W PŁYW W IELOLETNIEGO NAWOŻENIA NA ZAWARTOŚĆ KATIONÓW Mg, Ca, Al i Fe W PR O FILU GLEBY BIELICO W EJ

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAW CZE, T. X V I, Z. 1 W ARSZAW A 1966 IGNACY ŁAKOMIEĆ W PŁYW W IELOLETNIEGO NAWOŻENIA NA ZAWARTOŚĆ KATIONÓW Mg, Ca, Al i Fe W PR O FILU GLEBY BIELICO W EJ Katedra Chem ii Ogólnej SGGW W arszawa W pływ wieloletniego nawożenia na zawartość i przemieszczanie się kationów dw u- i trójw artościow ych m etali w profilu gleb bielicowych nie został całkow icie poznany. Istotnym zagadnieniem byłoby w y jaśn ienie w pływu różnych nawozów na zmianę wzajem nych stosunków, jakie istnieją między zawartością wym iennych kationów m etali oraz ich niew ym iennym i form ami. W prowadzenie do gleby nawozów m ineralnych i organicznych powoduje ustalenie nowej równowagi dynam icznej, która w zależności od w arunków może przesuwać się w kierunku zwiększenia lub zm niejszenia w ym iennych kationów m etali w kom pleksie sorpcyjnym gleby. Nagrom adzenie się większej ilości m etali w kompleksie sorpcyjnym gleb bielicow ych jest w ypadkow ą procesów sorpcji oraz m i gracji kationów z poziomów pow ierzchniow ych A { i A 2 do głębiej leżących poziomów profilu glebowego w okresach w iększej wilgotności. Przeprow adzone przez Musierowicza i współpracowników [20] studia nad kom pleksem sorpcyjnym gleb w ykazały, że gleby zasobniejsze w substancję organiczną sorbow ały kilk ak ro tn ie w ięcej w ym iennych k a tionów m etali w porów naniu z glebami o m ałej zawartości substancji organicznej. Można przypuszczać zgodnie z powyższym spostrzeżeniem, że w pływ naw ożenia na zaw artość kationów m etali będzie w dużej m ierze zależał od zaw artości w glebie substancji organicznej. Opracowane pod redakcją Haasa i Evansa [8 ] w yniki badań kilkudziesięciu stacji doświadczalnych, tzw. W ielkiej Równiny (Stany D akota na północy do Stanów New M exico i Teksas na południu) dowodzą, że po latach upraw y gleby dziewicze straciły 40 50% substancji organicznej w w arstw ie ornej, natom iast 15 20% w podglebiu. Ten pow ażny spadek zaw artości substancji organicznej spowodow ał

2 158 obniżenie о 48% zawartości cząstek spław ialnych i kationów m etali w w ierzchnich poziom ach profilu glebowego. Podobne procesy w in nych doświadczeniach prowadzonych przez 40 lat wyw oływ ały silne spiaszczenie i zakw aszenie gleb [6 ]. U praw a zbóż nie ham ow ała omówionych zm ian, natom iast skutecznie przeciw działał im przyoryw any obornik. S ubstancja organiczna gleb może więc przyczynić się do zw iększenia sorpcji kationów m etali, jak rów nież ułatw ić ich m igrację. Szczególną rolę w m igracji kationów m etali przypisuje się tzw. chelatom, tj. związkom kom pleksow ym, jakie tw orzą z m etalam i różne su b stancje organiczne. Duchaufour [7] podkreśla szczególną rolę polifenoli i chinonów w m igracji kationów m etali. Jest on zdania, że polifenoie jako p ro d u k ty niecałkow itej hum ifikacji resztek pożniw nych w iążą kationy m etali w trw ałe chelaty rozpuszczalne w roztw orze glebowym, łatwo w ędrujące w głąb profilu glebowego. Szczególnie dotyczy to kationów żelaza i glinu, zw iązanych z m in eraln y m i cząstkam i glebowym i. Dzięki peptyzującem u działaniu substancji organicznej n a stę puje m igracja cząstek iłu z poziomów A y i A 2 do poziomu B. M igracja kom pleksow ych chelatów zachodzi szybciej w środow isku ubogim w k a tiony m etali, co potęguje bielicow anie gleb. Poszczególne frak cje zw iązków próchnicowych różnią się między sobą oddziaływaniem na kationy m etali. K w asy hum inow e sorbują znaczne ilości kationów m etali, tw o rząc kom lpeksy nierozpuszczalne w kw aśnym środow isku i w ten sposób ham u ją proces m igracji kationów m etali w profilu glebow ym. Rozpuszczalne w kw aśnym i alkalicznym środowisku fulw okw asy mogą migrować w głąb profilu glebowego i tworząc z kationam i m etali związki kom pleksow e (być może ty p u chelatów) przyspieszają bielicow anie w ierzchnich poziomów profilu glebowego [23]. Broadbent [5], Hill [10] i H orner [9] w ydzielili z gleby w ew nątrzkompleksowe chelaty. Sovden [25] i Stevenson [26] badając substancję organiczną poziomu В gleb bielicowych doszli do wniosku, że składa się ona z fulwokasów zaw ierających znaczne ilości popiołu. T i t o- wa [27] udowodniła większą ruchliwość fulwokwasów z poziomu В gleb bielicow ych. B yły to kom pleksy fulw owożelazowe. Atkinson i Wright [4] są zdania, że związki organiczne w y stępujące w glebach najpierw wiążą kationy m agnezu i wapnia, z który m i m ig ru ją w głąb gleby, a dopiero później katio n y glinu i żelaza. Przy wysokim stężeniu kationów w apnia i magnezu w poziomie В profilu gleb bielicow ych pow stają w aru n k i do rozpadu chelatów, z w y trąceniem wodorotlenku glinu i żelaza. Podobne poglądy szeregu autorów omawia w swym przeglądzie Antipow-Karata jew [2 ]< Friedland [według 2 1 ] twierdzi, że kationy m agnezu i w apnia mogą m igro

3 W pływ w ieloletniego naw ożenia na zaw artość kationów gleby 159 wać sam e w głąb profilu glebowego, natom iast kationy glinu i żelaza z udziałem fulw okw asów. Prace Moskala [19] wskazują, że zawartość glinu wym iennego zależy od nawożenia: obornik ją zmniejsza, natom iast siarczan amonowy zwiększa. Istotny w pływ na zawartość glinu wym iennego w glebach w yw iera ich odczyn. Maksimów [17] wykazał poważny w pływ nawozów w apniow ych na zaw artość w ym iennych kationów m etali. W glebach w apnow anych zawartość kationów w ym iennych w apnia przekracza 70% ogólnej sum y zasad, przyczyniając się równocześnie do obniżenia zaw artości kationów m agnezu, glinu i żelaza. Na zaw artość tych o sta t nich w glebie w yw iera rów nież w pływ superfosfat, natom iast sól po tasowa i sa le tra sodowa nie m ają tu istotnego znaczenia. W badaniach naszych podjęto próbę poznania w pływ u wieloletniego nawożenia na ogólną i w ym ienną zawartość kationów Mg, Ca, Fe i Al w profilu gleby bielicow ej w pow iązaniu z zaw artością substancji organicznej. OBIEKT I METODY BADAtŚT Obiektem badań była gleba pasa D-5 Pola Doświadczalnego SGGW w Skierniewicach. Szczegółowa charakterystyka gleby skierniew ickiej i schem at dośw iadczenia zostały podane w poprzedniej pracy na str Do badań stosow ano następujące m etody: 1. Stopy gleby z w ęglanem sodowym, wyciągi glebowe do oznaczeń wym iennych kationów oraz ogólnej zawartości glinu wykonano według Arinuszkinej [3]. 2. Zaw artość glinu w ym iennego oznaczono m etodą Sokołowa, opisaną w pracy Moskala [19]. 3. W ymienne kationy wapnia i magnezu oraz ich ogólną zawartość oznaczono w przygotowanych do tego celu roztw orach (pkt 1 ) m etodą kom pleksom etryczną. W metodzie tej stosuje się sól sodową kwasu etylenodw uam inoczterooctow ego (EDTA) oraz jako w skaźnik w m iareczkow aniu m ureksyd i czerń eriochrom ow ą T [18]. 4. Zawartość kationów żelazowych oznaczona w wyciągu glebowym za pomocą kw asu sahcylohydroksam ow ego [2 2 ]. WPŁYW NAW OŻENIA NA OGÓLNĄ ZAWARTOŚĆ W APNIA, MAGNEZU, GLINU I ŻELAZA W GLEBIE Badania zawartości ogólnej wym ienionych czterech m etali miało na celu uchwycenie w pływ u różnych nawozów na zm iany w ich zawartości, jakie w y stąpiły w profilu glebow ym po 40 latach naw ożenia.

4 .160 I. Łakom ieć Wapń ogółem. W yniki analiz charakteryzujących ogólną zaw artość w apnia w glebie bielicow ej naw ożonej obornikiem oraz innym i n a wozami przedstaw iono na rys. 1. Jak widać, nawożenie gleby obornikiem w yw arło isto tn y w pływ na ogólną zaw artość w apnia. Z apasy tego p ie r w iastka są wyższe o 20% w poziom ie В a do 50% w poziomie w porów naniu do stw ierdzonych w glebie nie nawożonej. Gleba nawożona siarczanem amonowym wykazała niem al identyczną zaw artość w apnia, co gleba nie nawożona. P ew ną tendencję w zrostu zapasu w apnia w yw ołało naw ożenie P K (10 25%) oraz naw ożenie saletrą Rys. 1. Ogólna zaw artość w apnia w profilu glebow ym w procencie pow ietrznie su chej gleby 1 _ bez naw ozu, 2 obornik, 3 (NH4)?S04, 4 PK, 5 N P K, 6 C an P K Total calcium content in soil profile, per cent of air dry soil 1 u n fe r tiliz e d, 2 fa rm y a rd m an u re, 3 (NH^sSCM, 4 P K, 5 N P K, 6 C an PK sodową. Na poletkach N P K w zrost w ynosił 12 30%. W obu w ypadkach wyższy w zrost zaw artości w apnia stw ierdzono w głębszych poziom ach profilu glebowego (A2 i B). W apnow anie gleby, jak należało się tego spodziewać, podniosło zdecydowanie zawartość wapnia. W stosunku do NPK kom binacja CaNPK w ykazuje w zrost zaw artości w apnia o 20 40%. Zaw artość w apnia w glebie w apnow anej w stosunku do nie nawożonej jest wyższa o 80% w poziomie A it o 100% w poziomie A 2 i o 50% w poziomie B. Rozm ieszczenie zaw artości w apnia w profilu glebow ym jest ch a ra ktery sty czn e dla tego ty p u gleby. Magnez ogółem. C harakter zmian w zawartości m agnezu ogółem, w ynikłych w skutek nawożenia gleby różnym i nawozami, jest inny niż w w ypadku w apnia. W ieloletnie naw ożenie gleby obornikiem spowodowało wzrost ogólnej zawartości m agnezu o 43% w poziomie A if o 73% w poziomie Л 2 i o 30% w poziomie В w porów naniu z zawartością m agnezu w glebie nie naw ożonej (rys. 2 ). Siarczan amonowy nie m iał w pływ u na zawartość magnezu w glebie. Istotnie w zrastała natom iast ogólna zaw artość m agnezu w glebie n a wożonej PK, a mianowicie o 33% w poziomie A o 100% w poziomie A 2f tylko o 20% w poziomie ß i o 14% w skale m acierzystej.

5 W pływ w ieloletniego naw ożenia na zaw artość kationów gleby 161 W pływ naw ożenia sa letrą sodową (NPK) zaznaczył się tylko w poziomie A b gdzie zawartość m agnezu była wyższa o 2 0 % w porów naniu z glebą naw ożoną P K i o ty le m niejsza w poziomie B. W apnowanie gleby obniżyło zawartość m agnezu w poziomach A lf A 2 i B. W glebach odm iennie nawożonych różnice w zawartości magnezu w skale m acierzystej były niew ielkie. Rys. 2. Ogólna zaw artość m agnezu w profilu glebow ym w procencie suchej gleby o b ja śn ien ie ja k w rys. 1 Total m agnesium content in soil profile, per cent of air dry soil legen d as in fig. 1 Rozm ieszczenie m agnezu w profilu badanych gleb w skazuje na zubożenie poziomów A i i A 2 oraz wzbogacenie w ten składnik poziomu B. Zawartość m agnezu w poziomie wmycia jest wyższa o ponad 100% od stw ierdzonej w poziomie wym ycia i o % wyższa niż w poziomie akum ulacyjnym. Szczególnie duże w ypłukanie związków magnezu w poziomie A± i A 2 do poziomów głębiej leżących nastąpiło w glebach nie nawożonej, nawożonej obornikiem, siarczanem amonowym oraz kom binacją PK. Przyjm ując za 100 zawartość m angnezu w poziomie A 2 uzyskam y dla poziomu В następujące wartości: w glebie nie nawożonej 350, naw ożonej obornikiem i siarczanem am onu 270 oraz na kom binacji P K 200. W glebach kom binacji N PK i C an PK w artość ta w y nosi 150. Glin ogółem. Glin w badanych glebach nie uległ tak poważnym zmianom, jak to nastąpiło w w ypadku m agnezu i w apnia (rys. 3 ). Rys. 3. Ogólna zaw artość glinu w profilu glebow ym w procencie suchej gleby objaśn ien ie jak w rys. 1 Total alum inium content in soil profile, per cent of air dry soil le g en d as in fig. I 11 R o czn ik i g le b o z n a w c ze, t. X V I, z. 1

6 162 I. Łakom ieć Nawożenie obornikiem spowodowało dw ukrotny wzrost zawartości glinu ogólnego w poziom ie Aa i zaledw ie 15% w poziomie B. Gleba nawożona siarczanem amonowym zaw ierała o 70% więcej glinu w poziomie Ab natom iast w poziom ach głębszych stw ierdzono spa- Rys. 4. Ogólna zaw artość żelaza w profilu glebow ym w procencie suchej gleby ob jaśn ien ie jak w rys. 1 Total iron content in soil profile, per cent of air dry soil le g en d as in fig. 1 dek o kilkanaście procent. A nalogiczny w pływ w yw arło łączne naw ożenie solą potasową i superfosfatem. Saletra sodowa spowodowała wzrost zawartości glinu od 20% w poziomie Aj, do 40% w poziomach głębszych. W apnowanie powodowało spadek zawartości glinu w poziomie A* oraz w zrost w poziom ach A2 i B. Ogólnie biorąc zawartość glinu w zrastała wraz z głębokością już od poziomu A2. Widać to szczególnie w glebie nawożonej obornikiem (5% glinu w poziomach В i C). W glebach innych kom binacji nawozowych zaw artości glinu są m niejsze, jakkolw iek rów nież w zrastają. Żelazo ogółem. W glebach różnie nawożonych stwierdzono dw ukrotnie m niejszą ogólną zaw artość żelaza w stosunku do glinu. Zm iany wywołane 40-letnim jednostronnym nawożeniem różnym i nawozami w zawartości żelaza nie są tak w yraźne jak w wypadku glinu. W pływ poszczególnych nawozów, przedstaw iony na rys. 4, w skazuje na zróżnicowanie ogólnej zaw artości żelaza w glebie. Naw ożenie gleby obornikiem spowodowało obniżenie zaw artości k a tionów żelaza o 22% w poziomach А у i A 2 w porów naniu z glebą nie nawożoną. W poziomie В i skale m acierzystej zaobserwowano pewien wzrost zawartości kationów żelaza (13%). Siarczan amonowy obniżył zaw artość kationów żelaza w całym profilu glebow ym, najw iększe jednak s tra ty stw ierdzono w poziomie Aj, gdzie zaw artość żelaza była niższa o 30% w porów naniu z glebą nie nawożoną. Sól potasow a stosow ana łącznie z superfosfatem nie w yw arła isto t nego w pływ u na zawartość żelaza w profilu glebowym. W pływ saletry sodowej jest widoczny w poziomie Aj, gdzie stw ierdzono w zrost zaw artości tego pierw iastka o 25%. Tendencja w zrostu zaw artości żelaza u trz y m uje się w całym profilu gleby kom binacji N PK. W apnow anie gleby

7 W pływ w ieloletniego naw ożenia na zaw artość kationów gleby 163 w płynęło na zm niejszenie o /o zaw artości żelaza w profilu glebowym. Rozm ieszczenie żelaza w profilu glebow ym w ykazuje w pływ naw o zów na m igrację kationów tego pierw iastka. Gleba nawożona obornikiem w ykazała większą o 150% zawartość kationów żelaza w poziomie B, kom binacja nawożona siarczanem amonowym o %, a kom binacja CaN PK o 110% w porów naniu z zaw artością w poziomie A^. WPŁYW NAW OŻENIA NA ZAWARTOŚĆ KATIONÓW W YM IENNYCH W APNIA, M AGNEZU I GLINU Naw ożenie gleby może w płynąć na m igrację kationów m etali w glebie. W pływ w ieloletniego naw ożenia gleby różnym i naw ozam i na zawartość w ym iennych kationów m etali w profilu glebowym przedstaw ia się następująco: Wapń wymienny. W ieloletnie nawożenie gleby obornikiem spowodowało wzrost zawartości w ym iennych kationów wapnia o ok. 95% w poziom ach A± i Ao oraz o 23% w poziom ie В w porów naniu do zaw artości stw ierdzonej w glebie nie naw ożonej. N aw ożenie gleby sia r czanem amonowym obniżyło zawartość wym iennych kationów wapnia o 28% tylko w poziomie A[. Superfosfat i sól potasowa w płynęły na wzrost zawartości kationów w ym iennych wapnia o 2 0 % w poziomach Ay г В oraz praw ie czterokrotny wzrost w poziomie A 2. Saletra sodowa nie m iała w pływu na wzrost zawartości wym iennych kationów wapnia w profilu gleby nawożonej NPK w porów naniu z glebą nawożoną PK (rys. 5). W apnowanie gleby, jak należało przypuszczać, wpłynęło na wzrost zaw artości w ym iennych kationów w apnia w całym profilu glebow ym. 70- Rys. 5. Zawartość w ym iennych kationów w apnia o b ja śn ien ie ja k w rys. 1 Contents of exchangeable calcium cartions leg en d as in fig. 1

8 164- I. Łakom ieć Najwyższy wzrost stwierdzono w poziomie At (o 150% w porównaniu z kom binacją NPK). C harakterystyczna jest duża różnica m iędzy zawartością wym iennych kationów wapnia w poziomie В i poziomie A i i A 2. Naw et w profilu gleby kom binacji z siarczanem amonu rozpiętość m iędzy zawartością kationów w ym iennych wapnia w poziomie В i A± kształtuje się jak 7,5 : 1. W profilu gleby kom binacji nawożonej NPK, PK i nie nawożonej stosunek ten waha się w granicach 6, natom iast w glebie nawożonej CaNPK i obornikiem ok. 3. M igracja kationów wapnia w głąb profilu glebowego przy b rała więc znaczne rozm iary w badanej glebie. Magnez wymienny. Zm iany zawartości wym iennych kationów magnezu w profilu gleby bielicowej, wywołane 40-letnim nawożeniem, przedstaw iono na rys. 6. AL Rys. 6. Zawartość w ym iennych kationów m agnezu objaśn ien ie jak w rys. 1 Contents of exchangeable m agnesium cations le g en d as in fig. 1 Nawożenie obornikiem wpłynęło na wzrost zawartości wym iennych kationów magnezu tylko w poziomach i A 2 powodując wzrost o 20 50% w porów naniu z glebą nie nawożoną. Siarczan amonowy spowodował obniżenie zawartości w ym iennych kationów magnezu od 30% w poziomach A ± i B, do 75% w poziomie A 2. W ieloletnie nawożenie gleby solą potasow ą i superfosfatem podniosło zaw artość kationów w y m iennych m agnezu o 16 50% w zależności od poziom u profilu glebowego. W glebie kom binacji N P K wyższą zaw artość kationów w ym iennych magnezu stw ierdzono jedynie w poziomie A2. Najwyższy wzrost zawartości w ym iennych kationów magnezu stwierdzono w profilu gleby wapnow anej, w której wynosił on 30 70% w porów naniu z glebą kom binacji NPK. Różnice m iędzy zaw artością w ym iennych kationów m agnezu w poziomie В i A 1 były podobne do stw ierdzonych w yżej dla w apnia.

9 W pływ w ieloletniego naw ożenia na zaw artość kationów gleby 165 Glin wymienny. K ationy wym iennego glinu stwierdzono jedynie w glebach kom binacji nawozowych, których ph wyniósł 3,8 5 (nie było ich w glebie kom binacji N PK i CaNPK) (rys. 7). Nawożenie siarczanem amonowym spowodowało praw ie 3-krotny w zrost zaw artości w ym iennych kationów glinu w profilu glebow ym 0,2 0,6 1,0 1,4 1,8 Z,Z Zfim.e. Rys. 7. Zawartość w ym ienna kationów glinu objaśn ien ie jak w rys. 1 Contents of exchangeable alum inium cations legen d as in fig. 1 w porów naniu z glebą nie nawożoną. Tylko w glebie naw ożonej sia r czanem amonu stwierdzono obecność wym iennych kationów glinu na głębokości 80 cm. W pływ soli potasowej i superfosfatu na zawartość om awianej form y glinu był zróżnicowany. W poziomie A 2 stwierdzono większą o 56% zawartość w ym iennych kationów glinu, natom iast o 6 8 % m niejszą w poziomie Ay w porów naniu z glebą nie nawożoną. Obornik spowodował spadek zawartości w ym iennych kationów glinu w całym profilu glebowym o ok. 60%. Zawartość wym iennych kationów glinu m alała wraz z głębokością profilu glebowego w każdej kom binacji nawozowej. Próba w yparcia kationów żelazowych z kom pleksu sorpcyjnego gleby za pomocą ln roztw oru NH,ŁC1 dała w ynik ujem ny. Związki żelazowe rozpuszczały się natom iast w 0,05'n roztworze H 2SO4, użytym do dekalcytacji gleby. Oznaczona zawartość kationów żelaza we w spom nianym roztw orze (którym 3 -krotnie traktow ano próbki gleby) wynosi 0, 6 2, 3 m.e., w zależności od kom binacji nawozowych i poziomu profilu glebowego. Ocena w yników dotyczących zaw artości kationów m etali w ykazuje: dużą rozpiętość w zaw artości m etali w glebie różnie naw ożonej, m igrację kationów m etali do poziom u В profilu glebowego. W czasie 40-letniego doświadczenia nastąpiło znaczne zubożenie w m etale w ierzchnich poziomów profilu gleby nie naw ożonej i naw o

10 166 I. Łakom ieć żonej siarczanem amonowym. Gleby tych kom binacji utraciły ze swego pierwotnego zapasu szczególnie dużo glinu, m agnezu i w apnia zarówno form łatw o, jak i tru d n o rozpuszczalnych. Podkreślić należy, że zm niejszenie zawartości m etali w om awianych glebach koreluje ściśle ze stra ta m i substancji organicznej (patrz publikacja poprzednia). Z akw a szenie gleb tych dwóch kom binacji ułatw iało uruchom ienie naw et tak trudno rozpuszczalnych związków jak glinokrzem iany, o czym świadczy znaczna zawartość wym iennego glinu oraz spadek ogólnej zawartości glinu w poziomie A±. S traty zawartości m etali w wierzchnich poziomach profilu gleby nie nawożonej i naw ożonej siarczanem am onow ym spowodowane są pobraniem ich przez plony oraz m igrację ich kationów do poziomu B. M igracja kationów m etali przybrała znaczne rozm iary. Szczególnie wym ienne kationy magnezu i wapnia przem ieszczały się w dużych ilościach do poziomu В profilu glebowego, gdzie ich zawartość jest 6 7 razy w iększa niż w poziom ach A v i A>. N aw ożenie PK rów noważyło s tra ty m agnezu i w apnia w ynoszone z plonam i, natom iast w y wołało straty w zawartości ogólnego glinu. W skutek zmniejszenia się zawartości azotu proces hum ifikacji resztek roślinnych powodował w ytw arzanie się znacznych ilości polifenoli i fulwokwasów, m ających w pływ na rozpuszczalność i m igrację związków glinowych [7, 14, 21, 23, 27]. W ieloletnie nawożenie gleby saletrą sodową łącznie z solą potasową i superfosfatem (NPK) nie spowodowało strat w zawartości m etali, przeciwnie, ogólna zawartość glinu i żelaza naw et wzrosła. Przyczyną takiego układu stosunków było zmniejszenie zakwaszenia gleby oraz wzrost zawartości kwasów hum inow ych i hum in. Nawożenie NPK nie spowodowało jednak całkowitego zaham owania m igracji kationów m etali. W ym ienne k ationy w apnia i m agnezu zgrom adziły się bowiem w pokaźnej ilości w poziomie В profilu glebowego tej kom binacji. Sądzić można, że na ruchliwość kationów wapnia i magnezu w pływało peptyzujące działanie kationów sodu. W apnow anie wzbogaciło glebę w w apń, ale rów nocześnie spowodowało stra ty m agnezu i żelaza. Wyższe stężenie kationów wym iennych w apnia mogło w płynąć na rozpuszczalność związków magnezu, jak również w ytrącać kationy żelaza w postaci wodorotlenków. Można to tłum aczyć stopniow ym w ypieraniem kationów żelaza z różnych zw iązków naw et z siatki k rystalicznej glinokrzem ianów przez katio n y w a pniowe i w ytrącaniem ich w postaci w odorotlenku. W okresach większej wilgotności w odorotlenki żelaza mogły przemieszczać się wraz z wodą w głąb profilu glebowego powodując zmniejszenie zawartości kationów żelaza w poziomach A v i А ъ natm iast wzrost w poziomie B. Atkinson i Wright [4] udowodnili taką możliwość stw ierdzając, że substancja

11 W pływ w ieloletniego naw ożenia na zawartość kationów gleby 167 organiczna (EDTA) powodowała w ędrówkę kationów glinu i żelaza, które przy wysokim stężeniu kationów Ca i Mg w poziomie В w ytrącały się w postaci w odorotlenków. W glebie w apnow anej stw ierdzono rze czywiście najw yższe stężenie wym iennych kationów magnezu i wapnia w poziomie В oraz rów nie w ysoką zaw artość glinu i żelaza. Nawożenie gleby obornikiem poprawiło właściwości sorpcyjne gleby przez wzrost zawartości substancji organicznej w profilu glebowym. W efekcie w zrosła pokaźnie zaw artość m etali z w y jątkiem żelaza. N aw o żenie obornikiem w yw iera więc korzystny wpływ na sorpcję kationów wapnia i magnezu, nie usuwa jednak całkowicie szkodliwego dla roślin w ym iennego glinu. M igracja kationów m etali w profilu gleby nawożonej obornikiem, mimo ich zwiększonej sorpcji, m iała większe rozm iary w porównaniu z glebą pozostałych kom binacji. Tak pokaźne przemieszczanie kationów m eta]i doprow adziło do zgrom adzenia w poziom ie В szczególnie w ysokiej zawartości żelaza, magnezu i glinu. M ineralizacja przew ażającej ilości przyoranego obornika powodowała w ytw arzanie się znacznych ilości C 0 2, tworzenie się kwaśnych, łatwo rozpuszczalnych węglanów om awianych m etali. Również wysoka zawartość fulwokwasów ułatw iała m igrację kationów m etali. D ziałaniu tych substancji nie potrafiły oprzeć się naw et tak trudno rozpuszczalne związki chemiczne jak glinokrzem iany. One bowiem stanow ią w glebach bielicowych o zawartości ogólnego glinu. Związki żelaza okazały się bardziej odporne na działanie nawozów, ponieważ ich zawartość w ykazuje m ałe zm iany w badanej glebie. W oparciu o te w yniki nasuw ają się uwagi n atury praktycznej, a mianowicie, że nie w ydaje się korzystne nawożenie gleb lekkich siarczanem amonu, solą potasową i superfosfatem (PK), a naw et samym obornikiem. W ymienione nawozy nie stw arzają bowiem w arunków w pływ ających skutecznie na zaham owanie m igracji kationów w głąb profilu glebowego, nie likw idują zakwaszenia oraz nie oddziałują na praw idłow y przebieg procesu hum ifikacji. Dopiero pełne nawożenie m ineralne (CaNPK), stosowane łącznie z obornikiem, może się stać decydującym czynnikiem likw idującym proces w ypłukiw ania kationów m etali z w ierzchnich poziomów gleb bielicow ych. W NIOSKI 1. Stw ierdzono isto tn y w pływ w ieloletniego naw ożenia gleby obornikiem, jak i nawozami m ineralnym i na wzrost ogólnej zawartości m agnezu, w apnia i glinu oraz na zm niejszenie zaw artości żelaza i w y m iennego glinu. 2. W ieloletnie naw ożenie obornikiem i naw ozam i m ineralnym i spo

12 168 I. Łakom ieć wodowało m igrację kationów m etali. Dotyczy to szczególnie gleby n a wożonej siarczanem amonowym, PK i nie nawożonej, natom iast obornik ham ow ał w ypłukiw anie kationów m etali z poziomów A y i A 2. Wysoka zawartość fulwokwasów, hum in i kationów m etali w poziomie В profilu glebowego w skazuje na udział fulwokwasów w m igracji kationów m etali, zwłaszcza w glebach kw aśnych. LITERATURA [1] A leksandrow a L. N.: Procesy w zaim odiejstw ija hum usow ych w ieszczestw z m ineralnoj czastju poczwy. Poczw ow iedien., nr 9, [2] A ntipow -K aratajew N. J., Curupa J. G.: O form ach i usłow ijach m igracji w ieszczestw w poczw iennom profile. Poczw ow iedien., nr 9, [3] A r i n u s z к i n a E. W.: R ukow odztw o. po chim iczeskom u analizu poczw. J. N. N., [4] Atkinson H. J., Wright J. R.: C helation and the vertical m evem ent of soil constitues. Soil Science, v. 84, 1957, nr 1. [5] Broadbent F. E., Ott J. В.: Soil m atter-m etal com plexes. I. Factors retention of various cations. Soil Sei., 1957, v. 83, nr 6. [6 ] Chang C. W.: E ffect of long-tim e cropping on soil properties in northeastern N ew M exico. Soil Sei., 1950, v. 69. [7] Duch a uf o ur P.: Sur le role de la m aterie organique dans le phenom enes de lessivage at de podzolitation. C. Acad. Sei., 1957, T245. [8 ] Haas H. J., Evans C. E.: N itrogen and carbon changes in great plains soil as influened by cropping and soil treatm ents. T echnical B ullet., nr 1164, US D epartm ents of Agric., [9] Horner K., Burk D., Hoover S. R.: Preparation of hum ate iron other hum ate m etals. Plant Physiol., 9, [10] H ill-c ottingham D. A.: Spectrophotom etric m ethod of analysis of chelate solutions and its application to the study of iron chelates in soils and plants. Soil Sei., 84, 1947, nr 1. [И] К h a nna G. G., Stevenson F. J.: M etalle-organic com plexes in soil. Soil Sei., 93, 1962, nr 5. [12] K leszczycki A., Łakomieć I.: W pływ w ieloletniego naw ożenia na w łaściw ości fizyko-chem iczne kw asów hum inow ych. Roczn. Gleb. t. XVI, z. 1, s [13] Kom ornicki T.: Organiczne pochodne m inerałów ilastych. Roczn. Glebozn., t. 7, [14] K onecka-b etley K.: R ozm ieszczenie w apnia i m agnezu w profilu gleb w ytw orzonych z gliny zw ałow ej, jako jeden ze w skaźników typologicznych. Roczn. Glebozn., t. 12, [15] Kononowa M. M., A leksandrow a I. W., Ti t o wa N. A.: R ozłożenije silikatow organiczeskim i w ieszczestw am i poczwy. Poczw ow iedien., 1964, nr 10. [16] Łakomieć I.: W pływ w ieloletniego naw ożenia na skład zw iązków próchnicow ych w glebach bielicow ych. Roczn. Glebozn., t. XVI, z. 1, s [17] M aksimów A.: E lektrofiltracja gleb. Roczn. Nauk. Roln., 36, 1955, z. 1. [18] Marczenko Z.: O dczynniki organiczne w analizie nieorganicznej. W arszawa, PW N, [19] Moskal S.: Glin ruchom y w glebach kw aśnych i m etody jego oznaczania. Roczn. Glebozn., t. 3, 1954, t. 4, 1955.

13 W pływ w ieloletniego naw ożenia na zawartość kationów gleby 169 [20] M usierowicz A., K on ecka-b etley K., Hoinka I.: Studia nad kom pleksem sorpcyjnym i zaw artością w nim kationów w ym iennych w ażn iejszych gleb w oj. w arszaw skiego. Roczn. N auk Roln., A -71-4, [21] Ponom ariewa W. W.: O roli hum usow ych w ieszczestw w obrazowanji burych leśnych poczw. Poczw ow iedien., nr 12, [22] R o s о с h а с к a J.: K w asy orto-hydroksam ow e i m ożliw ości ich zastosow ania w analizie nieorganicznej. Praca doktorska, SGGW, [23] Russel E. J.: W arunki glebow e a w zrost roślin. PW RiL [24] Schnitzer M., Wright J. R.: N ote on the extraction of organic m atter the horizon В of a podzol soil. Canad. J. Agric. Sei., 36, [25] Sowden F. J., Den el H.: Fractionation of fu lvic acids from the В horizon of podzol. Soil Sei., 91, 1961, nr 1. [26] Stevenson J.: C arbon-nitrogen relationships in soils. Soil Sei., r. [27] Titowa N. A.: Ż elezo-hum usow yie kom pleksy niekotorych poczw. P oczw o w iedien., 12, И. ЛАКОМЕЦ ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ КАТИОНОВ M g, Ca, Al и Fe в профиле подзолистой почвы Кафедра Общей Химии Варшавской Сельскохозяйственной Академии Р езю м е В результате ежегодного 40-летнего удобрения подзолистой почвы навозом или различными минеральными удобрениями проявилась дифференциация содержания кальция, магния, алюминия и железа в почвенном профиле. Удобрение почвы навозом повысило содержание валового и обменного кальция и магния и также валового алюминия в почвенном профиле. Одновременно наступило понижение содержания валового железа и обменного алюминия. Многолетнее удобрение почвы сульфатом аммония вызвало понижение общего содержания катионов магния и кальция в обменной форме а повышение содержания валового и обменного алюминия. Удобрение почвы калийной солью и суперфосфатом в течение 40 лет привело к повышению содержания обменных катионов кальция и магния и их общего содержания, однако общее содержание алюминйня поысилось в горизонте Ai а снизилось в горизонте Ä2, В и С Содержание обменных катионов алюминия уменьшилось в горизонте А\ но возросло в более глубоких горизонтах почвенного профиля. Удобрение в варианте РК вызвало падение содержания общего железа. Удобрение NPK вызвало повышение содержания валового кальция, алюминия и железа вцелом почвенном профиле но известкование почвы (CaNPK) приводило к повышению содержания кальция а к понижению содержания остальных металлов в поверхностном горизонте. В почве варианта NPK и CaNPK не обнаружены обменные катионы алюминя. Установлено влияние удобрения на миграцию катионов метеллов из горизонтов А х и Аг в горизонт В почвенного профиля. Миграция катионов была более интенсивной в почвах с повышенной кислотностью (без навоза (NHO2 SO4 РК) но подвергалась некоторому торможению в почве варианта NPK и CaNPK. Удобрение почвы навозом замедляло миграцию катионов кальция и алюминия, но миграция катионов железа и магния приобрела большой размер.

14 170 I. Łakom ieć Обращено внимание, что рост содержания фульвокислот в профиле почв разных варианте з удобрения способствовал миграции катионов в горизонт В, а рост содержания гуминовых кислот и гуминов содействовал повышению поглащающей способности поверхностных горизонтов почвенного профиля. Схема обсуждаемого опыта нодана в части 1. труда. I.' ŁAKOM IEĆ EFFECT OF M ANY-YEARS FERTILIZER TREATMENT ON CONTENTS OF Mg, Ca, AI AND Fe CATIONS IN PODZOLIC SOILS D epartm ent of C hem istry, W arsaw A gricu ltural U n iversity Summary Continuous annual treatm ent of podzolic soils at vskierniewice w ith farm yard m anure and various m ineral fertilizers during a 40-3'ear period caused d ifferen tiation of calcium, m agnesium, alum inium and iron contents in the soil profile. M anuring caused an increase of contents of exchangeable and total calcium and m agnesium, also an increase of total alum inium in the soil profile. Concurrently decreased total iron and exchangeable alum inium. The m any-year treatm ent w ith am onium sulphate brought about a reduction of total m agnesium and calcium content and of their exchangeable form s, accom panied by an increase of exchangeable alum inium. 40-year fertilization w ith potassium salts and superphosphates raised the contents of exchangeable and total am ounts of Ca and Mg, w hereas total alum inium increased in horizon A v and decreased in horizon A 2, В and C. Contents of exchangeable alum inium declined in horizon A l but increased in the deeper horizons of the soil profile. PK treatm ent of the soil induced a fall in total iron. D ressing w ith NPK brought about an increase in total calcium, alum inium and iron contents, w hereas lim ing (CaNPK) effected in the surface horizons an increase of calcium and a decrease of the other m etals. No exchangeable alum inium cations w ere found in soil dress'ed w ith NPK and CaNPK. Influence of the fertilizer treatm ent on m etal cations m igration from horizons A l and A 2 to horizon В of the soil profile w as obserw ed. Cation m igration w as m ore intense in soils w ith acid reaction (untreated, (NH^SO *, PK), but was inhibited to som e exten t in soils treated w ith NPK and CaNPK. Farmyard m a n u ring restrained m igration of calcium and alum inium cations, w hereas that of iron and m agnesium cations gained considerably in m agnitude in A t and В horizons. It w as observed that increase of fu lvic acids contents in soils treated w ith various fertilizers favoured the m igration of cations to В horizon, w h ile increase of hum ic acids and hum ins favoured the increase of exchange capacity in the upper soil horizons. A schem atic diagram of the experim ent w as given in Part I p. 131.