Badania nad glebowym fosforem organicznym. Część I. Fosfor organiczny na tle zawartości C, N i S w niektórych glebach uprawnych i leśnych

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXXIV, N R 3, WARSZAWA 1983

GRAŻYNA RZEŚNIOWIECKA-SUL1M1ERSKA j , WOJCIECH CIEŚLA, JAN KOPER

B A DAN IA N A D GLEBOW YM FO SFO R EM O R G A N IC ZN Y M CZĘŚĆ I. FO SFO R O R G A N IC ZN Y N A TLE ZAW ARTOŚCI C, N i S

W N IE K TÓ R Y C H GLEBACH U PR A W N Y C H I LEŚNYCH

Zakład Biochemii i Zakład Gleboznawstwa Instytutu Rolniczego ATR w Bydgoszczy

WSTĘP

Fosfor organiczny nagromadza się zwykle w powierzchniowych warstwach gleby, a jego ilość maleje wraz z głębokością [3, 8]. Podobne jest rozmieszczenie materii organicznej w większości profilów glebowych, co mogłoby sugerować za­ leżność między ilością fosforu organicznego a ilością pozostałych składników m a­ terii organicznej. Zdania jednak na ten tem at są podzielone. B a r r o w [2] na podstawie swych badań wnioskuje, że siarka występuje w materii organicznej w dość stałych ilościach, a zawartość fosforu należy uważać za wartość zmienną. N atom iast badania A c q u a y e ’a [1] i W a l k e r a [16] wykazują, że ilości węgla, azotu, siarki i fosforu organicznego w większości badanych przez nich gleb były ze sobą skorelowane. Brak korelacji między ilością fosforu organicznego a ilością siarki i azotu stwierdził W i l l i a m s [17], tłumacząc to występowaniem w glebach związków fosforoorganicznych nie zawierających tych pierwiastków.

Zawartość fosforu organicznego w glebach uformowanych z podobnej skały macierzystej, ale w innych warunkach klimatycznych jest różna. Zwykle intensyw­ ne opady i wysoka tem peratura powodują obniżanie się zawartości fosforu orga­ nicznego w glebach [2]. Z przeprowadzonych badań nad rozmieszczeniem fosforu organicznego [3, 11, 15] wynika, że istnieją wyraźne różnice w ilości fosforu orga­ nicznego w różnych frakcjach mechanicznych gleby. Najwięcej fosforu organicz­ nego wiąże się z najdrobniejszą frakcją i stopniowo ilość ta maleje ze wzrostem wielkości cząstek.

Badania nad zawartością fosforu organicznego w glebach Polski, zapoczątko­ wane przez B o r a t y ń s k i e g o [4] w 1939 r., były kontynuowane w latach późniejszych [18, 13, 5, 6]. Jednakże wiele jest jeszcze na tym odcinku do zrobienia.

W naszej pracy badaliśmy zawartość i rozmieszczenie fosforu organicznego gleb, które różnią się znacznie genezą i właściwościami. Ponadto staraliśmy się określić zależność fosforu organicznego od węgla, azotu i siarki.

Fi e które podstawowe dane badanych p r o f i l ó w glebowych Some b a s i c da ta o f i n v e s t i g a t e d s o i l p r o f i l e s Typ gle by S o i l type Miejscowość i nr p r o f i l u L o c a l i t y and p r o f i l e No. Poziom1 Horizon* Głębokość pobrania Sampling depth cm Zawartość f r a k c j i z i e m i s t y c h w % Content o f f i n e e a r t h p a r t i c l e s i n % pH 1 -0 , 1 0 , 1 - 0 , 0 2 0 , 0 2 - _{0, 0 02} 4 0 , 0 0 2 H20 KC1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Gleby uprawne - Arable s o i l s Czarnoziemy le śn o-ł ąko w e właściwe 1

T yp ic al forest-meadow chernozem3 Kr uś liw le c A1P 5-10 40 40 7 13 7 , 5 6 , 8

Ar 2 28-35 36 36 10 18 7 , 6 6 , 9 A^C 35-45 40 32 11 17 8 , 1 7 , 2 2 Krusza _A1n 5-15 47 36 10 7 7 , 7 7 , 0 Duchowna _{Ar 2}• P _{28-35 49 31 11 9 7 , 9 7 , 4} А ^ З 40-45 46 36 10 7 8 , 1 7 , 4 3 Szadłowice A1P 5- 10 40 41 11 8 7 , 0 6 , 0 A1 f 2 10-20 49 31 10 10 6 , 9 6, 1 An, 3 20-30 50 31 10 9 6 , 9 6, 1 A1 t 4 30-40 44 37 10 9 7, 1 6 , 3 Ar 5 40-50 30 44 14 12 7 , 4 6 , 4 A^ , 6 50-60 37 40 13 10 7 , 2 6 , 3 A^/C 60-70 28 44 16 12 7 , 5 6 , 7 Czarnoziemy leono-łąkowe 4 z br u n a t n ia łe Chojno A1P 5-15 47 35 7 11 7,1 6 , 2

Browned forest-meadow chernozems Ar 2 30-40 43 40 5 12 7 , 4 6 , 7

A^/C 45-55 38 33 12 17 7 . 9 7 , 0 5 Cie ś l i n A1p 5-15 38 41 13 8 7 , 5 6 , 7 A - , 2 30-40 38 41 8 13 7 , 5 6 , 8 Ar 3 50-60 36 33 13 18 7 , 7 6 , 9 / В / 60-70 27 37 16 20 7 , 8 7 , 0 6

Dobie sł aw ice _A1p 10-20 45 28 14 13 7 , 8 7,1

Av 2 31-38 34 42 18 6 7 , 7 7 , 0 A - , 3 40-55 40 33 14 13 8 , 0 7 , 2 Al f 4 63-70 38 34 16 12 8 , 0 7, 1 A^ » 5 78-85 37 36 14 13 8 , 0 7 , 3 . R z e śn io w ie c k a ^ S u lim ie r sk a i in .

c d . ta b . 1

1 ' " з ... 4 II 5 II 6 _ !! 7 II » H I с. I 10

Gleby uprawne - Arabie a o i l s Gleby brunatne właś ciwe 7

T y p ic a l brow.n s o i l s Micrzwin A1p 5 -1 5 42 42 9 7 7, 2 6 , 5

Ar 2 20-28 41 40 10 9 7,,1 6 , 4 А -/В 40-45 34 36 13 17 7,,4 6 , 5 / В / 64-70 36 34 12 18 7,,6 6 , 8 8 Batkowo A1P 5-15 40 37 13 10 7,,0 6, 3 . A 2 25 -30 43 35 14 8 7,,4 6 , 7 / В / 50-75 37 31 16 16 7,,7 6 , 9 ? Żel e c h l i n A1P 5-15 40 42 11 7 6,,5 5 , 7 A-j »2 • 20-30 47 38 У 7 6,,8 5 ,9 Ar 3 40- 50 40 40 12 8 7,, 1 6 , 9 Gleby le ón e* F o r e s t s o i l s * Gleba rdzawo-brunatna 10

Browny r u s t - c o l o u r e d s o i l Piwnice AoL 5 - 3 , 5 - - - - 4,,2 3 , 7

A0 f 3 , 5 - 1 , 5 - - - - 4,,0 3 , 2 Aofh 1 , 5 - 0 - - - - 3,»Ö 2 , 9 Ah1 0-5 76 15 3 6 3,,9 3,1 Ah2 5-10 84 11 2 3 4,, 2 3 , 5 B i e l i c a - Podzol 11 Górą Chełmska _AoL 9 - 7 , 5 - - - - 3,, 5 2 , 6 AoF 7 , 5 - 3 , 5 - - - - 3,, 3 2 , 5 AoH 3 , 5 - 0 - - - - 3,,1 2 , 3 Aeh 0 - 5 81 15 2 2 3,,9 3 , 1 Ae 1 5 - 3 0 38 7 2 ’ з 5,, 0 4 , 0 Bh 6 0—6 4 85 9 2 4 3,,8 3 , 2 Bhs 64-7 2 72 7 0 1 4,,7 4 , 4 Bs 8 0 - 9 0 95 3 1 1 5,,2 4 , 3

x Cyfry po przecin ku przy symbolu głównego poziomu oz na c za ją k o le jn e pobranie próbki z te go poziomu Fi g ur es a f t e r comma at the symbol d e n o t in g the main ho r iz o n mean the subsequent sampling o f t h i s ho ri zo n + Dane dc tyczące dwu s ąs ia d uj ąc yc h ze sobą p r o fi l ó w - Data c on c er ni ng two a d j o i n i n g p r o f i l e s

P orga nicz ny na tle С , N i S w g le b a ch up raw nych i le śn y c h

OBIEKT BADAŃ

Badaniami objęto gleby uprawne Wysoczyzny Kujawskiej oraz dwa typy gleb leśnych.

Wybrane gleby uprawne to charakterystyczne dla Kujaw czarnoziemy leśno- -łąkowe właściwe i zbrunatniałe oraz gleby brunatne właściwe [6]. Układ pozio­ mów genetycznych zastosowano zgodnie z wcześniejszymi opracowaniami dotyczą­ cymi gleb Wysoczyzny Kujawskiej podanymi przez C i e ś l ę [6]. Z terenów leś­ nych wybrano rdzaw öbrunatne gleby z rezerwatu Las Piwnicki koło Torunia i bie­ lice z rezerwatu Bielica na Górze Chełmskiej koło Koszalina. W opisie odkrywek leśnych posłużono się symboliką podaną przez P r u s i n k i e w i c z a i B i a ł e ­ g o [14].

Ze względu na specyfikę badań próbki pobrano głównie z poziomów orno- próchnicznych i próchnicznych podornych gleb uprawnych. Z gleb leśnych pobrano próbki ze wszystkich poziomów próchnicy nakładowej i najbogatszych w m aterię organiczną poziomów mineralnych. W przypadku bielic m ateriał do analiz pobra­ no również z poziomów iluwialnych, czyli w obrębie solum. Gleby leśne reprezen­ tują każdorazowo dwa profile odległe 2-3 m od siebie (tab. 1).

METODY BADAŃ

W powietrznie suchym m ateriale glebowym wykonano następujące oznaczenia: — fosfor ogółem m etodą M e h t a [12] w modyfikacji Andersona, fosfor organiczny obliczono z różnicy między ogólną ilością fosforu i fosforu nieorga­ nicznego,

— zawartość frakcji mechanicznych w częściach ziemistych m etodą Bouyou- cosa, Cassagrande’a, Prószyńskiego,

— azot ogółem m etodą Kjeldahla,

— siarkę ogółem m etodą nefelometryczną Brodsleya-Lancastera w modyfikacji C O M N -IU N G we Wrocławiu,

— węgiel organiczny m etodą Tiurina, a w przypadku próchnicy nakładowej gleb leśnych zastosowano metodę Altena,

— pH mierzono pehametrem N-517 przy użyciu elektrody kombinowanej.

OMÓWIENIE WYNIKÓW

F o s f o r o g ó ł e m i o r g a n i c z n y b a d a n y c h g l e b . Z uzyskanych danych dotyczących gleb uprawnych (tab. 2) wynika, że ogólna zawartość fosforu jest wyższa w czarnoziemach leśno-łąkowych niż w glebach brunatnych i wynosi odpowiednio w warstwie powierzchniowej 34,5 do 49,0 mg oraz 26,0 do 39.5 mg P/100 g gleby. Ilość fosforu organicznego w tej samej warstwie kształtuje się w gra­ nicach od 11 do 20 mg P/100 g gleby w czarnoziemach i od 10,5 do 14,5 mg P / l 00 g gleby w glebach brunatnych. Nie zaobserwowano znaczących różnic w za­ wartości tych form fosforu między czarnozicmami leśno-łąkowymi a

zbrunatnia-P organiczny na tle C, N i S w glebach upraw nych i leśnych 67

T a b e l a 2 F o s fo r ogó>em i o rg ani cz ny w badanych gle bac h uprawnych

T o t a l and or ga ni c phosphorus i n i n v e s t i g a t e d a r a b l e s o i l s Poziom i nr p r o f i l u Horizon and p r o f i l e No. F ogółem T o ta l P mg/100 g F orga nic zn y Organic P rag/100 g

P o r g ani cz ny w pro cen ci e w stosunku do P ogółem P o r g an ie in % in r e l a t i o n to P t o t a l 1 % A , ,2 3 4 ,5 11 ,0 3 1 ,9 41 , 0 1 6 , 0 3 9 , 0 A^/C 2 8 , 0 12 ,5 44 ,6 2 a ip Ar 2 4 6 , 0 17 ,5 3 3 , 0 3 9 , 5 1 б ,0 4 0 ,5 A.J , 3 3 3 , 0 1 4, 0 4 2 , 4 3 ‘i p A ,2 4 9 , 0 1 б, 0 3 2 , 7 4 3 , 0 1 9 ,0 4 4 , 2 A , , 3 A . , 4 3 9 , 0 1 4 , 0 3 5 , 9 39 , 5 1 3 , 0 32 ,9 34 ,5 14 ,5 4 2 , 0 Ar 6 36 ,5 13 ,0 35 ,6 A^/C 3 6 ,5 1 2 ,0 3 2 ,3 4 *1p A 2 4 4 , 0 2 0 , 0 4 5 , 5 3 3 , 0 14,5 4 3 ,9 aJ/c 2 8 , 0 10 ,5 i! 3 7 , 5

5

V

łymi. Najwięcej fosforu organicznego grom adzi się w poziomie (В) gleby brunatnej z Mierzwina, a jego udział w ogólnej zawartości fosforu jest o około 14% wyższy niż w powierzchniowej warstwie poziom u próchnicznego.

Średnia procentowa zawartość fosforu organicznego w ogólnej jego ilości jest wyższa w glebach, brunatnych i wynosi 40,6%, a w czarnoziemach 37,5%.

Znacznie więcej fosforu w przeliczeniu na 100 g gleby występuje w glebach leś­ nych. Ich poziomy mineralne, z wyjątkiem iluwium bielic, zawierają większe ilości

T a b e l a 3 F os fo r ogółem i or gan ic zn y w b a d a n y c h gle bac h le śn y c h

T o ta l and o r ga n ic phosphorus in i n v e s t i g a t e d f o r e s t s o i l s Poziom i nr p r o f i l u Horizon and p r o f i l e No, P ogółem mg/100 g g le by T o t a l P mg/100 g o f s o i l

Р orga nic zny mg/100 g gl e by Organic P m g /100 z o f s o i l Р or ga ni c z ny w proc entach w st osunku do P ogółom ? o r ga n ie ln % in r e l a t i o n to ? t o t e l 10 *oL 110 ,0 5 3 ,0 5 2 , 7 Ao f 7 4 , 5 4 8 , 0 6 4 , 4 Ao fh 5 9 ,5 3 3 ,0 6 3 , 9 Ah1 5 4 , 0 2-3,0 5 3 , 7 Afa2 7 1 , 0 34 , 0 4 7 , 9 10 A . oL 114 ,0 6 7 , 0 5 8, 8 , Ao f 6 9 , 5 45 ,5 65 , 5 Aofh 55 ,5 3 6 ,5 6 5 , 8 Ah 1 5 4 , 0 26 ,5 43,1 Ah2 6 4 , 5 30 , 5 4 7 , 3 11 A_oL 10 0 ,0 66 , 5 6 6 , 5 AoP 6 6 , 5 41,5 6 2 , 4 AoH 5 0 , 0 2 9 ,0 5 0 , 0 Aeh 2 1 , 5 14,0 65,1 Ae 15 ,0 10,0 6 6 , 7 Bh 1 2 0, 0 3 9 , 0 3 2 ,5 Bhs 7 8 , 5 2 8, 5 3 6 , 3 Be 3 3 , 5 12,5 3 7 , 3 11 A A_oL 10 2 ,0 Ь4,5 6 3 , 2 AoP 70 , 5 4 1 , 0 5 3 , 2 AoH 5 4 , 0 26 ,5 49,1 Aeh 19,5 11,5 5 3 , 9 , Ae 1 3 , 0 8 , 5 6 5 , 4 Bh 118,5 37 ,5 3 1 , 6 Bhs 7 5 , 0 2 7 , 0 3 6 , 0 Bs 3 6 , 5 13 ,5 3 6, 9

fosforu ogółem, często przewyższającego jego zawartość w poziomie próchnicz- nym gleb uprawnych. Podobnie jest z ilością fosforu organicznego (tab. 3).

Procentowa zawartość fosforu organicznego jest wyższa w podpoziom ie suro- winowym ściółki gleby biclicowej i wynosi średnio 64,9%, podczas gdy A oL gleby rdzawobrunatnej zawiera 55,8%. W głębszych warstwach ściółki, aż do poziomu mineralnego, ogólna zawartość fosforu i fosforu organicznego maleje. Duża aku­ mulacja fosforu występuje w poziomach Bh i Bhs. Jest to głównie fosfor nieorga­ niczny. Fosfor organiczny stanowi odpowiednio około 32% (Bh) i 36% (Bhs) o gól­ nej ilości fosforu. Zarówno zawartości fosforu nieorganicznego, jak organicznego obniżają się w poziomie Bs o ponad połowy do poziomu Bhs, a fosfor organiczny stanowi 37% ogólnej ilości fosforu.

F o s f o r o r g a n i c z n y a z a w a r t o ś ć w ę g l a o r g a n i c z n e g o , a z o t u i s i a r k i o g ó ł с m w b a d a 71 у с h g l e b a c h . Na podstawie

P organiczny na tle С, N i S w glebach upraw nych i leśnych 69

zawartości węgla organicznego można stwierdzić, że najbogatsze w m aterię orga­ niczną spośród badanych gleb Wysoczyzny Kujawskiej są czarnoziemy leśno-łąko- we, które w przypowierzchniowych poziomach zawierają średnio 1,8 % tego pier­ wiastka, czyli 3,06% próchnicy. Również ponad 1% węgla występuje w materii organicznej czarnoziemów zbrunatniałych. Natom iast poniżej 1 % zawierają gleby brunatne (tab. 4).

T a b u l a 4 Zawartość składników m a t e r i i or g a n ic z n e j /С, Ii, Р / w gle ba ch uprawnych

Content o f the o rg ani e matter c o n s t i t u e n t s /С, N, S, Р / i n ar a bl e s o i l s

Poziom i nr p r o f i l u

Horizon and p r o f i l e No.

>iwar to ś ć С on to-nt 3t03unek - ii a t io c or g. _{to t , . N}л or;, _{t o i . J}О О g. P or g . СЛ C/S c / ? Ar 2 1,48 0 , 1 5 0 ,0 2 9 0,011 10,2 5 1 , 0 134,5 1.51 0 , 1 8 0,028 0, 01 6 8 , 4 5 3 , 9 9 4 , 4 /С 0 , 6 9 0 , 1 0 0,0 14 0,0 13 6 , 9 4 9 , 3 53,1 Ar 2 2, 26 0 ,2 1 0, 0 43 0 ,0 1 3 10,8 5 2 , 6 125,5 1, 7 9 0 , 2 0 0 ,0 3 « 0, 0 1 6 9 , 2 47,1 11 1, 9 A -j » 3 1 , 5 0 0 , 1 6 0 ,0 2 7 0,01 4 9 , 6 5 5 , 6 107,1 Av 2 Ar 3 1 , 6 7 0 , 1 4 О.ОЗь 0, 0 1 6 11 ,9 4 6 , 4 104,4 1,41 0 , 1 4 0 ,0 3 6 0 , 0 1 9 1 0 ,4 3 9 , 2 7 4 , 2 1. 44 0 , 1 4 0 , 0 2 9 0, 0 1 4 9 , 6 4 6 , 2 . 9 5 , 7 A ^ , 4 1, 2 4 0 , 1 2 0 , 0 3 0 0 ,0 1 3 1 0 , 3 4 1 , 3 9 5 , 4 A ^, 5 AV 6 A1 /С 1,18 0, 12 0, 0 2 9 0 , 0 1 4 10 ,3 4 0 , 7 8 1 , 4 1 ,0 7 0 , 1 2 0 ,0 2 2 0 , 0 1 3 8 , 9 4 8 , 6 8 2 , 3 0 , 9 2 0 ,1 1 0,02 1 0 , 0 1 2 9 . 3 4 3 , 6 7 6 , 9 4 A1P A -j » 2 1,68 0, 1 8 0 , 0 2 2 0 , 0 2 0 9 , 6 7 6 , 4 8 4 , 0 0 , 9 2 0 , 1 3 0 , 0 2 0 0 , 0 1 4 7 . 4 4 6 , 0 6 3 , 4 А ^ /С 0 , 6 7 0 , 0 7 0 ,0 12 0 , 0 1 0 9 , 6 5 5 , 8 6 3 , 8 1 ,6 7 0 , 1 5 0, 0 26 0 , 0 1 7 11,1 6 4 , 2 95, 4 Al f 2 1, 27 0, 14 0,021 0, 0 1 6 9,4 6 0 , 5 7 9 , 4 A-j » 3 0 , 8 5 0 , 1 2 0 ,0 15 0 , 0 1 2 7 , 4 5 6 , 7 6 8 , 0 / В / ' 0, 52 0 , 0 9 0 , 0 0 7 0 , 0 1 0 6 ,1 7 4 , 3 5 2 ,0 1, 4 2 0 , 1 7 0,0 45 0 , 0 1 5 3 , 6 31 ,6 94 , 7 A , 2 1,36 0, 16 0 ,0 4 3 0, 0 1 3 3 , 5 3 1 , 6 100, 7 A1 • 3 0 , 9 6 0, 12 0 ,0 35 0, 0 1 2 8 , 2 2 3 , 0 8 1 , 7 Ai *4 1 ,2 0 0 , 1 5 0, 030 0, 0 1 2 8 , 0 4 0 , 0 100, 0 A1 f 5 0 , 9 6 0, 11 0 ,0 28 0, 0 1 2 8 , 3 3 4 , 3 76 ,8 Al f 2 0 , 7 2 • 0 ,0 9 0 , 0 1 4 0 ,0 1 5 7 , 9 51,1 4 7 , 7 0 , 6 8 0 , 0 3 0, 0 1 3 0 , 0 1 3 6 , 8 5 2 , 3 5 2 ,3 A /3 0 , 4 3 0 , 0 7 0 , 0 0 7 0 , 0 1 2 b , b 61 , 4 3 5, 8 / В / 0,31 0 , 0 5 0,0 0 3 0, 0 19 G * 2 103,3 16, J Ar 2 0 ,8 1 0 , 1 0 0, 01 5 0,0 15 1.1 5 4 , 0 5 4 , 0 0 , 3 4 0 , 0 6 0 ,0 0 9 0 ,0 13 5 , 7 37,9 2 6 ,2 ■ / В / 0 , 2 7 0 , 0 5 0,00ù 0 ,0 1 4 6 , 0 4 5 , 0 19,3 0 , 9 4 0 , 1 4 0,0 32 0,01 1 6 , 7 2 3, 4 8 5 , 5 Ar 2 0 , 4 2 0, 10 0,0 25 0 , 0 1 0 4 , 2 1o ,3 4 2 , 0 A -| » 3 0 , 2 2 0 , 0 8 0 ,0 2 2 0, »JO 7 2 ,8 1 0 ,0 31,4 / В / 0 , 2 0 0 , 0 5 0,021 i . . . . . 0,011 4 , 0 9 , 5 1 -J, s

W artość stosunku C :N jest wyraźnie wyższa w czam oziem ach leśno-łąkowych niż w glebach brunatnych i wynosi odpowiednio od 6,9 do 11,9 i od 2,8 do 8,6. Najwyższe wartości występują zawsze w powierzchniowych warstwach i maleją w głąb profilu. Zawężanie się stosunku C :N nie jest regularne i często w głębszych warstwach jest on szerszy niż w wyższych. Nietypowo niskie stosunki C :N wystę­ pują w głębszych warstwach gleby brunatnej z Żelechlina.

T a b e l a 5 Zawartość składników m a t e r i i o r g a n ic z n e j /С, N, S, Р / w g le ba c h le ś n y c h

Content o f the or ga ni e matter c o n s t i t u e n t s /С, N, S, Р / i n f o r e s t s o i l s

Posłom i nr p r o f i l u

Horizon and p r o f i l e No.

Zawartość Content St osunek - R at io

С o rg . N og . _{t o t . N} S og . _{t o t .S} P o r g. C/N C/3 C/P 10 _AoL 4 4 ,2 0 1,45 0, 2 06 0 ,0 5 8 30,5 2 14 ,6 762,1 Ao f 36, 0 0 1,38 0 ,1 8 8 0 ,0 4 3 26,1 191,5 7 5 0 , 0 Aofh 2 6 , 1 0 1,02 0 , 0 4 7 0 , 0 3 8 2 5 ,6 555 ,3 6 8 6, 8 Ah 1 8 , 7 5 0,3 1 0, 0 36 0 , 0 2 9 2 8 ,3 247,1 3 0 1 ,7 ►_tr ; ГО -0 , 9 5 0 , 0 5 0 , 0 2 7 0 , 0 3 4 19 ,0 3 5 ,2 2 7 , 9 10 A . oL 4 3 , 5 0 1,H1 0, 2 0 2 0 , 0 6 7 3 1 , 0 21 5, 3 6 4 9 ,3 Ao f 34 , 2 0 1,43 0,181 0 , 0 4 6 23,1 18 8, 9 7 4 3 ,4 Aofh 2 7 ,9 0 1, 27 0 , 0 4 3 0 , 0 3 7 22,1 64 8 , 8 754,1 Ah1 7 ,0 5 0 , 2 ? 0 , 0 4 0 0 , 0 2 7 27,1 196,3 29 0 ,7 Ah2 1,00 0, 0 6 0 , 0 2 9 0 , 0 3 0 1 8 , 0 3 7 , 2 3 6 , 0 11 * oL 43 ,9 2 1,42 0 , 1 6 0 0 , 0 6 7 3 1 , 0 2 7 4 , 5 6 5 5 , 5 AoF 3 7 ,5 0 1,13 0 , 1 2 2 0 , 0 4 2 3 3 , 0 30 7 ,4 8 9 2 , 8 AoH 34 ,3 5 1 ,2 2 0, 1 0 0 0 , 0 2 9 2 8 , 3 3 4 3 , 5 1184,5 Aeh 5,94 0 , 1 4 0 , 0 4 0 0 , 0 1 4 4 1 , 0 14 8, 5 4 2 4 , 3 Ae 0 , 1 9 0 , 0 2 0 , 0 2 0 0 , 0 1 0 12 , 7 9 , 5 1 9 , 0 Bh 1,7 3 0, 10 0 , 0 3 0 0 , 0 3 9 1 7 , 3 5 7 , 7 4 4 , 4 Bhs 0 , 9 2 0 , 0 3 0 ,0 2 8 0 , 0 2 9 3 0 , 7 3 2 , 9 3 1 , 7 Bs - - 0,021 0 , 0 1 3 - - -42 ,9 6 1,2 3 0 , 1 b o 0 ,0 6 5 3 3 , 5 2 5 8 ,8 6 6 0 , 9 AoP 3 9 ,1 7 1 , 1 2 0,151 0,041 35, 1 2 5 9 , 4 9 5 5 , 4 AoH 37 ,1 0 1 , 2 1 0 ,1 0 4 0 , 0 2 7 3 0 ,8 3 5 6 , 7 1374,1 Aeh 7 , 5 2 0 , 1 8 0 ,0 4 8 0 , 0 1 2 4 1 , 8 156,7 6 2 6 , 7 Ae 0,21 0 , 0 2 0 , 0 1 9 0 , 0 0 9 10 ,5 11.1 2 3 , 3 Dh 1, 8 3 0 , 0 9 0 , 0 3 5 0 ,0 3 8 2 1 ,5 5 2 , 3 43 , 2 Bhs 1,11 0 , 0 4 0 , 0 3 0 0 , 0 2 7 3 1 , 7 3 7 , 0 41,1 ßs — — 0 , 0 2 7 0 ,0 1 4 ‘ '

Rozmieszczenie m aterii organicznej w solum gleb dobrze odzwierciedla stosu­ nek С :P. Jest on zawsze najszerszy w powierzchniowej warstwie, a najwęższy w p o­ ziomie podpróchnicznym. Niewielkie wahania występują w Dobiesławicach, ale są one zbieżne z zawartością próchnicy. W artości stosunku C :P są wyraźniej zróż­ nicowane niż to miało miejsce przy stosunku N :C . W poziom ach próchnicznych czarnoziemów leśno-łąkowych właściwych stosunek C :P jest najszerszy (74,2-134,5),

P organiczny na tle C, N i S w glebach upraw nych i leśnych ₇₁

w czarnoziemach leśno-łąkowych zbrunatniałych węższy (63,4-100,7), natom iast najwęższy jest w glebach brunatnych (26,2-85,5). Szczególnie niskie wartości C :P org. (16,3-19,3) występują w poziom ach zbrunatnienia gleb brunatnych, co jest spowodowane wzrostem ilości fosforu organicznego.

W artości C :S są najbardziej jednolite i nie odzwierciedlają różnic między ba­ danymi glebami uprawnymi.

Znacznie zasobniejsze w m aterię organiczną są gleby leśne (tab. 5). Najwięcej oznaczanych składników występuje w ściółkach. Poziomy surowinowe zawierają ponad 40% C, a w poziom ach m ineralnych tych gleb jest więcej węgla średnio o 3,75% niż w glebach uprawnych.

T a b e l a 6 Współczynniki k o r e l a c j i między fo sf or em organicznym a C, N, S i pH

C o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t s between o rg ani e phosphorus and the С, Я, S c o n t e n t and pH value

/ * / / у / Gleby uprawne Arable s o i l s Gleby le śn e F o r e s t s o i l s С P o r g . 0 , 3 6 7 + 0 , 7 4 0 ++ К P or g . 0 , 2 2 4 - 0 , 7 8 4 ++ s P o r g . 0 , 2 0 0 - 0 , 789++ рн/Н2о P o r g . 0 , 3 0 2 + • 0 , 7 0 7 + n = 36 n = 24

n ■ l i c z b a danych - number o f data

Stosunki C :N i C :P są tu znacznie szersze niż w glebach uprawnych. W glebie rdzawobrunatnej maleją one wraz z głębokością, podobnie jak zawartość wszyst­ kich składników materii organicznej.

Większe wahania występują w wartościach stosunku C : P w ściółce obydwu gleb leśnych, a w bielicy również w poziomie mineralnym. Najniższe wartości tego stosunku występują w poziomie eluwialnym i rosną dwukrotnie w iluwium, p o ­ dobnie jak wartości stosunku C :S . Stosunek C : N nie różnicuje tak wyraźnie wymienionych poziomów.

We wszystkich badanych glebach występuje istotna zależność między rozmiesz­ czeniem fosforu organicznego a oznaczonymi składnikami materii organicznej, z wyjątkiem N i S w glebach uprawnych. Potwierdzają to wyniki obliczeń staty­ stycznych (tab. 6).

DYSKUSJA

Badane gleby uprawne wytworzone są ze skały macierzystej tego samego po ­ chodzenia geologicznego i występują w tej samej strefie klimatycznej. Powoduje to, że różnice w zawartości fosforu organicznego w tych glebach są nieduże. W ahania

w ilości fosforu organicznego w czarnoziemach leśno-łąkowych są raczej przypad­ kowe i mogą wynikać z innego rodzaju upraw w ostatnich latach. Duże zróżnico­ wanie w zawartości fosforu organicznego występuje między glebami uprawnymi i leśnymi. Są to bowiem gleby różnych typów i o innym pochodzeniu geologicz­ nym, a ponadto wchodzą w skład zupełnie różnych ekosystemów.

Ilość fosforu organicznego w glebach zależy w dużym stopniu od mineralizacji i akumulacji tego składnika. Za dobry wskaźnik mineralizacji organicznych połą­ czeń fosforu glebowego niektórzy autorzy uważają wartość stosunku węgla do fosforu organicznego. Uwalnianie fosforu ze związków organicznych następuje zwykle przy niskich stosunkach, wysokie natom iast świadczą o intensywnym po­ wstawaniu wtórnych połączeń organicznych fosforu. W poziomach podpróchnicz- nych badanych gleb brunatnych, mimo niskiego stosunku C :P org., ilość tego ostatniego wzrasta; podobnie jest w poziomie mineralnym leśnej gleby rdzawo- brunatnej.

Akumulacja fosforu organicznego w wymienionych poziomach, przy niskich wartościach C :P org., sugeruje, iż nie jest on jednoznacznym wskaźnikiem u ru ­ chamiania fosforu w drodze mineralizacji i że istnieje jakaś granica tego stosunku, poniżej której nagromadzanie się fosforu organicznego jest możliwe.

Również badania laboratoryjne E n w e z o r a [9, 10] wykazały, że nie zawsze istnieje ścisła zależność między stosunkiem C :P org. a mineralizacją organicznych połączeń fosforu. Zwykle jednak poniżej wartości C : P org. równej 112 następo­ wała mineralizacja, a przy wyższych ma miejsce synteza związków organicznych fosforu.

WNIOSKI

N a podstawie przedstawionych zawartości fosforu organicznego w badanych glebach uprawnych wytworzonych z gliny zwałowej i w piaszczystych glebach leś­ nych można wyciągnąć następujące wnioski.

1. Ogólna zawartość fosforu, a w szczególności fosforu organicznego, pozostaje w związku z ilością materii organicznej. W glebach leśnych istnieje ścisła zależność między ilością fosforu organicznego a ilością takich składników materii organicz­ nej, jak węgiel, azot i siarka. W glebach uprawnych fosfor organiczny wykazuje większą zmienność niż azot i siarka, a w sposób istotny koreluje jedynie z zawar­ tością węgla organicznego.

2. Dobrym wskaźnikiem odróżniającym badane gleby leśne od uprawnych jest stosunek organicznych form węgla do fosforu organicznego.

W przypowierzchniowych częściach poziomów gleb uprawnych wskaźnik ten jest charakterystyczny dla poszczególnych typów glebowych. Uwzględniając poziomy endopróchniczne gleb leśnych m ożna uzyskać interesujący ciąg wartości tego wskaźnika, a mianowicie: czarne ziemie właściwe — czarne ziemie zbrunat­ niałe — gleby brunatne właściwe — gleby rdzawobrunatne — bielice.

Badane gleby leśne zawierają więcej fosforu organicznego w przeliczeniu na 100 g gleby niż gleby uprawne, ale ich m ateria organiczna jest uboższa w ten skład­

P organiczny na tle С, N i S w glebach upraw nych i leśnych 73

nik. Szczególnie mało fosforu organicznego w stosunku do ilości węgla zawiera ściółka gleb leśnych.

4. Rozmieszczenie fosforu organicznego w profilach badanych gleb uw arun­ kowane jest kierunkiem zachodzących w nich procesów glebotwórczych i pokry­ wa się z wyróżnianymi poziomami genetycznymi, co szczególnie uwidacznia się w solum bielic.

5. Uzyskane wyniki wskazują, że w glebach uprawnych istnieją warunki sprzy­ jające mineralizacji związków organicznych fosforu, a w ściółkach gleb leśnych

dominują procesy wtórnej syntezy.

LITERATURA

[1] A c q u a y e D. K.: Some significance of organic phosphorus mineralization in the phos­ phorus nutrition of Cocca in Ghana. Plant and Soil 19, 1963, 65-80.

[2] B a r r o w N. J. : Phosphorus in soil organic matter. Soils and Fert. 26, 1961, 169-173. [3] B a t e s J. A. R., B a k e r T. C. N.: Studies on a Nigerian forest soil. J. Soil Sei. 11,

1960, 257-265.

[4] B o r a t y ń s k i K.: Zawartość fosforu organicznego w niektórych glebach polskich. Rocz. Nauk roi. i leś. 48, 1939, 77-90.

[5] B r o g o w s к i Z. : Fosfor organiczny i mineralny w niektórych glebach piaskowych. Rocz. glebozn. 16, 1966, 209-238.

[6] C i e ś l a W. : Geneza i właściwości gleb uprawnych wytworzonych z gliny zwałowej na Wysoczyźnie Kujawskiej. Rocz. WSR Poznań, z. 18,. 1968.

[7] C o s g r o v e D. J. : An examination of some possible sources of inositol phosphates. Plant and Soil 21, 1964, 137-141.

[8] D o r m a a r J. F., W e b s t e r G. R .: Status of organic phosphorus in some Alberta soils. Can. J. Soil Sei. 43, 1963, 27-34.

[9] E n w e z о r W. O. : Significance of the С : organic P ratio in the mineralization of soil organic phosphorus. Soil Sei. 103, 1967, 62-67.

[10] E n w e z o r W. O. : The mineralization of nitrogen and phosphorus in organic materials of varying C :N and C :P raties. Plant and Soil 44, 1976, 237-240.

[11] H a n l e y G., M u r p h y J.: Phosphate forms in particle size separates of Irish soils. Soil Sei. Soc. Amer. Proc. 34, 1970, 587-590.

[12] M a h t a N. C., L e e g J. О., G o r i n g C. A., B l a c k C. A.: Determination of or­ ganic phosphorus in soils. Soil Sei. Soc. Amer. Proc. 44, 1954, 443-449.

[13] M u s i e r o w i c z A., K w i a t e k A.: Studia nad zawartością mineralnych i organicz­ nych związków fosforowych w niektórych glebach bielicowych woj. łódzkiego, wytworzo­ nych z gliny zwałowej. Rocz. Nauk. roi. 82, 1960, A-l.

[14] P r u s i n k i e w i c z Z., B i a ł y K.: Gleby wybranych rezerwatów leśnych woj. byd­ goskiego, toruńskiego i włocławskiego. Studia Soc. Scient. Torunensis, Toruń 1976, Sec. C, 9, nr 5.

[13] S y e r s J. K., S h a h R., W a l k e r T. W.: Fractionation of phosphorus in two allu- wial soils and particle-size separates. Soil 18, 1970, 283-289.

[16] W a l k e r T. W., T h a p a B. K., A d a m s A. F.: Studies on organic matter: acumu- lation of carbon, nitrogen, sulfur, organic and total phosphorus in improved grassland soils. Soil Sei. 87, 1959, 135-140.

[17] W i l l i a m s C. H., W i l l i a m s E. G., S c o t N. : Carbon, nitrogen, sulfur and phos­ phorus in some Scottish soils. J. Soil. Sei. 11, 1960, 334-337.

[18] W o n d r a u s c h J. : Studia nad fosforem w glebach terenów górzystych. Praca doktor­ ska. Katedra Gleboznawstwa WSR w Lublinie, 1958.

I Г. ЖЕСНОВЕЦКА-СУЛИМЕРСКА [, В. ЦЕСЛЯ,-Я. КОПЕР ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВЕННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ФОСФОРА Ч. I. ОРГАНИЧЕСКИЙ ФОСФОР НА ФОНЕ СОДЕРЖАНИЯ C ,N tf S В НЕКОТОРЫХ ПАХОТНЫХ И ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ Отдел биохимии и почвоведения Агрономического института Сельскохозяйственно-техни­ ческой академии в Быдгоще Р езю м е Исследования почвенного органического фосфора проводились в пахотных почвах рег­ иона Куяв и на лесных ржаво-буроземных и подзолистых почвах. В большинстве испытан­ ных почв установлена тесная взаимозависимость органического фосфора и основных эле­ ментов органического вещества (углерода, азота и серы). Исследования выявили, что четким показателем позволяющим отличить пахотные почвы от лесных является количественное соотношение органического угля к органическому фосфору. Общее содержание фосфора, в том числе его органической формы, было тесно связано с органическим веществом почв и с направлением почвообразовательных процессов.

|G. RZEŚNIOWIECKA-SULIMIERSKA |, W. CIEŚLA, J . KOPER

INVESTIGATIONS ON SOIL ORGANIC PHOSPHORUS

PART I. ORGANIC PHOSPHORUS AND C, N AND S CONTENT IN SOME ARABLE AND FOREST SOILS

Departments of Biochemistry and Soil Science, Technical and Agricultural University of Bydgoszcz

S u m m a r y

The investigations on organic phosphorus in arable soils formed of boulder loam of the Kujawy region and forest soils-rusty coloured and podzol were carried out. In most soils under study a close relationship between organic phosphorus and the main organic matter constituents (carbon, nitrogen and sulfur) was found. The investigations have proved that a good index enabl­ ing to distinguish the arable soils from forest soils in the ratio of organic carbon to organic phos­ phorus.

The content of total phosphorus, including its organic form was closely connected with the organic matter of soils and the soil-forming process line.

Prof. dr Wojciech Cieśla Instytut Rolniczy ATR Bydgoszcz, Bernardyńska 6