ROZMIESZCZENIE SIARKI W PROFILACH GLEBOWYCH NIEKTÓRYCH TYPÓW GLEB PO L SK I

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAW CZE T. X IX, Z. 1, W ARSZAW A 1968 PIOTR SKŁODOWSKI ROZMIESZCZENIE SIARKI W PROFILACH GLEBOWYCH NIEKTÓRYCH TYPÓW GLEB PO L SK I Katedra Gleboznawstwa Politechniki Warszawskiej M amy stosunkowo mało badań dotyczących zawartości siarki i jej rozm ieszczenia w profilach glebow ych oraz form, w jakich cna w y stępuje. N ajw iększe ilości siarki stw ierdzono na zalew anych bagnistych obszarach, gdzie w ystępują duże nagrom adzenia siarczków, oraz w glebach słonych, m ających duże ilości siarczanów. Duże ilości siarki stwierdzono w glebach pochodzenia organicznego. Ilości jej w tych glebach dochodzą naw et do 4 /o. N iektóre gleby w apienne ch arak tery zu je dość w ysoka zaw artość siarki [28]. W glebach strefy um iarkow anej zawartość siarki waha się najczęściej w granicach od 0,01 do 0,15%. Greavers i Gardner [11] stw ierdzili w zbadanych rejonach USA od 0,001 do 0,049% S. Williams i Steinbergs [29] podają, że zawartość siarki w niektórych glebach A ustralii wynosiła od 0,009 do 0,186%. Hesse [12] badając gleby leśne wschodniej A fryki stwierdził, że zawartość siarki wynosiła średnio 0,035% i obniżała się w m iarę głębokości. Walker i inni [27] badając 22 gleby łąkowe Nowej Zelandii stw ierdzili, że zawartość siarki w ahała się oc 0,028 do 0,091% (średnio ok. 0,040%). K o t e r i inni [16] stwierdzili,, że zawartość siarki w niektórych glebach m ineralnych województwaolsztyńskiego w aha się w granicach 8,4 63,8 mg/100 g gleby i wynosi średnio 21,6. Gleby torfowe w ykazują natom iast znacznie więcej siarki niż m ineralne i zaw ierają jej od 203,1 do 440,6 mg/100 g s.m. torfu. N o wosielski podaje [22], że zawartość siarki w niektórych glebach m i n eraln y ch Polski w ynosi od 0,007 do 0,025%. Jak tw ierdzi wielu autorów, siarka w w ierzchnich w arstw ach gleb stre fy um iarkow anej w ystępuje głównie w form ie związków organicznych [1, 7, 9, 12, 14, 17, 18, 26, 28]. Badacze ci podają zaw artość siarki.

2 100 P. Skłodow ski organicznej dla różnych gleb i regionów, podkreślając że jej ilość zależy od obecności związków organicznych i m aleje w m iarę głębokości w tym sam ym stopniu jak ogólna zaw artość węgla. Ponadto w w ierzchnich w arstw ach gleb strefy um iarkow anej poza siark ą organiczną, k tó ra stanow i /o ogólnej zaw artości siarki, w y stęp u je w niew ielkich ilościach siarka siarczanow a [10, 17, 28, 30]. Whitehead [28] uważa, że ilość siarki siarczanowej w wierzchnich w arstw ach gleb strefy um iarkow anej jest niew ielka, ponieważ w klim acie um iarkow anym, gdzie jest całkow ite przem yw anie, w szystkie sole sia r czanowe (siarczan magnezu, siarczan potasu, siarczan sodu, siarczan w apnia) z w yjątk iem siarczanów b aru i stro n tu są dokładnie w ym yw ane. F r e n e y [10] badając gleby australijskie stw ierdził, że tylko 6% siarki w ystępuje jako siarczany zaadsorbowane i wolne. Jeszcze m niejsze ilości ty ch siarczanów w stosunku do ogólnej zaw artości siarki stw ie r dzili Lowe i Delong [17]. Williams i Steinbergs [30] stw ierdzają, że w glebach o norm alnej w ilgotności siarka siarczanow a w w ierzchnich w arstw ach w y stęp u je albo w nierozpuszczalnych zw iązkach z Ba, Sr, albo w postaci sia r czanów zaadsorbowanych. Możliwe jest także osadzanie i okludowanie siarczanów przez СаСОз, co potw ierdzają badania Raszewskiej [24]. W ielu badaczy stw ierdza większą zawartość siarczanów w głębszych poziomach gleb niż w poziomach w ierzchnich [2, 5, 8, 12, 13, 15, 21, 25]. N atom iast badania przeprowadzone przez К o t e r a i innych [16] w ykazały, że zaw artość siarczanów m alała w raz z głębokością zarów no w glebach m ineralnych, jak i torfow ych. B dania n a d zaw artością siarczanów w glebach były prow adzone głównie w USA. Ponieważ badacze oznaczali siarczany w różnych wyciągach (wodne, octanowe, fosforanowe i inne), dlatego też uzyskane w yniki są często rozbieżne. Ensminger [8] badając różne gleby w stanie A labam a nie stw ierdził zawartości siarczanów w poziomach próchnicznych gleb. W poziomie В zawartość siarczanów w ahała się w granicach od 0,0 do 15,1 mg/100 g gleby, a w poziomie С od 0,0 do 19,0 mg/100 g gleby. W n iektórych glebach nie stw ierdzono siarczanów w całym p rofilu glebow ym. Jordan i Bardsley [13] stw ierdzili w poziomach wierzchnich typow ych czerw onożółtych gleb bielicow ych południow o-w schodnich s ta nów USA nie w ięcej niż 0,3 mg siark i na 100 g gleby w postaci siarczanów (w w yciągu M organa). Natom iast w m iarę głębokości zawartość siarczanów w zrastała. Kamprath i inni [15] stw ierdzili w poziomach próchnicznych dwóch gleb 0,7 i 0,1 mg siarki siarczanowej na 100 g gleby. N e 11 e r [21] badając profile gleb w stanie F lorida stw ierdził, że zaw artość siarczanów

3 Siarka w profilach glebow ych Polski 101 w wierzchnich w arstw ach w ahała się w granicach 0,00 0,45 m g /l00 g gleby i była tym większa, im większa była w nich ilość części spławialnych. S a n d f o r d i Lancaster [25] zbadali 27 gleb w stanie Missisipi i stw ierdzili, że zawartość siarczanów w w arstw ie 0 15 cm w ahała się w granicach od 0,55 do 2,69 mg/100 g, śre<łnio 0,88 mg/100 g gleby. Z a w artość ta była przew ażnie w iększa w w arstw ach głębszych niż w ierzchnich. W yjątek pod tym względem stanow ią gleby pyłowo-piaszczyste i piaski słabo gliniaste. Hesse [12] badając gleby leśne wschodniej A fryki stw ierdził we w szystkich przypadkach, że górne w arstw y gleb zaw ierały mało lub nie zaw ierały w ogóle siarczanów, chociaż zaw ierały dostateczne ilości siarki organicznej. W głębszych poziom ach cała siarka była w form ie sia r czanów. Jouis i inni [14] badali zawartość siarczanów rozpuszczalnych w wodzie w rejo n ach nieuprzem ysłow ionych. Dla poszczególnych gleb w w a r stw ie ornej stw ierdzili oni następujące ilości siarki: gleby gliniaste 0,2 1,2 m g/100 g gleby, gleby piaszczyste 0,5 mg/100 g gleby, gleby torfow e 3,0 10,0 mg/100 g gleby. Lowe i Delong [17] w trzech glebach Quebecu stw ierdzili 0,8, 1,0 i 1,4 mg siarki siarczanowej na 100 g gleby. Mcllung i inni [19] ustalili, że zawartość siarczanów w glebach b razy lijsk ich w ahała się od 0,18 do 2,17 img/100 g gleby. Ponadto w wierzchnich w arstw ach gleb, jak stw ierdza Freney [10], m ogą w ystępow ać nieorganiczne związki siark i o niższym stopniu u tlen ienia niż siarczany (siarczki, wielosiarczki, siarczyny, tiosiarczany, siarka elem entarna). Zw iązki te jednak stanow ią tylko ok. 1% ogólnej zaw artości siarki. CEL I METODYKA PRACY Celem p rac y było: zbadanie rozmieszczenia siarki ogółem, siarki organicznej i siarki siarczanowej w profilach glebowych czarnych ziem, czarnoziemów, gleb bielicow ych i pseudobielicow ych (siarkę siarczanow ą oznaczano w w y ciągu l /o HC1 i wyciągu KH2PO 4 o stężeniu 500 ppm P), w yjaśnienie, w jaki sposób na zawartość różnych form siarki w poszczególnych poziomach genetycznych gleb wpływ a zawartość związków organicznych w tych poziomach, ich skład m echaniczny, w szczególności zaw artość części spław ialnych oraz zaw artość w ęglanu w apnia. D latego

4 102 P. Skłodow ski też badania były przeprowadzone na glebach różniących się między sobą zawartością związków organicznych i węglanu wapnia oraz w ykazujących skład m echaniczny od piasków luźnych do iłów. B adaniam i objęto łącznie 68 profilów glebow ych: 39 profilów czarnych ziem, 16 profilów czarnoziemów i 13 profilów gleb bielicowych i pseudobielicowych. Badane czarne ziemie i czarnoziemy były pobrane z większych kompleksów tych gleb, położonych w różnych regionach Polski, natom iast badane gleby bielicowe i pseudobielicow e pobrano z te renu województwa warszawskiego. W naszych badaniach stosow ano n astępujące m etody: skład m echaniczny oznaczono m etodą areom etryczną Bouyoucosa, zm odyfikow aną przez C assagrande a i Prószyńskiego [20], zaw artość СаСОз oznaczono m etodą S cheiblera [23], ogólną zaw artość węgla oznaczono m etodą T iurina [4], ogólną zawartość siarki oznaczono m etodą turbidim etryczną wg B utters Chenery [5], zawartość siarki organicznej, otrzym anej przez spalenie z H2O2 wg E w ansa i Rosta [9], oznaczono m etodą tu rb idim etryczną, k tó rą opracow a no podczas wykonyw ania tego tem atu. Przebieg analizy jest następujący. O dw aża się 1 2 g gleby (w zależności od zaw artości próchnicy) uprzednio przem ytej 1-procentowym HC1. Naważkę przenosi się ilościowo do kolbek stożkowych na 200 ml, dodaje ok. 20 ml 30-procentowego H 2O2 i kolbki przykryw a szkiełkam i zegarkowymi. Kolbki wraz z zawartością ogrzew a się do w rzenia. G otow anie prow adzi się tak długo, aż cała su b stancja organiczna ulegnie utlenieniu (ok. 10 min od chwili zagotowania). Kolbki w raz z zaw artością umieszcza się na łaźni piaskowej w celu odparow ania pozostałości do sucha. N astępnie po ostudzeniu do kolbek dodaje się 50 m l 1-procentow ego NaCl i kolbki wraz z zaw artością w y trząsa na mieszadle w ciągu pół godziny. Zawiesinę w iruje się przez 5 m inut przy 4000 obrotach na m inutę. 40 ml cieczy przenosi się do parowniczki szklanej lub kwarcowej, dodaje 2 5 ml 30-procentowego H2O2 i parow niczki w raz z zaw artością um ieszcza na łaźni w odnej w celu odparow ania zaw artości do sucha. N astępnie parow niczki w raz z suchą pozostałością umieszcza się w suszarce elektrycznej na przeciąg 1 godz w tem peraturze 102 C w celu usunięcia nadm iaru H2O2. Po schłodzeniu do pozostałości dodaje się 50 ml wody destylowanej i całą zawartość przenosi do probówek wirówkowych. W iruje się jak poprzednio przez 5 m in przy 4000 obr./m in usuw ając zawieszoną m aterię m l czystego, klarownego roztw oru przenosi się do kolbki na 50 ml, dodaje 5 ml 50-procentow ego kw asu octowego, 1 m l stężonego kw asu ortofosforowego i dokładnie miesza. Następnie dodaje się 1 g krystalicznego ВаСЬ i dalej postępuje podobnie jak przy oznaczaniu ogólnej zaw artości siarki

5 Siarka w profilach glebow ych P olski 103 w glebie. Wzorzec sporządza się w identyczny sposób dodając do kolbek m iarowych na 50 ml zamiast wyciągu w zrastające ilości roztw oru wzorcowego. Roztwór wzorcowy przygotow uje się przez rozpuszczenie 0,3844 g MgSÛ4 H 2O w 1 litrze 1-procentowego NaCl. Stężenie S w 1 litrze takiego roztw oru w ynosi 50 mg. Dodaje się takie ilości tego roztw oru, by zaw artość S w kolbkach wynosiła: 0,0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8 i 1,0 mg. Zależność między zm ętnieniem a odczytami jest liniowa. Do każdej serii oznaczeń należy sporządzać oddzielny wzorzec; zawartość siarczanów w wyciągu 1-procentowego HC1 oznaczono m etodą turbidim etryczną. Metoda ta została również opracowana podczas wykonyw ania tego tem atu. Przebieg analizy jest następujący: 20 g gleby (przesianej przez sito o 0 1,0 mm) umieszcza się w kolbie stożkowej na 300 ml. Dodaje się 100 ml 1-procentowego HC1 i w ytrząsa na mieszadle w ciągu 30 min. Zawiesinę sączy się przez tw ardy sączek odrzucając pierw sze krople przesączu. Do przesączu dodaje się ok. 0,25 g w ęgla a k ty wowanego Carbopol D-4 i zawartość w ytrząsa się przez 3 min, po czym sączy się ją jeszcze raz przez tw ardy sączek m l przesączu przenosi się do kolbki m iarow ej na 50 ml, dodaje 5 ml 50-procentowego kwasu octowego, 1 m l kw asu zarodkow ego, 1 m l kw asu ortofosforow ego stę żonego i dokładnie miesza. Następnie dodaje się ok. 1 g krystalicznego BaCl2 i dalej postępuje się tak samo jak przy oznaczaniu ogólnej zaw artości siarki w glebie wg m etody B u ttersa i C henery [5]. W zorzec sporządza się w identyczny sposób dodając do kolbek m iaro wych na 50 ml zamiast wyciągu w zrastające ilości roztw oru wzorcowego. Roztwór wzorcowy przygotow uje się przez rozpuszczenie 0,2685 g CaSC>4 w roztworze 1-procentowym HC1 i dopełnia tym kwasem do objętości 1 litra. Stężenie S w 1 ml takiego roztw oru wynosi 0,05 mg. Dodaje się takie ilości tego roztw oru, aby zawartość S w kolbkach wynosiła: 0,0, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8 i 1,0 mg. Zależność m iędzy zm ętnieniem a odczytami jest liniowa. Do każdej serii oznaczeń należy sporządzać oddzielny wzorzec i ślepą próbę. O dczynnikam i były: l-procentow y kwas solny, kwas zarodkow y, sporządzony przez rozpuszczenie 20 mg S w form ie siarczanów w 1 litrze kw asu solnego (1 : 1), roztw ór gum y arabskiej. 5 g gum y arabskiej rozpuszcza się w 1 litrze gorącej wody destylow anej i sączy na gorąco, BaCl2. Duże kryształy BaCl2 rozciera się, a następnie przesiewa przez sita, aby uzyskać fra k c ję o w ym iarach 1,0 0,3 mm, zaw artość siarczanów dostępnych oznaczano m etodą tu rb id im e try czn ą wg E nsm ingera [8], zm odyfikow aną przez nas podczas w ykonyw ania tego tem atu. M odyfikacja m ętody polega na tym, że w yciąg dla

6 104 P. Skłodow ski oznaczania siarczanów sporządzono podobnie jak w metodzie Ensm ingera zalew ając 20 g gleby 100 ml roztw oru ekstrakcyjnego (500 ppm P w postaci KH2PO 4) i w ytrząsając pół godziny, natom iast zmieniono dalszy przebieg analizy; jest on obecnie taki sam jak przy oznaczaniu siarczanów w w yciągu 1-procentow ego HC1. OMÓWIENIE WYNIKÓW OGÓLNA ZAWARTOŚĆ SIARKI N ajw iększe ilości siarki stw ierdzono w poziom ach próchnicznych zbadanych gleb. Zawartość siarki (S) w tych poziomach dla poszczególnych gleb wynosi średnio: czarne ziemie 33,5, czarnoziem y 28,3, gleby bielicow e i pseudobielicow e 15,2 mg/100 g gleby. N ależy jednak podkreślić, że zawartość siarki w poziomach próchnicznych zbadanych gleb w aha się w dosyć szerokich granicach: czarne ziem ie (12,5 120,6), czarnoziemy 18,1 40,6, gleby bielicowe i pseudobielicowe 6,2 25,0 mg/100 g gleby. W poziom ach przejściow ych czarnych ziem i czarnoziem ów oraz w poziomach wmycia i wymycia gleb bielicowych stw ierdza się mniejsze ilości siarki. Zawartość siarki w tych poziomach wynosi średnio: w czarnych ziem iach 20,6, w czarnoziem ach 16,3, a w glebach bielicow ych 2,6 mg/100 g gleby. N ajm niejsze ilości siarki stw ierdza się w skałach m acierzystych, z k tó rych czarne ziem ie m ają 10,6, czarnoziem y 4,1 a gleby bielicowe 2,1 mg/100 g gleby. Z przedstaw ionych w yników można wyciągnąć wniosek, że zawartość siarki m aleje z głębokością. Jest to głównie spowodowane zmniejszaniem się w m iarę głębokości zawartości związków organicznych. R ozpatrując otrzym ane w yniki bardziej szczegółowo m ożna stw ierdzić, że rozm ieszczenie siarki w profilach glebowych poszczególnych gleb jest bardzo różne. Ilustrują to rysunki W czarnych ziem iach lekkich, nie zaw ierających w ęglanu w apnia, spadek zawartości siarki w profilach glebowych jest bardzo gwałtow ny (rys. 4, 5). Natom iast w czarnych ziemiach ciężkich zawartość siarki w m iarę głębokości zm niejsza się stopniow o (rys. 3, 6). W pływ składu m echanicznego oraz zawartości w ęglanu wapnia na rozmieszczenie siarki w profilu glebow ym jest szczególnie widoczny w przypadku czarnych ziem niecałkow itych (rys. 1, 2, 7, 8). O rozm ieszczeniu siarki w profilach glebow ych czarnoziem ów decydu je głównie miąższość poziomów próchnicznych i przejściow ych oraz

7 mg S/10Üg g/ebg -m g S/100g soil mg S/100g gleby -mg S/10Og soi! 0 го 40 m i i ; Г Rys. 1. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu glebow ym czarnej ziem i ciężkiej, w ytw orzonej z gliny zw ałow ej średniej na glinie lekkiej pylastej (profil 14) 1 s ia r k a o g ó łem, 2 s ia rk a o rg a n ic z n a, 3 s ia r k a s ia rc z a n o w a w 1 -p ro c e n to w y m HC1, 4 s ia r k a s ia rc z a n o w a w 500 p p m P Distribution of various sulphur form s in the profile of heavy black earth developed of m edium boulder loam underlain by light silty loam (profile 14) 1 to ta l s u lp h u r, 2 o rg a n ic s u lp h u r, 3 s u lp h a te S in 1% H Cl, i s u lp h a te S in K H 2P 0 4 in c o n c e n tr a tio n of 500 p p m P e x p la n a tio n as in F ig. I Rys. 2. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu g lebow ym czarnej ziem i ciężkiej pyłow ej, w ytw orzonej z utw oru pyłow ego ilastego na piasku słabo gliniastym podścielonym iłem (profil 34) Distribution of various sulphur form s in the profile of heavy silty black earth developed of silty claey form ation on sand w ith slight loam adm ixture underlain by clay (profile 34) explanation as in Fig. 1 Siarka w profilach glebowych P olski 0 01

8 mg S /100g gleby - mg S/100 g soil mg S/100 g gleby-mg S/10 O g soil О Rys. 3. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu glebow ym czarnej ziem i z gliny lekkiej pylastej na utw o rze pyłow ym ilastym podścielonym gliną średnią pylastą (profil 35) Distribution of various sulphur forms in the profile of black earth developed of light silty loam on silty claey form ation underlain by m edium silty loam (profile 35) explanation as in Fig. 1 Rys. 4. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu g lebowym czarnej ziem i w ytw orznej z piasku gliniastego lek kiego na piasku słabo gliniastym (profil 25) D istribution of various sulphur form s in the profile of black earth developed of light loam y sand underlain by sand w ith slight loam adm ixture (profile 25) explanation as in Fig. 1

9 mg S /100g gleby - mg S /100g soi! mg S/lOOg gleby -m g S/100 g soil Rys. 5. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu g lebowym czarnej ziem i w ytw orzonej z gliny zw ałow ej lek kiej na piasku gliniastym pylastym podścielonym gliną zw ałow ą lekką (profil 17) D istribution of various sulphur form s in the profile of black earth developed of light boulder loam on silty loam y sand underlain by light boulder loam (profile 17) explanation as in Fig. 1 Rys. 6. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu g lebowym czarnej ziem i w ytw orzonej z gliny zw ałow ej ciężkiej (profil 20) D istribution of various sulphur form s in the profile of black earth developed of heavy boulder loam (profile 20) explanation as in Fig. 1 Siarka w profilach glebowych Polski о

10 mg S/fOOg g/ebg-mg S/100g soi! 0 20 Skłodow ski Rys. 7. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu g lebow ym czarnej ziem i w ytw orzonej z utw oru pyłow ego na piasku gliniastym pylastym przew arstw ionym piaskiem słabo gliniastym (profil 27) D istribution of various sulphur forms in the profile of black earth developed of silty form ation on silty loam y sand underlain by sand w ith slight loam adm ixture (profile 27) explanation as in Fig. I Rys. 8. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu g lebow ym czarnej ziem i w ytw orzonej z gliny zw ałow ej średniej na piasku gliniastym podścielonym gliną zw ałow ą średnią (profil 7) Distribution of various sulphur forms in the profile of black earth developed of m edium boulder loam on loam y sand underlain by m edium boulder loam (profile 7) explanation as in Fig. 1

11 mg S /100g g/eôg -m g S /100g soi! mg S/100g g/eby -m g S/100g soil 0 ZO 40 Rys. 9. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu czarnoziemu w ym yw anego, w ytw orzonego z lessu ilastego (profil 13) D istribution of various sulphur form s in the profile of leached chernozem developed of silty loess (profile 13) explanation as in Fig. 1 Rys. 10. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu czarnoziem u w ytw orzonego z lessu ilastego (profil 4) D istribution of various sulphur form s in the profile of chernozem developed of silty loess (profile 4) explanation as in Fig. 1 Siarka w profilach glebowych Polski о CD

12 mg S/100g gleby -mg S/100g soil mg S/100g g/eôg -mg S/100g so/i Rys. 11. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu glebow ym czarnoziemu w ytw orzonego z lessu ilastego (profil 10) Distribution of various sulphur forms in the profile of chernozein developed of silty loess (profile 10) explanation as in Fig. 1 Rys. 12. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu czarnoziemu zm yw anego w ytw orzonego z lessu ilastego (profil 9) D istribution of various sulphur form s in the profile of leached chernozem developed of silty loess (profile 9) explanation as in Fig. 1

13 mg S 1100g glebg -m g S/100g soi! m g S /100g g/eby -m g S/100 g so il О 2 0 Г? H T -1 1 Rys. 13. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu gleby blielicow ej uprawnej, w ytw orzonej z gliny zw ałow ej lekkiej pylastej (profil 11) D istribution of various sulphur form s in the profile of cultivated podzolic soil developed of light silty boulder loam (profile 11) explanation as in Fig. \ Rys. 14. R ozm ieszczenie różnych form siarki w profilu g leby bielicow ej upraw nej, w ytw orznej z piasku gliniastego lekkiego na utw orze pyłow ym, podścielonym gliną lekką (profil 10) D istribution of various sulphur form s in the profile of cultivated podzolic soil developed of light loam y sand on silty form ation underlain by light loam (profile 10) explanation ąs in Fig. 1 Siarka w profilach glebowych Polski Ш

14 112 P. Skłodow ski zawartość związków organicznych (rys. 9, 10, 11, 12). Szczególnie duże różnice stw ierdza się między czarnoziemami nam yw anym i i zmywanymi. W czarnoziem ach nam yw anych o m iąższych poziom ach próchniczych, dochodzących nieraz do głębokości 100 cm, zm niejszanie się zawartości siarki jest bardzo pow olne i stopniow e (rys. 10). N atom iast w czarnoziem ach zm yw anych, m ających bardzo p ły tk ie poziom y próchniczne, p rzekraczające nieraz zaledwie 20 cm, spadek zawartości siarki jest bardzo gw ałtow ny (rys. 12). W większości zbadanych gleb bielicow ych zaw artość siarki gw ałtow nie spada w poziomie wym ycia na głębokości cm i dalej w m iarę głębokości utrzym uje się m niej więcej na jednakow ym poziomie (rys. 13). Nie stwierdzono bowiem na ogół istotnych różnic w zawartości siarki między poziomami wym ycia, wm ycia i skały m acierzystej. Tylko w dwóch glebach stwierdzono najpierw nagły spadek zawartości siarki w poziomie wymycia, a następnie pewien wzrost w poziomie wmycia (rys. 14). W pierwszym przypadku jest to gleba niecałkowita, w ytworzona z piasku gliniastego lekkiego na utworze pyłowym, a w drugim gleba całkowita w ytworzona z gliny zwałowej lekkiej, zaw ierająca na głębokości cm węglan wapnia. Reasum ując można stwierdzić, że o rozmieszczeniu siarki w profilu glebow ym decydują następ u jące czynniki: zaw artość związków organicznych, miąższość poziom ów próchnicznych, zaw artość w ęglanu w apnia oraz jego rozm ieszczenie w p rofilu glebowym, skład m echaniczny poszczególnych poziomów, a w szczególności zaw artość części spław ialnych. N ależy ponadto podkreślić, że o zaw artości siarki w poziom ach próchnicznych decyduje głównie zaw artość związków organicznych, natom iast w m niejszym stopniu skład m echaniczny ty ch poziomów i zaw artość w ę glanu w apnia. N atom iast na ogólną zaw artość siarki w skałach m acierzystych decydujący w pływ w yw iera skład m echaniczny tych poziomów i zaw artość СаСОз. S IA R K A O R G A N IC Z N A W poziom ach próchnicznych zbadanych gleb stw ierdzono średnio n a stępujące ilości siarki (S) organicznej: czarne ziemie 26,3, czarnoziemy 23,3, gleby bielicowe i pseudobielicowe 11,5 mg/100 g gleby. Zawartość siarki organicznej w tych glebach m aleje wraz z głębokością rów nolegle ze zm niejszaniem się w nich związków organicznych. Stwierdzono, że zaw artość siarki organicznej w poziom ach próchnicznych, jak i jej roz

15 Siarka w profilach glebow ych Polski 113 mieszczenie w profilach glebowych zależy głównie od zawartości węgla w poszczególnych poziom ach genetycznych. Rozmieszczenie siarki organicznej w niektórych profilach glebowych ilustrują rysunki S IA R C Z A N Y E K S T R A H O W A N E 1-P R O C E N T O W Y M HC1 W śród zbadanych czarnych ziem, czarnoziemów i gleb bielicowych te ostatnie odznaczają się najm niejszą ilością siarczanów ekstrahow anych 1-procentow ym HC1. W poziomach próchnicznych zawartość siarczanów (S) w w yciągu 1-procentow ego HC1 w ynosi średnio: w czarnych ziem ia c h 2,43, w czarnoziem ach 2,00, w glebach bielicowych 0,84 mg/100 g gleby. Należy jednak podkreślić, że zawartość siarczanów w tych poziomach w aha się w dosyć dużych granicach. Szczególnie duże w ahania stwierdzono w przypadku czarnych ziem i czarnoziemów. Największe ilości siarczanów ekstrahow anych 1-procentow ym HC1 stw ierdzono w poziomach próchnicznych czarnych ziem i czarnoziemów, które zaw ierały duże ilcści w ęglanu wapnia. W poziomach próchnicznych przeciętnie 6 8 /c siarki w ystępuje w postaci siarczanów. Rozmieszczenie siarczanów ekstrahow anych 1-procentow ym HC1 w profilach glebowych czarnych ziem, czarnoziemów i gleb bielicowych jest bardzo różne. Ilu stru ją to ry su n k i W większości zbadanych czarnych ziem zawartość siarczanów w zrasta w m iarę głębokości, przy czym w poziomach przejściowych stw ierdza się pcdobne lub nieco w iększe ilości siarczanów jak w poziom ach próchnicznych (średnio 2,74 mg/100 g gleby), natom iast w skałach m acierzystych stw ierdza się dużo większe ilości siarczanów (średnio 7,05 mg/100 g gleby). W glebach tych w m iarę głębokości w zrasta także na ogół zawartość w ęglanu wapnia. W zbadanych czarnoziem ach zawartość siarczanów ekstrahow anych 1-procentow ym HC1 ulega pew nem u niew ielkiem u obniżeniu w poziom ach przejściow ych w stosunku do poziomów próchnicznych (średnio 1,70 m g/100 g gleby), a następnie w zrasta w skałach m acierzystych (średnio 2,58 mg/100 g gleby). Natom iast w poziomach wymycia, wmycia i w skałach m acierzystych gleb bielicowych stw ierdza się na ogół m niejszą ilość siarczanów niż w poziomach próchnicznych. Zawartość siarczanów ekstrahow anych 1-procentow ym HC1 w ty ch poziom ach w ynosi średnio 0,57 mg/100 g gleby. Nie stw ierdza się na ogół różnic w zawartości siarczanów między poziomami wym ycia, wm ycia i skały m acierzystej. We wszystkich tych poziom ach zaw artość siarki siarczanow ej jest m niej w ięcej n a jednakow ym poziom ie (rys. 13, 14). 8 R o c z n ik i g le b o z n a w c z e t. X IX, z. 1

16 114 P. Skłodow ski N ależy podkreślić, że we w szystkich zbadanych glebach w m iarę głębokości w zrasta procentowy udział siarki siarczanowej w stosunku do ogólnej zawartości siarki. W skałach m acierzystych większości zbadanych gleb siarka jest głównie reprezentow ana przez siarczany. Na podstawie otrzym anych w yników można sądzić, że w przypadku czarnych ziem i czarnoziemów siarczany wym ywane są z poziomów próchnicznych i osadzane w w arstw ach głębszych, przy czym w ydaje się, że w procesie w ym yw ania, jak i osadzania siarczanów w ażną rolę odgrywa zawartość w ęglanu wapnia i jego rozmieszczenie w profilu glebowym. Jak bowiem podkreśla Raszewska ja [24] w glebach zaw ierających СаСОз siarczany w ystępują przeważnie w postaci gipsu, przy czym często cząsteczki jego są okludowane przez węglan wapnia, a tym sam ym są nierozpuszczalne w wodzie. Natom iast w przypadku gleb bielicowych siarczany usuw ane są z p rofilu glebowego przez w ym yw anie. S IA R C Z A N Y E K S T R A H O W A N E R O Z T W O R E M F O S F O R A N O W Y M W G E N S M IN G E R A Największe ilości siarczanów ekstrahow anych roztworem KH2PO 4 o stężeniu 500 ppm P stwierdzono w poziomach próchnicznych zbadanych gleb. Zaw artość siarczanów (S) w tych poziomach dla poszczególnych gleb wynosi średnio: w czarnych ziemiach 1,77, w czarnoziem ach 1,35, w glebach bielicow ych 1,14 mg/100 g gleby. W przew ażającej większości gleb zawartość siarczanów w wyciągu fosforanow ym m aleje wraz z głębokością; dotyczy to zarówno czarnych ziem i czarnoziemów, jak również gleb bielicowych. Poziomy przejściowe czarnych ziem zaw ierają bowiem średnio 1,39, a czarnoziemów 0,72 mg/100 g gleby, natom iast poziomy wym ycia i wmycia gleb bielicowych przeciętnie 0,75 mg/100 g gleby. S kały m acierzyste zaś zaw ierają n a stępujące ilości siarczanów ekstrahow anych roztworem fosforanowym: czarne ziemie 1,26, czarnoziemy 0,75, gleby bielicowe 0,70 mg/100 g gleby. N ależy podkreślić, że w czarnych ziem iach i czarnoziem ach stw ierdzono m niejsze ilości siarczanów w wyciągu fosforanowym niż w wyciągu 1-procentow ego HC1, natom iast odw rotnie w glebach hielicow ych. W NIOSKI Na podstawie otrzym anych wyników można wyciągnąć następujące wnioski: 1. Ogólna zawartość siarki i siarki organicznej w badanych glebach m aleje w raz z głębokością. Jest to głównie spowodowane zm niejszaniem się w m iarę głębokości zaw artości związków organicznych.

17 Siarka w profilach glebow ych Polski O rozm ieszczeniu siarki w profilach glebow ych decydują n astęp u jące czynniki: zaw artość związków organicznych, miąższość poziomów próchnicznych, zawartość węglanu wapnia oraz jego rozmieszczenie w profilu glebowym, skład m echaniczny poszczególnych poziomów, a w szczególności zaw artość części spław ialnych. 3. W poziom ach próchnicznych zbadanych gleb siarczany ekstrahow a ne 1-procentow ym HC1 stanow ią 6 8% ogólnej zaw artości siarki. 4. W czarnych ziem iach i czarnoziem ach zaw artość siarczanów e k stra how anych 1-procentow ym HC1 w zrasta na ogół w m iarę głębokości, n a to m iast w glebach bielicowych zawartość ich m aleje wraz z głębokością. We w szystkich jed n ak zbadanych glebach w m iarę głębokości w zrasta pro centowy udział siarki siarczanowej w stosunku do ogólnej zawartości siarki. 5. W przew ażającej większości zbadanych gleb zawartość siarczanów ekstrahow anych roztworem fosforanowym wg Ensm ingera m aleje wraz z głębokością. LITERATURA [1] A j g i n i j a n R. H.: M ietod opriedielenija w ałow ogo koliczestw a siery w poczw ach, m inierałach, rastienijach i organiczeskich sojedinienijach. P oczw ow iedien., 9, 1957, [2] Ames J. W., Bolt z G. E.: Sulfur in relation to soils and crops. Ohio Agr. Exp. Sta. Bui., 292, [3] Bear F. E.: Soils and fertilizers. N ew York 1954, John W iley and Sons. [4] Bielczikowa N. P.: O priedielenije gum usa poczw y pod m ietodu Tiurina. A grochim icz. m ietody issledow anija poczw. M oskwa [5] Butters B., Chenery E. M.: A rapid m ethod for determ ination of the total sulphur in soils and plants. A nalist., 84, 1959, [6] Chen sin L., Yien C. H.: Turbidim etric determ ination of available su l fates. Soil Sei. Soc. Amer. Proc., t. 15, [7] Delong W. A., Lowe L. E.: N ote on carbonbonted sulphur in soils. Canad. J. Soil Sei., t. 54, 1962, s [8] Ensminger L. E.: Som e factors affecting the adsorption of sulfate by A labam a soils. Soil Sei. Soc. Amer. Proc., t. 18, [9] Evans C. A., Rost C. O.: Total organic sulphur and humus sulphur of M innesota soils. Soil Sei., t. 59, 1945, s [10] Freney J. R.: Som e observation on the nature of organic sulphur com pounds in soil. A ustral. J. Agric. Res., t. 12, [11] Greavers J. E., Gardner W.: Is sulfur a lim iting factor of crop production in som e utach soil. Soil Sei., t. 27, 1929, s

18 116 P. Skłodow ski [12] Hesse P. R.: Sulphur and nitrogen changes in forest soils of East A frica. P lant and Soil, t. 9, 1957, s [13] Jordan H. V., Bardsley C. E.: R esponse of crops to sulphur on southeastern soils. Soil Sei. Soc. Amer. Proc., t. 22, [14] Jouis E., Lec ас h e ux M. T.: Une m éthode néphélom étrique rapide pour le dosage du soufre dans les soils. Q uelques résultats de dosages de soufre dans des soils de la Seine-M aritim e. Ann. Agron., t. 13, 1962, s [15] Kamprath E. J., Nelson W. L., Fitss J. W.: Sulphur rem oved from soils by field crops. Agron. J., t. 49, 1957, s [16] Koter M., Grzesiuk W., С ho dań J.: Zawartość siarki w niektórych glebach w ojew ództw a olsztyńskiego. Z eszyty N aukow e WSR O lsztyn, t. 16, 1963, z. 2, s [17] Lowe L. E., Delong W. A.: A spects of the sulphur status in three Quebec soils. Canad. J. Plant Sei., t. 44, 1961, s [18] M a d a n o w P.: Sootnoszenija azota i siery w gurr.usie poczw stiepnogo mira. Poczw ow iedien., nr 6, 1946, s [19] Mcllung A. C., Freitas M. M., Lott W. L.: A nalyses of several B razilian soils in relation to plant responses to sulphur. Soil Sei. Soc. Amer. Proc., t. 23, [20] Musierowicz A.: Skład m echaniczny gleb i m etody analizy m echanicznej. W arszawa, 1949, PIWR. [21] Nell er J. R.: E xtractable sulphate-sulphur in soil of Florida in relation to am ount of clay in the profile. Soil Sei. Soc. Amer. Proc., t. 23, [22] Nowosielski О.: Z agadnienie siarki dostępnej w glebach polskich. I. Zaw artość siarki dostępnej w zależności od rodzaju gleby i naw ożenia. Roczn. Nauk Roln., t. 84-A -l, 1961, s [23] Piper C. S.: A naliza gleby i roślin. W arszawa, 1957, PWN. [24] Raszewskaja J. М.: К w oprosu o m ietodach opriedielenija sum y su lfatow w poczw ach i ob obw ołakiw anii gipsa karbonatam i. P oczw ow iedien., t. 9, 1954, s [25] Sandford J. D., Lancaster J. D.: B iological and chem ical evaluation of the readily available sulphur status of M ississippi soils. Soil Sei. Soc. Amer. Pr с с., t. 26, [26] Starkey R.: R elation of m icroorganism s to transform ations of sulphur in soils. Soil Sei., t. 70, 1950, s [27] Walker T. W., Adams A. F.: Influence of phosphorus content of parent m aterials on accum ulations of carbon, nitrogen, sulphur and organic phosphorus in grassland soils. Soil Sei., t. 85, 1958, s [28] Whitehead D. C.: Soil and plant nutrition aspects of the sulphur cycle. Soils and Fertilizers, t. 27, [29] Williams C. H., Steibergs A.: Soil sulphur fractions as chem ical indices of available sulphur in som e A ustralian soils. A ustral. J. Agric. Res., t. 10, [20] Williams C. H., Steibergs A.: The evaluation of p lan t-a-vailab le sulphur in soils. I. The chem ical nature of sulphate in som e A ustralian soils. P lan t and Soil, t. 17, 1962, s. 279.

19 Siarka w profilach glebow ych P olski 117 П. С КЛОДОВСКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СЕРЫ В ПРОФИЛЕ НЕКОТОРЫ Х ПОЧВЕННЫ Х ТИПОВ В ПОЛЬШЕ К аф едра П очвоведения В арш авской П олитехники Резюме Исследованию подлеж али 68 разрезов почв: 39 разрезов черноземов и 13 разрезов подзолисты х и псевдонодзолисты х почв. Темноцветные почвы и черноземы были отобраны на крупных комплексах этих почв, залегаю щ их в разны х районах Польши, а подзолисты е почвы на территории Варшавского воеводства. В названны х почвах определяли: 1) механический состав, 2) содерж ание СаСОз, 3) содерж ание общего углерода по методу Тюрина, 4) содерж ание серы по методу B utters, Chenery, 5) содерж ание органической серы, путем окисления Н 2О* по турбидиметрическому методу Evans, Rost, 6) содерж ание сульфатов в вы тяж ке 1 /о НС1 потурбидиметрическому методу и 7) содерж ание сульфатов в ф осф атной вы тяж ке по Ensm inger. В гумусовом горизонте испытываемых почв обнаружены следую щ ие валовые количества серы: темноцветные почвы 33,5, черноземы 28,3, подзолистые почвы 15,2 мг S на 100 г почвы. С одерж ание органической серы в гумусовом горизонте исследованны х почв составляло в среднем: темноцветные почвы 26,3, черноземы 23,3, подзолистые почвы 11,5 мг S на 100 г почвы. Валовое содерж ание серы в содерж ание органической серы с глубиной уменьшалось. Это было вызвано преимущественно уменьшением по мере углубления содерж ания органических соединений. Распределение серы по почвенному профилю показало зависимость от следую щ их факторов: 1) содерж ание органических веществ, 2) мощности гумусового горизонта, 3) содерж ание СаСОз и 4) механического состава, а особенно от содержания илистой фракции. Установлено, что в гумусовом горизонте исследованны х почв сульф аты и з влекаемые 1% НС1 составляют 6 8% от валового содерж ания серы. В большинстве изучаемы х темноцветных почв и черноземов содерж ание сульф атов извлекаемы х 1% НС1 увеличивалось с глубиной профиля, но в подзолисты х почвах оно с глубиной понижалось.

20 118 P. Skłodow ski В преобладающем числе исследованны х почв содерж ание сульфатов в ф осфатной вы тяж ке уменьшалось с глубиной профиля, это относится так к темноцветным почвам и черноземам, как и к подзолистым почвам. Из темноцветных почв и черноземов ф осф атной вытяжкой экстрагировалось меньш ее количество сульфатов, чем вытяжкой 1% НС1, однако в подзолисты х почвах обнаруживалось противоположное. Р. S K Ł O D O W S K I SULPHUR D ISTRIBUTIO N IN THE PROFILES OF SOME SOIL TYPES IN POLAND D e p a r tm e n t o f S o il S c ie n c e W a rsa w T e c h n ic a l U n iv e rs ity Summary The respective investigations com prised 68 soil profiles, including 39 black earth, 16 chernozem and 13 podzolic and pseudopodzolic soil profiles. The sam ples of the black earths and chernozem s in vestigated have been taken from larger areas of these soils situated in different regions of Poland, the podzolic soil sam ples being taken from th e areas of the province of W arsaw. In the above soils the follow ing determ inations have been carried out: 1) m echanical com position, 2) C ac 03 content, 3) total coal content, according to T iurin s m ethod, 4) sulphur content according to Butters and Chenery, 5) organic sulphur content by burning w ith Н2Ог according to the turbidim etric m ethod of Evans and Rost, 6) sulphate content in l /o HC1 by the turbidim etric m ethod, 7) sulphate content in phosphate extraction according to Ensm inger. In hum us horizons of the soils investigated the follow ing total sulphur am ounts have been found: black earths 33.5, chernozem s 28.3, podzolic soils 15.2 mg S per 100 g of soil. The organic sulphur content in hum us horizons of the soils investigated averaged: in black earths to 26.3, in chernozem s to 23.3, in podzolic soils to 11.5 m g S per 100 g of soil. The total sulphur and organic sulphur content decreased p arallelly w ith the depth, first of all, due to a decrease of organic com pounds w ith th e depth. The sulphur distribution in soil profile depended on the follow in g factors: 1) content of organic com pounds, 2) hum us horizon thickness, 3) СаСОз content, 4) m echanical com position of particular horizons, and, first of all, silty particles content.

21 Siarka w profilach glebow ych P olski 119 It has been stated that in hum us horizons of the soils investigated the sulphates extractable w ith l /o HC1 constitute 6 8 /o of total sulphur content. In the m ajority of black earthsand chernozem s investigated the content of sulphates extractable w ith l /o HC1 increased p arallelly w ith the depth, w h ile in podzolic soils their content decreased w ith the depth. In the m ost part of the soils investigated the sulphate content in phosphate extraction decreased along w ith the depth increase; it is true both for black earths and chernozem s as w ell as for podzolic soils. In the case of black earths and chernozem s less sulphate am ounts have been detected in phosphate extract than in l /o HC1 extract, inversely as in the case of podzolic soils. Wpłynęło do redakcji w listopadzie 1967 r.

22