R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T. X I, W A R S Z A W A 1962 ALEKSANDER KOZAKIEWICZ CHARAKTERYSTYKA SUBSTANCJI ORGANICZNEJ GLEB TORFOW YCH I TORFÓW TO RFO W ISK DOLINOW YCH K atedra T orfoznaw stw a SGGW W arszawa. K ierow nik prof, dr A. M aksim ów W literaturze naukow ej jest wiele sprzecznych poglądów co do istoty procesów zachodzących w glebach torfowych. Jednym z przykładów istniejących rozbieżności może być chociażby próba w yjaśnienia procesu torfienia. Tak np. Biegak i Bielikowa uważają, że proces ten przebiega w górnej w arstw ie złoża torfow ego p rzy periodycznie zm ieniających się w arunkach tlenow ych i beztlenowych. Rozkład tlenow y przebiega krótko, w m om entach okresowego obniżenia poziomu wody gruntow ej, bo z chwilą ponownego zatopienia m asa organiczna ulega konserw acji. Odm ienny pogląd natom iast reprezentuje Tomaszewski [30], k tó ry uważa, że proces to rfien ia polega na pow olnym rozkładzie obum arłych szczątków roślinnych, znajdujących się w górnej w arstw ie złoża torfowego i na jego powierzchni w w arunkach anaerobiozy bezwzględnej i okresowo następującej anaerobiozy względnej. Jego zdaniem podczas anaerobiozy w zględnej zachodzą różne procesy odgórne zgodnie z u k ła dem czynnika hydrologicznego i czynników* zewnętrznych, natom iast w czasie trw an ia anaerobiozy bezw zględnej potęguje się proces to rfie n ia. W trakcie torfienia zachodzi częściowy rozkład chemiceluloz, celulozy i pektyn, którem u tow arzyszy nagrom adzenie związków hum usowych. U dział w ym ienionych substancji organicznych w torfie jest zależny głów nie od stopnia rozkładu oraz od składu botanicznego roślinności, z której to rf pow stał. Szybkość rozkładu torfów zależy głów nie od stopnia w ilgotności i zaw artych w m ateriale roślinnym substancji o właściwościach antyseptycznych (najczęściej fenoli i ich pochodnych) oraz od zasobności wód i gleby w składniki m ineralne. Rakowski j w ykazał na przykład, że stopień rozkładu torfu sfagnowego jest odw rotnie proporcjonalny do zaw artości m chów sfagnow ych, któ re cechuje w ysoka zaw artość substan cji antyseptycznych.
74 A. Kozakiewicz Proces torfienia prowadzi do wzbogacenia substancji organicznej w węgiel oraz azot, n atom iast n astęp u je obniżenie zaw artości tle n u i w o doru. Cechą charakterystyczną procesu torfienia jest przew aga syntezy substancji organicznej nad jej rozkładem. Z chwilą uregulow ania stosunków wodnych, co ma m iejsce najczęściej w w yniku przeprow adzenia m elioracji, zostaje p rzerw an y proces b a gienny i zam iast stopniowego przyrostu m asy organicznej następuje jej rozkład i częściowa m ineralizacja. Procesy anaerobowe, które przed uregulow aniem stosunków wodnych dom inow ały naw et w wierzchniej w arstw ie złoża torfowego, z chwilą obniżenia poziomu wody gruntow ej zostają zastąpione przez procesy aerobowe. Silniejsze przew ietrzanie stw arza w arunki do intensyw nego rozw oju życia mikrobiologicznego, co prowadzi do znacznego rozkładu m ineralizacji substancji organicznej. Stephens [28, 29] na podstawie badań własnych i innych autorów podaje, że w klim acie tropikalnym miąższość zm eliorowanych gleb torfow ych w użytkow aniu rolniczym zmniejsza się rocznie o około 7 cm, w Anglii o 4 cm, w Norwegii o 2,3 cm. Podobnie jest w Związku Radzieckim. Na przykład badania prowadzone przez Stację Torfową w Łotewskiej SRR wykazały, że w w yniku 30-letniej upraw y miąższość badanej gleby torfow ej spadła ze 120 do 40 cm, czyli przeciętnie rocznie o 2,7 cm. Zbyt szybka m ineralizacja substancji organicznej gleb torfow ych jest zjaw iskiem z punktu widzenia rolniczego niekorzystnym, tym bardziej że nasilenie procesów rozkładowych przypada na okres letni. Procesom rozkładowym towarzyszą zm iany jakościowe w substancji organicznej i s tra ty w składnikach pokarm ow ych, co z kolei prow adzi do zm iany fizycznych i biochem icznych właściwości tych gleb. Zm iany te przy właściwej pielęgnacji gleb torfowych, a szczególnie p rzy zapew nieniu odpow iedniego naw ożenia i regulacji stosunków w odnych, podnoszą w artość pro d u k cy jn ą tych gleb. Tak np. w dośw iadczeniach polowych, prowadzonych przez M ińską Stację Torfową, w ciągu 30 lat w ydajność z h e k ta ra w zrosła w życie z 17,6 do 37,8 q, w ziem niakach z 267 do 410 q, w sianie zaś z 51 do 130 q [12]. Podobnych przykładów św iadczących o w ysokiej w artości p ro d u k cy j nej gleb torfowych jest dużo i to zarówno w kraju, jak i za granicą. Z drugiej jednak strony m am y w Polsce dużo obiektów torfow ych zmeliorow anych, w których w skutek zaniedbań m elioracyjnych urządzeń i niedostatecznego nawożenia, powierzchniową w arstw ę gleby doprowadzono do przesuszenia, rozpylenia i tzw. degradacji. Są to często praw ie nieużytki, ponieważ zbiory siana, przedstaw iającego zresztą niską wartość pokarm ow ą, nie przek raczają 10 15 q z hek tara.
Substancja organiczna gleb torfowych 75 Poznanie procesów i zmian zachodzących w torfow isku odwodnionym jest szczególnie ważne w Polsce, ponieważ m am y sporo gleb torfow ych już zdegradowanych lub ulegających degradacji. Z danych Prońc z u к a [25] wynika, że torfow iska w Polsce zajm ują powierzchnię około 1,7 m in hektarów, co stanowi około 5,5% ogólnej powierzchni kraju, w tym ponad m ilion hektarów jest w m niejszym lub większym stopniu osuszone. A utor podaje, że tereny torfowe odwodnione i niezagospodarowane degradują się w ciągu 3 10 lat, natom iast zagospodarowane w ciągu 10 50 lat. Okruszko [21] badając właściwości fizyczne gleb torfow ych zdegradow anych i niezdegradow anych stw ierdził, że nie ma przyczynowego zw iązku pom iędzy fizycznym stanem m asy glebow ej a spadkiem u ro d zajności i w ysunął przypuszczenie, że ew entualnie taką zależność da się uchw ycić w badaniach uw zględniających właściwości substancji h u m u sowych. Z agadnienie to było w łaśnie przedm iotem naszych badań. B a daniam i objęto zarówno gleby torfowo-bagienne, w których trw a proces n a ra stan ia torfu, jak też gleby torfow e zm eliorow ane o przerw an y m procesie torfienia. Badane gleby torfowe różniły się bardzo stopniem hum ifikacji, gdyż poszczególne obiekty były odw adniane w różnych okresach od. XVIII do XX wieku. W celu w yjaśnienia, czy degradacja gleby torfow ej prowadzi do zm iany składu jakościowego i ilościowego substancji organicznej, b ad a niam i objęto gleby torfowe zdegradowane i niezdegradowane, powstałe z m ate ria łu roślinnego o bardzo podobnym składzie botanicznym i o b a r dzo zbliżonym stopniu hum ifikacji. CHARAKTERYSTYKA BADANYCH OBIEKTÓW B adaniam i objęto 9 torfow isk dolinow ych, w chodzących w skład d u żych kom pleksów torfowych, które w ytw orzyły się w pradolinach rzek Biebrzy, B zury, Noteci i Rozogi. W arunki n ara stan ia to rfu były podobne, poniew aż proces ten p rzebiegał pod w pływ em wylewów wód rzecznych, zasobnych w składniki pokarmowe, co sprzyjało narastaniu torfów trzcinow ych i trzcinow o-turzycow ych. B adane obiekty, biorąc pod uw agę stopień rozkładu substancji organicznej, m ożna podzielić na trz y grupy. P ierw sza grupa to torfow iska bardzo słabo osuszone, o czynnym okresowo procesie narastania torfu. Są to torfow iska Rozoga-Zalesie i Biebrza- -C hyliny.
76 A. Kozakiewicz Drugą grupę stanow ią torfow iska zmeliorowane w różnych okresach XX wieku, charakteryzujące się zarówno średnim, jak i silnym stopniem rozkładu substancji organicznej. Są to torfow iska: K uw asy-szym any, Modzelówka, Topola-Błonie i Żuławka. Osuszenie torfow isk K uw asy- -Szym any i M odzelówka zostało zapoczątkowane w drugiej połowie XIX w. przez przekopanie K anału Rudzkiego, który odprowadza wody rzeki Ełk do B iebrzy. Zasadnicze prace m elioracyjne w tym rejonie zostały jednak przeprowadzone w latach 1933 1939. Znaczne partie tych torfow isk przekształciły się w kom pletny nieużytek, poniew aż po osuszeniu nie były należycie zagospodarowane. Ogólnie biorąc są to gleby łąkow o-torfow e o bardzo słabym zadarnieniu. Plony siana wynoszą od 0 do 10 q z hektara. W arstw a luźnego m urszu sięga niekiedy do głębokości 30 cm. Torfowisko Topola-Błonie zostało zmeliorowane w latach 1927 1929. Badany profil został zlokalizowany na starym pastw isku, dobrze zadarnionym. W ydajność pastw iska była średnia i gleba ta nie była zaliczana do gleb torfowych zdegradowanych. Szczegółową charakterystykę tego obiektu podają Maksimów i Okruszko [13, 22]. Torfowisko Żuławka w północnej części jest mocno przesuszone i nosi w yraźne cechy degradacji, partie południowe są bardziej wilgotne. Profil, z którego pobrano próbki, został zlokalizow any w części północnej to rfo wiska. Trzecią grupę stanow ią gleby, które w ytw orzyły się po odwodnieniu torfow isk jeszcze w drugiej połowie XVIII wieku. Są to torfow iska Antoniewo, Bielaw y i Rozwarzyn, znajdujące się w dolinie Noteci. Obiekt Antoniewo, mimo że został dawno zmeliorowany, nie w ykazuje oznak degradacji. Łąki są dobrze pielęgnowane i dają wysokie plony. Gleby torfow e natom iast Rozwarzyna i Bielaw są silnie przesuszone i bardzo trudne do zagospodarowania. Brandyk [3] w w yniku nawożenia m i neralnego i nawodnień podniósł w ydajność łąk na tym obszarze do ponad 80 q z hektara. Próbki do badań pobrane były zarów^no z poletek naw adnianych, jak i nie naw adnianych. Z każdego profilu pobierano próbki z trzech lub pięciu w yróżniających się m orfologicznie poziomów. P odajem y opis tych poziomów posługując się sym boliką w prowadzoną przez Okruszkę [20, 21]. Mi poziom darniowy, którego miąższość waha się w granicach 5 15 cm. Przy słabym zadarnieniu w przypadku gleb przesuszonych próbka takiej gleby po w ysuszeniu praw ie całkow icie bez rozcierania przechodziła przez sito o średnicy oczek 1 mm. P rzy dobrym zadarnieniu łąki miąższość tego poziom u jest większa.
Substancja organiczna gleb torfowych 77 M2 poziom poddarniow y o miąższości 10 20 cm. W przypadku gleb przesuszonych w poziomie tym torf jest silnie zgruźlony. Wielkość gruzełek wynosi 5 10 mm. Jak w ykazały nasze w stępne badania, już naw et wiosną wilgotność tych gruzełek nie przekraczała 50% ogólnego ciężaru gleby i była najniższa w porów naniu z próbkam i gleby pobranym i z innych poziomów. M3 poziom przejściow y. Miąższość w zależności od stopnia osuszenia i okresu użytkow ania gleby w ynosi około 30 cm i więcej. J e st to poziom, w którym zalega torf powyżej poziomu wody gruntow ej, dobrze rozłożony, zbity. Ti poziom torfow y w zasięgu wody gruntow ej. Okresowo jest nad i pod poziom em wody. W p rzypadku gleb doliny Noteci, k tó re są przesuszone i od daw na użytkow ane rolniczo, torf w tym poziomie jest silnie rozłożony. Na pozostałych obiektach stopień rozkładu torfu jest średni. T2 poziom torfow y poniżej poziom u w ody gruntow ej. PRZEPROW ADZONE B A D ANIA s t o s o w a n e ; m e t o d y W badaniach lab o rato ry jn y ch posługiw aliśm y się następującym i m e todam i. Skład botaniczny to rfu określono m ikroskopow o. Popielność i ph w roztworze KC1 określono ogólnie przyjętym i w gleboznaw stw ie m etodam i. Zawartość R20 3, CaO, MgO określono w wyciągach otrzym anych po rozpuszczeniu składników popielnych w 20 /o HC1. R20 3 oznaczono wagowo, n atom iast CaO i MgO m etodą R auterberga. W ęgiel zw iązany organicznie określono m etodą Knopa. Azot ogólny oznaczono m etodą K jeldahla. Analizę frakcjonow aną substancji organicznej wykonano według m etody Ponomariewej i Nikołaj e we j [23j, którą w skrócie przytaczam y, podając pew ne m odyfikacje przez nas zastosowane. Oznaczenie bitumin. 10 20 g torfu lub gleby torfow ej w stanie pow ietrznie suchym um ieszcza się w gilzie w ykonanej z bibuły i następnie w aparacie Soxhleta poddaje się w yczerpującej ekstrakcji. Do ekstrakcji używ a się m ieszaniny sporządzonej z benzenu i etanolu zm ieszanych w stosunku 1 : 1. W ydzielone bitum iny w a ży się po w ysuszeniu w tem peraturze 80 C. Dekalcytacja gleby lub torfu 0,1 n roztworem H 2S 0 4. Glebę po ekstrakcji bitu m in suszy się początkow o pod w yciągiem w tem peraturze pokojow ej, a następnie w suszarce w tem peraturze 105 C. Odważa się 2,5 g w ysuszonej gleby i po przeniesieniu dö kolby stożkowej zalew a 250 m l 0,1 n H2S 0 4. Po kilkakrotnym w ym ieszaniu pozostaw ia się glebę z kw asem do następnego dnia. Na drugi dzień w yciąg odsącza się do czystego naczynia i po przeniesieniu gleby na sączek przem yw a się ją
78 A. Kozakiewicz 0,1 n H 9SO 4 do zaniku reakcji na kation w apniow y, a następnie 2 3 razy samą wodą destylow aną. W yciąg łącznie z roztworem uzyskanym z przem yw ania gleby doprowadza się w kolbie miarowtej do określonej objętości. R oztwór ten w ykorzystuje się do określenia zaw artości w ęgla organicznego, azotu ogólnego oraz cukrów redukujących po uprzedniej dw ugodzinnej hydrolizie 1,0 n H 2S 0 4 na w rzącej łaźni w odnej. W w yciągu mogą być oznaczone składniki m ineralne. Ekstrakcja związków humusowych 0,1 n roztworem wodnym NaOH. Po dekalcytacji zm yw a się glebę z sączka ilościow o do kolby stożkow ej. 0,1 n roztw orem NaOH, dając tego roztworu łącznie 200 ml. Po upływ ie 12 godz. dodaje się 50 ml nasyconego roztworu N a2s 0 4 w celu koagulacji koloidów, co ułatw ia odsączanie w y ciągu. Do sączenia przystępuje się po upływ ie 10 15 m inut od dodania siarczanu sodu. Glebę przenosi się na sączek, używ ając do przem yw ania 1 2% roztworu siarczanu sodowego. Odsączanie w yciągów alkalicznych z gleb torfow ych przebiega bardzo pow oli i może łącznie z przem yw aniem przeciągnąć się do 3 dni. D latego też w naszych badaniach zastąpiono uciążliw e sączenie w irow aniem. W yciąg alkaliczny łącznie z roztw orem uzyskanym z przem yw ania doprowadza się do określonej objętości i następnie w ykorzystuje do określenia zaw artości w ęgla, azotu w całej tej frakcji oraz С i N kw asów hum inow ych, które strąca się z roztworu alkalicznego kw asem siarkow ym a także С i N fulw okw asów. Wydzielanie związków humusowych 0,02 n roztworem wodnym NaOH. Glebę, która pozostała po w ydzielaniu frakcji III, przenosi się ilościow o do tej sam ej kolby stożkow ej, w której była poprzednio, spłukując ją 200 ml 0,02 n roztworu NaOH. Po w ym ieszaniu gleby z roztworem kolbę przykryw a się szkiełkiem zegarkow ym i staw ia na silnie wrzącą łaźnię wodną na przeciąg 6 godzin. Odsączanie w yciągu alkalicznego przeprowadza się następnego dnia w ten sam sposób, jak podano w p o w yżej, oraz w ykorzystuje roztwór do tych sam ych oznaczeń. Hydroliza substancji organicznej 1,0 n roztworem H 0SO4. Pozostałość gleby po w ydzieleniu zw iązków hum usowych przenosi się do kolby stożkow ej, zalew ając ją 250 ml 1,0 n roztworu H 2SO 4. Kolbę przykryw a się szkiełkiem zegarkow ym i staw ia na silnie w rzącej łaźni w odnej lub do autoklaw u na 2 godz. W yciąg odsącza się przez gładki sączek i przem yw a zim ną wodą. Przesącz łącznie z roztworem z przem yw ania doprowadza się do określonej objętości, a następnie w ykorzystuje się ten roztw7ór do oznaczania w ęgla, azotu oraz cukrów redukujących. Hydroliza substancji organicznej 80 /o roztworem HoSOą. Pozostałość gleby po przeprow adzeniu hydrolizy 1,0 n roztw orem H2S 0 4 zm yw a się gorącą wodą do parow nicy porcelanow ej, a następnie w odę odparow uje na łaźni w odnej. Do praw ie suchej gleby dodaje się 18 ml 80 /o roztworu kw asu siarkow ego i po w ym ieszaniu gleby z tym roztworem pozostaw ia się w tem peraturze pokojowej na 2,5 godz. Po upływ ie tego czasu zaw artość z parow nicy przenosi się do kolby stożkow ej dodając 250 ml w ody destylow anej. Po przykryciu kolby szkiełkiem zegarkow ym staw iam y ją na w rzącej łaźni wodnej i prow adzim y ogrzew anie przez 5 godz. W yciąg odsącza się przez zw ażony lejek Gooscha G 3. Po przeniesieniu gleby na sączek przem yw a się ją wodą destylow aną do całkow itego usunięcia kw asu siarkow ego, następnie su szy i w aży. Przesącz łącznie z roztw orem z przem yw ania doprowadza się do określonej objętości, a następnie w ykorzystuje się go do oznaczania zaw artości w ęgla, azotu oraz cukrów redukujących. Nierozpuszczalna i nie hydrolizująca pozostałość. Zawartość w ęgla i azotu w substancji organicznej, która zostaje na sączku po w yd zieleniu VI frakcji, obliczana jest z różnicy m iędzy ogólną zaw artością С i N w w yjściow ej próbce gleby a sum ą С i N w w ydzielonych frakcjach substancji organicznej lub też bezpośrednio biorąc do
Substancja organiczna gleb torfowych 79 spalenia odpow iednią ilość w ysuszonej i zważonej pozostałości. O charakterze substancji organicznej tej frakcji można częściow o w nioskow ać na podstaw ie stosunku С : N, który w przypadku gleb torfow ych jak podaje Ponomariewa [23] w aha się w granicach 2 0 2 0 0. W naszych badaniach С i N oznaczano bezpośrednio, biorąc do spalenia całość tej substancji. D latego też po odsączeniu kw aśnego roztworu i przem yciu substancja nie była suszona i ważona, lecz przenoszono ją ilościow o do kolb stożkow ych zestaw u Knopa, suszono i następnie spalano. Oznaczanie związków humusowych wydzielanych z gleby torfowej 0,1 n roztworem wodnym NaOH bez uprzedniej dekalcytacji gleby. Próbkę gleby torfowej lub torfu (po uprzednim w ydzieleniu bitum in) o ciężarze 2,5 g zalew a się 200 m l 0,1 n roztworu w odnego NaOH. Dalej postępuje się w identyczny sposób jak podczas oznaczania frakcji III. W yniki tego oznaczenia, określające zaw artość w olnych lub słabo zw iązanych kw asów hum inowych i fulw okw asów z m ineralną częścią gleby, odejm uje się od zaw artości kw asów hum inow ych i fu lw ok w asów w ydzielonych 0,1 n roztw orem w odnym NaOH z gleby dekalcytow anej (frakcja III). Z różnicy otrzym uje się zaw artość kw asów hum inow ych i fulw okw asów zw iązanych z w apniem, m agnezem oraz z innym i składnikam i m ineralnym i gleby torfow ej. W Y N IK I BADAIŚT W badaniach w stępnych chodziło nam o sprawdzenie, czy celowe jest w ydzielanie kw asów hum inow ych i fulw okw asów 0,02 n roztw orem w odnym NaOH w w yniku 6-godzinnego ogrzew ania na wrzącej łaźni wodnej. B iorąc pod uw agę w łasności substancji organicznej torfów i gleb to rfo w ych, a m ianow icie jej w rażliw ość na utlenianie, zdolność do polim eryzacji i kondensacji oraz podatność w ielu związków na hydrolizę, w ydzielanie związków hum usow ych ługiem na gorąco budziło zastrzeżenia. Do badań wzięto torf trzcinow y i torf sfagnowy. W równoległych próbkach oznaczano związki hum usowe według m etody Ponomariewej [23] oraz związki humusowe, które wydzielano wyłącznie 0.1 n roztworem wodnym NaOH w tem peraturze pokojowej. Różnice w zasadzie polegały na w ydzielaniu drugiej frakcji związków humusowych, które w metodzie Ponom ariew ej wydzielano 0,02 n NaOH po 6-godzinnym ogrzew aniu na w rzącej łaźni, natom iast w naszej m odyfikacji po 3-krotnym tra k to w a niu 0,1 n roztw orem NaOH w tem p e ra tu rz e pokojow ej. W yniki tego porównania, przedstaw ione w tabl. 1, prowadzą do wniosku, że ogrzewanie substancji organicznej torfów lub gleb torfow ych przez 6 godz. w 0,02 n roztwrorze wodnym NaOH powoduje wydzielenie dużej ilości zarówno kwasów hum inowych, jak i fulwokwasów. Jest rzeczą charakterystyczną, że im niższy jest stopień rozkładu torfu, tym większe są różnice w ilości kwasów7 hum inow ych w ydzielonych 0,1 n roztw orem NaOH w tem peraturze pokojowej i 0,02 n roztw orem NaOH na gorąco. W ydzielanie związków hum usow ych ługiem na gorąco powoduje obniżenie zawartości chem iceluloz, celulozy oraz pozostałości ligninow ej.
00 о Analiza frakcjonowana substancji organicznej - F ractional analysis of organie m atter T a b l i c e 1 Gatunek to rfu Kind of peat Stopień rozkładu określony mikroskopem H um ification degree determined m icroscopically % Zawartość С poszczeg ólnych fra k c ii w stosunku do С ogólnego - % С content of ina W% s.m. ividual frac tio n s in ra tio to to ta l С % In % d.m. Związki hydrolizowane - compounds hydrol. by fulwokwasy 1 n H2S04 80% H2S04 huminowe fu lv ic acids w tym cukry о humic ogółem redukujące ogółem w tym cukry redukujące С И acids to ta l of which reducing sugars cing to ta l of whicn redu sugars ^/V«V 9 VQ1VDW ligninowa re sid u a l lign in I II I II I II I II I II I II I II Trzcinowy Beed 50 55,51 4,40 12,6 46,16 39,52 15,23 14,09 7,40 9,40 3,61 5,58 5,44 6,42 1,79 3,76 18,97 25,20 48 55,93 4,01 14,0 49,45 44,59 12,84 11,70 6,73 8,69 3,74 4,69 5,01 5,28 2,10 3,08 19,68 23,69 40 55,95 3,99 14,0 55,79 48,10 12,35 12,43 3,93 7,11 3,28 4,31 3,20 5,02 2,28 4,30 17,51 21,07 30 56,04 3,20 17,5 50,66 31,65 9,54 8,81 5,00 7,37 4,69 5,72 4,32 6,60 3,73 4,88 29,02 38,35 25 56,60 3,31 17,1 47,81 29,82 10,12 10,12 5,02 7,03 4,58 6,57 4,48 6,19 3,85 5,73 25,80 37,10. K ozakiew icz Sfagnowy Sphagnum 35 53,70 1,59 33,8 32,74 20,23 17,73 8,19 7,48 13,28 3,63 7,35 12,28 14,34 11,04 13,23 12,90 26,52 30 53,66 1,43 37,5 31,90 19,44 14,02 7,78 8,22 13,76 3,63 6,71 14,27 17,00 13,13 14,81 14,24 26,22 20 50,10 0,96 52,2 31,50 13,35 13,24 7,20 8,25 13,50 3,36 6,50 16,14 20,51 14,09 17,75 16,53 32,38 8 49,38 0,55 89,7 14,80 5,73 17,12 7,26 17,69 17,93 4,51 5,92 27,70 39,60 20,70 2 5,61 14,48 20,77 I - Wydzielone metodą W.Ponomariewej - E xtracted with Ponomariewa's method II - Zmodyfikowana metoda W.Ponomariewe j, t j. zw. humusowe wydzielone tylko 0,1 n Na Oli w temp. pokojowej humus compounds being extracted with 0,1 n NaCOH only at room temperature - Modified Ponomariewa'8 method, the
Substancja organiczna gleb torfowych 81 Miejscowość L ocality B iebrza- Chyliny Rozoga- Z alesie Topola- Błonie Kuwasy- Szymany 'Ol 0-10 10-20 20-40 40-70 70-100 0-10 10-25 25-50 50-75 5-10 M2 15-20 M, 23-28 Tx 40-45 T2 75-80 5-10 u 2 15-20 U3 25-30 Tx 45-50 T2 90-95 Żuławka \LX 0-10 U z 30-40 T2 60-70 Modzelówka ILX 5-25 M3 30-40 11 40-60 Rozwarzyn (łąk i nawadniane od 5 la t - meadows irrig o te d during 5 y ears; Rozwarzyn (łąkę na g lebis przesuszonej - meadow on dried so il) Bielawy (łąka na g leb ie zdegradowanej meadow on degraded so il) Antoniewo (łąka nawadn. dobrze plon. irrig a te d medow w ith good y ield s) ^ 0-15 bi2 15-30 30-50 Tx 60-70 T2 70-80 C-15 u2 15-30 30-45 T} 60-70 T2 70-80 2-15 ii2 20-25 35-40 T1 70-75 T2 90-95 U1 0-10 U3 25-30 T2 90-95 Ogólna charakterystyka badanych gleb torfowych General c h a ra c te ristic s of the investigated peat so ils Gatunek to rfu Kind of peat Ч i P%C1 I. Gleby nie zmeliorowane - Unimproves so ils trz c in.-tu rz y c, reed-sadge tu rz y c.-trz c in, sadge-reed trzcinowy - reed trz c in.-tu rz y c, reed-sadge m szysto-turzyc. moss-sadge trz c in.-tu rz y c, reed-sadge 25 35 35 35 33 30 32 28 25 16,1 15,1 14,5 19,8 34,7 13,4 10,8 11,1 11,2 5.8 5.9 6,0 5.9 5,8 5,7 5,6 5,9 6,0 С org. 40,64 44,21 45,66 43,44 35,47 44,33 47,38 47,28 48,16 T a b l i c a 2 V % e.m. gleb In % d.s.m. ogólto îa l N 3,52 3,74 3,25 2,92 2,30 3,39 2,98 2,77 2,64 11. Gleby zmeliorowane w XX w. S oils improved in the 20th cent. trzcinowy - reed 50 45 40 25 35 turzycowy - sadge trzcinowy - reed turzycowy - sadge tu rz y c.-trz c in, sadge-reed trzcinowy - reed 50 35 35 40 45 55 40 38. trzcinowy - reed 50 35 30 23,8 13,4 12,6 10,6 13,8 21,3 10,8 10,0 12,2 13,9 26,1 15,5 10,9 13,6 11,2 10,0 6,0 5.9 6,3 5,0 5.9 5,1 5.0 5.1 5.4 5.5 6.4 6,1 5.5 6,1 6,0 5,8 42,30 48,41 48,94 50,06 48,79 39,59 46,36 48,74 47,43 45,70 40,31 47,58 52,21 47,17 49,66 52,24 3,35 3,46 3,50 2,86 2,84 3,38 3,81 3,57 3,67 3,44 4,15 4,24 3,83 3,88 3,48 3,27 I I I. Gleby zmeliorowane w XVIII w. - Soils improved in 18th cent. mursz - mursh trzcinowy - reed mursz - mursh 51 70 65 50 trzcinowy - reed 70 65 mursz - mursh trz c in.-tu rz y c, reed-sadge tu rz y c.-trz c in, sadge-reed 65 40 30 trz c in.-tu rz y c, reed-sadge 55 50 35 51.5 38.6 28,3 17,8 31,6 41,9 19.3 12,1 18.4 35,2 58,9 54.0 44.0 10,7 8,8 26.7 19.8 29,1 5,6 5.0 3.8 3.0 2.9 5,5 5.0 3,9 3,4 3.0 6,0 5.1 3.8 3.2 2.9 6,5 6,3 5,1 28,22 36,25 41,85 47,39 39,74 32,08 46,64 51.51 44,45 38.51 24,66 26,78 31.13 49,29 48,43 38,39 43,41 38,91 2,50 2,92 3,05 3,60 2,62 2,74 3,70 3,73 3,35 2,81 2,06 2,08 2,41 3,05 2,85 4,02 3,69 2,97 ß2 3 2,50 2,93 2,20 2,00 2,06 0,85 3,07 2.56 2.56 1,99 1,46 1,32 0,75 1,11 11,72 5,33 6,08 5,90 3,93 4,51 3,48 2,44 2,54 3,16 1,43 12,98 14,12 12,30 15,42 9,90 13,40 8,99 5,76 11,53 3,82 8,96 7,43 И, 67 3,85 3,24 3,52 3,39 1,95 CaO 3,65 4,35 4,99 4,46 3,97 2,27 2,08 4,02 4,19 3,51 5,31 5,73 4,17 5,02 3,34 2,73 3.45 4,64 4.46 7,36 6,31 5,67 5,47 5,40 4,86 3,71 3,85 2,08 0,81 0,87 3,73 3,60 2,00 1,15 0,34 4,88 4,37 3,26 1,78 0,82 7,31 6,56 2,03 UgO 0,42 0,47 0,45 0,53 0,40 0,31 0,12 0,13 0,33 0,36 0,32 0,57 0,32 0,34 0,18 0,16 0,12 0,35 0,46 0,49 0,39 0,48 0,31 0,39 0,23 0,15 0,16 0,37 0,31 0,27 0,18 0,38 0,24 0,14 0,23 0,23 0,39 0,36 0,17 0,12 0,74 0,63 0,17 6 Roczniiki G leboznaw cze
82 A. Kozakiewicz V0O Uiejscowo^d 5 Locality cj> -----... GO Aünlize frakcjonowana substancji organicznej F ractional analysis of the organic m atter Lsasy huminovd Rumc acids U) Fulwolcwasy - Fulvic acids (В) CJ CO < frakcja ^ frskeja 2 frakcja frakcja ^ frakcja ^ o*=j a B* n f* ш fraction fract ion fraction fract ion fraction cq ocq С H С N С Б С N С H 1. Gleby niezmeliorowane Biedrza - 0-10 2,96 24,11 22,79 5,36 5,11 1,78 3,54 7,26 9,41 3,04 4,44 Chyliny 10-20 4,07 27,15 26,08 5,53 5,73 1,31 2,58 6,43 9,26 2,13 3,75 20-40 6,54 28,83 32,08 6,49 7,77 1,95 4,27 5,30 7,01 1,77 2,65 40-70 5,72 27,78 30,63 6,02 7,47 1,15 2,38 5,41 7,52 1,11 2,39 70-100 5.49 27,20 30,65 5,06 6,30 2,57 5,67 5,14 7,70 1,98 2,83 Bozoga - 0-10 3,46 12,28 12,75 19,26 22,59 1,50 2,98 7,71 7,41 6,93 12,13 Zelesie 10-25 3,67 10,21 11,63 20,52 25,76 1,24 3,32 6,94 8,04 6,34 11,63 25-50 3,22 10,22 11,30 21,01 24,40 0,99 2,73 6,03 6,01 6, 24 10,44 50-75 3,09 8,46 10,01 19,16 21,93 1,01 2,99 5,70 7,83 6,18 9,22 II. Gleby zmeliorowane iи И w. Topola - 5-10 4,04 24,42 23,14 15,10 14,32 1,62 2,49 10,58 14,53 3,51 7,75 Błonia 15-20 4,08 26,90 27,85 17,68 18,05 1,20 2,00 8,18 12,06 3,52 7,03 23-28 4,69 33,04 33,48 15,07 15,89 1,30 2,19 9,10 12,61 3,33 5,97 40-45 5,01 17,76 20,23 13,88 16,01 0,92 1,59 5,51 9,35 3,30 7,22 75-ÖO 5,68 15,03 17,50 14,79 18,40 0,82 1,56 6,22 10,43 3,90 8,80 Kuwaay - 5-10 7,80 35,02 34,70 14,41 14,91 4,40 5,59 12,34 15,81 4,06 5,71 Szymany 15-20 8,09 27,13 27,03 22,47 23,15 2,48 3,45 5,36 6,89 4,73 7,02 25-30 10,03 25,26 27,40 20,60 23,13 2,61 4,14 4,72 6,85 4,65 7,50 45-50 lû, 88 22,91 23,75 21,65 23,15 2,43 3,67 4,47 6,15 3,44 5,46 90-95 9, 6 0 29,28 29,82 19,92 22,01 2,04 3,12 4,80 6,71 3,48 5,71 żuławka 0-10 1,61 38,03 32,44 21,08 19,37 2,60 2,75 11,04 13,72 3,01 3,65 30-40 2,20 40,27 38,45 21,75 24,07 1,22 1,61 5,78 7,77 2,06 2,92 60-70 4,33 22,06 25,84 22,17 28,28 0,71 1,18 3,42 5,04 1,41 2,12 1Uodzelówka 5-25 3,45 30,74 29,20 11,32 11,28 0,86 1,20 7,42 9,91 3,33 5,33 30-40 4,25 28,36 30,42 11,48 12,60 1,61 2,52 3,15 3,68 2,64 4,09 40-60 6,70 20,16 23,20 10,90 13,20 0,95 1,85 2,68 3,48 2, 6 0 4,12 111. Gleby zmeliorowane w XVIII w. Rosvarsyn 0-15 1,92 36,68 34,79 8,49 8,19 3,39 2,50 12,33 11,07 2,21 4,97 (łąka nawadniana - веа- 15-30 3,50 42,42 41,73 6,33 7,83 3,58 3,61 15,02 14,37 1,85 3,56 ' dow irriga- 30-50 5,81 48,17 46,10 4,96 6,34 4,26 5,50 14,65 15,17 1,43 2,42 ; tad) 60-70 6,18 50,79 53,40 4,14 4,39 6,18 6,51 17,18 17,80 0,84 1,70 70-80 5,65 47,48 49,37 8,52 8,77 1,62 2,46 9,59 9,30 1,61 3,64 Bozwarzyn 0-15 1,60 36,22 33,04 6,86 7,57 2,58 2,24 12,48 13,83 2,56 4,28 (łąka prza^ suszonej - 15-30 3,74 43,61 42,46 6,10 7,40 2,97 3,17 12,68 15,87 1,77 4,04 meadow on 30-45 7,66 48,16 50,90 5,89 6,29 3,59 5,06 13,39 17,73 1,16 3,01 driad eoil) 60-70 6,77 49,81 47,24 3,32 5,14 4,68 5,61 19,72 25,66 0,76 8,80 70-80 6,54 49,21 48,24 5,38 7,38 1,91 3,27 10,48 14,79 1,45 1,48 Bielawy 2-15 1,58 28,10 27,64 17,26 19,40 2,40 3,65 7,89 10,53 4,60 6,57 (łąka na 1 glebie 20-25 1,88 27,10 28,32 19,78 22,57 2,27 3,62 11,37 15,23 3,01 4,51 przeausz. 35-40 2,50 30,27 29,67 21,10 22,00 1,79 2,69 6,70 11,83 3,62 6,29 zdegr. - moeaow on 70-75 8,04 44,47 47,27 13,27 15,73 2,16 3,58 10,58 13,34 1,00 1,70 dried degraded soil; 90-95 13,72 34,09 40,85 15,00 19,32 1,96 3,61 9,10 12,20 1,93 3,77 Àntoniewo 0-10 3,32 37,62 33,80 17,90 17,95 1.51 2,10 10,02 13,05 3,18 3,67 Iłąka nawad. aobrze plo 25-30 4,30 42,11 46,28 14,08 15,79 1,54 2,48 5,27 7,99 1,61 2,05 nująca - me 90-95 8,14 36,64 39,37 13,07 23,00 0,71 1,31 5,42 6,79 1,54 2,01 adow irrigated with good yields) * P - Stopień hum ifikacji su b stan cji organicznej obliczony według wzoru W. Ponomariewej; P «H um ification degree of organie mater computed acc. to Ponomariawa*8 formula,
Substancja organiczna gleb torfowych 83 gleb torfowych(c i N w % ogólnej ilo ś c i CiN) T a b l i с a 3 of the peat so ils (С and В in % of to ta l С and N) Związki zhydrolizowane /м Compounde hydrol. ' Pozostałość ligninowa 1 n H2S04 8036 E2S04 Lignin residue Kwasy huminowe związane z Ca w % ogólnej zaw artości Eumic acids e x rta c t.w ith Ca in % od to t. content à В А В с Stopień hum ifikacji Humification degree С N С N С N P * Z * - Unimproved so ils 14,75 16,84 10,28 16,28 27,87 19,60 40,05 2,4 1,7 61 33 10,27 16,39 7,15 11,73 32,63 25,18 32,04 3,3 2,4 64 43 8,48 19,02 5,35 6,28 30,70 23,78 37,18 5,9 3,2 60 34 8,12 17,52 6,16 7,33 38,93 25,74 28,37 4,4 2,9 58 32 7,76 16,87 5,78 7,02 35,18 22,44 59,80 3,3 3,1 55 30 15,29 10,80 9,64 8,72 22,95 19,40 28,40 2,0 1,9 40 39 11,39 10,11 10,49 11,49 26,00 23,57 36,06 2,1 2,1 30 34 9,06 12,32 8.42 9,86 31,30 27,49 39,70 2,4 2,5 21 36 7,44 10,79 7,97 8,09 38,52 30,77 48.07 2,1 2,6 23 31 - S oils improved in 20th cent. 9,40 11,29 6,42 13,45 25,20 16,73 40,86 2,5 3,5 67 49 8,69 10,00 5,28 11,76 23,69 15,12 34,44 3,5 4,1 62 49 7,11 6,95 5,02 13,21 21,07 13,68 41,04 3,5 5,1 77 54 7,37 7,57 6,6o 13,92 38,35 26, 46 37,58 3,3 3,0 37 51 7,03 7,41 6,19 13,29 37,10 26,29 36,66 2,7 3,1 31 29 5,79 9,89 3,96 9,69 14,28 9,24 aie ozn. 2,4 7,2 89 64 6,57 11,56 4,69 11,60 17,06 11,24 " 4,0 5,5 62 57 5,28 10,37 4,88 13,70 21,97 13,46 " 3,8 5,7 52 48 4,86 8,87 4,39 10,88 28,39 16,16 " 4,3 5.9 50 48 3,27 6,26 3,59 9,56 24,96 16,34 " 4,8 8,7 63 52 7,03 11,17 4,49 7,82 15,02 9,54 3,5 6,6 104 77 5,60 9,55 4,11 7,96 21,79 14,03 fl 6,8 7,3 90 66 5,29 9,26 5,50 11,02 27,41 19,55 8,0 4,6 42 39 15,73 22,76 5,12 8,53 26,89 17,48 3,6 2,6 74 50 14,34 20,25 4,79 8,98 29,96 19,17 5,4 2,5 58 42 14,08 23,45 4,67 9,57 38,45 21,42 " 5,0 2,0 39 31 - Soil improved in 18th cent 1 7,52 12,28 6,65 16,20 21,26 14,07 64,40 2,5 4,5 107 65 5,18 9,44 4,15 11,25 16,34 13,44 52,20 2,4 7,4 119 68 3,50 7,14 3,68 10,74 12,95 8,42 16,70 2,6 10,2 124 71 1,44 3,33 2,51 5,34 19,47 7,12 0,00 2,3 20,0 131 75 3,98 7,07 5,45 10,64 17,24 10,85 47,90 4,4 7,3 112 64 6,67 11,47 4,89 13,15 22,28 15,90 67,10 2,4 5,3 97 61 3,96 6,68 4,18 10,83 17,86 12,18 53,10 2,9 8,2 107 62 2,79 5,04 3,33 8,68 16,52 10,94 7,10 3,0 11,8 108 63 1,68 3,64 2,96 5,56 11,31 9,26 0,00 2,1 19,4 134 72 3,31 5,26 3,39 5,31 19,70 15,09 3,04 3,9 10,2 113 62 6,02 11,80 4,49 10,20 20,90 14,25 86,24 3,0 5,6 68 53 4,81 9,34 3,68 8,64 19,61 13,10 80,62 2,8 7,5 74 59 4,39 6,62 3,81 8,62 18,79 12,34 67,23 3,4 8,1 77 61 2,08 3,63 2,80 5,90 12,39 9,03 12,36 4,2 14, 6 100 63 1,22 3,26 3,32 5,69 14,18 9,86 11,53 3,8 13,7 71 48 8,32 13,87 4,70 8,45 14,59 8,64 Qie ozn. 3,3 5,4 98 70 5,19 8,99 3,23 7,24 20,60 12,02 " 6,7 7,7 92 56 4,80 8,72 3,51 7,75 22,41 13,31 7,1 7,5 71 53 2 - ng wzoru zmodyfikowanego ne podstawie n iniejszych badań Z - acc. to Ponomariewa4в modified formule the present in v estig atio n s 6*
84 A. Kozakiewicz Na podstawie danych zamieszczonych w tabl. 1 należy sądzić, że w ielogodzinne ogrzew anie substancji organicznej torfów naw et w rozcieńczonych roztw orach wodnych NaOH prowadzi do zm iany charakteru badanej substancji organicznej gleb torfow ych lub torfów. W w yniku tych zm ian uzyskuje się w ysoką w ydajność kw asów hum inow ych i fu l wokwasów, co nie obrazuje rzeczywistego.stopnia hum ifikacji substancji organicznej. Dlatego też w dalszych badaniach naszych związki hum usowe były w ydzielane wyłącznie 0,1 n roztw orem wodnym NaOH w tem peraturze pokojowej. W ydaje się, że słuszność takiego postępow ania potw ierdzają w yniki uzyskane z badań ponad 50 próbek to rfu i gleb torfow ych p o branych z 11 profili glebow ych, zam ieszczone w tabl. 2, 3 i 4. OMÓWIENIE WYNIKÓW Z tablic 1, 2 i 3 widać, że substancja organiczna zm eliorowanych gleb torfowych, znajdująca się głównie w zasięgu w arunków tlenowych, ulega silnym przeobrażeniom. Obniża się zarówno ogólna jej zawartość, jak też zmienia się skład jakościowy substancji organicznej, na co w skazują w yniki analizy frakcjonow anej. Z A W A R T O Ś Ć С I N Zawartość węgla związanego organicznie, obliczona w procencie absolutnie suchej substancji organicznej, wynosiła od 48,43 do 60,60%. Najniższą zawartość węgla stwierdzono w substancji organicznej torfów słabiej rozłożonych, pochodzących z obiektów torfow ych nie zm eliorow anych. W raz ze w zrostem stopnia rozkładu substancji organicznej p ro centow a zaw artość w ęgla w tej substancji w zrastała. Zawartość azotu ogólnego obliczona w procencie absolutnie suchej substancji organicznej wynosiła w badanych glebach 2,97 do 5,61%. Najwyższą zawartość azotu zaw ierała substancja organiczna badanych gleb torfow ych w próbkach pobranych z poziomu darniowego i zawartość ta stopniow o się obniżała w głąb profilu glebowego. Średnie z 11 zbadanych profili najlepiej to zróżnicowanie charakteryzują. I tak w poziomie darniow ym Mx średnia zawartość azotu ogólnego wynosiła 4,72%, w poddarniow ym M2 4,26%, w przejściow ym M3 4,10% oraz w to rfo wym T. 3,66%. Dane te w skazują na to, że substancja organiczna gleb torfowych, znajdująca się w zasięgu w arunków tlenowych, stopniowo wrzbogaca się w azot w porów naniu do wyjściowej substancji organicznej torfów. W zrost ten dochodzi średnio do 30%.
Substancja organiczna gleb torfowych 85 Z A W A R T O Ś Ć B ITU M IN Zawartość bitum in wynosiła od 1,58 do 13,72% w stosunku do ogólnej ilości substancji organicznej. Najniższą zawartość bitum in zaw ierała substancja organiczna gleb torfow ych w próbkach pobranych z poziomu darniow ego, a najw yższą stw ierdzono w torfie zalegającym poniżej poziomu wody gruntow ej. Dowodzi to nietrw ałości bitum in zaw artych w torfach pochodzących z torfow isk niskich, które w w yniku procesów przebiegających w w aru n k ach tlenow ych ulegają rozkładow i. Z A W A R T O Ś Ć K W A S Ó W H U M IN O W Y C H Oznaczono 3 frakcje kwasów hum inowych. Frakcję I i II wydzielono z gleby torfowej lub torfu po uprzednim przeprow adzeniu dekalcytacji 0,1 n roztw orem H 2S 0 4 do zaniku reakcji na jony Ca *"4'. Do frak cji I zaliczono kw asy hum inow e, któ re przechodziły do roztw oru w w yniku je d norazow ego p o traktow ania próbki dekalcytow anej 0,1 n roztw orem w odnym NaOH w tem peraturze pokojowej po 24 godz. Frakcję II stanow iły kw asy hum inowe wydzielone w w yniku 3-krotnego dalszego traktow ania substancji organicznej 0,1 n roztw orem wodnym NaOH w tem peraturze pokojowej po wydzieleniu frakcji I. Frakcję III kwasów hum inow ych wydzielono w identyczny sposób jak I, z tą różnicą, że do analizy brano to rf bez uprzedniej dekalcytacji. Je st to frak cja w olnych kw asów hu m i nowych, nie zw iązanych z m in eraln ą częścią gleby. Większość kwasów hum inow ych przypada na frakcję j, a mianowicie od 8,46 do 50,79% wyjściowej substancji organicznej. Szczególnie dotyczy to gleb i torfów, w których substancja organiczna była dobrze rozłożona. N atom iast na II frakcję kwasów hum inow ych przypada od 3,32 do 22,47% wyjściowej substancji organicznej. Z tego wynika, że kw asy hum inow e po przeprow adzeniu dekalcytacji gleby torfow ej stosunkowo łatwo są w ydzielane 0,1 n roztw orem wodnym NaOH w tem peraturze pokojowej. Dlatego też stosowanie ługu o wyższym stężeniu, jak też wydzielanie kwasów hum inow ych roztworem NaOH w podwyższonej tem peraturze, co m a m iejsce w w ielu m etodach stosow anych do frakcjonow ania substancji organicznej gleb torfowych, jest zbędne, gdyż może powodować zm ianę c h a ra k te ru badanej substancji organicznej. O gólna zaw artość kw asów hum inow ych w badanych glebach to rfo w ych w ynosiła 27,62 62,02% w yjściow ej substancji organicznej. W y raźnie najniższą zaw artość kw asów hum inow ych zaw ierały to rfy z obiektów nie zm eliorowanych oraz torfy zalegające w złożach poniżej poziomu w ody gruntow ej.
86 A. Kozakiewicz Na pewne różnice istniejące w składzie jakościowym kwasów hum i- nowych wydzielonych z gleb torfow ych i torfów pobranych z różnych poziomów profili glebowych w skazuje stosunek С : N. W kwasach hum inow ych frak cji I stosunek ten wtaha się w granicach 10,6 15,9, n a tom iast w kwasach hum inow ych frakcji II w granicach 9,5 15,2. Średnie wyliczone dla poszczególnych poziomów badanych gleb przedstaw ia tabl. 4. Jak z niej widać, najniższy stosunek С : N w ystępuje w kwasach hum inow ych w ydzielonych z gleb torfow ych poziomu darniow ego. Stosunek С : В я kwasach huminowych i g leb ie Ratio 0 : N in humic acids and so il T a o l i c a 4 Poziomy Horizons M1 U2 U3 T1 T2 Torf lub gleba torfowa Peat or peat so il Iwasy huminowe Humic acids Frakcja F raction Frakcja j j Fractio n 11,6 12,6 13,4 14,8 13,3 12,3 12,8 13,1 14,2 13,7 11,3 11,4 11,9 12,3 12,7 11^ - poziom darniowy - sod layer 1^2 - poziom poddarniowy - sub-sod horizon - poziom przejściowy - interm ediate horizon Ti - poziom to rfu w zasięgu wody gruntowaj - peat horizon at 1 ground water Tp - poziom torfowy poniżej poziomu wody gruntowej - peat Ł norizon below ground water lev el K W A SY HUM INO W E Z W IĄ Z A N E Z M IN E R A L N Ą C Z Ę ŚC IĄ B A D A N Y C H G L E B TO R FO W Y C H F rak cję tę wyliczono odejm ując od kw asów hum inow ych, w ydzielonych 0,1 n roztw orem w odnym NaOH z gleby dekalcytow anej (frakcja I), zaw artość tzw. w olnych kw asów hum inow ych w ydzielonych w tych samych w arunkach z gleby nie dekalcytow anej. W ten sposób określa się zaw artość kw asów hum inow ych zw iązanych z w apniem w glebach m i neralnych. Jest to m etoda Tiurina, którą przystosow ały do gleb torfow ych Ponomariewa i Nikołaj ewa [23]. Zawartość kwasów hum i nowych, w ystępujących w postaci trw alszych połączeń, w ynosiła w badanych glebach torfowych 0,0 86,2%. Stwierdzono, że na zawartość tej frak cji w iększy w pływ od w apnia, m agnezu oraz m etali tró jw arto ścio wych w yw ierają zam ulenie oraz ph tych gleb. Im zam ulenie jest większe, ty m zaw artość kw asów hum inow ych trw alej zw iązanych z m in eraln ą
Substancja organiczna gleb torfowych 87 częścią gleby torfow ej jest większa. Przy niskim ph gleby, wynoszącym około 3,0, zawartość tej frakcji kwasów hum inow ych w torfach turzycowo-trzcinowych jest m inim alna lub w ogóle jej brak (Bielawy, Rozw arzyn). Sposób oznaczania om aw ianej frak cji kw asów hum inow ych w p rzy padku gleb torfowych budzi pewne zastrzeżenia. Jest rzeczą niew ątpliw ą, że naw et jeśli w badanej próbce torfu nie ma połączeń organiczno-m ineralnych, to inna ilość związków hum inow ych zostanie wydzielona 0,1 n roztw orem wodnym NaOH w tem peraturze pokojowej z torfu w ysuszonego w tem peraturze 105 C po w ydzieleniu bitum in, a inna z torfu, który poddano działaniu 0,1 n roztw orem H 2S 0 4 przez przeszło 24 godz. podczas dekalcytacji. Różnice te mogą się w yrów nyw ać w w yniku k ilk a krotnego trak to w an ia takich próbek to rfu 0,1 n roztw orem NaOH. D latego też w ydaje się, że lepszą inform ację o ilości trw ały ch połączeń h u m usowych, znajdujących się w danej glebie, można byłoby uzyskać określając tę frak cję z różnicy m iędzy ilością związków hum usow ych w y dzielonych ogółem z próbki dekalcytacyjnej, np. w w yniku 4-krotnego traktow ania 0,1 n roztw orem NaOH a ilością związków hum usow ych w y dzielonych w tych sam ych w aru n k ach z próbki nie dekalcytow anej. W ydaje się, że problem ten w ym aga odpow iednich badań. Z A W A R T O Ś Ć F U L W O K W A S Ó W Zróżnicowanie badanych gleb torfow ych pod względem zawartości fulw okwasów jest bardzo duże. Zawartość fulwokwasów obliczona w procencie ogólnej ilości substancji organicznej waha się w granicach 5,54 25,16%. Obliczone średnie poszczególnych poziomów profilu glebowego przedstaw ia tabl. 5. Z w yjątkiem profili z Bielaw i Rozwarzyna obserw uje się w yraźny spadek zawartości fulwokwasów od poziomu darniowego w głąb profilu. Wiąże się to z obniżeniem stopnia hum ifikacji substancji organicznej oraz z odm iennością procesów przebiegających w w a ru n kach tlenow ych i beztlenow ych. W p rzypadku B ielaw i R ozw arzyna b a r dzo niskie ph w głębszych poziomach profilu glebowego wpływ a na właściwości subsancji organicznej oraz ułatw ia przem ieszczanie się fu l wokwasów w głąb razem z glinem i żelazem, których zawartość w tych glebach jest bardzo wysoka. Stosunek kwasów hum inow ych do fulwokwasów w badanych glebach torfow ych w aha się w granicach 2 8. N ajniższy stosunek kw asów h u m inow ych do fulwokwasów stwierdzono w torfach z obiektu niezm eliorow anego Rozoga-Zalesie. W glebach torfow ych zm eliorow anych n a jn iż szy stosunek kwasów hum inow ych do fulwokwasów stwierdzono w poziomie darniowym, przy czym w zrasta on stopniowo w głąb profilu.
88 A. Kozakiewicz Tablica 5 Średnia zawartość fulwokwa6ów Uean fu lv ic acids content Poziomy Horizons l *2 M3 T1 T2 Bielawy, Bozwarzyn 15.3 17,5 17,6 18,4 13,2 Pozostałe 7 p r o f ili Others 7 p ro files 15.3 11,8 9,2 9,3 8,4 O bjaónienia jak w ta b l. 4 E xplications as in tab. 4 Z W IĄ Z K I H Y D R O L IZ U JĄ C E POD' W P Ł Y W E M 1>.0 N I 80 /o R O Z T W O R U K W A S U S IA R K O W E G O Zawartość substancji organicznej przechodzącej do roztw oru pod w pływ em 1,0 n i 80% H 2S 0 4 w ynosiła w badanych torfach i glebach to r fowych 3,95 25,03%). W tych w arunkach do roztw oru przechodziły głównie chemicelulozy i celuloza, których zawartość była najniższa w torfach pobranych z obiektów torfow ych nie zm eliorow anych, a najniższa w glebach torfow ych zmeliorowanych w XVIII w. W yniki badań w ykazują, że w glebach torfow ych zmeliorowanych stopniowa obniża się zawartość chemiceluloz, celulozy, a także ligniny. Obniżeniu zawartości chemiceluloz, celulozy i ligniny tow arzyszy w zrost zaw artości związków h u m u sowych. D latego też w glebach torfow ych nie zm eliorow anych i zm eliorow anych bardzo charakterystycznie kształtuje się stosunek związków hum usow ych do zw iązków hydrolizujących pod w pływ em kw asu sia r kowego. Tak np. stosunek ten w poziom ie darniow ym gleb nie zm eliorow anych w ynosi 1,8, natom iast w glebach zm eliorow anych w X V III w ieku 5,2. N IE R O Z P U S Z C Z A L N A I N IE H Y D R O L I Ż U JĄ C A P O Z O S T A Ł O Ś Ć Zawartość tej frakcji w badanych glebach torfow ych i torfach w aha się w granicach 10,5 38,9% w yjściow ej substancji organicznej. S tw ie r dzono, że najniższą zawartość pozostałości ligninowej zaw ierały gleby zm eliorow ane w X V III w., a najw yższą to rfy obiektów nie zm eliorow a nych. Na frakcję tę przypada zarówno lignina, jak też i bardziej trw ałe form y połączeń próchnicowych, jak hum iny, które nie są rozpuszczalne w rozcieńczonych roztw orach w odnych NaOH.
Substancja organiczna gleb torfowych 89 Zawartość związków hydrolizujących» roztworach Content of hydrolizing compounds in the solu tio n 1,0 n 80% H2S04 T a b l i c a 6 Poziomy Horizons ogólna to ta l c o n t. a 1 2 T2 w tym w tym w tym związki # h ydroliz, ogólna związki h y d ro liz. ogólna związki h ydroliz, on which to ta l red. co n t. on which to ta l red. cont. on which red. compounds compounds compounds Gleby nie zmeliorowane Unimproved so ils Gleby zmeliorowane w XX w. S o ils improved in the 20th cent. Gleby zmeliorowane w XVIII w. S o il improved in the 18th cent. 25,0 15,3 15,7 10,9 14,6 10,0 14,5 5,8 12,8 6,0 12,4 8,3 12,3 4, 6 7,5 4,0 7,3 5,7 * W p rz e lic z e n iu na glukozę - Converted to glucose O bjaśnienia symboli jak w ta b l. 4 E xplications as in tab. 4 T a b l i c a 7 Zawartość pozostałości ligninowej w badanych glebach torfowych Content of lignina reziduea in the investigated peat soils Poziomy Horizons M1 U2 T2 Gleby nie zmeliorowane^średnie z 2 profili Unimproved çoils, mean from 2 profilée Gleby zmeliorowane w XX w., średnie z 4 profili Soils improved in the 18tb cent., mean from 4 profiles 25,4 31,0 36,9 20,4 23,7 32,0 Gleby zmeliorowane w XVII1 w., średnie z 4 profili Soils improved in the 18th cent., mean from 4 profiles 1 9,8 17,2 18,4 O bjaśnienia symboli jak w ta b l. 4 E xplications as in teb. 4
90 A. Kozakiewicz Stosunek w ęgla do azotu w zw iązkach organicznych tej frakcji badanych gleb jest niski i waha się w granicach 15,1 28,8. Średnio stosunek w ęgla do azotu w poszczególnych poziom ach profilu glebowego przedstaw ia się następująco: Mi 16,8, M2 18,6, M3 20,5, T 1 22,5, T2 22,8 Chemiczny charakter pozostałości ligninowej w torfach torfow isk niskich jest słabo poznany. Poźniak, Rakowski [24] podają, że pozostałość ligninowa takich torfów w odróżnieniu od ligniny drzew nej zaw iera stosunkowo dużo azotu. N atom iast Ропота riewa [23] uważa, że przy tak niskim stosunku С : N (20 30) nie można uznawać tej pozostałości za ligninę. A utorka przypuszcza, że są to resztki niecałkowicie zhum ifikow anej substancji organicznej, do w ydzielenia k tórej n a leży bądź stosować bardziej stężone roztw ory ługu i prowadzić ekstrakcję na gorąco, bądź przeprow adzać u tlenienie 5,0 n H N 0 3. W zrost stosunku С : N w tej frak cji substancji organicznej od poziomu darniowego w głąb profilu wskazuje, że jakościowo nie jest to taka sama substancja. W yniki niniejszych badań pozw alają wnioskować, że w poziomach darniow ych i poddarniowych, czyli w w arstw ie upraw nej gleby na pozostałość zw aną ligniną p rzy p ad ają głównie trw alsze połączenia próchnicowe (huminy) z ew entualną znikomą domieszką ligniny, natom iast w głębszych partiach złoża w zrasta zarówno zawartość ligniny, jak i nie zhum ifikow anej substancji organicznej. P R O C E N T O W Y U D Z IA Ł A Z O T U W P O S Z C Z E G Ó L N Y C H F R A K C JA C H S U B S T A N C JI O R G A N IC Z N E J Azot oznaczano we w szystkich wydzielanych frakcjach substancji organicznej z w y jątk iem bitum in, w których zaw artość azotu jest m i nim alna. Najwięcej azotu ogólnego zaw ierały kw asy hum inow e (27,90 69,13%) oraz fulw okw asy (5,59 32,07%). Ilość azotu ogólnego przypadająca na kw asy hum inowe i fulw okw asy łącznie dochodziła w badanych glebach do 85%. Ponieważ kw asy hum inowe i fulwokwasy, jak w ykazały liczne badania, są tru d n iej rozkładane przez m ikroorganizm y, stąd też i u ru cham ianie azotu w takich glebach jest bardziej utrudnione niż w świeżo zagospodarow anych. Przesuszenie tych gleb, słaby dopływ świeżej substancji organicznej w postaci m asy korzeniowej i resztek pożniwnych jeszcze bardziej ham uje urucham ianie azotu i tym praw dopodobnie n a leży tłum aczyć silną reakcję większości dawno zmeliorowanych gleb torfow ych na naw ożenie azotowe oraz na naw ożenie naw ozam i organicznymi, pomimo że masa organiczna tych gleb zawiera duże ilości azotu ogólnego.
Substancja organiczna gleb torfowych 91 Nie stwierdzono różnicy w ilości azotu ogólnego przypadającego na związki hum usow e w glebach torfow ych zdegradow anych i nie zdegradowanych, m ających podobny stopień rozkładu substancji organicznej. Ilościowe zróżnicow anie azotu na poszczególne frak cje w glebach to rfo wych jest w yraźnie zależne od stopnia rozkładu substancji organicznej. D ane zaw arte w tabl. 3 w skazują, że w raz ze w zrostem stopnia h um ifikacji substancji organicznej w zrasta ilość azotu ogólnego w kwasach hum inow ych, zm niejsza się natom iast w zw iązkach hydrolizujących kw a sem siarkow ym oraz w tzw. pozostałości ligninow ej. S T O P IE Ń H U M IF IK A C JI S U B S T A N C JI O R G A N IC Z N E J Ponomariewa i Nikołajewa [23] zaproponow ały następujący uproszczony w zór do obliczania stopnia hum ifikacji substancji organicznej gleb torfow ych i torfów: a : b w którym с to węgiel substancji organicznej wydzielonej 0,1 n roztworem wodnym NaOH w w yniku jednorazowego potraktow ania próbki dekalcytow anej w procencie do С w próbce wyjściowej, a stosunek węgla do azotu w torfie, Ъ stosunek węgla do azotu w substancji organicznej w ydzielonej 0,1 n roztw orem w odnym NaOH. W omówieniu wzoru Ponomariewa i Nikołajewa [23] podają, że do roztw oru 0,1 n NaOH po dekalcytacji przechodzi przypuszczalnie około 50% zhum ifikow anej substancji organicznej, pozostałe natom iast 50% przypada na bardziej trw ałe połączenia zarówno te, które można wydzielić z gleby lub torfu gorącym roztw orem NaOH, jak i te, które tą drogą nie dadzą się wyodrębnić. Zdaniem autorów wartość К powinna odpow iadać stopniow i rozkładu substancji organicznej, k tó ry jest określan y na podstaw ie badań m orfologicznych, np. m ikroskopow o. Stosując ten w zór obliczyliśm y stopień hum ifikacji substancji organicznej badanych gleb torfow ych i torfów. W yniki podane są w tabl. 3. W spółczynnik hum ifikacji К z reguły m iał wartość wyższą od stopnia rozkładu substancji organicznej, k tó ry określono m ikroskopow o w pro centach. Na 51 zbadanych próbek torfu w 12 przypadkach wartość tego w spółczynnika przekroczyła 100 i dochodziła do 134. W yniki naszych badań wskazują, że po przeprow adzeniu dekalcytacji gleby torfow ej do roztw oru 0,1 n NaOH po 24 godz. w tem p e ra tu rz e pokojow ej może przejść naw et do 70% całej w yjściow ej substancji organicznej to rfu lub gleby torfow ej. Oczywiście obliczanie w takich p rzy-
92 A. Kozakiewicz padkach stopnia hum ifikacji za pomocą powyższego wzoru nie daje właściwych wyników, gdyż w artość К byłaby zbliżona do 140. Stopień rozkładu su b stan cji organicenej to rfu Decomposition degree of the organic of peat substance T a b l i c e 6 Miejscowość L ocality Poziomy Horizon? Popielność Ashinese С : N S to p iei rozkładu * Decompose tion degree Stopień hum ifikacji Hum ification degree według wzoru Ponomariewej acc. to Ponomariewe method według wzoru zmodyf ikowanego acc.to modified formula i 51,5 11,3 85 107 65 u? 38,6 12,4 80 119 68 Rozwarzyo 28,3 13,7 70 124 72 Ti 17,8 13,1 65 131 75 h 31.6 15.2 50 112 64 Biebrze - Chyliny i 3 T1 T2 16,1 11,5 25 61 33 15.1 11,8 35 64 35 14,5 14,0 35 60 34 34,7 15,4 35 55 30 34,7 15.4 35 55 30 Określony pod mikroskopem - The degreee of decomposition was determined by microscope Objaśnienie^ symboli jak w ta b l. 4 E xplications as in tab. 4 Wobec powyższego do obliczenia stopnia hum ifikacji substancji organicznej badanych gleb torfowych zastosowano nieco zmieniony wzór, a mianowicie: a : b w k tórym с w yraża procentow ą zaw artość kw asów hum inow ych i fulw o kw asów w danej glebie, a stosunek С : N w torfie, b С : N w w y dzielonych zw iązkach hum usow ych. Stopień hum ifikacji substancji organicznej obliczony za pomocą tego wzoru jest bardziej zbliżony do stopnia rozkładu substancji organicznej określonego mikroskopowo. Wzór ten daw ał niższe w yniki w przypadku to rfu silnie zam ulonego, co w skazyw ałoby, że przy silnym zam uleniu rozcieńczone roztw ory NaOH nie p ro wadzą do ilościowego wydzielenia związków hum usow ych naw et z próbek torfu, które były podaw ane w yczerpującej dekalcytacji 0,1 n H 2S 0 4.
Substancja organiczna gleb torfowych 93 D ane zam ieszczone w tabl. 8 obrazują różnice m iędzy stopniem rozkładu torfu, określonym mikroskopowo, a stopniem hum ifikacji, który obliczono za pom ocą podanych wzorów. W ydaje się, że w przypadku torfów silnie rozłożonych, zalegających w w arstw ie upraw nej gleb torfow ych zmeliorowanych, do obliczenia stopnia hum ifikacji substancji organicznej m ożna brać oprócz С w ydzielonych związków hum usow ych także С pozostałości ligninowej, która w takich glebach nie jest niczym innym jak trw alszą form ą połączeń h u musowych. W NIOSKI 1. Przeprow adzone badania wykazały, że substancja organiczna gleb torfow ych po przeprow adzeniu m elioracji ulega daleko idącym zmianom zarów no w w yniku m ineralizacji, jak i hum ifikacji, o czym św iadczą n a stępujące dane: a) w zmeliorowanych glebach torfow ych w zrasta zawartość kwasów hum inow ych i fulw okw asów oraz obniża się stosunek kw asów hum inowych do fulwokwasów, b) znacznie obniża się zawartość bitum in, hemiceluloz, celulozy oraz ligniny, c) w zrasta średnio o około 30% zaw artość azotu ogólnego, k tó ry gromadzi się głównie w związkach hum usowych. Stopień zaaw ansow ania tych zmian zależy od czasu, jaki upłynął od m om entu zmeliorowania gleb. 2. Nie stw ierdzono różnic w składzie jakościow ym substancji organicznej gleb torfow ych zdegradow anych i nie zdegradow anych w p rzy padku porów nania gleb o podobnym stopniu rozkładu substancji organicznej. Być może takie zróżnicowanie da się stw ierdzić w szczegółowych badaniach właściwości zw iązków hum usow ych. 3. W yniki przeprow adzonych badań w skazują, że w ydzielanie zw iązków hum usow ych z gleb torfow ych ługiem na gorąco nie powinno być stosow ane, gdyż prow adzi do znacznego obniżenia zaw artości hem iceluloz, celulozy i ligniny. Związki hum usowe gleb torfow ych można ilościowo w ydzielić rozcieńczonym i roztw oram i w odnym i NaOH (stężenie nie większe niż 0,1 n) w tem peraturze pokojowej, podobnie jak to ma miejsce w badaniach substancji organicznej gleb m ineralnych. W tych w arunkach w w yniku 4-krotnego traktow ania dekalcytow anych próbek 0,1 n roztw orem w odnym NaOH do roztw oru przechodziło naw et do 75% w yjściow ej substancji organicznej. 4. Podany przez Ponomariewą i Nikołaj ewą wtzór do obliczania stopnia hum ifikacji substancji organicznej gleb torfow ych
94 w naszych badaniach nie znalazł potwierdzenia. Na 51 zbadanych próbek torfu w 12 przypadkach wartość przekraczała 100 i dochodziła do 134. Stopień hum ifikacji obliczony za pomocą tego wzoru znacznie odbiegał od stopnia rozkładu, który określono m ikroskopowo. Wobec powyższego do obliczenia stopnia hum ifikacji substancji organicznej badanych gleb torfow ych i torfów zastosow ano w zór nieco zm ieniony. STRESZCZENIE W badaniach, którym i objęto 9 torfow isk dolinow ych, chodziło o w y jaśnienie, jakim zmianom ulega substancja organiczna gleb torfow ych po zmeliorowaniu obiektu torfowego, jak też o stw ierdzenie, czy substancja organiczna gleb torfow ych zdegradowanych swoim składem jakościowym różni się od substancji organicznej gleb torfow ych niezdegradow anych. Objęte badaniam i obiekty torfowe można podzielić na 3 następujące grupy: torfow iska o nieuregulow anych stosunkach wodnych z czynnym okresowo procesem narastania torfu (2 obiekty), torfowiska, które zostały zmeliorowane w różnych okresach XX w ieku (4 obiekty), torfow iska zmeliorowane w drugiej połowie XVIII w ieku (3 obiekty). W drugiej i trzeciej grupie torfow isk uwzględniono obiekty torfow e zdegradowane i niezdegradowane, o bardzo podobnym stopniu rozkładu substancji organicznej, jak również o podobnym składzie botanicznym. Zbadano 11 profili glebowych pobierając do badań próbki glebowe z 5 lub 3 w yróżniających się m orfologicznie poziomów, a m ianow icie: d a rn io wego, poddarniow ego, przejściow ego oraz 2 poziomów torfow ych. W każdej próbce gleby torfow ej lub to rfu oznaczano: skład botaniczny torfu, stopień rozkładu substancji organicznej, ph torfu lub gleby torfow ej w roztworze KC1, zaw artość popiołu, R20 3, CaO, MgO, w ęgiel organiczny, azot ogólny, bitum iny, różne form y kwasów hum inow ych i fulwakwasów, związki hydrolizujące w roztw orach 1,0 n i 80 /o kw asu siarkowego, hem icelulozy i celulozę oraz zaw artość pozostałości ligninow ej.
Substancja organiczna gleb torfowych 95 W każdej w ydzielonej frakcji substancji organicznej oznaczono w ę giel oraz azot, co pozwoliło na obliczenie stosunku С : N w tych frakcjach oraz stopnia hum ifikacji substancji organicznej badanych gleb torfowych, i torfów. W badaniach substancji organicznej stosowano metodę opracowaną przez Ponomariewą i Nikołaj ewą z 1959. Jest to m odyfikacja m etody Tiurina z 1951 r., którą stosuje się w badaniach próchnicy gleb m ineralnych. P rzeprow adzone badania w ykazały, że substancja organiczna gleb to r fowych po przeprow adzeniu m elioracji ulega daleko idącym zmianom w w yniku zarówno m ineralizacji, jak i hum ifikacji, o czym świadczą n astępujące dane: w zmeliorowanych glebach torfow ych w zrasta zawartość kwasów hum inow ych i fulw okw asów oraz obniża się stosunek kw asów hum inowych do fulwokwasów, znacznie obniża się zawartość bitum in, chemiceluloz, celulozy oraz ligniny, w zrasta zaw artość azotu ogólnego średnio o około 30 /o, k tó ry g ro m adzi się głów nie w zw iązkach hum usow ych. W badanych glebach torfowych do 85% azotu ogólnego przypadało na kw asy hum inowe i fulw o- kw asy. Nie stw ierdzono różnic w składzie jakościowym substancji organicznej gleb torfow ych zdegradow anych i nie zdegradow anych w p rzypadku porów nania gleb torfow ych o podobnym stopniu rozkładu substancji organicznej. W yniki przeprowadzonych badań wskazują, że w ydzielanie związków hum usow ych z gleb torfow ych ługiem na gorąco nie powinno mieć miejsca, gdyż prowadzi do znacznego obniżenia zawartości chemiceluloz, celulozy i ligniny. Związki hum usowe z gleb torfow ych można wydzielić ilościowo rozcieńczonymi roztw oram i wodnym i NaOH (stężenie nie większe niż 0,1 n) w tem peraturze pokojowej, podobnie jak to ma miejsce w badaniach substancji organicznej gleb m ineralnych. W tych w a ru n kach w w yniku 4-krotnego traktow ania dekalcytow anych próbek torfu 0,1 n roztw orem w odnym NaOH, do roztw oru przechodziło naw et do 75% w yjściow ej substancji organicznej. Podany przez Ponomariewą i Nikołaj ewą wzór do obliczania stopnia hum ifikacji substancji organicznej gleb torfow ych i to r fów [23] w naszych badaniach nie znalazł potwierdzenia. Na 51 zbadanych próbek torfu w 12 przypadkach stopień hum ifikacji obliczony za pomocą tego wzoru m iał w artość wyższą od 100. Stopień hum ifikacji obliczony tą drogą znacznie odbiegał od stopnia rozkładu, k tó ry określono m ikroskopowo. W obec powyższego do obliczenia stopnia hum ifikacji substancji
96 A. Kozakiewicz organicznej badanych gleb torfow ych i torfów zastosowano następujący wzór: a : b gdzie К stopień hum ifikacji, a stosunek С : N w glebie, b stosunek С : N w wydzielonych związkach humusowych, с sum a С związków hum usow ych w procencie. Wpłynęło w maju 1961 r. LITERATURA [1] В а с S.: O niektórych zm ianach w torfow iskach niskich pow stałych w skutek osuszenia i naw odnienia. Inż. Roln. nr 2 3, 1932, s. 56 154. [2] Bassalik K.: Zm iany w torfow isku w yw ołane odw odnieniem w św ietle procesów m ikrobiologicznych. Z eszyty Problem ow e P ostępów Nauk Roln., z. 10. 1957, s. 73 81. [? ] B r a n d у к T.: Z agospodarow anie przesuszonych łąk torfow ych na przykładzie RZS B ielaw y k/n akła w dolinie N oteci. N ow e Roln., nr 2, 1955, s. 64 70. [4] Baturo W., Rakowskij W.: O brazow anije gum inow ych kisłot i indyw idualnyje sw ojstw a torfoobrazow atielej. Trudy Inst. Torfa AN BSSR, t. 6, 1957, s. 52 67. [5] Dragunow S., Kortacci N.: M ietodika gruppow oho analiza torfow. Trudy Centralnoj Torf.-bołotnoj opyt. Stancji, Nr 1, 1960, s. 124 140. [6 ] G a r k usza I.: Izm ienienija diernow o-podzolistych i bołotnych poczw pod w lijanijem okulturiw anija. P oczw ow iedien. nr 10, 1953, s. 19 26. [7] Gołub T.: N iekotoryje zakonom iernosti dinam iki biochim iczeskich sw ojstw torfiano-bołotnych poczw pri m ielioracji. Trudy konf. po mel. osw. boł. zaboł. poczw. 1956, s. 345 348. [8 ] Kozakiewicz A.: Chemiczna charakterystyka substancji organicznej gleb łąkow o-torfow ych w ytw orzonych z torfów niskich. Zeszyty Problem ow e P o stępów Nauk Roln., z. 25, 1960, s. 173 196. [9] Kurbatow I.: Proischożdienije i sostaw organiczeskogo w ieszczestw a torfa. Trudy Jubil. siessii posw iaszcz. 100 letiju so dnia rożdż. W. Dokuczajewa- An. SSSR, 1949, s. 607 610. [10] Kwinichidze M.: Zagadnienie próchnicy i degradacji gleb uform ow anych z torfów niskich. Z eszyty P roblem ow e P ostępów Nauk Roln., z. 10, 1957, s. 7 36. [1 1 ] Kwinichidze M., Marcinek J.: Połączenia próchniczne w glebach torfow ych zdegradow anych i nie uległych degradacji. Z eszyty P roblem ow e P o stępów Nauk Roln., z. 17, 1958, s. 121 141. [12] Łupinowicz I. i in.: F iziko-biochem iczeskije sw ojstw a torfiano-bołotnych i zabołoczennych poczw BSSR i ich izm ienienija pod w lijanijem m ielioracji i sielskochozajstw iennogo osw ojenija AN BSSR M ińsk, 1957.
Substancja organiczna gleb torfowych 97 [13] Maksimów A.: K om unikat z zakresu badań nad żyznością torfów zdegradow anych z T opoli-b łonie. Z eszyty Problem ow e P ostępów N auk Roln., z. 10, 1957, s. 141 144. [14] Maksimów A.: W ypow iedź na konferencji pośw ięconej degradacji torfow isk. Z eszyty Problem ow e P ostępów N auk Roln., z. 2, 1,956, s. 119 122. [15] Maksimów A., O kr uszko H., Liwski S.: Torfow isko K uw asy. Roczn. Nauk Roln., seria A, t. 6 8, z. 1, 1953, s. 1 32. [16] Maksimów A., Okruszko H., Liwski S.: T orfow iska Biebrzańskie K uw asy, M odzelów ka i Jegrznia. Roczn. Nauk Roln., seria A, t. 71, 7.. 3, s. 351 406. [17] Marcinek J.: O procesie degradacji gleb łąkow o-torfow ych w dolinie N o teci. N ow e Roln. z. 10, 1956, s. 778 783. [18] Musierowicz A.: G leboznaw stw o szczegółow e. W arszawa 19^8. [19] Musierowicz A.: Próchnica gleb. PW RiL 1960, s. 82. [20] Okruszko H.: Zjaw isko degradacji torfu na tle rozw oju torfow isk '. Z?- szyty Problem ow e P ostępów Nauk Roln., z. 2, 1956, s. 69 111. [2 1 ] Okruszko H.: Zagadnienie degradacji torfow isk na tle w łaściw ości fizycznych oraz żyzności torfu. Z eszyty Froblem ow e P ostępów Nauk Roln., z. 10, 1957, s. 37 72. [22] Okruszko H., Duch J.: Charakterystyka gleb m urszow o-torfow ych Zakładu N aukow o-b adaw czego T opola-b łonie. Z eszyty Problem ow e Postępów N auk Roln., z. 10, 1967, s. 151 165. [23] Ponomariewa W., Nikołajewa Т.: К m ietodikie izuczenija organiczeskogo w ieszczestw a w torfiano-bołotnych poczw ach. Sow riem ennyje poczw en nyje processy w lesnozonie. AN SSSR 1959. [24] P o z n i а к W., R a к o w s k i j W.: O ligninie torfa. Trudy Inst. Torfa AN BSSR. t. 6, 1957, s. 80 87. [25] Prończuk J.: Problem degradacji łąk na terenach organogenicznych w Polsce. Z eszyty Problem ow e P ostępów Nauk Roln., z. 2, 1956, s. 45 6 8. [26] Skoropanow S.: O roli m nogoletnich i odnoletnich rastienij w płodorodii torfiano-bołotnych poczw. Trudy konf. po mel. osw. boi. zaboł. poczw. 1956, s. 302 331. [27] Skrynnikowa J.: W lijanije regulirow anija w odnogo rieżim a okulturiennych torfiano-bołotnych poczw na napraw lenije poczw iennych processow w nich. Poczw ow iedien. nr 1, 1959, s. 30 39. [28] Stephens J. C.: Subsidance of organie soils in the Florida Everglades Soil Seien. Amer. Proc. v. 20, nr 1, 1956, s. 77 80. [29] Stephens J. C.: Can w e save our organic soils? Soil Conser., v. 22, nr 3, 1956, s. 54 59. [30] Tomaszewski J.: Procesy odgórne i oddolne w glebach błotnych. Z e szyty Problem ow e P ostępów N auk Roln., z. 17, 1958, s. 113 118. 7 R oczniki glebozn aw cze
98 А. К О З А К Е В И Ч Х АРАКТЕРИ С ТИ КА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩ ЕСТВА ТОРФЯНЫ Х ПОЧВ И ТОРФОВ НИ ЗИ НН Ы Х ТОРФЯНИКОВ Из трудов К аф едры торфоведения Главной Сельскохозяйственной Ш колы, Варшава Резюме Цель настоящ их исследований, проведенны х на 9 низинны х торфяниках, заключалась в том, чтобы выяснить, каким изменениям подвергается органическое вещ ество торфяны х почв после проведения мелиорации данного объекта-торфяника, и в том, чтобы обнаружить отличается ли качественный состав органического вещества деградированных торфяны х почв от органического вещества недеградированны х торфяны х почв. Торфяники, использованные в качестве объектов для настоящ их исследований. можно отнести к 3 группам: торфяники с неурегулированным водным режимом, периодически актив ным процессом нарастаяния торфа (2 объекта), торфяники, на которых мелиорация была проведена разновременно в X X веке (4 объекта),* торфяники, мелиорация которых была проведена во 2 -ой половине X VIII века (3 объекта). Во второй и третьей группах торфяников были приняты во внимание объекты -торфяники деградированные и неградированные, с очень сходной степенью разлож ения органического вещ ества и со сходным ботаническим составом. П роведены исследования 11 почвенных горизонтов путем взятия для этого почвенных образцов из 5 или 3 морфологически разны х горизонтов, а именно: дернового, поддернового, переходного и 2 торфяны х горизонтов. В каждом образце торфяной почвы или торфа определены были: ботанический состав торфа, степень разлож ения органического вещества, ph торфа или торфяной почвы в растворе КС1, содерж ание золы, RoO;j, CaO, MgO, органически связанный углерод, валовой азот, битумины, различные формы гуминовых кислот и фульвокислот, соединения гидролизирующ ие в растворах 1,0 п и 80% серной кислоты, гемицеллю лозы и целлюлозы, а такж е содерж ание остатка лигнина. В каж дой выделенной ф ракции органического вещ ества определялся углерод и азот, что позволило вычислить соотношение C:N в этих ф ракциях и степень гумификации органического вещ ества исследованны х торфяны х почв и торфов. При исследованиях органического вещ ества торфяны х почв использован был метод, обработанный В. Пономаревой и Т. Николаевой (1959 г.), представляющий собою модификацию метода И. Тюрина (1951 г.), который применяется при исследованиях гумуса минеральных почв. Проведенные исследования показали, что в органическом вещ естве торф я ны х почв, после проведения на них мелиорации, происходят далеко идущ ие изменения, вызванные как минерализацией так и гумификацией, о чем свидетельствуют следую щ ие данные: в мелиорированных торфяны х почвах повышается содерж ание гуминовы х кислот и фульвокислот и понижается соотношение м еж ду гуминовыми кислотами и фульвокислотами;
Substancja organiczna gleb torfowych 99 значительно пониж ается содерж ание битуминов, гемицеллюлоз, цоллю - лозы и лигнина; увеличивается содерж ание валового азота, примерно процентов на 30; он скопляется главным образом в гумусных соединениях. В исследованны х торф я ны х почвах до 85% валового азота находилось в гуминокислотах и ф ульвокислотах. Не обнаруж ено различий в качественном составе органического вещества деградированны х и недегрэдированны х почв при сравнении торфяны х почв со сходной степенью разлож ения органического вещества. Результаты проведенны х исследований свидетельствуют о том, что вы деление гумусны х соединений из торфяны х почв посредством щелочи на водяной бане не долж но иметь места, так как оно вызывает значительное пониж ение содерж ания гемицеллюлоз, целлюлозы и лигнина. Гумусные соединения из торф я ных почв можно выделить количественно разбавленными водными растворами NaOH (концентрация не превышающая 0,1 n в комнатной температуре так, как это происходит в исследованиях органической субстанции минеральных почв. В этих условиях, в результате 4-кратной обработки декальцитированных образцов торфа ОД n водным раствором NaOH, в раствор переходило до 75% исходного органического вещества. Приведенная В. Пономаревой и Т. Николаевой формула для вычисления степени гумификации органического вещ ества торфяны х почс и торфов [23] не нашла подтверждения в наш их опытах. На общ ее количество 51 исследованны х образцов торфа в 12 случаях степень гумификации, вы численной посредством этой формулы, превышала 100. Степень гумификации, в ы численная при помощи этой формулы, значительно отличалась от степени р азложения, которая определялась посредством микроскопа. Ввиду вышесказанного, для вычисления степени гумификации органического вещ ества исследованны х торф яны х почв, применена была другая, несколько измененная ф ормула. A K O Z A K IE W IC Z CHARACTERISTICS OF THE ORGANIC MATTER OF PEAT SOILS AND THE PEATS OF LOWMOORS Chair of Peat Science, C entral School of A griculture, W arsaw Summary The aim of the in vestigations covering 9 low m oors w as to elucidate the changes occurring in the organic m atter of peat soils after their m elioration and to d eterm ine w hether the organic m atter of degraded peat soils differs in its q u alitative com position from that of non-degraded peat soils. The investigated objects m ay be divided in 3 groups: moors w ith unregulated w ater conditions and periodically continued peat form ation (2 objects), m oors drained at various periods of the X X th century (4 objects), m oors drained in th e second half of the X V IIIth century (3 objects). The second and third group included degraded and non-degraded objects shoving a very sim ilar degree of organic m atter decom position and sim ilar botanical com position. E leven soil profiles w ere investigated, soil sam ples being taken from
100 A. Kozakiewicz 5 or 3 m orphologically d istinctive horizon, viz.: sod, sub-sod, transitional and 2 peat horizons. In every sam ple of peat soil and peat w ere determ ined: the botanical com position of the peat, degree of decom position of the organic m atter, ph of the peat or p eat-soil in KC1 solution, ash content, RoO;j, CaO, MgO, organically bound carbon, total nitrogen, bitum en, the various form s of humic and fu lvic acids, the com pounds hydrolyzing in 1,0 n and 80 Ы sulphuric acid solutions, hem icelluloses and.celluloses, and the residual lignin content. In every extracted fraction of the organic m atter the carbon and nitrogen w ere determ ined, w hich allow ed com putation of the C/N ratio in those fractions and of the hum ification degree of the organic m atter of the investigated peat soils and peats. Tests of the organic m atter of the peat soils w ere m ade by m eans of a procedure elaborated by W. Ponom iarow a and T. N ikolajew a in 1959, w hich is a m odification of the I. Tiurin method of 1951, applied to research on the hum us of m ineral soils. Our studies have show n that after m elioration the organic m atter of peat soils undergoes considerable changes in consequence of m ineralization and hum ification, as indicated by the follow ing data: in im proved peat soils the content of hum ic and fulvic acid increases, and the relation of hum ic to fulvic acids decreases, the content of bitum en hem icellulose and lignin decreases considerably, total nitrogen content rises (300/o average) and concentrates m ainly in the hum us com pounds. In the investigated peat soils, up to 85 /o of the total nitrogen w as present in the humic and fulvic acids. In com paring degraded and non-degraded peat soils w ith sim ilar degree of organic m atter decom position, no differences w ere observed in the qualitative co m position of their organic substance. The results of our investigations have show n that the extraction of hum ic com pounds from peat soils should not be attem pted by m eans of hot lye, since the conten t of hem icelluloses, cellulose and lignin is being thereby significantly reduced. Q uantitative extraction of hum ic com pounds from peat soils is feasible w ith dilute NaOH aqueous solutions (concentration not above 0,1 n) at room tem perature, sim ilarly as in investigations on the organic m atter of m ineral soils. In these conditions the fourfold treatm ent of the decalcified peat sam ples w ith 0,1 n aqueous NaOH solution caused up to 7 5 /» of the original organic m atter to pass over into the solution. The form ula proposed by W. Ponom iarow a and T. Nikoła.jewa for com putation of the degree of hum ification of the organic m atter of peat soils and peat [23] did not fin i confirm ation in our studies. In 12 out of 51 tested peat sam ples the degree of hum ification obtained w ith the above m entioned form ula schowed values in excess of 100. The hum ification degree calculated in this w ay deviated also considerably from the one determ ined by m icroscope. For this reason a som ew hat d iffe rent form ula w as used by us for com putation of the hum ification degree of peat soils and peats.