ROCZNIKI GLEBOZNAW CZE T. X X IX, NR 2, W ARSZAW A 1978 HJALMAR UGGLA, ZOFIA FERCZYŃSKA-UGGLA, ZBIGNIEW RÓG, HENRYKA WÓJCIAK Z BADAŃ NAD PRÓCHNICĄ LEŚNĄ GLEB BIELICOZIEMNYCH W FALISTYM MIKROKRAJOBRAZIE PO JE ZIE R ZA OLSZTYŃSKIEGO Instytut Gleboznawstwa Akademii Rolniczo-Technicznej w Olsztynie WSTĘP W pracy przedstawiono wyniki badań niektórych właściwości gleb bielicoziemnych w terenie falistym Pojezierza Olsztyńskiego. W celu uchwycenia różnic w natężeniu procesów glebowych i tendencji w ich przebiegu badania przeprowadzono w m ikr okraj obrazie pogórkowatym w oparciu o katenę sidliskową [12]. Szczególną uwagę zwrócono na właściwości próchnicy leśnej i jej zm iany w reliefie. Opierano się przy ty m głów nie na badaniach m ikrom orfologicznych i na analizie fra k cjonowanej próchnicy na tle innych właściwości gleb, z uwzględnieniem szaty roślinnej. OPIS TERENU BADAŃ B adany obiekt leży w granicach N adleśnictw a P u rd a Leśna, w okolicach Barczewa. Gleby w ytw orzyły się tu z piasków wodnolodowcowych zlodowacenia bałtyckiego fazy pom orskiej, które uległy zwydm ieniu, co nadało pow ierzchni teren u konfigurację lekko falistą. B adany obszar g raniczy z zagłębieniem rynnow ym wypełnionym dobrze rozłożonym torfem olszynowym, podścielonym pokładem gytii. W opisanym terenie gleby tworzą stow arzyszenia (Bodengesellschaften), niezwykle charakterystyczne dla pagórkow atych m ikrokrajobrazów sandrow ych P ojezierza Olsztyńskiego. Na kulm inacji w zniesień w ystępu ją najczęściej gleby rzdaw e, m niej lub bardziej bielicow ane, przechodzące w części środkowej i dolnej zbocza w gleby bielicowe i bielice. U podnóża tworzą się gleby murszowo-glejowe, a jeszcze niżej bagienne. Tym stowarzyszonym glebom odpowiadają, zgodnie z ich w ym aganiam i siedliskow ym i, różne zespoły (podzespoły) roślinne. Na w ierzchow inie i stoku w ystępuje bór świeży Peucedano-P inetum.
14 H. Uggla i in. Runo charakteryzują następujące rośliny: Vaccinium m yrtillus, Trientalis europaea, Peucedanum oreoselinum, Festuca ovina, M elam pyrum pratense. Gleby występujące w tej części wzniesienia należą do rdzawych, lekko bielicowanych, wytworzonych z piasków luźnych, z ektopróchnicą typu mor, o głębokim poziomie wody gruntow ej (w profilach 1 i la na głębokości 480-550 cm). W środkowej części zbocza panuje również bór świeży, lecz nieco bardziej wilgotny z większą przym ieszką świerka, na glebach bielicowych właściwych wytworzonych z piasków luźnych o próchnicy typu m or. Poziom wody gruntow ej w ystępuje tu na głębokości 260-300 cm. Jeszcze niżej, w dolnej części zbocza, zachodzą dalsze różnice siedliskowe. W ystępuje tu (na wąskim pasie) bór m ieszany świeży Pino- -Q uercetum typicum, z takim i roślinam i runa, jak M ajanthem um brfolium, Oxalis acetosella, Lycopodium europaeum, Pteridium aquilinum, M nium sp. W ytworzyła się tu silnie rozw nięta bielica próchniczno-żelazista, lekko od dołu oglejona, z dość dobrze rozłożoną ektopróchnicą typu m or-m oder, rów nież w ytw orzona z piasku luźnego. Poziom wody g ru n towej znajduje się na głębokości 200-250 cm (profil 3). U podnóża pagórka bór m ieszany świeży dość raptow nie przechodzi w bór m ieszany wilgotny Pino-Q uercetum, odmiana wilgotna. Spotyka się tu w runie Oxalis ecetosella, M ajanthem um bifolium, Equisetum silvaticum, D ryopteris spinulosa, Moehringia trinervia, Galium palustre; 7 gatunków borow ych dość licznie w ystępuje V accinium m yrtillu s. Gleby tego zbiorow iska roślinnego należą do m urszow o-glejow ych, w ytw o rzonych z piasku luźnego o poziomie wody gruntow ej na głębokości 80- -140 cm. S karpa wysokości około 2 m oddziela om aw iane siedlisko od torfowiska dolinowego wytworzonego w niezbyt szerokiej rynnie polodowcowej, okresowo zalewanej wodą wolno płynącą. W ytworzył się tu ols jesionowy Circeo-Alnetum z przew ażającym drzew ostanem olchowym A lnus glutinosa rozw iniętym na kępach i pojedynczo rosnącym i jesionam i Fraxinus excelsior. Runo niezw ykle bujne. C h arak tery zu ją je tu rzyce wysokie, paprocie A th yriu m filix-fem ina, Poa trivialis, Galium palustre, Caltha palustris, Im patiens noli-tangere, Chrysosplenium alternifolium, Thuidium abietinum, M nium эр. Gleba m ułow o-torfowa w y tworzona z torfu niskiego, silnie zamulonego i rozłożonego, na gytii detrytusow ej spoczywającej na głębokości 70 cm na piasku. Na wiosnę gleba jest podtapiana wodą, której poziom obniża się latem i jesienią do około 60 70 cm. Próchnica typu hydrom ull. NIEKTÓRE WŁAŚCIWOŚCI GLEB C harakterystyka i właściwości gleb om awianej kateny (na zboczu o wystawie południowo-wschodniej) będzie tem atem innej pracy. Tutaj rozpatrzono tylko właściwości najw ażniejsze.
Z badań nad próchnicą leśną na Pojezierzu Olsztyńskim 15 W katenie tej odczyn gleb jest na ogół kwaśny i waha się w ektopróchnicy od ph w H20 3,3-3,7 na wierzchowinie do 3,8-4,2 u podnóża,, a w części m ineralnej profilu odpowiednio 4,0-4,7 i 3,5-5,5. W ystępuje przy tym tendencja do spadku ph gleb od górnej (profil 1) do środkowej (profil 2) części stoku, a następnie wzrostu ph w kierunku podłoża i bagienka. Najniższe ph w H 2O w ystępuje zatem w części środkowej pagórka; w ektopróchnicy wynosi 3,1-3,4, a w glebie m ineralnej 3,7-4,7 (tab. 1). Odczyn gleb w m ikrokrajobrazie "Nerwik", ph w HgO w papce glebowej ± a D e 1 a 1 R eaction of s o ils in the "Nerwik" m icrorelief, samples fo r ph in HgO were in form of the pap Poziom Nr p ro filu i element re lie fu No. of p ro file and element of the r e lie f ge ne tyczny G enetic 1 2 3 4 5 horizon wierzchowina top stok środkowy middle slope stok dolny lower slope podnóże fo o t rynna furrow L 3,6 3,4 3,4 4,2 _ Y 3,7 3,4 3,5 3,8 - H 3,3 3,1 - - A1-3,7 3:9 3,5 5,3 V 2 4,0 - - 4,1 - Bh - 3,8 4,3 - - Вв 4,5 4,4 4,8 - - С 4,7 4,7 5,6 5,5 - Obniżanie się zakwaszenia w glebach niżej położonych niewątpliwiezwiązane jest ze zm ianą w arunków siedliskow ych, a szczególnie z w pływ em słabo kw aśnych wód gruntow ych. Stosunek С : N zmniejszał się w ektopróchnicy, a częściowo także w poziomach A t i Bh, od w ierzchow iny do podnóża, jak to w ynika z zestawienia: element reliefu poziomy ^ 0 A (Ai A2) Bh wierzchowina 28 14 górny stok 21 18 13 dolny stok 16 10 10 podnóże 10 12 dolinka 7 5 Św iadczy to o popraw ie w arunków bioekologicznych w raz z obniżaniem się terenu. P ew ne odchylenie zachodzi w punkcie 2 i 4, ale zm iany te nie są istotne i w obydwu przypadkach stosunki ekologiczne są bardzo korzystne. Niezwykle interesująco kształtują się w badanej katenie procesy bielicow ania gleb. Procesy te bez w ątpienia nasilają się w k ieru n k u w ierzchowiny ku dolnej części stoku, co można było stw ierdzić nie tylko na podstawie morfologii profilu, ale także za pomocą oznaczeń chemicznych. Gdy w glebach wierzchowiny proces bielicowy zaznacza się jedynie w przejaśnieniu poziomu akum ulacyjnego (Ai A 2), to w środkowej partii, stoku (profil 2) poziom eluw ialny Az m a już miąższość około 15 cm, a
16 H. Uggla i in. poziom Bh około 5 cm. N atom iast w dolnej części stoku (profil 3) gleba ma potężny poziom eluw ialny 40 cm grubości, zaś poziom Bh dochodzi do 15 cm, nie licząc głęboko sięgających zacieków. N asilanie się procesów bielicow ych w niższych p a rtiac h stoku potw ierdza także tzw. wskaźnik przemieszczenia wolnego żelaza [6]. W aha się on od 1,4 w glebach rdzaw ych słabo bielicow ych na w ierzchow inie do 10,3 w bielicach dolnego stoku. U podnóża w zniesienia procesy bielicowe przechodzą w glejowe, a jeszcze niżej w dolinie w b a gienne. Pewną wymowę ma również zawartość próchnicy w poziomach B h: w glebie środkowej części stoku stwierdzono około 1,3% próchnicy, w giebie dolnego stoku natom iast około 2,7% próchnicy. Na nasilanie się procesów bielicowych wskazuje również stosunek fulwokwasów do wolnego żelaza w zrastający od 2,28 na wierzchowinie do 10,24 na dolnym stoku (w poziomie A i Az) [11]. Ja k w ynika z opisów roślinności, oznaczeń odczynu gleby i zaw artości w niej próchnicy, a także ze stosunku С : N i w ilgotności gleby stosunki siedliskowe wraz ze spadkiem terenu ulegają poprawie, co m. in. wiązać należy z polepszaniem się stosunków wodnych, które w terenach o glebach bardzo lekkich i przepuszczalnych są czynnikiem decydującym o aktyw ności biologicznej i ostatecznie o żyzności ak tu aln ej gleby. Na tle tych ogólnych danych autorzy przeprow adzili szczegółowe b a dania nad próchnicą glebową i nadglebową. C harakterystykę próchnicy przeprowadzono na podstawie badań mikromorfologicznych i m ikrom orfom etrycznych oraz chemicznych. Ogólną budowę próchnicy nakładowej scharakteryzow ano na podstawie m ikroszlifu całej w arstw y ektopróchnicy [5], który pozwala na prześledzenie w ew nętrznej budowy, a zwłaszcza.stopnia rozkładu tkanek i nasilenia hum ifikacji oraz aktyw ności biologicznej. Przy podziale próchnicy na typy i form y oparto się na system ie Prusinkiew icza nieco zm odyfikow anym przez Ugglę [10]. Próchnicę kateny siedliskowej Nerwik zaliczono do następujących jednostek system atycznych: w ierzchow ina typ: m or, odm iana (forma): surow inow a (L), w łóknista (F), parahum usow a (H); górna i środkowa część stoku jak wyżej; dolna część stoku typ (podtyp): m oder-mor, odmiana, surowinowa (L), zbliżona do detrytusow ej (F), parahum usow a (Я); podnóże stoku typ: moder, odmiana: surowinowa (L), detrytusow a (F+H), ziem ista-m urszowata (A]_ M); bagienko w części torfow ej typ: m uli bagienny (hydrom ull), odm iana: bagienno-ziem ista (Ai). W tekście stosowano m niej precyzyjne, ale prostsze oznaczenia poziomów próchnicy «według Hesselm anna (L, F, H). Na podstaw ie obserw acji m ikroskopow ych dokonyw anych na m ikro-
Z badań nad próchnicą leśną na Pojezierzu Olsztyńskim 17 szlifach [1, 71 oraz na podstawie pomiarów m ikrom orfom etrycznych [2, 4] określono mikromorfologię próchnicy w 4 punktach zbocza, a także stopnie jej rozkładu w poszczególnych poziom ach według nieco zmienionej skali В a b e 1 a [3]. Zgodnie z poglądam i tego autora, stopnie rozkładu są w przybliżeniu adekw atne do różnych stopni nasilenia hum ifikacji. W badanej katenie siedliskowej wyróżniono 5 stopni rozkładu ektopróchnicy, przy czym Rz 1 oznacza najniższy stopień rozkładu, Rz 5 najwyższy, kiedy wszystkie cząstki są amorficzne К W celu otrzym ania pełniejszego obrazu właściwości próchnicy badanej kateny wykonano dodatkowo analizę frakcjonow aną m etodą Duchaufoura-Jaquina [8]. MIKROMORFOLOGIA PRÓCHNICY Profil 1 wierzchowina, gleba rdzaw a słabobielicowana. Ektopróchnica miąższości około 4 cm. Pod cienkim poziomem L zalega gruby poziom F (form a w łóknista). Stosunek miąższości poziomów F : H w ynosi około 1,5. Poziom L. 1 składa się ze szczątków mchów i igieł, w m niejszej ilości z liści i kory o mało zmienionych tkankach, często wysyconych ligniną i flobafenem. Rozkład n a tu ry biochem icznej (brak bowiem śladów działalności mezofauny). Przew aża stopień rozkładu Rz 2 i Rz 1. Porow atość wynosi 96,1%, a zaw artość ziarn m ineralnych 1% (tab. 2). Poziom F. 1 substancja organiczna odznacza się układem k ieru n kowym. ' j może świadczyć o m ałej aktywności mezofauny. W ystępuje ona w p o s tn i większych strzępów o dużej zawartości ligniny, niekiedy z flobafenem, wokół których rozm ieszczone są m ałe (0,1 m m) fragm enty substancji organicznej dobrze rozłożonej. Stopień rozkładu znacznie wyższy niż w poziomie L. 1 (przeważa Rz 3 i Rz 4). W poziomie tym spotyka się też m ikroagregaty 2 złożone z drobnych cząstek m ineralnych 1 dobrze rozłożonej substancji organicznej (Rz 4-5). Układ dość luźny, porow atość 86,2%. 1 Rz 1 szczątki roślinne barwy żółtej do szarobrunatnej, bardzo słabo rozłożone, ścianki wykazują dwójłomność; Rz 2 barwa nieco ciemniejsza, rozkład silniejszy od Rz 1, tkanki rozpoznawalne, ścianki komórek dwójłomne; Rz 3 barwa jasnobrunatna, struktury tkanek tylko częściowo rozpoznawalne. Tkanki korkowe szczątków korzeni zabarwione flobafenem na rdzawobrunatno; Rz 4 szczątki roślinne brunatne, do ciemnobrunatnych, struktury tkanek są słabo widoczne i tworzą płynne przejścia do następnego stopnia rozkładu; Rz 5 szczątki roślinne tworzą amorficzną ciemnobrunatną masę, przy czym znaczną część tej masy stanowią odchody mezofauny. 2 Jako graniczną wielkość dla średnicy mikroagregatów przyjęto 1 mm (mikroagregaty < 1 mm, makroagregaty > lmm). 2 R oczniki glebo zna w. л
18 H- Uggla i in. tóikromorfone tria badanych poziomów Micromorphometry of inveatigated horizons Tabela 2 Sr p ro filu P ro file No. Poziom genetyczny G enetic horizon Faza s ta ła - Solid phaso Porowa to ść substancja organiczna - organie m atter ziarna 6t opnie rozkładu decom position degree Bz 1 Rz 2 Rz 3 Rz- 4 Rz 5 * u d z ia ł w stosunku do ne całk o w itej zaw artości m ineral s u b sta n c ji organicznej grain s in r e la tio n to the t o t a l organic m atter content Ротоs ity 1 L 20,7 65,5 6,9 3,5 3,4 2,9 1,0 96,1 P - 10,3 54,3 31,8 3,6 13,8-86,2 H - - 19,0 47,4 33,6 13,7-86,3 Ai - - - - 100,0 5,9 45,6 43,3 2 L 22,5 47,2 7,8 22,5 _ 8,9 _ 91,1 P - 7,9 22,6 43,7 25,8 19,0 2.3 78,7 Ц - - 16,3 43f 3 43,4 12,9 21,9 65,2 Ai - 100,0 6,5 42,9 50,8 3 Ł 3,5 35,7 41,2 15,4 4,2 14,3 _ 85,7 P - - 23,5 48,5 27,7 34,4 1,5 64,1 E - - - 17,0 34,1 10,1 55,8 HAi - - - 18,1 81,9 25» 4 29,5 45,1 co o 4 L 14,2 53,3 19,2 7,5 5,8 12,0 2,0 86,0 F - - 38,0 19, < 42,6 18,1 15,8 66,1 H - 9,7 16,3 74,0 19,6 16,4 64,0 HA, - - 5r4 94,6 20,3 25» 4 54,3 Poziom H. 1 barw a szczątków organicznych ciem niejsza niż w L. 1 i F. 1. Układ cząstek kierunkow y. Między resztkam i roślinnym i przew ażają cząstki o wyższym stopniu rozkładu (Rz 4 i 5), "boć dość liczne są części m niej rozłożone (Rz 3), obfitujące w lig n ^ ę. Spotyka się liczne m ikroagregaty organiczno-m ineralne. Porowatość podobna jak w poziomie F. 1. Poziom Au 1 zawiera substancję amorficzną (Rz 5). Porowatość w ynosi około 48 /o. W idoczne są liczne odchody m ezofauny (tab. 2). Profil 2 środkowa część zbocza, gleba bielicowa, właściwa, bór świeży, próchnica ty p u m or. Poziom L. 2 większa domieszka fragm entów liści, poza tym jak w L. 1 w profilu 1. Uwagę zwraca obecność licznych i różnych form koprogenicznych w dolnej części L. 2 i rozkład substancji głównie w drodze żeru m ezofauny w kaw ernach. Ilość fragm entów roślinnych z zaw artością celulozy i flobafenu jest niższa niż w L. 1. Dość licznie pojawiają się m ikroagregaty utworzone przy udziale m ezofauny i ligniny. Substancja organiczna dobrze rozłożona (Rz 5) w ystępuje m ałym i skupieniam i na strzępach tkanek roślinnych z widoczną ligniną. W poziomie tym przeważa na ogół Rz 2, a w równych mniej więcej częściach Rz 1 i Rz 4. Ogólna porow atość jest bardzo wysoka około 91%. Poziom F. 2 poziom ten, o znacznie m niejszej w stosunku do F. 1
Z badań nad próchnicą leśną na Pojezierzu Olsztyńskim 19 ilości dużych fragm entów roślinnych, ch ara k te ry z u je bardzo silna działalność mezofauny, toteż substancja organiczna nie w ykazuje wyraźnie kierunkowego układu, zwiększa się natom iast ilość dużych m ikroagregatów zbudow anych z m ateriału koprogenicznego i ligniny. N adto liczne są agregaty złożone z ziarn pyłowych, scem entowanych amorficzną substancją organiczną. P rzew aża rozkład Rz 4, stopnie Rz 3 i Rz 5 w y stępują w równych ilościach, a Rz 1 i Rz 2 brak. Porowatość mniejsza, około 79%. Zaw artość ziarn m ineralnych w ynosi 2,3%. Poziom H. 2 jest najciem niej zabarwiony. W ykazuje silny rozkład substancji organicznej, często zupełnie am orficznej. Liczne drobne agregaty o luźnej budowie złożone z pyłu i substancji organicznej z dużym udziałem budow y koprogennej. Z w racają też uw agę liczne skupienia odchodów m ezofauny. Stopień rozkładu najsilniejszy, przeważa Rz 5 i Rz 4, znacznie m niej elem entów o rozkładzie Rz 3. Całość poziomu ma układ bardziej zw arty, stąd też i m niejsza porowatość około 65%. Ziarn m ineralnych (większych) jest około 2,2%. Poziom Au 2 odznacza się substancją organiczną amorficzną Rz 5 (100%) i wysoką, jak na poziom m ineralny, porowatością wynoszącą około 51% (tab. 2). Profil 3 dolna część zbocza, bielica próchniczno-żelazista, bór m ieszany świeży. Próchnica typu m or-m oder (rys. 1). Poziom L. 3 składa się ze szczątków słabo rozłożonych liści, igieł św ierka i m chów (rys. 2a). Ju ż w tym poziomie spotyka się w yraźne L F Rys. 1. Szlif ektopróchnicy profilu 3 (zdjęcia negatywowe). Fot. R. Róg Thni section of the litter horizon of 1 profile 3 (negative photograph)
H. Uggla i in. agregaty i m ikroagregaty zlepione z ziarn m ineralnych i substancji organicznej wyższych stopni rozkładu, a niekiedy ligniny. Przew aża Rz 2 i Rz 3, a porowatość jest niższa niż w L 1 i L. 2 (86%). Poziom F. 3 barw a ciem niejsza niż w L. 3. Zaznacza się duża aktyw ność biologiczna, w yrażona znaczną ilością m ikroagregatów zbudow anych z pyłu i am orficznej substancji organicznej, wielkości około Iï.ys. 2. Mi-kiomorfologia poszczególnych poziomów ektopróchnicy przy polaryzatoraeh równoległych (a, b, c) i częściowo skrzyżowanych (d). Powiększenie 40 X Fot. Z. Róg a poziom L, p rz e k ro je poprzeczne przez igły św ie rk a (Hz 2), b poziom F, odchody m c- zofauny glebow ej i su b sta n c ja o rganiczna o trzecim sto p n iu ro zk ład u (Rz 3), с poziom II, su b sta n c ja o rganiczna o czw arty m sto p n iu ro zk ład u (Rz 4), d poziom HA\, z iarn a m in eraln e i su b stan cja organiczna o p iątym sto p niu rozk ład u (Rz 5) Micromorphology of indyv.idual horizons of litter. Horizon HAa under parallel (a, b, c) and partly crossed polarizers (d). Enlargement 4 0 X a horizon L, cross-section of th e Picea excelsa needles (decom position d egree 2), b horizon F, fecal p ellets and o rganic m a tte r of th e 3rd decom position degree, с horizon H, organic m a tte r of th e 4th decom position degree, d horizon HA\, m in e ra l g rain s an d organic m a tte r of the 5th decom position degree
Z badań nad próchnicą leśną na Pojezierzu Olsztyńskim 21 0,5-2,5 mm. Stopień rozkładu znacznie silniejszy niż w próchnicy F. 1 i F. 2 (Rz 4). Porow atość w ynosi około 70%, a zaw artość ziarn m ineralnych około 2% (rys. 2b). Poziom H. 3 barw a ciem niejsza niż w F. 3. Duża ilość m ateriału koprogenicznego biorącego udział w tw orzeniu agregatów i m ikroagregatów, które w dolnej części poziomu zbliżone są m orfologicznie do agregatów w glebach murszowych. Niektóre z nich złożone są z dużej ilości ziarn m ineralnych złączonych lepiszczem organicznym. Cała masa tego poziomu w ykazuje dość zw arty układ, co wyrażone jest stosunkowo niską porow atością (56%). Rozkład w tym poziomie praw ie całkow icie odpow iada Rz 5 (rys. 2c). Poziom H. 3 stopniowo przechodzi w glebę m ineraln ą H A i (działalność hom ogenizująca m ezofauny), w k tórym przytłaczającą większość stanowi substancja organiczna w stopniu rozkładu Rz 5 (rys. 2d). Porowatość tego poziomu jest wysoka (45,1%). Profil 4 podnóże wzniesienia, gleba m urszowo-glejowa, bór m ieszany w ilgotny. Próchnica typu m oder. Poziom L. 4 w poziomie tym wśród słabo rozłożonych szczątków liści i igieł (świerkowych) w ystępują agregaty (wielkości naw et ponad 2,5 mm) i m ikroagregaty, zbudowane z ziarn pyłu i piasku zlepionych substancją organiczną dobrze rozłożoną. Z iarna m ineralne silnie zwietrzałe ze śladam i tw orzącego się ze skaleni illitu. Stopień rozkładu substancji organicznej Rz 2, porow atość 86%. Poziom F. 4 substancja organiczna w ystępuje bądź w rozproszeniu, przylegając do ziarn m ineralnych, bądź tw orzy z nim i agregaty. W ykazuje cechy próchnicy m urszow ej (agregaty kanciaste). Poziom Я. 4 m ateriał jest wysycony silnie kwasam i hum usowymi nadającym i glebie barw ę czarną. W większej części tego poziomu w y stępuje jeszcze pewna ilość substancji organicznej o stopniu rozkładu Rz 3. W całej masie dom inuje jednak Rz 5. Porowatość wynosi 64 66%, a ziarn m ineralnych jest około 16%. Poziom ektopróchnicy m urszowej płynnie przechodzi w poziom H A i, w którym absolutnie dom inuje próchnica m urszow a, a porow atość w y nosi 54% (tab. 2). Z badań mikromorfologicznych wynika, że istnieje wyraźny związek m iędzy w arunkam i siedliska a m ikrom orfologią ektopróchnicy. Posuw a jąc się od wierzchowiny z glebami rdzaw ym i bielicowanym i w dół stoku, stw ierdza się coraz większy stopień rozkładu substancji organicznej i coraz bardziej intensyw ną działalność mezofauny, przejaw iającą się z jednej strony obecnością różnego rodzaju odchodów złożonych głównie ze związków organicznych różnej barw y i w różnym stopniu rozłożonych, a ponadto obecnością śladów żeru kawernowego i różnej wielkości agregatów (makro i m ikro) złożonych z substancji organicznej (często z ligniny) i ziarn m ineralnych.
22 H. Uggla i in. W poziomie L wierzchowiny (gleby rdzawe) nie stwierdzono w ogóle obecności m ikroagregatów ; na stoku (gleby bielicowe) stw ierdza się mikroagregaty już w poziomie L, a znacznie więcej ich w ystępuje w poziomach F i H, przy czym w skład agregatów wchodzą tu także ziarna m ineralne. U podnóża w glebie m urszowo-glejowej agregaty w ystępują w formie m ałych ostrokraw ędzistych skupień organicznych osadzonych na ziarnach m ineralnych. Z badań tych w ynikają także różnice w charakterze poszczególnych form próchnicy w poziom ach L, F i H, przy czym w najw yższych p a r tiach tere n u o słabo w ilgotnych glebach rdzaw ych na plan pierw szy w y suwa się gruby poziom F klasycznej form y włóknistej, gdy w niższych położeniach, z glebam i bielicow ym i i bielicam i, w poziomie F stopniowo zanika form a w łóknista, przechodząc w detrytusow o-w łóknistą. a jedoiunaryczna zawartość różnych form związków próchnicznych we frakcjach Nr p ro filu P ro file No. Głębokość W СШ Poziom genetyczny Dc pth (' tie horizon С ogólny T otal 0 Procentowa zawartość С poszczególnych f r a k c ji w stosunku q o gleby frak cja wolna I e k strak c ja 1st e x tra c tio n I I e k strak c ja Und ex tractio n free frac tio n R *1 H1 P2 H2 1 _ y 33,46 0,566 0,002 0,345 0,090 32,600 - H 32,17 0,552 0,222 0,513 0,097 30,450 5-* 2 A1A2 0,82 0,143 0,030 0,157 0,034 0,080 20-30 Br 0,57 0,066-0,008-0,040 2 _ FH 44,06 1,454 0,013 0,386 0,198 41,62u - H 41,08 0,800 0,142 0,576 0,158 38,485 0-5 А1Л2 1,76 0,152 0,070 0,479 0,023 0,520 10-15 A2 0, 6b 0,133 0,030 0,037 0,037 0,066 25-30 Bh 'i, 23 0,045 0,306 0,267 0,187 0,059 3 _ P 53,69 0,303 0,102 0,553 О cr\ О 52,320-11 11,49 2,88. 0,103 0,547 0,113 7,300 0-5 A1A2 1,79 0,028 0,371 0,520 0,080 0,133 15-20 A2 0,35 'j 0,014 0,020 0,022-0,030 30-40 Bh 0,94 0,014 0,020 0,015 0,012 0.0Л7 70-75 Bs 0,37 0,010-0,020-0,010 4* _ F 32,73 0,370 0,110 0,285 0,237 30,100 - H 15,35 0,682 0,121 0,527 0,113 13,430 0-5 V 15-20 V 2 G 6,80 1,396 0,586 6,730 0,472 3,000 0,04 0,147 0,012 0,110 0,012 0,150 5 5-10 Ai * - 32,73 3,845 1,470 1,164 0,251 24,780
Z badań nad próchnicą leśną na Pojezierzu Olsztyńskim 23 nocześnie zwiększa się grubość poziomu H. Zm ianie ulega także typ próchnicy, k tó ra z typu m or przechodzi stopniowo w m or-m oder, a jeszcze niżej w moder. U podnóża stw ierdzić można obecność próchnicy form y m urszastej. Pew nym kryterium ekologicznym wskazującym na polepszanie się stosunków wilgotnościowych jest pojaw ienie się drobnej m ikrostruktury w bardzo słabo na ogół rozłożonym poziom ie L (surow ina). B adania m ikrom orfologiczne w pełni są zgodne z oceną jakości siedliska uzyskaną na podstaw ie analizy właściwości chem icznych i fizycznych gleby oraz opisu pokryw y roślinnej. Sposobem m ikrom orfom etrycznym oznaczono rów nież porow atość poszczególnych poziomów ektopróchnicy i próchnicznych pioziomów m ine- T o tal content o f d if f e r e n t o tg an ic compound forms in p a r tic u la r fr a c tio n s Tabel* i Per cen t of С co n ten t in p a r tic u la r f r a c tio n s in r e la tio n to s o il _ frak c ja związana - bounded fra c tio n Cf 1 e k s tra k c ja 1 s t e x tra c tio n I I e k s tra k c ja U n d e x tra c tio n I I I e k stra k c ja I l l r d e x tra c tio n P 3 н з *4 Ы4 F 5 H5 huminy h uinine s S tosunek ChsCf Ch Ch:Cf r a tio S topień humi f i kać j i Humificatio n degree 0,044-0,010-0,047-0,349 1,0 12 0,092 0,090 2,57 0,029-0,017-0,045 0,009 0,242 1,156 0,328 0,283 5,44 0,126-0,009-0,043 0,034 0,185 0,478 0,098 0,205 90,24 o, 166-0,093-0,052-0,170 0,385 - - 92,98 0,132-0,041-0,290-0,136 2,303 0,211 0,092 5,54 0,128-0,134-0,316-0,341 1,954 0,300 0,153 6,33 0,084 0,048 0,047 0,032 0,047 0,040 0,253 0,779 0,213 0,273 70,45 0,065 0,059 0,019 0,004 0,020 0,012 0,135 0,324 0,142 0,438 90,90 0,207 0,044 0,034-0,055-0,126 0,658 0,437 0,664 95,39 0,186-0,058-0,026-0,423 1,126 0,211 0,187 2,55 0,118-0,029-0,170-0,245 3,751 0,221 0,059 36,47 0,111 0,013 и, 096 о,озз 0,064 0,026 0,299 0,819 0,523 0,638 93,85 0,036 0,015 0,024 0,002 0,024 0,008 0,196 0,120 0,045 0,375 91,42 0,559 0,040 0,086 0,021 0,030 0,004 0,134 0,704 0,097 0,137 94,68 0,109 0,021 0,056 0,041 0,023-0,103 0,226 0,072 0,318 97,29 0,094-0,023-0,066-0,320 1,338 0,347 0,260 7,79 0,095-0,017-0,045-0,217 1,366 0,239 0,175 12,51 0,134 0,030 0,007 0,007 0,100 0,020 0,289 2,367 1,115 0,471 55,88 0,096 0,030 0,044 0,002 0,115 0,014 0,113 0,512 0,070 0,137 89,28 0,065-0,032-0,097-0,537 5,203 1,721 0,330 24,29
24 H. Uggla i in. Podział С w procencie węgla ogólnego Nr p ro filu P ro file No. Głębokość СШ Depth СШ Poziom genetyczny G enetic horizon С ogółem T otal С % Prakcja wolna - Free frac tio n 1 ek strak c ja l e t e x tra c tio n I I ek strak c ja lin d e x tra c tio n P1 H1 F2 H2 В 1. F 33,46 1,69 0,06 1,03 0,27 97,40 - Ы 32,17 1,72 0,69 1,59 0,30 94,65 5-12 A,A 2 0,82 17,43 3,66 19,14 4,14 9,75 20-30 Br 0,57 11,58-1,40-7,01 2 _ FH 44,06 3,30 0,03 0,88 0,45 94,46 - H 41,08 1,95 0,34 1,40 0,38 93,68 0-5 A1A2 1,76 8,64 3,9 7 37,21 1,31 29,54 10-15 A2 0,66 20,19 4,54 13,18 5,60 10,00 25-30 Bh 1,28 3,51 16,09 20,86 14,60 4,60 3 - F 53,69 0,56 0,19 1,03 0,20 97,44 - U 11,49 25,13 0,89 4,76. 1,03. 63,54 0-5 A1A2 1,79 1,56 20,73 29,05 4,47 7,43 15-20 A2 0,35 4,00 5,70 6,28-8,57 30-40 Bh 0,94 1,49 2,13 1,59 1,28 5,00 70-75 Be 0,37 2,70-7,56-2,70 4 - F 32,73 2,66 0,34 0,87 9,72 92,15 - H 15,35 4,44 0,78 3,43 0,76 87,49 0-5 A1M 6,80 20,52 8,62 10,73 6,94 44,11 15-20 A1A2G 0,84 17,50 1,42 13,09 1,43 17,85 5 5-10 A1T 32,73 11,75 4,49 3,55 0,77 75,71 ralnych stw ierdzając, że porowatość zmienia się wraz z innym i cechami siedliska: m aleje od wierzchowiny do podnóża, a także w głąb profilu. Otrzym ane dane liczbowe są na ogół zbieżne do wyników otrzym anych m etodą cylinderkową. WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE PRÓCHNICY W celu uzyskania pełniejszego obrazu właściwości ektopróchnicy w y konano dodatkowo jej analizę frakcjonow aną w 4 profilach, ponieważ kw asom hum usow ym i związkom kom pleksow ym przypisuje się o statnio coraz większą rolę w przebiegu takich procesów glebowych, jak np. bielicow anie, czy też rdzaw ienie [8, 9].
Z badań nad próchnicą leśną na Pojezierzu Olsztyńskim 25- T a b o 1 a 4 Coal frac tio n in g in per cent of to ta l С Frakcja związana - Bounded fra c tio n Prakcja wolna I e k stra k c ja I I e k stra k c ja I I I e k stra k c ja Cf Ch Free 1 s t e x tra c tio n U n d e x tra c tio n I l l r d e x tra c tio n huminy fr a c tio n % humines P 3 H3 F4 H4 F5 H5 P rak cja związana Bounded fra o tio n % 0,13 0,03. 0,14 _ 1,04 3,02 0,27 99,45 1,34 0,09-0,05-0,14 0,03 0,75 3,59 1,02 98,95 1,06 15,36-1,09-5,24 0,41 22,56 58,29 1,19 54,12 44,66 29,12-16,30-9,12-29,82 67,54-19,99 84,36 0,3C _ 0,09 _ 0,66-0,31 5,22 0,05 99,12 1,36 0,31-0,32-0,77-0,83 4,76 0,73 97,75 2,23 4,77 2,72 0,96 1,81 2,67 2,27 1 4,Л 54,26 12,00 80,67 29,57 9,85 8,94 2,88 0,61 3,03 1,82 20,45 49,09 21,51 54,17 47,58 16,17 3,44 6,56-4,30-9,84 51,40 34,13 59,68 40,31 0,35-0,11-0,05-0,73 2,09 0,41 99,42 1,29 1,03-0,34-1,43-2,13 3,26 1,92 95,35 4,98 6,20 0,72 5,36 1,84 3,57 1,45 16,70 45,75 29,22 63,24 35,84 10,28 4,28 6,86 0,57 6,85 2,28 53,14 34,28 12,86 14,55 86,26 59,46 4,25 9,15 2,23 3,19 0,42 14,25 74,89 10,31 11,49 90,95 29,45 5,67 15,13 11,08 6,21-29,13 61,08 29,46 11,96 90,72 0,29-0,07-0,20-0,98 4,08 1,06 96,74 1,54 0,62-0,11 «0,29-1,41 8,90 1,56 96,90 2,42 1,97 0,44 0,10 0,10 1,47 0,29 4,25 35,00 16,40 90,92 8,62 1 1, 4; 3,57 5,24 0,24 13,69 1,66 13,45 60,95 8,3 3 51,25 49,28 0,20-0,09-0,29-1,64 15,89 5,26 96,27 2,22 Rozpatrując wyniki analizy ektopróchnicy całej kateny siedliskowej,, widać, że zawartość substancji organicznej w zrasta w m iarę obniżania się terenu, a zawartość frakcji lekkiej (wolnej) przewyższa w ielokrotnie zawartość frakcji ciężkiej, silnie związanej z m ineralną częścią gleby (frakcja wolna 99,4-96,2%, frakcja związana 4,98-1,06% ogółem), co jest szczególnie ch arakterystyczne dla gleb leśnych. W głębszych jednak poziomach (A lf A xa 2, B) różnice się zacierają, a w glebie silnie, bielicowanej (profil 3) zawartość frakcji ciężkiej jest wyższa od lekkiej (tab. 3, 4), co może być tłum aczone silniejszym stopniem hum ifikacji próchnicy tej gleby.
'26 H. Uggla i in. Analiza potwierdziła, że stopień hum ifikacji związków organicznych w zrasta ku dołowi profilu, a także w zrasta w glebach od wierzchowiny do dolnej części stoku (w A 0H 4,2 na w ierzchow inie, 6,3 na środkowym stoku i 36,5 na dolnym stoku), co jest na ogół zgodne z badaniam i m ikrom orfologicznym i. W profilu gleby murszowo-glejowej u podnóża stwierdzić jednak można pewne obniżenie stopnia hum ifikacji, co może być związane z dość dużym okresowym nasyceniem wodą, sprzyjającym procesom m urszenia i tw orzenia się próchnicy m urszastej, a nieco ham ującym ak ty w ność biologiczną i hum ifikację. W glebach całej kateny siedliskowej przew ażają fulwokwasy nad kwasami hum inow ym i (szczególnie w ektopróchnicy), ale stosunek CH : : CF nie kształtu je się w profilu regularnie. Najczęściej CH : CF w zrasta w głąb profilu do poziomu Ai; niżej kształtuje się różnie. Najniższy stosunek CH : CF stwierdzono w ektopróchnicy (0,09), najwyższy w poziomach m ineralnych. W glebie silnie bielicowanej (bielicy) CH : CF kształtu je się w poziomie Bh bardzo nisko, co świadczyłoby o nagrom adzaniu się w tym poziomie kw asów fulw ow ych. Reasumując badania nad chemizmem próchnicy omawianej kateny siedliskowej, można stw ierdzić znaczną przewagę kwasów fulwowych r a d hum inow ym i (w procencie С gleby wyjściow ej), w śród kfórych przeważają bardzo ruchliwe i słabo spolimeryzowane kwasy brunatne. Stw ierdza się też nasilenie procesów hum ifikacji związków organicznych ku dolnej części zbocza, gdzie w arunki ekologiczne kształtują się bardziej korzystnie (bór m ieszany świeży) mimo nasilających się procesów bieli- ;cowych. Badania te znajdują potwierdzenie w obrazie mikromorfologicznym. WNIOSKI 1. W yższe części reliefu w zw ydm ionym teren ie sandrow ym badanego m ikrokrajobnazu zajm ują gleby rdzawe, części środkowe i dolne gleby bielicowe i bielice, najniższe (podnóże wzniesienia) gleby m urszow o-glejow e. 2. W omawianej katenie siedliskowej w ystępują kolejno (od góry ku dołowi:) bór świeży Peucedano-Pinetum y bór m ieszany świeży Pino- -Quercetum typicum, bór m ieszany wilgotny Ргпо-Q uercetum odm iana w ilgotna, ols jesionow y C irceo-a lnetum. 3. N asilenie procesu bielicowego (określone m orfologicznie i na podstaw ie badań chemicznych) w zrasta od wierzchowiny ku dolnej części zbocza. 4. W substancji organicznej gleb badanej kateny, a szczególnie w ektopróchnicy, zaznacza się znaczna przewaga kwasów fulwowych nad hum inow ym i oraz frakcji lekkiej nad ciężką. W masie glebowej (solum) przew aża frak cja ciężka.
Z badań nad próchnicą leśną na Pojezierzu Olsztyńskim.27 5. Procesy hum ifikacji (oznaczone m etodą analizy frak cy jn ej) przebiegają najsłabiej w ektopróchnicy (2,6-36,5% С w stosunku do gleby), najsilniej zaś w solum gleb (poziomy od Ai do Bs). Nasilają się one w badanym zrzeszeniu gleb od wierzchowiny (gleby rdzawe) ku dolnej części zbocza (bielice). U podnóża (gleby murszowo-glejowe) nieznacznie m aleją. 6. Stopień rozkładu substancji organicznej (oznaczony m etodą mikromorfologiczną) w zrasta w ektopróchnicy od poziomu L do Ai (w głąb profilu), a także w k ieru n k u spadku terenu, osiągając najw yższe w artości u podnóża w bielicy próchniczno-żelazistej. 7. Największą aktywność m ezofauny w ektopróchnicy stwierdzono w środkowej i dolnej części stoku (gleby bielicowe i bielice). W glebach rdzaw ych i m urszowo-glejowych stwierdzono zmniejszenie działalności m ezofauny, co jest w ynikiem zbyt m ałej w ilgotności gleby na w ierzchowinie, a zbyt silnej u podnóża. 8. A ktyw ność m ezofauny m ożna określić na podstaw ie ilości odchodów oraz innych m akro- i m ikroagregatów w ektopróchnicy, a także na podstaw ie b rak u kierunkow ego (poziomego) układu resztek roślinnych. 9. Porow atość poszczególnych poziomów ektopróchnicy (oznaczona m etodą m ikrom orfom etryczną) m aleje od wierzchowiny (mor) do podnóża w zniesienia (moder). 10. Gleby wchodzące w skład kateny siedliskowej, a tworzące w pagórkowanym m ikrokrajobrazie sandrow ym charakterystyczne zrzeszenia, różnią się właściwościami ekologicznymi. Wyżej położone gleby rdzawe są efektyw nie m niej żyzne od niżej położonych gleb bielicowych i bielic, czego dowodem jest m iędzy innym i tworzenie się w tych położeniach bogatszych i bardziej w ym agających zespołów roślinnych. LITERATURA [1] Altemüller H. J.: Neue Möglichkeiten zur Herstellung von Bodendünnschliffen, Z. für Pflanzenem., Düng. Bodenkun. 72, 1956, 1, 56-62. [2] Appel L., Kowalczyk R.: Mikroskop budowa i użytkowanie. WNT, Warszawa 1960. [3] Babel U.: Mitteilungen des Vereins für forstliche. Standortskunde und Forstpflanzenzüchtung 13, 1965, 33-38. [4] Bellinfante Crocci N.: Mikromorphologische und mikromorphometrische Untersuchungen an Podsolen in Norddeutschland. Die Mikromorphometrische Bodeanalyse. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1967, 79-91. [5] Ferczyńska Z.: Micromorphology of forest humus under the ecological conditions of several p]ant communities of the association Tilio-Car pine turn Traczyk 1962 in the Borki Nature Reserve. Polish J. of Soil. Sei. 5, 1972, 2, 165-170. [6] К о n e с к a-b е 1 1 е у К.: Zagadnienie żelaza w procesie glebotwórczym. Rocz. glebozn. 19, 1968, 1, 51-97. [7] К o w a 1 i ń s к i S., Bogda A.: Przydatność polskich żywic syntetycznych
28 H. Uggla i in. do sporządzania mikroskopowych szlifów glebowych. Rocz. glebozn. 16, 1966, 2, 327-356. [8] Kuźnicki F., Skłodowski P.: Wpływ procesów glebotwórczych na zawartość żelaza i glinu w kompleksach próchniczno-mineralnych. Rocz. glebozn. 20, 1069, 1, Warszawa. [9] P r u s i n к i e w i с z Z.: Polskie badania gleb bielicowych i procesy bielicowania w 30-leciu 1946-1975. Polskie Towarzystwo Gleboznawcze. Prace Komisji Naukowych, V/31, Warszawa 1976, 3-24. [10] Puchalski T., Prusinkiewicz Z.: Ekologiczne podstawy siedliskoznawstwa leśnego. PWRiL, Warszawa 1975. [11] Skłodowski P.: Formy związków próchnicznych i ich wpływ na proces bielicowania. Polskie Towarzystwo Gleboznawcze, Prace Komisji Naukowych, V/31, Warszawa 1976, 111-129. [12] Uggla H., Ferczyńska Z.: Stosunki glebowe w katenie siedlisk borowych Kudypy. Zesz. nauk. WSR Olszt. 25, 1969, 709, 719-737. X. УГГЛЯ, 3. Ф ЕРЧИНСКА-УГГЛЯ, 3. РОГ, Г. ВУ Й Ц ЯК ИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛЕСНОГО ГУМУСА ПОДЗОЛОЗЕМНЫХ ПОЧВ В ХОЛМИСТОМ МИКРОЛАНШАФТЕ ОЛЫИТЫНСКОГО ПООЗЕРЬЯ Лаборатория почведения, Сельскохозяйственно-техническая академия в Олынтыне Резюме На территории Олыитьшского Поозеря проводились исследования в типичном микрола-ншафте всхолмленных зандров. На южно-восточном склоне в выделенной катене среды обитания сделаны были многие почвенные ра.грезы. Плато, а также вершинную и серединную часть склона покрывал свежи.-i бор {Рейсеdano-Pinetum) растущий на ржавых оподзеленных и на подзолистых почвах. В нижней части склона находился смешанный свежий бор (Pino-Quercetum) на четко выраженном подзоле. Определены были основные физические и химические свойства кроме того проведено детальное микроморфо логическое обследование сырого перегноя (эктогумуса) и анализы его фракционного состава, а также фракционный анализ перегноя из горизонтов А± и Bh. Исследования обнаружили постепенный рост интенсивности разложения сырого перегноя и ето гумификации и повышающуюся вниз катены активность мезофауны несмотря на усугубление процесса оподзоливания. Результаты эти подтверждают очередность выступления растительных ассоциаций в биотопной катене (от вершины до подножия склона) от менее требовательных до имеющих высокие требования в отношении элементов питания.
Z badań nad próchnicą leśną na Pojezierzu Olsztyńskim 29 H. U G G L A, Z. F E R C Z Y N S K A -U G G L A, Z. ROG, H. W Ó JCIAK FROM INVESTIGATIONS OF FOREST HUMUS OF PODZOL SOILS IN ROL LING MICRO-LANDSCAPE OF THE OLSZTYN LAKE DISTRICT Department of Soil Science Agricultural-Technical University of Olsztyn Summary On the area of the Olsztyn Lake District investigations were carried out in a typical micro-landscape of the duned outwash plain. On the slope with the south- -eastern exposition a number of soil outcrops in the site catena were executed. The top and the upper and middle slope were overgrown with the fresh pine forest (Рейсеdano-Pinetum) on rusty podzolized and podzol soils. At the slope foot with distinctly formed podzol the fresh mixed pine forest (Pino-Quercetum) grows. Basic physical and chemical properties of soils were determined and detailed micromorphological investigations of litter horizon, including its fractional analysis, were carried out. Also the fractional analysis of humus from the Ai and Bh horizons was conducted. The investigations have proved a growing intensity of the litter decomposition and humification as well as an increase of the mezofauna activity downwards the catena, despite intensifying podzolization process. These results have been corroborated to a full extent by the sequence of occurrence of particular plant associations in the site catena (from top to the slope foot) from poorer to richer and of higher requirements. Vrof. dr. Hjalmar Uggla Instytut Gleboznawstwa ART Olsztyn Kortowo