6°.-74i?4 6 7 ,6 0 75 . 2 1 - 1 0 5 . 6 4 92,39 1 3 . 6 3 - 3 9 . 1 8 26 , 8 3 4, 0-6,5 A E 0 . 9 0 - 2 . 6 4 1,42 3. 83 -6 .2 8 4,79 4 . 7 2 - 7 i i ? 6 , 2 1 1 2 i 6 6 = 2 7 * ? 0 22,8 6 6, 5 - 1 3 , 7 reApI 0 , 6 5 - 1 . 3 2 0,85 3. 00 -4 ,0 0 3, 63 ■4.3?74.65 4,48 1 3 . 9 8 - 3 0 . 6 0 1 8 . 9 7 13 , 7 - 4 6 , 7 B v 0. 61 -1 ,3 8 1,01 1. 2 0 - 1 . 9 6 1, 64 2 . 2 0 - 3 . 3 0 2,65 £ № $ 2 , 0 0 38,11 46 , 7 - 8 0 , 7 BvC 0,151-1, ?8 0, 98 0 , 4 8 - 0 , 6 4 0, 56 0 L? ? - 2 f06 1, 54 1 1 . 5 2 - 1 6 , 8 0 6 3 , 6 3 8 C , 7 - 1 2 0 , 7 Oj 5.i-Ii42 0, 91 0 . 3 0 - 0 . 4 8 0, 3 9 0* 2 2 - 1 , 2 2 1, 30 5 1 * 5 2 - 8 2 * 6 0 70,0 0 od 12 0 , 7 n 0 . 7 1 - 1 . 6 2 0 . 4 0 - 0 . 4 0 1 . 1 4 - 2 , 0 4 6 2 . 2 8 - ^ 1 0 0 2 1,16 0 , 40 1,56 74 , 3 5
kro tn ie w ięcej w ęgla i azotu, a pojem ność sorp cyjn a jest praw ie 2-k ro t-
nie wyższa.
P rzy jm u jąc, że w ody przen ik ające od pow ierzchni, pochodzące z de szczowania, będą w y w ierały najw iększy w p ływ na właściwości górnej i środkow ej części profilu, do dalszych szczegółowych bad ań w ybrano po ziomy O f h - A E - r e A p I - B v . W badaniach analizow ano łatw o rozpuszczalne skład n iki m in eralne najszybciej reag u jące na zastosow ane deszczowanie, przy jm u jąc, że z w prow adzoną wodą rzeczną n a stą p i uzupełnianie i p rze m ieszczanie w glebie tych składników .
T rzy k ro tn ie pow tórzone w kolejnych latach 1972-1974 badania w gle bach nie deszczow anych potw ierdziły istniejące różnice ilościow o-jakoś- ciowe m iędzy badaną górną i środkow ą stre fą profilu glebowego. S tw ie r dzono jed nak , że w okresie badań najw iększa dynam ika składników łatw o rozpuszczalnych w ystąpiła w poziomie Ofh, w k tó ry m corocznie ak u m u - lu je się m ate ria ł opadu roślinnego. Pom im o dom inow ania bielicoziem nego ty p u procesów glebow ych w b adan y m obszarze w y stęp u ją lokalne m o dyfikacje ilościowe spow odow ane przez czynnik reliefu i zw iązane z nim geochem iczne, zw rotnie sprzężone procesy [3, 4].
Pod poziom em Ofh w b ard ziej stab iln ej m in eraln ej części gleb am p li tu da w ah ań zasobności składników łatw o rozpuszczalnych istotnie m aleje.
Pow yższe obserw acje przykładow o ilu stru je rys. 1 dotyczący zasobności
a-62 A. K o w alkow ski i in. Wzniesienie w m n.p.m. os.!. 745_: 135 ü 125--Mg GZ.££M M E DESZCZOWANA
NON IRRIGATED SOIL
GLEBA DESZCZOWANA IRRIGATED SOIL POŁOŻENIE W MEZORELIEFIE . - LOCALISATION IN MESORELIEF
, i I
i ,
I I I I
h a ń w poziom ie Of h 2,08 m g /l00 g gleby, a w poziom ie B v — 0,30 m g/ 100 g gleby.
Odczyn ty ch gleb jest w poziom ach O f h , A E , r e Ap I bardzo silnie kw aśny, przew ażnie o pH w K C K 4 oraz silnie kw aśny lub k w aśny w po ziomie B v — pH w KC1 4,2-4,8, co św iadczy o ubóstw ie w tych glebach
składników zasadow ych.
W przeprow adzonym dośw iadczeniu do deszczowania użyto wody ze spiętrzonego cieku biorącego początek w tere n ac h zagospodarow anych rolniczo. O dczyn tych wód w ahał się w latach 1971-1974 w granicach pH 5,1-7,3. A naliza składników m in eraln y ch w ykazała w poszczególnych la tach ich różne zaw artości (w mg/l): 0,98-36,0 N; 0,86-1,56 K; 52,0-73,0 Ca; 1,9-2,5 Mg; 0,08-1,1 Fe. U w agę zw raca zasobność w ody w d w u w ar- tościowe k ation y o dużej energii w ejścia do fazy stałej gleby, łatw o po w odujące desorpcję k ationów jedno w artościow ych.
W glebach deszczowanej części badanego obszaru w y stąp iły po w yko n an iu zabiegu znaczne różnice właściwości chem icznych w stosun ku do części nie deszczowanej. N ajw y raźn iejsze jest zm niejszenie zakw aszenia środow iska glebowego (tab. 3) w sk u tek ak um ulacji zasad z w prow adza nej wody, szczególnie w poziom ach Ofh i AE. W artości pH podlegały jed n ak w okresie b a d ań si'lnym w ahaniom w poziom ach: Ofh z pH 3,6-6,4,
A E z pH 3,1-5,7, r e A p I z pH 3,8-4,6 oraz B v z pH 4,2-5,2.
Ju ż w pierw szym roku po rozpoczęciu deszczowania w ystąpiło w ba danych poziom ach glebow ych istotne zw iększenie zaw artości składników łatw o rozpuszczalnych, a w n astęp n y ch latach znaczne w ahania ich ilości (rys. 1). W prow adzane wody rzeczne o zm ieniającym się składzie che m icznym sta ły się czynnikiem d eterm in u jący m przebieg ak um ulacji i m i gracji łatw o rozpuszczalnych fo rm składników m in eraln y ch w profilach b adanych gleb.
N ajjaskraw sze zm iany w ystąpiły w zaw artości Ca, w iększej średnio 15,5-krotnie w poziom ie O f h , 10,2-krotnie w A E , 8,3-krotnie w r e A p I i 2 ,4-krotnie w B v (tab. 4) w stosunku do porów naw czej pow ierzchni nie deszczowanej.
A kum ulacja Ca w y kazuje więc w yraźne zw iązki z pojem nością so rp c y jną poziomów glebow ych. O wielkości zm ian w zasobności tego skład n ika in fo rm u je rów nież am p litu d a w ah ań średnich zaw artości. Należy jed nak podkreślić, że m aleje ona szybko z głębokością od 290,94 mg/100 g
Rys. 1. Ś re d n ie i s k ra jn e zaw artości łatw o rozpuszczalnego Mg w genetycznych p o ziom ach gleb nie deszczow anych i deszczow anych -w zależności od położenia w m e-
zoreliefie n a p o d sta w ie trz y le tn ic h b ad a ń
1 — ś r e d n i a d l a e l e m e n t u r e l i e f u , 2 — m a k s y m a l n a o d c h y ł k a , 3 — ś r e d n i a d l a c a ł e j p o w i e r z c h n i
M ean an d ex tre m e contents of re a d ily soluble Mg in genetic horizons of sp rin k le d an d n o n -sp rin k le d soils, depending on situ a tio n in th e m ezorelief, d eterm in e d on
th e b asis of 3 -y ea r in v estig atio n s
Oi
tit
T a b e l a 4
b rednie s to su n k i ilo ś c io w e n ie k tó r y c h w ła ś c iw o ś c i chem icznych g le b na podstaw ie 3 - l e t n i c h badań Average q u a n tita tiv e r e l a t i o n in some chem ica l p r o p e r tie s o f s o i l s , determ ined on the b a s is
o f 3 -y e a r in v e s t i g a t i o n s Poziom gene tyczny G enetic h o rizo n С o r g a n ic z ny Organic С % N
ogółem w KC1pH S k ła d n ik i łatw o r o zp u szc z a ln e w mg/100 g g le b y R e a d ily s o lu b le compounds in mg/100 g o f s o i l
CiP KiCa KiMg Nmin100 T o ta l N % CiN pH i n KC1 N-NH. 4 N-N03 p -p o 4 К Ca Mg Gleby n a tu ra ln e - N a tu ra l s o i l s Ofh 3 5 ,5 4 1 ,0 3 9 0 34 ,2 1 2 ,7 - 3 ,0 7 ,7 7 6 ,6 8 1 4 ,4 5 1 ,9 2 1 1 ,7 6 2 0 ,3 6 3 ,8 3 Iß 510 0 ,5 8 3 ,0 7 1 ,4 0 A3 1 ,8 2 0 ,0 7 2 6 25 ,0 7 2 ,9 - 3 ,5 2 ,7 0 2 ,4 1 5 ,1 1 0 ,1 5 1Ï67 3 ,1 6 0 ,6 5 12 133 0 ,5 3 2 ,5 7 7 ,0 4 rcApIX 1 ,3 1 0 ,0 4 9 2 26,63 3 ,7 - 4 ,3 2 ,4 5 2 ,5 7 5 ,0 2 0 ,0 9 0 ,9 7 0 ,6 1 0 ,3 4 14 555 1 ,5 9 2 ,8 5 1 0 ,2 0 Bv 0 ,6 7 0 ,0 2 8 5 2 3 ,5 1 4 ,2 - 4 ,8 2 ,5 7 2 ,4 1 4 ,9 8 0,06 0 ,7 8 0 ,5 8 0 ,3 6 11 166 1 .3 4 2 ,1 7 1 7 ,4 7
Gleby deszczowane - S p rin k led s o i l s
Ofh 3 4 ,6 3 1 ,0 2 9 0 33,65 3 ,6 - 6 ,4 6 ,7 4 6 ,7 6 1 3 ,5 0 1 ,9 7 1 2 ,9 0 3 1 6 ,2 9 2 9 ,4 5 17 578 0 ,0 4 0 ,4 4 1 .3 2 AE 2 ,0 6 0 ,0 8 1 3 25,3 4 3 ,1 - 5 ,7 2 ,4 7 2 ,5 3 5 ,0 0 0 ,2 7 1 ,7 7 3 2 ,2 4 2 ,6 5 1 629 0 ,0 5 0 ,6 7 6 ,1 5 reApI 0 ,8 8 0 ,0 3 6 3 2 4 ,2 4 3 ,8 - 4 ,6 2 ,1 4 2 ,2 3 4 ,3 7 0 ,1 5 0 ,8 7 5 ,0 6 0 ,5 5 5 866 0 ,1 7 1 .5 8 1 2 ,0 4 Bv 0 ,6 1 0 ,0 2 9 4 20,75 4 ,2 - 5 ,2 2 ,3 9 2 ,0 0 4 ,3 9 0 ,0 9 0 ,5 ? 1 .3 7 0 ,3 0 6 777 0 ,4 3 1 ,9 7 1 4 ,9 3
71 reApI - r e l i k t y dawnej warstwy uprawnej z nałożonym i m łodszymi cecham i ilu w ia ln y m i reApI - r e l i c s o f the a rab le la y e r w it superim posed younger i l l u v i a l f e a tu r e s
.. K o w a lk o w sk i i in .
gleby w poziom ie Ofh do 52,72 w poziom ie A E , 12,70 w poziom ie r eApI i 2,92 w Bv. D la porów nania n a nie deszczowanej pow ierzchni am p litu d a zaw artości łatw o rozpuszczalnego Ca w ynosi od 13,31 mg/100 g gleby w poziom ie Ofh do 2,09 w poziom ie A E , 1,07 w r e A p I i 0,90 w Bv.
Rów nież łatw o rozpuszczalny m agnez zakum ulow ał się w stosunkow o dużych ilościach (tab. 4 i rys. 1): w poziom ach Of h 7,4-krotnie, A E 4,0-
k ro tn ie i r e A p I 1 ,6-krotnle w iększych niż w glebach nie deszczowanych,
w}^kazując w p orów naniu z Ca m niejsze am p litu d y w ahań w czasie i znaczną n iereg ularn ość w p rzestrzeni. N atom iast w poziom ie B v gleby deszczow anej średnia zaw artość Mg w ynosiła 80% zaw artości w ty m sa m ym poziom ie gleb nie deszczowanych, co m ożna in terp reto w ać jako w skaźnik w ym ycia tego składnika przez wody pochodzące z deszczo wania.
Stosunkow o niew ielkie zm iany ilościowe w ystąpiły w p rzy p adku К
i P-PO4, a także badanych form azotu m ineralnego (tab. 4). Zasobność
łatw o rozpuszczalnego fosforu w zrosła w w yniku deszczow ania szczegól nie w poziom ach m in eraln y ch gleby. Odnośnie do potasu stw ierdza się nieznaczną aku m u lację w poziom ach Ofh i A E oraz u b y tk i w poziom ach r eApI i B v w sku tek w ym yw ania z in filtru ją c y m i wodam i. A m p litu dy
w ah ań zaw artości К i P-PO4 są stosunkow o m ałe w czasie i przestrzeni,
aczkolw iek najw iększe w poziom ie Ofh.
P rzedstaw ione w yniki b ad ań n ad glebam i poddanym i zabiegow i de szczow ania w skazują na istotne zm iany w profilu spow odow ane a k u m u lacją z in filtru ją c y ch wód lu b w ym yw aniem składników m ineralnych. W stosunku do poszczególnych składników stw ierdzono istnienie stre f ak u m u lacji i m ig racji naw iązujących do uprzednio scharaktery zo w an ych stre f w glebach rdzaw ych bielicow anych, zw iązanych z w ielkością po jem ności so rpcyjnej oraz m aksym aln ej k a p ila rn e j i polowej pojem ności w odnej. Isto tn e znaczenie m a także zdolność poszczególnych b adanych składników do w chodzenia do kom pleksu sorpcyjnego oraz ich ruchliw ość
geochem iczna. W p rzy p ad k u Ca i P-PO4 strefa akum ulacji rozciąga się
na całą miąższość badanych gleb, natom iast dla N-NO3, Mg i К ograni
cza się do poziomów Ofh i AE. W ym yw anie N-NO3, Mg i К stw ierdzono
w m in e raln y c h poziom ach r e A pI i B v , natom iast N -N H4 we wszystkich
badan y ch poziom ach glebow ych. W dynam ice poszczególnych składników m in eraln y ch isto tną rolę m ogły rów nież odgryw ać procesy m ikrobiolo gicznego i biochem icznego p rzetw arzan ia substancji organicznych.
D Y SK U SJA W YNIKÓW
D oprow adzone z wodą składniki m in e raln e pow inny być p rzy n ajm n iej częściowo sorbow ane w poziom ach glebow ych zaw ierających koloidy m i
n e ra ln e i organiczne. J a k w idać z rys. 2, w poziomach re Ap I , Bv i С za
66 A. K ow alkow ski i in. % 9 5 £ fSl o o ' V 00 UJ o: г Uj я: et lL POZIOMY: HORIZONS: AE * re A p J o B v • С A I I i Д TT ilfl nn00 A I V ! 1 1 1 1 1 %c 50 W 30 20 5 10 T т.е./ЮОд s.m. gleby d.m. of soil dm of soil
Rys. 2. W spółzależność m iędzy p o je m nością so rp cy jn ą gleb T a zaw artością części sp ław ialn y ch w poszczególnych poziom ach genetycznych gleb rdzaw ych
bielicow anych
R e la tio n sh ip betw een th e sorp tio n c a p a c ity T of soils an d th e content of clayey p a rtic le s in p a r tic u la r genetic
horizons of podzolized ru s ty soils
Rys. 3. W spółzależność m iędzy p o je m nością so rp cy jn ą gleb T a zaw artością С organicznego w poszczególnych p o ziom ach genetycznych gleb rd zaw y ch
bielicow anych
R e la tio n sh ip b e tw e e n th e so rp tio n ca pacity T of soils an d th e co n ten t of organic С in p a r tic u la r genetic h o ri
zons of podzolized ru s ty soils
współzależność m iędzy ty m i częściam i a pojem nością sorpcyjną. N ato m iast w poziom ie A E zaznacza się ten d en cja do u jem nej współzależności m iędzy pojem nością sorp cy jn ą a zaw artością części spław ialnych. T en dencja ta jest jeszcze w yraźniejsza w poziom ie Ofh o śladow ych za w a rto ściach fra k c ji m in eraln y ch i w ysokiej pojem ności so rpcyjnej od 75,21 do 105,64 m.e./100 g gleby (tab. 3).
A naliza w spółzależności m iędzy pojem nością so rp cy jn ą a zaw artością su bstancji organicznej w poszczególnych poziom ach badanych gleb (rys. 3) w skazuje na ścisłe w zajem ne pow iązanie tych dwóch cech. S tą d w yn i ka wniosek, że w w aru n k ach n a tu ra ln y c h o trw ałości i stabilizacji u k ła du hom eostycznego badanych gleb w ytw orzonych z piasków fluw ialnych
decyd u ją su b stan cje organiczne zak um ulow ane w określonych stosunkach ilościowych w poszczególnych poziom ach. O d gry w ają one, p rzy bardzo m ałej zaw artości koloidów m ineraln ych , rolę n a tu ra ln e g o b uforu, szcze gólnie w postaci poziom u O f h , na działanie z zew nątrz czynników zabu rzający ch rów now agę. W w yn ik u zastosow anego deszczowania kw aśna próchnica ty p u m o d er-m or została w znacznym stopniu w ysycona k atio nam i zasadow ym i Ca i Mg. Procesow i tem u sp rz y ja niew ątpliw ie pod wyższona deszczowaniem w ilgotność w okresie w egetacyjnym .
W celu stw ierd zenia sta n u hom eostatycznej rów now agi środow iska badanych gleb posłużono się w y kresam i w spółzależności m iędzy z aw arto ścią w ęgla organicznego a zaw artością łatw o rozpuszczalnego Ca, K, P-PO4 i N-NH4 w poszczególnych poziom ach gleb nie deszczowanych i deszczow anych (rys. 4 i 5).
W glebach nie deszczow anych poziom y r eAp I i B v odznaczają się b rak iem w spółzależności m iędzy zaw artościam i w ęgla i w apnia. Jed y n ie w poziom ie A E w ystęp u je słaba w spółzależność praw dopodobnie k ształto w ana bezpośrednio i pośrednio przez n ad legły poziom Of h .
N atom iast na pow ierzchni deszczow anej w ystęp ujące we w szystkich poziom ach glebow ych bardzo duże zróżnicow anie zasobności zakum ulo wanego, łatw o rozpuszczalnego Ca jest czynnikiem zacierającym om aw ia ną współzależność. 3.0- 2,5-2.0 -J % с ---P O Z I O M Y N A T U R A L N E D E S Z C Z O W A N E H O R I Z O N S N A T U R A L I R R I G A T E D A E r e A p J 0 a B v • ■ A д ▲ I A * 1 П л A = . * * * Д Л д 0 0 _<b _ 0 A ^ О □ - O . - Я *■ : - o o : f o * 0 - o 1 * ■ D D & Г Г 'I 1 i -у Г "Т Т i " " a '■ 1 i : ; ; 1 1 1 г~" a 1 1 1 1 1 1 1 1 1 — 1' ’1 1 1 1 1 1 T ~ r - Г ’ r m i i i i i г i : г V T - T -* 1.5-1.0 - 0.5-m g /1 0 0 g g l e b y o f s o i l
Rys. 4. W spółzależność m iędzy zaw arto ścią łatw o rozpuszczalnego Ca a zaw artością С organicznego w gleb ach nie deszczow anych i deszczow anych
R e la tio n sh ip b etw een th e co n ten t of re a d ily soluble Ca an d th e co n ten t of org an ic С in n o n -sp rin k le d an d sp rin k le d soils
68 A. K ow alkow ski i in. 4 0 -г % 3.5-j- 3JG-т-J 2,5-j- 2J0-L- 1.5-7 , 4 45-ryo*t % di & 0 N-Nhk 0 P-RC\ ’ G5 и/ mg/ïOQg gleby
POZIOMY NATURALNE DESZCZOWANE
HORIZONS NATURAL IRRIGATED
Ab ł д reA pJ о □ Bv • ■ ▲ о о À" д А *Д Л Л л о " в о А * д % ** -□ о в □ Ł Э ° * 3 » о° А. Л .* ; = " ®* □» D «Г ° - с. А -ь / й - * i i i i □ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.0 in mg/100 g soil 1.5 К 2.0
Rys. 5. W spółzależność m iędzy zaw arto ścią ła tw o rozpuszczalnych fo rm N -N H 4, P - P 04 i К a zaw artością С organicznego w glebach nie deszczow anych i deszczo
w anych
R elatio n sh ip betw een th e content of re a d ily soluble N -N H 4, P - P 04 an d К form and th e co n ten t of o rganic С in sp rin k le d an d n o n -sp rin k le d soils
Z aw artość łatw o rozpuszczalnego potasu w ykazuje ogólną w yraźną współzależność z w ęglem organicznym w e w szystkich poziom ach b ad a nych gleb deszczowanych i nie deszczowanych, co widać na rys. 5. J e d n ak w poziom ach A E i r e Ap I w y stę p u je n a pow ierzchni deszczowanej niew ielkie wzbogacenie zaw artości potasu łatw o rozpuszczalnego, a w poziom ie B v ten d en cja zubożenia obydw u ro zp atry w an y ch składników . Mimo istn iejącej ogólnej współzależności uw agę zw raca zróżnicow anie w zajem nych stosunków ilościow ych obydw u składników . Może ono być zw iązane ze zdolnością m ig racji potasu, co uwidoczniło się zwłaszcza w poziomie B v gleb deszczowanych.
W zrost zaw artości łatw o rozpuszczalnego fosforu w ystęp u je n a po w ierzchni naw ad n ian ej we w szystkich bad anych poziom ach, podobnie jak w przy p ad k u Ca i Mg, ilość jed n ak tego sk ładnika jest zróżnicow ana. N atom iast w p rzy p ad k u azotu am onow ego p rzy b rak u w spółzależności z zaw artością w ęgla organicznego zaznacza się ten d en cja do zubożenia
we w szystkich poziom ach gleb deszczow anych.
S tw ierdzona zm ienność składników ilościowych b ad any ch cech, szcze gólnie Ca i К, a tak że w y stęp ujące w glebach deszczow anych znaczne
zw iększenie zaw artości Ca, Mg i P-PO4 we w szystkich poziomach, a w
górnych poziom ach K, N-NO3, oraz zm niejszenie zaw artości azotu am o
nowego N-NH4 w skazują na zachw ianie rów now agi bilansu składników
m in eraln y ch w glebach deszczowanych, co n a jm n ie j częściowe u tracen ie zdolności sam oregulacyjn ej b adanych gleb, a szczególnie poziom u Ofh. S tosu n k i ilościowe С : P, К : Ca i К : Mg (tab. 3) węższe w glebach desz czow anych p o tw ierd zają uprzednio sch arak tery zo w an e wzbogacenie tych gleb w fosfor, w apń i m agnez.
W N IO SK I
W nioski w y nik ające z przeprow adzonych b ad ań m ożna sform ułow ać następująco.
1. W bad any ch przem y w n y ch i przew iew nych glebach rdzaw ych bie- licow anych w ytw orzonych z piasków wodnolodowcow ych sa n d ru B rd y najw iększą dyn am ik ą składników łatw o rozpuszczalnych odznacza się poziom Ofh. Pod ty m poziom em w bard ziej stab iln ej m in eraln ej części gleb istotn ie m aleje a m p litu d a w ah ań zasobności tych składników .
2. W prow adzone w ody rzeczne sta ły się czynnikiem d eterm in u jący m przebieg a k u m u lacji i m ig racji łatw o rozpuszczalnych fo rm składników m in eraln y ch w profilach b ad an ych gleb.
3. Stw ierdzono, że już w pierw szym ro ku po rozpoczęciu deszczowa nia w ystąpiło isto tne zw iększenie zaw artości składników łatw o rozpusz czalnych w badanych poziom ach genetycznych gleb, a w n astępn y ch la tac h znaczne w ahania ich ilości.
4. N ajw iększe zm iany w y stąp iły w zaw artości łatw o rozpuszczalnych form Ca i Mg, w ykazujące związki z pojem nością sorpcyjną poszczegól nych poziom ów glebow ych, a spow odow ane ak u m ulacją z in filtru ją c y ch rzecznych wód deszczow nianych.
5. W niższych badan y ch poziom ach genetycznych gleb r e A p I i B v
stw ierdzono rów nież w ym yw anie łatw o rozpuszczalnych form N-NO3, К
i Mg, k tó re w p rzy p ad k u N -N H4 rozszerzyło się na całą miąższość profilu.
6. O ile w n atu raln y ch w arunkach o trw ałości i stabilizacji układu hom eostatycznego b adanych gleb w ytw orzonych z piasków fluw ialny ch d ecydują zakum ulow ane sub stan cje organiczne (szczególnie w poziom ie Ofh), to w sk u tek stw ierdzonej po deszczow aniu zm ienności stosunków ilościow ych badanych cech, a także bardzo znacznego zw iększenia za w artości przede w szystkim Ca i Mg zaobserw ow ano zachw ianie stosun ków ilościow ych w glebach deszczow anych i n aru szenia ich hom eosta- tycznej rów now agi.
7. S tw ierdza się potrzebę kontro li ilości i jakości wód, w pro w adza n y ch przez dłu go trw ałe deszczowanie, w celu zachow ania w glebach p ra w idłow ych stosunków ilościowych składników pokarm ow ych roślin.
70 A. K ow alkow ski i in.
L IT ER A TU R A
[1] B a r a n o w s k a j a W. A., A z o w с e w W. I.: W lija n ije oro szen ija n a so w rie- m iennyj p oczw obrazow atielnyj proces. T rans, of th e 10 th In t. C ongr. of S oil Sei., M oscow 1974, s. 132-136.
[2] B r a n t s e g A.: Irrig a tio n an d twig-<covering ex p e rim en ts in Scotchs p in e fo rests. Comm. Int. F o re st F enn. 55, 1962, 1-14.
[3] K o p p D.: Die W a ld stan d o rte des T ieflandes. T. I, cz. II. E rg eb n isse der fo rstlic h en S ta n d o rtse rk u n d u n g in der D eutschen D em o k ratisch en R epublik. P o tsd am 1973.
[4] K o w a l k o w s k i A., В o r z y s z к о w s к i J.: R esearch on th e re v e rse couplings betw een m eso relief an d som e p ro p e rtie s of th e FH horizon in a ru sty podzolic soil. Rocz. glebozn. dod. do t. 25, 1974, 217-230.
15] K o w a l k o w s k i A., В о r z y s z к o w s к i J., K r ó l H., P а с e w i с z T., T r z c i ń s k a М.: T endencje zm ian chem icznych i biologicznych w łaściw ości gleb rdzaw ych bielicow anych w drzew o stan ie sosnow ym pod w pływ em desz czow ania. D o k u m en tacja IBL, 1975.
[6] K o v d a A.: B iosphere, soils and th e ir utilisation . T rans, of th e 10th Int. Congr. of Soil Sei., M oscow 1974.
17] O r ł o w s k i j N. W., С z a g i n a E. G., В o b о 1 e w a E. E., W i e d г o- wa E. F., W i s z n j a k o w a Z. W., S i e m i e c z k i n a M. G.: P o czw iennyje fa k to ry p ro d u k tiw n o sti sosnjakow . T rans, of th e 10 th Int. Congr. of Soil Sei., M oscow 1974, 40-49. A. К ов ал ьковски , Я. Б о ж ы м ко в ск и , П. Щ енсны В Л И Я Н И Е Д О Ж Д ЕВ А Н И Я НА С О Д Е Р Ж А Н И Е ЛЕГКО РА С ТВ О РИ М Ы Х ЭЛЕМ ЕНТОВ В Р Ж А В О Й О ПОДЗО ЛЕННО Й ЛЕСНО Й П О ЧВЕ О тделение почвоведения и удобрения. Н аучно-исслед овательский институт лесозаводства, В арш ава-С ен коц и н Р е з ю м е В годах 1971-1974 проводились исследования по вы яснению в л и ян и я д о ж д е ван и я речны м и водами, изобилую щ им и м инеральны м и соединениями, на со д е р ж а н и е легко растворим ы х элем ентов в р ж а в ы х оподзоленны х почвах све жего бора »образованных из вод н о-ледн и к овы х песков зан дра р. Б р д а (Боры Т ухольске). П осле предварительного определения свойств почв не подверга ю щ ейся дож деванию отобрано д л я исследований средние образцы почв орош а ем ы х дож деванием и не орош аем ы х из горизонтов O f h - A E - r e A p I - B v на п ло щ ад я х нам еченны х соответственно с полож ением в р ел ь еф е , в следую щ их сроках: 10.VI.1972 г., 15.VI.1973 г., 10.VI.1974 г.
В р езу ль тате примененного д ож деван и я повы силось сущ ественно со д ер ж а ние легко растворим ы х элементов, вы званное их ак к у м у л яц и ей из и н ф и л ь т р и рован н ы х д о ж д е в а ль н ы х вод, а т а к ж е обн аруж и ли сь врем енны е и простран ственны е колебания их количеств. Н айбольш ие изм енения п оявились в содер ж а н и и легко растворим ы х ф орм Са и Mg. Н аблю далось тож е, особенно в более глубоких горизонтах r e A p I и Bv, в ы щ е лач и ван и е м и н ер ал ьн ы х элементов, в главном легко растворим ы х ф орм N -N 0 3, К и Mg, а в сл учае N -N H4 его вы щ ел ач и ван и е в целом исследованном п р о ф и л е почвы.
Н а основании ан а л и за взаим озависим ости свойств установлено, что в естес тв ен н ы х усл о в и ях устойчивость и стабильность испы тан н ы х почв обуславли ваю т ак кум ули рован н ы е органические вещ ества. П ри очень низком сод ерж а нии м и н ер ал ьн ы х коллоидов органические вещ ества исполняю т роль буф ера, особенно в виде горизонта Of h, по отнош ению к внеш ним ф а к то р а м н ар у ш а ю щим равновесие. В р езу ль та те установленной, в итоге 3-летнего дож девания, изм енчивости коли ч ествен н ы х соотнош ений иопы ты ван н ы х свойств обнаруж ено наруш ение сущ ествую щ его гомеостатичного равновесия. A . K O W A L K O W S K I, J . B O R Z Y S Z K O W S K I, Р . S Z C Z Ę S N Y S PR IN K L IN G IR R IG A T IO N E FF E C T ON TH E CONTENT OF R EA D ILY SOLUBLE COM PONENTS IN POD ZO LIZED RUSTY F O R EST SOIL D e p a rtm e n t of Soil Science and F e rtiliz a tio n F o re st R esearch In s titu te at
W a rszaw a-S ęk o cin
S u m m a r y
In th e p eriod 1971-1974 in v e stig a tio n s w ere c a rrie d out, th e aim of w hich w as to d eterm in e th e effect of s p rin k lin g irrig a tio n w ith riv e r w a te r rich in m in e ra l com pounds, on th e co n ten t of re a d ily soluble com ponents in podzolized ru s ty soil of a fre sh p in e fo re st, developed fro m glacial sands of th e B rd a riv e r outw ash p lain (Bory T ucholskie forest). Upon p re lim in a ry c h a racterizin g th e p ro p e rtie s of n o n -sp rin k le d soils, av e rag e sa m p le s fro m m icro -o u tcro p s of sp rin k le d an d non- -sp rin k le d soils w ere ta k e n fro m th e O fh - A E - r e A p I- B v horizons, on th e areas d efined according to situ a tio n in th e relief.
T he sam pling dates w ere: J u n e 10, 1972, J u n e 15, 1973 an d Ju n e 10, 1974. In consequence of th e sp rin k lin g irrig a tio n a sig n ific an t increase of th e content of re a d ily soluble com ponents occurred, caused by ac cum ulation fro m in filtra tin g irrig a tio n w ate rs, a t considerable flu ctu atio n s of th e ir a m o u n t in tim e and space. T h e g re a te st changes occurred in th e content of rea d ily soluble Ca an d Mg form s.
Also an o u tw ash of m in e ra l elem ents, m a in ly of re a d ily soluble N -N 0 3, К an d Mg form s, p a rtic u la rly in lo w er r e A p I an d B v horizons inv estig ated , and in case of N -N H4 its o utw ash w ithin th e w hole soil profile investigated, w as obser ved.
On th e basis of th e an aly sis of rela tio n sh ip betw een th e fe a tu re s investig ated , it has been found th a t in n a tu ra l conditions ac cu m u lated organic substances decide abo u t th e p ersisten c y and sta b ility of th e soils tested. T hey play, a t a very low co n ten t of m in e ra l colloids in th e soil, th e role of a b u ffer, p a rtic u la rly in fo rm of th e O fh horizon, ag a in st th e action of o u te r facto rs, leading to a d istu rb a n ce of eq u ilib riu m .
In connection w ith th e v a ria b ility of q u a n tita tiv e fe a tu re s, o ccurring in con sequence of th e th re e -y e a r sp rin k lin g irrig a tio n a d istu rb a n ce of th e existing hom eostatic eq u ilib riu m has been observed.
Doc. dr hab. A lo jz y K o w a lk o w sk i I n s ty tu t B a d a w czy L eśn ic tw a w S ęko cin ie
