Wpływ wilgotności i zawartości powietrza na mineralizację azotu w glebach torfowych

R O C Z N I K I G L E B O Z N A W C Z E , T. X I X , D O D A T E K , W A R S Z A W A 1968

H EN R Y K FR Ą C K O W IA K

IN FLU EN C E O F M OISTU RE AND A IR CONTENTS

ON M IN ER A LIZA TIO N OF NITROGEN IN PEA T SO ILS

In stitu te of A g ricu ltu re M elioration and G rasslan d C u ltivation , L ocal R esearch B ranch, B yd goszcz

IN T R O D U C TO R Y R EM A R K S

The process of n itrogen m in eralizatio n in organic soils depends on the

in flu ence of th e soil en v iro n m en t an d w e a th e r conditions. A ppreciation

of th e in flu en ce of th e p a rtic u la r ecological factors upon th e in te n sity

of th e m in eralizatio n process is still d o u b tfu l even as fa r as th e m o istu re

an d a ir co n ten ts of the soil are concerned. T h ere exist opinions sta tin g

th e positive in flu en ce of th e soil m o istu re upon nitro g en m in eralizatio n

[4, 12] as w ell as some observations suggesting th e lack of a n y d istin ct

co rrelatio n in th is field [2, 3, 9]. On th e c o n tra ry , th e resu lts of c ertain

researches prove th e co rrelatio n to be negative [7]. A few au th o rs suggest

ap p ro x im ate values of th e optim um h u m id ity for n itro g en m in eralizatio n

in p eat soils [1, 6], w hile oth ers do not a tte m p t to d eterm in e the o ptim u m

h u m id ity considering it e x tre m e ly com plicated [8]. It is g e n e ra lly

assum ed th a t th e increase of air co n ten t is a stim u la tin g facto r in th e

n itro g en m in eralizatio n process w hile a lack of aeratio n ap pears to be

a d epressing facto r [1, 10]. H ow ever, g en eralization of th is problem tak e

into account th e specific soils conditions.

O ur lo n g -term field and lab o ra to ry e x p erim en ts on peat and m uck

soils p erm it to a tte m p t an ex p lan atio n of th e above m entio ned problem s,

w hile considering degree of p eat decom position i.e. degree of progress of

m u ckform in g process and th e n u trie n t content.

L O C A TIO N A N D M ETH ODS

In v estig atio n s on th e in flu en ce of m o istu re and a ir co nten ts on m in e­

raliza tio n of n itro g en com pounds w ere c a rrie d out on a few m eadow s

w ith p eat an d m uck soils decom posed in vario u s degrees (various m uck-

-soils), in th e Bydgoszcz C anal V alley from 1956 to 1964. Som e of th e

p h y sical an d chem ical c h a ra c te ristic s of th e soils a re show n in Tab. 1.

The m eth o d adop ted in th e in v estig atio n p e rm itte d d ire c tly (w ithout

incubation) to d e te rm in e chem ically th e in cre m e n ts of m in e ral n itro g en

in field conditions p er u n it of tim e. The prin ciple of the m ethod, discussed

in sev eral p apers [1, 2, 8, 10, 11] is to in d icate the d ifferences in th e

co n ten t of m in e ra l n itro g en a t in te rv a ls of a few days w hen th e p lan t

roots w ere isolated an d th e soils e n su red ag ainst leaching (by m eans of

u n ta rre d roofing paper). M ultiple d e te rm in a tio n s of th is kind in th e

vegetation p erriod provide a fa irly clear p ictu re of th e m in eral n itrog en

in crem en ts as an effect of th e am m onification an d n itrific a tio n processes.

M ineral n itro g en w as d e te rm in e d in th e l :°/o K 2S 0 4 e x tra c t, am m onium

n itro g en by titra tio n a fte r d istillatio n in th e P a rn a s a p p a ra tu s, n itra te

n itro g en co lo rim etrically using C olem an’s sp ectro ph oto m eter by th e

p h enoldisulphonic acid m ethod. O nly deionized w a te r w as used for th e

analy ses (A m berlite and Dowex).

T a b l e

1

The oven m etho d w as adopted to d eterm in e th e soil m oisture co n ten t

p a ra lle l to th e in v estigation of th e m in eralizatio n process. T he a c tu a l a ir

co n ten t w as m easu red by N itzsch ’s p n eu m atic pycnom eter.

M ineral fertiliz e rs w ere added d u rin g th e e x p e rim e n t as follows:

N — 60 kg, P 20 5 — 55 kg, K 20 — 80 kg/ha. D urin g fertilizin g irrig a tio n

th e average am o un ts of in tro d u c ed com ponents w ere ap p ro x im ate ly as

follows: N — 100 kg, P 20 5 — 35 kg, K 20 — 120 kg/ha.

In flu e n c e of m o istu re and air con ten ts 177

D IS C U S S IO N OF THE R ESEA R C H R E SU L T S

The in flu ence of th e k in d of soil an d p la n t cover upon th e course

of th e m in eralizatio n process should not be overlooked w hile considering

th e in flu ence of th e soil m o istu re an d a ir co n ten t upon th e d ynam ics

of th e m in e ral n itro g en increm en ts.

The o ptim um m o isture co n ten t is d iffe re n t for various kind s of peat

an d th is is due to its degree of decom position. Besides, the o ptim um

h u m id ity is often d ifficu lt to d etect because it is “m ask ed ” b y e ith e r

ecological o r agrotech nical factors.

D epressing effects of excessive h u m id ity w ere com p arativ ely easily

tra c ed in th e p re se n t rese a rc h (it is m ore d istin ct in th e soils w hich are

poorer in n u trie n ts). The ra te of m in eralizatio n d istin cly decreased w h en

m o istu re co n ten t exceeded 90% of th e m ax im u m w a te r-h o ld in g capacity.

T his exceeded w as p a rtic u la rly expressed by a v e ry w eak in te n s ity of

n itrific a tio n .

T a b l e

2

Optimum moisture content of peat muck s o i l

for nitrogen mi neral izati on processes

S o i l

Ammonificat ion

N i t r i f i c a t i o n

% moisture content r e l a t i v e to

maximum water capacity

S l i g h t l y

mucked

peat

85 - 95

75 - 90

Strongly

mucked

peat

75 - 90

b5 - 35

An a tte m p t has been m ade to defin e th e optim um values of th e

m o istu re co n ten t of th e soil in rela tio n to th e h u m id ity in field conditions

on th e basis of d etailed an alysis of m in e ral n itro g e n in crem en ts. To

sim plify, th e soils have been divided in to tw o groups only, n am ely one

w ith a low an d a n o th e r w ith a high d egree of p eat decom position (Tab. 2).

For the soils w ith low degree of decom position re su lts o btained d u rin g

th e in v estig atio n come n e a r to Ś w i ę t o c h o w s k i ’ s optim um d a ta [1]

for w eak ly m in eralized fibrou s sedge p eats (86—89% of m ax im u m w a te

-holding capacity). The op tim um values, for th e soils h ig h ly m ucked, are

low er by 5— 10%, w h ich should be considered as th e effect of the decrease

of th e m ax im u m w a te r-h o ld in g cap acity due to the developing of m uck-

-form ing-process. Soils rich in n u trie n ts have h ig h er optim um values of

m o isture by 5— 10%.

F u rth e r ex p e rim e n ts w ere u n d e rta k e n to com pare tw o rese a rc h places

s itu a te d on stro n g ly decom posed an d eq u ally irrig a te d soils. To one of

th em fertilizin g irrig a tio n by m u n icip al sew age w as applied in tro d u cin g

a co nsiderable q u a n tity of m in e ral salts. The o th er place w as supplied

w ith w a te r only. The re su lts agree w ith th e conclusion th a t th e seasonal

level of th e n itrogen m in eralizatio n w as h ig h er in th e place poorer in

n u trie n ts assum ing sim ilar m oistu re and air co n ten t and w e a th er con­

ditions for both rese a rc h places. S im ilarly , a h ig h er level of m in eralizatio n

w as noted in th e com bination w ith o u t fertiliz in g in th e case of an o th e r

place situ a te d on w eak ly m ucked soils b u t in alm ost id en tical m oistu re

conditions. The reason for th is p ro b ab ly th e w eak er sod form ation of poor

e x p e rim e n tal places an d consequ en tly , g re a te r isolation and hig h er soil

te m p e ra tu re s favo u ring m ineralizatio n. M oreover, an in su fficien t am o un t

of n u trie n ts (potassium , ph osphorus etc.) m ay by a facto r “fo rcin g” m icro-

-organism s to m ore in ten siv e decom position of the organic substan ces in

o rd er to obtain th e n u trie n ts. T h at resu lts in the discharge of a con­

siderable am ou nt of nitrogen.

The sam e rese a rc h places served to conduct in v estig ation s show ing

th e influen ce of air co n ten t upon th e d ynam ics of the n itrific a tio n p ro ­

cesses. It has been proved th a t th e hig h est sim ple positive co rrelation

occurs on th e poor and w eakly m ucked places (tab. 4). C orrelation is

e ith e r vague or n o n -e x ista n t in fertilized soils or irrig a te d w ith w a te r

e n rich ed by sewage.

In 1963, a y e a r of lim ited rain fall, inv estig atio n w as conducted on the

in flu ence of m oisture at d iffe re n t levels of ground w a te r on w eakly

m ucked soils. T hro ugh o ut the w hole course of the in v estig ation a c tu a l

co n ten t of N -N H 4 w as the h ig h est in th e place w ith shallow g ro und

w ater. In addition, in crem en ts of th a t form of n itro g en w ere h igh est

in th e spring. C h a ra cte ristic d iffe re n tia tio n took place in th e N - N 0 3

increm en ts, n am ely in spring (Tab. 5) th e m ost in ten siv e n itrific a tio n w as

n o ted w ith th e deep d rain ag e (low er m o istu re an d h ig h er air contents)

w hile in su m m er th e sam e o ccu rred w ith shallow g round w a te r (higher

m o isture, low er air contents).

The special n itro g en m in eralizatio n research es p erf orm ed in tw o lay ers

of soil, su p p o rt th e conclusions th a t average m in e ral n itro g en in crem en ts

a re m ore in ten siv e in spring on a level of 5— 10 cm and in a u tu m n on

th e level of 15—20 cm (Tab. 6) due to b e tte r m oisture conditions.

T a b l e 3 Nitrogen mi n e r a l i s a t i o n in i r r i g a t e d peat s o i l s , s t r ongl y decomposed

Object Annual quantity of mineralized nitrogen in kg/ha in the laye r 0-10 cm % of annual nitrogen m i n e r a l i z a t i o n m r e l a t i o n to t o t a l N

minimum maximum minimum maximum

I rri gated with i n f e r t i l e r i v e r water 85 185 0. 8 1.7

I rri gated with r i v e r water enriched by

municipal sewage v_ n о 93 0. 4 0 . 7 In fl u e n c e of m o is tu r e an d air c o n te n ts 179

T a b l e 4 C o r r e la tio n o f the a ir c o n ten t in s o i l w ith the i n t e n s i t y o f n i t r i f i c a t i o n

S o i l Combination C o e f f ic ie n t o f Average c o e f f i c i e n t o f c o r r e la t io n r e g r e sio n c o r r e la t io n P eat s o i l - r e e d -se d g e -p e a t in the i n i t i a l sta g e o f muck form ing p r o c e ss (open peat la y e r ) NPÜ. f e r t i l i z i n g 0 .2 6 0 . 1 9 0 . 5 0 * W ithout f e r t i l i z i n g 1. 2 4* 0.8 0* Muck s o i l - r e e d -ee d g e p e a t s l i g h t l y decomposed PX f e r t i l i ­ z in g Open p eat d e p o s it 0 . 7 1 * 0 . 8 5 * Former p ea t l e v e l 0.01 0.01 Muck s o i l - r e e d - so d g e -p e a t s t r o n g ly mucked /w ith o u t f e r t i l i z i n g i r r i g a t i o n / Without i r r i g a t i o n 0 . 7 4 * 0 . 4 5 * 0 .4 7 * C a p illa r y e s c e n s ic n i r r i g a t i o n 0 . 3 9 * 0 . 4 8 F lo o d in g i r r i g a t i o n 0. 63 * 0 . 6 9 * 0 . 1 4 Muck s o i l se d g e -r e e d -p e a t s tr o n g ly mucked C a p illa r y a sc e n sio n i r r i g a t i o n 0.01 0.0 2 F lo o d in g i r r i g a t i o n 0 . 2 3 0 . 3 3 * - r e g r e s s io n c o r r e la t io n c o e f f i c i e n t s are s i g n i f i c a n t at p - 0 . 0 5

T a b l e

5

Average c o n te n t and increm ent o f the m in era l n itr o g e n in k g /h e c ta r e in the la y e r 0 -1 0 cm w ith d i f f e r e n t d rainage in s l i g h t l y mucked s o i l s

S p r in g Summer D r a in a g e n-nh 4 N-NO3 N-NH^ N-NO3 A c t u a l c o n t e n t 24-h o u rs in c r e m e n t A c t u a l c o n t e n t 24-h o u r s in c r e m e n t A c t u a l c o n t e n t 24 -h o u r s in c r e m e n t A c t u a l c o n t e n t 24-h o u r s in cr e m en t S h a llo w 6 . 9 0 . 1 5 2.1 0 . 0 3 5 . 5 0.0 6 1.8 0 . 2 5 M id d le d eep 6.1 0 . 0 5 1.8 0 . 0 5 4 . 7 0.2 2 1 . 7 0.11 Deep 4 . 1 0 . 0 4 2 . 4 0 . 1 1 3 . 1 0.21 1.1 0.06 C O N C L U SIO N S

In flu en ce of m o istu re an d air co n ten t on th e m in eralizatio n of nitro g en

organic com pounds is conditioned by th e d egree of peat decom position

an d by th e stock of p la n t n u trie n ts in th e soil.

In flu e n c e of m o istu re and air con ten ts 181

Soil h u m id ity exceeding 90% of m ax im u m w a te r capacity does not

have a depressing effect on th e processes of am m onification b u t effe c ti­

vely im pedes th e process of n itrific a tio n . D epressing influ en ce of excess­

ive h u m id ity on th e course of m in eralizatio n of n itrogen is m ore in te n ­

sive in spring.

T a b l e

6

Nitrogen mineralization in the peat s o i l

in two d iffe re n t layers

Depth of the

investigated

Average 24 hours increments of

mineral nitrogen in kg/hectare

in the layer 0-10 cm

eayer in cm

Early Spring

Late Summer

5-10

0.35

0.20

15-20

0.22

0.46

The op tim u m m o istu re c o n ten t of soil in th e w eak ly m ucked p eats

ranges betw een 85— 95% for th e process of am m onification a n d 75— 90%

for th e process of n itrific a tio n . In case of stro n g ly m ucked soils, th e

o p tim um m oistu re w as low er b y 5— 10%. On th e c o n tra ry , th e optim um

h u m id ity w as h ig h er b y 5— 10% for th e soils ric h in n u trie n ts.

A t a sim ilar m oistu re co n te n t in fertiliz e d soils (or those irrig a te d

w ith w a te r en rich ed b y sewage) low er in te n sity of nitro g en m in e raliz a tio n

in com parison to th a t of u n fe rtiliz e d soils w as observed.

S im ple positive co rrelatio n b etw een a ir co n ten t in the soil an d th e

n itrific a tio n process took place only in th e u n fe rtiliz e d sites w hich a re

poor in n u trie n ts . T his c o rrelatio n w as m ore d istin ct in less m uck ed p e a t

soils th a n in stro n g ly m ucked ones.

In sp rin g th e m ost in te n siv e n itrific a tio n occurs w ith deep d rain a g e

w hile in su m m er th is occurs w ith a shallow gro u n d w a te r level. The

m in e ra l n itro g en in cre m e n ts in sp ring are m ore in te n siv e on th e level

of 5— 10 cm, w hile in late su m m er on th e level of 15— 20 cm.

R EFEREN CES

[1] B a c S., Ś w i ę t o c h o w s k i В.: Roczn. N auk R oln. i L eśn., 1934, v. 32, 1— 24. [2] F r ą c k o w i a k H.: R oczn. N au k R oln., v. 72, 1957, series F, z. 2, 793— 816. [3] F r ą с к o w i а к H.: Z eszy ty P roblm . P ost. N auk R oln., z. 34, 1962, 69— 82. [4] F r e г с к s W.: Z. P fl. D üng. B oden k u n ., v. 66, 1954, No. 1, 39— 54.

[5] H e b e r t J.: VII K ongr. G lebozn. w M adison, v o l. 2, 1960, 11-12, p. 82— 90. 16] H u p p e r t V., B u c h n e r A.: Z. P fla n . D üng. B odenkun., v. 60, 1953, 62— 92. [7] M i d d e 1 b u r g H. A.: Z. P fla n . D üng. B oden k u n ., vol. 84, 1959, 93— 98. [8] R e i n e k e R.: Zentr. B akt. Par. Inf. II, v ol. 81, 1930, 210— 220.

[9] S c h o e n b o r n A. , B e r t e l j s M e n s c h o j A.: Z. P flan ., D üng. B odenkun., vol. 34 A, 1934, 181— 196.

[10] Ś w i ę t o c h o w s k i В.: Roczn. N auk R oln. i L eśn., 1933, vol. 33, 33— 49. [11] Ś w i ę t o c h o w s k i В.: Zentr. B akt. Par. Inf. Ryg1. II, vol. 116, 1963, 259— 267. [12] T h e m l i t z , I s h a k o g l u O.: Z. P fl. D üng. B od enkun., vol. 96, 1962, 126— 139.

H . F R Ą C K O W I A K

L ’IN FLU E N C E DE L ’H U M ID IT É ET DE L A TEN EU R DE L ’A IR SU R LA M IN É R A L ISA T IO N D E L ’AZÖ TE D A N S LES SO L S T O U R B E U X

I n s t i t u t d ' A m é l i o r a t i o n e t d e s H e r b a g e s S e c t i o n R e g i o n a l e d e s R e c h e r c h e s à B y d g o s z c z

R é s u m é

A u cours des an n ées 1956— 1964 on a e ffe c tu é des étu d es ta n t au x cham ps q u ’au lab oratoire sur l ’in flu e n c e de l ’h u m id ité et de la ten eu r de l ’air su r l ’in te n sité d e la m in éra lisa tio n de l ’azote dans le s sols tou rb eu x, u tilisé s com m e p rairies. L es p rop riétés p h y siq u es et ch im iq u es des sols étu d iés so n t p résen tées dans la ta b le 1.

On a ap p liq u é dans ces rech erch es la m éth o d e de d éterm in a tio n ch im iq u e d irecte (sans in cu b ation ) des a ccro issem en ts de l ’azote m in éra l dans une u n ité de tem p s dans des con d ition s du sol en p la ce p en d a n t la p ériod e de v ég éta tio n . Le p rin cip e de cette m éth o d e co n siste à la d éterm in a tio n de la d ifféren ce de ten eu r en azote m in éra l (l’éta t d ’am m on iaq u e et nitriq u e) à in te r v a lle s de q u elq u es jours — le s racin es des p la n tes étan t iso lé e s et les sols p rotégés con tre le le s s iv a g e [1, 2, 11]. L ’azote m in éra l fu t d éterm in é dans u n e e x tra ctio n de 1 °/o de K 2S 0 4, N -N H 4 par titra g e après d istilla tio n dans l ’ap p areil de P arn as, et le N -N H 3 par co lo rim étrie au m oyen du sp ectrop h otom ètre de C olem an d’après la m éth o d e de l ’acid e du ph én ol b isu lp h on iq u e. On n ’a em p loyé pour le s a n a ly ses q u e l ’eau d éion isée. L ’h u m id ité du sol fu t d éterm in ée par la m éth od e de l ’étu v e, et la ten eu r de l ’air par m esu rage d irect au p y en o m etre à air e t à p ression de N itzsch .

On a ap p liq u é au cours des ex p é r ie n c e s la fe r tilisa tio n m in éra le a u x doses su iv a n tes: N — 60 kg, P 20 5 — 55 kg, K 20 — 80 kg/h a. D ans le s irrigation s fe r tilisa n te s (avec ad d ition d ’égou ts de v ille ) on in trod u it en m o y en n e les q u a n tités d ’élém en ts n u tritifs: N — en v iro n 100 kg/h a, P 20 5— en v iro n 35 k g/h a, K 20 — en v iro n 120 kg/ha.

On a co n sta té en se b a sa n t su r les rech erch es e ffe c tu é e s, l ’in flu e n c e d ep ressiv e d ’une h u m id ité é x a g e r é e (a u -d essu s de 90 % de la cap acité m a x im u m en eau) sur le s p rocessu s de la m in éra lisa tio n de l ’azote, en p articu lier sur les p ro cessu s de n itrifica tio n . On a éta b li l ’h u m id ité op tim u m du so l en p la ce qui est co n v en a b le

In flu e n c e of m o istu re and air con ten ts 183 pour la m in éra lisa tio n de l ’azote dans les sols fa ib le m e n t ou fo rtem en t d écom p osés („ m o u rch e-so ls”) (table 2). D ans le s sols en fo r te p roportion de d écom p osition le s v a le u r s o p tim a les son t de 5— 10% p lu s b asses (que dans les sols fa ib le m e n t d éco m ­ posés), ce qui est du à u n e d im in u tion de la cap acité m a x im u m en eau com m e résu lta t du p rocessu s de d ecom p osition s du sol. D ans le s sols p lu s rich es en élé m e n ts n u tritifs l ’optim um d’h u m id ité du sol se p la ce au n iv ea u p lu s é le v é e s (d’en v iro n 5— 10% ).

On a com paré d eu x sta tio n s a u x sols sem b la b les, fo rtm en t d écom p osés, dont un a été irrigu é a v ec l ’eau fe r tilis é e par des ég o u ts de v ille , et l ’au tre — a v ec l ’eau pure d e rivière. Il resu ite de ces étu d es, que dans de sem b la b les con d ition s a tm o sp h ériq u es et d ’h u m id ité du sol la q u a n tité a n n u elle d’azote m in éra lisée est p lu s fo rte dans la sta tio n m oin s rich e en élé m e n ts n u tritifs (table 3).

On a au ssi étu d ié l ’in flu e n c e d e q u a n tité de l ’air du sol su r la d yn a m iq u e des p rocessu s de n itrifica tio n . On a étab li un e corrélation d irecte p o sitiv e en tre ces d eu x fa cteu rs dans le s sols m oin s rich es en élé m e n ts n u tritifs et dans le s sols f a ib le ­ m en t décom posé. D ans les sols fe r tilisé s soit irrigu és par des égou ts de v ille cette corrélation est peu in d iq u ée ou e lle n ’e x is te pas (tab le 4).

A u p rin tem p s u n e n itrifica tio n p lu s in te n se se m a n ife ste dans des sols d rain és p rofon d ém en t, en été — quand le s nap p es p h réa tiq u es so n t peu p rofon d es (table 5).

Il s ’a v ère q u e la m in éra lisa tio n de l ’azote est plus in te n se à u n e p rofon d eu r de 5— 10 cm au p rin tem p s, et à u n e p rofon d eu r de 15— 20 cm à la fin d'été, ce qui est du à un e d isp osition p lu s fa v o ra b le des con d ition s de l ’air et de l ’h u m id ité.

H . F R Ą C K O W I A K

E IN F L U S S DES W A S S E R - U N D L U F T G E H A L T E S A U F ST IC K ST O F F M IN E R A L ISIE R U N G IN M OORBÖDEN

I n s t i t u t e f ü r L a n d w i r t s c h a f t s m e l i o r a t i o n u n d G r ü n l a n d k u l t u r , A u s s e n s t e l l e i n B y d g o s z c z

Z u s a m m e n f a s s u n g

In den Jah ren 1956— 1964 w u rd en die F e ld - und L ab oru n tersu ch u n gen über den E in flu ss des W a sser- und L u ftg e h a lte s au f den S tic k sto ffm in e r a lisie r u n g sv e r la u f in den als W iesen g en u tzten M oorböden durch gefü h rt. P h y sik a lisc h e und ch em isch e E ig en sch a ften der u n tersu ch ten B öden sind in der Tab. 1 d argestellt.

In den U n tersu ch u n g en w u rd e die M ethode der u n m ittelb a ren (ohne In k u b a ­ tion) ch em isch en B estim m u n g von M in era lstick sto ffzu n a h m en in F eld b ed in g u n g en im geg eb en en Z eita b sch n itt der V eg eta tio n sp erio d e a n gew an d t. D iese M ethode b esteh t in der B estim m u n g der U n tersch ied e im G eh alt des M in era lstick sto ffes (A m m on - und N itratform ) im A b stan d von e in ig en T agen, b ei Iso lieru n g der P fla n ­ zen w u rzel und beim S ch u tz des S tic k sto ffs vor dem A u sw a sch en [1, 9, 11]. Der M in era lstick sto ff w u rd e im A u szu g v o n 1% K 2S 0 4, N -N H 4 m itte ls T itrieru n g nach der D e stilla tio n im P a rn a s-A p p a ra t und N - N 0 3 k o lo rim etrisch auf dem C olem an - S p ek trop h otom eter nach der M ethode m it der P h en o ld isu lfo n sä u re, b estim m t. In den A n a ly sen w u rd e a u ssc h lie sslic h das e n tio n isie r te W asser a n gew an d t. D ie B o d en ­ fe u c h tig k e it w u rd e nach der T rock en sch ran k m eth od e, der L u ftg e h a lt — durch u n ­ m ittelb a re M essu n g m it der N itzsch -L u ftd ru ck p ik n o m eter b estim m t.

In den V ersu ch en w u rd e m in e r a lisc h e D ü n gu ng in den G aben: N — 60 kg’, P 20 5— 55 kg, K 20 — 80 k g/h a an gew an d t. B ei den D ü n g u n g sb ew ä sseru n g en (m it ein er Z u­ g ab e des stä d tisch en A b w assers) w u rd en d u rch sch n ittlich fo lg e n d e N ä h rsto ffm en g en ein geb rach t: N — ca 100 kg, P 20 5 — ca 35 kg, K 20 — ca 120 kg/ha.

D ie U n tersu ch u n g serg eb n isse zeig’ten, dass e in e ü b erm ä ssig e F eu ch te (über 90% m a x im a le r W asserk ap azität) ein en u n g ü n stig en E in flu ss au f d ie S tic k s to ff­ m in era lisieru n g sp ro zesse, in sb eso n d ere au f die N itrifik a tio n sp ro zesse, au sü b te. Es w u rd en in F eld b ed in g u n g en o p tim a le B o d en fe u c h tig k e ite n fü r die S tic k sto ffm in e r a ­ lisieru n g sp ro zesse in sch w a ch und stark v ererd eten M oorböden b estim m t (Tab. 2). In den stark v ererd eten M oorböden la g en die O p tim a lw erte um ca 5— 10% nied riger, w a s als F o lg e ein er H erab setzu n g der m a x im a le n W asserk a p a zitä t im Z u sa m m en ­ h an g m it dem vo rk o m m en en V ererd u n gsp rozess b etra ch tet w erd en darf. In n ä h r­ sto ffr e ic h e r e n B öden erreich te das F eu ch tig k eitso p tim u m h ö h ere W erte (um ca 5— 10%).

Es w u rd en zw ei O b jek te m it ä h n lich en (stark v ererd eten ) B öden v erg lich en , w o b e i der erste m it dem W asser m it ein er Z u gab e des stä d tisch en A b w a ssers und der z w e ite m it dem w e n ig fru ch tb a ren F lu ssw a sse r b e w ä sse r t w u rd e. D iesb ezü g lich e V ersu ch e zeigten , dass b ei an n äh ern d er F e u ch tig k eit und bei d em selb en W itte r u n g s­ v e r la u f die Jahresm eng'en des m in e r a lisie r te n S tic k sto ffs au f w e n ig fru ch tb a ren O b jek te höher w aren (Tab. 3).

Es w u rd e der E in flu ss des L u ftg e h a lte s au f d ie D y n a m ik von N itr ifik a tio n s­ prozessen u n tersu ch t. M an ste llte dabei fest, dass die h ö ch ste e in fa ch e K orrelation au f ärm eren S tan d orten so w ie au f w e n ig e r v er e r d e te n B öden auftrat. A u f den ged ü n g ten oder m it fru ch tb aren A b w a sser b e w ä sse r te n B öden trat die K orrelation en tw e d e n gan z u n d eu tlich auf, oder s ie ü b erh au p t fe h lte (Tab. 4).

D ie in te n siv s te N itrifik a tio n trat im F rü h jah r b ei tie fe r E n tw ä sseru n g und im Som m er — b ei seich terem G ru n d w asserstan d au f (Tab. 5).

M an s te llte fest, dass die S tic k sto ffm in e r a lisie r u n g im F rü h jah r au f der T ie fe von 5— 10 cm und im H och som m er au f der T ie fe v o n 15— 20 cm in te n siv e r v e r lie f, w a s m it e in er g ü n stig eren A n ord n u ng von L u ft- und W a sserb ed in g u n g en v e r b u n ­ den ist.

H . F R Ą C K O W I A K

W PŁY W W ILG O TN O ŚC I I Z A W A RTO ŚC I PO W IETR ZA N A M IN E R A LIZA C JĘ A ZO TU W G LEBAC H TO RFO W YCH

I n s t y t u t M e l i o r a c j i i U ż y t k ó w Z i e l o n y c h , T e r e n o w y O d d z ia ł E a d a w c z y , B y d g o s z c z

S t r e s z c z e n i e

W la ta ch 1956— 1964 p row adzono b ad an ia p o lo w o -la b o r a to r y jn e nad w p ły w e m w ilg o tn o śc i i zaw artości p o w ietrza na p rzeb ieg m in era liza cji azotu w gleb a ch to r fo ­ w y c h , u ży tk o w a n y ch łą k o w o . W ła sn o ści fiz y c z n e i ch em iczn e b a d a n y ch g leb p rzed ­ sta w io n o w tab. 1.

W b ad an iach sto so w a n o m eto d ę b ezp ośred n iego (bez in k u b acji) ch em iczn ego ozn aczan ia p rzyrostów azotu m in era ln eg o w jed n o stce czasu w w a ru n k a ch p o lo w y ch w ciągu okresu w e g eta cy jn eg o . Z asada m eto d y p o leg a na o zn aczan iu ró żn icy w za ­ w a rto ści azotu m in era ln eg o (form y am on ow ej i a zotan ow ej) w o d stęp ach k ilk u dni

In flu e n c e of m o istu re and air con ten ts 185 przy o d izo lo w a n iu k orzen i roślin oraz zab ezp ieczen iu przed w y p łu k iw a n ie m [1, 9, 11]. A zot m in era ln y oznaczano w w y c ią g u l°/o K 2S 0 4 — N -N H 4 m iareczk ow o po d e sty la c ji w a p aracie P arn asa, a N - N 0 3 — k o lo ry m etry czn ie na sp ek tro fo to m etrze C olem ana m eto d ą z k w a sem fe n o lo d w u su lfo n o w y m . Do a n a liz sto so w a n o w y łą c z n ie w od ę d e - jo n izo w a n ą . W ilgotn ość g leb y oznaczano m etod ą su szark ow ą, a za w artość p ow ietrza p rzez b ezp ośred n i pom iar p o w ietrzn y m p ik n o m etrem c iśn ien io w y m N itzscha.

W d o św ia d czen ia ch sto so w a n o n a w o żen ie m in era ln e w n a stęp u ją cy ch daw kach: N — 60 kg, P 20 5 — 55 kg’, K 20 — 80 k g/h a. P rzy n a w o d n ien ia ch n a w o żą cy ch (d om iesz­ ka ściek ó w m iejsk ich ) w p row ad zan o śred n io n a stęp u ją ce ilo ści sk ła d n ik ó w : N — ok. 100 kg, P 20 5 — ok. 35 kg, K 20 — ok. 120 kg/ha.

W w y n ik u p row ad zon ych badań stw ierd zo n o d ep resy jn y wpływ' n ad m iern ej w ilg o tn o śc i (ponad 90°/o m a k sy m a ln ej p o jem n o ści w od n ej) na p rocesy m in era liza cji azotu, w szczeg ó ln o ści na p rocesy n itry fik a cji. U stalon o o p ty m a ln e w ilg o tn o śc i g leb y w w a ru n k a ch p o lo w y ch dla p ro cesó w m in era liza cji azotu dla gleb słab o oraz siln ie zm u rszałych (tab. 2). W gleb ach siln ie zm u rszałych w a rto ści o p ty m a ln e są o ok. 5— 10% n iższe, co n a leży u w ażać za efe k t sp ad k u m a k sy m a ln ej p o jem n o ści w od n ej w w y n ik u zachodzącego procesu m u rszen ia. W gleb a ch za so b n iejszy ch w sk ła d n ik i p o k a rm o w e optim um w ilg o tn o śc i p rzesu w a ło się ku w y ż sz y m w a rto ścio m (o ok. 5— 10%).

P orów n an o d w a o b iek ty o zb liżon ych gleb ach (siln ie zm u rszałych ), z k tórych jed en b y ł n a w a d n ia n y w od ą u żyźn ion ą ściek a m i m iejsk im i, a drugi m ało żyzną czystą w od ą rzeczną. Z p rzep row ad zon ych d ośw iad czeń w y n ik a , że przy zbliżonej w ilg o tn o śc i i przy tym sam ym p rzeb iegu pogody roczna ilość zm ineralizow aneg'o azotu je st w y ższa na ob iek cie o m n iejszej zasob n ości (tab. 3).

B adano w p ły w zaw artości p o w ietrza na d y n a m ik ę p ro cesó w n itry fik a cji. S tw ie r ­ dzono, że n a jw y ższa p rosta d od atn ia zależność zachodzi na sta n o w isk a ch u b oższych oraz na gleb ach m n iej zm u rszałych . Na gleb ach n a w o żo n y ch bądź n a w a d n ia n y ch ściek a m i u ży źn ia ją cy m i k o rela cja jest bardzo n iew y ra źn a lu b brak jej zu p ełn ie (tab. 4).

W o k resie w io se n n y m n a jin te n sy w n ie jsz a n itry fik a cja w y stę p u je przy głęb ok im o d w o d n ien iu , w o k resie zaś le tn im — przy p ły tszy m p oziom ie w o d y gru n to w ej (tab. 5).

S tw ierd zon o, że m in era liza cja azotu je st w io sn ą in te n sy w n ie js z a na głęb o k o ści 5— 10 cm, a p óźn ym la tem na g łęb o k o ści 15— 20 cm d zięk i k o rzy stn iejszem u u k ła d o w i sto su n k ó w p o w ietrzn o -w o d n y ch . г . Ф Р О Н Ц К О В Я К В Л И Я Н И Е В Л А Ж Н О С Т И И С О Д Е Р Ж А Н И Я В О З Д У Х А Н А М И Н Е РА Л И ЗА Ц И Ю А З О Т А В Т О Р Ф Я Н Ы Х П О Ч В А Х И н с т и т у т М е л и о р а ц и и и З е л е н ы х У г о д и й , И с с л е д о в а т е л ь с к о е О т д е л е н и е в г. Б ы д г о щ

Р е з ю м е

В и ссл едов ан и я х прим еняли м етод н еп осредствен н ого (без инкубации) х и ­ мического оп р едел ен и я приростов м и н еральн ы х ф ор м азота в едини це врем ени в п ол евы х у сл ов и я х в теч ен и е вегетационного периода. П ринцип м етода з а ­ клю чается в оп р едел ен и и р азн и ц в сод ер ж ан и и м инерального азота (в ам м оний­ ной и нитратной ф орм е) в п р ом еж утк е н еск ол ьк и х дн ей при изолированир1 влияния корней р астений и обесп еч ен и и почвы против вьш ы ваем оети азота [1, 9, 11]. М инеральны й азот оп р едел ял и в в ы т я ж к а х 1-процентного K.:S 0 4: N -N H 4 — титрованием п осл е отгона аммиака в аппарате П арнаса, N - N 0 3 — на спек тр оф отом етр е К ол ем ан а по колорим етрическом у м етоду с д и с у л ь ф о ф е н о - ловой кислотой. В ан а л и за х употребляли исклю чительно дем и н ер ал и зован н ую воду. В л а ж н о сть почв оп редел ял и по суш ильном у м етоду а сод ер ж а н и е в о зд у х а путем и зм ер ен и й при пом сщ и воздуш н ого пикном етра Н ицш а (N itzscha). В оп ы тах вносили м и н еральн ое уд обр ен и е в сл ед ую щ и х д о за х на га: N — 60 кг, Р 20 5 — 55 кг, К 20 — 80 кг. При удобрительном орош ении (примесь городск и х сточны х вод) вносились сл едую щ и е количества элем ентов: N около 100 кг, Р 20 5 около 35 кг, К 20 ок ол о 120 кг на га. В р езул ь тате п ров еден н ы х опы тов установлено-, что избы точная в л аж н ость (выш е 90°/о от максим альной влагоем кссти) подав ляет процессы м и н ерализации азота, а особенно х о д процесса н итриф икаци и. О бособлены оптим альны е величины влаж н ости почв в полевы х у сл ов и я х дл я процессов м и н ерализации азота в п очв ах слабо и сильно м и н ер ал и зов ан ­ ны х (мурш евы х) (таб. 2). В сильно м урш евы х почвах оптимальны е величины в л аж н ости бы ли на около 5— 10°/о меньш ими, что повидим ом у является э ф ф е к ­ том п он и ж ен и я м аксим альной влагоем кости, вы званного процессом м урш ения. В почв ах л у ч ш е о бесп еч ен н ы х питательны м и элем ентам и оптимум влаж н ости продвигался в н аправлении вы сш и х величин (на около 5— 10°/о). С равнивали т а к ж е два объекта с подобны ми почвами (сильно мурш еными), из которы х один пол уч ал орош ение обогащ енное городским и сточными водами а второй — орош ение чистой реч н ой водой. И з п р ов еден н ы х опытов сл едует, что при подобной вл аж н ост и и в оди н ак овы х погодн ы х усл о в и я х годичное количество м инерального азота бы ло больш ее на объ ек те м енее обогащ енном (таб. 3). И зуч ал и влияние со д ер ж а н и я в о зд у х а на динам ик у нитратного процесса. У становили, что самая вы сокая прям ая п ол ож и т ел ьн ая зависим ость о б н а р у ж и ­ вается на бол ее бедн ы х м естообитан иях и на м енее м урш евы х почвах. На п очв ах удобр яем ы х, либо орош аем ы х сточными водами, кор р ел яц и я или мало отчетлива или она полностью отсутствует (таб. 4). В весен ний период нитратны й п роцесс протекает н аи бол ее интенсивно при глубоком осуш ении , а в летний период — при бол ее вы соком горизонте грунто­ вы х вод (таб. 5). У становили, что весн ой м и н ерали зац и я азота более интенсивна на глубине 5— 10 см а поздним летом на глуби не 15—20 см, вследствие б ел ее благоп риятны х условий в одн о-в оздуш н ого р еж им а.