PRZYSW AJALNE M IKROSKŁADNIKI W GLEBACH GRĄDÓW W IEL KOPOLSKI

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXII, Z. 1, WARSZAWA 1971 WOJCIECH DZIĘCIOŁOWSKI, ZDZISŁAW KOCIAŁKOWSKI PRZYSW AJALNE M IKROSKŁADNIKI W GLEBACH GRĄDÓW W IEL KOPOLSKI Wyższa Szkoła Rolnicza w Poznaniu Katedra Gleboznawstwa, kierownik prof. dr B. Reimann Katedra Chemii Rolnej, kierownik prof, dr Z. Tuchołka WSTĘP Zagadnienie m ikroskładników w glebach leśnych analizow ano dotychczas raczej fragm entarycznie. L iteratura przedm iotu obejm uje wprawdzie szereg publikacji [4, 5, 9, 14, 16], dotyczą one jednak przede wszystkim niedoboru m ikroskładników bądź toksycznego działania ich nadm iaru. Zarówno nadm iar, jak i niedobór pierw iastków śladowych, w ystępujących na niektórych obszarach, może wynikać z naturalnego obiegu pierw iastków [17]. Na obszarach zagospodarowanych niedobór m ikroskładników może być spowodow any w yczerpaniem gleby przez stosow anie intensyw nej gospodarki rolnej czy leśnej. Na razie niewiele wiadomo o roli procesu glebotwórczego w tym obiegu. W nielicznych tylko przypadkach dotychczasowe badania staw iały sobie za cel naśw ietlenie zaw artości ogólnych i przysw ajalnych form m ikroskładników w określonych glebach leśnych [2, 11, 15]. Jeszcze rzadsze są prace obejm ujące badania m ikroskładników w glebach leśnych w pow iązaniu z pokryw ającą je roślinnością [13, 19] bądź wyłącznie w roślinności leśnej [1]. K rajow e badania poświęcone tym problem om dotyczą: zawartości niklu, magnezu i żelaza w liściach i gałązkach brzozy, dębu i sosny oraz zasobności w te składniki skał podłoża [17], zależności istniejących między zawartością przysw ajalnych form magnezu, miedzi i kobaltu w glebach i porastających je roślinach leśnych, z uw zględnieniem ekologicznego w pływ u czynników siedliskow ych [13], w ystępowania ogólnych i przysw ajalnych form miedzi w glebach upraw nych i leśnych [2], 7*

2 100 W. Dzięciołowski, Z. Kociałkowski badań nad zawartością i rozmieszczeniem boru, glinu, m anganu, miedzi i cynku w igliwiu, łyku, drew nie i korowinie sosny w okresie zimowego spoczynku [1]. Praca ta uwzględnia wpływ czynników siedliskowych, nie obejm uje jednak zaw artości m ikroskładników w glebach. Niniejsze opracowanie dotyczy zasobności gleb w lasach dębowo-grabowych, zwanych grądam i, w przysw ajalne form y m ikroskładników. W W ielkopolsce lasy te pokryw ały w przeszłości znaczne obszary, zm niejszające się równolegle z rozwojem rolnictw a. Zajm owanie gleb grądowych pod upraw ę roślin upraw nych było spowodow ane ich w zględnie w ysoką żyznością. B adania gleboznawcze w grądach W ielkopolski przeprow adził D z i ę ciołowski [3], natom iast badaniom fitosocjologicznym poświęcona jest praca Krotoskiej [6]. Obie prace były w ykonyw ane równolegle na tych sam ych pow ierzchniach, najbardziej rep rezen taty w n y ch dla poszczególnych grup podzespołów grądow ych. P róbki pobrane podczas w ykonyw ania badań gleboznawczych w ykorzystano częściowo do oznaczeń m i kroskładników, na k tórych oparte je st niniejsze opracow anie. Lasy grądow e są w w aru n k ach W ielkopolski zespołem najbardziej zbliżonym do naturalnego i najlepiej dostosow anym do w arunków siedliskowych na żyźniejszych glebach piaszczysto-gliniastych i gliniastych. Stąd też poznanie zasobności gleb w m ikroskładniki pod tego rodzaju zbiorow iskam i roślinnym i może pomóc w charak tery sty ce w arunków, jakie p a nują w konkretnym ekosystemie; ponadto może naświetlić stosunki w analogicznych glebach wywodzących się z grądów, a obecnie znajdujących się pod upraw ą rolniczą. Należy nadmienić, że grądy zachowały się do dzisiaj przeważnie jako niew ielkie kom pleksy leśne. N iekiedy jednak, jak to m a m iejsce w pow iecie w rzesińskim, now otom yskim czy krotoszyńskim, zajm u ją w iększe obszary. BADANIA WŁASNE Jako cel pracy postawiono: zbadanie zasobności gleb lasów grądowych w przysw ajalne form y mikroskładników: m anganu, miedzi, cynku, boru i molibdenu, porów nanie rozm ieszczenia m ikroskładników w profilach w naw iązaniu do w yróżnionych typów gleb, prześledzenie w badanych glebach stosunku m anganu do dw uw artościowego żelaza, stw ierdzenie, czy różnice w zaw artości przysw ajalnych form m i kroskładników zn ajd u ją odbicie w podzespołach asocjacji roślinnych, uzyskanie m ateriału porównawczego, który mógłby rzucić światło na pierw otną zasobność znacznej części naszych gleb upraw nych.

3 Przyswajalne mikroskładniki w grądach 101 W ybrane do badań gleby pochodzą, jak to już w spom niano, z n a jb a r dziej typowych dla W ielkopolski partii lasów grądowych. Lasy grądowe są w ielogatunkowym i lasam i liściastymi, z grabem Carpinus betulus L., dębem Quercus robur L., Q. sessilis Ehrh. i lipą Tilia cordata Mili. jako głów nym i gatunkam i drzew. W zespole tym mogą w y stępować także klony Acer campestre L., A. pseudoplatanus L., A. płatanoides L. i wiązy Ulmus campestris L., U. laevis Poll., a w granicach zasięgu również i buk Fagus silvatica L. Podrost i podszyt tworzy najczęściej grab, leszczyna Coryllus avellana L. i rzadziej wiciokrzew Lonicera xylosteum L,. dereń świdwa Cornus sanguinea L. i głogi Crategus sp. Do przewodnich gatunków roślin zielnych należą: gwiazdnica wielkokw iatowa Stellaria holostea L., przy tu lia leśna G alium Silva ticu m L., przy tu lia Schultesa Galium Schultessi Vest., jaskier kaszubski Ranunculus cassubicus L., turzyca orzęsiona Carex pilosa Scop. Lasy dębow o-grabow e W ielkopolski zalicza się do dwóch zespołów r e gionalnych: Galio {silvaticiycarpinetum, Oberd i Tilio-Carpinetum, Traczyk 1962, w ystępujących w analogicznych w aru n k ach ekologicznych. W grądach W ielkopolski wyróżniono [3] trzy typy gleb, a mianowicie: czarne ziemie, gleby brunatne i gleby płowe. Poszczególnym typom gleb odpowiadają określone grupy podzespołów ląsu dębowo-grabowego. Na glebach typu czarne ziemie w ystępują z reguły grądy niskie, na glebach brunatnych grądy wysokie, a na glebach płowych grądy słabo acidofilne. W związku z powyższym zaproponowano dla grądów nowe nazwy [3], pełniej odzwierciedlające stosunki glebowo-roślinne w porównaniu z przy jętą u nas klasyfikacją [6]. Dla grądów niskich zaproponow ano nazwę grądy czarnoziemne, dla grądów wysokich grądy brunatnoziem ne, a dla grądów słabo acidofilnych grądy płowoziem ne (tab. 1). G rądy czarnoziem ne, w ystępujące w obrębie czarnych ziem (zdegradowanych) o budowie profilowej A q-a ^ B C -C, reprezentow ane są w niniejszej pracy przez 4 profile. We w szystkich przypadkach gleby te w y tw orzone są z glin zwałowych, spiaszczonych w górnej części profilu. W y stępują one w terenie równym lub zajm ują płytkie, niekiedy rozległe obniżenia. G rądy brunatnoziem ne w y stęp u ją na glebach b ru n atn y c h (wyługowanych i kwaśnych) o budowie profilowej A q- A ^ B ^ C i są najczęściej położone na zboczach. Grupę tę reprezentują 3 profile. Gleby brunatne w tym przypadku w ytw orzyły się z glin zwałowych (profil 1, Leśnictwo Babiak) oraz ze zwałowych piasków gliniastych (profil 4 Leśnictwo Prom no i profil 9 Leśnictwo Kękolewo, tab. 2). G rądy płowoziemne w y stępujące na glebach płowych o budowie profilowej A q- A ^ A ^ - B - C reprezentow ane są przez 2 profile. Skałam i m acierzystym i w obu przypadkach są gliny zwałowe, spiaszczone w górnej części profilu (tab. 2).

4 102 W. Dzięciołowski, Z. Kociałkowski Typy gleb i podzespoły r o ślin n e grądów W ielkop olsk i S o il type groups and plant subassociacions o f oak-hornbeam fo r e sts of Great Poland Tabela 1 Zespół r o ślin n y P lan t community Grądy czarnoziemne Oak-hornbe?m f o r e s t s on black earth s Grądy brunatnoziemne Oak-hornbeam f o r e s t s on brown s o i l s Grądy płowoziemne Oak-hornbeam f o r e s t s on s o i l s l e s s iv é s Leśnictwo i nr p r o filu F orest d is t r ic t and p r o file No. Typ i podtyp gleby S o il type and subtype 3 P op ielarze czarna ziem ia zdegradowana degraded black earth 11 O bjezierze czarna ziem ia zdegradowana degraded black earth 13 Dakowy Mokre czarne ziem ie zdegradowane degraded black earth 2 Słomówko czarna ziem ia zdegradowana degraded black earth 4 Promno gleb a brunatna wyługowana leached brown s o il 9 Kąkolewo gleb a brunatna kwaśna acid brown s o il 1 Babiak gleb a brunatna wyługowana leacvivd brown s o il 10 S ie d lec g leb a płowa odgórnie o g le jo - na s o il le ss iv e gleyed from top 6 P otarzyca g leb a płowa odgórnie o g le jo - na c o il le s s iv e gleyed from top Podzespół r o ślin n y P lan t su b a sso cia tio n s Galio-Carpinetum stachyetosum Galio-Carpinetum stachyetosum Galio-Carpinetum stachyetosum Galio-Carpinetum stachyetosum Galio-Carpinetum la th y r e to - sum verni Galio-Carpinetum la th y r e - tosum vern i T ilio-c arpinetum typicum Galio-Carpinetum holcetosum m o llis T ilio-c arp in etim holcetosum m o llis METODY BADAŃ Zaw artość m ikroskładników oznaczono w pow ietrznie suchych próbkach gleb przesianych przez sito o średnicy oczek 1 mm. Do oznaczania dwuwartościowego żelaza próbki gleb pobrano na przedwiośniu, w okresie fenologicznie wyznaczonym przez masowe kw itnienie przylaszczki. W okresie tym wilgotność badanych gleb jest bliska polowej pojem ności w odnej (PPW), a stan ten utrzym uje się przez stosunkowo długi okres. Okres ten w ydaje się najbardziej odpowiedni do uchw ycenia w glebie stanu m a ksym alnej redukcji związków żelaza. Ekstrakcję żelaza przeprowadzono 10-procentowym HC1 [8]. Do oznaczeń zasobności gleb w przysw ajalne m ikroskładniki zastosowano następujące m etody ekstrakcji: cynk 0,ln HC1 w edług W eara-som m era; m iedź roztw orem rozcieńczonego H N 0 3 o stężeniu zaproponow anym przez W esterhoffa, bor wodą na gorąco w e dług B ergera-t ruoga, m olibden buforem szczawianowym o ph 3,3 stosowanym przez Grigga, m angan m etodą siarczynową, ph 8 według Schachtschabela. Ilościowo w w yciągach glebow ych m ikroskładniki oznaczono m etodami kolorym etrycznym i przyjętym i przez Polskie Towarzystwo Gleboznawcze [12]. W yjątek stanow i cynk, k tó ry oznaczono techniką absorpcji ato m owej [7, 10], przy zastosow aniu następujących param etrów : linia spektra ln a 213 nm, szerokość szczeliny 0,3 mm, p rąd lam py z katodą w nękową 12 ma, przepływ powietrza 5 l/min, zużycie acetylenu 1 l/min, po-

5 W łaściwości gleb oraz zawartość przyswajalnych mikroskładników P roperties of s o il and availab le microelements content Tabela 2 Nr p r o filu Poziom genetyczny Leśnictwo P r o file No. Genet i c and fo r e st district horizon Głębokość Depth cm C ząstki sp ławi aine Clayey p a r tic le s % Koloid y Collo id s % Próchn ic a Humus % CaCO^ % P ^ C l Zawartość mikroskładników M icroelements content ppm Frn Zn Cu В Mo Fe2+ Stosunek R atio Pe : Lin Czarne ziem ie - Black earth s 3 A ,9 7,3 2,72 0,0 3,6 29,0 2,5 1,30 0,30 c»07 J 4971,0 171,0 P opielarze A ,0 7,8 2,50 0,0 3,6 35,0 3,5 1,60 0,55 0, BC ,4 15,5 0,0 5,6 37,0 4,0 1,20 0,40 0, ,0 46,0 CG ,8 11,1 8,3 7,6 18,0 3,0 2,40 0,32 0, ,0 38,4 CG ,9 11,4 3,5 7,4 18, ,40 0,24 0, CG ,8 11,6 3,3 7,6 16,0 1,0 3,20 0,22 0, A ,3 4,7 1,96 0,0 5,8 123,0 5,0 3,20 0,50 0, ,0 36,7 Objezierze A ,6 5,9 0,0 6,3 80,5 4,0 3 ;10 0,33 0, ,0 19,2 A ,1 9,2 0,0 6,6 73,0 4,0 3,20 0,25 0, ,0 29,0 CB ,8 21,1 0,0 7,1 63,0 3,5 3,10 0,28 0, ,0 33,0 С ,2 16,2 8,5 8,1 5 0,0 1,0 2,00 0,23 0, ,0 30,5 CG ,9 14,0 7,5 8,2 ie,o 2,5 1,80 0,12 0, ,0 118,2 Przyswajalne mikroskladniki w grądach 13 A ,3 6,0 2,60 0,0 4,0 145,0 5,5 2,16 0,54 0, ,0 28,4 Dakowy Mokre A1g ,0 5,8 0,0 4,0 73,0 1,0 2,00 0,68 0, ,0 20,6 CBg ,0 19,1 0,0 4,3 26,0 2,0 1,78 0,22 0, ,0 64,6 С ,4 20,7 0,0 5,0 3 0,0 2,5 1,80 0,26 0, ,0 49,5 CG ,4 14,6 7,1 7,7 18,0 2,0 1,50 0,18 0, ,0 103,0 CG ,5 5,4 5,6 7,7 11,0 2,0 1,70 0,20 0,040

6 A ,1 9,1 3,05 0,0 4,3 68,0 4,0 1,70 0,45 0, ,0 60,3 Słomówko A1BC ,7 5,2 0,75 0,0 4,2 19,0 2,5 1,50 0,56 0, ,0 65,6 Bg ,5 4,9 0,0 4,1 26,0 3,0 1,40 0,18 0, ,0 22,5 BCg ,0 15,9 0,0 4,1 3 2,0 2,5 1,30 0,22 0, ,0 49,8 EC ,2 12,9 0,0 4,4 3 2,0 2,0 1,90 0,06 0, ,0 44,7 Dg ,1 15,1 0,0 0,9 21,0 3,5 2,30 0,56 0, ,0 79,5 D( ,0 16,5 7,5 7,5 13,0 3,0 3,00 0,40 0, Gleby brunatne Brown s o ils 1 A ,2 12,5 3,14 0,1 6,9 75,0 6,0 1,80 0,45 0, ,0 27,4 Babiak / 3 / ,3 20,0 0,0 4,5 63,0 2,0 2,20 0,26 0, ,0 2 9,6 /В / ,4 18,9 0,0 4,3 08,0 5,0 1,96 0,50 0, ,0 5,7 D ,0 5,7 5,2 7,6 21,0 3,5 2,20 0,42 0, ,0 33,5 D ,2 19,0 34,2 7,8 20,0 4,0 2,10 0,3 0 0, ,0 25,2 D ,4 12,5 3,7 7,8 18,0 5,0 2,20 0,18 0, ,0 39,1 D ,4 13,^ 5,3 7,6 16,0 3,0 2,60 0,26 0, W. Dzięciołowski, Z. Kociałkowski 4 A ,2 3,4 2,54 0,0 3,9 96,5 3,5 1,12 0,39 0, ,0 45,0 Promno /В / ,5 3,5 0,0 4,0 59,0 2,0 0,40 0,22 0, ,0 31,7 /В / ,6 2,5 0,0 4,2 40,5 0,5 1,10 0,10 0, ,0 23,2 CS ,9 1,7 0,0 5,1 15,5 1,0 1,4 0 0,17 0, ,0 4 6,1 Dig ,4 14,5 0,0 4,3 27,5 7,5 1,00 0,26 0, ,0 58,9 D2g ,3 11,3 0,9 7,0 29,0 2,5 0,60 0,59 0, ,0 29,3 D3s *4 10,8 6,2 7,7 15,0 2,5 0,50 0,18 0,

7 A ,9 4,7 1,68 0,0 4,5 2 30,0 8,0 3,20 0,56 0, ,0 18,0 Kąkolev/o А1/В/ ,8 4,6 0,48 0,0 4,4 170,0 6,5 2,90 о,зо 0, ,0 8,0 А1/Е/ ,5 4,3 0,0 4,4 138,0 2,5 2,20 0,20 0, ,0 4,7 /В / ,6 13,9 0,0 4,2 113,0 2,0 2,40 0,22 0, ,0 4,0 С ,8 12,8 0,0 4,6 60,0 2,5 2,00 0,20 0, ,0 11,4 D ,5 6,4 0,0 4,9 66,0 4,0 1,52 0,14 0, ,0 11,5 D ,6 4,2 0,0 7,2 5 2,0 3,0 1,40 0,19 0,060 - Gleby płowe S o ils le s s iv é s G A ,4 3,5 4,66 0,0 3,7 61,5 7,0 1,96 0,42 0, ,0 49,3 Potarzyca A3e ю -зо 16,1 7,5 0,0 4,0 19,5 2,5 0,70 0,13 0, ,0 71,7 Bg ,3 24,0 0,0 3,8 86,0 2,5 3,40 0,42 0, ,0 21,3 Cc ,0 21,6 8,2 7,4 18,0 3,0 2,00 0,10 0, ,0 67,3 Cg ,6 19,7 9,5 7,5 16,0 3,0 1,80 0,14 0, ,0 116,4 10 A ,4 3,4 4,49 0,0 3,3 85,0 5,5 4,00 0,40 o,oeo 3360,0 39,0 S ied lec A3g ,2 3,9 0,0 4,2 5 2,0 2,5 3,50 0,19 0, ,0 14,7 Eg , ,0 3,7 15,5 3,5 2,82 о,зо 0, ,0 90,7 Es ,5 25,9 0,0 3,7 21,0 7,5 4,40 0,26 0, ,0 62,2 С ,5 25,1 0,0 4,9 5 2,0 6,5 3,20 0,26 0, ,0 14,2 С ,7 11,1 4,3 7,4 19,2 3,0 2,68 0,26 0, Przyswajalne mikroskładniki w grądach 10

8 106 W. Dzięciołowski, Z. Kocialkowski ziom palnika 1,5 cm poniżej strum ienia światła. Zakres pom iaru wynosił od 0,5 do 5,0 (mg Zn/m l. Stosowano spektrofotom etr VSU1 Zeissa, spektrom etr SP 90 Unicam i peham etr PHM 52 Radiometer. W szystkie badania terenow e, łącznie z pobieraniem próbek, przeprowadzono w okresie spoczynku roślin od późnej jesieni do przedw iośnia. OMÓWIENIE WYNIKÓW Z przedstaw ionych danych (tab. 2) w ynika, że zaw artość przysw ajalnych m ikroskładników w glebach należących do poszczególnych typów jest w znacznym stopniu zróżnicowana. Ponadto istnieje często duża zmienność profilow a. Stopień zróżnicow ania zaw artości m ikroskładników w poszczególnych typach, jak i między typam i gleb nie jest jednakowy. Największą rozpiętość w ykazuje zaw artość m anganu i cynku. N ajzasobniejsze w m an gan okazały się gleby brunatne. W ich poziomach próchnicznych zawartość tego składnika wynosi od 75,0 do 230 ppm. Zasobność czarnych ziem i gleb płowych w poziomach próchnicznych jest niższa. W czarnych ziemiach jest ona także silnie zróżnicowana w poszczególnych profilach i waha się od 29,0 do 145,0 ppm, a w glebach płowych wynosi 61,5 i 85,0 ppm. U jaw niły się znaczne różnice w zaw artości cynku w poziom ach próchnicznych badanych gleb. Najzasobniejsze okazały się poziomy próchniczne gleb płowych, zaw ierające 7,0 i 5,5 ppm przysw ajalnego cynku oraz poziomy próchniczne gleb brunatnych, w których zawartość tego składnika waha się od 3,5 do 8,0, ppm. Najwięcej przysw ajalnej miedzi zaw ierają poziomy próchniczne gleb płowych 1,96 i 4,00 ppm. W poziomach próchnicznych gleb brunatnych zaw artość przysw ajalnej m iedzi w aha się od 1,12 do 3,20 ppm. W niektórych profilach zarówno czarnych ziem, jak i gleb brunatnych widać pewrną kum ulację tego składnika w poziom ach próchnicznych, a w innych pro filach jego rozmieszczenie jest m niej więcej równom ierne. Różnice w zawartości rozpuszczalnego boru pomiędzy poszczególnymi typam i gleb nie są duże. W czarnych ziemiach zawartość tego składnika waha się w poziomach próchnicznych od 0,43 do 0,80 ppm, w glebach brunatnych od 0,39 do 0,56 ppm, a w glebach płowych wynosi 0,40 i 0,42 ppm. Należy tu podkreślić ogólnie niską koncentrację przy sw ajalnych form tego pierw iastka we wszystkich glebach grądowych. B adane gleby odznaczają się także niską zaw artością i m ałym profilowym zróżnicowaniem molibdenu. Czarne ziemie zaw ierają przeciętnie w poziomach próchnicznych 0,056, gleby brunatne 0,065, a gleby płowe 0,067 ppm. Gleby grądowe zaw ierają stosunkowo duże ilości dwuwartościowego żelaza. W idać także w yraźne nagrom adzenie tego pierw iastka w poziom ach akum ulacyjnych w szystkich poddanych badaniom gleb. W czarnych

9 Przyswajalne mikroskładniki w grądach 107 ziem iach i glebach b ru n atn y c h daje się zauw ażyć spadek zaw artości żelaza w raz z głębokością. Zjawisko to nie w ystępuje tak w yraźnie jak w przypadku m anganu. Odrębne zagadnienie stanowi profilowe rozmieszczenie rozpuszczalnych form m ikroskładników. Należy podkreślić, że dotychczas brak jest danych odnośnie roli i udziału m ikroskładników w procesie glebotwórczym, który może przejaw iać się w profilowym zróżnicowaniu form rozpuszczalnych. Wiadomo natom iast, że niektóre z nich, a przede w szystkim m angan, podlegają kum ulacji biologicznej w górnej części profilu gleby. Wiąże się to w ty m przypadku z dużą ilością szybko rozkładającej się ściółki lasów grądowych. Uwolnione składniki mogą być wm yw ane w górne partie profilu wodam i opadowym i. Lasy dębow o-grabow e, jak już nadm ieniono, są na tych siedliskach zespołami najbardziej zbliżonymi do zespołów naturalnych. Odznaczają się szybkim rozkładem ściółki, której opad z reguły zanika w ciągu jednego roku. Większą szybkością rozkładu w naszych w arunkach odznaczają się jedynie lasy łęgowe. Na skalę profilow ego rozm ieszczenia i przem ieszczania m ikroskładników może dać pogląd porów nanie zaw artości ich w poszczególnych poziom ach i skale m acierzystej. W ydaje się, że takie porównanie jest w pełni możliwe, jakkolwiek stopień przy swa jalności m ikroskładników w ystępujących w skale m acierzystej i na przykład w poziomie próchnicznym może być różny. Przyczyny takiego stanu rzeczy m ożna dopatryw ać się w u w steczniającej roli związków organicznych. W celu zobrazowania profilowego rozmieszczenia przysw ajalnych form m ikroskładników wyliczono tzw. wskaźniki rozmieszczenia. Są to średnie zawartości m ikroskładników w poszczególnych genetycznych poziomach gleby w stosunku do skały m acierzystej. W yliczeń dokonano osobno dla każdego typu gleby (tab. 3) i przedstawiono je graficznie (rys. 1). Przy opracow yw aniu zestaw ienia nie uwzględniono podziału poszczególnych poziomów na podpoziomy. Poziom skały m acierzystej traktow ano łącznie z podłożem, o ile nie zalegało ono głębiej niż 2 m. W danym przypadku podłoże nie różniło się w w iększym stopniu ani pod w zględem składu m e chanicznego, ani pochodzenia. W poziomach próchnicznych czarnych ziem wskaźniki rozmieszczenia dla m anganu, cynku, boru są większe od jedności i tym samym w skazują na kum ulację rozpuszczalnych form tych mikroskładników. Dla miedzi i m olibdenu wskaźniki w poziomie próchnicznym zbliżone są do jedności. Zawartość przysw ajalnej miedzi utrzym uje się na poziomie jej zawartości w skale m acierzystej. Taki obraz może być w ynikiem stosunkowo dużej ruchliw ości m iedzi w w arunkach kw aśnego środow iska i szybkiego rozkładu ściółki.

10 108 W. Dzięciołowski, Z. Kociałkowski Średnia zawartość mikro składników i dv/uwart ościow e go żela za v< glebach grądowych L'ean content of microelements and of b iva len t iron in oak-hornbeam fo r e st s o ils Tabela 3 Typ gleb y S o il type group Poziom genetyczny G enetic horizon Liczba prof i l i Number o f p r o f ile s Liczba próbek КгшЬег of samples ppm Fe Mn Zn Cu В Mo Czarne ziem ie A ,0 7 1,7 3,6 2,1 9 0,4 9 0,056 Black earth s ВС ,0 36,8 3,0 1,75 0,26 0,052 CD ,0 22,2 2,1 2,18 0,31 0,0 5 0 Gleby brunatne A ,0 133,8 5,8 2,0 3 0,4 6 0,067 Brown s o i l s / в / ,0 90,5 2,9 1,88 0,23 0,0 7 0 CD ,0 30,7 3,5 1,54 0,24 0,053 Gleby płowe A ,0 73,2 6,3 2,98 0,4 1 0,068 S o ils le s s iv é s A ,0 25,7 2,5 2,10 0,1 6 0,055 Bg ,0 40,8 4,5 3,54 0,33 0,073 С ,0 26,3 3,9 2,42 0,19 0,053 Inaczej przedstaw iają się w skaźniki rozm ieszczenia w poziomie p rze j ściowym (BC) czarnych ziem. W skaźniki wyższe od jedności w ykazują ty l ko m angan i cynk, molibden w ystępuje w tych poziomach w tej samej ilości co w skale m acierzystej, a miedź i bor m ają wskaźniki m niejsze od jedności. W poziomach próchnicznych gleb brunatnych dla wszystkich pierw iastków wskaźniki są większe od jedności. Na podkreślenie zasługuje bardzo wysoki, bo wynoszący 4,3, w skaźnik dla m anganu. W skaźniki rozm ieszczenia są w poziomach brunatnych (B) gleb brunatnych większe od jedności dla m anganu, miedzi i molibdenu, równe jedności dla boru, a dla cynku m niejsze. W poziomach próchnicznych gleb płowych wskaźniki rozmieszczenia dla wszystkich pierwiastków są większe od jedności, a w poziomie A 3g dla wszystkich mikroskładników, z w yjątkiem molibdenu, m niejsze od jedności. W poziomach iluw ialnych tych gleb ma miejsce nagrom adzenie w szystkich m ikroskładników, a w skaźniki rozm ieszczenia dla m iedzi i m o libdenu są naw et wyższe niż w poziomach akum ulacyjnych. DYSKUSJA Zestaw ione w yniki badań zaw artości przysw ajalnych form m ikroskładników w glebach grądowych w ykazują, że zachodzi znaczne zróżnicowanie ich zawartości w poziomach próchnicznych i że zróżnicowanie to zależy w pew nym stopniu od ty p u gleby. N ajzasobniejsze w m angan są poziom y

11 Przyswajalne mikroskładniki w grądach 109 Rozmieszczenie mikroskładników w profilach gleb a czarne ziem ie, Ъ gleby brunatne, с gleby płowe Distribution of microelements in soil profiles a black earths, b brown soils, с soils lessivés próchniczne gleb brunatnych. M niejsze ilości tego pierw iastka stwierdzono w poziom ach próchnicznych gleb płow ych i czarnych ziem. Przy obecnym stanie wiedzy o m ikroskładnikach w glebach leśnych nie można się pokusić o całkiem pew ne zw iązanie tego zagadnienia z zasobnością skały m acierzystej, typem gleby, jaki uform ow ał się w przeszłości, ak tualnym kierunkiem procesu glebotwórczego a zbiorowiskiem roślinnym. Różnice w roślinności związane z różnymi typam i gleb, jakie stw ierdził Dzięciołowski [3], znalazły w yjaśnienie w zróżnicowaniu właściwości fizycznych i chem icznych gleb należących do różnych typów genetycznych. Różnice te u jaw n iają się również, choć nie tak w yraźnie, w zaw artości przysw ajalnych form m ikroskładników. Na razie b rak jest jednak

12 W. Dzięciołowski, Z. Kociałkowski danych porów naw czych, na podstaw ie których m ożna by opracować p rzedziały zaw artości m ikroskładników i porów nać je z innym i glebam i i in nym i zespołam i roślinnym i, a następnie ustaw ić je w swego rodzaju szereg troficzny. Niniejsza praca nie może dać na to odpowiedzi, ponieważ obejm uje tylko gleby grądowe. W przypadku gleb grądowych, w czarnych ziemiach (zdegradowanych) i w glebach b ru n atn y ch (kw aśnych i w yługow anych) rozm ieszczenie profilowe m ikroskładników w ykazuje wprawdzie znaczne różnice ilościowe, ale jego c h arak ter nie różni się zasadniczo. W szystkie badane m ikroskładniki w ykazują zarówno w poziomach próchnicznych, jak i w poziomach głębszych wskaźniki rozmieszczenia większe od jedności. W yjątek stanowi jedynie spadek zaw artości cynku w poziomie b ru n atn ien ia gleb b ru n a t nych. Zjaw isko to trudno na razie w yjaśnić. Należy zwrócić uwagę, że w czarnych ziemiach zdegradowanych może zachodzić proces brunatnienia. W ydają się o tym świadczyć dane p rzy to czone w pracy Dzięciołowskiego [3]. Uznając w ystępującą na badanych powierzchniach roślinność za najlepiej dostosowaną do warunków siedliskowych nie dysponujem y na razie dowodami świadczącymi o tym, czy zespół ten opanował czarne ziemie właściwe i zmienił je pod wpływem swoistego obiegu składników w czarne ziem ie zdegradow ane, czy w k ro czył na nie dopiero wtedy, gdy specyficzny układ czynników glebotwórczych doprow adził do degradacji czarnych ziem. Zagadnienie rozpuszczalnego żelaza, które starano się prześledzić na podstaw ie zaw artości żelaza dw uw artościow ego i jego stosunku do p rzy swajalnego m anganu, odznacza się brakiem wyraźnej prawidłowości. Zróżnicowanie przejaw ia się bowiem zarówno w poszczególnych profilach należących do tego samego typu gleb, jak pomiędzy glebami należącymi do różnych typów. Stosunek dwuwartościowego żelaza do m anganu jest bardzo szeroki, dochodzący w niektórych przypadkach do 171 : 1, na przykład w poziomie próchnicznym czarnej ziemi w Leśnictw ie Popielarze (tab. 2). Z zestaw ionych m ateriałów w ynika, że kum ulacja dw uw artościow ego żelaza w poziom ach próchnicznych jest bardzo duża. Zaw artość tego składnika osiąga m a ksym alnie 4971 ppm. Równocześnie jest ona w yraźnie zróżnicowana, a zróżnicow anie to łączy się z przynależnością gleb do odm iennych typów. N ajwiększe średnie ilości dwuwartościowego żelaza stwierdzono w poziomach próchnicznych gleb brunatnych (tab. 2). W nich też w yraźnie uwidacznia się spadek zaw artości tego pierw iastka w raz z głębokością. Podobnie przedstawia się przeciętny obraz rozmieszczenia żelaza dwuwartościowego w czarnych ziemiach, z tą jedynie różnicą, że spadek nie jest tak wyraźny, a średnia zasobność poziomu próchnicznego nie jest tak wysoka. Gdyby jednak spojrzeć na to zagadnienie w yłącznie z p u n k tu ekologii roślin uw

13 Przyswajalne mikroskładniki w grądach 111 zględniając głębokość korzenienia się grądow ej roślinności zielnej, to n ależałoby porównywać zasobność poziomu próchnicznego gleb brunatnych z odpowiednio miąższą górną częścią poziomu próchnicznego czarnych ziem. W takim ujęciu zawartość dwuwartościowego żelaza w glebach brunatnych byłaby niższa, w czarnych ziemiach bowiem daje się obserwować w yraźny spadek zaw artości żelaza w dolnej części poziomu próchnicznego. Profilowe rozmieszczenie dwuwartościowego żelaza w glebach płowych jest bardzo charakterystyczne. Średnia jego zaw artość w poziomie próchnicznym przewyższa zawartość w poziomach próchnicznych czarnych ziem, ale jest niższa od średniej zawartości w poziomach próchnicznych gleb brunatnych. W poziomie A 3g tych gleb zaznacza się m niej w yraźny spadek zawartości dwuwartościowego żelaza w profilu 6 (Leśnictwo Potarzyca), a jest on w yraźniejszy w profilu 10 (Leśnictwo Siedlce). Nie osiąga jednak i tu takich rozmiarów, jakich można by oczekiwać sądząc z morfologii tych profilów. Poziomy eluwialne (przemycia) tych gleb w ytw orzyły się, jak wiadomo, w skutek działania procesów eluw ialnych i procesów spowodow anych odgórnym oglejeniem. Szczególnie interesujący jest w badanych glebach stosunek m anganu do dwuwartościowego żelaza, a to ze względu na fakt, że oba te pierw iastki podlegają w różnym stopniu biologicznej kum ulacji. N atom iast niew łaściwy stosunek Fe2+ do Mn jest często przyczyną występowania objawów chorobowych. Znajom ość zaw artości obu ty ch składników jest tym isto t niejsza, że objawy ich niedoborów są identyczne. Stosunek ten może być także w skaźnikiem w yróżniającym poszczególne stadia rozw oju gleby, różniące się, jak wiadomo, ch arak terem obiegu składników. Stosunek dwuwartościowego żelaza do m anganu waha się w poziomach próchnicznych wszystkich badanych gleb w granicach od 18,0 : 1 do 60,3 : 1, z jednym tylko w yjątkiem daleko odbiegającym od podanego przedziału (171 : 1) w profilu 3 (Leśnictwo Popielarze). Stosunek ten rozpatryw any prof iłowo nie w ykazuje prawidłowości poza tą, że z reguły poziomy próchniczne odznaczają się stosunkiem najszerszym. Tak szeroki stosunek, w porównaniu z podawanym w literaturze (1,5 : 1, 2,5 : 1), dwuwartościowego żelaza do m anganu wynikać może z zastosowanego środka ekstrakcji, a także z okresu pobrania prób w stanie w ilgotności zbliżonym do PPW. Może tu mieć także wpływ okoliczność, że żelazo przew yższa ilościowo m angan i może się zdarzyć, że całkow ita ilość zaw artego w glebie łatw o redukującego się m anganu ulegnie redukcji. D alsza redukcja żelaza może decydować o tym stosunku. Na postaw ione p ytanie co do zależności m iędzy zróżnicow aniem w glebie zaw artości przysw ajalnych m ikroskładników a zbiorow iskiem roślinnym, nie można dać na razie zdecydow anej odpowiedzi. D ysponujem y

14 112 W. Dzięciołowski, Z. Kociałkowski w tym względzie zbyt szczupłą ilością m ateriału. Można jedynie przypuszczać, że zależność tak a istnieje i że nie będzie ona zależnością prostą. Badane gleby lasów grądow ych dadzą się ułożyć w szereg troficzny, zestawiony na podstawie liczebności gatunków roślin naczyniowych oraz w ystępowania roślin o różnych wym aganiach; od najżyźniejszych grądów czarnoziemnych, poprzez grądy brunatnoziem ne, do płowoziemnych jako najuboższych. Najzasobniejsze w przysw ajalne form y m ikroskładników są górne poziomy gleb brunatnych, ale przewyższają je pod tym względem w ierzchnie p a rtie poziomów próchnicznych czarnych ziem. Na razie jed nak, dopóki nie znamy ilości m ikroskładników, jaka jest wbudow ana w żywe i obum arłe tk an k i roślinne, i nie znam y szybkości obiegu tych składników, wywołanego rocznym opadem ściółki, a być może i wypłukiw anych z liści, nie będziem y w stanie dać na to pytanie jednoznacznej odpowiedzi. Rozw ażając zagadnienie m ikroskładników w glebach upraw nych w y wodzących się z grądów, takich jak niektóre czarne ziemie, gleby b ru n a t ne i gleby płowe, należy przyjąć, że nie były one w momencie przejścia pod upraw ę rolniczą zbyt zasobne w przysw ajalne form y takich m ikroskładników, jak m olibden i miedź. Nie są na razie opracow ane klasy zasobności w m ikroskładniki dla gleb leśnych. Ocena zasobności badanych gleb w oparciu o przyjęte przez Polskie Towarzystwo Gleboznawcze klasy zasobności dla gleb upraw nych wykazała, że są one zasobne w m angan bez w yjątku (klasa I) i nie w ykazują niedoborów cynku (tab. 4). Zreferow ane powyżej badania w ykazały, że do składników niedoborow ych należy zaliczyć m olibden i miedź. T a b e l a 4 Procentowy u d zia ł poszczególnych k la s zasob ności gleb w m ikroskładniki Percentage of p articu la r microelement abundance c la sse s K lasa zasob ności Abundance c la s s Ып Zn Cu В Mo т ,6 11,1 8 8,9 - I I - 33,3 4 4,4 1 1,1 22,2. I I I ,4-77,8 Na podstawie przeprowadzonych badań należy uznać, że zagadnienie przysw ajalnych form m ikroskładników może być w ykorzystane do śledzenia przebiegu procesu glebotwórczego. W skazują na to w pewnym sensie w yniki Piotrowskiej [11], chociaż odnoszą się do gleb upraw nych. Być może uda się je wykorzystać do w yjaśnienia zależności istniejących m iędzy glebą a n a tu ra ln ą roślinnością leśną. Trzeba jednak dalszych, sze

15 Przyswajalne mikroskładniki w grądach 113 rzej zakrojonych i kom pleksow o u jęty ch badań, w celu uzyskania odpow iednio szerokiej skali m ateriałów porów naw czych. Pow yższa p raca sta nowi dopiero w stępny etap i obejm uje jedynie w ycinek tego złożonego zagadnienia. Zebrane w tej pracy m ateriały pozwalają jednak sformułować kilka ogólniejszych wniosków. WNIOSKI 1. Na podstaw ie w ykonanych oznaczeń m ożna stw ierdzić, że gleby g rądów W ielkopolski w ykazują dużą zasobność w przysw ajalne form y m anganu. N ajzasobniejsze w ten składnik są poziom y próchniczne gleb b ru n a t nych. 2. Zasobność badanych gleb w przysw ajalne form y cynku jest na ogół duża. Największą zasobność w ten składnik w ykazały poziomy próchniczne gleb płow ych oraz niektóre poziom y próchniczne gleb bru n atn y ch, a n a j niższą poziomy A 3g gleb płowych oraz poziomy (B) gleb brunatnych. 3. Duża część gleb w lasach grądowych w ykazuje niedobór przysw ajalnej miedzi, co w pew nym sensie m ożna tłum aczyć stosunkow o dużą zaw artością próchnicy, pow odującej uw stecznienie tego składnika. 4. W szystkie badane gleby, niezależnie od typu, do jakiego należą, w y kazują dobrą na ogół zasobność w bor. 5. Zarówno czarne ziemie, gleby brunatne, jak i gleby płowe w ykazały niedobór m olibdenu. W rozm ieszczeniu profilow ym tego składnika obserw uje się tu słabo zaznaczone zróżnicow anie. 6. C h arak ter profilow ego rozm ieszczenia przysw ajalnych m ikroskładników w czarnych ziem iach i glebach b ru n atn y c h jest na ogół podobny, obserw uje się jednak różnice ilościowe. Różnie układa się też zaw artość cynku, którego ilość spada w yraźnie w poziom ie (B) gleb b ru natnych. W glebach płow ych zaznacza się w yraźny spadek przysw ajalnych form m ikroskładników i dwuwartościowego żelaza w poziomie A zg. 7. Nie ma w yraźnej zależności między stosunkiem dwuwartościowego żelaza do m anganu a kierunkiem procesu glebotwórczego w yrażonym w typie gleby. Stosunek ten z reg u ły zwęża się w raz z głębokością, szczególnie jed n ak w czarnych ziem iach spotyka się poziomy o w yraźnie poszerzonym stosunku. Nie wykluczone, że w pływ a na to obecność lustra wody gruntow ej. 8. Zauważone różnice w rozmieszczeniu profilowym m ikroskładników w glebach należących do różnych typów genetycznych nie można na razie uznać za w ystarczające dla oparcia na nich w yjaśnienia zależności między glebą a podzespołam i roślinnym i. 8 R oczniki G leboznaw cze, T. XXII, z. 1

16 114 W. Dzięciołowski, Z. Kociałkowski 9. W porównaniu z glebami upraw nym i Wielkopolski, wywodzącymi się z siedlisk grądow ych, rozpatryw ane w tej pracy gleby c h a rak tery zu je stosunkow o niska zaw artość rozpuszczalnych form m ikroskładników, a szczególnie m olibdenu i miedzi. LITERATURA [1] С y bulko T.: Z badań nad zawartością niektórych pierwiastków śladowych u sosny pospolitej Pinus silvestris L. Fol. for. poi. Ser. A, z. 13, [2] Czarnowska K.: Miedź w glebach Niziny Mazowiecko-Podlaskiej. Rocz. Nauk roi., 94-A [3] Dzięciołowski W.: Gleby grądów Wielkopolski. Rocz. WSR Pozn., t. 31, [4] Hacskaylo J.: Deficiency Symptoms in Forest Trees. 7-th Inter. Congress of Soil Science. Madison Wisconti USA, Reprint Transection, vol. 3. [5] Hearman J.: Minor elements and the pine. Aust. For., [6] Krotoska T.: Lasy dębowo-grabow*e Wielkopolski. Pozn. Tow. Przyj. Nauk, Poznań [7] Lern er L. A., Iwanow D. N.: Opriedielenije obszczego sodierżanija zinka, miedi, kobalta i marganca w poczwach mietodom atomnoabsorpcjonnoj spektrofotometrii. Agrochimija, 3, s [8] Methodenbuch. Neuman-Verlag, Berlin, t. 1, s. 74. [9] O 1 s o n R. V., С a r 1 s o n C. W.: Iron chlorosis of sorghums and trees related to extractable soil iron and manganese. Proc. Soil Sei. Soc. Amer., 14, 1949, s [10] Pawl u к S.: Soil analysis by atomic absorption. New Letters, 6, 3, 1967, s [11] Piotrowska М.: Pierwiastki śladowe w niektórych glebach regionu opatowsko-sandomierskiego. Rocz. glebozn., dod. do t. 15, s [12] Praca zbiorowa: Metody oznaczania dostępnych mikroskładników. Polskie Towarzystwo Gleboznawcze, Warszawa [13] Sarosiek J., Wachowska K.: Badania nad zawartością manganu, miedzi i kobaltu w glebie oraz roślinach lasu bukowego w Muszkowicach na Dolnym Śląsku. Acta Soc. Botan. Pol., vol. 29, 1. [14] Smith M. E.: Micronutrients Essential for the Growth of Pinus radiata. Aust. For., 7, s , [15] Stantschew L.: Uber die Mikronährstoffversorgung der Gebirgswiesen und weiden Bulgariens. Tagungsberichte Nr. 85, Mineralstoffversorgung von Pflanzen und Tier. Jena [16] S t о a t e T. N.: Some aspects of forest establishment and growth. Mac Milian Lect. For. I Univer. В. C., [17] Walenczak Z.: Metody biogeochemiczne w badaniu zawartości niklu w serpentynitach dolnośląskich. Archiwum Mineralogiczne, t. 18, 1955, z. 2, s [18] W e h r m a n J.: Mangan, Kupfer und Kobalt in Pflanzen und Boden Schleswig- -Holsteiner Weidgebiete. Plant and Soil, 6 (1), 1955, s [19] Zech W.: Besenderheiten in Ernährungszustand chlorotischer Fichten auf kalkreichen Böden. Forstw. Cbl., z. 1, 1970, s. 1-9.

17 Przyswajalne mikroskładniki w grądach 115 В. ДЗИЕНЦИОЛОВСКИ, 3. КОЦИАЛКОВСКИ ДОСТУПНЫЕ МИКРОЭЛЕМЕНТЫ В ПОЧВАХ ДУБОВО-ГРАБОВЫХ ЛЕСОВ ВЕЛЬКОПОЛЬСКИ К аф едра П очвоведения и К аф едра селькохозяйственной химии Высш ая Сельскохозяйственная Школа, Познань Резюме В почвах дубово-граьовых лесов определялось содержание доступных микроэлементов (по названным методам): марганца (Schachtschabel), цинка (Wear- Sommer) меди (Westerhoff), бора (Berger-Truog) и молибдена (Grigg). Микроэлементы изучались в согласовании с генетическими горизонтами следующих типов почв: перегнойно-карбонатных, бурых лесных и палевых почв. Обсуждалось также соотношение двухвалентного железа к марганцу. Установлено наличие некоторой зависимости между распределением по профилю марганца, цинка и бора а типом почвы. Отмечена аккумуляция доступных форм микроэлементов в гумусовом горизонте всех исследуемых почв, а также (исключая цинк) в горизонте (В) бурых лесных почв и в горизонте А2 g палевых почв. Констатируется очень широкое соотношение Fe2+ : Mn, особенно в гумусовых горизонтах. Предполагается однако, что на широту соотношений имели влияние применяемые методы определений. Для ориентировки в обеспеченности этих почв микроэлементами предложены авторами классы обеспеченности. Так-как нет критериев по этому вопросу, были приняты рекомендованные Польским Обществом Почвоведов критерии для пахотных почв. Установлено, что испытанные почвы хорошо обеспечены марганцем, цинком и бором, а бедны медью и молибденом. W. DZIĘCIOŁOWSKI, Z. KOCIAŁKOWSKI AVAILABLE MICROELEMENTS IN SOILS OF OAK-HORNBEAM FORESTS OF GREAT POLAND D epartm ent of Soil Science Departm ent of A gricultural Chem istry College of A griculture in Poznań Summary The paper deals with the content of available microelements: manganese (Schachtschabel), zinc (Wear-Sommer), copper (Westerhoff), boron (Berger-Truog) and molybdenum (Grigg) in soils of oak-hornbeam of Great Poland. The content of microelements was determined with reference to particular horizons of black earths, brown soils and lessives soils. The ratio between bivalent iron and manganese was analysed as well. Some relationship between manganese, zinc and boron occurance and great soil group has been found. The accumulation of available forms of microelements can be 8*

18 116 W. Dzięciołowski, Z. Kociałkowski observed in humus horizons of all soils investigated, in (B) horizons of brown soils (with the exception of zinc) and in A3g horizons of soils lessivés. The ratio Fe2+:Mn is very high, partly as a result of the methods applied. With the aim to study the abundance of these soils in microelements, a classification attempt has been undertaken. Because of the lack of proper criteria for forest soils, the criteria proposed by the Polish Soil Science Society for arable land have been applied. It has been found that the soils investigated are rich in available forms of manganese, zinc and boron. Copper and molybdenum have to be considered as being in deficiency. Wpłynęło do PTG w maju 1970 r. Doc. W ojciech D zięciołow ski K atedra G leboznaw stw a WSR Poznań, M azowiecka 42 Dr Zdzisław K ociałkow ski Katedra Chem ii Rolnej WSR Poznań, W ojska Polskiego 71 F