ZAWARTOŚĆ RÓŻNYCH FORM ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH W RĘDZINACH W PORÓWNANIU Z INNYMI TYPA M I G LEB

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAW CZE T. X X IV, z. 2, WARSZAWA 1973 FRANCISZEK KUŹNICKI, PIOTR SKŁODOW SKI1 ZAWARTOŚĆ RÓŻNYCH FORM ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH W RĘDZINACH W PORÓWNANIU Z INNYMI TYPA M I G LEB Zespół Gleboznawstwa Instytutu Geodezji Gospodarczej i Kartografii Politechniki Warszawskiej WSTĘP Rędziny zostały wyróżnione w system atyce gleb Polski jako odrębna jednostka typologiczna, mieszcząca się w klasie gleb wapniowcowych. Gleby te określane są przez wielu gleboznawców jako m iędzystrefowe, ponieważ tw orzą się i kształtują pod dominującym nad innymi czynnikami wpływem skały macierzystej w różnych strefach roślinno-klimatycznych [2, 5, 14]. Spośród licznych cech chemicznych i biologicznych, przemawiających za odrębnością typologiczną rędzin, najbardziej kontrow ersyjne są przemiany substancji organicznej, które przebiegają w tych glebach z różną intensywnością w zależności przede wszystkim od właściwości skały w ę glanowej lub siarczanowej. Dużą rolę w tych przemianach odgrywa typ skały mieszczący się w danej formacji geologicznej. Znaczna zasobność skały m acierzystej w węglany wpływa ham ująco na proces jej w ietrzenia. Ewolucja rędzin w porównaniu z innymi typami gleb przebiega na ogół bardzo powoli. Bardzo duży wpływ na dalszy rozwój rędzin w yw ierają zarówno substancja organiczna jeszcze nie rozłożona, jak i związki próchniczne powstałe w wyniku procesu humifikacji. Celem niniejszej pracy jest rozstrzygnięcie, czy zawartość różnych form związków próchnicznych w wierzchnich warstwach rędzin może stanowić kryterium świadczące o odrębności typologicznej tych gleb, jak również stwierdzenie, jakie zachodzą różnice pod względem składu i zawartości poszczególnych form związków próchnicznych w tych glebach w zależności od właściwości samej skały m acierzystej. Aby dać odpowiedź, czy zachodzą istotne różnice pod względem zaw artości form 1 Przy współpracy technicznej H. Kamińskiej.

2 188 F. Kuźnicki, P. Skłodowski związków próchnicznych w różnych rodzajach rędzin w porównaniu z innymi glebami, wykonano również analizy frakcjonowanej próchnicy w profilu czarnoziemu zdegradowanego, wytworzonego z lessu oraz w profilu gleby brunatnej właściwej, wytworzonej z lessu. P raca naw iązuje ponadto do monografii [6]. Zagadnienie przemian substancji organicznej w rędzinach nie może być oczywiście ostatecznie rozwiązane na podstawie badań obejmujących kilka, nawet najbardziej charakterystycznych profilów. Dlatego niniejsze badania należy traktow ać jako wstęp do dalszych prac, idących w kierunku wyjaśnienia roli, jaką odgrywa w genezie i ewolucji rędzin substancja organiczna. METODYKA BADAŃ Analizę substancji organicznej wykonano według m etody D u c h a u- foura i Jacquin [1], opisanej już poprzednio [6]. Zastosowano w pracy następujące symbole: F t kwasy fulwowe we frakcji wolnej I ekstrakcja za po- Н г kwasy huminowe we frakcji wolnej mocą roztworu Na4P 20 7 Na2S 0 4 o p H = 7 F 2 kwasy fulwowe we frakcji wolnej II ekstrakcja za po- H 2 kwasy huminowe we frakcji wolnej m ocą roztw oru Na4P 20 7 Na2S 0 4 o p H = 9,8 F 3 kwasy fulwowe we frakcji związanej I ekstrakcja za po- H3 kwasy huminowe we frakcji związanej m ocą roztw oru Na4P 20 7 N a 2S 0 4 o ph = 7 F 4 kwasy fulwowe we frakcji związanej II ekstrakcja za po- H4 kwasy huminowe we frakcji związanej m ocą roztw oru Na4P 20 7 o p H = 9,8 F 5 kwasy fulwowe we frakcji związanej III ekstrakcja za po- H 5 kwasy huminowe we frakcji związanej m ocą roztw oru 0,ln NaOH R reziduum, stanowiące nie w yekstrahow aną część frakcji wolnej substancji organicznej H hum iny, stanowiące nierozpuszczalną część frakcji związanej substancji organicznej w wyniku trzech kolejnych ekstrakcji. W pierwszej kolejności przed ekstrahowaniem substancji organicznej dokonano jej podziału na podstawie gęstości, przy użyciu mieszaniny bromoformu z alkoholem etylowym o gęstości 2, w ydzielając w ten

3 Formy próchniczne w rędzinach w porównaniu do innych.., 189 sposób dwie frakcje: wolną (lekką) i związaną (ciężką) [1]. Przy obliczaniu stopnia humifikacji substancji organicznej huminy zostały włączone do innych form związków próchnicznych. Ogólną zawartość węgla oznaczono m etodą Tiurina. Ogólną zaw artość azotu oznaczono metodą Kjeldahla. Zawartość aktywnego C ac 03 oznaczono m etodą Drouineau w modyfikacji Galet, rozpuszczając węglany w 0,2n (NH4)2C20 4 i używając do miareczkowania przesączu roztworu 0,ln K M n 04. Zawartość ogólną C ac 03 oznaczono metodą Scheiblera. Oznaczenie gęstości optycznej kwasów huminowych przeprowadzano przy użyciu fotom etru Spekol. Roztwory humianów z ekstrakcji I i II przygotowano przez w ytrącenie kwasów huminowych stężonych kwasem siarkowym i rozpuszczenie osadu w 0,05n NaOH. Gęstość optyczną mierzono po doprowadzeniu w roztw orach humianów stężenia С do 0,136 g/l. OPISY PROFILÓW Badania obejmują pięć profilów [8]. Profil 1 z miejscowości Kije położony jest w terenie lekko falistym na obszarze Niecki Nidziańskiej (wysokość n.p.m. 241 m). Reprezentuje rędzinę właściwą, wytworzoną z porowatej opoki kredowej, zawierającej ponad 60% węglanów ogółem. A t 0-30 cm poziom próchniczny szary, zawierający odłamki skały macierzystej o strukturze gruboziarnistej ; A XC cm poziom przejściowy, jasnoszary, z dużą domieszką odłamków silnie zwietrzałej skały macierzystej ; С poniżej 60 cm wapnista opoka porowata (form acja kredowa, piętro m astrychtu dolnego). Profil 2 z miejscowości Śladków położony jest na obszarze Niecki Nidziańskiej (wysokość n.p.m. 235 m). Reprezentuje rędzinę właściwą, wytworzoną ze żwirowca wapnistego sarm ackiego form acji trzeciorzędowej, zawierającego na głębokości 60 cm ponad 85% węglanów ogółem. A x 0-20 cm poziom próchniczny ciemnoszary, o składzie mechanicznym piasku gliniastego mocnego z licznymi odłamkami skały; A XC cm otrębow ata zwietrzelina skały z niewielką ilością próchnicy; С poniżej 40 cm skała m acierzysta.

4 со о Zawartość różnycli iorm związków organicznych oznaczonych metodą I h. Duchaufoura i F. Jacquin Content of d ifferen t humus compound forms in s o ils determined by the method of Ph. Duchaufour and i, Jacquin T a b e l a 1 Podział węgla w % węgla ogółem С of f r a c t. in percent of to ta l С Miejscowość L o ca lity Nr p ro filu P ro file Ho. Poziom genetyczny Horizon Głębokość pobrania próbki Sampling depth cm С ogólny T o tal С /i I ek strakcja l e t e x tra ctio n fr a k c ja wolna lig h t fr a ctio n I I e k stra k cja U nd e x tra ctio n F1 H1 F2 h2 R I clcctrajcc ja 1 s t extractio n fr a k c ja związana heavy fra ctio n I I e k stra k cja Und e x tra ctio n I I I ek stra k cja I l lr d e x tra ctio n F3 H3 *4 H4 F5 H5 K ije ,77 1,4 0,1 0,0 0,2 8,8 7, ,7 3,5 8,5 12,1 52,6 * ,26 0,3 0,2 1,0 0,4 7,5 6,4 1,8 8,1 6,3 8,9 12,2 46,9 âladkôw , ,6 0,4 0,9 17,5 6,6 2,5 5,0 6,0 5,9 8,6 44,8 A.C , ,2 5,4 2, ,6 10,7 45,2 huminy /Н/ F. Kuźnicki, P. Skłodowski Ł atanice ,23 0,7 0,1 0,2 0,6 9,9 6,5 2,8 4,0 13,2 7,1 17,7 37,2 Włostów ,74 0,6 0,3 0,0 0,6 11,2 5,4 2, ,4 10,4 12,3 47, ,9 5 0,8 0,5 0,1 0,9 7,2 8,0 3,3 2,3 12,0 8,3 14,8 41, ,45 1,9 0,8 0,2 1,2 5,6 8,1 3,0 3,0 13,9 8,4 15,2 38,7 /В/С , ,5 3,1 5,4 21,5 6,5 16,8 37,2 Ostrowiec ,23 1,4 0,1 0,7 0,3 13,4 4,8 0,8 4,6 2,4 6,4 l l, 9 53,? /в/ , ,0 0,4 8,5 1,8 19,7 11,1 48,5

5 Nr p ro filu P ro file Ko. Lîie jücowobé L o ca lity 1 K ije Sladków Łatanice Włostów Ostrowiec Sumaryczna zawartość różnych form związków organicznych we fra k cja ch oraz w artości charakteryzujące hum ifikację Summary content of d ifferen t organic compound forms in p a rticu lar fra ctio n s and values of hum ification Głębokość Poziom pobrania genetyczny próbki Samp Horizon lin g depth cm АдС с ogólny Total % 1,77 1,26 2,27 0,51 С kwasów fulwowych, kwasów huminowych i huminy w % С ogólnego С of fr a c tio n in per cent o f to tal. С fr a k c ja wolna lig h t fr a c tio n OJ to H рц 1, ,4 0,0 CJ. ih w 0,5 0,6 1,5 0,0 рц to* r tfn рц 19,6 2 5,4 17,5 27,4 fr a k c ja związana heavy fr a c tio n 1Л w N~N œ ,1 27,4 1 «S 52,6 4 6,9 4 4,8 45,2 Stosunek Ratio Hi F 0,8 4 0,85 0,98 1,00 Stopień humi fik a - c j i Humification degree 91,2 92,5 82,5 100,0 Stosunek R atio C:N 9,6 8,4 11,2 7,4 0,156 0,094 T a b e l a 2 Procentowa zawartość С poszczególnych f r a k c ji w stosunku do gleby С of fra ctio n in percent to so il fr a k c ja wolna lig h t fr a c tio n OJ to rh to 0,024 0,017 CJ W 0,005 0,007 fr a k c ja związana heavy fra ctio n la Гм to* ГЛ to 0,546 0,296 0,401 0,055 0,055 0,596 0,085 JT w * 0,306 0,256 0,58S 0,085 5,23 0,9 0,7 17,6 35,7 57,2 1,86 90,1 9,4 0,519 0,050 0,025 0,56S 1,083 1,202 /В/С /в/ 2,74 1,95 1,45 0,82 1,23 0,3 4 0,6 0,9 2,1 0,0 2,1 0,0 0,9 1,4 2,0 0,0 0,4 0, ,5 21,4 15,8 38,2 2 2,0 50,.1 32,1 41,4 15,1 15,5 47,3 41,6 ^3,7 57,2 55,2 48,5 1,26 l, b l 1,58 1,95 0,86 0, , ,0 86,6 100,0 9,1 8,7 7,6 5,5 11,5 8,1 0,306 0,140 0,081 0,017 0,016 0,029 0,027 0,02? 0,020 - ч! 0,479 0,565 0,284 0,175 0,165 0,025 0,005 0,194 0,150 0,602 0,587 0,465 0,540 0,186 0,045 w > ji> н и g к ^ 0,955 0,590 1,017 0,142 1,509 0,815 0,562 0,505 0,655 0,165 Formy próchniczne w rędzinach w porównaniu do innych...

6 192 F. Kuźnicki, P. Skłodowski Profil 3 z miejscowości Łatanice położony jest w kotlinie Nidy w okolicy Buska i W iślicy (wysokość n.p.m. 200 m). Reprezentuje rędzinę gipsową czarnoziemną o zawartości na powierzchni ponad 5% próchnicy [13]. A cm poziom próchniczny o barwie czarnej, strukturze ziarnistej, w ykazujący skład m echaniczny gliny średniej, zawiera rozdrobnione odłamki skały m acierzystej; A C cm poziom przejściowy barw y szarobrunatnej o składzie mechanicznym gliny ciężkiej, zaw ierający znaczną ilość odłamków skały m a cierzystej ; С poniżej 40 cm gips (system trzeciorzęd, seria miocen, piętro tor ton). Profil 4 z miejscowości Włostów położony jest na W yżynie Sandomierskiej (wzniesienie n.p.m. 151 m) w terenie równinnym. Reprezentuje czarnoziem słabo zdegradowany strefy leśno-stepowej, wytworzony z lessu ilastego cm poziom próchniczny o barwie ciemnoszarej, strukturze drobnoorzechowatej, wykazujący skład mechaniczny utworu pyłowego ilastego; (B)C cm poziom przejściowy o strukturze pryzm atycznej i składzie mechanicznym utw oru pyłowego ilastego: С cm utw ór pyłowy ilasty. Na głębokości 100 cm występują węglany. Zaznacza się słabe ogle- jenie. Profil 5 z miejscowości Ostrowiec Świętokrzyski położony jest na W yżynie Sandomierskiej (wzniesienie n.p.m. 176 m) w terenie falistym. Reprezentuje glebę brunatną właściwą wytworzoną z lessu. Aj 0-25 cm poziom próchniczny o barwie szarobrunatnej, strukturze gruzełkowatej, wykazujący skład mechaniczny utw oru pyłowego zwykłego; (B) cm poziom brunatnienia o barw ie brunatnej, strukturze drobnoorzechowatej, wykazujący skład mechaniczny utw oru pyłowego zwykłego; С poniżej 70 cm utw ór pyłowy zwykły o strukturze pryzm a tycznej. Zawiera nowotwory węglanowe laseczki lessowe.

7 Formy próchniczne w rędzinach w porównaniu do innych WYNIKI BADAŃ Istotną rolę w przemianach substancji organicznej odgrywa we wszystkich zbadanych glebach frakcja związana, w której dominują na ogół huminy. Frakcja wolna we wszystkich poziomach genetycznych tych gleb w porównaniu z glebami bielicowymi i brunatnymi kwaśnymi [6] stanowi bardzo mały procent w stosunku do ogólnej zawartości C. Ilości nie wyekstrahowanej części frakcji wolnej substancji organicznej, określanej jako tzw. reziduum (R), są również nieduże. Wyniki te świadczą 0 dużej na ogół aktywności biologicznej badanych gleb, w yrażającej się daleko posuniętą humifikacją substancji organicznej. Bliższa analiza uzyskanych wyników wskazuje zarówno na pewne podobieństwo, jak 1 na istotne różnice, jakie zachodzą w przemianach substancji organicznej w poszczególnych typach i rodzajach gleb. Rędzina kredowa (profil 1 Kije), wytworzona z miękkiej i porowatej opoki kredowej, zawierającej stosunkowo znaczny procent węglanów aktywnych, odznacza się, podobnie ja!k czarnoziem zdegradowany (profil 4 Włostów), wysokim stopniem humifikacji substancji organicznej wierzchniej w arstw y, wynoszącym ok. 90%. Znaczna zawartość kwasów huminowych, uwalnianych w wyniku ekstrakcji wodorotlenkiem sodu oraz duża zawartość humin w wierzchnich poziomach tych gleb (ok. 50%) wskazuje również na pewne podobieństwo tych dwóch typów próchnic. Różnice są jednak między nimi zasadnicze. Stosunek H :F w poziomie 5-20 cm profilu 1 w porównaniu ze sto-sunkiem H :F w poziomie 5-15 cm profilu 4 jest znacznie mniejszy i wynosi 0,84, natomiast w profilu 4 1,26. W poziomie próchnicznym rędziny kredowej zaznacza się więc przewaga kwasów fulwowych nad huminowymi, w poziomie zaś próchnicznym czamoziemu przewaga kwasów huminowych nad fulwowymi. Znaczna zaw artość węglanów aktywnych w rędzinie kredowej (tab. 3) decyduje z jednej strony o dużym stopniu humifikacji substancji organicznej, jak również o stabilności powstałych kompleksów próchniczno-mineralnych, z drugiej zaś w odróżnieniu od czarnoziemów o słabszej polimeryzacji związków próchnicznych. Przez badaczy francuskich [1, 2, 3], wysuwana jest hipoteza, że powstałe w rędzinach związki kompleksowe próchniczno-ilaste są głównie przerabiane,,mechanicznie przez dżdżownice, natomiast są one słabo przekształcone mikrobiologicznie. Zgodnie z tą hipotezą substancja organiczna ulega na ogół szybko humifikacji, lecz jej dalsza ewolucja ulega w pewnym stopniu zahamowaniu. W wyniku słabego przekształcenia ligniny, jak twierdzą Duchaufour i Jacquin, powstają w środowisku szczególnie bogatym w wapń związki próchniczne słabo spolimeryzowane, z przewagą tzw. kwasów huminowych brunatnych [1].

8 194 F. Kuźnicki, P. Skłodowski г Tabela 3 Procentowa zawartość węglanów i aktywnego węglanu wapnia w rędzinach i w skałach węglanowych Percentage of carbonates and active calcium carbonate in rendzina so ils япд carbonatic rocks Nr p ro filu P r o file No. Miejscowość L o ca lity Głębokość Depth cm Pozion genetyczny Genetic horizon Rędzina kredowa właściwa Cretaceous proper rendzina Węglany rozp. W lo /'o HCl/а/ Carbonates soluble in HCl/а/ % CaCO, 3 aktywny /Ъ/ A ctive СаСО^/Ъ/ % ь. 100 а ft 1 Side /5/, /3/ ,2 7,0 53, ,3 2 2,0 39, АдС 66,0 25,5 5 8, С 62,7 13,0 20,7 Г ' Rędzina trz ecio r zędowa właściwa T ertiary pro per rendzina j 2 Sladków /8/ j 1 5,4 i 2,6 1 8,1 i АдС 4 0,5 6,0 14, С 8 5,3 7,0 6,2 j i Rędzina kredowa czarnoziecna Cretaceous humic rendzina 1/5/ Machnów /5/, /6/ ,6 9,7 5 4,4! ,2 9,2 4 3, ,2 14,3 2 5,8 j I Rędzina ju ra j ska brunat na Ju rassic brown rendzina 1 j 15 /8/ 1 Brzegi /8/ 5-15 Ai 2,9 1,5 51,7 j /В/С 16,8 5,8 j co o KN i i 14 /5/ Orońsko /5/ Wapień ju r a js k i! Ju rassic liceston e i i С 7 5,5 6,0 7,9 j i V/api eń dewoń sk i Devonian lim estone 16 /5/ Górno /5/ С 85,8 7,0 8,2 Wapień dewońsk i Devonian limestone 6 /5/ Czerwona Góra /5/ i С 9 2,4 5,9 6,3

9 Formy próchniczne w rędzinach w porównaniu do innych.., 195 W e frakcjach substancji organicznej poziomów próchnicznych gleby brunatnej właściwej, wytworzonej z lessu z Ostrowca Świętokrzyskiego (profil 5), podobnie jak w czam oziem ach i rędzinach, istotną rolę odgrywa frakcja ciężka (związana), w której tzw. szare kwasy huminowe m ają znaczny udział. Duża zawartość humin w wierzchniej warstwie (ponad 50%) wskazuje na obecność związków silnie związanych z frakcją ilastą. Stopień humifikacji substancji organicznej w poziomie próchnicznym jest bardzo wysoki. Stosunek C:N w wierzchniej warstw ie wynosi około 11, natomiast stosunek H :F, wynoszący 0,86, jest znacznie mniejszy niż w czarnoziemie z Włostowa. W poziomie brunatnienia (B) na głębokości cm przeważają znacznie we wszystkich ekstraktach kwasy fulwowe nad huminowymi. Stosunek H :F = 0,35, gdy tym czasem w rędzinie kredowej profilu 1 na głębokości cm H :F = 0,85. Badaną glebę brunatną należy określić jako eutroficzną o wysokim stopniu wysycenia kationami zasadowymi (ponad 80% w warstwie wierzchniej) [9, 11]. Z poprzednich badań [6, 7] wynika, że w glebach brunatnych kwaśnych górskich, w odróżnieniu od gleb brunatnych właściwych eutroficznych terenów równinnych, wierzchnie w arstw y próchniczne wykazują stosunkowo niski stopień humifikacji, co wiąże się zarówno z warunkami klimatycznymi, jak i z niskim ph oraz dużą kwasowością wymienną tych gleb. Właściwości i przemiany substancji organicznej w poziomie próchnicznym rędziny trzeciorzędowej profilu 2 ze Sladkowa są w pewnym stopniu zbliżone do właściwości i przemian związków próchnicznych profilu 1 rędziny kredowej. Odznaczają się one dużą zawartością humin i znaczną stosunkowo zawartością kwasów huminowych, uwalnianych w wyniku trzeciej kolejnej ekstrakcji przy użyciu 0,ln NaOH. Stopień humifikacji substancji organicznej w poziomie A lt wynoszący ok. 80%, jest nieco mniejszy niż w rędzinie kredowej. Stosunek H :F w poziomie 0-20 cm wynosi 0,98. Należy podkreślić, że w poziomie A 1 profilu 2 ilość reziduum substancji organicznej jest w.porównaniu z reziduum substancji organicznej w poziomie akum ulacyjnym profilu 1 ok. dwukrotnie większa. Wskazuje to na mniejszy nieco stopień humifikacji substancji organicznej w rędzinie trzeciorzędowej w porównaniu z rędziną kredową, co z kolei wiąże się z mniejszą zaw artością węglanów aktyw nych w m ateriale żwirowca wapnistego' sarmackiego niż w porowatej opoce, kredowej (tab. 3). Należy ogólnie stwierdzić, że przemiany substancji organicznej w rę dzinach zależą nie tylko od ogólnej zawartości węglanów w skale m acierzystej, ale przede wszystkim od zawartości węglanów aktyw nych (tab. 3). Przy tej okazji w arto jest sprecyzować, że przez aktyw ny węglan wapnia

10 196 F. Kuźnicki, P. Skłodowski należy głównie rozumieć jego niekrystaliczną formę silnie rozdrobnioną ilastą, która łatwo rozpuszcza się w wodzie zawierającej dwutlenek węgla dając C a(h C 03)2. W apń z łatwo rozpuszczalnego w wodzie dw u węglanu C a(h C 03)2 wypiera z kolei wodór z kompleksu sorpcyjnego gleby. O aktywności biologicznej rędzin decyduje więc nie ogólna zaw artość węglanów, lecz procentowy udział węglanów aktyw nych [2]. Analiza substancji organicznej w poziomie A 1 rędziny gipsowej z Ł a tanie (profil 3) wykazuje zdecydowaną przewagę frakcji związanej nad wolną oraz duży stopień humifikacji ok. 90%. Reziduum (R), stanowiące nie wyekstrahowaną część frakcji wolnej substancji organicznej, wynosi ok. 10%, gdy w rędzinie trzeciorzędowej ze Sladkowa (profil 2) ok. 18%. Duży stosunek H :F wynoszący w poziomie A 1 (0-20 cm) 1,86 oraz znaczny udział kwasów huminowych trzeciej kolejnej ekstrakcji przy użyciu 0,ln NaOH, świadczą o daleko posuniętej humifikacji substancji organicznej z przewagą silnie spolimeryzowanych związków próchnicznych, związanych z częściami ilastymi. Należy podkreślić, że na głębokości cm w poziomie A XC zawartość części poniżej 0,002 m m wynosi 38% [8], co wskazuje na możliwość tw orzenia się trw a łych kompleksów próchniczno-ilastych. Dodatkową informację o stopniu rozwoju substancji organicznej w rędzinach w porównaniu do czarnoziemów uzyskano, oznaczając gęstość optyczną kwasów huminowych w y dzielonych z badanych gleb, przy użyciu dwóch ekstraktów: roztworu Na4P 20 7 Na2S 0 4 o ph = 7 i roztworu Na4P 20 7 o ph = 9,8. Jak podaje К o n o n o w a [10], gęstość optyczna kwasów hum inowych może być różna w zależności od stosunku węgla w jądrze arom a tycznym do węgla w rodnikach bocznych. Kwasy huminowe,,młodsze' w swoim rozwoju w porównaniu do kwasów dojrzałych odznaczają się mniejszą gęstością optyczną [10, 4]. Jak wynika z naszych badań (tab. 4), gęstość optyczna alkalicznych roztworów kwasów huminowych, w yrów nanych pod względem ilości węgla, jest na ogół mniejsza w rędzinach węglanowych w porównaniu z czarnoziemem. Szczególnie znaczne pod tym względem różnice zaznaczają się w gęstości optycznej kwasów huminowych, wydzielonych z gleby w wyniku drugiej kolejnej ekstrakcji. Gęstość optyczna kwasów huminowych rędziny siarczanowej jest znacznie wyższa w porównaniu z rędzinami węglanowymi. Wyniki te świadczą o dalej posuniętej ewolucji substancji organicznej w czamoziemie i w rędzinie gipsowej w porównaniu z rędzinami węglanowymi. Potw ierdzają one jednocześnie słuszność wyprowadzonych wniosków, w ynikających z zaw artości w tych glebach poszczególnych form związków próchnicznych (większa gęstość optyczna kwasów huminowych II ekstrakcji w porównaniu z I ekstrakcją).

11 Formy próchniczne w rędzinach w porównaniu do innych.., 197 Gęstość optyczna kwasów huminowych przy zaw artości С 0,136 g/l O ptical density of humic acids at С content g/l T a b e l a 4 Nr p r o filu P r o file No. Miejscowość L o ca lity Głębokość Depth cm E k strakty E x tra c ts ш - długość f a l i S i - wave lengh K ije a b 0, 1 0 0, 1 1 0,18 0, 2 0 0, 2 1 0,23 0,2 7 0,3 0 0,39 0,4 0 О О IN CO 0,6 2 0, 7 0 3,4 0 3,5 0 2 Sladków a b 0,3 2 0,38 0,5 4 0,59 0,6 0 0,6 1 0,6 0 0,65 0,8 0 0,7 9 1, 0 0 1, 0 0 1, 1 0 1, 1 1 2,03 1, Ł ataniec a b 0,4 0 0,4 5 0,61 0,63 0,6 5 0,65 0, 6 8 0, 6 8 0,7 8 0,8 3 0,9 8 1,05 1,05 1, 2 0 1,72 1,9 0 4 Włostów 5-13 a b 0,2 8 0,4 8 0,4 6 0,5 8 0,53 0, 6 8 0,60 0,7 0 0,8 0 0,85 1, 0 0 1,0 5 1, 1 2 1,15 2,4 3 1, a b 0,3 8 0,3 5 0, 6 6 0,72 0,6 0 0, 7 8 0, 6 8 0,79 0,8 5 0,87 1,05 1,07 1,1 6 1, 2 0 1,9 4 1, 6 6 Ekstrakty - E x tracts a - pirofosforan sodu ph 7 sodium pyrophosphate, ph 7 Ъ - pirofosforan sodu ph 9,8 sodium pyrophosphate, ph 9 f8 UWAGI KOŃCOWE Przeprowadzone badania rzucają światło na specyfikę przemian substancji organicznej w rędzinach w porównaniu z innymi typami gleb, jak również wskazują na pewne różnice, jakie zachodzą pod względem zawartości form związków próchnicznych w rędzinach w zależności od genezy i typu skały m acierzystej. Ilość kwasów huminowych uwolnionych w wyniku zarówno drugiej ekstrakcji frakcji związanej przy użyciu roztworu 0,1 m pirofosforanu sodu o ph 9,8, jak i trzeciej przy użyciu roztworu 0,ln NaOH jest na ogół wyższa w czamoziemie w porównaniu z rędziną kredową i rędziną trzeciorzędową. Potwierdza to tezę o dalej posuniętej polimeryzacji związków próchnicznych w czam oziem ach niż w rędzinach węglanowych. Stosunek kwasów huminowych do fulwowych jest znacznie wyższy w czarnoziemie niż w rędzinie 'kredowej i w rędzinie trzeciorzędowej. Wskazuje to również na dalej zaawansowaną ewolucję związków próchnicznych w czarnoziemach w porównaniu z rędzinami węglanowymi [2, 12].

12 198 F. Kuźnicki, P. Skłodowski W glebie brunatnej właściwej wytworzonej z lessu poziom akumulacyjny A x odznacza się wysokim stopniem humifikacji substancji organicznej. W odróżnieniu od czarnoziemu i od rędziny gipsowej stosunek H :F jest znacznie mniejszy. Przewaga kwasów fulwowych nad kwasami huminowymi układa się w tej glebie podobnie jak w rędzinach węglanowych. Należy bardzo mocno podkreślić, że przemiany substancji organicznej w glebach brunatnych kwaśnych oligotroficznych terenów górskich [6] w porównaniu zarówno z glebami brunatnymi właściwymi eutroficznymi, jak i z rędzinami, są zupełnie odmienne. Odznaczają się one dużą zawartością w wierzchnich warstwach nie wyekstrahowanych części frakcji wolnej, stosunkowo małym stopniem humifikacji, wyraźną przewagą kwasów fulwowych nad huminowymi oraz wysokim, przekraczającym często 20, stosunkiem C:N. Z punktu widzenia przemian substancji organicznej gleby brunatne kwaśne oligotroficzne terenów górskich są w pewnym stopniu zbliżone do gleb bielicowych [6]. Rędziny siarczanowe odznaczają się w porównaniu do rędzin węglanowych większym udziałem związków próchnicznych kwasów huminowych niż fulwowych oraz większą zawartością kwasów huminowych wyekstrahowanych z frakcji związanej przy użyciu kolejno roztworu 0,ln Na4P 20 7 o ph 9,8 oraz roztworu 0,ln NaOH. Rędziny siarczanowe charakteryzują się ponadto z reguły dużą zawartością С ogółem. Znaczna zawartość części koloidalnych w zwietrzelinie gipsu wskazuje m. in. na tworzenie się trw ałych kompleksów próchniczno-ilastych w wierzchniach warstw ach rędzin siarczanowych. W rędzinach węglanowych przemiany substancji organicznej zależą w dużym stopniu od typu skały m acierzystej i od zawartości w niej węglanów aktywnych. Znaczna zawartość węglanów aktywnych wpływa z jednej strony na szybszą humifikację substancji organicznej świeżej, z drugiej zaś stabilizująco na powstałe połączenia próchniczno-mineralne. Zbliżona zawartość kwasów huminowych trzeciej kolejnej ekstrakcji frakcji związanej i humin w poszczególnych glebach nie stanowi dostatecznego kryterium dla identyfikacji poszczególnych związków próchnicznych, ponieważ ekstrakty te rnogą zawierać związki próchniczne w różnym stopniu polim eryzacji w zależności od szybkości ewolucji substancji organicznej świeżej [2, 3, 4]. Właściwości optyczne kwasów huminowych badanych gleb wskazują, że substancja organiczna zarówno w czamoziemie, jak i w rędzinie gipsowej, jest na ogół w porównaniu z rędzinami węglanowymi silniej przekształcona. WNIOSKI Badania przedstawione w tej pracy należy traktować jako wstępne. W ykazały one, że substancja organiczna rędzin może stanowić kryterium

13 Formy próchniczne w rędzinach w porównaniu do innych.., 199 ich odrębności typologicznej. W celu bliższego scharakteryzow ania próchnicy rędzin należy przeprowadzić badania w zależności od pochodzenia i wieku oraz typu skały m acierzystej, ze specjalnym uwzględnieniem rędzin terenów górskich. Profile rędzin wytypowane do badań powinny reprezentow ać zarówno gleby uprawne, jak i gleby pod naturalnym i zespołami roślinnymi. LITERATURA [1] Duch au four P., Jacquin F.: Nouvelles recherches sur l extraction et le fractionnement des composés humiques. Extrait du Bulletin de l École Supérieure Agronomique de Nancy t. 8, 1966, fase. I, 24. [2] Duchaufour P.: L Évolution des sols Essai sur la dynamique des profils Masson et Cie. Éditeurs, Paris 1968, 91. [3] Jacquin F., Le T a с o n F. : Influence des formes de calcium sur l évolution des résidus ligneux sous climat tempéré. E xtrait du Bulletin de l École Supérieure Agronomique de Nancy t. 12, 1970, fasc. I-II, [4] Jacquin F. : Contribution à l étude des processus de formation et d évolution de divers composés humiques. Thèse Docteur ès Sciences, Bull. ENSAN, V, 1963, [5] Kuźnicki F.: Właściwości i typologia gleb wytworzonych z kredowej opoki odwapnionej Roztocza w nawiązaniu do charakterystyki i genetycznego podziału rędzin. Rocz. glebozn. 15, 1965, 2, [6] Kuźnicki F., Skłodowski P. : Przemiany substancji organicznej w niektórych typach gleb Polski. Rocz. glebozn. 19, 1968, 1, [7] Kuźnicki F., Skłodowski P.: Wpływ procesów glebotwórczych na zawartość żelaza i glinu w kompleksach próchniczno-mineralnych. Rocz. glebozn. 20, 1969, 1, [8] Kuźnicki F., К o n e с к a - B e 11 e y K., Kowalkowski A., B i a- łousz S.: Przewodnik konferencji terenowej zjazdu naukowego: Geneza i typologia gleb Polski środkowej, września 1970 r. Maszynopis. W arszawa 1970, s. 40, 29 tabel, 10 barwnych profilów. [9] К u b i e n a W. : Bestimmungsbuch und Systematik der Böden Europas. F e r dinand Enke Verlag, Stuttgart 1950, 392. [10] Kononowa M.: Substancje organiczne gleby, ich budowa, właściwości i metody badań. PWRiL, 1968, 390. [11] Mückenhausen E.: Entstehung, Eigenschaften und Systematik der Böden der Bundesrepublik Deutschland. DLG Verlag Frankfurt (Main) [12] Musierowicz A. Skorupska T.: Frakcje związków humusowych czarnoziemu, czarnych ziem i rędzin. Rocz. Nauk roi. 91-A -l, 1966, 1-56.' [13] Strzemski M.: Rędziny i borowiny gipsowe okolic Buska i Wiślicy. Rocz. Nauk roi. 54, 1950, [14] Strzemski M.: Rędziny węglanowe woj. kieleckiego. Rocz. Nauk roi., 81-D, 1958, 118. [15] Turski R.: Badania nad substancją organiczną w typowych glebach Wyżyny Lubelskiej. Cz. II. Rędziny i rędziny rzekome. Ann. UMCS, 19-E, 43.

14 200 F. Kuźnicki, P. Skłodowski ф. к у з ь н и ц к и, п. склодовски СОДЕРЖАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ ГУМУСОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ В РЕНДЗИНАХ ПО СРАВНЕНИЙ С ДРУГИМИ ТИПАМИ ПОЧВ О т д е л ен и е п о ч в о в е д е н и я, Ф а к у л ь т е т г е о д е зи и и к а р т о г р а ф и и В а р ш а в с к о й п о л и т е х н и к и Резюме Проведенные исследования проливают свет на специфику превращений органического вещества в рендзинах по сравнении с другими типами почв, а также указывают на некоторые различия в содержании форм гумусовых соединений, обусловленные генезисом и типом материнской породы. Количества гуминовых кислот, освобожденных в результате как второй экстракции связанной фракции при ее обработке раствором ОД М пирофосфата натрия с ph 9,8, так и третей экстракции при употреблении раствора О,ln NaOH, являются в общем высшими в черноземе, чем в карбонатной рендзине и в третичной рендзине. Это составляет подтверждение тезиса о более сильной полимеризованности гумусовых соединений в черноземах, чем в карбонатных рендзинах. Соотношение гуминовых кислот к фульвовым заметно выше в черноземе, чем в карбонатной и третичной рендзинах. Это тоже указывает на более сильную эволюцию гумусовых соединений черноземов в соотношении с карбонатными рендзинами [2. 12]. В типичной бурой почве, образованной из лесса, аккумуляционный горизонт характеризуется высокой степенью гумификации органического вещества. В отличие от чернозема и гипсовой рендзины соотношение в ней Г : Ф значительно ниже. Преобладание фульвовых кислот над гуминовыми складывается в этой почве аналогично как и в рендзинах. Следует подчеркнуть с особым натиском, что превращение органического вещества в кислых олиготрофных бурых почвах горных территорий [6] по сравнении как с типичными бурыми эвтрофными почвами, так и с рендзинами протекает совершенно иначе. Оно характеризуется высоким содержанием в поверхностных слоях неэкстрагируемого остатка свободной фракции, относительно невысокой степенью гумифицированности, отчетливым преобладанием фульвовых кислот над гуминовыми и высоким, неоднократно превышающим 20, соотношением С : N. С точки зрения превращений органического вещества бурые кислые олиготрофные почвы горных территорий сходны в некоторой степени с подзолистыми почвами [6]. Сульфатные рендзины в сопоставлении с карбонатными рендзинами характеризуются высшим участием в гумусовых соединениях кислот гуминовых, чем фульвовых, а также высшим содержанием гуминовых кислот экстрагируемых из связанной фракции при очередном употрбелении раствора 0,1 M, NaéP207 с ph 9,8 и раствора 0,ln NaOH. Кроме того сульфатные рендзины, как правило, характеризуются высоким содержанием общего С. Значительное содержание коллоидных частиц в гипсовой выветрелости указывает между прочими на образование прочных гумусово-илистых комплексов в верхних слоях сульфатных рендзин. В карбонатных рендзинах превращение органического вещества зависит в высокой степени от вида материнской породы и от содержания в ней активных карбонатов. Значительное наличие активных карбонатов с одной стороны ускоряет гуминификацию свежего органического ве

15 Formy próchniczne w rędzinach w porównaniu do innych.., 201 щества, а с другой влияет стабилизирующе на сформированные гумусово-минеральные соединения. Сходное содержание гуминовых кислот в третей очередной экстракции связанной фракции и гуминов в отдельных почвах не является удовлетворительным критерием при идентификации отдельных гумусовых соединений, так как эти экстракты могут содержать гумусовые соединения неодинаковой степени полимеризации, в зависимости от темпов эволюции свежего органического вещества [2, 3, 4]. Оптические свойства гуминовых кислот в испытуемых почвах указывают на то, что органическое вещество как в черноземе так и в гипсовой рендзине подвергалось в общем более сильному, по сравнении с карбонатными рендзинами, преобразованию. F. K U Ż N IC K I, Р. S K Ł O D O W S K I CONTENT OF VARIOUS FORMS OF HUMUS COMPOUNDS IN RENDZINA SOILS AS COMPARED WITH OTHER SOIL TYPES D e p a r tm e n t o f S o il S c ie n c e F a c u lty o f G e o d e sy an d C a rto g ra p h y W a rsa w T e c h n ic a l U n iv e r s ity Summary The respective investigations enlight the specificity of organic matter transformation in rendzina soils as compared with other soil types, as well as indicate some differences occurring with regard to content of various forms of humus compounds in rendzina soils depending on genesis and type of parental rock. The quantities of humic acids released in consequence of both the second extraction of heavy fraction at use of the solution of 0.1 M sodium pyrophosphate with ph 9.8, and the third extraction of this fraction at use of the solution of 0.1 N NaOH, are, as a rule, higher in chernozem as compared with Cretaceous and Tertiary rendzina soil. It confirms the thesis about wider advanced polymerization of humus compounds in chernozems than in carbonatic rendzina soils. The ratio between humic and fulvic acids is much higher in chernozem than in Cretaceous and Tertiary rendzina soil. It bears also evidence about a further advance of evolution of humus compounds in chernozems than in carbonatic rendzina soils [2, 12]. In proper brown soil developed of loess the accumulation horizon A 1 characterizes itself with a high degree of organic matter humification. Contrary to chernozem and gypseous rendzina soils, the H:F ratio is much lower here. A prevalence of fulvic acids over humic acids is in these soils similar as in carbonatic rendzina soils. It is to stress that the organic matter transformations in oligotrophic acid brown soils of mountain regions [6] are quite different here as compared with both eutrophic proper brown soils and rendzina soils. They show a high content of non-extracted particles of light fraction in upper layers, a relatively low humification degree, a distinct prevalence of fulvic acids over humic acids and a high C:N ratio, öfter of over 20. From the viewpoint of organic matter transformations, oligotrophic acid brown soils of mountain areas approximate, to a certain extent, podzolic soils [6]. Sulphatic rendzina soils characterize themselves, as compared with carbonatic

16 202 F. Kuźnicki, P. Skłodowski rendzina soils, with higher percentage of fulvic than humic acids and higher content of humic acids extracted from heavy fraction at subsequent use of 0.1 M Na4P20 7 solution with ph 9.8 and 0.1 N NaOH solution. Sulphatic rendzina soils show also, as a rule, a high content of total C. A considerable content of colloidal particles in a weathered gypsum proves, among other things, a formation of permanent humous-clayey complexes in upper layers of sulphatic rendzina soils. In carbonatic rendzina soils the organic matter transformations depend to a considerable extent on the parental rock type and on content in it of active carbonates. A high content of the latter contributes to quicker raw organic matter humification on the one hand and to stabilization of the remaining humous-mineral compounds on the other. An approximate content of humic acids of the third subsequent extraction of heavy fraction as well as of humines in particular soil types, does not constitute any satisfactory critérium for identification of particular humus compounds, as in these extracts humus compounds with different polymerization degree can be contained, depending on evolution rate of fresh organic matter [2, 3, 4]. Optical properties of humic acids of the soils investigated prove that organic matter both in chernozem and gypseous rendzina soils is transformed stronger than in carbonatic rendzina soils. Adres W płynęło do PTG w lipcu 1971 r. P roj. dr F ran ciszek K u źn icki Z espól G leboznaw stw a Instytutu G eodezji G ospodarczej i K artografii P olitech n iki W arszaw skiej W arszaw a, PI. Jed n ości R obotn iczej 1