R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T . X X X , N R 2, W A R S Z A W A 1979
F R A N C ISZ E K K U Ż N IC K I, PIO T R SK ŁO D O W SK I
ZAW ARTOŚĆ RÓŻNYCH FORM ZW IĄZK ÓW PR ÓCH NICZY CH W GLEBACH PŁO W Y CH ODGÓRNIE OG LEJO N Y C H W NAW IĄZANIU DO ZAW ARTOŚCI W NICH W OLNEGO ŻELAZA I W OLNEGO G LIN U
L aboratorium G leb o zn a w stw a In sty tu tu G eodezji G ospodarczej Politechniikii W arszaw sk iej
Z aw artość różnych form związków próchniczych w glebach stanow i bardzo w ażne k ry te riu m ich typologii. Istn ieje n iew ątpliw ie specyfika p rzem ian su b stan cji organicznej w glebach w zależności od cało kształtu ich w łaściwości fizykochem icznych. D uży w pływ na ew olucję su b stancji organicznej w glebie w y w iera rodzaj u tw o ru m acierzystego i jego skład granulom etry czny .
P ro file przedstaw ione w p racy re p re z e n tu ją gleby obszaru połud niow o-w schodniej części N iziny M azowieckiej w ytw orzone z gliny zw a
łowej (profile 6, 11, 12) lub z piasku zwałowego gliniastego na glinie
zw ałow ej (profil 13). W pierw szym p rzy pad k u odznaczają się zasadniczą budow ą profilu: А ^ -А ^ д -В ^ -С , w d ru g im przy padku budow ą profilu:
At- A 3g-B tg-D.
M ETO DY K A B A D A N
A nalizę su b stan cji organicznej (ekstrahow anie i frakcjonow anie) w y konano w edług m etody D uch au fo ura i Ja cq u in (tab: 2) [10]. W olne żelazo oznaczono m etodą A guilera i Jacksona, w olny glin w w yciągu 0,5 N NaOH w edług m etody Fostera.
W Y N IK I B A D A N
W szystkie poziom y genetyczne zbadanych profilów , k tó re zaw ierają próchnicę, odznaczają się znacznie w iększą zaw artością frak cji ciężkiej
su b stan cji organicznej niż fra k c ji lekkiej (tab. 1).
M ożna stw ierdzić, że w glebach ty ch w odróżnieniu od gleb
Z a w a rto ść f r a k c j i w o ln e j i f r a k c j i z w ią z a n e j w s u b s t a n c j i o r g a n ic z n e j g le b C o n te n t o f f r e e and b o u n d er f r a c t i o n i n th e o r g a n ic m a t t e r o f s o i l M iejsco w o ść Kr p r o f i l u G łęb o k o ść p o b r a n ia p r ó b k i Poziom g e n e t y c z n y P r o c e n t wagowy w 3to3u nk u do p r ó b k i w y j ś c io w e j V /eight p e r c e n t i n r e l a t i o n t o a n a l.v z e d sam ple С o gółem P r o c e n t С w s to su n k u do g le b y P e r c e n t o f С i n r e l a t i o n t o s o i l W p r o c e n c ie С ogó łem I n p e r c e n t o f t o t a l С L o c a l it y P r o f i l e No. S a m p lin g d ep th cm G e n e tic h o r iz o n f r a k c j a w o ln a f r e e f r a c t i o n f r a k c j a zw ią z a n a bounden f r a c t i o n IO(а х V ОТ /» w o ln af r a k c j a f r e e f r a c t i o n f r a k c j a z w ią z a n a bounden f r a c t i o n f r a k c j a w o ln a f r e e f r a c t i o n f r a k c j a z w ią z a n a bounden f r a c t i o n V.'ie lą d k i 6 10 - 20 Ai 0 , 4 5 9 9 ,5 5 0 ,7 0 4 0 ,1 5 6 0 ,5 4 8 2 2 ,2 7 7 ,8 35 - 50 0 , 0 0 1 0 0 ,0 0 0 ,2 4 7 0 ,0 0 0 0 ,2 4 7 0 , 0 1 0 0 ,0 65 - 80 Bt g 0 , 0 0 1 0 0 ,0 0 0 ,1 7 1 0 ,0 0 0 0 ,1 7 1 0 , 0 1 0 0 ,0 P ło d o d rz e 11 5 - 2 0 A1 0 , 7 9 9 9 ,2 1 1 ,0 7 5 0 ,1 9 2 0 ,8 8 3 1 7 ,9 8 2 ,1 35 - 45 Ajü 0 , 1 2 9 9 ,8 8 0 ,3 4 5 0 ,0 1 5 0 ,3 3 0 4 , 3 9 5 ,7 60 - 75 M 0 , 0 0 1 0 0 ,0 0 0 ,1 8 6 0 ,0 0 0 0 ,1 8 6 0 , 0 1 0 0 ,0 '.’o r k i - -Vyrki 12 5 - 20 Л1 0 , 6 5 9 9 ,3 5 1 ,0 5 9 0 ,1 3 3 0 ,9 2 6 1 2 ,6 8 7 , 4 45 - 55 A 3s 0 , 0 0 1 0 0 ,0 0 0 ,1 7 0 0 ,0 0 0 0 ,1 7 0 0 , 0 1 0 0 ,0 55 - 75 3 t « 0 , 0 0 1 0 0 ,0 0 , 2 9 3 0 ,0 0 0 0 , 2 9 3 0 , 0 1 0 0 ,0 To 13 5 - 2 5 A1 Ot Q'ć 9 9 ,1 8 0 ,8 1 5 0 ,2 2 5 0 ,5 9 0 2 7 ,6 7 2 ,4 3 0 - 4 5 0 , 1 4 9 9 ,8 6 0 , 2 6 3 0 ,0 1 9 0 ,2 4 5 7 , 2 9 2 ,8 60 - 75 3 t g 0 , 0 0 1 0 0 ,0 0 0 ,2 5 9 0 ,0 0 0 0 ,2 1 9 0 , 0 1 0 0 ,0 K u ź n ic k i i P . S k ło d o w s k i
Próchnica w glebach płowych i wolne Fe i Al 35 cowych, isto tn ą rolę w przem ianach su b stan cji organicznej odgryw a fra k c ja ciężka (związana). W ynika to ze stosunkow o znacznej zaw ar tości, w szczególności w głębszych poziom ach próchnicznych, części ila stych, w a ru n k u ją c y c h tw orzenie się pew nej ilości związków k o m p lek sow ych próchniczno-m ineralnych, ja k rów nież z całokształtu w arun kó w ekologicznych, korzystniejszych — w p orów naniu z glebam i bielicow ym i
— dla rozkładu i h u m ifik acji sub stan cji organicznej świeżej [10].
N ależy tu jed n a k podkreślić, że zarów no rozkład, jak i h u m ifikacja su b stan cji organicznej św ieżej są w ty ch glebach słabsze niż w glebach b ru n a tn y c h w łaściw ych i w czarnoziem ach, poniew aż proces odgórnego oglejenia, zaznaczający się okresow o w g órnych w arstw ach gleb, zm n iej sza w pew nym stopniu ich akty w n o ść biologiczną.
F ra k c ja ciężka w p ro cen tach С ogółem w aha się w poziom ach A 1 od 72,4°/o do 87,4%, w zrastając w poziom ach głębszych do 100%. Z a w artość fra k c ji lekkiej najw iększa je st w poziom ach A lf m alejąc w głęb
szych poziom ach do 0 (tab. 1).
Z aw artość w poziom ach próchnicznych nie w y ek strahow anej części frak cji w olnej su b stan cji organicznej, tzw. reziduum (R), w aha się w poziom ach A 1 badanych gleb od 10,5 do 24,3% w stosunku do С ogółem; m aleje ona w poziom ach A 3g od 5,7-0% w sto su n k u do С ogółem
(tab. 2).
W porów naniu z bielicam i i glebam i b ru n atn y m i kw aśnym i w ysoko górskim i zaw artość R w glebach płow ych odgórnie oglejonych jest k ilk a k ro tn ie m niejsza, nato m iast w porów naniu z glebam i czarnoziem nym i znacznie większa.
D uży w pływ na zaw artość tego rezid u u m su b stan cji organicznej w yw iera jakość szaty roślinnej oraz rodzaj i właściwości fizykochem iczne m ate ria łu glebowego. We fra k c ji lekkiej (poziom A±) zaznacza się znaczna przew aga luźno zw iązanych kw asów fulw ow ych I ek strak cji — Ft nad nieco m niej ru ch liw y m i kw asam i fulw ow ym i II ek stra k cji (tab. 2). We frak cji tej zaznacza się ponadto nieznaczna przew aga kw asów hum ino- w ych I ek stra k cji — Hi n ad kw asam i hum inow ym i II ek stra k cji — H 2.
We fra k c ji ciężkiej (zw iązanej) (tab. 2) przew ażają znacznie kw asy
fulw ow e I e k stra k cji — F3 nad kw asam i fulw ow ym i II ek stra k cji — F4,
jak rów nież najczęściej k w asy fulw ow e F4 n ad kw asam i fulw ow ym i III
ek stra k cji — F 5.
P odobnie dom inują w tej frak cji kw asy hum inow e I e k stra k cji H3
n ad kw asam i hum inow ym i II e k stra k c ji — H4, n ato m ia st kw asy
hum inow e najściślej zw iązane z m ate ria łe m glebow ym III e k stra k cji H5
przew ażają najczęściej nad kw asam i hum inow ym i EU.
H um iny stanow iące nierozpuszczalną część fra k c ji zw iązanej w w y
niku trzech ko lejn ych ek stra k cji (tab. 2) w y stęp u ją w najw ięk szych
со C i
T a b e l a Z a w a rto ść r ó ż n y c h form zw iązków p r ó c h n lc z n y c h w g le b a c h o z n a c z o n y c h m etodą D u ch a u fo u ra i J a o q u ln
C o n te n t o f d i f f e r e n t humus compound fo rm s I n s o i l s d e te r m in e d by th e m ethod o f D u ch a u fo u r and J a c q u in
Poziom g e n e ty c z n y P od z5.ał p o s z c z e g ó ln y c h f r a k c j i w p r o c e n ta c h С ogółem С f r a c t i o n i n g i n % o f t o t a l Kr p r o f i l u P r o f i l e No.
o gółem f r a k c j a w o ln a f r e e f r a c t i o n f r a k c j a zw ią z a n a - bounded f r a c t i o n G e n e tic h o r iz o n T o t a l С сГ, I e k s t r a k c j a 1 s t e x t r a c t I I e k s t r a k c j a U n d e x t r a c t R I e k s t r a k c j a 1 s t e x t r a c t I I e k s t r a k c j a U n d e x t r a c t I I I e k s t r a k c j a I l l r d e x t r a c t Huminy H um ines jj P1 Hi P2 п2 P 3 H3 P 4 H4 P 5 H5 6 A1 0 ,7 0 4 0 , 7 0 , 8 0,2 0,6 1 9 ,9 1 3 .1 1 7 ,5 9 .1 4 ,1 5 ,8 10,8 1 7 ,4 A3g 0 ,2 4 7 - - - - - 1 3 ,8 1 6, 6 8 , 9 12,1 1 5 ,4 3 1 ,2 2,0 Bte 0 ,1 7 1 - - - 4 2 ,1 2 9 ,2 3 ,5 3 ,5 1, 2 2 0 ,5 0 , 0 11 A1 1 ,0 7 5 1,0 0 ,5 0 ,0 0 , 5 1 5 ,9 6 , 1 1 3 ,9 1 8 ,6 4 , 7 10,0 7 . 7 21,1 Aog 0 ,3 4 5 0 ,0 0 , 5 0 , 3 0,6 2 ,9 1 5 ,1 2 9 ,0 1 8 ,5 1 0 ,5 3 ,5 1 6, 8 2 , 3 bxg 0 ,1 8 6 - - - 1 6 , 1 2 6 , 3 1 4 ,0 2 0 ,5 4 , 8 1 7 ,7 0,6 12 Л1 1 ,0 5 9 0 , 7 0 ,8 C ,1 0 , 5 1 0 ,5 2 1 ,5 1 7 ,6 6,2 4 ,4 4 ,1 1 2 ,4 2 1 ,5 A3g 0 ,1 7 0 - - - - - 2 8 ,8 2 4 ,1 8,2 1 9 ,4 4 , 2 1 3 ,5 1,8 Bt g 0 ,2 9 3 - - - 4 5 ,1 4 1 ,1 1.8 3 ,8 2 , 4 5 ,8 0 , 0 13 A1 0 ,8 1 5 1 . 3 1.1 0 ,0 0 , 9 2 4 .3 1 5 ,9 1 2 ,4 6,2 6 , 3 7 , 0 10,2 1 4 ,4 Аз6 0 ,2 6 3 0 , 0 0 ,8 0 , 0 0 , 7 5 .7 4 1 ,1 3 4 ,6 3 , 0 3 ,8 3 .8 6 , 4 0,1 0 ,2 1 9 - - - 2 3 ,7 2 1 ,5 1 .8 4 ,1 1 4 .2 3 4 ,7 0,0 f u l v i c a c i d s i n f r e e f r a c t i o n hum ic a c i d s i n f r e e f r a c t i o n f u l v i c a c i d s i n f r e e f r a c t i o n hum ic a c i d s i n f r e e f r a c t i o n f u l v i c a c i d s i n bounded f r a c t i o n hum ic a c i d s i n bounded f r a c t i o n " resid u um " c o n s t i t u t i n g a n o n - e x t r a c t e d p a r t o f th e bounded f r a c t i o n 1 s t e x t r a c t i o n - Na^PgOy + ïïa 2S0^ s o l u t i o n w it h pH » 7 U n d e x t r a c t i o n - Na^PgOy s o l u t i o n w it h pH = 9 ,8 I l l r d e x t r a c t i o n - 0 ,1 N NaOH s o l u t i o n K u ź n ic k i i P . S k ło d o w s k i F i - k w a s y f u lw o w e w e f r a k c j i w o l n e j H 1 - k w a s y h u m in o w e we f r a k c j i w o l n e j F ^ - k w a s y f u lw o w e we f r a k c j i w o l n e j Я2 - k w a s y h u m in o w e we f r a k c j i w o l n e j ł F - j , F ^ , y ^ - k w a s y f u lw o w e w e f r a k c j i z w i ą z a n e j - к л а э у h u m in o w e we f r a k c j i z w i ą z a n e j R - r e z i d u u m s t a n o w i ą c e n i e w y e k s t r a h o w a n ą c z ę ś ć f r a k c j i w o l n e j I e k s t r a k c j a - r o z t w ó r N a ^ P g O y + N a g S O ^ o pH = 7 I I e k s t r a k c j a - r o z t w ó r N a ^ P 2 0 y o pH = 9 , 8 I I I e k s t r a k c j a - r o z t w ó r 0 , 1 Я NaOH
T a b e l a 3
Sum aryczna z a w a r to ś ć r ó ż n y c h form zw iązków p r ó c h n ic z n y c h w p o s z c z e g ó ln y c h f r a k c j a c h 1 w a r t o ś c i c h a r a k t e r y z u j ą c e h u m if ik a c j y
T o t a l c o n t e n t o f d i f f e r e n t humus compound fo r m s I n p a r t i c u l a r f r a c t i o n s and th e v a l u e s c h a r a c t e r i s t i c f o r h u m i f ic a t i o n Hr pro f i l u Poziom g e n e t y c z n y 0 ogótam
С kwaaów fu lv /o w y c h , hum inov.ych, humin w % Cog С o f f u l v i c a c i d s and hum ic a c i d s and o f
h u m in es o f t o t a l С S t o s u n ek HiF S t o p i e ń h u m l f i-k a c j i Unm4 -P4 P r o cen to w a z a w a r t o ś ć С p o s z o s e g ó ln y c h f r a k c j i w otosu.rłku do g le b y P e i1 c e n t o f С c o n t e n t i n p a r t i c u l a r f r a c t i o n s i n re l a t i o n t o s o i l P r o f i l e Ho. G e n e t ic h o .rizo n T o t a l С f r a k c j a w oln a f r e o f r a c t i o n frakcja z w ią z a n a bounded f r a c t i o r HtP r a t i o Ш2Ш11Х-c a t i o n d e g r e e fre!cc;>. fre-3 I':,'a c t i o nw o ln a / r a k c j a zw iązazia bounded f r a c t i o n %
F 1+P2 H.,+H2 P 3+P4+P5 h3vH4+h5 hum inyhum in es R - 1 2•? H ^ H g P 3+P4+ ? 5 h3+h4+h5 hum inyh u m in es
6 0 ,7 0 4 0 , 9 1 ,4 2 8 ,0 3 2 ,4 1 7 ,4 1 ,1 8 8 0 ,1 o , u u 0 ,0 0 6 0 , 0 1 0 3 ,1 9 7 0 .2 2 У 0 , 1 2 2 A^g 0 ,2 4 7 - - 3 8 ,1 5 9 ,9 2 ,0 1 ,5 ? 1 0 0 ,0 - - 0 ,1 4 8 ■3,094 0 , 0 0 5 Bt * 0 ,1 7 1 - - 4 6 ,8 5 3 ,2 0 , 0 1 ,1 4 1 0 0 ,0 - - - 0 ,0 9 1 0 ,0 8 0 0 , 0 0 0 11 A1 1 ,0 7 5 1 ,0 1 ,0 3 4 ,7 2 6 , 3 2 1 ,1 0 ,7 6 8 4 ,1 0 ,1 7 1 0 , 0 i 1 0 ,0 1 0 0 , 3 7 4 0 , 2 8 3 0 ,2 2 6 A^g 0 ,3 4 5 0 . 3 1 ,1 3 7 ,1 5 6 , 3 2 , 3 1 ,5 3 9 7 ,1 0 ,0 1 0 0 ,0 0 1 0 ,0 0 4 0 ,1 2 8 0 ,1 9 4 0 ,0 0 8 Bt s 0 ,1 8 6 - - 3 4 ,9 6 4 ,5 0 , 6 1 ,8 5 1 0 0 ,0 - - - 0 ,0 6 5 0 ,1 2 0 0 ,0 0 1 12 A1 1 ,0 5 9 0 , 8 1 , 3 3 1 ,8 3 4 ,1 2 1 ,5 1 ,0 8 8 9 , 5 0 ,1 1 1 0 ,0 0 9 0 , 0 1 3 0 ,3 3 8 0 , 3 6 1 0 , 2 2 7 0 ,1 7 0 - - 4 1 .2 5 7 ,0 1 ,8 1 ,3 3 1C 0,0 - - - 0 ,0 7 0 0 ,0 9 7 0 , 0 0 3 Bt « 0 ,2 9 3 - - 4 9 , 3 5 0 , 7 0 , 0 1 ,0 2 1 0 0 ,0 - - - 0 , 1 4 5 0 ,1 4 8 0 , 0 0 0 13 Ai 0 ,8 1 5 1 , 3 2 ,0 2 9 ,1 2 8 ,9 1 4 ,4 1 ,0 1 7 5 ,7 0 ,1 9 8 0 ,0 1 1 0 , 0 1 6 0 ,2 3 7 0 ,2 3 6 0 , 1 1 8 A3® 0 , 2 6 3 0 ,0 1 .5 4 7 ,9 4 4 ,8 0 ,1 0 , 9 7 9 4 , 3 0 ,0 1 5 0 ,0 0 0 0 , 0 0 4 0 ,1 2 6 0 ,1 1 8 0 ,0 0 1 V 0 ,2 1 9 " 3 9 ,7 6 0 , 3 0 , 0 1 .5 2 1 0 0 ,0 — 0 , 0 8 7 0 ,1 3 2 0 , 0 0 0 GO <1 P r ó c łi n ic a w gleb ach p łow ych i wolne Fe i A l
38 F. Kuźnicki i P. Skłodowski
Poziom y B tg ty ch gleb w od różnieniu od B H bielic zaw ierają bardzo
m ałe ilości h u m in albo nie zaw ierają ich w cale [10].
S tosunek kw asów hum in o w y ch do kw asów fulw ow ych H /F (tab. 3) k sz ta łtu je się w ty ch glebach n astęp ująco : w poziom ach A t 0,76-1,18, w poziom ach A 3g 0,97-1,57, a w poziom ach B tg 1,02-1,85, a więc jest podobny ja k w g lebach czarnoziem nych i n iek tó ry ch rędzinach, n a to
m iast je s t około 2-k ro tn ie w yższy niż w bielicach [101,
We w szystkich poziom ach p ró ch n iczn y ch ty c h gleb zaznacza się duża przew aga, około 30-krotna, kw asów fulw ow ych fra k c ji ciężkiej
(F 3 + F 4 + F 5) n a d kw asam i fulw ow ym i fra k c ji lekkiej ( F ! + F 2), ja k rów nież przew aga 3 0 -6 0-k ro tna kw asów h u m inow ych fra k c ji ciężkiej
(H 3+H 4+H 5) n ad kw asam i hum inow ym i fra k c ji lekkiej (H! + H 2) (tab. 3). N ależy tu podkreślić, że w poró w n aniu z badanym i glebam i w a rstw y w ierzchnie bielic zaw ierają w ięcej kw asów fulw ow ych fra k c ji lekkiej
(Fi + F 2) niż kw asów fulw ow ych fra k c ji ciężkiej (F 3 + F 4+ F 5), natom iast
poziomy ilu w ia ln e w poró w n an iu z poziom am i w ierzchnim i są bogatsze
w kw asy fulw ow e fra k c ji ciężkiej (F 3 + F 4 + F 5) [10].
D ane te w skazują, że w p rzy p adk u gleb bielicow ych zachodzi w po ziomie ilu w ialn y m częściowa polim eryzacja niskocząsteczkow ych k w a sów fulw ow ych. S topień h u m ifik acji su b stan cji organicznej w ynosi w b a d anych glebach w A^ — 75-89% (tab. 3); je s t on przeszło d w u k ro tn ie w yższy niż w poziom ach A t bielic o raz nieco m niejszy niż w glebach czarnoziem nych. W ty ch o sta tn ic h stopień h u m ifik acji w aha się w g ra nicach 97-100% .
W ym ienione w yn iki badań, o k reślające zaw artość różnych form
zw iązków próchnicznych i ich w zajem ne zależności (tab. 1, 2, 3) w po
szczególnych poziom ach genety czn ych profilów glebow ych, w skazują na odrębność typologiczną gleb płow ych.
Ilości w olnych form żelaza i g lin u zaw arte w próchnicznych pozio m ach genety czny ch profilów , ja k rów nież stosunek w olnego żelaza i w olnego glinu do w ęgla kw asów fulw ow ych, w y jaśn iają w znacznym stopniu przebieg procesu przem yw ania, n a któoy nałożył się w tych glebach proces odgórnego oglejen ia (tab. 4).
W pierw szej kolejności nastąp iło w b adan y ch glebach znaczne w y ługow anie składników zasadow ych z w ierzchnich do głębszych pozio m ów oraz spiaszczenie w ierzchnich w a rstw w w y n ik u zarów no zjaw isk p ery glacjaln y ch , ja k i przem ieszczenia m echanicznego części ilasty ch w głąb p ro filu pod w pływ em opadów atm o sfery cznych (tab. 4). Część żelaza przem ieszcza się rów nież m echanicznie razem z iłem.
W dalszej kolejności zaznaczyły się w górny ch poziom ach profilów procesy red u k cy jn e, spow odow ane zatrzy m y w an iem w n ich w ody opa dowej. Proces odgórnego oglejen ia w d użym stopniu uruchom ił w ty ch glebach zw iązki żelaza.
S to s u n k i ż e l a z a w o ln e g o i g li n u w o ln eg o do С kwasów fu lw o w y c h , P ^ d » z a w a r to ś ć c z ę ś c i ^ 0 ,0 0 2 mm R a t io o f f r e e ir o n and f r e e a l i ’Tiinium t o С o f f u l v i c a c i d s , pHKC1 , c o n t e n t o f p a r t i c l e s ^ 0 , 0 0 2 mm T a b e l a 4 M iejsc o w o ść L o c a l i t y Nr p r o f i l u P r o f i l e No. Poziom g e n e ty c z n y G e n c tic h o r iz o n Z a w a rto ść c z ę ś c i 0 ,0 0 2 mm C o n te n t o f p a r t i c l e s o f с 0 , 0 0 2 mm PHKC1 Z a w a rto ść w o ln eg o ż e l a z a / Р е / C o n te n t o f f r e e ir o n / F e / % Z a w a rto ść w o ln eg o g l i n u /А 1 / C o n te n t o f f r e e i r o n /А 1 / % P r o cen to w a z a w a r to ś ć С kwa sów fu lw o w y ch w sto su n lcu do g le b y % o f С c o n t e n t o f f u l v i c a c i d s i n r e l a t i o n t o s o i l F e/C m g/g A 1/C m g/g л'i e lą d k i 6 Ai 3 4 ,5 0 , 2 0 0 , 0 7 0 , 2 0 3 985 345 A3® 6 4 ,6 0 ,4 0 0 , 1 5 0 ,1 4 3 2 7 0 3 1 014 Bt « 20 4 . 8 0 , 5 8 0 , 2 3 0 ,0 9 1 63 7 4 25 2 7 P ło a o d r z e 11 A1 4 5 ,9 0 ,2 5 0 , 2 2 0 ,3 8 5 6 49 571 A jg 5 5 , 4 0 ,3 5 0 ,2 9 0 ,1 2 9 2 7 1 3 2248 M 15 5 ,1 0 ,3 1 0 , 1 3 0 ,0 6 5 4769 20 0 0 B ork±-V /yrki 12 A1 6 5 ,5 0 , 3 3 0 , 1 6 0 ,3 4 7 951 461 AjS 7 5 , 7 0 ,1 8 0 , 1 5 0 ,0 7 0 2571 2 1 4 3 V 26 4 ,8 0 ,6 0 0 , 2 9 0 ,1 4 5 4138 20 0 0 Te l a k i 13 A1 2 4 , 3 0 ,2 6 0 , 0 9 0 ,2 4 8 1048 363 Ajg 6 4 , 7 0 , 3 3 0 , 1 7 0 ,1 2 6 1825 1349 V 20 5 ,6 0 , 6 4 0 , 1 4 0 , 0 8 7 7356 1609 CO CO P ró ch n ic a w gleb ach p ło w y c h i wol ne Fe i A l
40 F- Kuźnicki i P. Skłodowski
i „ ru c h liw e ” związki kom pleksow e żelazo- i glino-hum usow e, o d g ry w ają
w procesach glebotw órczych olbrzym ią rolę [1, 11].
B adania lab o ra to ry jn e i e k sp ery m en taln e prow adzone przez w ielu badaczy w różnych k ra ja c h w y jaśn iły w du żym stopniu m echanizm tw orzenia się ty ch połączeń w zależności od w aru n k ó w ekologicznych [1, 2, 4, 13, 14].
Z naszych badań [8, 9, 10] w ynika, że w procesie bielicow ania duże
stosunkow o ilości kw asów fulw ow ych w w arstw ach w ierzchnich wiążą żelazo i glin. Tw orzą się w tym p rzy pad k u łatw o rozpuszczalne związki kom pleksow e zarów no ty p u chelatów , w k tó ry c h żelazo i glin (Fe2+ i A13J~) w ystęp u ją w ich części anionow ej, ja k rów nież kom pleksow e związki m niej ru ch liw e i łatw iej ulegające strącen iu , w k tó ry c h żelazo i glin w y stęp u ją w postaci w ym iennej — w odorotlenków żelaza i w odorotlen
ków glinu [4., 11]. Ta d ru ga form a połączeń jest m niej stabilna: strą c ają
się one w poziomie iluw ialnym , odznaczającym się w glebach bielicow ych w porów naniu z w arstw am i w ierzchnim i w yższym pH oraz obecnością nieco w iększych ilości kom plek su jący ch jonów Ca2+.
S tosunek żelaza wolnego, jak rów nież glinu wolnego do w ęgla k w a sów fulw ow ych we w szystkich próchnicznych poziom ach różnych gleb stanow i k ry te riu m ich typologii.
Bardzo jaskraw o p rzed staw iają się te stosunki w glebach bielicow ych, b ru n a tn y c h i rdzaw ych w ytw orzonych z piasków [9], a rów nież w gle bach płow ych odgórnie oglejonych, opisanych w niniejszej pracy. W tym o statn im przypad k u in te rp re ta c ja w yników jest inna, poniew aż badane gleby są w ytw orzone z piasków zw ałow ych na glinie zw ałow ej i w róż n ym stopniu oglejone w w arstw ach górnych.
Znaczne uruchom ienie żelaza jest przede w szystkim w ynikiem tw o rzenia się w tych glebach w środow isku red u k c y jn y m ru ch liw y ch po łączeń p róchniczno-m ineralnych, w k tó ry ch składnik ten z n ajd u je się w form ie k ation u F e2+ w ew n ątrz m olekuły organicznej. Tego rodzaju połączenia odznaczające się dużą ruchliw ością noszą nazw ę połączeń anionow ych (chelatow ych). Podobne połączenia przy pH poniżej 5 tw o rzyć mogą rów nież katio n y A l3+ [4, 5, 11].
Ilości glinu wolnego są we w szystkich poziom ach genetycznych tych gleb znacznie m niejsze niż żelaza wolnego (tab. 4).
W glebach płow ych odgórnie oglejonych n astęp u je w o k resach su ch szych strącan ie się w górnych poziom ach glebow ych zw iązków żelaza
(ÏTe2+ F e3+). Tw orzą się obok jasn y ch plam i sm ug c h a rak tery sty czn e
drobne k o n k recje żelaziste [6, 12]. N ależy tu zwrócić uwagę, że w gle
bach ty ch — w od różnieniu od gleb bielicow ych — w ysokie stosunki żelaza w olnego i glinu w olnego do С kw asów fulw ow ych są w ynikiem m iędzy innym i m niejszej stosunkow o ilości kw asów fulw ow ych niż kw asów hum in ow y ch (H /F powyżej 1).
Próchnica w glebach płowych i wolne Fe i Al 41 (Fe2+ -> F e3+) w okresach większego dostępu pow ietrza je st w ynikiem m iędzy innym i tzw . biodegradacji, a więc u b y tk u anionów kom plek su jących [4].
W zakończeniu należy stw ierdzić, że proces odgórnego oglejenia, n a k ład ający się w badanych glebach n a proces przem yw ania, w pływ a w znacznym stopniu na całokształt ich w łaściw ości fizykochem icznych,, a m iędzy innym i n a przem iany su b stan cji organicznej.
L IT E R A T U R A
[1] A l e k s a n d r o w a L.: S o w riem ien n y je p ried sta w len ia o prirodie g u m u so - w y c h w iesz c z e stw i ich o rg a n o -m in iera ln y ch p roizw odnych. P ro b lem y P ocz- w o w ied . Izd. A N SSSR , M oskw a 1962.
[2] В r u с к e г t S., M e t с h e М.: D y n a m iq u e du fer et de ra lu m in iu m en m ilieu podzolique: C a ractérisation des com p les o rg a n o m éta liq u es des ho rizon s spodiques. B u lle tin d e LE N .S.A .L .A . de N an cy, t. 14, F ase II, 1972,. 263-273.
[3] D u c h a u f o r Ph.: A tla s éco lo g iq u e d e s sols du m onde. P aris 1976, s. 178. [4] D u c h a u f o u r Ph.: L ’év o lu tio n des sols. M asson et Cie. E d iteurs, P aris
1968, s. 94.
[5] D u c h a u f o u r Ph.: P éd ologie. 1. P éd o g en ese et cla ssifica tio n . M asson, Paris 1977, s. 477.
[6] K o n e c k a - B e t l e y K. , B o r e k S., C z a r n o w s k a K., K ę p k a M. , K r ó l o w e H. , Ł a k o m i e ć I., K o b y l i ń s k a J.: W p ływ procesu o d górn ego o g lejen ia na k szta łto w a n ie się g leb w y tw o rzo n y ch z g lin y zw a ło w ej. Rocz. glebozn. 21, 1970, 1, 22-50.
[7] K o n e c k a - B e t l e y K.: Z agad n ien ie żelaza w procesie gleb otw órczym . Rocz.. glebozn. 19, 1968, 1.
[8] K u ź n i c k i F., S k ł o d o w s k i P.: W p ływ procesów gleb otw órczych na zaw artość żelaza i g lin u w k o m p lek sach p róch n iczo-m in eraln ych . Rocz. glebozn. 20, 1968, 1, 3-23.
[9] K u ź n i c k i F., S k ł o d o w s k i P.: S to su n ek żelaza w o ln eg o do w ę g la k w a só w fu lw o w y c h w gleb ach p ia sk o w y ch jako jed n o z k ry terió w ich ty p o logii. Rocz. glebozn. 28, 1977, 1, 107-116.
[10] K u ź n i c k i F., S k ł o d o w s k i P.: P rzem ian y su b sta n cji org a n iczn ej w n iek tórych typ ach g leb P olsk i. Rocz. glebozn. 19, 1968, 1, 3-25.
[11] M u s i e r o w i c z A.: P róch n ica gleb. W yd. II, PW RiL, 1964, s. 106.
[12] M ü c k e n h a u s e n E.: D er W a ssera n sh a lt der P seu d o g ley e und d essen B ed eu tu n g fü r d ie P fla n ze-V erh a n d lu n g en . II und IV K om is. Internat. B o- d enkund. G esellsch a ft, H am burg 1958, s. 105-111.
[13] S a p e k A.: R ola k o m p lek so tw ó rczy ch su b sta n cji h u m u so w y ch w p ro cesie b ielico w a n ia . St. Soc. Sei. For. 7, 1971, 5, 1-93.
[14] S c h n i t z e r M.: R eaction s b e tw e e n fu lv ic acid a soil h u m ic com pound a n d in organ ic s o il con stitu en ts. Soil. Sei. Soc. A m er. Proc. 33, 1969, 75-81.
42 F. Kuźnicki i P. Skłodowski ф. к у з ь н и ц к и, п. с к л о д о в с к и С О Д Е РЖ А Н И Е Р А З Л И Ч Н Ы Х Ф О РМ ГУМ У СО ВЫ Х СОЕДИН ЕН ИЙ В Л Е С С И В И РО В А Н Н Ы Х П О ВЕРХ Н О С ТН О ОГЛЕЕНН Ы Х П О Ч В А Х П РИ УЧЕТЕ С О Д Е Р Ж А Н И Я В Н И Х СВОБОДНОГО Ж Е Л Е З А И СВОБОДНОГО А Л Ю М ИН И Я Л аборатория почвоведени я И нститута х о зя й ст в ен н ой геодези и , В арш авская поли техн и к а Р е з ю м е В статье п риведены р езу л ь та ты ф рак ц и он н ого ан ал и за и экстрагирования органического вещ ества (по м етоду D u ch au fou r и Jacquin) в о б р а зц а « отобран ны х и з п ерегнойны х ген ети ч еск и х горизонтов п р оф и л я л ессиви рованны х (нсев- доп одзол и сты х) пов ерхн остн о огл еен н ы х почв (табл. 1, 2, 3) при учтении н е которы х и х ф и зи к о -х и м и ч еск и х свойств (табл. 4). Р езул ь т аты и вы воды и з п р ов еден н ы х и ссл едован и й сл едую щ и : О рганическое вещ ество н а х о д я щ ееся во в с е х п ер егн ой н ы х ген ети ч еск и х го р и зон тах почв отли чается вы сш им со д ер ж а н и ем ф рак ц и и т я ж ел о й , чем ф рак ц и и легкой. Т я ж ел а я ф ракция , в ы р аж аем ая в п р оц ен тах общ его углерода, варьирует в гор и зон тах A t в п р ед ел а х от 72 до 87%, повы ш аясь в бол ее гл у б о к и х г о р и зон тах до 100%. С одер ж ан и е легкой ф р ак ц и и сам ое вы сокое в гор и зон тах A t ; оно ум еньш ается в более г л убок и х гор и зон тах до н уля. С одер ж а н и е в гор и зон т ах А ± н еэк страги руем ой ч асти свободн ой ф рак ц и и T.IH. „rezidu u m “ (R) знач и тельн о м ен ь ш е, чем в п о д зо л а х , но н а много больш е чем в чернозем ах. С одерж ан и е гуминов наибо'льше в гори зон тах А и но горизонты B tg , в о т личие от горизонтов В н п одзол ов , со д ер ж а т лиш ь н ебол ь ш и е количества гум и нов или д а ж е не со д ер ж а т и х вовсе. С оотнош ен ие гуминовых к и сл от к ф у Львовым H :F (табл. 3) в гор и зон тах А 1 и B tg с х о д н о «с и х соотнош ением в черн озем н ы х почв ах, превы ш ая по б о л ь ш ей части 1. В о в сех п ерегнойны х гор и зон тах отм ечается п одав ля ю щ ее п р ев осходств о суммы ф у Львовых ки сл от т я ж ел о й ф р ак ц и и (F3+ F 4+ F 5) н а д суммой ф у Льво вы х кислот ф р ак ц и и легкой ( F j + F 2), а т а к ж е п рев осходств о суммы гум иновы х кислот т я ж ел о й ф рак ц и и (Н3+ Н 4+ Н 5) н ад суммой гум иновы х кислот легк ой ф р ак ц и и (H j+H g) (табл. 3). Степень гум иф и к ац и и органического вещ еств а в гор и зон тах А х очень в ы со кая, она д в а ж д ы вы ш е, чем в гор и зон т ах A t п одзол ов и лиш ь немного н и ж е , чем в чер н озем ах. В ы сокие соотнош ения свободного ж е л е за и свободного алю миния к угл ер о д у (с) ф ул ь в ов ы х кислот (табл. 4) это п осл едстви е относительно меньш его к о л и чества ф у л ь е о в ы х кислот, чем гум иновы х кислот (H :F вы ш е 1). Зн ачи тельн ая п одв и ж н ость ж е л е з а я вл яется п р е ж д е всего резул ьтатом образования в в осста новительной ср е д е эти х почв п о д в и ж н ы х гум усово-м и н ер альн ы х соеди н ен и й , где этот элем ент н аходи тся в ф о р м е катиона F e2^- вн утри орган и ческ ой мо лекулы . П одобн ы е соеди н ен и я анионов (хелаты ) могут образовы вать т о ж е кационы A l^ при pH н и ж е 5. В ы п аден и е в осадок легкорастворим ы х ф ор м со еди н ен и й дв ухв ал ен тн ого ж е л е з а ( F e ^ - ^ F e 8*) в п ер и од ах л уч ш ей аэраци и является резул ь татом м е ж д у прочим т.наз. биоделрадации, а стало быть, убы тка ком плексирую гцих анионов.
Próchnica w glebach płowych i wolne Fe i Al 43 Р езул ьтат ы исследований, оп редел яю щ и е -содерж ание р азл и ч н ы х ф о р м г у м усовы х соеди н ен и й и и х взаим озависим ость в от дел ь н ы х г ен ети ч еск и х гор и зо н т а х почв ен н ы х п р о ф и л ей подчерк иваю т ти п ологи ческое св оеобр ази е л есси - вированны х почв. F . K U Ż N IC K I, Р . S K Ł O D O W S K I
CO N TENT OF V A R IO U S FORM S OF H U M U S S U B ST A N C E S IN PSEU D O G LE Y ED L E SSIV É S SO IL S W ITH REFERENCE TO THE CON TEN T OF FREE IRON A N D
FREE A L U M IN IU M
S oil L aboratory, D ep artm en t o f A p p lied S u rv ey in g , W arsaw T ech n ical U n iv ersity
S u m m a r y
In the paper resu lts of the a n a ly sis (according to the D uch au fou r and Jacquin's m ethod) o f sa m p les of fra etio n ed and ex tra cted organic m atter, tak en from hum us g en etic horizons of p ro files of p seu d o g ley ed le s siv é s so ils {T ables 1, 2, 3), w ith referen ce to som e of th eir p h y sico -ch em ica l prop erties (T ab le 4), a re presented. The resu lts and con clu sion s of th e in v e stig a tio n s are as fo llo w s:
O rganic m atter con tain ed in a ll h um us g en etic horizons o f so ils ch aracterizes itse lf w ith h igh er consent of h ea v y than of lig h t fraction . T he h ea v y fraction , in % of total C, v a r ie s in A 1 h orizon s w ith in 72-87%, in crea sin g in d eep er horizons up to 100%.
T he lig h t fra ctio n con ten t is th e h ig h e s t in A ± horizons, d ecreasin g in deepetr horizons to 0.
T he co n ten t in A 1 horizons of n a n -e x tr a c te d part of th e free fraction , so- -ca lled „resid u u m ” (R) is m uch less as com pared w ith ch ernozem s.
T he co n ten t o f b u m in es is the h ig h est in A 1 horizons, w h erea s in B tg horizons, d ifferen tly as in B H horizons of podzol®, v e r y lo w a m ou n ts o f h u m in es are con tain ed or are not con tain ed at all. T he ratio of h u m ic a cid s to fu lv ic acids H : F (T able 3) in A 1 an d B tg horizons is sim ila r a s in chernozem s, b ein g u su a lly higher 'than 1.
In a ll hu m u s horizons a co n sid era b le p red om in an ce o f th e sum o f fu lv ic acids of h e a v y fra ctio n (F3+ F 4+ F 5) over the sum of th ose o f lig h t fra ctio n (F j+ F g ) as w ell as a p red om in an ce o f th e su m o f h u m ic acid s of h ea v y fra ctio n (H 3+ H 4+ H 5) over th e sum o f th ose o f lig h t fra ctio n ( H j + H ^ (T able 3) h a s b een found.
T h e h u m ifica tio n d egree of organic su b sta n ce in A ± horizons is v e r y high, m ore th an tw o fo ld h igh er th an in A 1 horizons of podzols an d so m e w h a t low er than in chernozem s. H igh ratios of free iron and fr e e a lu m in iu m to С of fu lv ic acids (T able 4) a re conn ected , am on g oth er things, w ith .relatively le ss am ou n t of fu lv ic than b u m ic acid s (H : F ratio m ore than 1). A strong m ob ilization of iron is, first o f all, a co n seq u en ce o f th e fo rm a tio n in th ese so ils, in th eir red u ction m edium , o f m ob ile h u m o u s-m in era l com pounds, in w h ich this e lem en t occurs in th e form o f F e2+ ca tio n w ith in th e organic m olecu le. S im ilar a n ion (ch elatic) com pounds can also form A l8+ cation s at pH b e lo w 5.
44 F. Kuźnicki i P. Skłodowski
P recip ita io n of rea d ily so lu b le form s of b iv a le n t iron com pounds {F e2+ -* F e 3+) in periods of b etter air a ccess occurs, am ong other things, in con seq u en ce of the so -ca lled biod égrad ation , i.e. d im in u tion o f co m p lex in g anions.
The in v estig a tio n s d eterm in ed the con ten t of va rio u s form s of hu m u s com pounds and their m u tu a l r ela tio n sh ip s in p articu lar gen etic horizons of soil p rofiles, w h a t proved a ty p o lo g ica l sep a ra ten ess of soils le ssiv é s.
P r o f . d r h a b . ^Fran ciszek K u ź n i c k i I n s t y t u t G e o d e z j i G o s p o d a r c z e j P o l i t e c h n i k i W a r s z a w s k i e j
