ZWIĄZKI MIĘDZY PĘCZNIENIEM A INNYMI WŁAŚCIWOŚCIAMI FIZYCZNYMI GLEB WYTWORZONYCH W DWÓCH STREFACH KLIMATYCZNYCH Z PODOBNYCH SKAŁ MACIERZYSTYCH

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XLIVNR 3/4 WARSZAWA 1993: JA R O S Ł A W K A S Z U B K IE W IC Z, Y O U S S E F K H D R I, L E S Z E K S Z E R S Z E Ń ZWIĄZKI MIĘDZY PĘCZNIENIEM A INNYMI WŁAŚCIWOŚCIAMI FIZYCZNYMI GLEB WYTWORZONYCH W DWÓCH STREFACH KLIMATYCZNYCH Z PODOBNYCH SKAŁ MACIERZYSTYCH In sty tu t G leb o zn aw stw a i O chrony Ś rodow isk;' R olniczego A kadem ii R olniczej w e W ro cław iu W S T Ę P Właściwości fizyczne gleb kształtowane są przez zespół czynników, spośród których należy wymienić przede wszystkim klimat i rodzaj skały macierzystej [2, 10, 11]. W zależności od strefy klimatycznej oddziaływanie warunków atmosferycznych prowadzi do procesu wietrzenia skały macierzystej o różnym składzie mineralnym i uziarnieniu. Skład mineralny i granulometryczny decyduje bezpośrednio o właściwościach fizykochemicznych powstałych gleb. Jedną z interesujących właściwości związanych z pochodzeniem skały jest zdolność gleb do pęcznienia w wyniku wchłaniania wody [4, 5]. Wiadomo, że pęcznienie gleb związane jest przede wszystkim z ilościowym i jakościowym składem minerałów ilastych oraz obecnością materii organicznej [3-5]. Gleby, których kompleks sorpcyjny wysycony jest kationami jednowartościowymi, pęcznieją bardziej niż te, które zawierają w kompleksie sorpcyjnym głównie jony dwu- i trójwartościowe [4]. Przebieg procesu pęcznienia zależy także od wilgotności początkowej oraz stopnia dyspersji [3]. Gleby silnie zdyspergowane pęcznieją wolniej. Celem niniejszej pracy jest próba znalezienia związku między wskaźnikiem pęcznienia a niektórymi właściwościami fizycznymi i fizykochemicznymi gleb wytworzonych w różnych warunkach klimatycznych z podobnych skał macierzystych.

2 14 J. Kaszubkiewicz i inni M A T E R IA Ł Y I M E T O D Y K A B A D A Ń Dokonanie porównań między glebami z różnych stref klimatycznych oraz ocena wpływu klimatu na ich właściwości fizyczne wymagały takiego wybrania materiału badawczego, który zapewni zminimalizowanie wpływu innych czynników. W tym celu spośród gleb syryjskich i polskich (tab. 1) wybrano 4 pary gleb wytworzonych z następujących skal macierzystych: bazaltu, gabra, prekambryjskich wapieni krystalicznych oraz wapieni kredowych i trzeciorzędowych. Gleby każdej pary miały zbliżony skład granulometryczny (tab. 2). Badane gleby syryjskie kształtowały się w warunkach klimatu śródziemnomorskiego przy zróżnicowanych opadach (tab. 3) i przy dominacji wstępującego ruchu wody. Dla gleb polskich średnia roczna temperatura jest niższa o ok. 7 C niż dla gleb syryjskich i dominuje ruch wody w głąb profilu, czyli zstępujący. Wykonano następujące oznaczenia: skład granulometryczny metodą Casagrande a w modyfikacji Prószyńskiego, gęstość właściwa fazy stałej metodą piknomctryczną, gęstość właściwa absolutna metodą wagową, Pb porowatość całkowita gleby suchej według wzoru Pc = Ps zawartość frakcji <0,002mm wydzielonej za pomocą wirowania po uprzednim usunięciu węglanów, powierzchnia właściwa całej gleby i frakcji <0,002 mm metodą sorpcji gliceryny, skład mineralny frakcji ilastej metodą dylraktometrii rentgenowskiej (Cu, 20 ma, 40 kv) i analizy termicznej przy użyciu derywatogralu (naważka 800 mg, czułość DTA, DTG, TG 1/10, 1/15, 200 mg). Przebieg i wielkość pęcznienia oznaczono przy użyciu aparatu Wasiliewa w odniesieniu do powietrznie suchej gleby o zniszczonej strukturze, a końcową wilgotność uzyskaną w trakcie procesu pęcznienia- grawimetrycznie. O M Ó W IE N IE W Y N IK Ó W Badane gleby charakteryzowały się zróżnicowanymi wartościami wskaźnika pęcznienia, wyrażonego przez stosunek przyrostu objętości początkowej A v/v(). W przypadku gleb klimatu śródziemnomorskiego wskaźnik pęcznienia zmieniał się w granicach od 8,6 do 61,8% i zależał głównie od pochodzenia skały macierzystej i uziarnienia. Najwyższe wskaźniki pęcznienia zanotowano w przypadku gleb syryjskich wytworzonych z bazaltu oraz gabra, które wykazują w zależności od poziomu genetycznego uziarnienie gliny ciężkiej lub średniej pylastej (tab. 1). Najniższe wskaźniki obserwowano w przypadku gleb wytworzonych z wapieni kredowych o składzie granulometrycznym gliny ciężkiej.

3 Tabela 1 Lokalizacja i niektóre cechy morfologiczne badanych gleb Location and morphology of soils under investigation Nr No T jj Miejscowość, położenie odkrywki. wystawa i wzniesienie n.p.m. Location, elevation and altiude of profile u.s.l Myślinów, w'oj. legnickie - łagodny stok (0-3 ) ok m n.p.m. Kafar Anton, w oj. Abppa - teren płaski ok. 485 m n.p.m. Sposób użytkowania The way of use Poziom genetyczny Genetic horizon Głębokość pobrania Barwa w' stanie próbki Depth of sampling г. suc^ym r г & Color in dry state (cm) 1 - gleby wytworzone z bazaltu 1 - soils developed from basalt pole orne (odłóg od 5-6 lat) arable land (untilled 5-6 years) A l A2 A3 Bbrl Bbr2 C l C Y 6/3 2.5 Y 6/3 2.5 Y 6/3 2.5 Y 7/4 2.5 Y 7/4 2.5 Y 7/6 2.5 Y 7/6 Grupa granulometry czna Granulometric composition gśp g^p gśp gcp gep gep gc Nazw'a gleby Name of soil gleba brunatna właściwa typowa browrn soil typical pole orne Al YR 4 /3 /4 /4 g p gleba brunatna (odłóg od 4-5 lat) właściwa A YR 4/4 gep typow'a arable land Bbr YR 3/4 gśp brown soil (untilled 4-5 years) С YR 6 /1 /6 /2 pgl typical 2 - gleby wytworzone z gabra 2 - soils developed from gabbro Ap ,5 Y 6/3 gśp gleba brunatna Dzikowiec k. Nowej Rudy pole orne właściwa BC ,5 Y 8/3 gśp III w oj. wałbrzyskie, łagodny stok (3 ) typow a ok. 500 m n.p.m. arable land brow n soil С ,5 Y 7/3 7/4 gśp typical Pęcznienie gleb a ich fizyczne właściwości

4 Nr No Miejscowość, położenie odkrywki, wystawa i wzniesienie n.p.m. location, elevation and altiude of profile u.s.l Sposób użytkowania The way of use Poziom genetyczny Genetic horizon Głębokość pobrania próbki Depth of sampling (cm) Barwa w stanie suchym Color in dry state Grupa granulometry czna Granulometric composition Nazw'a gleby Name of soil IV A l ,5 Y 4/3 gcp gleba brunatna Albasit, woj. Lotakia las debowv A ,5 Y 4/4 właściwa gcp płaskie wzniesienie typowa ABbr ,5 Y 4/4 gcp ok. 400 m n.p.m. oak forest Bbr ,5 Y 5/3 brown soil gjp typical С ,5 Y 5/4 gp 3 - gleba wytworzona z w-apienia zmetamorfizowanego 3 - soil developed from crvstall ine limestones (pre-cambrian) Ap YR 5/4 gśp rędzina Mielnik-Żelazno, woj. wałbrzyskie na pole orne Ap YR 5/4 g-^p brunatna V górnej części stoku (do 3U) Ap YR 5/4 gśp ok. 390 m n.p.m. arable land brow'n Bbr YR 6/6 gcp rendzina Cca YR 7/8 gc gleba wytworzona z wapienia numulitow-ego soil developed from crystalline limestones (Tertiary) Sarakib, woj. Idleb, pole orne Ap ,5 YR 4/6 gśp rędzina Via płaskie wzniesienie właściw-a ok. 350 m n.p.m. arable land AC YR 4/6 4/4 gśp rendzina J. Kaszubkiewicz i inni Sarakib, woj. Idleb, pole orne Ap ,5 YR 4/6 gcp rędzina VIb płaskie zagłebienie właściwa ok. 350 m n.p.m. arable land AC ,5 YR 4/6 3/6 gc rendzina

5 Nr No VII VIII Miejscowość, położenie odkrywki, wystawa i wzniesienie n.p.m. Location, elevation and altiude of profile u.s.l Gosławice, woj. opolskie lekki płaskowyż ok. 178 m n.p.m. Sekariia-Kabria, woj. Aleppo, łagodny stok (2 ) ok. 400 m n.p.m. Sposób użytkowania The way of use Poziom genetyczny Genetic horizon Głębokość pobrania próbki Depth of sampling (cm) Barwa w stanie suchym Color in dry state 4 - gleba wytworzona z wapieni kredowych 4 - soil developed from cretaceous limestones pole orne arable land pole orne Profile - profiles: I, III, V, V II z obszaru P olski - from P oland P rofile profiles: I I,, IV, V III z obszaru S yrii from Syria Ap Ap Ap BC Cca Y 5/2 2.5 Y 5/2 2.5 Y 6/4 2.5 Y 7/4 2.5 Y 7/3 Grupa granulometry czna Granulometric composition gl gś gś gś gc Nazwa gleby Name of soil rędzina czarnoziemna rendzina Ap ,5 YR 6/6 gc rędzina Br YR 5/4 gc brunatna arable land Br ,5 YR 5/4 gc brown Cca ,5 YR 8/4 gś rendzina Pęcznienie gleb a ich fizyczne właściwości

6 Tabela 2 Ос Niektóre właściwości fizyczne badanych gleb Some physical properties of examined soils Nr profilu No of profile I II Głębokość pobierania próbki Depth of sampling W skaźnik pęcznienia Swelling index Wilgotność Zawartość frakcji [%] Gęstość Gęstość po Content of fraction [%] właściwa objętościowa spęcznieniu fazy stałej Moisture Specific Bulk after gravity density swelling 0,1-0,02-0,006-0,002 <0,002 0,02 0,006 [cm] [96] [%] [g/cm3] 1 - gleby wytworzone z bazaltu 1 - soils developed from basalt Powierzchnia właściwa Specific surface całość total frakcja fraction <0,002 mm [m2/g] Skład jakościowy minerałów ilastych Qualitative composition of clay minerals <0,002 mm Porowatość całkowita Total porosity , ,64 1, , ,5 70,4 2,65 1, ,2 133,9 I, K,S 49, ,65 1, ,1 46, ,2 56,8 2,65 1, ,8 n.o 45, ,0 2, ,1 229,5 I, K,S 44, ,3 68,8 2,77 1, ,4 n.o. 41, ,2 59,9 2,78 1, ,5 210,4 I, K,S 45, , ,82 1, ,3 325,2 S, Ch, (Q)+ 54, ,2 70,2 2,80 1, ,5 52, ,89 1, ,6 344,3 S, Ch, (Q)+ 47, , ,6 S 43.8 {%] J. Kaszubkiewicz i inni

7 Nr profilu No of profile Głębokość pobierania próbki Depth of sampling Wskaźnik pęcznienia Swelling index W ilgotność Gęstość Gęstość po w-łaściwa objętościow-a spęcznieniu fazy stałej Moisture Specific Bulk after gravity density swelling 0,1-0,02- U,U2 0,006 [cm] [%] 3, [%] [g/ cm J Zawartość frakcji [%] Content of fraction [%] 0,006-0,002 СЧ 8 О V Powierzchnia właściwa Specific surface całość total Skład jakościowy minerałów frakcja ilastych fraction Qualitative <0,002 mm composition of clay minerals [m 2/g] <0.002 mm Porowatość całkowita Total porosity [%] 2 - gleby wytworzone z gabra 2 - soils developed from gabbro ,7 59,9 2,59 1, ,9 172,1 I, S, Ch, Q 49,4 III ,8 57,4 2,68 1, ,6 153,0 I, S, Ch, Q 41, ,3 54,4 2,73 1, ,8 172,1 I, S, Ch, Q 41, ,4 67,6 2,59 1, ,9 325,2 S, I, К 47, ,5 68,7 2,64 1, ,7 51,5 IV ,8 76,2 2,67 1, ,8 S, I, к 52, ,0 72,7 2,68 1, ,9 58, ,3 70,6 2,70 1, ,7 420,8 S, I, к 57, gleba wytworzona z wapienia zmetamorfizow'anego soil developed from crystalline limestones (pre-cambrian) ,7 62,3 2,68 1, ,2 51, ,0 62,7 2,68 1, ,1 172,1 I, s, K, Q 50,3 V ,2 71,9 2,66 1, ,3 48,2 Pęcznienie gleb a ich fizyczne właściwości ,8 58,1 2,73 1, ,7 46, ,9 60,1 2,75 1, ,5 210,4 I, K,S,Q 48,0

8 Głębokość pobierania Nr r d f No of r.. profile Sampl'ng [cm] Wilgotność Gęstość Gęstość W skaźnik po właściwa objętościowa pęcznienia spęcznieniu f.. Swelling Moisture l*z y s!!!.j Specific Bulk index after gravity density swelling 0, 1-0,02 [%] [%i [g/cm Zaw-artość frakcji [%] Content of fraction [%] 0,02-0,006 0, <0.002 Powierzchnia właściwa Specific surface całość total frakcja fraction <0,002 mm [rn2/g] Skład jakościowy minerałów ilastych Qualitative composition of clay minerals <0,002 mm Porow-atość całkowita Total porosity [%] Kj О gleba wytworzona z wapienia numulitow'ego 3-2 -soil developed from crystalline limestones (Tertiary) V ia ,5 70,2 2,73 1, ,7 344,3 S,I, K + 55, ,3 66,4 2,75 1, , S. I, К 52, ,8 71,2 2,81 1, , S, I, К 53,9 VI b ,0 66,2 2,78 1, , S. K. Q 54,3 4 - gleby wytworzona z w'apieni kredowych 4 - soils developed from cretaceous limestones ,3 61,3 2,62 1, ,6 229,5 I, S, K, 0 49, ,5 56,2 2,64 1, ,6 45,7 VII ,3 65,2 2,69 1, ,8 248,6 S,I, K.Q 41, , ,69 1, ,4 41, ,9 55,9 2,71 1, ,1 153,0 S, I, K, Q ,8 56,2 2,78 1, ,8 267,8 I, S, K, Q + 47,0 VIII ,1 60,9 2,72 1, ,6 51, ,5 69,6 2,74 1, ,2 286,9 I, S, K, Q + 50, ,3 63,0 2,72 1, ,5 239,0 I,S, W + 53,2 J. Kaszubkicwicz i inni

9 Tabela 3 Warunki klimatyczne w miejscach lokalizacji badanych gleb Climatic conditions at the soil profile location Nr profilu No of profile Miejscowość stacji meteo. Meteorogical station Średnia rocznych sum opadów Average of years perci pi tation [mm] Średnia roczna temperatura Average of year temperature ГС] Średnia w'ilg. pow ietrza wzgl. rocz. Average air humidity [%] Wskaźnik wilg. klim. Index of climate humidity W Strefa wilgotnościowa klimatu Climate humidity zone I Zgorzelec 659 8,0 81 1,35 humidowy - humid II Azaz ,6 60 0,30 semiaridowy - semiarid III Kłodzko ,25 humidowy - humid IV Kassab ,0 67 1,20 humidowy - humid VI a, b Idleb ,2 61 0,30 semiaridowy - semiarid VII Opole 627 8,3 80 1,19 humidow-y - humid VIII El-bab ,5 59 0,16 aridow -y-arid * W = P /E p (P -roczna sum a o p a d ó w -su m yearly p recip itatio n, Ep- p otencjalne paro w an ie r o c z n e - potential yearly ev ap o ratio n ); w ed lg Iw anow a - acco rd in g to Ivanov. Pęcznienie gleb a ich fizyczne właściwości

10 2 2 J. Kaszubkiewicz i inni Gleby polskie pęczniały znacznie słabiej, a wskaźnik pęcznienia zmieniał się w granicach od 3,3 do 20,9%. Wartość najniższą osiągał w przypadku gliny średniej pylastej wytworzonej z gabra, natomiast wartość najwyższą w przypadku gliny ciężkiej wytworzonej z wapieni krystalicznych (prekambryjskich). Statystyczna ocena wskaźników pęcznienia gleb klimatu śródziemnomorskiego i umiarkowanego wytworzonych z takich samych skał macierzystych pozwoliła stwierdzić pewne istotne różnice. Gleby klimatu śródziemnomorskiego wytworzone z bazaltu pęcznieją silniej w porównaniu ze swoimi odpowiednikami powstałymi w klimacie umiarkowanym, z podobnej skały macierzystej o zbliżonym uziarnieniu. Różnica wartości średnich wskaźnika pęcznienia (vp) wynosi 38,5% i jest istotna na poziomie a<0,001.podobnie kształtuje się pęcznienie gleb wytworzonych z gabra i wapieni krystalicznych. Różnice wartości średnich wynoszą tu odpowiednio 46,7 oraz 18,7% i obie są statystycznie istotne na poziomie a<0,001. Różnica między wskaźnikami pęcznienia gleb wytworzonych z wapieni kredowych nie była statystycznie istotna (rys. 1). Oprócz różnic w wartościach wskaźnika pęcznienia, gleby z odmiennych stref klimatycznych różniły się także pod względem szybkości zachodzenia tego procesu. Do oceny szybkości pęcznienia użyto parametru Tso% określającego czas, w którym próbka pęcznieje do 50% całkowitego spęcznienia. Analiza wartości tego parametru wskazuje, że gleby klimatu umiarkowanego wytworzone z bazaltu, gabra oraz wapieni krystalicznych pęcznieją wolniej niż ich odpowiedniki ze strefy klimatu śródziemnomorskiego wytworzone z takich samych skał macierzystych. Różnice te badane testem t-studenta istotne są na poziomie u<0,02. Odwrotna sytuacja występuje w przypadku gleb wytworzonych z wapieni kredowych. Szybciej pęcznieje gleba z klimatu umiarkowanego, a wartości końcowe wskaźnika pęcznienia są zbliżone dla obu stref klimatycznych (rys. 2 a-h). Wyraźny wpływ na wartość wskaźnika pęcznienia, oprócz rodzaju skały macierzystej, wywierało uziarnienie, zwłaszcza zaś zawartość frakcji koloidalnej. W przypadku gleb klimatu śródziemnomorskiego współczynnik korelacji dla związku między zawartością iłu koloidalnego a wskaźnikiem pęcznienia wynosił R=0,5055, natomiast po odrzuceniu danych dotyczących gleby wytworzonej z wapienia kredowego wzrósł do wartości R=0,8841. Analogiczny współczynnik korelacji dla gleb klimatu umiarkowanego wynosił /?=0,4142, a po odrzuceniu wyników dotyczących eleby wytworzonej z wapieni kredowych wzrósł do /?=0,6002. Wspomniane zależności były statystycznie istotne na poziomie a<0,05. Linie opisujące te zależności wraz ze wzorami empirycznymi, znalezionymi metodą regresji liniowej, przedstawiono na rysunku 3. Wynika z niego, że gleby klimatu śródziemnomorskiego pęcznieją bardziej od gleb klimatu umiarkowanego, mimo zbliżonej zawartości iłu koloidalnego. Uwaga ta nie dotyczy gleb wytworzonych z wapieni kredowych. Przyczyną takiego stanu rzeczy

11 Pęcznienie gleb a ich fizyczne właściwości 23 Gleby polskie Fblish soils Gleby syryjskie Syrian soils Rys. 1. Wartości średnie wskaźników pęcznienia wraz z 95% przedziałami ufności Fig. 1. Average swelling index values with the 95% confidence intervals może być odmienny skład jakościowy minerałów ilastych we frakcji koloidalnej gleb z obu stref klimatycznych (tab. 2). W glebie klimatu umiarkowanego wytworzonej ze skał bazaltowych dominującym minerałym ilastym jest illit, posiadający sztywnąsieć krystaliczną. W analogicznej glebie klimatu śródziemnomorskiego dominuje smektyt, którego sieć łatwo rozszerza się pod wpływem wody. Podobnie kształtuje się sytuacja w glebach wytworzonych z gabra i twardych wapieni krystalicznych. W przypadku gleb wytworzonych z wapieni kredowych klimatu umiarkowanego we frakcji koloidalnej dominuje illit bądź smektyt, a w glebie klimatu śródziemnomorskiego illit. Różnica w składzie jakościowym minerałów ilastych frakcji koloidalnej zna jduje swoje odzwierciedlenie również w powierzchni właściwej gleb. Średnia powierzchnia właściwa frakcji <0,002 mm wynosiła dla gleb klimatu umiarkowanego 189,5 m2/g, a dla gleb klimatu śródziemnomorskiego aż 319,4 m2/g. Różnica między tymi wartościami średnimi była istotna na poziomie a<0,001. Wielkość całkowitej powierzchni właściwej gleby była także wyraźnie związana ze wskaźnikiem pęcznienia, przy czym charakter tej zależności był

12 Nj -к J. Kaszubkicwicz i inni Rys. 2а. Przebieg procesu pęcznienia dla poszczególnych poziomów gleb polskich i syryjskich Fig. 2a. The course of swelling process for each soil horizon of Polish and Syrian soils

13 Pęcznienie gleb a ich fizyczne właściwości Rys. 2b. Przebieg procesu pęcznienia dla poszczególnych poziomów gleb polskich i syryjskich Fig. 2b. The course of swelling process for each soil horizon of Polish and Syrian soils Kj О»

14 bazalt basalt gabro gabbro wapieft kredowy Cretaceous limeston wapień krystaliczny crystalline limestone wszystkie gleby łączne; R=0,4803 all soils gleby syryjskie ; R = 0,5055 Syrian soils gleby polskie; polish soils R=0,4K2 gleby syryjskie bez wapieni kredowych; R = 0,8840 syrian soils without Cretaceous limestones gleby polskie bez wapieni kredowych; R = 0,6002 polish soils without Cretaceous limestones % frakcji < 0,002 mm Rys. 3. Zależność pomiędzy zawartością iłu koloidalnego a wskaźnikiem pęcznienia Fig. 3. The dependence between colloidal clay content and swelling index

15 Pęcznienie gleb a ich fizyczne właściwości 27 zbliżony do liniowego (rys. 4). Współczynnik korelacji przy łącznym uwzlędnieniu wszystkich poziomów gleb obu stref klimatycznych wynosił /?=0,8864, a związek ten był istotny na poziomie a<10 ' łl. Linie otrzymane przy oddzielnym uwzględnienieniu samych gleb polskich lub gleb syryjskich mają bardzo zbliżony przebieg, co pozwala wnioskować o podobnym charakterze tej zależności w obu strefach klimatycznych. Procesowi pęcznienia towarzyszy, co oczywiste, wnikanie wody do wnętrza gleby. Autorzy badali związki między końcową wilgotnością a wielkością wskaźnika pęcznienia (rys. 5). Współczynnik korelacji tej zależności wyniósł R=0,7188 w przypadku łącznego rozpatrywania gleb z obu stref klimatycznych. Interesujące okazują się wyniki obliczenia przeciętnego stopnia spęcznienia danej gleby przypadającego na 1% wilgotności objętościowej. Jeśli pominąć gleby wytworzone z wapieni kredowych, to średnia wartość tego parametru wynosi w przypadku gleb klimatu umiarkowanego 0,22, natomiast dla gleb klimatu śródziemnomorskiego 0,60. Parametry te różnią się w sposób statystycznie istotny na poziomie «<0,001. W omawianych glebach klimatu umiarkowanego przesiąkająca woda w większości wypełnia istniejące już uprzednio pory glebowe, a tylko nieznaczna jej część wnika w przestrzenie międzypakietowe, powodując efekt pęcznienia. PODSUMOWANIE Przeprowadzone badania wskaźnika pęcznienia gleb średnich i ciężkich wytworzonych z różnych skał macierzystych w dwóch różnych strefach klimatycznych pozwalają na sformułowanie pewnych uwag, dotyczących wpływu klimatu i skały macierzystej gleb na niektóre właściwości fizyczne, a także na opisanie związków pomiędzy samymi właściwościami fizycznymi tych gleb. Zauważone różnice pomiędzy glebami klimatu śródziemnomorskiego i umiarkowanego są następujące: 1) wyższy wskaźnik pęcznienia gleb klimatu śródziemnomorskiego w odniesieniu do gleb klimatu umiarkowanego wytworzonych z podobnej skały macierzystej, 2) większa szybkość procesu pęcznienia gleb klimatu śródziemnomorskiego w początkowej fazie, 3) większy stopień spęcznienia przypadający na jednostkę objętości wchłoniętej w trakcie procesu wody w glebach syryjskich, 4) wyraźniejsza zależność między wskaźnikiem pęcznienia a zawartością iłu koloidalnego w przypadku gleb syryjskich. W glebach obu stref klimatycznych wielkość wskaźnika pęcznienia zależała od rodzaju skały macierzystej. W klimacie śródziemnomorskim najwyższe wskaźniki pęcznienia stwierdzono w przypadku gleb wytworzonych z bazaltu i gabra. W klimacie umiarkowanym najsilniej pęczniały zwietrzeliny powstałe z krystalicznych wapieni prekambryjskich.

16 R = 0,8864 bazalt basalt gabro gabbro wapień kredowy Cretaceous limestone wapień krystaliczny crystalline limestone gleby syryjskie Syrian soils gleby polskie polish soils gleby syryjskie i polskie łącznie syrian and polish soils together Rys. 4. Zależność pomiędzy całkow itą powierzchnią właściw ą a w skaźnikiem pęcznienia Fig. 4. The dependence between the total surface and swelling index

17 bazalt basalt gxbro gabbro wapień kredowy Cretaceous limestone wapień krystaliczny crystalline iimestone polski polish о gleby syryjskie R = -0,7697 Syrian soils gleby polskie R =-0,4269 polish soils syryjski Syrian łącznie gleby syryjskie i polskie R= polish and Syrian soils together Pęcznienie gleb a ich fizyczne właściwości Эр % obj. Rys. 5. Zależność pomiędzy w ilgotnością po spęcznieniu a wskaźnikiem pęcznienia Fig. 5. The dependence between the moisture after swelling and sw elling index Nj O

18 30 J. Kaszubkiewicz i inni Pierwotną przyczyną wszystkich omówionych różnic właściwości fizycznych jest wobec wybrania utworów wykształconych z tych samych skał macierzystych klimat. Różnie kształtuje on warunki wietrzenia i w rezultacie frakcja koloidalna gleb zawiera inne minerały ilaste, co z kolei znajduje swoje odzwierciedlenie w odmiennym układzie właściwości fizycznych. Spośród zaobserwowanych zależności między niektórymi właściwościami fizycznymi badanych gleb a wartościami pęcznienia na uwagę zasługują: 1) ścisły związek między wartością wskaźnika pęcznienia a całkowitą powierzchnią właściwą danego utworu, 2) wyraźny dodatni wpływ zawartości minerałów ilastych z grupy smektytu na wielkość wskaźnika pęcznienia, 3) praktycznie liniowy związek między procentową zawartością iłu koloidalnego a wskaźnikiem pęcznienia. LITERATURA [1] C h o m ie/ K., 1977: M ateriały do poznania agroklim atu Polski. PA N, K o m itet M e lio racji, W arsz aw a. [2] Dobrzański B., Zawadzki S. [redakcja pracy zbiorow ej], 1981: G leboznaw stw o. PW R il, W arszaw a. [3] G oriaezew a D.S., 1968: К w oprosu o nabuchanii m onom ineralnych glin z razlicznoj tiek stu ro j. W S IL G IN G IE O, No 7, M oskw a. [4] Grabowska-Olszewska B., Siergiejów М., 1977: Gruntoznawstwo. W yd. G eologiczne, W arszaw a. [5] Kulilek М., 1973: W oda w glebach p ęczniejących i kurczących się. Probl. A grofiz. z. 10: [6] C lim atological date, 1990: M eteorological D epartm ent. D am ascus, Syria. [7] Muir A., 1951: N otes on the soils o f Syria. J. Soil Sei. Vol. 2, N o. 5. [8] N alial I., S iu ta J., 1967: P rz y ro d n ic z e i ro ln ic z e w ła ś c iw o śc i g le b S y rii. P o st. N a u k R o i. N r 3 /1 0 5 : [9] Papadakis K., 1966: C lim ate o f the w orld and their agricultural potentialics. B uenos A ires. [10] Szerszeń L., 1974: W p ły w czy n n ik ó w b ioklim alycznych na procesy zach o d z ące w g leb ach S udetów i S pitsbergenu. Rocz. G lebozn. T. 25, z. 2: [11] Szerszeń L., C hodak T., 1985: S kład m inerałów ilastych gleb w apnio w co w y ch w y tw o rzo n y ch w różnych w arunkach klim atycznych. Rocz. G leboz. T. 36, z. 2: J. K aszu b k iew icz, Y o u scff K hdri, L. S zerszeń RELATIONSHIPS BETWEEN SWELLING AND SOME PHYSICAL PROPERTIES OF SOILS DEVELOPED FROM SIMILAR PARENT ROCKS IN TW O DIFFERENT CLIMATIC ZONES Institute o f Soil S cien ce and A gricultural E nviro n m en t P rotection A gricultural U niversity of W roclaw S U M M A R Y In th is p a p e r th e r e la tio n s b e tw e e n s w e llin g p ro c e s s a n d s o m e p h y s ic a l p r o p e rtie s o f s o ils d e v e lo p e d fro m s im ila r p a r e n t ro c k s in th e tw o d if fe r e n t c lim a tic z o n e s w e r e s tu d ie d. T h e p a r a m e te r s in f lu e n c in g o n th e s w e llin g in d e x w e re : c la y c o n te n t, s p e c ific s u r f a c e a n d p a r e n t ro c k. It w a s n o te d th a t th e c o u r s e o f s w e llin g p r o c e s s in th e s o ils o f d if fe r e n t c lim a tic

19 Pęcznienie gleb a ich fizyczne właściwości 31 zones is also different. Soils from Syria are swelling more and quicker than those from Poland. Strong dependences between tested factors and swelling index are also described. Dr Jarosław Kaszubkiewicz Praca wpłynęła do redakcji w kwietniu 1992 r. Instytut Gleboznawstwa i Ochrony Środowiska Rolniczego Akadmia Rolnicza we Wrocławiu Wrocław, Grunwaldzka 53

20