ROZMIESZCZENIE POTASU OGÓLNEGO W WYDZIELONYCH FRAKCJACH GRANULOMETRYCZNYCH GLEB BRUNATNYCH*

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LVI NR 1/2 WARSZAWA 2005: ZYGMUNT BROGOWSKI, JÓZEF CHOJNICKI ROZMIESZCZENIE POTASU OGÓLNEGO W WYDZIELONYCH FRAKCJACH GRANULOMETRYCZNYCH GLEB BRUNATNYCH* DISTRIBUTION OF TOTAL POTASSIUM IN SEPARATE GRANULOMETRIC FRACTIONS OF BROW N SOILS Katedra Nauk o Środowisku Glebowym, Zakład Gleboznawstwa SGGW A bstract: The study shows that along with the decrease o f fractions diameters the total content o f К in all investigated fractions increases. Also much higher total content o f К in fractions o f the brown leached soil developed from boulder loam than brown leached soil developed from oldalluvial sediment has been observed. On the average separate fractions accumulate the following amounts o f total K: sand (1-0.1 mm) 16.3 to 22.2%, silt ( mm) 19.9 to 21.9%, fractions o f silty clays ( mm) 44.1 to 47.3% and clay fraction (<0.002 mm) 11.8 to 16.5%. Słow a kluczow e: frakcje granulometryczne, potas, gleby brunatne wyługowane. K ey w ords: granulometric fraction, potassium, brown leached soils. WSTĘP Potas jest jednym z najbardziej mobilnych pierwiastków w tkankach roślinnych i zwierzęcych. Natomiast w środowisku glebowym najbardziej stabilnym. Potas wśród pierwiastków skorupy ziemskiej zajmuje siódme miejsce pod względem ilościowym. Średnia jego zawartość wynosi 25,2 g/kg, a w tym 0,012% K40 i K41. Według Smulikowskiego [ 1952] przemiany radiogeniczne potasu w wapń dostarczają 10% całości ciepła w skorupie ziemskiej, stanowi to 4,7 1016kc/h lub 19,6-1016kJ/h. Źródłem tego pierwiastka w glebach są głównie minerały pierwotne, pochodne skał magmowych. Są to w większości minerały trudno wietrzejące - stabilne, takie jak: ortoklaz, muskowit, mikroklin, leucyt i inne. Wśród minerałów wtórnych - ilastych jedynie illit zawiera znaczące ilości potasu. * Badania finansowane przez Polską Akademię Nauk - Instytut Agrofizyki w Lublinie (No MR.II ).

2 28 Z. Brogowski, J. Chojnicki Podjęto ten żmudny temat ze względu na brak danych odnośnie zapasów składników biogennych w poszczególnych elementach składowych tworzywa glebowego. W literaturze polskiej znacząca ilość badań dotyczy głównie jednej frakcji granulometrycznej, to jest frakcji ilastej <0,002 mm [Brogowski 1996; Brogowski, Mazurek 1981, 1986, 1990; Brogowski i in. 1981; Brogowski i in. 1974; Cieśla, Dąbkowska- Naskręt 1983; Kabata-Pendias 1965; Kowalkowski, Nowak 1968; Musierowicz i in. 1967; Skiba 1977; Uziak i in. 1987; Weber 1987; Wocławek 1967]. Do badań wybrano dwa profile różniące się genezą geologiczną materiału glebowego objętych tym samym procesem glebotwórczym [Brogowski, Mazurek 1986, 1990; Brogowski i in. 1974]. Jeden profil dotyczy gleby brunatnej wyługowanej (Gąbin) wytworzonej z gliny zwałowej środkowopolskiego zlodowacenia, stadium Warty, a drugi gleby brunatnej wyługowanej wytworzonej z utworu staroaluwialnego (Kazuń Polski) gromadzonego w dolinie Wisły przez większość okresu holoceńskiego. METODYKA BADAŃ Jeden z profili glebowych Kazuń Polski zlokalizowano w okolicach Cybulic na obrzeżach Kampinoskiego Parku Narodowego. Profil usytuowany na starym tarasie oddalonym od Wisły około 2,2 do 2,5 km (tab. 1). Drugi profil zlokalizowano w okolicach Gąbina w pobliżu dawnej, nieistniejącej już cegielni, w niewielkiej odległości od byłej stacji nadawczej pierwszego programu polskiego radia. Glebę w ilości 0,5 kg pobraną z poszczególnych poziomów genetycznych gotowano bez dodatku peptyzatora, mieszano mieszadłem wirnikowym i przenoszono do balonów 5-litrowych. Frakcje wydzielano kolejno zgodnie z metodą Atterberga. Wydzielając frakcję ilastą <0,002 mm jako pierwszą, po jej odsyfonowaniu, każdego dnia glebę przenoszono do garnka emaliowanego, gotowano ponownie 0,5 godziny, mieszano mieszadłem i ponownie przenoszono do balonu. Operację tę powtarzano tyle razy, aż upewniono się, że cała frakcja ilasta została wydzielona. Frakcję tę odparowywano w parownicach na łaźni wodnej i dosuszano całość w suszarce w temp C. Następne frakcje wydzielano bez dalszej fizycznej peptyzacji. Po odsyfonowaniu, frakcje w zlewkach pozostawiono tak długo aż osiądzie, a wodę odsyfonowano i ponownie ją używano do wydzielania danej frakcji. Operację wydzielania powtarzano tak długo, aż cała frakcja została wydzielona. Frakcję piasku jako ostatnią po wydzieleniu wszystkich frakcji <0,1 mm, przenoszono do parownicy, suszono w suszarce i rozdzielano na sitach o określonej średnicy. Tak uzyskane frakcje stapiano w tyglu platynowym w mieszaninie z Na2C 03. Krzemionkę wydzielano według metody Giedroica i oznaczano wagowo. Potas oznaczano techniką ASA. Uziamienie (skład granulometryczny) obliczano z ilości uzyskanych frakcji wagowo. Próchnicę w glebie oznaczano metodą Tiurina, kwasowość hydrolitycznąwg Kappena, a kationy wymienne wypierano IM octanem amonu o ph=7,0. Kationy oznaczano techniką ASA.

3 Rozmieszczenie potasu ogólnego we frakcjach gleb brunatnych 29 WYNIKI I DYSKUSJA Ogólna charakterystyka gleb Uziamienie obu badanych gleb jest diametralnie różne. Utwór staroaluwialny wykazuje warstwowanie o zróżnicowanym uziamieniu. Natomiast glina zwałowa, ciężka od 50 cm w głąb, wykazuje prawie identyczne uziamienie do 150 cm i głębiej. Zarówno jeden, jak i drugi utwór zawierają niewielkie lub śladowe ilości frakcji piasku grubego (tab. 1). Dominującą frakcją w glebie wytworzonej z gliny zwałowej jest frakcja ilasta, natomiast w glebie staroaluwialnej frakcja piasku drobnego (0,25-0,1 mm). Należy podkreślić, że gleba brunatna wyługowana wytworzona z gliny zwałowej (Gąbin) została w poziomach A i Bbr(t,fe) peryglacjalnie zmodyfikowana - spiaszczona z dużą domieszką frakcji pyłu. Odczyn i stopień wy sycenia kationami zasadowymi wymiennymi rosną stopniowo w głąb profilu glebowego (tab. 2). Gleba brunatna wyługowana wytworzona z utworu staroaluwialnego (Kazuń Polski) wykazuje w profilu duże wahania zawartości części ilastych oraz frakcji pyłu (0,1-0,02 mm) (tab. 1 ). Wszystkie poziomy w tym profilu do głębokości 150 cm wykazująpylastość z jednym przewarstwieniem utworu pyłowego leżącego na głębokości cm (tab. 1). Silne zakwaszenie występuje we wszystkich poziomach, dopiero w warstwie podścielającej obserwujemy wzrost ph (tab. 2). Mimo to stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadowymi kationami wymiennymi rośnie stopniowo do 200 cm w głąb profilu. Dominującym kationem wymiennym w obu badanych profilach jest wapń, a drugie miejsce w ilościowym występowaniu zajmuje wodór (tab. 2). Szereg malejącej zawartości badanych kationów wymiennych i wodoru hydrolizującego w obu profilach jest następujący: Ca > H > Mg > Na > K. Zawartość potasu ogólnego we frakcjach granulom etrycznych Frakcje piasku (1-0,1 mm) w badanych glebach mają znaczący udział, który waha się średnio dla obu profili od 31% (Gąbin) do 41% (Kazuń Polski) licząc do głębokości 150 cm. Frakcje te akumulują w glebie wytworzonej z utworu zwałowego średnio 16,3% całego potasu w profilu glebowym, a w glebie powstałej w pradolinie Wisły średnio 22,2% całości potasu w profilu (tab. 4). Wśród ziaren piasku najzasobniejsza w potas całkowity jest frakcja piasku grubego (1-0,5 mm), nieco uboższa jest frakcja piasku drobnego (0,25-0,1 mm), a najuboższa frakcja piasku średniego (0,5-0,25 mm) (tab. 3 i rys. 1). Łącznie, frakcje piasku akumulują w badanych glebach średnio na 1 m2 do 150 cm głębokości od 8,9 do 11,8 kg potasu całkowitego (tab. 5). We frakcjach tych głównym źródłem potasu są minerały pierwotne pochodne skał magmowych. Frakcje pyłu (0,1-0,02 mm) stanowią w badanych glebach znaczący udział w tworzywie glebowym (tab. 1). W glebie wytworzonej z utworu zwałowego (Gąbin) ich zawartość w profilu do 150 cm waha się od 19,7 do 26,0%. W glebie powstałej w pradolinie Wisły (Kazuń) zawartość tej frakcji w profilu do 150 cm waha się od 28,6% do 46,4%.

4 TABELA 1. Uziamienie gleb - TABLE 1. Texture of soils U) о Miejscowość Locality Poziom Horizon Głębokość Depth [cm] Procent ziaren o średnicy w mm - Percent of grains in diameter in mm ,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,02 0,02-0,01 0,01-0,005 0,005-0,002 <0,002 Gleba brunatna wyługowana wytworzona z gliny zwałowej - Leached brown soil developed from boulder loam Gąbin A ,7 14,7 35,6 15,4 8,6 4,3 4,3 4,2 7,2 Pow. - Bbr(t,fe) ,4 11,8 29,6 18,5 7,5 5,6 5,5 6,2 10,5 County Bbr ,5 2,7 19,2 14,8 6,7 5,5 7,3 9,4 32,9 Gostynin BbrC ,3 4,6 16,8 13,7 6,0 7,0 7,7 9,1 33,8 Cca ,6 4,8 9,5 21,8 3,6 6,4 8,3 10,8 33,2 Cca ,8 5,2 14,6 13,3 6,9 8,8 8,6 8,0 32,8 Gleba brunatna wyługowana wytworzona z utworu staroahiwialnego - Leached brown soil developed from old-alluvial sediment Kazuń Polski A ,1 7,1 33,2 13,2 17,9 6,7 4,3 3,5 13,0 Pow - ABbr ,2 6,3 34,9 13,3 18,9 6,5 3,0 3,5 12,4 County Bbr(t,fe) ,4 3,8 27,7 13,0 15,6 6,2 3,4 4,1 25,8 Nowy Dwór BbrC ,2 1,0 30,6 34,8 11,6 2,1 2,3 1,6 15,8 Mazowiecki С ,1 2,7 48,6 14,6 14,4 2,8 1,7 1,4 13,6 С ,3 5,0 39,9 16,3 18,4 3,0 1,9 2,4 12,7 IIC ,3 20,2 46,3 11,0 6,7 10,0 0,6 1,0 3,8 IIC ,2 26,1 52,7 10,2 4,6 0,8 0,4 0,6 4,4 Z. Brogowski, J. Chojnicki

5 TABELA 2. Niektóre właściwości fizykochemiczne gleb - TABELA 2. Some physicochemical properties o f soils Miejscowość Locality Poziom Horizon Głębokość Depth [cm] ph cmol(+)/kg gleby - of soil [%] Vs BS H20 KC1 Ca+' Mg" K+ Na+ S TEB Gleba brunatna wyługowana wytworzona z gliny zwałowej - Leached brown soü developed from boulder loam Gąbin A ,6 5,3 2,40 0,16 0,58 0,06 3,20 2,50 5,70 56,1 18,2 Pow. - County Bbr(t,fe) ,7 5,0 2,17 0,20 0,20 0,09 2,66 2,74 5,40 49,2 74,1 Gostynin Bbr ,4 4,3 8,50 1,02 0,26 0,22 10,00 3,00 13,00 79,9 44,6 BbrC ,1 4,9 9,20 1,03 0,30 0,26 10,79 2,00 12,79 84,1 53,2 Cca ,3 6,5 21,25 1,45 0,31 0,45 23,46 1,10 24,56 95,5 73,4 Cca ,6 6,7 25,12 1,15 0,26 0,48 27,20 1,00 28,20 96,5 52,41 Gleba brunatna wyługowana wytworzona z utworu staroahiwialnego - Leached brown soü developed from old-alluvial sediment Kazuń Polski A ,0 4,0 2,17 0,78 0,10 0,14 3,19 2,84 6,03 52,9 12,07 Pow - County ABbr ,4 4,1 3,60 1,47 0,11 0,23 5,41 2,47 7,88 68,6 3,27 Nowy Dwór Bbr ,6 4,1 6,30 2,13 0,14 0,30 8,87 2,28 11,15 79,5 3,10 Mazowiecki BbrC ,7 4,2 7,80 2,37 0,17 0,47 10,81 2,81 13,62 79,4 2,93 С ,8 4,2 4,82 1,00 0,11 0,61 6,54 1,12 7,66 85,4 1,03 С ,5 4,1 6,15 1,08 0,14 0,63 8,00 1,50 9,50 84,2 0,86 IIC ,4 5,5 4,83 1,00 0,10 0,45 6,38 0,82 7,20 88,6 0,34 IIC ,9 6,1 2,87 0,40 0,07 0,09 3,43 0,50 3,93 87,3 0,17 Hh H Th CEC Humus [g^kg] Rozmieszczenie potasu ogólnego we frakcjach gleb brunatnych

6 32 Z. Brogowski, J. Chojnicki с о о 2**- 'ĆT ж 2 - D) О) * * Log10 ze średnicy frakcji wyrażonych w \im- Log10 from diameter of fraction determined in jim RYSUNEK 1. Uśrednione (w prof. z Gąbina do 150 cm, Kazunia do 200 cm) zawartości potasu ogólnego w poszczególnych frakcjach granulometrycznych gleb (log wyciągnięto ze średnicy frakcji wyrażonych w mm) FIGURE 1. The average (in profile Gąbin to 150 cm, Kazuń to 200 cm) content of total potassium in separate granulometric fractions of soils (Attention: log were taken from diameter o f fractions determinated in mm) Frakcje te wiążą w badanych glebach średnio dla profili od 19,7% (Gąbin) do 21,9% (Kazuń) całości potasu glebowego (tab. 4). Frakcje pyłu drobnego (0,05-0,02 mm) w glebie wytworzonej z utworu zwałowego (Gąbin) są średnio o 43% zasobniejsze w potas ogólny w porównaniu z frakcjąpyłu grubego (0,1-0,05 mm) (tab. 3). Natomiast podobna zależność między frakcjami pyłu wydzielonymi z gleby starego tarasu Wisły wynosi dla profilu do głębokości 150 cm średnio 26,0%. Zawartość potasu ogólnego we frakcjach pyłu jest stosunkowo wyrównana niezależnie od poziomu lub warstwy w profilu (tab. 3). Znacznie zasobniejsze w potas ogólny są frakcje pyłu wydzielone z utworu zwałowego (Gąbin) w porównaniu z tymi ze staroaluwialnego (Kazuń). Średnia zawartość potasu ogólnego we frakcji pyłu grubego w profilu gleby powstałej z utworu zwałowego (Gąbin) jest zbliżona do frakcji pyłu drobnego w profilu gleby starego tarasu Wisły (Kazuń) (tab. 3).

7 Rozmieszczenie potasu ogólnego we frakcjach gleb brunatnych 33 Reasumując należy podkreślić, że frakcje pyłu (0,1-0,02 mm) zawierają w profilach glebowych od 7,6 do 10,6 kg/m2 potasu do głębokości 150 cm (tab. 5). Ilość potasu zawarta w tej frakcji na 1 m2 do głębokości 150 cm jest nieco mniejsza niż we frakcji piasku. Ilość akumulowanego potasu ogólnego przez frakcję pyłu w poszczególnych poziomach i warstwach profilów badanych gleb jest proporcjonalna do ilości tej frakcji. Potas zakumulowany w tej grupie frakcji pochodzi głównie z minerałów pierwotnych skał magmowych silnie rozdrobnionych mechanicznie. Frakcje ilu pyłowego (0,02-0,002 mm) stanowią w obu badanych glebach znaczący udział w akumulacji potasu ogólnego. Ich udział w akumulacji tego pierwiastka waha się średnio od 44,1% (Kazuń) do 47,3% (Gąbin) całości potasu ogólnego w glebie. Na pozostałe sześć frakcji przypada od 52,7 do 56,0% całości potasu glebowego wliczając w to także frakcję ilastą <0,002 mm (tab. 4). Wśród omawianych frakcji (0,02-0,002 mm) najzasobniejsze w potas ogólny są frakcje 0,005-0,002 mm w glebie wytworzonej z gliny zwałowej (Gąbin) (rys. 1 i tab. 3). Natomiast w glebie wytworzonej z utworu staroaluwialnego najzasobniejsze są frakcje 0,01-0,005 mm. Różnice w maksymalnej akumulacji potasu ogólnego we frakcjach wydzielonych z dwóch genetycznie różnych utworów geologicznych wynikają z ich składu mineralnego. Wcześniejsze badania w omawianych glebach wskazują na większe nagromadzenie illitu we frakcjach 0,01-0,005 mm gleby staroaluwialnej (Kazuń), a w glebie wytworzonej z gliny zwałowej we frakcjach 0,005-0,002 mm [Brogowski, Mazurek 1986, 1990]. Transport wodny (Kazuń), jak należy sądzić, zmodyfikował skład mineralny poszczególnych grup frakcji granulometrycznych w porównaniu do utworu zwałowego. W bilansie potasu ogólnego frakcje te mimo ich niewielkiej ilości (tab. 5) akumulują na 1 m2 profilu do głębokości 150 cm 13,5 kg К (Gąbin) i tylko 3,34 kg К (Kazuń) (tab. 5). Wahania zawartości potasu ogólnego w poziomach i warstwach są znaczące w glebie występującej na starym tarasie akumulacyjnym Wisły. Natomiast w glebie wytworzonej z materiału zwałowego wahania są niewielkie ze względu na małą zmienność ilościową omawianej frakcji (tab. 1, 3, 5 i 6). Potas ogólny występujący w tej grupie frakcji związany jest z minerałami wtórnymi - ilastymi. Głównym minerałem potasonośnym wśród minerałów ilastych jest illit występujący samodzielnie bądź też w strukturach mieszano-pakietowych ze smektytem, wermikulitem i chlorytami występującymi w tych glebach [Brogowski, Mazurek 1986, 1990]. Illit występuje głównie w ziarnach o średnicy 0,01-0,002 mm. W ziarnach o mniejszej średnicy występują głównie montmorylonity i wermikulity [Brogowski, Mazurek 1986,1990], stąd w ziarnach tych stwierdzamy znacznie mniej potasu ogólnego. Frakcja ilasta (<0,002 mm) ilościowo jest wyraźnie zróżnicowana w poszczególnych poziomach i warstwach gleby występującej na starym tarasie Wisły (Kazuń). Natomiast frakcja ta w glebie wytworzonej z utworu zwałowego nie wykazuje zróżnicowania ilościowego w poziomach leżących poniżej 50 cm (tab. 1). Zawartość tej frakcji poza frakcjami piasku stanowi największy udział w masie glebowej. W związku z tym, akumuluje ona średnio od 11,8 do 16,5% całości potasu w profilach glebowych (tab. 4). Większe wahania w akumulacji potasu przez frakcję ilastą (<0,002 mm) występują w warstwach profilu glebowego powstałego z utworu staroaluwialnego. Wynoszą one od 7,0 do 16,7% całości potasu w profilu.

8 TABELA 3. Zawartość całkowita potasu we frakcjach granulometrycznych TABLE 3. Content of total potassium in granulometric fractions U j Miejscowość Locality Poziom Horizon Głębokość Depth [cm] Zawartość К [g/kg] we frakcjach o średnicy [mm] - Content of К [g/kg] in fractions of diameter [mm] 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,02 0,02-0,01 0,01-0,005 0,005-0,002 <0,002 w glebie in soil Gleba brunatna wyługowana wytworzona z gliny zwałowej - Leached brown soil developed from boulder loam Gąbin A ,6 7,6 12,0 17,4 23,1 27,0 30,4 40,8 38,0 16,8 Pow. - Bbr(t,fe) ,6 9,5 11,6 18,3 25,0 30,0 34,4 40,3 37,8 20,5 County Bbr ,9 10,2 12,0 17,6 29,3 34,8 36,3 42,3 37,8 28,4 Gostynin BbrC ,7 10,0 13,9 20,9 29,6 34,8 39,8 43,0 39,8 30,5 Cca ,0 9,7 13,9 18,7 29,0 35,0 36,3 42,8 38,5 29,8 Cca ,1 11,1 14,7 21,0 27,0 30,0 38,0 41,3 36,4 28,8 Gleba brunatna wyługowana wytworzona z utworu staroaluwialnego - Leached brown soil developed from old-alluvial sediment Kazuń Polski A ,2 6,3 10,0 12,8 16,4 16,4 21,9 25,9 12,8 13,1 Pow. - ABbr ,4 8,3 13,3 15,9 18,3 19,3 18,8 26,5 26,5 17,6 County Bbr(t,fe) ,6 7,3 12,9 15,4 19,4 22,5 29,4 21,9 22,0 17,8 Nowy Dwór BbrC ,4 8,0 12,5 15,9 18,3 27,3 30,0 19,3 27,4 17,4 Mazowiecki С ,1 9,8 12,2 12,4 17,2 20,9 24,1 26,5 23,6 14,2 С ,3 10,4 13,1 18,7 25,8 15,1 14,6 7,1 9,0 12,6 IICI ,8 10,4 14,2 19,1 13,6 30,0 36,2 25,9 16,7 13,5 IC ,2 10,0 10,0 14,7 20,5 33,2 34,8 23,7 15,1 10,5 Z. Brogowski, J. Chojnicki

9 TABELA 4. Udział procentowy poszczególnych frakcji granulometrycznych w akumulacji potasu ogólnego w glebach (suma potasu we wszystkich frakcjach danego poziomu w g/kg = 100%) TABLE 4. Percent share of separate granulometric fractions in accumulation of total potassium (sum of potassium in all fractions of separate horizon in g/kg = 100%) Miejscowość Locality Poziom Horizon Głębokość Depth [cm] % udział frakcji o średnicy [mm] w akumulacji К - % share fractions of diameter [mm] in К accumulation 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,02 0,02-0,01 0,01-0,005 0,005-0,002 <0,002 Gleba brunatna wyługowana wytworzona z gliny zwałowej - Leached brown soil developed from boulder foam Gąbin A ,6 3,7 5,8 8,3 11,1 13,0 14,6 19,6 18,3 Pow. - Bbr(t,fe) ,0 4,3 5,2 8,2 11,2 13,5 15,5 18,1 17,0 County Bbr ,1 4,3 5,1 7,4 12,4 14,7 15,3 17,8 15,9 Gostynin BbiC ,7 4,0 5,6 8,4 12,0 14,0 16,0 17,3 16,0 Cca ,3 4,1 5,8 7,8 12,1 14,7 15,2 17,9 16,1 Cca ,4 4,7 6,3 9,0 11,5 12,8 16,2 17,6 15,5 6,5 4,2 5,6 8,2 11,7 13,8 15,5 18,0 16,5 Gleba brunatna wyługowana wytworzona z utworu staroaluwialnego - Leached brown soil developed from old-alluvial sediment Kazuń Polski A ,1 4,7 7,4 9,5 12,2 12,2 16,3 19,2 9,4 Pow. - ABbr ,2 5,2 8,4 10,0 11,6 12,2 12,0 16,7 16,7 County Bbr(t,fe) ,3 4,4 7,8 9,4 11,8 13,7 17,9 13,3 13,4 Nowy Dwór BbrC ,8 4,6 7,2 9,1 10,5 15,7 17,2 11,1 15,8 Mazowiecki С ,9 6,0 7,5 7,6 10,6 12,8 14,9 16,2 14,5 С ,8 8,1 10,1 14,5 20,0 11,7 11,3 5,5 7,0 IIC ,2 5,7 7,8 10,6 7,5 16,7 20,0 14,3 9,2 IIC ,6 5,6 5,6 8,3 11,6 18,7 19,7 13,4 8,5 9,0 5,5 7,7 9,9 12,0 14,2 16,2 13,7 11,8 Rozmieszczenie potasu ogólnego we frakcjach gleb brunatnych u> '-'i

10 TABELA 5. Bilans ilościowy frakcji glebowych i zawartości w nich potasu ogólnego w poziomach profili glebowych do głębokości 150 cm TABLE 5. Balance of soil fractions amount and total potassium content in them in soils horizons to 150 cm of depth u> Os Miejscowość Locality Poziom Horizon Głębokość Depth [cm] Ilości frakcji w poziomach0 [kg/mi2] Amount of fractions in horizons1] [kg/m2] Ilości potasu ogólnego we frakcjach i poziomach [kg/m2] Total potassium amount in fractions and horizons [kg/m2] 1-0,1 0,1-0,02 0,02-0,002 <0,002 I frakcji E fraction 1-0,1 0, 1-0,02 0,02-0,002 <0,002 X potasu X potassium Gleba brunatna wyługowana wytworzona z gliny zwałowej - Leached brown soil developed from boulder foam Gąbin A ,39 1,63 1,06 0,68 5,76 Pow. - Bbr(t,fe) ,11 1,90 1,62 0,98 6,61 County Bbr ,16 1,62 2,32 3,45 8,55 Gostynin BbrC ,21 1,70 2,70 3,73 9,34 Cca ,82 2,07 3,00 3,64 9,53 Cca ,19 1,72 2,81 3,31 9,03 W profilu - In profile ,88 10,64 13,51 15,79 48,81 Gleba brunatna wyługowana wytworzona z utworu staroahiwialneg - Leached brown soil developed from old-alluvial sediment Kazuń Polski A ,60 1,00 0,78 0,39 3,77 Pow. - ABbr ,11 1,21 0,76 0,92 5,00 County Bbr(t,fe) ,20 0,91 0,71 1,45 4,27 Nowy Dwór BbrC ,19 1,77 0,36 1,22 4,54 Mazowiecki С ,94 1,00 0,44 1,20 5,58 С ,78 1,70 0,29 0,45 5,22 Z Brogowski, J Chojnicki W profilu - In profile ,82 7,59 3,34 5,63 28,39!) Zaokrąglono do całych liczb - rounded to whole numbers

11 Rozmieszczenie potasu ogólnego we frakcjach gleb brunatnych 37 Ilość potasu związana przez frakcję ilastą gleby wytworzonej z utworu zwałowego w profilu do 150 cm na pow. 1 m2 wynosi średnio 15,8 kg, a wahania w poszczególnych poziomach wynoszą od 0,68 kg w poziomie A spiaszczonym w wyniku procesów peryglacjalnych do 3,73 kg w poziomie BbrC (tab. 5). W glebie wytworzonej z utworu staroaluwialnego udział tej frakcji w zmagazynowaniu potasu ogólnego jest niewielki i wynosi średnio na pow. 1 m2 do głębokości 150 cm zaledwie 5,6 kg (tab. 5). Stanowi to w profilu o około 65% mniej potasu ogólnego niż w podobnej objętości gleby wytworzonej z utworu zwałowego. Należy jednak podkreślić, że w glebie wytworzonej z gliny zwałowej występuje o blisko 50% więcej frakcji <0,002 mm w porównaniu z glebą starego tarasu akumulacyjnego (tab. 5). Porównując zasobność frakcji ilastej w potas ogólny w pracach różnych autorów, należy podkreślić, że jest ona najuboższa w utworze i glebie aluwialnej w porównaniu z frakcją ilastą wydzieloną z gleb wytworzonych z innych utworów geologicznych [Brogowski 1996, Cieśla 1983, Chojnicki 2002, Kowalkowski 1968, Musierowicz i in. 1967, Skiba 1977, Uziak i in. 1987, Wocławek 1967, Weber 1987]. Reasumując, należy wyraźnie podkreślić, że geneza geologiczna utworu glebowego decyduje o stanie ilościowym potasu ogólnego w poszczególnych frakcjach granulometrycznych składających się na tworzywo glebowe. Procesy erozji różnych utworów geologicznych i transportu wodnego na różną odległość powodują rozpuszczanie mniej odpornych minerałów potasonośnych, jak np. biotytu, flagopitu i innych minerałów pierwotnych. Stąd, osady aluwialne wiekowo młodsze, występujące w pradolinach rzek są w znacznym stopniu zubożone w potas ogólny. Badane utwory zwałowe zlodowacenia środkowopolskiego, wiekowo znacznie starsze (około 250 tys. lat) są znacznie zasobniejsze w potas ogólny, ponieważ nie były przemieszczane z wodą z wyjątkiem poziomów powierzchniowych spiaszczonych w wyniku zjawisk peryglacjalnych. Z tego wynika, że procesy peryglacjalne spowodowały zubożenie wierzchnich poziomów w minerały potasonośne, frakcję ilastą (tab. 1,3 i 5) oraz obniżyły zawartość potasu ogólnego. Współczynniki zmienności zawartości potasu ogólnego w poszczególnych frakcjach wydzielonych z poszczególnych poziomów genetycznych i warstw wykazują znaczące zróżnicowanie w glebie wytworzonej z utworu staroaluwialnego w porównaniu z j ednorodnym materiałem glebowym - gliną zwałową (tab. 6). Świadczy to o dużym zróżnicowaniu mineralogicznym poszczególnych warstw w utworze staroaluwialnym. Jedynie ziarna piasku (1-0,1 mm) w obu glebach wykazujązbliżony współczynnik zmienności. Krzywe (rys. 1) zawartości potasu ogólnego we frakcjach granulometrycznych w obu badanych glebach przebiegają różnie. Frakcje wydzielone z gleby wytworzonej z gliny zwałowej (Gąbin) wykazują gwałtowniej szą obniżkę zawartości potasu ogólnego wraz ze zwiększaniem się ich średnicy. Natomiast frakcje wydzielone z utworu staroaluwialnego wykazują bardziej łagodną - stopniową obniżkę zawartości potasu ogólnego w miarę zwiększania się średnicy ziaren. W obu badanych glebach następuje wzrost zawartości potasu ogólnego we frakcji piasku grubego (1-0,5 mm). Wynika to z większej domieszki minerałów potasonośnych w ziarnach piasku grubego. Na rysunku 1 uwidoczniono również dystrybucję potasu ogólnego w danej frakcji wydzielonej z różnych poziomów i warstw profilu glebowego. Liczbowo obrazują to zamieszczone współczynniki zmienności (tab. 6).

12 38 Z. Brogowski, J. Chojnicki TABELA 6. Współczynniki zmienności zawartości potasu ogółem w e frakcjach poziom ów genetycznych profili glebowych TABLE 6. Coefficients o f variation content total potassium in fractions o f genetic horizons in soil profiles [%] Średnica frakcji w wartości logarytmicznej - diameter o f fraction in log. 0,3 0,7 1 1,3 1,7 2 2,4 2,7 3 W spółczynniki zmienności Coefficients o f variation Gąbin 2,6 2,4 8,2 9,7 8,9 7,7 9,0 10,9 11,5 Kazuń Polski 28,9 15,1 27,4 26,3 17,7 14,5 11,5 16,5 11,0 WNIOSKI 1. Wśród frakcji granulometrycznych piasku najbardziej zasobne w potas ogólny są frakcje piasku grubego (1,0-0,5 mm), a najuboższe frakcje piasku średniego (0,5-0,25 mm). W ziarnach o średnicy mniejszej od 0,1 mm w glebie wytworzonej z materiału zwałowego (Gąbin) zawartość potasu ogólnego rośnie do ziaren o średnicy 0,005-0,002 mm, a w glebie staroaluwialnej do ziaren o średnicy 0,01-0,005 mm (Kazuń). Natomiast w ziarnach o średnicy mniejszej od 0,002 mm zawartość potasu ogólnego ponownie maleje. 2. Stwierdzono wyraźny wpływ genezy geologicznej materiału glebowego na zawartość potasu ogólnego we frakcjach granulometry cznych. Frakcje granulometryczne wydzielone z gleby wytworzonej z gliny zwałowej (Gąbin) są średnio o około 30% zasobniejsze w potas ogólny w porównaniu z frakcjami wydzielonymi z gleby starego tarasu akumulacyjnego. 3. Frakcje granulometryczne piasku ( 1,0-0,1 mm) w badanych glebach akumulują średnio od około 16,3 do 22,2% całości potasu ogólnego. Frakcje pyłu (0,1-0,02 mm) akumulują średnio od około 20 do 22%, frakcje iłu pyłowego (0,02-0,002 mm) akumulują średnio 44 do 47,5%, a frakcje ilaste (<0,002 mm) akumulują średnio od około 12 do 16% całości potasu ogólnego. 4. Bilans potasu ogólnego zawartego we frakcjach poszczególnych poziomów i warstw gleby obliczony na podstawie gęstości objętościowej frakcji wykazuje duże wahania ilościowe na 1 m2 wśród poszczególnych poziomów i grup frakcji. LITERATURA BROGOWSKI Z. 1996: Ogólna zawartość składników we frakcjach granulometrycznych w glebie glejobielicowej. Rocz. Glebozn. 47, Supl.: BROGOWSKI Z., MAZUREK A : Differentiation o f clay minerals in particular mechanical fractions o f soil. Rocz. Glebozn. 32, 3:

13 Rozmieszczenie potasu ogólnego we frakcjach gleb brunatnych 39 BROGOWSKI Z., MAZUREK A., BIEGUŃSKI M : Ferromagnetic minerals in some mechanical fractions in brown soil. Pol. J. Soil Sei. 14, 1: BROGOWSKI Z., MAZUREK A. 1986: Skład mineralny frakcji <0,02 mm gleby aluwialnej. Rocz. Glebozn. 37, 4: BROGOWSKI Z., MAZUREK A. 1990: Stan mineralny ziaren o średnicy <0,02 mm w glebie brunatnej wytworzonej z gliny zwałowej. Rocz. Glebozn. 41, 1-2: BROGOWSKI Z., DOBRZAŃSKI B., KOCOŃ J. 1974: Morphology o f natural zeolites occurring in soil as determinated by Electron M icroscopy. Bulletin D e L academ ie P olonais D es Science 27, 1-2: CHOJNICKI J. 2002: Procesy glebotwórcze w madach środkowej doliny Wisły i Żuław. Fund. Rozwój SGGW: 83 (rozpr. hab.). CIEŚLA W., DĄBKOW SKA-NASKRĘT H. 1983: Skład chemiczny frakcji ilastej gleb wytworzonych z glin zwałowych moren dennych Niziny Wielkopolskiej. Rocz. Glebozn. 34, 3: KABATA-PENDIAS H. 1965: Badania geochemiczno-mineralogiczne gleb wytworzonych z granitów Dolnego Śląska. Rocz. Nauk Roi. 90-A, 1: KOWALKOWSKI A., NOWAK G. 1968: Gleby bielicowe Wzgórz Ostrzeszowskich wytworzone z piasków akumulacji peryglacjalnej. Cz. II. Właściwości gleb bielicowych. Rocz. Glebozn. 19,2: 365^403. MUSIEROWICZ A., BROGOWSKI Z. i in. 1967: Typology and properties o f soil developed from boulder loams. Part 1. Brown and pseudopodzolic soil o f forest terrain. Rocz. Glebozn. 17: SKIBA S. 1977: Studia nad glebami wytworzonymi w różnych piętrach klimatyczno-roślinnych krystalicznej części Tatr polskich. Rocz. Glebozn. 28, 1: SMULIKOWSKI K. 1952: Geochemia. Wyd. Państw. Inst. Geolog: 363 s. UZIAK S., BOGDA A., CHODAK T., CIEŚLA W., KOMORNICKI T., STOCH L., WILGAT M. 1987: Clay minerals o f selected loess soils. Rocz. Glebozn. 38, 3: WEBER J. 1987: Geneza i właściwości gleb wytworzonych z serpentynitów Dolnego Śląska. Cz. IV. Charakterystyka frakcji koloidalnej. Rocz. Glebozn. 32, 2: WOCŁAWEKT., 1967: Charakterystyka chemizmu i składu mineralogicznego frakcji koloidalnej niektórych gleb erodowanych i deluwialnych Pojezierza Mazurskiego. Rocz. Glebozn. 17: Praca wpłynęła do redakcji w grudniu 2003 r. Prof. dr hab. Zygm unt B rogow ski Z akład G leboznaw stw a, K atedra Nauk o Środow isku G lebow ym, S G G W Warszawa, ul. N ow oursynow ska 159

14 Errata do pracy Z. Brogowskiego i J. Chojnickiego pt. Rozmieszczenie potasu ogólnego w wydzielonych frakcjach granulometrycznych gleb brunatnych, opubl. w Rocznikach Gleboznawczych tom LVI nr 1/2 Warszawa 2005 r. s. 31 TABELA 2. Niektóre właściwości fizykochemiczne gleb - TABELA 2. Some physicochemical properties of soils Miejscowość Locality Poziom Horizon Głębokość Depth [cm] ph cmol(+)/kg gleby -- of soil % Vs BS ą 0 KCl Ca++ Mg++ K+ Na+ S TEB Hh H Th CEC Humus [g'kg] Gleba brunatna wyługowana wytworzona z gliny zwałowej - Leached brown soü developed from boulder loam Gąbin A ,6 5,3 2,40 0,16 0,58 0,06 3,20 2,50 5,70 56,1 18,27 pow. - County Bbr(t,fe) ,7 5,0 2,17 0,20 0,20 0,09 2,66 2,74 5,40 49,2 4,14 Gostynin Bbr ,4 4,3 8,50 1,02 0,26 0,22 10,00 3,00 13,00 79,9 4,65 BbiC ,1 4,9 9,20 1,03 0,30 0,26 10,79 2,00 12,79 84,1 3,27 Cca ,3 6,5 21,25 1,45 0,31 0,45 23,46 1,10 24,56 95,5 3,45 Cca ,6 6,7 25,12 1,15 0,26 0,48 27,20 1,00 28,20 96,5 2,41 Gleba brunatna wyługowana wytworzona z utworu staroaluwiahego - Leached brown soü developed from oki-alluvial sediment Kazuń Polski A ,0 4,0 2,17 0,78 0,10 0,14 3,19 2,84 6,03 52,9 12,07 pow. - County ABbr ,4 4,1 3,60 1,47 0,11 0,23 5,41 2,47 7,88 68,6 3,27 Nowy Dwór Bbr ,6 4,1 6,30 2,13 0,14 0,30 8,87 2,28 11,15 79,5 3,10 Mazowiecki BbrC ,7 4,2 7,80 2,37 0,17 0,47 10,81 2,81 13,62 79,4 2,93 С ,8 4,2 4,82 1,00 0,11 0,61 6,54 1,12 7,66 85,4 1,03 С ,5 4,1 6,15 1,08 0,14 0,63 8,00 1,50 9,50 84,2 0,86 lie ,4 5,5 4,83 1,00 0,10 0,45 6,38 0,82 7,20 88,6 0,34 lie ,9 6,1 2,87 0,40 0,07 0,09 3,43 0,50 3,93 87,3 0,17