ILOŚCIOWE BADANIA MIKROSKOPOWO-CHEMICZNE AGREGATÓW GLEBOWYCH. CZĘŚĆ II. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE, SKŁAD MINERALNY I CHEMICZNY ORAZ WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE

Transkrypt

1 R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E, T. X V III z. 1. W A R S Z A W A 1967 JÓZEF TOKAJ ILOŚCIOWE BADANIA MIKROSKOPOWO-CHEMICZNE AGREGATÓW GLEBOWYCH. CZĘŚĆ II. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE, SKŁAD MINERALNY I CHEMICZNY ORAZ WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE K atedra G leboznaw stw a WSR K raków W STĘP Agregaty glebowe mają decydujące znaczenie dla żyzności gleby. Woda i powietrze w agregatach glebowych określają natężenie procesów mikrobiologicznych, zachodzących w nich. Z tego wynika potrzeba badania właściwości fizycznych, chemicznych i składu mineralnego agregatów glebowych jako podstawowych elementów struktury roli i gleby. Badań na tym odcinku jest dotychczas bardzo mało. Stąd nasze zainteresowanie tą dziedziną badań. Poniżej przedstawiono wyniki dociekań odnoszących się do kilku gleb brunatnych okolic Krakowa gleby ornej z Mydlnik, gleby łąkowo-pastwiskowej z Jaw orek oraz gleby leśnej z Małej Łąki. W ŁAŚCIW OŚCI FIZYCZNE AGREGATÓW W glebie z Mydlnik ciężar właściwy agregatów jasnych jest nieco większy niż ciemnych, z wyjątkiem frakcji powyżej 6 mm średnicy. Znajduje to uzasadnienie w składzie mechanicznym. Podobnie zachowuje się ciężar objętościowy z wyjątkiem frakcji 3 4 mm średnicy. A gregaty jasne w ykazują mniejszą porowatość ogólną niż ciemne, z w y jątkiem frakcji 3 4 mm i powyżej 6 mm średnicy. Kapilarna pojemność wodna nie zależy od zabarwienia i wielkości agregatów. Jest ona większa w tych frakcjach agregatów, w których

2 186 J. Tokaj znajduje się więcej minerałów ilastych, z wyjątkiem frakcji powyżej 6 mm średnicy agregatów ciemnych. Higroskopijność agregatów ciemnych jest większa niż agregatów jasnych, z wyjątkiem frakcji 3 4 mm i wynosi niewiele ponad 1. Zawartość wody odpowiadająca m aksym alnej higroskopowości, poza frakcjami 2 3 i 4 5 mm, jest większa w agregatach ciemnych i w niektórych frakcjach dochodzi do kilku procent. Różnice te spowodowane są jakością substancji sklejającej i jej ilością w stosunku do szkieletu mineralnego. Przy przesiewaniu w wodzie na sicie o wielkości oczek 2 mm pozostawało mniej trwałych agregatów jasnych niż ciemnych. Na sitach o wielkości oczek 1 i 0,5 mm było więcej trwałych agregatów jasnych niż ciemnych. Suma wszystkich wodoodpornych agregatów ciemnych jest większa niż jasnych przy tych samych wielkościach, z wyjątkiem frakcji powyżej 6 mm średnicy. W obrębie agregatów jasnych wodoodpornych jest od 72,8 do 90,4, a w obrębie ciemnych od 77,6 do 87,2- Agregaty ciemne są jednak bardziej odporne na rozmywające działanie wody niż agregaty jasne. Ich większa wodoodporność może być spowodowana większą zawartością substancji organicznej i m inerałów ilastych. Dzięki wodoodporności zostają zahamowane w znacznej mierze procesy mikroerozji gleby, powodujące niekorzystne dla rozwoju systemu korzeniowego roślin zagęszczenie cząstek glebowych. Ma to szczególne znaczenie w glebach terenów górskich, najbardziej narażonych na procesy erozyjne. Wysoką wodoodporność wykazują agregaty gleby z Jaworek i Małej Łąki oraz Sieniawy [20, 1]. Z W IĘ Z Ł O Ś Ć A G R E G A T Ó W Rys. 1. A parat do badania zw ięzłości (w ytrzym ałości) agregatów glebow ych D evice for testing resistance of soil aggregates Zwięzłość agregatów (rys. 2) oznaczono specjalnym aparatem (rys. 1), służącym do pomiarów wytrzymałości na zgniatanie. Aparat ten pozwala badać indywidualnie agregaty glebowe, a samo wykonanie pomiaru jest bardzo proste i szybkie [19]. A gregaty badano w stanie powietrznie suchym, wysuszone w tem peraturze 110 C i m aksym alnie nasycone parą wodną (maksymalna higroskopowość). Przy badaniu wytrzymałości na rozgniatanie tej samej

3 Badania agregatów glebow ych 187 frakcji Kaczyński [8] stwierdził duże różnice w zwięzłości w poszczególnych typach glebowych oraz poziomach genetycznych jednego typu gleby. Zwięzłość gleby, a zarazem agregatów glebowych, ma szczególne znaczenie przede wszystkim dla rozprzestrzeniania się systemu korzeniowego roślin, stosowania narzędzi upraw y itp. W zbadanych 6 frakcjach hg/cm 3 a) 80 г Rys. 2. W ytrzym ałość na zgniatanie (M ydlniki) a a g r e g a ty ja s n e, b a g r e g a ty ciem (ne; 1 a g r e g a t y p o w ie tr z n ie su c h e, 2 a g r e g a ty w y s u s z o n e w te m p e r a tu r z e 110 C, 3 a g r e g a ty n a s y c o n e p a r ą w o d n ą ( m a k s y m a ln a h ig ro s k o p o w o ś ć ) R esistance of aggregates to crushing i(mydlniki) a lig h t a g g re g a te s, b d a r k a g g re g a te s ; 1 a ir - d r y a g g re g a te s, 2 a g g re g a te s d r ie d a t 110 C, 3 a g g re g a te s s a tu r a t e d w ith s te a m (m a x im a l h y g ro s c o p ic ity ) wytrzymałość agregatów ciemnych w stanie powietrznie suchym jest większa niż w agregatach jasnych. W ytrzymałość agregatów jasnych, w y suszonych w tem peraturze 110 C, jest nieco mniejsza niż ciemnych, z wyjątkiem frakcji 2 3 mm średnicy. Podobnie jest z w ytrzym ałością agregatów w stanie maksym alnie nasyconym parą wodną. N ajbardziej w y-

4 188 J. Tokaj trzymałe okazują się frakcje 1 2 i 2 3 mm średnicy. W pozostałych frakcjach wytrzymałość m aleje ze wzrostem średnicy agregatów, a różnice między jasnym i a ciemnymi są nieznaczne. G Ł Ó W N E E L E M E N T Y M IK R O B U D O W Y A G R E G A T Ó W W toku badań mikroskopowych cienkich szlifów z agregatów glebowych ustalono ilość głównych elementów m ikrobudowy agregatów glebowych gleby z M ydlnik (tab. 2). Należą do nich: szkielet, reprezentow any przez m inerały detrytyczne, lepiszcze (spoiwo), składające się z minerałów ilastych i substancji organicznej oraz przestw ory (kanaliki i pory zamknięte). Zawartość detrytusu mineralnego agregatów jasnych we frakcjach 1 2, 2 3, 4 5 i powyżej 6 mm jest większa niż w agregatach ciemnych. Agregaty jasne wykazują większe różnice ilościowe w zawartości szkieletu między poszczególnymi frakcjam i niż agregaty ciemne. Z aw artość lepiszcza waha się podobnie jak zawartość szkieletu. Porowatość jest nieco większa u agregatów jasnych niż ciemnych, z wyjątkiem frakcji 4 5 mm średnicy. Wielkość przestworów waha się w agregatach jasnych od 12,5 do 262,5 ja, a przy ciemnych od 18,7 do 300 \i. Jak widać, budowa agregatów jasnych i ciemnych nie jest w jednej glebie jednakowa. Stąd też właściwości fizyczne oraz chemiczne samej gleby są uzależnione od ich wzajemnego stosunku. Dlatego to oddziaływanie czynników strukturotwórczych na procesy agregacji materii glebowej przebiegają rozmaicie w jednym typie glebowym. Bardzo ważnym składnikiem mikrobudowy jest porowatość, która decyduje o aktywności biologicznej gruzełka i jego wartości rolniczej. Stąd też najwięcej uwagi poświęcono badaniu porowatości w szlifach polerowanych z gleby (Pol ski [15], Kubień a, Beckmann, Geyger [12]) i w szlifach cienkich (Jabłoński [6 ], Kellermann [9], Kowaliński [10] i inni). Świętochowski [18] podaje, że m akroagregaty pierwszego rzędu mają najczęściej pory włoskowate, a rzadziej kapilarne i aeracyjne. Gruzełki wyższego rzędu m ają zawsze pory kapilarne i aeracyjne. S K Ł A D M IN E R A L N Y S Z K IE L E T U D E T R Y T U S U A G R E G A T Ó W Z E S Z L IF Û W W skład szkieletu agregatów wchodzą różne minerały detrytyczne, które wpływają na jakość agregatów oraz na ich dynamikę w glebie. Z najważniejszych m inerałów w skład szkieletu wchodzą: kwarzec, skalenie i łyszczyki oraz czasem resztki substancji organicznej nie rozłożonej, która nie została podana w tabeli, gdyż występuje w bardzo małych ilościach. A gregaty jasne zaw ierają więcej kw arcu niż ciemne. Zaw ar-

5 T a b e l a 1 N iektóre właściwości fizyczne agregatów glebowych z Mydlnik Certain phyaical p ro perties of so il aggregates a t Madlniki Frakcja Fractio n mm Zabarwienie agregatów Coloration of aggregates Ciężar wł.* S pecific grav ity g/ml Ciężar objętościowy Weight by volume g/ml Porowatość P o ro sity Pojemność wodna kapilarna obj. C apilary m oisture capacity vol. Higroskopowość Itygroscopicity normalna normal maksymalna maximal Trwałe agregaty ** Permanent aggregates 2 mm 2-1 mm 1-0,5 mm 1-2 Jasne - Light 2,50 1,22 45,4 40,0 2,13 6,73 4,4 55,6 12,8 72, ,73 1,23 45,1 47,3 2,50 12,52 37,2 30,0 12,8 80, ,54 1,10 47,2 40,0 2,26 7,56 40,4 29,2 13,2 92, ,84 1,23 43,8 35,3 2,30 9,20 48,0 24,0 12,0 84, ,63 1,20 47,2 32,7 2,31 10,21 44,0 20,8 12,0 84,0 > 6 2,24 1,23 45,0 38,0 2,69 8,89 58,8 20,8 10,8 90,4 1-2 Ciemne - Dark 2,24 1,10 48,2 44,0 3,12 9,92 8,0 60,8 8,8 77, ,50 1,16 46,0 39,1 2,58 9,58 45,2 26,8 10,8 82, ,50 1,18 46,1 39,0 2,13 7,78 56,0 21,6 9, ,61 1,20 44,5 37,0 2,82 8,42 54,0 22,0 9,2 85, ,14 1,20 53,3 44,5 2,72 12,12 57,6 18,8 10,0 86,4 > 6 2,70 1,22 44,2 36,0 2,65 11,98 64,0 15,6 8,0 77,6 razem to ta l Г4 co C\J Badania agregatów glebow ych Ciężar właściwy i objętościow y, porowatość, pojemność wodną i hygroskopowość są średnim i z dwóch oznaczeń. Specific g rav ity, weight by volume, porosity, m oisture capacity and hygroscopicity are given as means of two determ inations. ** èrednie wartości liczbowe z trzech oznaczeń po kąpaniu w Kodzie agregatów pozostałych na sitach. Mean numerical values of three determ inations a fte r bashing in water of aggregates remaining on the sieves. 00 C >

6 T a b e l a 2 со о Budowa i skład mineralny agregatów glebowych z Mydlnik (szlify )* Structure and minerai composition of s o il aggregates at Mydlniki (polished sections) Frakcja Fraction mm Zabarwienie Coloration of tes Detrytus mineralny szkieletu Mineral, sk eleta l detritus Lepiszcze Cement Porowatość Porosity Wielkość przestworów w mikronach Size of openings in microns Kwarzec Quartz Skalenie (ortoklaz, plagioklaz) Feldspars (ortho- cla se,p la - gioclase) Łyszczyki (muskowit) Micas (muscov ite) Suma skaleni i ły sz - czyków Sum of feldspares and micas Procent obtoczenia ziarn szkieletowych (detrytusu) Percentage of polishing of sk eletal grains (detritus) a b с d ośr 1-2 Jasne Light 41,0 51,7 7,3 18,7-112,5 88,7 11,3 0,0 11,3 75,0 8,5 10,5 6,0 25, ,3 59,7 11,0 18,7-262,5 86,7 12,0 1,3 13,3 73,5 9,75 8,5 8,25 26, ,3 54,3 12,4 37,5-262,5 82,7 10,7 6,6 17,3 73,0 6,25 9,5 11,25 27, ,0 53,7 7,3 37,5-187,5 79,7 16,3 4,0 20,3 78,0 8,75 9,5 3,75 22, ,7 60,3 12,0 18,7-187,5 90,0 5,3 4,7 10,0 79,0 8,75 7,0 5,25 21,05 > 6 37,0 51,0 12,0 12,5-225,0 82,3 10,7 7,0 17,7 80,25 7,0 7,5 5,25 19,75. Tokaj Ciemne Dark ,3 55,7 6,4 10, , ,5 85,7 84, ,3 59,7 6,0 37,5-225,0 79,3 14,0 6,7 20,7 75,75 8,25 6,5 7,5 24, ,7 57,3 9,0 18,7-300,0 86,3 10,7 3,0 13,7 78,5 7,5 9,5 4,5 21, ,0 48,3 11,7 18,7-187,5 84,3 13,0 2,7 15,7 82,3 8,5 6,2 3,0 17,7 > 6 33,0 59,0 8,0 18,7-225,0 83,6 9,0 7,4 16,4 79,5 7,0 9,0 4,5 20,5 11,3 11, ,3 15,7 85,0 80,5 9,5 8, ,0 19,5 Budowę określono na podstawie pomiaru 60Q punktów, skład mineralny na podstawie 300 z ia rn, e stopień obtoczenia z ia rn obliczono ze l00 ziarn w s z lif ie. 2qq The stru ctu re has been determined on the basis of measurements of 600 po in ts, the m ineral composition on grounds ofrgrains, while the degree of polishing of grains has been calculated from 100 g rains in a polished section. a = ziarna ostrokrawędziste - sharp-edged grains, b - ziarna kanciaste - angular grains, с - ziarna słabo obtoczone - slig h tly polished grains, d - ziarna obtoczone - polished g rains, o3r - średni stopień obtoczenia - medium degree of polishing

7 Badania agregatów glebow ych 191 tość skaleni i łyszczyków jest różna i niezależna od zabarwienia agregatów, ale w poszczególnych frakcjach różnice są niewielkie. W sumie jednak zawartość skaleni i łyszczyków jest mniejsza w agregatach jasnych niż w ciemnych, z wyjątkiem frakcji 4 5 mm i powyżej 6 mm średnicy. Minerały wchodzące w skład szkieletu można podzielić na dwie grupy: grupę bierną, którą jest szkielet jałow y (kwarzec, krzemienie) i grupę czynną, reprezentowaną przez szkielet zasobny w niektóre składniki pokarmowe, jak K, Ca, Mg, Fe (skalenie, łyszczyki). Zmienność agregatów może być również uzależniona od stosunku szkieletu do substancji wiążącej. S T O P IE Ń O B T O C Z E N IA S Z K IE L E T U M IN E R A L N E G O W wodoodporności i trwałości niepoślednią rolę odgrywa stopień obtoczenia szkieletu mineralnego. Bardzo dużą rolę przypisuje szkieletowi agregatów oraz jego morfologii Antipow-Karataj ewi współpracownicy [3], a także Tokaj [21, 23]. W niniejszych badaniach oznaczono stopień obtoczenia szkieletu przyjm ując pięciostopniową skalę Ruchina (rys. 3). Wyróżnia ona ziarna ostrokrawędziste, kanciaste, słabo obtoczone, obtoczone i dobrze obtoczone. Ziarn szkieletowych ostrokrawędzistych agregaty jasne zawierają mniej niż ciemne, z wyjątkiem frakcji powyżej 6 mm średnicy (tab. 2). W zawartości ziarn kanciastych w szkielecie agregatów jasnych i ciemnych nie ma różnic. Podobnie jest z zawartością ziarn słabo obtoczonych. Natomiast szkielet agregatów jasnych zawiera więcej ziarn obtoczonych niż szkielet agregatów ciemnych. Ziarn dobrze obtoczonych w szkielecie obu rodzajów agregatów nie znaleziono. Średni stopień obtoczenia ziarn szkieletu frakcji powyżej 6 mm jest prawie ten sam. Wydaje się, że stopień obtoczenia ma wpływ na siłę wiązania ziarn szkieletowych przez lepiszcze i tym samym zwiększa mechaniczną ich trwałość i wodoodporność. Te ostatnie cechy w y stępują silniej u agregatów ciemnych niż jasnych w tych samych frak cjach agregatów. S K Ł A D M IN E R A L N Y W G T E R M O A N A L IZ Y T O K A R S K IE G O W skład substancji lepiszcza agregatów wchodzą głównie minerały ilaste, substancja organiczna, węglany i inne związki chemiczne (tab. 3). Termoanalitycznie oznaczono ilość pięciu najważniejszych składników agregatów. Zawartość montmorylonitu (grupy montmorylonitowej) w agregatach jasnych gleby z M ydlnik jest najm niejsza, większa w agregatach gleby z Jaworek, a największa w agregatach gleby z Małej

8 Tabela 3 ю to Skied mineralny (oznaczony termoanalitycznie) agregatów glebowych trzech gleb brunatnych Mineral composition (therm o-analyticallÿ determined)of s o il aggregates of three types of brown so ils Agregaty jasne - Light aggregates Agregaty ciemne - Dark aggregates Miejsco Frakcja Głę procenty wagowe ^ - weight procenty wagowe - weight «wość i nr bokość profilu Depth Subst. Subst. tion (la ce and org. cm Węglany Pia- Próch org. Węglany Pia Próchp ro file Lit.2) K t.3) Organie Car sek4^ nica u t. Kt. Organie Car sek nica om sub Nr. stance bonates Sand Humus substance bonates Sand Humus Uydlniki 0, ,4 14,1 3,7 0,8 78,0 n.o.^ 4,4 14,0 5,0 0,7 75,9 n.o. P rof.nr ,2 9,3 3,6 0,4 78,5 2,09 11,4 12,1 3,6 0,3 72,6 3, ,1 14,5 2,6 1,0 77,8 1,43 6,0 11,4 3,7 0,3 78,1 3, Д 10,2 2,6 0,4 79,7 1,69 7,6 9,1 3,4 1,1 78,8 2, ,4 9,4 2,6 1,7 80,8 1,62 4,1 18,3 3,2 0,6 73,5 2, ,8 7,9 2,9 1,4 83,0 1,83 6,7 11,0 4,8 0,8 77,8 2,74 > 6 6,9 7,7 2,6 1,8 81,0 2,01 7,0 10,0 1,2 78,0 2,83 Jaworki ,8 10,4 6,6 0,0 75,2 1,20 7,1 9,6 9,5 0,0 73,8 3,03 prof, nr ,7 9,6 6,0 0,0 76,8 2,81 6,7 12,3 7,5 0,0 73,5 1, ,2 7,3 5,8 0,0 79,7 0,90 7,1 9,8 8,3 0,0 74,8 1, ,6 11,0 5,7 0,0 75,7 4,'08 4,6 7,3 8,2 0,0 79,9 4, ,8 12,6 4,8 0,0 83,8 1,76 4,8 8,0 5,9 0,0 81,3 1,05 > 6 10,4 8,7 3,0 0,0 77,9 3,07 7,6 4,8 8,0 0,0 79,6 6,71. T o k a j Tatry 1-2 0, ,4 18,2 11,1 0,6 52,7 n.o. 19,5 14,7 18,1 0,2 Mała Łąka 47,5 n.o. Prof ,4 17,9 11,9 0,5 52,2 n.o. 8,0 10,5 20,5 0,3 6o,7 n.o. nr ,9 13,9 12,6 0,3 58,3 n.o. 16,0 10,6 18,8 0,3 54,3 n.o. Tatra Mts ,5 13,4 13,2 0,7 60,2 n.o. 9,5 15,3 17,8 0,3 57,1 n.o ,4 17,9 12,8 0,4 54,5 n.o. 7,1 12,9 19,0 0,2 6o,8 n.o. > 6 15,1 12,5 13,9 0,3 58,2 n ,7 9,8 21,0 0,3 54,2 n. 0. 1) Średnie z dwóch oznaczeń - iieans of two determinations, 2) tft. - montmorylonit - montmorillonite, 3) Kt. - kaolinit - k aolin ite, 4 ) PiasekM- reszta termicznie nieczynne - Sand - the rest thermally inactive, 5) n.o. - nie oznaczono - undetermined

9 1 >v> Badania agregatów glebow ych 193 Łąki w porównaniu do agregatów ciemnych. Zawartość kaolinitu (grupy kaolinitowej) w agregatach jasnych gleby z Mydlnik jest większa we frakcjach 2 3 i 3 4 mm, a w pozostałych jest mniejsza niż ciemnych. W agregatach gleby z Jaworek jest odwrotnie. W agregatach jasnych gleby z Małej Łąki znajduje się więcej kaolinitu niż w ciemnych, z w y jątkiem frakcji 4 5 mm średnicy. Trzecim składnikiem lepiszcza jest substancja organiczna, która znajduje się w różnej fazie rozkładu i d e cyduje głównie o zabarwieniu agregatów. Zawartość jej jest większa w agregatach ciemnych niż jasnych w zbadanych glebach brunatnych, co stoi w związku ze sposobem ich użytkowania. Agregaty gleby z Mydlnik w ykazują najm niejsze ilości substancji organicznej, a największe Rys. 3. Skala obtoczenia w edług R uchina Stopień obtoczenia obliczono w edług wzoru: - S Y X g d z ie : O śr ś r e d n i s to p ie ń o b to c z e n ia d e tr y tu s u m in e ra ln e g o, X lic z b a z ia r n u ż y ty c h d o b a d a n ia (100), Y 0 lic z b a z ia rn o d a n y m s to p n iu o b to c z e n ia, O q s to p ie ń o b to c z e n ia p rz y jm o w a n y d la z ia r n a = 0, b = l, c = 2, d = 3, e = 4, a z ia r n a o s tro k ra w ę d z is te, b z ia r n a k a n c ia s te, с z ia r n a s ła b o o b to c z o n e, d z ia r n a o b to c z o n e, e z ia r n a d o b rz e o b to c z o n e R oundness scale after R uchin D egree of roundness defined with! form ula w h e re : m e a n ~~ m e a n ro u n d in g d e g re e o f t h e m in e r a l d e tr itu s, X n u m b e r o f g r a in s u s e d in te s ts (100), Y q n u m b e r o f g r a in s w ith g iv e n r o u n d in g d e g re e, O q r o u n d in g d e g r e e ta k e n f o r g ra in s, a = 0, b = l, c = 2, d = 3 i e = 4, a _ s h a r p - e d g e d g ra in s, b a n g u la r g ra in s, с s lig h tly r o u n d e d g ra in s, d ro u n d e d g ra in s, e w e ll- r o u n d e d g ra in s agregaty gleby z Małej Łąki. Agregaty gleby z Jaworek zajm ują ilości pośrednie. W agregatach ciemnych oznaczenia oksydometryczne zaw artości próchnicy dają te same wyniki co oznaczenia termiczne. W agre- 1 3 R o c z n ik i g le b o z n a w c z e t. X V III

10 194 J. Tokaj gatach jasnych gleby z M ydlnik wymienione metody dają nieco rozbieżne wyniki. W agregatach gleby z Jaw orek różnice między oznaczeniam i term icznym i i oksydometrycznymi są znaczne. W ystępująca w glebie substancja organiczna znajduje się w różnym stopniu rozkładu i dlatego niejednakowo jest podatna na utlenianie. W pewnej fazie humifikacji tworzą się w glebie ważne kompleksy organiczno-mineralne [22] lub złożone połączenia łańcuchowe organicznych koloidów z minerałami ilastymi [4], które mają również pewien wpływ na stopień utleniania substancji organicznej. Substancja organiczna obok m ontm orylonitu jest najważniejszym składnikiem agregatów ze względu na swe właściwości koloidalne. Czwartym z kolei składnikiem lepiszcza są występujące w małej ilości węglany. Agregaty gleby z Jaworek nie zawierają ich w ogóle, a w pozostałych glebach ich zawartość waha się w granicach od 0,2 do 1,7. Jak wynika ze składu mineralnego, zawartość montmorylonitu jest różna w agregatach jasnych w poszczególnych wielkościach frakcji. Agregaty gleby z Mydlnik zawierają najmniejsze ilości montmorylonitu, więcej agregaty gleby z Jaworek, a najwięcej z Małej Łąki. Kaolinitu jest więcej niż m ontm orylonitu w agregatach badanych gleb, z w y jątkiem frakcji 2 3, 3 4 m m średnicy. Ząwartość piasku (reszta term icznie nieczynna) jest najmniejsza w agregatach gleby z Małej Łąki, w iększa gleby z Jaworek i największa gleby z Mydlnik. Różnice w składzie mineralnym zaznaczają się również w agregatach ciemnych. Największa ilość montmorylonitu znajduje się w agregatach gleby z Małej Łąki, a w agregatach pozostałych dwóch gleb ilość ta jest zmienna. Frakcje 1 2, 3 4 i 5 6 mm agregatów gleby z Mydlnik wykazują większą zawartość montmorylonitu niż te same frakcje gleby z Jaworek, w pozostałych zaś frakcjach jest odwrotnie. Zawartość kaolinitu jest różna. Największe ilości tego składnika zawierają agregaty gleby z Małej Łąki, z wyjątkiem frakcji 2 3, 4 5 i powyżej 6 mm, w agregatach gleby z Jaw orek z w yjątkiem frakcji 4 5 i powyżej 6 mm. Z dotychczasowych wyników analitycznych wynika, że w procesach sklejania szkieletu agregatów decydujące znaczenie m ają m inerały ilaste grupy montmorylonitowej i kaolinitowej oraz substancje organiczne. WŁAŚCIW OŚCI CHEMICZNE I NIEKTÓRE SORPCYJNE S K Ł A D C H E M IC Z N Y W Y C IĄ G Ó W Z A G R E G A T Ó W W 20 НС1 (1:1) W celu uzupełnienia term oanalitycznych oznaczeń składników lepiszcza agregatów gleb z Mydlnik i Jaw orek przeprowadzono analizę chemiczną ekstraktów otrzym anych z nich za pomocą kwasu solnego. Ozna-

11 Tabela 4 Analiza chemiczna wyciągów w 20 HC1 agregatów glebowych o zabarwieniu jasnym i ciemnym Chemical analysis of 20 HCl ex tracts of s o il aggregates lig h t and dark coloured Miejscowość i typ gleby Place and type of so il Mydlniki Gleba brunatna 0-25 cm P ro f il nr 1 Brown s o il P ro file nr. 1 Jaworki Gleba brunatna P ro fil nr cm Brown s o il P ro file Nr.49 Mydlniki Gleba brunatna P ro fil nr cm Brown so il P ro file Nr. 1 Jaworki Gleba brunatna P ro fil nr cm Brown 6 o i l. P rofile Nr. 49 Frakcja agregatów Fraction of aggregates Zabarwienie agregatów C oloration Czçéc niero z puszczalna Insoluble H20 SiÛ2 a i 2o3 Fe2 3 CaO UgO K20 Na20 Ti02 UnO p2 5 SO3 w - in Ю5 С S tra ta na p rażeniu Ig n i tion * > * ^ 6 * * > * > 6 * Jasne Light Jasne Light Ciemne Dark Ciemne Dark 68,92 72,68 67,33 71,03 72,20 72,18 67,50 72, ü0 69,95 72,88 72,37 67,75 68,20 70,67 65,95 66,88 66,24 69,28 68,88 69,05 69,48 72,55 70,70 70,12 * Średnie z dwóch analiz - ijean values of two analyses 14,28 10,10 14,94 11,66 11,76 9,50 8,34 7,93 9,50 7,42 7,41 9,38 11,62 11,93 15,79 14,16 15,62 12,28 8,50 8,61 7,82 7, ,90 5,05 4,00 4,20 5,04 4,27 4,46 3,88 1,93 2,33 1,70 4,25 3,65 5,10 5,50 5, , ,89 2,41 2,61 2, , ,50 3,60 1,36 1,23 0,75 1, ,40 2,80 3,50 3,95 o,6o 2,20 2,51 2,31 2,71 2,22 3,56 3,81 0,67 0,60 0,65 0,58 0,35 1,10 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 1,05 0,91 0,80 1,53 0,70 0,90 0,73 0,63 0,68 0,70 0,85 0,80 0,80 0,79 0,62 0,78 1,45 0,50 0,83 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 1,83 0,58 0,87 1,50 1,35 1,61 0,38 0,59 0,49 0,54 0,54 0,54 0,,85 0,69 0,85 0, 0,64 0,38-0,54 0,82 0,82 - Iв 1. 0,34,47 0,57 0,81 - a l. 0,32-0,06 0,06 0,09 0, ,03 0,04 0,01 0,02 0,01 0,05 0,09 0,08 0,09 0,05 0,10 0,13 0,05 0,05 0,19 0,03-0,13 0,07 0,07 0,20 of aggregates mm p art losses 0,08-0,30 0,20 0,28 0,11 0,24 0, ,28 0,18 0,26 0,23 0,14 0,27 2,12 2,00 2,14 2, ,22 1,19 2, ,27 2,25 2,14 2,54 2,16 2,20 2, ,14 2,29 2, Об , ,42 6,20 4,67 4, ,30 6,29 5,90 4,00 5,83 4,98 - Stosunki molowe Molar re la tio n s Si02, Al20^ i Fe203 Si02 S i02 S i02 r2 3 a i 2o3 Fe203 0,99 0,66 1,02 0,72 0,81 0,61 0,68 0,76 1,00 0,63 0,51 0,6*1 0,58 0,81 1,02 0,74 1,43 0,85 0,61 0,71 0,60 0,59 0,52 0,56 1, , ,77 1,31 0,98 1,10 1,28 1,13 2,32 2,37 4,00 1,70 2,55 1,63 1,67 1,42 1,17 1,44 1,32 1,14 1,79 1,83 2,05 1, ,77 1,00 2,30 2,42 4,77 1,53 0,67 0,82 0,59 1,61 1,70 1,35 9,80 2,10 1,31 1,40 1,08 1,25 0,75 0,80 Badania agregatów glebow ych to Cn

12 196 J. Tokaj czono 12 składników (tab. 4). Okazało się, że zawartość rozpuszczalnej krzemionki we wszystkich frakcjach agregatów jasnych gleby z Mydlnik jest większa niż w ciemnych, z wyjątkiem frakcji 1 2 mm. Różnice wynoszą kilka procent i występują nie tylko między agregatami różnej barw y, ale również i między ich poszczególnymi frakcjam i. W agregatach gleby z Jaworek ilość rozpuszczalnej krzemionki jest mniejsza i prawie taka sama w agregatach jasnych jak w ciemnych, prócz frakcji 4 5 i powyżej 6 mm. Zawartość A120 3 jest większa w agregatach jasnych obu gleb, z wyjątkiem frakcji 5 6 i powyżej 6 mm średnicy gleby z Mydlnik. W niektórych frakcjach agregatów ciemnych obu gleb jest więcej żelaza niż w jasnych. W agregatach jasnych obu gleb zaw artość CaO jest mniejsza niż w ciemnych, oprócz frakcji powyżej 6 mm. Zawartość MgO w agregatach jasnych gleby z Mydlnik jest większa we frakcjach 2 3 i 5 6 mm, ale tylko nieznacznie, natomiast w glebie z Jaworek jest ona większa w agregatach jasnych niż w ciemnych. Ilości tych dwóch ostatnich składników w agregatach gleby z Jaworek są mniejsze niż w agregatach gleby z Mydlnik. Zawartość pozostałych składników jest różna i bardzo mała (czasem naw et tylko ślady). Zawartość wody higroskopowej jest mniejsza w agregatach jasnych niż w ciemnych gleby z Mydlnik, a w agregatach gleby z Jaworek różnic pod tym względem nie stwierdzono. Należy podkreślić, że zarówno agregaty jasne, jak i ciemne w ykazują ilościowe różnice w składzie chemicznym w poszczególnych frakcjach naw et w obrębie poziomu akum ulacyjnego jednej gleby. Wartości liczbowe stosunków molarnych S i0 2 : R20 3, S i0 2 : A120 3 i Si0 2 : Fe20 3 są również niejednakowe w agregatach jasnych i ciemnych (tab. 4). Różnice te zaznaczają się bardziej między frakcjami niż pomiędzy agregatami jasnymi i ciemnymi i są większe dla stosunku S i0 2 i A120 3 i S i0 2 i Fe20 3 niż S i0 2 i R20 3. N IE K T Ó R E W Ł A S N O Ś C I C H E M IC Z N E I S O R P C Y JN E A G R E G A T Ó W G L E B O W Y C H Zawartość przyswajalnego fosforu i potasu jest mniejsza w agregatach jasnych niż ciemnych gleby z Mydlnik, z wyjątkiem frakcji 1 2 i 2 3 mm średnicy. Zawartość węgla utlenialnego, jak również i azotu jest mniejsza w agregatach jasnych niż ciemnych we wszystkich zbadanych frakcjach. Podobnie zaznacza się stosunek liczbowy С : N, z w y jątkiem frakcji 1 2 mm średnicy. Agregaty ciemne we wszystkich sześciu frakcjach m ają odczyn kw aśniejszy niż jasne (tab. 5). W celu oznaczenia zdolności sorpcyjnych zastosowano metodę T o karskiego [2 2] sorpcji błękitu metylenowego przez m inerały ilaste. Ich powierzchnię właściwą obliczano na podstawie wzoru Zunkera. Sor-

13 Niektóre właściwości chemiczne i sorpcyjne agregatów glebowych, gleby brunatnej z Mydlnik, p r o fil 1 od 0-25 cm Some chemical and sorptive p ro p erties of so il aggregates in brown s o ils at Mydlniki, profile n r.l cm T a b e l a 5 Frakcja Fraction mm Zabarwienie agregatów C oloration of aggregates Zawartość w 100 g.gleby przyswajalnego w mg Content of av ailab le chemical in mg/100 g s o il P2 5 K20 Zawartość С organicznego Content of organic С Zawartość N organicznego Content of organic N Stosunek Ratio С : N pilc w H20 d esty l. phc in d e s tille d h2o Zawartość montmorylo n itu i k a o lin itu Content of montraorillonite and k a o lin ite 1*0 ж: b= 40 * 1 О о о д JG g чо 1 1 ró B łękit metylenowy Methylene blue o b liczony calcu la te d 1-2 Jasne - Light ,22 0,22 5,55 6,9 17,7 2007, ,83 0,22 3,80 7,2 18,6 3533, ,98 0,20 4,90 7,0 17,3 431, ,94 0,22 4,30 7,2 14,9 281, ,06 0,22 4,82 6,9 12,7 203, > ,16 0,28 4,14 7,2 14,6 33, Ciemne - Dark 1 4 1,96 0,38 5,16 6,8 23,5 4746, ,81 0,25 7,24 6,7 17,4 1534, ,65 0,27 6,11 6,6 16,7 372, znaleziony found Badania agregatów glebowych ,50 0,23 6,52 7,0 22,7 20б,1б ,60 0,25 6,40 6,7 17,7 357, > ,64 0,32 5,13 6,8 17,0 77, Wartości średnie z dwóch oznaczeń ** U «powierzchnie właściwa w cm^ na g gleby cc

14 198 J. Tokaj pcja błękitu metylenowego idzie w parze z zawartością minerałów ilastych, niezależnie od zabarwienia agregatów i ich wielkości. W zbadanych frakcjach obliczone ilości błękitu są większe do 2 ml od wielkości znalezionych. Powierzchnia właściwa waha się w szerokich granicach zarówno w agregatach o zabarwieniu jasnym, jak i ciemnym. U agregatów jasnych we frakcjach 2 3 i 3 4 mm średnicy powierzchnia w łaściwa jest większa niż u ciemnych, w pozostałych jest mniejsza. Powierzchnia właściwa maleje z wielkością frakcji agregatów jasnych i ciemnych. D Y SK U SJA W YNIKÓW I W NIOSKI Przy rozpatrywaniu definicji struktury gleby niektórzy badacze ograniczają wym iary agregatów do wielkości od 0,25 do 10 mm lub od 1 do 10 mm średnicy nie uwzględniając ilościowych stosunków między poszczególnymi wielkościami. Nie wydaje się to słuszne ze względu na stan agregacji w w arunkach polowych. Stąd też proponuje się następującą definicję: struktura gleby jest to agregatowość lub ziarnistość m aterii glebowej w danych warunkach użytkowania gleby, charakterystyczna jakościowo i ilościowo dla każdej gleby i wskutek tego zmienna w przestrzeni i w czasie. Określenie takie uwzględnia jakość i ilość agregatów, stosunki między nimi oraz zmianę zależną od upraw y, sposobu użytkowania w przestrzeni i w czasie. N ajbardziej racjonalnie rozpatruje zagadnienie stru k tury roli Świętochowski [18], a Kaczyński [7] i Frese [5] podkreślają znaczenie ściślejszego definiowania stru k tu ry gleby. Dotychczasowe nieliczne badania nad agregatami glebowymi К u - bienyf [11, 13], Antipow-Karata jewa i współpracowników [3], Altemüllera [2], Kellermana [9], Parfienowej i J a - riłowej [14] podawały opis tylko niektórych frakcji lub pojedynczych bryłek glebowych. Tego rodzaju badania nie dają pełnego obrazu stanu rzeczy. Wymienieni autorzy nie badali metodą ilościową szlifów z agregatów poszczególnych frakcji jednej gleby, a często wybierali tylko niektóre frakcje, uważane za najważniejsze. Tymczasem każda frakcja zasługuje na uwagę, jeśli jest częścią składową badanej gleby. W zależności od jakości lepiszcza szkielet mineralny agregatów może być sklejany lub cementowany, co oczywiście ma duży wpływ na właściwości agregatów. Zwraca na to uwagę również Wierszinin [26]. Niezmiernie ważną cechą agregatów jest ich porowatość, która ma szczególne znaczenie dla kształtowania się procesów mikrobiologicznych i tym samym wpływa na wartość rolniczą gleby. Świętochowski uważa

15 Badania agregatów glebow ych 199 pory za naczynia krwionośne gleby i główne miejsce przem ian w układzie gleba roślina drobnoustroje. W szlifie możemy odróżnić rodzaj, pochodzenie, wielkość i ilość przestworów. Oprócz tego możemy ustalić stopień rozkładu substancji organicznej, która stanowi nie tylko źródło powstającej próchnicy, ale może również być szkieletem organicznym w agregacie glebowym i nadawać mu trwałość przez umacnianie substancji ilastej. Badanie szkieletu mineralnego rzuca wiele światła na pochodzenie materiału glebowego, z którego wytworzyły się agregaty, i stąd można wnosić o ilości zaw artych w nich składników pokarmowych. K apilarna pojemność wodna agregatów jest zależna od ilości zaw artych w nich minerałów ilastych i próchnicy. Ponieważ jest ich więcej w agregatach ciemnych, odgrywają one większą rolę niż jasne w procesie hamowania erozji powierzchniowej oraz m ikroerozji wgłębnej. Nawiasem mówiąc rozpad agregatów pod wpływem wody, a tym samym zagęszczenie układu cząstek glebowych wpływa szczególnie niekorzystnie na stosunki powietrzne gleby i rozwój systemu korzeniowego roślin. Dzięki badaniu agregatów możemy najlepiej uchwycić stopień odporności gleby na rozmywające działanie wody. Stąd wydaje się, że badania nad agregatami glebowymi mają znaczenie nie tylko teoretyczne, ale także dla praktyki rolniczej. Należy zaznaczyć, że przy badaniu wodoodporności agregatów istnieją duże kontrow ersje metodyczne. Praw ie każdy z badaczy przedstawia inną metodę, a naw et często oznacza nie te same zjawiska przebiegające w glebie, bo zarówno dotyczące struktury, jak i tekstury gleby [16, 17]. Zwięzłość agregatów oznaczona na podstawie wytrzymałości na rozgniatanie wykazuje duże różnice w zależności od wielkości (frakcji), a także w zależności od barwy. Zwięzłość agregatów zależy przede wszystkim od zawartości i rodzaju szkieletu oraz od lepiszcza. Każdy z tych składników charakteryzuje się specyficznymi właściwościami. Ponieważ jakość i ilość tych składowych jest różna w poszczególnych frakcjach, wynikają stąd różnice w odporności na rozgniatanie. Ostrokrawędzistych i słabo obtoczonych ziarn szkieletowych (detrytusu m i neralnego) agregaty jasne zawierają mniej niż ciemne. Do szkieletu ostrokrawędzistego substancja lepiszcza przylega lepiej niż do obtoczonego, co w ydaje się być jedną z przyczyn większej wytrzymałości agregatów ciemnych niż jasnych. Zawartość montmorylonitu w agregatach jasnych jest mniejsza niż w ciemnych, z wyjątkiem frakcji 1 2 i 2 3 mm średnicy. Kaolinit słabiej pęcznieje w wodzie niż montmorylonit. Substancja organiczna decyduje głównie o zabarwieniu agregatów, jak również może tworzyć kompleksowe połączenia z m inerałam i

16 200 J. Tokaj ilastymi i wpływać na właściwości fizyczne i chemiczne agregatów glebowych nie tylko jasnych, ale i ciemnych. Zawartość węglanów jest bardzo mała w poszczególnych frakcjach zarówno agregatów jasnych, jak i ciemnych. Otrzymane wyniki poprzednich badań [2 0, 1] wskazują, że wpływ węglanów na wodoodporność agregatów jest bardzo ograniczony. Agregaty rędzin wykazują mniejszą wodoodporność od agregatów z gleb kwaśnych lub obojętnych. A gregaty gleby z Jaw orek nie zaw ierają w ogóle węglanów, ale m ają w y soki stopień odporności przed rozmywającym działaniem wody. Podobnie zachowują się agregaty z Małej Łąki w Tatrach. O wodoodporności decyduje tu głównie zawartość minerałów ilastych i substancji organicznej. A gregaty jasne gleby upraw nej m ają mniej rozpuszczalnej krzemionki niż ciemne, z wyjątkiem frakcji 1 2 mm średnicy, a agregaty gleby łąkowo-pastwiskowej nie wykazują różnic między agregatami jasnymi i ciemnymi. Zawartość A120 3 jest także różna w poszczególnych frakcjach agregatów jasnych i ciemnych, ale agregaty jasne gleby z Jaworek zawierają mniejszą jego ilość niż jasne gleby z Mydlnik. Frakcje drobniejsze agregatów jasnych gleby z Mydlnik mają mniejszą ilość Fe20 3 niż grubsze. Podobnie jest także w agregatach gleby z Jaworek. Agregaty jasne obu gleb mają mniejszą ilość CaO niż ciemne, a ilość MgO jest na ogół większa w ciemnych glebach z Mydlnik, a m niejsza w jasnych glebach z Jaworek. Ogólnie, jak wskazują otrzym ane w y niki liczbowe, zaznacza się ilościowe zróżnicowanie składu chemicznego pomiędzy poszczególnymi frakcjami agregatów jednej gleby (poziomu akumulacyjno-próchnicznego), jak również w obrębie samych agregatów jasnych i samych ciemnych. CaO i Fe20 3 tworzą z próchnicą humiany wapnia lub żelaza albo połączenia kompleksowe i przyczyniają się do zwiększenia mechanicznej trwałości (wytrzymałości na rozgniatanie) w różnym stanie fizycznym, jak również do zwiększania wodoodporności. Wskaźniki stosunków Si0 2 : R20 3, S i0 2 : A120 3 i S i0 2 : Fe20 3 zaznaczają się różnie w agregatach obu gleb pomiędzy frakcjami i rodzajem zabarwienia. Wskaźniki te w agregatach gleby uprawnej są bardziej różne niż w agregatach gleby łąkowo-pastwiskowej. Świadczy to o większym nasileniu procesów chemicznych i biochemicznych gleby upraw nej (poziomu akumulacyjno-próchnicznego) niż łąkowo-pastwiskowej. Fosfor i potas znajdują się w agregatach ciemnych w większości frakcji agregatów. Zawartość utlenialnego węgla i azotu oraz stosunek С : N są większe w agregatach ciemnych niż jasnych. A gregaty jasne w ykazują mniejszą kwasowość niż ciemne, przy czym te ostatnie zawierają więcej CaO i MgO. W ydaje się, że kationy wapnia i magnezu są zwią

17 Badania agregatów glebow ych 201 zane z próchnicą i tworzą połączenia nie dysocjujące w wodzie destylowanej (humiany). Zdolność sorpcji błękitu metylenowego, jak w skazują niektóre badania [24, 25], idzie w parze z zawartością minerałów ilastych niezależnie od zabarwienia agregatów i obliczonej wg wzoru Zunkera powierzchni właściwej. Z analizy i syntezy wyników analitycznych przeprowadzonego stu dium nad agregatam i glebowymi można wysnuć następujące wnioski: 1. Zbadane pod mikroskopem polaryzacyjnym agregaty o zabarw ieniu jasnym i ciemnym w cienkich szlifach różnią się między sobą. Różnice dotyczą szkieletu mineralnego, lepiszcza i porowatości poszczególnych frakcji, występujących w jednym poziomie akumulacyjno-próchniczym tego samego typu gleby. 2. W szkielecie mineralnym agregatów jasnych znajduje się więcej kwarcu i sumarycznie więcej skaleni i łyszczyków tylko we frakcji 3 4 i powyżej 6 mm niż w szkielecie agregatów ciemnych. Zawartość skaleni i łyszczyków w szkielecie agregatów jasnych i ciemnych nie wykazuje różnic w poszczególnych frakcjach. 3. W szkielecie mineralnym agregatów jasnych znajduje się więcej ziarn obtoczonych i słabo obtoczonych niż w szkielecie agregatów ciemnych. W zawartości ziarn kanciastych nie ma różnic między szkieletem agregatów jasnych i ciemnych w poszczególnych frakcjach. Średni stopień obtoczenia ziarn mineralnego szkieletu jest większy w agregatach jasnych niż ciemnych (wyjątek stanowi frakcja 3 4 i powyżej 6 mm średnicy). 4. K apilarna pojemność wodna jest większa w tych frakcjach agregatów, które zaw ierają więcej minerałów ilastych. Wodoodporność agregatów jasnych jest mniejsza niż ciemnych, podobnie zachowuje się zwięzłość w stanie powietrznie suchym. 5. Zawartość lepiszcza jest mniejsza w agregatach jasnych niż ciemnych, a zawartość substancji organicznej większa w agregatach ciemnych. W składzie mineralnym (wg termoanalizy) zaznaczają się wyraźne różnice pomiędzy frakcjam i agregatów zarówno jasnych, jak i ciemnych. 6. Różnice w zabarwieniu agregatów w poziomie akumulacyjnym można tłumaczyć silniejszym nasyceniem substancją organiczną i połączeniami kompleksowymi, hum ianam i wapnia lub żelaza. 7. Azotu jest mniej w agregatach jasnych, ponieważ te zawierają mniej substancji organicznej niż ciemne. Podobnie jest z zawartością przyswajalnego fosforu i potasu, ponieważ agregaty jasne zawierają mniej minerałów ilastych (montmorylonitu) niż ciemne. Potas chwilowo niedostępny dla roślin związany jest w ortoklazie i muskowicie, których jest mniej w agregatach jasnych niż w ciemnych (wyjątek stanowi frakcja 3 4 i powyżej 6 mm średnicy).

18 202 J. Tokaj 8. Na podstawie wyników analitycznych agregaty o zabarwieniu jasnym zalicza się do typu krzemionkowo-glinowo-próchnicznego1, a agregaty ciemne do typu krzemionkowo-próchniczno-żelazistego1. Typy te zostały wyróżnione na podstawie ilościowego składu lepiszcza sklejającego m ineralny szkielet w agregaty. 9. Dotychczasowe definicje stru k tu ry gleby nie odzwierciedlają n a turalnych warunków w agregacji tworzywa gleby. Należy wyraźnie odróżniać w gleboznawstwie agregatowość (gruzełkowatość) i stru k tu rę gleby. 10. Zastosowane m etody mikroskopowo-chemiczne i fizyczne są dostatecznie dokładne i stosunkowo proste w zastosowaniu przy ocenie agregatów glebowych zarówno od strony gleboznawczej, jak i wartości rolniczej. * Doc. Dr T. Komornickiemu i Dr K. Oleksynowej składam serdeczne podziękowania za rady i uwagi przy wykonywaniu pracy. Laborantowi F. Habie serdecznie dziękuję za wykonanie szlifów mikroskopowych. LITERATURA [1] Adamczyk B., Tokaj J.: Studia nad glebam i górskim i. Cz. I. Gromada Sieniaw a. Roczn. Glebozn., t. 6, s [2] Altem üller H.: M ikroskopische U ntersuchungen einiger L öss-b odentypen m it H ilfe von D ünnschliffen. Zeitsch. f. Pflanzenern., Düng. u. Bodenk., B. 72, H. 2, S [3] A ntipow -K aratajew I. N., Kellerm an W. W., С h a n D. W. : О poczw iennom agriegatie i m ietodach jego issledow anija. M oskw a Leningrad, Izd. AN SSSR, 1948, s [4] F l a i g W.: Zur C hem ie der anorganischen und organischen K om ponenten der Strukturbildung. Problem e der K rüm elstabilitätsm essung und der K rüm elbildung. D eutsche Akad. Landw iss. zu Berlin, 1958, s [5] Frese H.: Zur B ildung von M akrogefüge-t ypen im A ckerboden durch a t m osphärische E inflüsse. Problem e der K rüm elstabilitätsm essung und der K rüm elbildung. D eutsche Akad. L andw iss. zu Berlin, 1958, s [6] Jabłoński В.: Z astosow anie m ikroskopow ych szlifów glebow ych w badaniach nad rozkładem resztek roślinnych w glebie. Roczn. Glebozn., t. 13, z. 1, s Składniki w ym ieniono kolejno w ilości od najw iększej do najm niejszej.

19 Badania agregatów glebow ych 203 [7] К а с z y ń s к i N. A.: D ie N atur der m echanischen Stabilität und W asserstabilitätsm essung und der K rüm elbildung. D eutsche Akad. Landw iss. zu Berlin, 1958, s [8] Kaczyński N. A.: Fizikochim iczeskije sw ojstw a poczw y как now yje fa k tor charakterizujuszczij tip poczw y i opriedieljajuszczyj usłow ija raboty stfelskochozjajstwiennych m aszin. Roczn. N auk Roln., t. 87, A -2, s [9] Keller mann W. W.: F izikochim iczeskije sw ojstw a w odoustojcziw ych agriegatow w razlicznych tipach poczw SSSR. W oprosy fiziko-ch im ii poczw i m ietody issledow anija. M oskwa Izd. A N SRRR, s [10] Kowaliński S.: Zróżnicow anie w łaściw ości czarnych ziem pod w pływ em użytkow ania. Z eszyty Nauk. W SR W rocław, 1961, s [11] Kubień a W. L.: W esen, Z iele und A nw endungsgebiete der m ikrom orphogram etrischen Strukturanalyse des Bodens. Zeitschr. f. Pflanzenern., Düng, u. Bodenk., B. 97, H. 3, 1962, s [12] Kubie na W. L., Beckmann W., Geyger E.: Zur M ethodik der fotogram etrischen Strukturanalyse des Bodens. Zeitschr. f. Pflanzenern., Düng, u. Bodenk., В 92, H. 2, 1961, s [13] Kubiena W. L.: B estim m ungsbuch und System atik der Böden Europas. F. Enke, Stuttgard 1953, s [14] Parfienowa J., Jariłowa J.: M inier ałogi czeski je issledow anija w poczw ow iedienjl Izd. A N SSSR, M oskw a 1962, s [15] Polskij M. N.: Ob izuczenji poroznosti i m akrostruktury poczw iennych agregatów w polirow anych szlifach. Poczw ow iedien., 4, 1952, s [16] Problem e der K rüm elstabilitätsm essung und der K rüm elbildung. D eutsche A kadem ie der L andw irtschaftsw iss. zu Berlin, 1958, s [17] Św iętochow ski В.: Próchniczne w skaźniki żyzności gleby w św ietle dośw iadczeń. Roczn. Glebozn., t. 12, 1962, s [18] Św iętochow ski B.: U praw a roli. PWRiL, W arszaw a 1957, s [19] Tokaj J.: W stępne badania niektórych fizycznych w łaściw ości gruzełek glebow ych. Post. Nauk Roln., 1957, s [20] Tokaj J.: O niektórych w łaściw ościach fizycznych agregatów gleb górskich. Roczn. Glebozn., t. 10, z. 2, s [21] Tokaj J. Badania nad m ikrostrukturą agregatów niektórych gleb górskich. Roczn. Glebozn., dodatek do t. 13, s [22] Tokarski J.: Studia nad koloidam i gleb lekkich w Polsce. Roczn. Nauk Roln., 1957, t. 76, A -3, s [23] Tokaj J.: Próba w yjaśnienia trw ałości agregatów poziom u akum ulacyjnego różnych typów gleb. Roczn. Glebozn., dodatek do t. 10, s [24] Tokarski J., Tokaj J.: O postęp w bonitacyjnej klasyfikacji gleb. Z eszyty Nauk. WSR Kraków, R olnictw o, 1960, nr 7, d [25] Tokarski J.: Ilościow a charakterystyka m ineralogiczna polskich gleb piaszczysto-ilastych. Roczn. N auk Roln., t. 80-A -4, s [26] Wierszinin P. W.: P oczw iennaja struktura i usłow ija jejo form irow anija. Izd. AN SSSR, M oskwa Leningrad, 1958, s

20 204 J. Tokaj Ю. ТОКАЙ КОЛИЧЕСТВЕННОЕ МИКРОСКОПО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВЕННЫХ АГРЕГАТОВ КАК ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРЫ ЧАСТЬ II ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, МИНЕРАЛЬНЫЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ПОГЛОЩАЮЩИЕ СВОЙСТВА Кафедра Почвоведения Высшей Сельскохозяйственной Школы в Кракове Резюме Изучение физических, химических и минералогических свойств проводилось на светлых и темных агрегатах аккумулятивно-гумусового горизонта бурых типичных почв м. Мыдльники и бурых кислых лугово-пастбищных почв м. Яворки. 1. Удельный и объёмный вес светлых агрегатов немного выше чем темных. Светлые агрегаты показывают меньшую общую пористость, чем темные. 2. Каппилярная водоёмкость агрегатов различна и независима от их окраски. 3. Почвы содержат больше любой величины агрегатов темных, чем светлых. Темные агрегаты более водопрочны, чем светлые. 4. Сопротивляемость раздавливанию воздушно-сухих, насыщенных водяным паром и высушенных в температуре 110 С светлых агрегатов ниже, чем темных. 5. Светлые агрегаты показывают большие количественное различие в содержании скелета и склеивающих веществ, чем темные агрегаты. Пористость установленная по микроскопическому определению немного больше в светлых агрегатах чем в темных и колеблется в меньших пределах. 6. Светлые агрегаты содержат больше кварца чем темные агрегаты. Содержание полевого шпата и слюды различно, независимо от окраски агрегатов. 7. Светлые агрегаты содержат больше скелетных зерен с острыми краями и обточенных, чем темные. В содержании угловатых зерен нет разниц между агрегатами светлыми и темными. Хорошо обточенные зерна отсутствуют в скелете агрегатов светлых и темных. 8. Содержание монтмориллонита и каолинита в общем меньше в агрегатах светлых чем в агрегатах темных. Содержание гумуса в темных агрегатах большое а содержание карбонатов очень низкое. В агрегатах почвы Яворки их вовсе нет. Так светлые, как и темные агрегаты показывают количественную дифференциацию минерального состава отдельных фракций, величина которых установлена с помощью термического анализа. 9. Содержание растворимого кремнезема, А12Оз и MgO выше в светлых агрегатах чем в темных. Содержание Fe20 3 различно в отдельных фракциях светлых и темных агрегатов а содержание СаО больше г. светлых агрегатах чем в темных. Цифровые величины молярных соотношений S i0 2 : R2O3, S i0 2 : А120 3 и S i0 2 : Fe2Oa различны в светлых и темных агрегатах почв Мыдльники и Яворки. 10. Содержание усвояемого фосфора, калия, окисляемого углерода и общего азота меньше в светлых агрегатах чем в темных. Подобное отмечается в соотношении С : N. Темные агрегаты обнаруживают более кислую реакцию чем светлые агрегаты. И. Сорбция метиленового (голубого) связана с содержанием глинистых минералов, независимо от окраски агрегатов и их крупности (диаметра). Удельная по

21 B adania agregatów glebow ych 205 верхность колеблется в широких пределах, так в светлых агрегатах так и в темных и уменьшается с крупностью фракции (диаметра). 12. В результате проведенного изучения почвенных агрегатов уточнено понятие структуры почв, которое более соответствует действительному положению. Это определение гласит: структура почв это агрегатность или зернистость почвенной материи, находящаяся в данных естественных (природных) условиях пользования почвой, характерная (отличительная) в качественном и количественном отношении для каждой почвы и вследствие этого напсстоянная в пространстве и во времени. J. T O K A J Q UANTITATIVE MICROSCOPIC A N D CHEMICAL INVESTIGATIONS ON SOIL AGGREGATES A S STRUCTURAL ELEMENTS PART II PHYSICAL PROPERTIES, M INERAL COMPOSITION AND SORPTIVE PROPERTIES D e p a r tm e n t o f S o il S c ie n c e, C o lle g e o f A g r ic u ltu r e, C ra c o w Summary The invastigations on physical, chem ical and m ineralogie properties w ere made on ligh t- and dark-color aggregates of the hum us accum ulation horizons of brown soils proper from M ydlniki and acid brow n m eadow -pasture soils from Jaworki. 1. The specific and volum e w eight of the light-color aggregates is som ew hat greater than that of the dark-color ones, their total porosity is lesser than in the dark aggregates. 2. The capillary w ater capacity of the soil aggregates varies independently of their color. 2. The soils contain m ore dark than light m oisture-repellent aggregates of all sizes,. The dark aggregates are m ore resistive to the scouring action of w ater than the light-color ones. 4. The resistance to crushing of air-dry aggregates, saturated w ith w ater vapor and dried at 110 C, is lesser in ligh t than in dark aggregates. 5. L ight-color aggregates show ed greater quntitative differences in contents of skeletal parts and binders than the dark aggregates, their m icroscopically determ ined porosity in som ew hat greater and varies in narrower lim its than that of the dark aggregates. 6. The light-color aggregates contain m ore quartz than the dark ones. Their feldspar and m ica contents vary independently of the color of the aggregate. 7. L ight-color aggregates have more sharpedged and rounded sk eletal grains than th e dark ones. There is no difference in contents of angular grains betw een the tw o groups. W ell-rounded particles are lacking in the skeletal parts of both groups of aggregates. 8. M ontm orillonite and kaolinite contents are in general sm aller in the ligh t-color than in the dark aggregates. Hum us contents are greater in the dark aggregates. Contents of carbonates are very low, none at all being present in the soils

22 206 J. Tokaj from Jaworki. The light as w ell as the dark aggregates show num erical differentiation in the m echanical com position of the particular fractions, w hose m agnitude w as determ ined by m eans of therm al analysis. 9. The am ounts of soluble silica, A120 3 and MgO are greater in the ligh t-color than in the dark aggregates. Fe20 3 contents differ in the particular fractions of the light and the dark aggregates, CaO contents are greater in the form er than in the latter. The num erical m olar ratio values S i0 2 : R2O3, S i0 2 : A120 3 and S i0 2 : Fe20 3 are different in the light and the dark soils of M ydlniki and of Jaworki. 10. The contents of available phosphorus, potassium, oxidizable carbon and total nitrogen are lesser in the light than in the dark aggregates. Sim ilar is the ratio С : N. A cidity is higher in the dark than in the light-color aggregates. 1. Sorption of m ethyl blue is proportional to the contents of clay m inerals, independently of color and size (diameter) of the aggregates. The surface proper varies in w ide lim its in the light- as w ell as the dark-color aggregates, dim inishing w ith fraction size (diameter). 12. In result of our study of soil aggregates, the concept of soil structure w as defined more precisely and more closely approaching the actual state. A ccording to this definition, the soil structure is the aggregation or granulation of a given soil under natural conditions of soil use, being characteristic for every soil in qualitative and quantitative respect, and therefore variable in space and tim e. Wpłynęło do redakcji w sierpniu 1966 r.