GLIN W GLEBACH KRAJOBRAZÓW' GEOCHEMICZNYCH KAMPINOSKIEGO PARKU NARODOWEGO*

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM L NR 4 WARSZAWA 1999:31-45 ELŻBIETA JANOWSKA GLIN W GLEBACH KRAJOBRAZÓW' GEOCHEMICZNYCH KAMPINOSKIEGO PARKU NARODOWEGO* Katedra Gleboznawstwa SGGW WSTĘP Zainteresowanie rolą glinu w środowisku wzrosło w ostatnim 20-leciu przede wszystkim ze względu na niekorzystny wpływ tego pierwiastka na zdrowie człowieka [Graczyk i in. 1992]. Pogłębfające się zakwaszanie gleb, głównie pod wpływem czynników antropogenicznych [Motowicka-Terelak 1975;Motowicka- Terelak, Stuczyński 1993; Ulrich i in. 1980], sprzyja przechodzeniu glinu w formy wymienne (ruchome) w glebie, wzrasta również ich zawartość w wodach. Glin wymienny w większych stężeniach oddziałuje toksycznie na rośliny, organizmy zwierzęce i ludzkie [Moskal 1955; Barszczak, Bilski 1983; Motowicka-Terelak 1980; Prusinkiewicz, Krzemień 1974; Pokojska 1989, 1994]. Należy jednak podkreślić, że w glebach leśnych, a zwłaszcza piaszczystych, zjawisko zakwaszania przebiega nieco inaczej w porównaniu z glebami użytkowanymi rolniczo. Związane jest ono przede wszystkim z naturalnymi procesami wietrzenia i mineralizacji substancji organicznej oraz z rozwojem roślinności borowej z kwaśną ektopróchnicą. W pracy rozpatrywano formy glinu rozpuszczalne w 20% HC1 analizując jego zawartość w osadach aluwialnych i eolicznych KPN zależnie od procesów glebotwórczych oraz glin wymienny pod kątem jego toksyczności dla zbiorowisk roślinnych. OBIEKT I M ETODYKA BADAŃ Analizowano gleby w Kampinoskim Parku Narodowym wytworzone z piasków eolicznych geochemicznego krajobrazu wydmowego: gleby rdzawe właściwe (5 profili), glebę bielicowo-rdzawą (1 profil), bielicę (1 profil) oraz gleby wytworzone z piasków i z murszu na piaskach w geochemicznym krajobrazie *Badania prowadzone w ramach projektu badawczego KBN nr 6P04G

2 32 E. Janowska osadów aluwialnych: czarne ziemie zdegradowane facji ubogiej (5 profili), czarne ziemie murszaste facji ubogiej (3 profile), glebę murszowatą-murszastą ( 1 profil). Glin wymienny oznaczono w 1991 i w 1994 r. Pozostałe analizy wykonano w 1994 r. Charakterystyka omawianych gleb zawarta jest w pracach Koneckiej-Betley i wsp. [1994, 1996]. Zastosowano następujące metody analiz chemicznych: wodór wymienny i glin wymienny w in KC1 metodą Sokołowa; zawartość glinu w wyciągu 20% HC1 - metodą ICP. Pozostałe analizy metodami ogólnie przyjętymi w gleboznawstwie. WYNIKI Glin rozpuszczalny w 20% HC1 (rys. 1,2,3) (dalej w tekście określany jako Al w HC1) występuje w największych ilościach w glebach bielicoziemnych - w poziomach wietrzeniowych Bv, BvBfe, Bhfe oraz w poziomach próchnicznych A i organicznych O. Poziom Ol zawiera często o połowę mniej Al w HC1 w porównaniu z poziomem Oh. Zakres zawartości w poziomach sideric Bv gleb rdzawych wynosi 244^-44 mg Al w HC1/100 g gleby, najwięcej jest go w poziomie spodic Bhfe bielicy mg Al w HC1/100 g. W poziomach akumulacyjno-próchnicznych stwierdzono 216^-08 mg Al w HC1/100 g. Poziomy skały macierzystej С gleb rdzawych wytworzonych z piasków luźnych wydmowych zawierają mg Al w HC1/100 g, ilość ta maleje ku spągowi. Poziomy skały macierzystej bielicy zawierają więcej glinu mg Al w HC1/100 g. Czarne ziemie zdegradowane facji ubogiej (rys. 2) zawierają mg Al w HC1/100 g w poziomach próchnicznych, a w przypadku występowania poziomu Bbr ilość tego pierwiastka wzrasta do 612 mg Al w HC1/100 g. W poziomach С od głębokości 150 cm zawartość waha się od 100 do 250 mg Al/100 g. Procesy oglejenia obejmujące dolne poziomy profilów Cgg niektórych gleb od głębokości cm wykazują również wpływ na zmienność zawartości Al w HC1, np. w Sierakowie i Rogaczu. Czarne ziemie murszaste facji ubogiej (rys. 3) zawierają w poziomach próchniczno-murszastych mg Al w HC1/100 g, a w piaszczystych poziomach skał macierzystych tych gleb, wykazujących w wielu przypadkach oglejenie już na głębokości 50 cm, ilość glinu dochodzi nawet do 520 mg Al w HC1/100 g. Gleba murszasta (rys. 3) zawiera w poziomie murszastym mg Al w HC1/100 g, a oddolnie oglejone piaski skały macierzystej zawierają podobne ilości glinu jak czarne ziemie zdegradowane. Ilość glinu rozpuszczalnego w 20% HC1 wzrasta w poziomie próchnicznym A wraz ze zróżnicowaniem środowiskowych warunków przemian substancji organicznej od czarnych ziem zdegradowanych ku murszastym (dział semihydrogeniczne), a następnie ku glebom murszowatym (dział hydrogeniczne). Glin wymienny (dalej określany jako Alw) stanowi niewielki procent w stosunku do zawartości drugiej badanej formy tego pierwiastka - glinu rozpuszczalnego w 20% HC1 (tab. 1). W poziomach mineralnych gleb bielicoziemnych glin wymienny stanowi 0,7-14,5% w stosunku do Al w HC1, a omawiana zależność

3 poziomy genetyczne - genetic horizons Piaski Duchowne Dąb Kobendzy Nart Dąbrowa Stara Palmiry Glin w glebach krajobrazów geochemicznych Kampinoskiego Parku Narodowego RYSUNEK 1. Zawartość Al w HC1 w glebach z rzędu bielicoziemnych FIGURE 1. Content of Al in HCl in order of podzol soils

4 U j -fe. E. Janowska poziomy genetyczne - genetic horizons Sieraków Ławy Rogacz Famułki RYSUNEK 2. Zawartość Al w HCl w czarnych ziemiach zdegradowanych FIGURE 2. Content of Al in HCl in degraded black earths

5 czarne ziemie murszaste mucky black earths murszowata mucky soil poziomy genetyczne - genetic horizons Glin w glebach krajobrazów geochemicznych Kampinoskiego^ Parku Narodowego Niepust Buda Grabina Myszory RYSUNEK 3. Zawartość Al w HC1 w czarnych ziemiach murszastych i glebie murszowatej FIGURE 3. Content of Al in HCl in mucky black earth and in mucky soil о*

6 36 E. Janowska TABELA 1. Chemiczne właściwości gleb - TABLE 1. Chemical characteristics of soils Profil - Profile Typ lasu Forest type Głębokość Depth [cm] Poziom genetyczny Genetic horizon Gleby rdzawe właściwe - proper rusty soils рнкс! Kwasowość wymienna Exchangeable acidity Hw Alw [me./100 g gleby - of soil] A U Hw + ALW 1ПЛ Alw 1uu. i ПП AIhci [%] [%] Lipków 0-3 Odl 4,50 4,90 0,52 9,6 2,6 LMśw 3-8 OA 3,62 0,55 1,69 75,4 4, A 3,61 0,29 1,96 87,1 5, Bv 3,73 0,25 1,65 86,8 4, Bv 4,27 0,13 1,03 88,8 2, C l 4,37 0,13 0,73 84,9 3, C2gg 4,40 0,11 0,58 85,3 2,6 Piaski 0-0,5 01 3,95 12,25 2,63 17,7 25,2 Duchowne 0,5-3 Ofh 3,70 5,51 4,90 47,1 14,4 Bśw 4-10 A 3,78 0,27 2,21 89,1 4, A 5,11 0,12 1,79 93,7 1, Bv 4,28 0,08 0,88 92,6 1, BvC 4,44 0,10 0,33 76,7 1, Cl 4,56 0,06 0,20 76,9 1, C2 4,64 0,10 0,18 64,3 1, C3 4,64 0,06 0,11 61,1 1,1 Rybitew 0-2 Odl 4,48 2,80 2,10 42,8 6,5 Bśw(inic.) 2-6 Od2 4,60 1,14 4,38 79,5 18, A 4,17 0,17 1,15 87,8 2, Bvl 4,30 0,10 0,62 86,1 1, Bv2 4,48 0,08 0,29 78,4 1, С 4,66 0,11 0,06 35,3 0, С 4,55 0,10 0,13 56,5 0,8 Dąb 0-1 Ol 4,50 4,99 0,53 9,6 7,3 Kobendzy 1-2 Ofh 4,97 6,65 2,71 28,9 15,7 LMśw 5-15 A 3,40 0,32 2,90 90,1 9, Bvl 4,20 0,10 0,85 89,5 2, BvC 4,33 0,06 0,53 88,3 2, C l 4,48 0,07 0,17 70,8 0, C2 4,64 0,10 0,10 52,6 0,6 Nart 2-4 Olf 4,36 7,79 1,31 14,4 9,1 LMśw 5-10 A 2,95 0,46 3,68 88,9 14, Bvl 3,79 0,14 1,72 92,3 4, Bv2 4,07 0,08 0,97 92,4 3, Cl 4,20 0,07 0,64 90,1 2, C2 4,22 0,10 0,59 86,8 2, C3 5,39 0,06 0,11 61,1 0,6

7 Glin w glebach krajobrazów geochemicznych Kampinoskiego Parku Narodowego 37 cd. tabeli 1 Profil - Profile Typ lasu Forest type Głębokość Depth [cm] Poziom genetyczny Genetic horizon Gleba bielicowo-rdzawa -- podzolized rusty soil рнкс! Kwasowość wymienna Exchangeable acidity ALw 1ПП 1UU Alw. i ПЛ HW+ AL,V AIHCI 100 Hw A lw [me./100 g gleby - of soil] [%] [%] Dąbrowa 0-2 Ol 3,54 11,90 1,84 13,4 17,4 Stara 3-10 Ofh 3,35 6,56 6,56 50,0 31,2 Bśw AEes 3,72 0,32 2,15 87,0 8,5 BMśw BvBfe 3,99 0,12 1,36 91,9 5, Bv 4,29 0,10 0,64 86,5 2, BvC 4,38 0,10 0,36 78,3 1, Cl 4,53 0,06 0,18 72,0 0, C2 4,62 0,06 0,10 62,5 0,7 Bielica - Podzol Palmiry ,18 8,66 6,13 41,4 25,1 BMśw 5-8 Ofh 2,90 6,56 16,19 71,2 53, AEes 2,71 0,49 2,71 84,7 13, Ees 3,10 0,23 1,72 88,6 13, Bhfe 3,66 0,21 2,70 92,8 3, Bh 4,07 0,16 1,06 86,7 1, Cl 4,11 0,09 0,88 90,7 2, IIC1 4,28 0,06 0,43 87,7 1, IIC2 4,26 0,06 0,47 88,7 1,8 Czarne ziemie zdegradowane - degraded black earths Sieraków 0-1 Odl 4,60 2,45 0,53 17,8 2,4 LMśw 1-2 Od2 4,76 1,40 0,88 38,6 4, Aa 3,93 0,32 1,10 77,5 4, Aa 3,96 0,24 1,29 84,9 5, Bbr 4,18 0,14 1,05 88,2 4, C lgg 4,36 0,15 0,45 75,0 2, C2gg 4,79 0,11 0,02 15,4 0,7 Ławy ,29 4,55 1,40 23,5 6,6 BMw 5-10 Aa 3,92 0,22 2,31 91,3 11, Aa 3,95 0,19 1,77 90,3 6, Bbr 4,36 0,11 1,02 90,3 1, BbrC 4,43 0,09 0,70 88,6 1, Cgg 4,58 0,07 0,32 82,0 1, Cgg.... 4,18 0,11 2,18 95,6 7,9 Granica 0-3 Od 4,73 1,58 1,14 42,1 5,7 LMśw 4-10 Aa 3,74 0,21 1,02 82,9 5, Aa 3,69 0,20 1,04 83,9 4, ACgg 3,99 0,18 1,06 85,5 5, C l 4,48 0,14 0,11 44,0 0, C2gg. 4,51 0,14 0,10 41,7 0,6

8 38 E. Janowska cd. tabeli 1 Profil - Profile Typ lasu Forest type Głębokość Depth [cm] Poziom genetyczny Genetic horizon p H kci Kwasowość wymienna Exchangeable acidity Hw Alw A U Hw + ALn. Alw 1UU. 1(ЛГ\ Al НС! [me./100 g gleby - of soil] [%] [% ] Rogacz 0-2 О 4,67 13,04 2,10 13,9 9,9 BMw 5-15 Aa 3,55 0,35 3,28 90,3 8,7 (osusz.) Aa 3,58 0,30 3,82 92,7 9, Cl 4,14 0,05 1,39 96,5 3, C2ggox 3,80 0,05 2,34 97,9 3, C2gg 4,14 0,08 1,23 94,6 6, C2gg 4,54 0,08 0,15 65,2 1,3 Famułki 0-5 Aa 3,80 0,17 1,52 90,0 5,1 Brochowskie Aa 3,82 0,15 1,51 91,5 5,1 BMśw Cl 4,26 0,07 1,36 95,1 5, Cl 4,40 0,08 0,27 77,1 1, C2 4,47 0,06 0,25 78,1 1, C2 4,75 0,05 0,09 64,3 0,6 Czarne ziemie murszaste - mucky black earths Niepust 0-1 O dl 4,93 5,08 0,52 9,3 1,7 BMb 1-2 Od2 4,66 0,11 0,11 52,4 0, Ae 4,70 0,32 0,01 3,1 0, Ae 5,41 0,13 0,00 0,0 0, C lgg 5,56 0,07 0,00 0,0 0, C lgg 5,43 0,08 0,00 0,0 0, C2gg 5,52 0,09 0,00 0,0 0,0 Buda 0-3 Od 4,89 4,20 0,18 4,1 0,7 LMw 5-15 Ae 5,12 0,18, 0,02 10,0 0, Ae 5,35 0,09 0,03 27,3 0, С 5,59 0,06 0,00 0,0 0, Ab 5,48 0,09 0,00 0,0 0, Cgg 5,67 0,07 0,00 0,0 0,0 Grabina 0-3 Od 5,56 1,66 0,00 0,0 0,0 LMw 5-10 Ai 5,96 0,21 0,06 22,2 0, Ai 6,43 0,10 0,02 18,2 0, AC 6,44 0,11 0,00 0,0 0, Dgg 6,14 0,10 0,00 0,0 0,0 Gleba murszowata - murszasta - mucky -muckous soil Myszory 0-3 Od 4,78 1,93 2,10 52,1 8,2 LMw 5-15 A(M)i 3,86 0,22 1,39 86,3 3, Ai 4,06 0,12 1,24 90,5 2,6 35^10 Ai 4,93 0,15 0,03 16,7 0, AC 5,05 0,09 0,00 0,0 0, Cgg 5,00 0,08 0,01 11,1 0, Cgg 5,07 0,07 0,02 22,2 0,1

9 Glin w glebach krajobrazów geochemicznych Kampinoskiego Parku Narodowego^ 39 układa się w poziomach w szeregu malejącym: poziom A > poziom В > poziom C. Poziomy organiczne tych gleb wykazują wyższy udział glinu wymiennego w porównaniu z Al w HC1 - w glebach rdzawych 2,6-31,2%, a w poziomach ektopróchnicy bielicy 25-53%. W czarnych ziemiach zdegradowanych stosunek Alw do Al w HC1 wynosi 0,6-11,5%. Większy udział glinu wymiennego występuje w poziomach darniowych lub ektopróchnicy, a następnie w poziomach próchniczno-mineralnych. W czarnych ziemiach murszastych występuje bardzo mało glinu wymiennego w porównaniu z zawartością Al rozpuszczalnego w HC1, zazwyczaj od ułamków procenta do 1,7%. W glebie murszowatej-murszastej glin wymienny pojawia się głównie w warstwie murszu do głębokości 25 cm i stanowi 2,6-8,2% Al rozpuszczalnego w HC1. Ilościowe zawartości glinu wymiennego (tab. 1) w profilach gleb kształtują się odmiennie niż zawartości formy Al ekstrahowanej w 20% HC1. W typie gleb rdzawych (tab. 1) najwięcej Alw występuje w podpoziomie Ofh ektopróchnicy lub w Od2, gdzie substancja organiczna podlega intensywnym przemianom - do 6,56 m.e./100 g gleby, następnie ilość zmniejsza się idąc w głąb profilu do 0,06-0,73 m.e./100 g w skale macierzystej. Podobnie w bielicy najwięcej glinu wymiennego otrzymano w poziomie Ofh - 16,2 m.e./100 g gleby, ilość ta maleje w poziomach głębszych z niewielkim wzrostem w poziomie Bhfe. W podpoziomie Ol, gdzie dopiero rozpoczyna się rozkład resztek organicznych, ilość glinu jest mniejsza. W czarnych ziemiach zdegradowanych (tab. 1) stwierdzono znacznie mniej glinu wymiennego w porównaniu ż glebami bielicoziemnymi - 0,02-2,34 m.e./100 g, tylko w Rogaczu w poziomie Aa dochodzi do 3,82 m.e./100 g gleby. Wyższe zawartości glinu wymiennego występują w poziomach O i A, natomiast w skale macierzystej - najniższe. W czarnych ziemiach murszastych glin wymienny pojawia się tylko w warstwie powierzchniowej do głębokości 30 cm w niewielkiej ilości - do 0,52 m.e./100 g, a w dolnych poziomach profilu nie występuje. W glebie murszowatej-murszastej w warstwie murszu do głębokości 25 cm ilość Al wymiennego jest podobna jak w czarnych ziemiach zdegradowanych do 2,lm.e./100 g. Warstwa murszu wykazuje również, zbliżony do czarnych ziem, niewielki stopień wysycenia kationami zasadowymi, zaś odczyn ph w KC1 ok. 4. Glin wymienny (tab. 1) w poziomach mineralnych badanych gleb bielicoziemnych, czarnych ziem zdegradowanych i w poziomach murszu gleby murszowatej decyduje o ich kwasowości wymiennej. Przewaga zawartości Alw w stosunku do jonu Hw dochodzi nawet do 90%. Tak duży udział glinu w zakwaszaniu tych poziomów występuje w warunkach niskiego stopnia wysycenia zasadami (od kilku do kilkunastu procent) i w zakresie ph w KC1 3,4-4,5. W poziomach próchnicy nadkładowej gleb rdzawych właściwych i w poziomach darniowych czarnych ziem zdegradowanych przeważajon wodorowy. W ektopróchnicy gleby bielicowo-rdzawej i bielicy tylko w podpoziomie Ol ujawnia się w większej ilości wodór wymienny. W miarę rozkładu ściółki (poziom Ofh) uwalnia się coraz więcej glinu wymiennego. Odmiennie kształtuje się ten proces w czarnych zie-

10 40 E. Janowska miach murszastych, gdzie udział glinu w całej kwasowości wymiennej wynosi tylko od kilku do 52%. Jest to związane z wyższym ph i dużym stopniem wy sycenia kationami o charakterze zasadowym (70-85%) w porównaniu z pozostałymi podtypami gleb. Odczyn wód na różnych obszarach Puszczy Kampinoskiej jest zmienny i niektóre gleby semihydrogeniczne mogą być zasilane wodami gruntowymi zasobnymi w wapń. DYSKUSJA Formy glinu ekstrahowane 20% HC1 pochodzą z tej części mineralnej gleby, która jest w stadium zaawansowanego wietrzenia oraz z substancji organicznej podlegającej aktualnie rozkładowi. Jak podaje Kuźnicki i in. [1978, 1979], choć dane te są nieliczne - 20% HC1 ekstrahuje w poziomach próchnicznych i wietrzeniowych gleby bielicowo-rdzawej 42-98% glinu, a niekiedy 21-32% Al, zaś w glebie rdzawej właściwej: ok. 36% w stosunku do ilości ogółem. Te same dane Szafranek [1998] umieszcza w przedziale 26-51%. Ta forma jest zapewne źródłem glinu, który tworzy tzw. formy wolne, a następnie wymienne, tak zwane ruchome. Glin rozpuszczalny w 20% HC1 należy uznać w dużej mierze za formę pedogeniczną dobrze charakteryzującą procesy glebotwórcze, takie jak: rdzawienie, bielicowanie. Wpływ na jego zawartość mają również zjawiska oglejenia. Ujawnienie tej formy pierwiastka w glebie jest poprzedzone wietrzeniem substratu skały macierzystej. W badanych 2 podtypach gleb rdzawych glin rozpuszczalny w 20% HC1 przemieszcza się do poziomu Bv w warunkach odczynu silnie kwaśnego i bardzo silnie kwaśnego. Podobne obserwacje wynikają z danych Kuźnickiego i współ. [1979]. Proponowane w literaturze wskaźniki diagnostyczne dla typu gleb rdzawych dotyczą form wolnych żelaza [Konecka-Betley 1968], jak również form wolnych żelaza i glinu [Bednarek 1991]. Przy mniejszej kwasowości i niedostatku substancji organicznej w glebie obniża się ruchliwość trójtlenków żelaza, a przemieszcza się głównie glin [Konecka-Betley 1976; Pokojska 1976]. Powstają wtedy gleby rdzawe właściwe, bielicowo-rdzawe i brunatne kwaśne słabo zbielicowane. Na podstawie niniejszych badań można zaproponować jako diagnostyczny wskaźnik przemieszczania Al w HCl (Al w HCl poz. B, Al w HC1 poz. A), który wynosi dla typu gleb rdzawych 1,07-1,61, dla badanej bielicy 6,5. W czarnych ziemiach większa ilość Al w HC1 występuje tylko przy zaznaczającym się dodatkowo w profilu procesie brunatnienia (poziom Bbr) oraz w warstwie murszastej. Podobnie więcej Al w HC1 zawiera mursz gleby murszowatej. Zawartość glinu rozpuszczalnego w HC1 zależy od procesu glebotwórczego a nie od antropogenizacji środowiska. Zdaniem Kabaty-Pendias i Pendiasa [1993] nie zachodzi obawa naruszenia geochemicznej równowagi w środowisku przyrodniczym z powodu antropogenicznego nagromadzenia tego pierwiastka, gdyż glin stanowi jeden z głównych składników większości skał.

11 Glin w glebach krajobrazów geochemicznych Kampinoskiego Parku Narodowego 41 Formy glinu wymiennego (nazywanego również glinem ruchomym) przyswajalne dla roślin, określają stan kompleksu sorpcyjnego, mogą przejść do roztworu glebowego i bezpośrednio wpływają na zdrowotność roślin i produktywność siedliska. Uzyskane wyniki dotyczące zawartości glinu wymiennego korespondują z danymi z literatury [Adamczyk i in. 1968; Cieśla i in. 1993; Filipek 1989; Kuźnicki i in. 1979; Motowicka-Terelak 1975; Motowicka-Terelak, Stuczyński 1993; Konecka-Betley K. i in. 1996; Okołowicz, Sowa 1997]. Różni autorzy podają inny poziom zawartości glinu wymiennego w glebie, który działa toksycznie na rośliny, np. Cieśla - 0,05-0,4 m.e. (t.j. 0,45-3,6 mg) Alw/100 g gleby; Prusinkiewicz - 0,9-1,1 m.e. (czyli 8,1-9,9 mg) Alw/100 g gleby. Filipek [1989] uważa, że konieczne jest wapnowanie przy zawartości 4,4 mg Alw/100 g gleby. Do oceny badanych gleb przyjęto wskaźnik proponowany przez Prusinkiewicza i Krzemienia [1974]. Według przyjętego wskaźnika toksyczna zawartość Alw jest przekroczona w poziomach powierzchniowych (O, A) gleb bielicoziemnych i w niektórych poziomach wietrzeniowych tych gleb do 30 cm głębokości profilu. W czarnych ziemiach zdegradowanych również poziomy O i A do cm głębokości zawierają toksyczne ilości glinu wymiennego. Największą kwasowość wymienną wy wołaną glinem wykazuje gleba w Rogaczu do 100 cm. Gleba murszowata również może być zagrożona nadmiarem formy wymiennej tego pierwiastka, przede wszystkim w poziomach murszastych. Zjawisko to ujawnia się wyraźniej w roku 1994 w porównaniu do badań wcześniejszych z 1991 r. Pomimo tych stwierdzeń warto przytoczyć opinię Adamczyka i in. [1968], że duże ilości glinu wymiennego występują nie tylko w środowiskach kwaśnych, mało aktywnych biologicznie, z glebami bielicowymi, ale i w mezotroficznych górskich glebach brunatnych kwaśnych o zróżnicowanych florystycznie zbiorowiskach. W skałach macierzystych badanych gleb glinu wymiennego jest bardzo mało, poniżej przyjętych wskaźników szkodliwości. Obserwacja gleb w KPN wskazuje na pewną tendencję do wzrostu zawartości form wymiennych glinu (rys. 4) w poziomach badanych profilów gleb z rzędów bielicoziemnych i czarnych ziem oraz gleby pobagiennej z wyjątkiem warstwy do 3 cm miąższości od powierzchni (są to poziomy Odl lub Ol). W glebach bielicoziemnych wzrost zawartości Alw w okresie od 1991 do 1994 r. pokrywa się z niewielkim spadkiem wartości ph w KC1 w tych glebach. Obliczony współczynnik korelacji dla badanych gleb (-0,597) wskazuje na wysoce istotną zależność tych zmiennych. W czarnych ziemiach zdegradowanych współczynnik korelacji między ph w KC1 i Alw jest wysoce istotny i wynosi -0,607. Ze względu na krótki okres badań (3 lata) może nastąpić zmiana tego poglądu w następnym okresie badawczym. Powszechnie uważa się [Graczyk i wsp. 1992; Motowicka-Terelak, Stuczyński 1993], że zawartość glinu wymiennego wzrasta z powodu ciągłego zakwaszania gleb przez zawarte w opadach atmosferycznych związki siarki i azotu. Zmiany kwasowości i ilości glinu wymiennego w glebach leśnych środowisk naturalnych

12 gleba rdzawa rusty soil bielicowo - rdzawa podzolized rusty soil czarna ziemia zdegradowana degraded black earth murszowata mucky soil В E. Janowska poziomy genetyczne - genetic horizons Dąb Kobendzy Dąbrowa Stara Famułki Myszory RYSUNEK 4. Zawartość glinu wymiennego w latach 1991 i 1994 w wybranych profilach FIGURE 3. Content of exchangeable aluminum in years 1991 and 1994 in selected profiles

13 Glin w glebach krajobrazów geochemicznych Kampinoskiego Parku Narodowego 43 i zbliżonych do naturalnych w KPN mogą być przede wszystkim skutkiem dynamiki naturalnego rozkładu ciągle dostarczanej świeżej substancji organicznej [Dziadowiec 1976; Janowska 1996], a tylko w niewielkim stopniu - wpływu zanieczyszczeń powietrza. WNIOSKI 1. Rozmieszczenie w profilu pedogenicznej formy glinu rozpuszczalnego w 20% HC1 uściśla charakterystykę procesów glebotwóczych: bielicowania i rdzawienia. 2. Źródłem glinu wymiennego w glebach leśnych są przede wszystkim naturalne procesy rozkładu substancji organicznej i mineralnej wspomagane przez niewielkie zakwaszenie antropogeniczne. 3. Gleby bielicoziemne i czarne ziemie zdegradowane Puszczy Kampinoskiej zawierają przyjęte za toksyczne dla roślin ilości glinu wymiennego do głębokości cm. LITERATURA ADAMCZYK B., FIREK S., ZASOŃSKI S. 1968: Mobile aluminium in mountain forest soils. Pol. J. Soil Sei 1:3-10. BARSZCZAK T., BILSKI J. 1983: Działanie glinu na rośliny. Post. Nauk Roi., 3: BEDNAREK R. 1991: Wièk, geneza i stanowisko systematyczne gleb rdzawych w świetle badań paleopedologicznych w okolicach Osia. UMK Rozprawy: CIEŚLA W., MALCZYK P., KĘDZIA W : Glin ruchomy w glebach leśnych okolic Zakładów Azotowych we Włocławku, (w) Chrom, nikiel i glin w środowisku, problemy ekologiczne i metodyczne. Wyd. PAN, Zesz. Nauk. 5: DZIADOWIEC H. 1976: Zmiany zawartości żelaza i glinu w próchnicy nadkładowej gleb bielicowych w procesie humifikacji. [w] Materiały II Krajowej Konferencji Proces bielicowania, Toruń, Wyd. PTG: FILIPEK T. 1989: Występowanie glinu ruchomego w glebie i jego oddziaływanie na rośliny. PNR 4/5/6: GRACZYK A., KONARSKI J., RADOMSKA K., DŁUGASZEK M. 1992: Glin nowa trucizna środowiska. Biblioteka Monitoringu Środowiska, W-wa. JANOWSKA E. 1996: Dynamika składu chemicznego roślin Kampinoskiego Parku Narodowego, (w) Materiały VII Ogólnopolskiego Sympozjum ZMŚP - Toruń: KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H. 1993: Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN. KONECKA-BETLEY K. 1968: Zagadnienie żelaza w procesie glebotwórczym. Rocz. Glebozn. 19: KONECKA-BETLEY K. 1976: Porównawcza charakterystyka rozmieszczenia składników wolnych w glebach bielicowych, rdzawych i płowych, (w) Materiały II Krajowej Konferencji Proces bielicowania Toruń, Wyd. PTG: KONECKA-BETLEY K., CZĘPIŃSKA-KAMIŃSKA D., JANOWSKA E. 1994: Właściwości fizyko-chemiczne i chemiczne gleb w Kampinoskim Parku Narodowym (stan na rok 1991). (w) Prognozowanie przemian właściwości chemicznych gleb Kampinoskiego Parku Narodowego na tle innych komponentów środowiska przyrodniczego. Wyd. Fundacji Rozwój SGGW, Warszawa: KONECKA-BETLEY K., CZĘPIŃSKA-KAMIŃSKA D., JANOWSKA E. 1996: Czarne ziemie w staroiluwialnym krajobrazie Puszczy Kampinoskiej. Rocz. Glebozn. 47: KUŹNICKI F., BIAŁOUSZ S., KAMIŃSKA H., RUSIECKA D., SKŁODOWSKI P., ŻAKO WSKA H. 1978: Kryteria typologiczne gleb wytworzonych z piasków sandrowych i zwałowych wyżej położonej części Równiny Kurpiowskiej. RNR, seria D, Monografie, 166:

14 44 E. Janowska KUŹNICKI F., BIAŁOUSZ S., SKŁODOWSKI P., SZAFRANEK A., KAMIŃSKA H., ZIEMIŃ- SKA A. 1979: Właściwości fizykochemiczne gleb południowo-wschodniej części Niziny Mazowieckiej jako kryterium ich typologii. Rocz. Glebozn. 30: MOSKAL S. 1955: Glin ruchomy w glebach Polski. Rocz. Glebozn. 4. MOTOWICKA-TERELAK T. 1975: Zawartość i rozmieszczenie w profilu glebowym ruchomych form żelaza i glinu w zależności od odczynu i stosunków wilgotnościowych. Pcim. Put. 65: MOTOWICKA-TERELAK T. 1980: Reakcje niektórych roślin uprawnych na występowanie aktywnych frakcji glinu w doświadczeniu wazonowym. Pcim. P ul 73: MOTOWICKA-TERELAK T., STUCZYŃSKIT. 1993: Wpływ zanieczyszczeń chemicznych na glin w glebach, [w] Chrom, nikiel, i glin w środowisku, problemy ekologiczne i metodyczne. Wyd. PAN, Zesz- Nauk. 5: OKOŁOWICZ M., SOWA A. 1997: Gleby torfowo-murszowe rezerwatu Krzywa Góra w Kampinoskim Parku Narodowym. Rocz. Glebozn. 48: POKOJSKA U. 1976: Geochemiczna charakterystyka pierwiastków uczestniczących w procesie bielicowania. (w) Materiały II Krajowej Konferencji Proces bielicowania, Toruń, Wyd. PTG: POKOJSKA U. 1989: Różne aspekty toksyczności glinu dla roślin. Przegl. Nauk. Lit. Roln. i Leśnej, 35: POKOJSKA U. 1994: Nowe poglądy na toksyczność różnych form glinu. Rocz. Glebozn. 45: PRUSINKIEWICZ Z., KRZEMIEŃ K. 1974: Toksyczny wpływ wolnego glinu z orsztynowego poziomu bielicy na rozwój sadzonek sosny pospolitej Pinus silvestris L. Rocz. Glebozn. 25: SZAFRANEK A. 1996: Phosphate sorption in relation to extractable iron and aluminium in rusty soils. Rocz. Glebozn. 49: ULRICH B., MAYER R., KHANNA P.K. 1980: Chemical changes due to acid precipitation in a loess-derived soil in Central Europe. Soil Sei. 130:

15 Glin w glebach krajobrazów geochemicznych Kampinoskiego Parku Narodowego 45 ELŻBIETA JANOWSKA ALUMINUM IN THE SOILS OF THE BASIC GEOCHEMICAL LANDSCAPES OF THE KAMPINOS NATIONAL PARK Department of Soil Science, Warsaw Agricultural University SUMMARY Aluminum - the third largest component of the lithosphere, has been still more and more changing into the available forms. The concentration of aluminum has been on the increase in waters and in living organisms, in the latter including also humans, it reaches toxic concentrations. The source of the available forms of aluminum is the soil. An attempt has been, therefore, initiated to analyze the spatial distribution of aluminum in a number of soil types. The object of the study is aluminum extracted from soil with the use of 20% HC1 as well as exchangeable aluminum determined in In KC1 with the use of the Sokolov method. Discussed are: the soils formed from dune sands (proper rusty soils, podzolized rusty soils and podzols); the soils originated from alluvial sands (degraded black earths and mucky black earths) as well as the soils created from muck on alluvial sands (the muckous mucky soil). The 20% HC1 extracted aluminum should be considered a pedogenic form characteristic for such soil-forming processes like: podzolization or rustification. Also, the processes of gleying are influential in the total concentration of aluminum. The amount of this form of aluminum does not depend on the degree of the anthropogenic impact on the environment. In the podzol soils under study, the HC1 determined aluminum relocates, given the acidic soil reaction, to the sideric horizons of the rusty soils or to the spodic horizons of the podzol. In black earths, more significant amounts of HCl-determined aluminum are only met given the profound additional processes of browning along the profile: in the muck horizon or in those parts of the bedrock that are under the influence of the gleying processes. The exchangeable aluminum is only an insignificantly small portion as compared to the HC1 determined A1 in the mineral horizons of the soils. In the organic layers, however, its portion significantly increases. That exchangeable aluminum present in the podzol soils, the degraded black earths and in the mucky soils is of a decisive meaning for the soils exchangeable acidity, the Alw advantage over the Hw reaches up to 90% in the mineral horizons. In the layers of ectohumus and sod, the hydrogen ion prevails. Accepting the critical levels of Alw toxic concentrations as given by the relevant literature (after Cieśla or after Prusinkiewicz) it was assessed that the podzol soils and degraded black earths contain toxic concentrations of this form of the element down the depth of cm. The bedrock contain insignificant amounts of Alw, below the critical levels of toxic concentration. In the soils of the non-deformed environments (and particularly so: in the forest soils) of Kampinos National Park, the observed changes in soil acidity and concentration of exchangeable aluminum are, first of all, the result of the processes of decomposition of organic matter accumulated in the upper horizons of soil; the air pollution contributes only in a small degree to the observed changes. Dr Elżbieta Janowska Katedra Gleboznawstwa SGGW Warszawaul. Rakowiecka 26/30 Praca wpłynęła do redakcji w październiku 1999 r.

16