ROCZNIKI G LEBOZNAW CZE T. X X X II, NR 1, W ARSZAW A 1981 , ALOJZY KOW ALKOW SKI, ZDZISŁAW SZCZUBIAŁKA

Transkrypt

1 ROCZNIKI G LEBOZNAW CZE T. X X X II, NR 1, W ARSZAW A 1981, ALOJZY KOW ALKOW SKI, ZDZISŁAW SZCZUBIAŁKA ZW IĄZKI M IĘDZY STĘŻENIEM Mn, Cu, Pb i Zn W IGŁACH SOSNY ZW YCZAJNEJ P IN U S S IL V E S T R IS L. A ICH ZAWARTOŚCIĄ W POZIOMACH PRÓCHNICZNYCH GLEB SKAŻONYCH EM ISJĄ PRZEM YSŁOW Ą 1 Zakład G leboznaw stw a i N aw ożenia Instytutu B adaw czego L eśnictw a, WsTrszawa-Sękocin W STĘP Dotąd stoisun'kowo mało uwagi poświęcono związkom m ikroskładników w organach asym ilacyjnych drzew leśnych oraz w ściółce i b u t w i nie leśnej. Ostatnio jednak docenia się rolę nadkładu organicznego w kształto w an iu w łaściw ości gleb leśnych [6, 8, 1 0 ], szczególnie na obszarach znajdujących się pod w pływ em em isji przem ysłow ych [8, 12]. P rz e waża na ogół pogląd, że m aksym alna ak um ulacja pierw iastków śladow ych w y stęp u je w poziom ach organicznych gleb leśnych. N agrom adzanie się jednak tych pierw iastków nie jest jednakow e i zależy od różnych zew nętrznych i w ew nętrznych czynników glebowych [2, 4, 6, 8, 11, 13]. C elem p odjętych badań je s t poznanie zw iązków m iędzy stężeniem w y branych m etali ciężkich w igłach sosny zwyczajnej, znajdującej się pod w pływ em em isji przem ysłow ej, a ich zaw artością w poziom ach akum u lacy jn y ch gleb w w y branych obszarach G órnośląskiego O kręgu P rzem ysłow ego (Św ierklaniec) i K rakow skiego O kręgu Przem ysłow ego (Bolesław). OPIS SIEDLISK B adane pow ierzchnie w S w ierkłańcu leżą około 800 m NW (pow ierzchnia 1) i około m NE (powierzchnia 2 ) od Czarnej H uty, na wysokości m n.p.m. w dolinie M ajeł Panwi. Ma ona m onotonną płaską rzeźbę z polam i wydm owym i, m isam i deflacyjnym i i pojedynczym i parabolicznym i wydm ami. W ytw orzyły się w niej gleby bielicowe gruntowoglejowe z wodą gruntow ą na głębokości cm. G leby te m ają skład m echaniczny piasków luźnych i słabo gliniastych z niew ielką do- 1 Praca oparta na m ateriałach badaw czych w tem acie No PO zleconym przez U.S. D epartm ent of A griculture {7, 17].

2 Charakterystyka niektórych w ła ściw o ści badanych gleb C h a ra cteristics o f some properties of the s o ils tested T a b e l a 1 СЛ 05 Obszar badań O bjects under study Powierzchnia nr Area No. Poziom gene - tyczny Genetic horizon Głębokość Depth cm Barwa Colour > 1,0 Frakcje mechaniczne - % M echanical fr a c tio n s mm 1,0-0, 1-0,1 0,02 /СО,02 mm organiczny С /0 Organie С % N ogółem % T otal N % CiN ph KCl T m e/100 g gleby me/100 g o f s o i l Św ierklaniec YB 2/ ,47 '1,304 35,6 4,5 56,85 Ofh 2-7 7,5YB 2 / ,61 1,064 27,8 3,7 58,78 АБ YR 6/1 1,6 88,6 6,9 2,9 1,07 0,050 21,4 4,2 5,80 Ih YB 3/4 2,0 88,2 6,9 2,9 1,26 0,050 25,2 4,6 5,98 I fe YB 5/6 3,8 86,6 7,7 1,9 0,3 7 0,029 12,7 6,5 2,72 Cgg YB 7 /4 0,8 97,2 2,0 1,0 0,03 0,008 3,1 6,4 1, YB 2/ ,23 1,204 27,6 5,5 25,26 AE YB 3/1 3 l. 80,0 16,0 4,0 6,4 3 0,308 20,8 4,6 20,64 AE YB 7/1 3,6 78,1 10,6 7,7 3,69 0,159 23,2 3,9 10,71 E YB 7/1 4,5 8 7,9 3,8 3,8 1,06 о,озь 29,4 4,0 4,19 Ih YB 2 /3 5,2 82,4 5,7 6,6 1,87 0,080 23,4 4,3 10,36 C g g YB 7 /3 0,9 92,1 4,0 4,0 0,07 0,011 5,9 6,3 1,56 Bolesław ,5 10YB 2/ ,33 0,952 53,1 5,3 53,41 A 0,5-5,0 10YB 3/1 20,3 74,5 4,0 0,8 1,39 0,033 42,1 6,3 1,69 /АЕ/С YB 7 /2 0,3 95,7 3,0 1,0 0,08 0,008 10,0 6,4 1,16 A. Kow alkow ski, Z. Szczubiałka /1/С YB 7 /2 0,2 98,8 1,0 0 0,0 5 0,007 7,1 6,8 1,14 С YB 8 /2 0,2 98,8 1,0 0 0,05 0,008 é,2 6,5 1,29 4 A 0-5 loyb 2/ , 18 0,532 14,6 6,4 15,34 /I / I0YB 5/8 0,1 92,9 5,0 2,0 0,18 0,019 9,5 6,4 1,88 С ,5Y 7/2 1,2 97,8 1,0 0 0,07 0,008 8,7 6,8 1,38

3 Mn, Cu i Zn w igłach sosny i w skażonej glebie 57 mieszką części szkieletowych, lokalnie z wkładkam i gliny i iłów. Mimo że są one bogate w próchnicę o profilow ym układzie, typow ym dla gleb bielicowych, zawartość azotu jest mała, a odczyn jest silnie kw aśny lub kw aśny (tab. 1 ). Pod wpływem em isji przem ysłow ej na tych glebach w ytw orzyły się roślinne zbiorowiska z Deschampsia flexuosa na suchszych oligotroficznych piaskach, z Calamagrostis epigeios na m ezotroficznych piaskachz glinam i i iłami w podłożu, z Calamagrostis villosa na siedliskach wilgotnych, torfiastych. Sosna zwyczajna uzyskuje tu pokrój krzaczasty,, często przechodzi w form y płożące [15]. W okolicach Olkusza badano powierzchnie Bolesław w odległości około 1200 m NE (powierzchnia 3) i około 400 m E (powierzchnia 4) od H uty Bolesław na wysokości m n.p.m. Wchodzą one w skład W ielkiej P u sty n i Błędow skiej. W ystępujące tu gleby początkow ego stadium rozwojowego m ają cechy bielicowania. Woda gruntow a zazwyczaj, znajduje się (poniżej 6-8 m. Skałam i m acierzystym i są wodnolodowcowe piaski luźne eolicznie przekształcone, ze śladam i części spław ialnych i szkieletow ych (tab. 1). Gleby te isą ubogie w próchnicę, m ają niską pojem ność so rpcyjną i odczyn zm ienny: słabo kw aśny lub obojętny. Uboga, aczkolwiek zróżnicowana pokryw a roślinna charakteryzuje zbiorowisko klasy Nardo-Callunetea oligotroficznych suchych siedlisk piaskowych [15]. Sosna zwyczajna na ogół w ykazuje słaby rozwój, ma pokrój krzaczasty lub płożący w skutek długotrwałego działania emisji przem ysłow ej [16]. MATERIAŁY I METODY BADAŃ Półroczne i półtoraroczne igły sosny zw yczajnej pobrano w listopadzie 1974 r. (7], osobno z wierzchołkowych oraz płożących się pędów 10 drzew na każdej powierzchni. Wysuszono je w tem peraturze 80 C i po zm ieleniu spopielono w parow nicy kwarcowej w tem jperaturze 450 C w ciągu 8 godzin. Popiół rozpuszczono w 2 N HC1 spektralnie czystym. W uzyskanym roztworze oznaczono zawartość Mn, Zn, Pb i Cu m etodą ASA na aparacie EEL-240. W ty m sam ym okresie pobrano próbki z poszczególnych w arstw i poziomów glebowych w jednym profilu na każdej powierzchni. Pobrano także próbki pow ierzchniow e m ieszane składające się z próbek indyw idualnych z poziomów ściółki Ol, butwinowego O f h, akum ulacyjnego A i akum ulacyjno-eluw ialnego AE na powierzchni zajm owanej przez badaną sosnę. W próbkach glebowych oznaczono zawartość Mn, Zn, Pb i Cu w wyciągu kwasu solnego (c-w. 1,10) według van Bem melena-hissinka za pomocą ASA. Miedź i ołów koncentrow ano chem icznie za pom ocą odczynnika chelatującego (APDC) i ekstrahow ano do fazy o rg a nicznej (MIBK), któ rą wprow adzono do kom ory rozpylającej ASA. O d-

4 58 A. Kowalkowski, Z. Szczubiałka czyn oznaczono potencjom etrycznie przy stosow aniu elektrody szklanej z zachowaniem stosunku gleby do roztw oru 1 : 1 0 dla poziomów organicznych, a 1:4 dla poziom ów m ineralnych. Skład m echaniczny oznaczono m etodą areom etryczną Bouyoucosa w m odyfikacji Prószyńskiego dla frakcji < 0, 1 0 mm oraz m etodą sit dla frakcji większych. Węgiel ogółem oznaczono m etodą Tiurina, N m etodą K jeldahla, pojemność sorpcyjną na podstaw ie składu kationów w ym iennych w eluacie obojętnego 1 N COONH4 i kwasowości hydrolitycznej w wyciągu 1 N octanu sodu. W YNIKI BAD AŃ I D Y SK U SJA Zaw artość m ikroiskładników w glebach badanych obszarów je st b a r dzo wysoka, mimo że skały m acierzyste są ubogie w porów naniu do klarków skorupy ziemskiej (tab. 2 ). W skazuje to na znaczną ich akum ulację z em isji przem ysłow ej ([1, 7, 8, 12]L N ajw iększe ilości badanych składników w ystępują w w arstw ie ściółki O l i w poziomie butw inow ym O fh. W m iarę ja k ze w zrastającą głębokością zaw artość próchnicy w poziom ach m ineralnych m aleje, spada również szybko ilość m ikroskładników. Prawidłow ość ta jest potw ierdzona danym i dla poszczególnych badanych profilów glebowych (tab. 3). Z porów nania danych w tabeli 2 i 3 w ynika jednak, że w obrębach badanych pow ierzchni istnieje duża zmienność :zawartości m ikroskładników w poziomach Ol, O f h, A E i A. Zawartość m anganu w badanych glebach jest nisika w porów naniu do gleb G O.P. [18]. Składnik ten odznacza się jednak wysokim stopniem koncentracji, średnio od 324 do 242 ppm w poziomach O l, O fh i A E, przy zaw artości w skale m acierzystej średnio od 23 do 36 ppm, a także w poró w n a n iu do odpow iednich poziom ów gleb nie podlegających szkodliwym imisjom [ 1 1 ]. Zawartość cynku w poziomach organicznych gleb w ytworzonych z piasków w aha się od 50 do 175.ppm [11], w b adanych glebach n a to m iast jego zawartość wynosi średnio od 915 do 3950 ppm. Szczególnie d u ż ą akum ulacją Zn odznaczają się gleby na pow ierzchniach 3 i 4 (Bolesław), znacznie wyższą od podaw anej dla G.O.P. [3, 8 ]. Podobnie wysoka jest akum ulacja ołowiu w poziomach O l i O fh w szystkich powierzchni z zawartością średnio od 930 do 1625 ppm, a szczególnie w glebach pow ierzchni 3 i 4 (Bolesław). M aksym alne zaw artości tego składnika nie są jednak większe od stw ierdzonych w G.O.P. Rów nież zaw artość m iedzi średnio od 85 do 705 ppm jest bardzo w y soka w poziomach organicznych gleb pow ierzchni 1 i 2 (Świerklaniec) i znacznie przekracza m aksym alne ilości stw ierdzone w G.O.P. N atom iast w glebach pow ierzchni 3 i 4 (Bolesław) stężenie m iedzi n ie p rzekracza norm alnie spotykanych w poziomach O fh, a wynoszących p p m [6, 1 1 ]. Nie w yklucza to je d n a k m ożliwości niew ielkiej im isji tego

5 Mn, Cu i Zn w igłach sosny i w skażonej glebie 59 Zawartości mikroskładników w poziomach organicznych, próchnicznych oraz skałach m acierzystych gleb poszczególnych obszarów Content o f trace elem ents in organic and humus horizons as w ell as in parent matter of s o ils o f particular ob jects Tabela 2 Obszar Object Poziom gene - tyczny G enetic horizon Liczba о - znaczeń Numbeг o f determin ation s Mn Zn Pb Cu ppm Św ierklaniec 01 4 max min X Ofh 2 max mi n X AE 6 max ,0 min ' 65 1,8 X ,1 С 4 max ,6 min ,1 X 36 ' ,9 i Bolesław 01 3 max 395 i min X А max min X АЕ 3 max »5 min ,7 X ,2 С 10 max ,5 min ,7 X ,5 1*1 Skorupa ziemska [ÎÂJ Klar ki Earth's crust C laris składnika wo'bec jego bardzo niskiej zaw artości w skale m acierzy stej. W uszeregow aniu ilościowym badanych składników istnieją różnice między skałam i m acierzystym i a poziomami zaw ierającym i substancję organiczną, a m ianow icie: Poziomy: С M n > Z n > P b > C u, A E Z n > P b > M n > C u, O l (Świerklaniec) Z n > P b > C u > M n, O l (Bolesław) Z n > P b > M n > C u.

6 60 A. Kowalkowski, Z. Szczubiałka Zaw artości mikroskładników w p ro fila ch glebowych Content of trace elements in so il p ro files Tabela 3 ОЬзгаГ Object Powierzchnia nr Area Ko. Poziom gene - tyczny G enetic horizon Głębokość cm Depth cm Mn Zn Pb ppm [... i Cu i Św ierklaniec 1 Ob ii 510 Cf h ! 35 AE i 1,8 Ih I 1,8 Ife :! 1,8 ic g s :! 2»1 Cgg ,8 i AE AE E ,1 Ih ,5 I fe i 1 5 egg j i 1,0 3olesław , ji 27, j 6,0 /АЕ/С ,7 /I/O ,9 С ,9 4 А ,0 / I / ,0 С ,9 Z przedstaw ionych układów w ynika, że w poziom ach O l i A E badanych gleb nastąpiła akum ulacja Zn i Pb -pochodzących spoza środowiska glebowego. D odatkow o w tych poziom ach na obszarze Ś w ierklaniec n a stępuje akum ulacja Cu, a na obszarze Bolesław Mn. W zmienionych im isją przem ysłową środowiskach zaznacza się w starszych igłach sosny zw yczajnej zw iązany z ich w iekiem wzrost stężenia badanych m ikroskładników (tab. 4, rys. 1). W badanych obszarach są jednak znacznie przekroczone w igłach młodych i starszych norm alne zaw artości Zn i P b [11]. N atom iast zaw artość Mn jest niska, szczególnie na pow ierzchniach 3 i 4 (Bolesław). Podw yższona je st zaw artość Cu na obszarze Św ierklaniec, a na obszarze Bolesław przybliżona do norm alnej. W uszeregow aniu ilościow ym stężenie badanych składników w igłach sosny przedstaw ia się następująco: Św ierklaniec 1 M n > Z n > P b > C u, Św ierklaniec 2 Z n > P b > M n > C u, Bolesław Z n > P b > M n > C u. Jed y n ie na pow ierzchni Ś w ierklaniec 1 zaznaczają się zw iązki ze skałą m acierzystą. Na (powierzchniach 2, 3 i 4 uszeregow anie ilościowe s tę żeń badanych pierw iastków w igłach w ykazuje bezpośrednie zwiążki z poziom am i organicznym i gleb. W ynika to z m ałej ruchliw ości bada-

7 Mn, Cu i Zn w igłach sosny i w skażonej glebie 61 S tężen ie badanych mi kro składników w ig ła c h sosny zwyczajnej Concentration of trace elem ents te ste d in common pine need les Tabela 4 ОЬссчг ЬлсаЛ ) b i 0 t Powierzchnia nr Area No..Vieк i g i e ł w latach Needle age in years bin Zu Pb Cu ppm 3.vie rkl--:niec 1 0, , , , cl: siaw 3 0, , , , H ys. 1. Zależność m iędzy zaw artością m etali ciężkich w igłach półrocznych i półtorarocznych sosny zw yczajnej pobranych z w ierzchołkow ych i płożących się pędów R elationship betw een the content of heavy m etals in 0,5- and 1,5-year common pine n eedles taken from apical and prostrate shoots

8 62 A. Kowalkowski, Z. Szczubiałka nyich m ikroskładników z charakterystycznym dla nich «pozytywnym bilansem w ejście-w yjście w poziomach akum ulacyjnych gleb [4]. Problem ten rozpatrzym y na ipodstawie iporównania zaw artości badanych m ikroskładników w igłach pól- i półtorarocznych oraz średnich ich zawartości w poziomach O l i A E, oznaczonych w próbkach powierzchniowych m ieszanych. W ilościowych stosunkach Mn w poziomach Ol {rys. 2) i A E (rys. 3) a zaw artością w igłach 0,5 - i 1,5-letnich nie w ystępują bezpośrednie związki. Stw ierdzono natom iast pro stą ujem ną zależność m iędzy odkw a- Rys. 2. Zależność m iędzy zaw artością m anganu w poziom ie Ol i jego ph a stężeniem tego składnika w igłach z w ierzchołkow ych pędów sosny zw yczajnej 1 ig ły p ó łr o czn e, 2 ig ły p ó łto r a le tn ie, 3 PHKC1 R elationship betw een the m anganese content in the O l horizon and its ph and the concentration of this elem ent in comm on pine needles of apical sho 1 0,5-year n e e d le s, 2 1,5-year n e e d le s, 3 p H jrq Rys. 3. Zależność m iędzy zaw artością m anganu w poziom ie A E i jego ph a stężeniem tego składnika w igłach z w ierzchołkow ych pędów sosny zw yczajnej «oznaczenia ja k w rys. 2 R elationship betw een the m anganese content in the A E horizon and its ph and the concentration of this elem ent in comm on pine need les of apical sho e x p la n a tio n s as in F ig. 2 szeniem gleb przez im isję przem ysłow ą a pobranym przez sosnę i zakum ulow anym m anganem w igłach. Zaznacza isię to szczególnie na pow ierzchni 4 (Bolesław) z dużą im isją m anganu, słabo alkalicznym odczynem gleby i niskim stężeniem tego składnika w igłach. Spowodowana przez przem ysł alkalizacja lub zakwaszenie glebowych środow isk może powodować unierucham ianie lub urucham ianie m anganu pochodzącego z gleby i im isji, co istotnie w pływ a na m etaboliczne procesy w roślinach. Cynk łatwo m igrujący w kw aśnych środowislkach, szczególnie we w zbogaconych w siarkę, w ykazuje stw ierdzoną rów nież przez S w i e-

9 Mn, Cu i Zn w igłach sosny i w skażonej glebie 63 bodę [12] iprostą współzależność dodatnią między igłami sosny i poziom em O l (rys. 4), odzwierciedloną także w ipoziomie A E {rys. 5). Z m a lejącą kwasowością tych poziomów w zrasta zawartość Zn w ich m asie oraz w m asie igieł sosny niezależnie od ich wieku. W ystępujące na po- Rys. 4. Zależność m iędzy zaw artością cynku w 'poziomie O l i jego ph a stężeniem tego składnika w igłach z w ierzchołkow ych pędów sosny zw yczajnej ob jaśn ien ia jak w rys. 2 R elationship betw een the zinc content in the O l horizon and its ph and th e concentration of this elem ent in common pine needles of apical shoots e x p la n a tio n s as in Fig. 2 Rys. 5. Zależność m iędzy zaw artością cynku w poziom ie A E i jego ph a stężeniem tego składnika w igłach z w ierzchołkow ych pędów sosny zw yczajnej o b ja śn ie n ia ja k w ry s. 2 R elationship betw een the zinc content in the A E horizon and its ph and th e. concentration of this elem ent in common pine needles of apical shoots e x p la n a tio n s as in F ig. 2

10 64 A. Kowalkowski, Z. Szczubiałka Rys. 6. Zależność m iędzy zaw artością ołow iu w poziom ie O l i jego ph a stężeniem tego składnika w igłach z w ierzchołkow ych pędów sosny zw yczajnej o b ja śn ien ia ja k w rys. 2 R elationship betw een the lead content in the O l horizon and its ph and the concentration of this elem ent in comm on pine needles of apical shoots e x p la n a tio n s as in Fig. 2 Rys. 7. Zależność m iędzy zaw artością ołow iu w poziom ie A E i jego ph a stężeniem tego składnika w igłach z w ierzchołkow ych pędów sosny zw yczajnej ob jaśn ien ia jak w rys. 2 R elationship betw een the lead content in the A E horizon and its ph and the concentration of this elem ent in com m on pine needles of apical shoots e x p la n a tio n s as in F ig. 2 wierzchni 2 (Świerklaniec) zakłócenia wskazują, że z rosnącą im isją akum ulujący się na nadziem nych częściach organizmów roślinnych Zn może przenikać bezpośrednio do ich tkanek; stw ierdzają to także H e i n richs i Mayer [4].

11 Mn, Cu i Zn w igłach sosny i w skażonej glebie 65 R ys. 8. Zależność m iędzy zaw artością m iedzi w poziom ie O l i jego ph a stężeniem tego składnika w igłach z w ierzchołkow ych pędów sosny zw yczajnej o b ja śn ien ia ja k w rys. 2 R elationship betw een the copper content in the O l horizon and its ph and the concentration of this elem ent in com m on pine needles of apical shoots e x p la n a tio n s as in F ig. 2 R ys. 9. Z ależność m iędzy zaw artością m iedzi w poziom ie A E i jego ph a stężen iem tego składnika w igłach z w ierzchołkow ych pędów sosny zw yczajnej o b ja śn ien ia ja k w r y s. 2 R elationship betw een the copper content in the A E horizon and its ph and the concentration of this elem en t in com m on pine needles of apical shoots e x p la n a tio n as in F ig. 2 T rudniej rozpuszczalny ołów, słabo m igrujący w środow isku hipergenicznym i łatw o uw steczniany przez tkanki żelaza i m anganu, w ykazuje w bad an y ch poziom ach słabe zw iązki ilościow e z igłam i sosny (rys. 6), stw ierdzone także przez Swiebodę [12]. A kum ulacja tego pierw iastka w igłach zależy od natężenia em isji i odległości od jej źródła. Zjawisko to zaznacza się w poziomie A E (rys. 7) powierzchni 4 (Bolesław). Zależność m iędzy kw asow ością g leby a w zrastającą 5 R o c zn ik i g leb o z n a w c ze

12 66 A. Kowalkowski, Z. Szczubiałka zaw artością w niej Pb n ależy rozpatryw ać jako w ynik em isji przem y słow ej. Ł atw o m ig ru jąca i silnie toksyczna m iedź w ykazuje w yraźną zależność m iędzy jej zawartością w poziom ach glebowych i w igłach sosny (rys. 8 i 9). Na ogół ze wzrostem tego składnika w poziomach O l i A E zwiększa się jego aku m u lacja w igłach, proporcjonalnie w ięcej w igłach 1,5-letnich niż w 0,5-rocznych. C zynnikiem sty m u lu ją cym u rucham ianie i pobieranie tego składnika jest niew ątpliw ie kw a sowość gleb. W AŻNIEJSZE W NIOSKI 1. D ługotrw ała em isja przem ysłow a spowodowała zwiększenie heterotroficzności badanych gleb i siedlisk leśnych, uzależnionej od odległości od em iterów, dynam iki akum ulacji m etali ciężkich i zmian kw asow ości środow iska glebowego. 2. Największe ilości zakum ulow anych z im isji m anganu, cynku, ołowiu i miedzi znajdują się w w arstw ie ściółki O l i w poziomie b u t- winowym O fh. W m ineralnych poziomach glebowych zawartość m e tali je s t zw iązana głów nie z obecnością próchnicy. 3. W poziomach O l, O fh i A E gleb w badanych obszarach n astąpiła akum ulacja pochodzących z em isji Zn i Pb oraz dodatkowo Cu n a obszarze Św ierklaniec i M n n a obszarze Bolesław. 4. W igłach sosny zw yczajnej stwierdzono związany z ich wiekiem w zrost stężenia badanych m ikroskładników. Znacznie przekroczone są jednak w badanych obszarach norm alne zawartości Zn i Pb w igłach 0,5- i 1,5-letnich, a w obszarze Św ierklaniec w ystępuje podwyższona zaw artość Cu. 5. Ilościowe stosunki badanych m ikroskładników w igłach sosny zw yczajnej w ykazują związek ze skałą m acierzystą gleb jedynie na pow ierzchni 1. Na pow ierzchniach 2, 3 i 4 ilościowe stosunki w igłach są analogiczne do w ystępujących w poziomach organicznych O l i O fh, a więc są kształtow ane przez czynniki pozaglebowe. 6. M iędzy ilością M n w poziom ach O l i A E oraz w 0,5- i 1,5-letnich igłach sosny zw yczajnej nie m a bezpośrednich związków. Istnieją one w przypadku Zn i Cu. Stężenie Pb w igłach w ykazuje związki z odległością od źródła emisji, słabe są natom iast związki z poziomami O l i A E. 7. Odczyn gleb kształtow any em isją przem ysłow ą jest, obok im isji badanych m etali ciężkich, jednym z głównych czynników kształtują«cych poziom ich stężeń w igłach sosny zw yczajnej.

13 Mn, Cu i Zn w igłach sosny i w skażonej glebie 67 LITERATURA [1] Elsakkary I. H., Lag J.: D istribution of differen t fractions of Cd, Pb, Zn and Cu in industrially polluted and nonpolluted soils of Odda Region. N orw ay. A cta A gricultura Scandinavica 28, 1978, [2] Fiedler H. J., Rots che J.: Bindungsform und V erteilung von Spurenelem enten in W aldböden über B untsandstein. Chem. Erde. 36, 1977, [3] Greszta J., Godzik S.: W pływ hutnictw a cynku na gleby. Rocz. glebozn. 20, 1969, 1, [4] Heinrichs H., Mayer R.: D istribution and cycling of m aior and trace elem ents in tw o C entral European forest ecosystem s. J. Environ. Qual, V, 6, 1977, 4, [5] Keller T.: W intertim e atm ospheric pollutants do th ey affect the perform ance of deciduous trees in the ensuring grow ing season? Environ. P ollut. 1978, 16, [6] K ow alkow ski A., Nowak G.: Ogólne zasoby m anganu w niektórych glebach leśnych i upraw nych. Rocz. WSR Pozn. 29, 1965, [7] K ow alkow ski A., Pacewicz T., Szczubiałka Z.: P hysical, chem ical and biological soil properties versus chem ical content of certain plants w ithin the im pact of industrial em issions. R elationship betw een in crease in air pollution toxicity and elevation above ground. For. Res. Inst. W arszawa [8] Mucha W.: M ikroelem enty w substancji organicznej gleb leśnych. P róchnica gleb leśnych. Mat. Konf. Cz. 1. PTG V/37, W arszaw a-t oruń 1979, [9] N e i l R. V.: E cosystem persistence and heterotrophic regulation. Ecology 1976, 57, flo] Prusinkiew icz Z.: Ściółki i próchnice gleb leśnych jako obiekt zainteresow ań leśnictw a, gleboznaw stw a i ekologii. Mat. Konf. Cz. 1. PTG V/37, W arszaw a-t oruń 1979, [11] Szczubiałka Z.: B adania nad rozm ieszczeniem Al, Fe, Mn, Zn i Cu w glebach leśnych pod drzew ostanam i sosnow ym i. Rocz. glebozn. 29, 1978, 3. [12] Ś w i e b o d а M.: Zawartość siarki, cynku i ołow iu w glebie oraz w igliw iu drzew ostanów sosny zw yczajnej ( P in u s s ilv e s t r is L.), znajdujących się w zasięgu oddziaływ ania em isji Huty B olesław koło Olkusza. A cta Agraria et Silvestria 17, 1977, [13] Ulrich B., Mayer R., К han na P. K., Seekamp G., Fassbender H. W.: Input, output und interner U m satz von chem ischen E lem enten bei einem B uchen- und einem F ichtenbestand. Verh. d. Ges. f. Ö kologie 1976, [14] Vinogradov A. P.: The average contents of the chem ical elem ents in the m ain types of eruptive rocks. G eokhim ya [15] Wolak J., Harasym owicz M., Sienkiew icz J.: Plant sociological studies. R elationship betw een increase in air-pollution toxicity and elevation above ground. IBL, W arszawa 1977, [16] Wolak J.: M odifications in pine ( P in u s s i lv e s t r is ) under the im pact of industrial air pollution. Sylw an 1970, 2. [17] Wolak J.: R elationship betw een increase in air-pollution toxicity and elevation above ground. IBL, W arszawa 1977.

14 68 A. Kowalkowski, Z. Szczubiałka A. К О В А Л Ь К О В С К И, 3. Щ У Б Я Л К А СВЯЗЬ М ЕЖ ДУ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ Mn, Cu, Pb И Zn В ХВОЕ СОСНЫ ОБЫ КНОВЕННОЙ (P 1 N U S S I L V E S T R I S L.) И И Х СОДЕРЖ АНИЕМ В ПЕРЕГНОЙНОМ ГОРИЗОНТЕ ПОЧВ ЗА ГРЯЗН ЁН Н Ы Х ПРОМЫШ ЛЕННОЙ ЭМИССИИ Отделение почвоведения и удобрения, Исследовательский институт лесоводства Варш ава-сенкоцин Резюме В 1974 году проводились испытания по выявлению связей м еж ду концентрацией марганца, меди, свинца и цинка в 0,5 и 1,5-летней хвои сосны обыкновенной находящ ейся под неблагоприятным влиянием промышленной эмиссии и содержанием названных металлов в аккумуляционных горизонтах O l, O f h и А Е. Испытывались подзолисты е почвы на территории местности Сверкланец (пощадь 1 и 2) леж ащ ей вблизи завода Чарна Х ута в промышленном округе В ерхней Силезии, а такж е почвы слабо развитые на территории м. Б о леслав (площадь 3 и 4) вблизи завода Хута Болеслав" в окрестностях г. Олькуш на территории Краковского промышленного округа (табл. 1 и 2). Установлено, что самые высокие абсолютные количества исследуемы х тя ж ё лых металлов находятся в слое подстилки O l, а меньше в слое грубого гумуса O f h (тапл. 2 и 3).В минеральных горизонтах испытанных почв содерж ание тяж ёлы х металлов связано главным образом с присутствием перегноя. В горизонтах O l, O f h и А Е почвы исследованных площ адей наступила аккумуляция эмиттированных Zn, Pb и дополнительно Си на территории Сверкланца, Мп на територии Болеслав. В хвое сосны обыкновенной отмечается связанное с возрастом повышение концентрации исследованны х микроэлементов (табл. 4, рис. 1). Однако на исследованны х территориях найденные количества Zn и Pb зн а чительно превышают содерж ание обычно отмеченное, повышенным такж е является содерж ание Си на площ адах 1 и 2 (Сверкланец). Количественны й ряд содерж ания в хвое исследованны х элементов Mn > Zn > Рв > Си выявляет связи с материнской породой лишь на площ ади Сверкланец 1. На площ адях 2, 3 и 4 количественные соотношения микроэлементов в хвое аналогичны как и в органических горизонтах O l и O f h почв, следовательно на их формировании сказывается внепочвенные факторы. М еж ду количеством Мп в горихонтах O l и А Е почвы и в хвое 0,5 и 1,5-летнего возраста нет непосредственны х связей рис. 2 и 3). Существуют они однако в случае цинка (рис. 4 и 5) и меди (рис. 8, 9). Концентрация в хвое свинца показывает связи с отдаленностью от источника эмиссии. Слабо выражены однако эти связи с содерж анием названного элемента в горизонте O l и А Е почвы (рис. 6 и 7). Реакция почв формированная промышленной эмиссии, наряду с эмиссией тяж ёлы х металлов, является одним из главных факторов обуславливающ их уровень концентрации металлов в хвое сосны обыкновенной.

15 Mn, Cu i Zn w igłach sosny i w skażonej glebie 69 ALOJZY K O W ALKOW SKI, ZOiZISŁAlW SZC ZUBIA ŁK A R ELATIO NSH IPS BETWEEN THE Mn, Cu, Pb and Zn CONCENTRATION IN COMMON PINE (P I N U S S I L V E S T R I S L.) NEEDLES A ND THE CONTENT OF THESE ELEMENTS IN HUM US HORIZONS OF SOILS CONTAM INATED WITH IN DU STRY EM ISSION D epartm ent of S oil Science and Fertilization, F orestry R esearch Institute, W arszaw a-sękocin Summary In 1974 investigations w ere carried out, the aim of w hich w as to determ ine relationships betw een the m anganese, copper, lead and zinc concentration in 0.5- and 1.5-year old com m on pine needles being under the influ en ce of a harm ful industry em ission and the content of the above m etals in accum ulation horizons of O l, O f h and A E. The investigations com prised podzolic soils at Ś w ierklaniec (areas 1 and 2) in the vicin ity of Czarna H uta (Black Work) in the U pper Silesian Industrial D istrict as w ell as w eak ly form ed soils at B olesław (areas 3 and 4) in th e vicin ity of B olesław Work near Olkusz in the Gracow Industrial D istrict (Tables 1 and 2). It has been found that the highest absolute am ounts of the h eavy m etals under study are contained in the O l litter layer, less am ounts in the O fh (raw hum us) layer (Tables 2 and 3). In m ineral horizons of the soils tested the content of h eavy m etals is connected m ainly w ith the hum us occurrence. In the O l, O f h and A E horizons of soils of the areas under study the Zn and Pb accum ulation and additional Cu at Św ierklaniec and Mn at B olesław took place. In com m on pine needles an increase of the trace elem ents tested depending on their age (Table 4, Fig. 1), at a considerable excess of the Zn and Pb content as com pared to norm al one and an increased Cu content on the areas 1 and 2 (Św ierklaniec), w as observed. The quantitative succession of the elem ents tested in pine needles: M n > Z n > P b > C u, proved a relationship w ith the parent m atter only on the area 1 at Ś w ierklaniec. On the areas 2, 3 and 4 the quantitative relations of trace elem ents in needles w ere analogic to organic O l and O f h horizons, and thus form ed by non-pedogenic factors. T here w ere no direct relationships betw een the Mn content in O l and A E horizons and in 0.5- and 1.5-year old n eedles (Figs 2 and 3). Such relationships occurred in case of Zn (Figs 4 and 5) and Cu (Figs 8 and 9). The lead concentration in needles w as connected w ith the distance from the em ission source, w hereas the relationships w ith the content of this elem ent in O l and A E horizons w ere w eak (Figs 6 and 7). The acidity of soils being under influence of the industry em issions w as, beside im m ission of the heavy m etals tested, one of the m ain factors affecting their concentration in comm on pine needles. D oc. dr hab. A lojzy K ow alkow ski Instytut Badawczy Leśnictwa w Sąkocinie Raszyn

16