GRZEGORZ JARNUSZEWSKI*

Transkrypt

1 DE DE GRUYTER 24 OPEN GRZEGORZ JARNUSZEWSKI DOI: /ssa SOIL SCIENCE ANNUAL Vol. 67 No. 1/2016: GRZEGORZ JARNUSZEWSKI* Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Gleboznawstwa, ¹karstwa i Chemii Œrodowiska ul. S³owackiego 17, Szczecin Charakterystyka wybranych fizycznych i chemicznych w³aœciwoœci gleb pobagiennych wytworzonych na wêglanowych osadach limnicznych w s¹siedztwie jeziora Dubie (woj. zachodniopomorskie) Streszczenie: Gleby pobagienne wytworzone na wêglanowych osadach limnicznych s¹ œciœle zwi¹zane z krajobrazem m³odoglacjalnym i wystêpowaniem jezior polodowcowych w rejonie Polski pó³nocnej. Badania przeprowadzone zosta³y w latach , objêto nimi obszar wystêpowania gleb pobagiennych w pobli u Jeziora Dubie (Równina Drawska) czêœciowo u ytkowany jako pole orne. Celem pracy by³a charakterystyka wybranych w³aœciwoœci fizycznych i chemicznych gleb pobagiennych wytworzonych na limnicznych osadach wapiennych w pobli u jeziora Dubie. Gleby analizowanego obszaru wytworzy³y siê na osadach kredy jeziornej oraz gytii wapiennej i nale ¹ do typu czarnych ziem i gleb murszastych. Zawartoœæ materii organicznej poziomów powierzchniowych waha³a siê od 5,0 do 14,2%, zawartoœæ CaCO 3 od 27,2 do 55,2%, przy czym najwiêksz¹ zawartoœci¹ wêglanów charakteryzowa³y siê gleby objête upraw¹ p³u n¹. Gleby tego obszaru charakteryzowa³y siê w¹skim stosunkiem C:N, nisk¹ zawartoœci¹ ogólnych form P oraz wysok¹ zawartoœci¹ Ca. Gêstoœæ w³aœciwa poziomów powierzchniowych badanych gleb wynosi³a od 2,49 do 2,58 Mg m 3, objêtoœciowa od 0,45 do 1,21 Mg m 3. Stwierdzono tak e wysok¹ porowatoœæ badanych utworów dochodz¹c¹ do 0,826 m 3 m 3 w poziomach powierzchniowych i do 0,700 m 3 m 3 w osadach limnicznych. S³owa kluczowe: gleby pobagienne, w³aœciwoœci chemiczne, w³aœciwoœci fizyczne, osady wapienne WSTÊP Gleby pobagienne na wêglanowych osadach limnicznych s¹ œciœle zwi¹zane z jeziorami polodowcowymi pó³nocnej Polski (B³aszkiewcz 2007). Dwuetapowa geneza tych gleb bêd¹ca efektem starzenia siê rzeÿby glacjalnej, powiêkszaniem area³u równin akumulacji biogenicznej kosztem wype³niaj¹cych siê osadami zbiorników œródl¹dowych (Nowaczyk i Tobolski 1979, Kalinowska 1961) znajduje odzwierciedlenie w budowie profilu glebowego. Na wêglanowych osadach limnicznych o poligenetycznym pochodzeniu w wyniku obni enia siê poziomu wód, sp³ycania jezior i naturalnej sukcesji œródl¹dowych zbiorników wodnych dosz³o do zainicjowania procesu intensywnej sedentacji materii organicznej w warunkach nadmiaru wilgoci (Uggla 1968, Meller 2006, Lemkowska 2013). Trwaj¹cy proces bagienny przyczyni³ siê do powstania p³ytkich pok³adów torfu, który mo e ulegaæ zamuleniu w wyniku wniesienia materia³u przez wody p³yn¹ce. Przerwanie dop³ywu wody na tych obszarach doprowadzi³o do zast¹pienia procesu tworzenia materii organicznej procesem decesji * Dr in. G. Jarnuszewski, grzegorz.jarnuszewski@zut.edu.pl (Zawadzki 1957, Uggla 1969, Lemkowska 2013). Znaczne obszary wystêpowania utworów organicznych w s¹siedztwie m³odoglacjalnych jezior zosta³y w XX wieku przystosowane do intensywnego wykorzystania rolniczego przez melioracje (Uggla 1969, Liu et al. 2006, Meller 2006, Lemkowska i Sowiñski 2008, Verhoeven 2014). Odwodnienie terenów bagiennych spowodowa³o daleko posuniête zmiany w³aœciwoœci utworów glebowych (Zawadzki 1957, Uggla 1968, Marcinek i Spychalski 1998, Piaœcik i Gotkiewicz 2004, Meller 2006, Verry et al. 2011, Ewing et al. 2012, Jäger et al. 2015). Cech¹ charakterystyczn¹ gleb pobagiennych jest wystêpowanie w profilu warstw osadów limnicznych czêsto w postaci materia³u wêglanowego lub skorupek miêczków (Lemkowska i Sowiñski 2008, abaz i Kaba³a 2014). Gleby wytworzone na osadach wêglanowych charakteryzuj¹ siê wysok¹ zawartoœci¹ Ca i Mg oraz nisk¹ zawartoœci¹ P, K oraz Zn i Cu (NiedŸwiecki i yduch 1992, Krzywonos 1993, Meller 2006). Poligenetyczne osady wêglanowe podœcielaj¹ce p³ytko utwory organiczne, organiczno-mineralne lub mineralne w znacznym stopniu determinuj¹ w³aœciwoœci fizycz- (Read content)

2 Charakterystyka w³aœciwoœci gleb pobagiennych na wêglanowych osadach limnicznych 25 ne i chemiczne gleb (Zawadzki 1957, Marcinek i Spychalski 1998, Sammel i NiedŸwiecki 2006, Meller 2006, Ewing et al. 2012, Lemkowska 2013). Utwory te charakteryzuj¹ siê du ¹ zdolnoœci¹ podsi¹ku kapilarnego i ma³¹ porowatoœci¹ powietrzn¹, a do zaostrzenia ich wp³ywu na w³aœciwoœci poziomów powierzchniowych dochodzi w przypadku objêcia terenów pobagiennych intensywn¹ upraw¹ p³u n¹ (Meller 2006). Celem pracy by³a charakterystyka wybranych w³aœciwoœci p³ytkich gleb pobagiennych wytworzonych na wêglanowych osadach limnicznych wystêpuj¹cych w pobli u jeziora Dubie. MATERIA I METODY BADAÑ Obiekt badawczy zlokalizowany jest w podprowincji Pojezierze Po³udniowoba³tyckie, makroregionie Pojezierze Po³udniowopomorskie, mezoregionie Równina Drawska (Kondracki 2001). W trakcie badañ terenowych prowadzonych w latach wykonano 5 odkrywek glebowych (ryc. 1). Profile glebowe ods³oniêto do g³êbokoœci 150 cm p.p.t. lub do pojawienia siê wody gruntowej, a nastêpnie kontynuowano sondowanie osadów limnicznych za pomoc¹ œwidra glebowego do poziomów mineralnych. Odkrywki O2, O3 i O4 zlokalizowano na polu uprawnym, natomiast okrywki O1 i O5 w obrêbie zadrzewieñ przy ujœciu rzeki Drawy do jeziora Dubie oraz w pobli u brzegu tego akwenu. W tym samym czasie zamontowano 4 piezometry w pobli u odkrywek w celu okreœlenia œredniego poziomu wód gruntowych w latach Z ods³oniêtych profili glebowych pobrano 35 próbek glebowych do badañ w³aœciwoœci chemicznych i 66 cylindrów Kopecky ego o pojemnoœci 100 cm 3 w celu oznaczenia wybranych w³aœciwoœci fizycznowodnych. W toku badañ laboratoryjnych oznaczono straty przy wy arzaniu przez spalanie materia³u glebowego w piecu muflowym w temperaturze 550 C, odczyn gleby (ph w KCl o stê eniu 1 mol dm 3 oraz ph w H 2 O destylowanej) przy u yciu pehametru, metod¹ potencjometryczn¹. W poszczególnych poziomach oznaczono zawartoœci CaCO 3 z wykorzystaniem aparatu Scheiblera, zawartoœci wêgla organicznego metod¹ Tiurina, zawartoœci ogólnych form makro i mikroelementów (K, Mg, Ca, Cu, Zn, Mn, Fe), RYCINA 1. Lokalizacja punktów badawczych FIGURE 1. Localization of researches points

3 26 GRZEGORZ JARNUSZEWSKI po wczeœniejszej mineralizacji w mieszaninie kwasów HNO 3 +HClO 4, przy u yciu spektrometru absorpcji atomowej typu UNICAM-SOLAAR 929, a w przypadku fosforu metod¹ kolorymetryczn¹ z zastosowaniem spektrofotometru MERCK VEGA 400. Zawartoœæ azotu ogólnego oznaczono przy u yciu analizatora elementarnego COSTECH ECS W pobranym materiale glebowym oznaczono tak e gêstoœæ w³aœciw¹ metod¹ piknometryczn¹ oraz gêstoœæ objêtoœciow¹, pojemnoœæ wodn¹ aktualn¹ i kapilarn¹ metod¹ wagowo-suszarkow¹. Na podstawie wyników gêstoœci w³aœciwej i objêtoœciowej obliczono porowatoœæ ogóln¹, natomiast otrzymane wyniki porowatoœci ogólnej i pojemnoœci wodnej kapilarnej pos³u y³y do obliczenia porowatoœci niekapilarnej. WYNIKI BADAÑ I DYSKUSJA Gleby analizowanego obszaru ods³oniête przez odkrywki O1, O3 i O4 zakwalifikowano do typu gleb murszastych, podtypu gleb murszowatych, pozosta³e odkrywki (O2 i O5) reprezentowa³y typ czarne ziemie, podtyp czarne ziemie murszaste (Systematyka gleb Polski 2011). Czarne ziemie i gleby murszaste reprezentowane przez odkrywki O2, O3, O4 i O5 wytworzy³y siê na limnicznych osadach wapiennych w postaci kredy jeziornej i gytii wapiennej (Markowski 1980). Gleba murszowata zlokalizowana najbli- ej rzeki Drawy (O1) wytworzy³a siê na pod³o u mineralnym (piaskach luÿnych) z du ¹ domieszk¹ fragmentów muszli skorupiaków, co wp³ynê³o na znaczn¹ zawartoœæ wêglanu wapnia wynosz¹c¹ œrednio 27,2% (tab. 1). Najwiêksz¹ zawartoœci¹ wêglanu wapnia w poziomach powierzchniowych charakteryzowa³y siê gleby murszowate zlokalizowane na obszarze pola uprawnego, które zawiera³y œrednio 40,0 55,2% CaCO 3. Przyczyn¹ tak du ego udzia³u wêglanu wapnia w poziomach Aup jest uprawa p³u na powoduj¹ca mieszanie poziomu powierzchniowego z osadami wêglanowymi. Czarne ziemie murszaste charakteryzowa³y siê zmienn¹ zawartoœci¹ materii organicznej w poziomach powierzchniowych od 5,0 do 7,3%, natomiast gleby murszowate zawiera³y od 10,3 do 14,2% materii organicznej. Zawartoœæ mineralnych frakcji bezwapiennych waha³a siê od 34,6% w czarnej ziemi murszastej reprezentowanej przez odkrywkê O4 do 63,0% w przypadku gleby ods³oniêtej w odkrywce O5. Udzia³ mineralnych czêœci bezwapiennych w badanych poziomach podpowierzchniowych przewa nie wzrasta³ wraz z g³êbokoœci¹ (tab. 1). Intensywna mineralizacja poziomów organicznych na odwodnionych obszarach pobagiennych prowadzi do strat materii organicznej w poziomach powierzchniowych oraz wzrostu udzia³u procentowego utworów mineralnych (Okruszko 1960, Uggla 1968, Sapek i Gotkiewicz 1977, Kalembasa et al. 2008). W przypadku gleb p³ytko podœcielonych gytiami wêglanowymi wyraÿnie zaznacza siê wzrost udzia³u CaCO 3 (Krzywonos 1993, Meller 2004, 2006). Otrzymane wyniki wyraÿnie wskazuj¹ na wp³yw sposobu uprawy w kszta³towaniu wzajemnych proporcji udzia³u procentowego materii organicznej, CaCO 3 oraz mineralnych frakcji bezwapiennych. Poziomy powierzchniowe gleb uprawnych zawiera³y od 1,25 do 2,03 razy wiêcej CaCO 3 ni poziomy powierzchniowe gleb nieu ytkowanych. Na niekorzystny wp³yw uprawy p³u nej gleb organicznych zwraca uwagê wielu autorów (Okruszko 1956, 1960; Meller 2004, Sammel 2004, Dawson et al. 2010, Kechavarzi et al. 2010, Cabezas et al. 2012). W przypadku kszta³towania w³aœciwoœci gleb pobagiennych na osadach wêglanowych istotnym czynnikiem jest tak e g³êbokoœæ uprawy (Meller 2006). Obni enie poziomu wód gruntowych na obszarze wystêpowania gleb organicznych oraz uprawa p³u na prowadzi do przyspieszenia mineralizacji Corg oraz strat azotu (Piaœcik i Gotkiewicz 2004, Kechavarzi et al. 2010, Cabezas et al. 2012, Brouns et al. 2014). Poziomy powierzchniowe badanych gleb pojeziornych wykazywa³y odczyn zasadowy (tab. 1), który jest charakterystyczny dla p³ytkich utworów wykszta³conych na gytiach wêglanowych (Meller 2006, Lemkowska i Sowiñski 2008, Dobrowolski et al. 2010, Mendyk et al. 2014). Najzasobniejszy w Corg oraz N og by³ poziom uprawny gleby murszowatej (odkrywka O3), natomiast najmniejsze zawartoœci wêgla organicznego i azotu ogólnego stwierdzono w poziomie powierzchniowym czarnej ziemi murszastej (odkrywa O5). Badane gleby murszowate oraz czarne ziemie murszaste wykazywa³y mniejsze zawartoœci wêgla i azotu oraz zbli ony stosunek C:N w porównaniu z glebami uprawnymi z okolic Jeziora Miedwie (Meller 2006). Gdy proces mineralizacji materii organicznej przewy sza dop³yw œwie ej masy organicznej dochodzi do zawê enia stosunku C:N (Sammel 2004, Glatzel et al. 2006). Poziomy powierzchniowe wszystkich badanych gleb charakteryzowa³y siê w¹skim stosunkiem C:N od 6,6 do 8,0, przy czym najni sze wartoœci zaobserwowano w czarnych ziemiach murszastych. Otrzymane wartoœci C:N mog¹ œwiadczyæ o du ej aktywnoœci biologicznej w poziomach akumulacyjnych (Uggla 1971, Haraguchi et al. 2002). Poziomy powierzchniowe badanych gleb zawiera³y ma³e iloœci ogólnego P i K, co jest cech¹ charakterystyczn¹ gleb pobagiennych na gytiach wêglanowych (Olkowski 1967, yduch 1968, Uggla 1969, 1976; Meller 2006, Sowiñski i Lemkowska 2010). Zwiêkszenie procento-

4 Charakterystyka w³aœciwoœci gleb pobagiennych na wêglanowych osadach limnicznych 27 wego udzia³u CaCO 3 i zmniejszenie zawartoœci materii organicznej w poziomach powierzchniowych p³ytkich gleb pobagiennych wytworzonych na gytiach wêglanowych wi¹ e siê ze wzrostem iloœci Ca i Mg oraz zmniejszeniem iloœæ K i P (Meller 2006). Wêglanowe osady limniczne charakteryzuj¹ siê bardzo nisk¹ zawartoœci¹ fosforu i potasu (Uggla 1968, 1969; Stüben et al. 1998, Karaca et al. 2006, Meller 2006, Dobrowolski 2010), co potwierdzaj¹ tak e badania przedstawione w niniejszej pracy (tab. 1). Zawartoœæ ogólnych form K zwiêksza³a siê w badanych glebach wraz ze wzrostem g³êbokoœci oraz udzia³em procentowym mineralnych czêœci bezwapiennych. Najwy sz¹ zawartoœæ tego pierwiastka zanotowano w utworach mineralnych podœcielaj¹cych warstwê osadów wêglanowych. Podobne zale noœci wykazali tak e NiedŸwiecki i yduch (1992) oraz Meller (2006). Stwierdzono wy sze zawartoœci ogólnych form Fe, Zn i Cu w poziomach powierzchniowych badanych gleb w porównaniu z osadami wapiennymi (tab. 1). Proces mineralizacji murszu powoduje uwalnianie znacznych iloœci Fe, które tworzy zwi¹zki komleksowe z materi¹ organiczn¹ i podlega akumulacji w poziomach powierzchniowych (Meller 2006, Kalembasa et al. 2008, Sowiñski i Lemkowska 2010). W miarê postêpuj¹cego procesu mineralizacji Fe podlega wymywaniu i mo e gromadziæ siê w sp¹gu z³o- a gytii (Uggla 1968, Meller 2006). Zawartoœæ manganu w badanych glebach by³a zró nicowana, w odkrywkach O1, O2 i O3 najwy sze wartoœci notowano w poziomach powierzchniowych. Najbardziej zasobna w ogólny Mn okaza³a siê kreda jeziorna pobrana z profilu glebowego O3 1,255 g kg 1. Nale y wskazaæ, e gleba murszowata zlokalizowana najbli- ej brzegu rzeki Drawy charakteryzowa³a siê ni sz¹ zawartoœci¹ P, Mg, K, Fe, Mn, Zn i Cu w poziomie powierzchniowym ni pozosta³e gleby analizowanego obszaru. Uwagê zwraca tak e niska zawartoœæ ogólnych form P, Mg, K, Fe i Mn w poziomach mineralnych gleby murszowatej, co mo e wskazywaæ na intensywne wymywanie tych pierwiastków przez wody gruntowe pozostaj¹ce w kontakcie hydraulicznym z p³yn¹cymi, czystymi wodami rzeki Drawy. Osady wêglanowe charakteryzowa³y siê nisk¹ zawartoœci¹ ogólnych form Zn (3,89 17,64 mg kg 1 ) i Cu (2,58 7,86 mg kg 1 ), na nisk¹ zawartoœæ tych pierwiastków w osadach wêglanowych wskazuj¹ tak e Stüben (1998), Meller (2006) oraz Jarnuszewski i Meller (2013). Meller (2006) wi¹ e zawartoœæ Zn, Cu i Fe z udzia³em mineralnych frakcji niewêglanowych w osadach. Poziomy powierzchniowe objête upraw¹ p³u n¹ zawiera³y wyraÿnie wiêksze iloœci Zn (33,5 40,7 mg kg 1 ) i Cu (14,7 28,3 mg kg 1 ) ni podobne gleby z okolic Jeziora Miedwie (Meller 2006, Jarnuszewski i Meller 2013) lub gleby murszaste na piaskach w pobli u Jeziora D¹bie (Sammel 2004). Wiêksze zawartoœci Zn i Cu w poziomach powierzchniowych gleb pobagiennych oraz gytiach wapiennych uzyska³ Dobrowolski et al. (2010). Uwagê zwraca kilkukrotnie wy sza zawartoœæ Cu w poziomach uprawnych badanych gleb (zwi¹zana z nawo- eniem pola uprawnego) w porównaniu z glebami, które nie by³y u ytkowane rolniczo. Analizowane poziomy powierzchniowe gleb z okolic jeziora Dubie charakteryzowa³y siê mniejsz¹ gêstoœci¹ w³aœciw¹ i objêtoœciow¹ oraz wiêksz¹ porowatoœci¹ ogóln¹ ni poziomy podpowierzchniowe. Pod wzglêdem gêstoœci objêtoœciowej, jak i w³aœciwej, najwiêkszymi wartoœciami charakteryzowa³a siê czarna ziemia murszasta, w której stwierdzono tak e najwiêkszy udzia³ mineralnych czêœci bezwapiennych (O5). Najmniejsz¹ gêstoœæ w³aœciw¹ wykazywa³ poziom murszasty w odkrywce O1 2,49 Mg m 3, a gêstoœæ objêtoœciow¹ poziom uprawny czarnych ziem murszastych w odkrywce O2 0,445 Mg m 3. Warto podkreœliæ, e spoœród analizowanych poziomów podpowierzchniowych najwiêkszymi wartoœciami gêstoœci objêtoœciowej i najmniejsz¹ porowatoœci¹ ogóln¹ charakteryzowa³y siê osady wapienne po³o one bezpoœrednio pod poziomem uprawnym Aup. Tak e Olkowski (1967), yduch (1968), Uggla (1969) i Krzywonos (1993) potwierdzaj¹ niewielk¹ porowatoœæ ogóln¹ gytii wêglanowych. Najwiêksz¹ porowatoœæ ogóln¹ zaobserwowano w poziomach powierzchniowych objêtych upraw¹ p³u n¹, 0,624 0,826 m 3 m 3, jednak pod wzglêdem zawartoœci makroporów (porowatoœæ niekapilarna od 0,098 do 0,108 m 3 m 3 ) lepszymi w³aœciwoœciami charakteryzowa³y siê gleby nieobjête upraw¹. Pojemnoœæ wodna objêtoœciowa aktualna i kapilarna by³a zró nicowana w poszczególnych poziomach i przewa nie zwiêksza³a siê wraz ze wzrostem g³êbokoœci (tab. 2). Pod wzglêdem pojemnoœci wodnej objêtoœciowej kapilarnej najlepszymi w³aœciwoœciami charakteryzowa³a siê czarna ziemia murszasta reprezentowana przez odkrywkê O2, a najgorszymi gleba murszowata ods³oniêta w odkrywce O3. Wysokimi wartoœciami tego parametru wyró nia³y siê osady wapienne, które jednoczeœnie charakteryzowa³y siê nisk¹ porowatoœci¹ niekapilarn¹, co jest cech¹ odró niaj¹c¹ badane gleby od gleb pobagiennych wytworzonych na pod³o u mineralnym (NiedŸwiecki 1987, Sammel 2004). Wysoka iloœæ kapilar sprzyja wysokiemu podsi¹kowi wód gruntowych i jej gromadzeniu w osadach wêglanowych, co w latach wilgotnych mo e powodowaæ deficyt powietrza glebowego (Krzywonos 1993). Stwierdzone œrednie poziomy wód gruntowych wskazuj¹ na mo liwoœæ nadmiernego uwil-

5 TABELA 1. Wybrane w³aœciwoœci gleb pobagiennych z okolic jeziora Dubie (Mfb 1 mineralne frakcje bezwapienne) TABLE 1. Some properties of post-bog soils in vicinity of lake Dubie (Mfb 1 Non-carbonates fraction) Numer profilu Profile No. Poziom Horizon 1 Auk Cgk1 Cgk2 2 Aukp LmAukp 3Gk 3 Aukp Lm4 Lm5 3Gk 4 Aukp 3Gk 5 Auk Auk2 Lm4 Lm5 Lm6 3Gk1 3Gk2 G³êbokoœæ Depth CaCO3 Straty przy arzeniu Loss on ignition Mfb 1 ph c m % H 2 O KCl (pl)* 42 75(pl)* (pyi)* (pg)* (gp)* (pyi)* (pyi)* (gp)* (pyg)* (gz)* (gp)* 27,2 26,5 8,4 42,9 65,2 77,2 83,7 51,2 14,6 1,6 40,0 93,7 94,9 92,6 87,5 80,3 22,3 14,0 55,2 91,8 80,1 78,7 12,8 3,4 32,0 32,6 64,3 85,7 82,6 82,3 75,5 50,6 19,7 11,1 6,8 * gatunek gleby (PTG 2009); soil texture. 12,7 1,6 0,8 7,3 5,1 2,8 1,7 1,8 2,1 5,6 14,2 1,8 2,4 4,0 4,6 3,6 2,6 2,1 10,3 1,2 1,4 2,2 2,0 0,8 5,0 6,1 5,5 1,2 1,1 0,8 1,4 4,1 8,8 1,9 1,0 60,1 71,9 90,8 49,8 29,8 20,0 14,5 47,1 83,3 92,8 45,8 4,5 2,8 3,4 8,0 16,1 75,1 83,9 34,6 7,0 18,5 19,2 85,1 95,8 63,0 61,3 30,2 13,0 16,3 16,9 23,2 45,3 71,5 87,1 92,2 7,42 7,84 7,91 7,43 7,79 7,77 7,88 8,02 7,88 7,61 7,59 7,86 7,73 7,65 7,38 7,22 7,36 7,61 7,58 8,01 7,82 7,83 7,80 7,81 7,59 7,71 7,48 7,86 7,74 7,70 7,63 7,77 7,10 7,37 7,49 7,21 7,82 7,98 7,17 7,40 7,41 7,56 7,54 7,21 7,23 7,15 7,94 7,86 7,72 7,36 7,33 7,37 7,26 7,21 7,69 7,26 7,40 7,35 7,65 7,30 7,25 7,33 7,54 7,30 7,49 7,50 7,38 6,97 7,32 7,51 Corg g g k 1 s.m. 43,80 4,50 2,05 23,40 12,90 4,20 3,10 4,95 4,45 22,05 46,65 5,90 8,55 15,45 20,95 18,15 11,30 5,90 37,90 3,20 2,80 6,90 5,05 3,00 16,20 18,10 11,95 2,40 1,75 1,75 3,80 12,30 47,10 8,70 4,05 N og 5,49 0,61 0,27 3,53 2,01 0,78 0,98 0,75 0,62 0,59 6,26 0,65 0,85 1,33 2,03 1,67 1,06 0,46 4,87 0,44 0,55 0,81 0,45 2,46 2,89 1,66 0,44 0,43 4,33 0,65 1,46 4,54 0,65 0,28 C/ N 8,0 7,4 7,6 6,6 6,4 5,4 3,2 6,6 7,2 37,4 7,5 9,1 10,1 11,6 10,3 10,9 10,7 12,8 7,8 7,3 5,1 8,5 11,2 16,7 6,6 6,3 7,2 5,5 4,1 0,4 5,8 8,4 10,4 13,4 14,5 Ogólna zawartoœæ makropierwiastków i mikropierwiastkó w Content of total macroelements and total microelements P g g Ca k 1 s.m. 0,56 0,28 0,20 0,72 0,61 0,33 0,22 0,39 0,11 1,05 0,21 0,22 0,22 0,24 0,23 0,28 0,38 0,81 0,13 0,13 0,41 0,22 0,74 0,63 0,40 0,19 0,25 0,33 0,33 0, Mg K Fe 1,28 0,74 0,46 2,69 2,83 3,07 3,48 3,71 9,05 1,47 2,52 3,09 3,63 3,26 2,96 3,63 4,99 8,41 2,45 2,81 3,13 4,49 6,59 1,48 2,51 2,29 1,91 2,82 2,71 2,74 3,72 1 3,80 6,52 3,44 0,37 0,10 0,10 1,86 0,96 0,94 0,88 1,04 4,81 0,90 1,33 0,04 0,04 0,06 0,14 0,90 2,31 5,31 0,51 0,46 0,84 0,97 2,91 0,84 1,85 0,68 0,23 0,41 0,55 0,66 1,13 2,94 4,86 4,20 2,22 25,0 7,4 6,6 145,2 137,9 171,5 43,0 45,6 133,9 35,5 200,7 27,3 25,4 32,8 46,3 85,3 92,7 139,0 70,1 29,9 52,4 22,1 47,3 35,7 64,6 88,2 58,8 23,6 21,0 34,4 44,5 123,5 64,9 35,6 82,8 Mn 0,374 0,103 0,092 0,839 0,769 0,782 0,413 0,710 0,409 0,070 1,078 1,123 1,255 1,200 0,910 0,509 1,049 0,530 0,858 0,560 0,401 0,301 0,238 0,076 0,770 0,946 1,214 0,605 0,402 0,401 0,456 0,714 1,030 0,395 0,196 Zn mg g 22,0 9,8 10,0 38,3 18,9 16,2 14,6 17,2 55,7 19,9 40,7 5,5 3,9 7,2 7,8 16,7 24,5 46,8 33,5 6,2 15,5 17,6 41,7 17,3 39,4 28,6 15,0 9,6 13,4 15,4 23,3 35,8 54,6 42,3 24,1 Cu k 1 s.m. 6,70 3,94 4,22 14,74 9,33 4,72 5,22 7,33 16,44 8,11 28,33 2,77 2,77 2,66 3,31 6,77 6,52 15,04 16,75 3,96 5,74 9,18 12,48 7,36 9,69 9,45 7,86 2,96 2,88 4,16 9,93 14,27 12,30 11,28 7,13 28 GRZEGORZ JARNUSZEWSKI

6 Charakterystyka w³aœciwoœci gleb pobagiennych na wêglanowych osadach limnicznych 29 TABELA 2. Wybrane w³aœciwoœci fizyczne badanych gleb pobagiennych TABLE 2. Some physical properties researches post-bog soils Numer profilu Profile No. G³êbokoœ æ Depth Poziom Horizon Auk Cgk1 Cgk2 Aukp LmAukp Aukp Aukp Auk Auk2 Gêstoœ æ Density w³aœ ciwa specific objêtoœ ciowa bulk Porowatoœ æ Porosity ogólna total niekapilarna air Pojemnoœ æ wodna Water capacity aktualna actual kapilarna capillary Poziom wody gruntowej Groundwaterlevel Mg m 3 m 3 m 3 cm p.p.t. 2,49 2,67 2,57 2,66 2,67 2,66 2,51 2,64 2,59 2,52 2,67 2,66 2,65 2,58 2,58 2,62 2,65 0,85 0,98 1,48 0,45 1,16 1,10 1,05 1,20 1,30 0,89 1,09 0,99 0,78 0,95 1,29 1,18 1,15 1,21 1,12 1,24 1,22 1,04 0,658 0,633 0,437 0,826 0,560 0,587 0,607 0,543 0,513 0,644 0,589 0,626 0,700 0,624 0,519 0,556 0,568 0,530 0,565 0,526 0,539 0,607 0,098 0,084 0,052 0,062 0,053 0,072 0,064 0,039 0,034 0,032 0,023 0,023 0,011 0,058 0,028 0,011 0,011 0,108 0,081 0,055 0,048 0,046 0,322 0,395 0,306 0,150 0,433 0,426 0,499 0,474 0,442 0,565 0,537 0,578 0,683 0,498 0,448 0,536 0,553 0,278 0,315 0,337 0,438 0,512 0,560 0,549 0,385 0,206 0,507 0,515 0,543 0,504 0,479 0,612 0,566 0,603 0,689 0,566 0,491 0,545 0,557 0,422 0,484 0,471 0,491 0,561 75* 115*, 85** 120*, 68** 112*, 49** 234*, 165** *Poziom wody gruntowej zarejestrowany w trakcie wykonywania gleboznawczych prac terenowych; ground water level recorded during the execution of soil science field work. **Œredni poziom wód gruntowych w piezometrach w latach 2011/2012; mean groundwater level in piezometers in years 2011/2012. gotnienia gleb reprezentowanych przez odkrywki O3 i O4. Wp³ywu iloœci materii organicznej na w³aœciwoœci wodne gleb dowodzi wielu autorów (Uggla 1976, Krzywonos 1993, Marcinek i Spychalski 1998, Meller 2006, Sammel et al. 2008). Postêpuj¹cy proces mineralizacji gleb organicznych prowadzi do przekszta³cenia gleb torfowych w murszowe, a w koñcowym stadium w murszaste i mineralne (Piaœcik i Gotkiewicz 2004). Proces ten uznawany jest za g³ówn¹ przyczynê obni enia porowatoœci gleby, pogorszenia jej w³aœciwoœci wodnych i redukcji wody potencjalnie u ytecznej dla roœlin (Marcinek i Spychalski 1998, Dawson et al. 2010, Kechavarzi et al. 2010, Verry et al. 2011). Ponadto przyczyn¹ pogarszania warunków wodnych gleb pobagiennych mo e byæ zwiêkszona koncentracja CaCO 3 w poziomach powierzchniowych, który zostaje wprowadzony m.in. za spraw¹ uprawy p³u nej oraz spadek podsi¹ku kapilarnego na skutek hydraulicznej opornoœci miêdzywarstwowej (Marcinek i Spychalski 1998, Meller 2006). Analizowane gleby (czarne ziemie murszaste) wytworzone na osadach wapiennych ró ni¹ siê od czarnych ziem wytworzonych na pod³o u mineralnym pochodz¹cych z ró - nych regionów Polski (Habel et al. 2007), maj¹ ni sz¹ gêstoœæ objêtoœciow¹ i wiêksz¹ porowatoœæ ogóln¹ oraz s¹ zasobniejsze w próchnicê i azot ogólny chocia wykazuj¹ ni szy stosunek C:N. Porównuj¹c badane gleby pobagienne z innymi p³ytkimi glebami organogenicznymi wytworzonymi na osadach wapiennych badanymi przez Krzywonosa (1993), Mellera (2006) lub Jarnuszewskiego i Mellera (2013) mo na stwierdziæ, e wykazuj¹ one zbli- one w³aœciwoœci. WNIOSKI 1. Na obszarze badawczym wystêpowa³y czarne ziemie murszaste oraz gleby murszowate, które charakteryzowa³y siê wysok¹ zawartoœci¹ CaCO 3 (szczególnie poziomy uprawne), oraz by³y zasobne w ogólne formy Ca i Mg oraz ubogie w P i K, ponadto wykazywa³y w¹ski stosunek C:N. Najzasobniejsze w makroelementy i mikroelementy by³y gleby u ytkowane jako grunty orne. 2. Gleba murszowata zlokalizowana najbli ej brzegu rzeki Drawy charakteryzowa³a siê ni sz¹ zawartoœci¹ P, Mg, K, Fe, Mn, Zn i Cu w poziomie

7 30 GRZEGORZ JARNUSZEWSKI powierzchniowym ni czarne ziemie murszaste. Niska zawartoœæ ogólnych form P, Mg, K, Fe i Mn w poziomach mineralnych gleby murszowatej mo e wskazywaæ na intensywne wymywanie tych pierwiastków przez wody gruntowe pozostaj¹ce w kontakcie hydraulicznym z wodami rzeki. 3. Zarówno poziomy powierzchniowe jak i osady wêglanowe charakteryzowa³y siê wysok¹ porowatoœci¹ ogóln¹ oraz kapilarn¹ oraz zbyt nisk¹ porowatoœci¹ powietrzn¹, wymienione w³aœciwoœci w po³¹czeniu z wysokimi œrednimi poziomami wód gruntowych wskazuj¹, e badane gleby uprawne mog¹ byæ okresowo nadmiernie uwilgotnione. LITERATURA B³aszkiewicz M., Geneza i ewolucja mis jeziornych na m³odoglacjalnym obszarze Polski wybrane problemy. Studia Limnologica et Telmatica 1(1): Brouns K., Verhoeven J.T.A., Hefting M.M., Short period of oxygenation releases latch on peat decomposition. Science of the Total Environment 481: Cabezas A., Gelbrecht J., Zwirnmann E., Barth M., Zak D., Effects of degree of peat decomposition, loading rate and temperature on dissolved nitrogen turnover in rewetted fens. Soil Biology & Biochemistry 48: Dawson Q., Kechavarzi C., Leeds-Harrison P.B., Burton R.G.O., Subsidence and degradation of agricultural peatlands in the Fenlands of Norfolk, UK. Geoderma 154: Dobrowolski R., Zió³ek M., Ba³aga K., Melke J., Bogucki A., Radiocarbon age and geochemistry of the infillings of small closed depressions from Western Polesie (Poland SE, Ukraine NW). Geochronometria 36: Ewing J.M., Verpaskas M.J., Broome S.W., White J.G., Changes in wetland soil morphological and chemical properties after 15, 20, and 30 years of agricultural production. Geoderma : Glatzel S., Lemke S., Gerold G., Short-term effects of an exceptionally hot and dry summer on decomposition of surface peat in a restored temperate bog. European Journal of Soil Biology 42: Habel A.Y., Kaczmarek Z., Mocek A., Selected physical and chemical properties and the structure condition of phaeozems formed from different parent materials. Part I. Physical and chemical properties. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 52(3): Haraguchi A., Kojima H., Hasegawa C., Takahashi Y., Iyobe T., Decomposition of organic matter in peat soil in a minerotrophic mire. European Journal of Soil Biology 38: Jäger H., Achermann M., Waroszewski J., Kaba³a C., Malkiewicz M., Gärtner H., Dahms D., Krebs R., Egli M., Pre-alpine mire sediments as a mirror of erosion, soil formation and landscape evolution during the last 45 ka. Catena 128: Jarnuszewski G., Meller E., W³aœciwoœci p³ytkich gleb pobagiennych na kredzie jeziornej oraz ocena sk³adu chemicznego wód gruntowych. Uniwersytet Zielonogórski, Zeszyty Naukowe 149, In ynieria Œrodowiska 29: Kalembasa D., Paku³a K., Becher M., Profile differences of Fe, Al and Mn in the peat-muck soils in the upper Liwiec River valley. Acta Scientiarium Polonorum 8(2): 3 8. Kalinowska K., Zanikanie jezior polodowcowych w Polsce. Przegl¹d Geograficzny 33(3): Karaca A., Turgay O.C., Tamer N., Effects of humic deposit (gyttja) on soil chemical and microbiological properties and heavy metal availability. Biology and Fertility of Soils 42: Kechavarzi C., Dawson Q., Leeds-Harrison P.B., Physical properties of low-lying agricultural peat soils in England. Geoderma 154: Kondracki J., Geografia regionalna Polski. Wydawnictwo Naukowe PWN: 441 ss. Krzywonos K., Fizyczna i wodna charakterystyka gleb mineralno-murszowych wêglanowych na kredzie jeziornej. Wiadomoœci IMUZ 17(3): Lemkowska B., Rêdziny czwartorzêdowe w Systematyce gleb Polski. Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 64(4): Lemkowska B., Sowiñski P., Ewolucja rêdzin pojeziorowych w krajobrazie Pojezierza Mazurskiego. Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 59(1): Liu C., Xie G., Huang H., Shrinking and drying up of Baiyangdian Lake wetland: a natural or human cause? Chinese Geographical Science 16(4): abaz B., Kaba³a C., Geneza, w³aœciwoœci i klasyfikacja czarnych ziem w Polsce. Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 55(2): yduch L., Warunki glebowe zbiorowiska œmia³ka darniowego i mozgi trzcinowatej okolic jeziora Bêdgoszcz. Zeszyty Naukowe WSR Szczec. 28: Marcinek J., Spychalski M., Degradacja gleb organicznych doliny Obry po ich odwodnieniu i wieloletnim rolniczym u ytkowaniu. Zeszyty Problemowe Postêpu Nauk Rolniczych 460: Markowski S., Struktura i w³aœciwoœci podtorfowych osadów jeziornych rozprzestrzenionych na Pomorzu Zachodnim jako podstawa ich rozpoznawania i klasyfikacji. [W:] Kreda jeziorna i gytie. Materia³y konferencji naukowo-technicznej, Gorzów Wlkp., Zielona Góra, 2: Meller E., Niektóre w³aœciwoœci chemiczne ró nie u ytkowanych gleb gytiowo-murszowych w pobli u jeziora Miedwie. Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 55(3): Meller E., P³ytkie gleby organogeniczno-wêglanowe na kredzie jeziornej i ich przeobra enia w wyniku uprawy. Akademia Rolnicza w Szczecinie, Rozprawy 233: Mendyk., Markiewicz M., Jankowski M., Derdzikowski P., Przekszta³cenia pokrywy glebowej wskutek odwodnienia. [W:] Antropogeniczne przekszta³cenia pokrywy glebowej Brodnickiego Parku Krajobrazowego (Œwitoniak M., Jankowski M., Bednarek R., redaktorzy). Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruñ: NiedŸwiecki E., W³aœciwoœci fizyczne i chemiczne piaszczystych gleb murszowatych w obrêbie Doliny Dolnej Odry i Równiny Goleniowskiej. Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 38(2): NiedŸwiecki E., yduch L., 1992: Zawartoœæ niektórych mikroelementów w glebach gytiowo-murszowych oraz w roœlinnoœci trawiastej nad Jeziorem Miedwie. [W:] Materia³y VII Sympozjum Mikroelementy w rolnictwie. Wroc³aw:

8 Charakterystyka w³aœciwoœci gleb pobagiennych na wêglanowych osadach limnicznych 31 Nowaczyk B., Tobolski K., Geneza i wiek rynien glacjalnych i wype³niaj¹cych je osadów biogenicznych w Wilczu i Pomorsku [W]: Kreda jeziora i gytie. Materia³y konferencji naukowo-technicznej, Lubniewice, Gorzów Wlkp.: Okruszko H., Zjawisko degradacji torfu na tle rozwoju torfowisk. Zeszyty Problemowe Postêpów Nauk Rolniczych 2: Okruszko H., Gleby murszowe torfowisk dolinowych i ich chemiczne oraz fizyczne w³aœciwoœci. Roczniki Nauk Rolniczych F, 74(1): Olkowski M., Niektóre w³aœciwoœci chemiczne i fizyczne gytii osuszonych jezior mazurskich. Zeszyty Naukowe WSR Olszt. 23: Piaœcik H., Gotkiewicz J., Przeobra enia odwodnionych gleb torfowych jako przyczyna ich degradacji. Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 55(2): Sammel A., W³aœciwoœci fizyczne i chemiczne gleb murszastych strefy brzegowej jeziora D¹bie. Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 55(1): Sammel A., NiedŸwiecki E., Zawartoœæ makro- i mikroelementów w glebach murszastych w obrêbie Równiny Odrzañsko-Zalewowej. Woda-Œrodowisko-Obszary Wiejskie 6(2): Sammel A., NiedŸwiecki E., Meller E., W³aœciwoœci fizyczne gleb murszastych równiny Odrzañsko Zalewowej. Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 59(1): Sapek A., Gotkiewicz J., Rozmieszczenie sk³adników mineralnych w profilach gleby torfowej z obiektu Kuwasy ró - nie u ytkowanej i nawo onej. Roczniki Nauk Rolniczych F, 79(3): Sowiñski P., Lemkowska B., Makrosk³adniki w glebach obni eñ pojeziornych na Pojezierzu Olsztyñskim. Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 61(2): Stüben D., Walpersdorf E., Voss K., Rönicke H., Schimmele M., Baborowski M., Luther G., Elsner W., Application of lake marl at Lake Arendsee, NE Germany: First results of a geochemical monitoring during the restoration experiment. The Science of the Total Environment 218: Systematyka gleb Polski, Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 62(3): Uggla H., Bagienne i murszowe gleby gytiowiska G¹zwa. Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 18(2): Uggla H., Gleby gytiowe Pojezierza Mazurskiego. Cz. II. W³aœciwoœci fizyczne, chemiczne i biologiczne gleb gytiowobagiennych i gytiowo-murszowych. Zeszyty Naukowe WSR Olszt. 25(3): Uggla H., Chrakterystyka gytii i gleb gytiowych Pojezierza Mazurskiego w œwietle dotychczasowych badañ Katedry Gleboznawstwa WSR w Olsztynie. Zeszyty Problemowe Postêpów Nauk Rolniczych 107: Uggla H., Rêdziny Pojezierza Mazurskiego. Roczniki Gleboznawcze Soil Science Annual 27(2): Verhoeven J.T.A., Wetlands in Europe: perspectives for restoration of a lost paradise. Ecological Engineering 66: 6 9. Verry S.E., Boelter D.H., Päivänen J., Nichols S.D., Malterer T., Gafni A., Physical properties of organic soils. [In:] Peatland biogeochemistry and watershed hydrology (Kolka R.K., Sebestyen S.D., Verry E.S., Brooks K.N., Editors). Taylor and Francis, New York: Zawadzki S., Badania genezy i ewolucji gleb b³otnych wêglanowych Lubelszczyzny. Annales Universitatis Mariae Curie-Sk³odowska Lublin Polonia 12(1): Received: September 8, 2015 Accepted: April 29, 2016 Characterization of some physical and chemical properties of post-bog soils developed from limnic deposits in vicinity of lake Dubie (Western Pomerania, NW Poland) Abstract: Post-bog soils developed from limnic calcareous sediments are closely related to a young-glacial landscape and postglacial lakes in Northern Poland. The studies conducted in on post-bog soils near lake Dubie (Równina Drawska, NW Poland), partially used as an arable land. The goal of research was to characterise some chemical and physical properties of post-bog soils developed from carbonate deposits near lake Dubie. The soils of the analysed area developed from lacustrine chalk and calcareous gyttja belong to black earth and mucky soils. Organic matter content in surface horizons ranged from 5.0 to14.2%, content of CaCO 3 from 27.2 to 55.2%, the highest carbonate content was found in arable soil. The soils of the study area were characterised by a narrow C/N ratio, low level of total form of P and a high content of Ca. Specific density of surface horizons was in the range 2.49 to 2.58 Mg m 3, bulk density from to Mg m 3. High porosity was also found in the examined formations, from in surface horizons and m 3 m 3 in limnic deposits. Key words: post-bog soils, chemical properties, physical properties, carbonate deposits