ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LX NR 3 WARSZAWA 2009: 123-132 ANDRZEJ MOCEK, WOJCIECH OWCZARZAK, RAFAŁ TABACZYŃSKI UZIARNIENIE ORAZ SKŁAD MINERALOGICZNY FRAKCJI ILASTEJ CZARNYCH ZIEM GNIEWSKICH PARTICLE-SIZE DISTRIBUTION OF SOILS AND MINERALOGICAL COMPOSITION OF CLAY FRACTION IN GNIEW PHAEOZEMS Katedra Gleboznawstwa, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Abstract: The aim of the research was to determine particle-size distribution and mineralogical composition of clay fraction in Gniew Phaeozems (sometimes Chernozems or Gleysols). The research concerned the texture of soil and was conducted on 15 representative profiles whereas the study concerned the mineralogical composition - on 3 representative profiles. The assessment of particle-size distribution was done on the basis of PSSS's (Polish Society of Soil Science) criteria and PN-R-04033 standard. It was claimed that the parent material of these soils were pleistocene clays or sometimes - boulder clays o f exceptionally heavy graining (clay or clay loam). In the prevailing colloidal fraction (< 2 jim) domain mixed-layer minerals smectite-illite as well as homogenous minerals such as smectite, illite and kaolinite. Słowa kluczowe: czarne ziemie, skład granulometryczny, frakcja koloidalna, skład mineralogiczny, powierzchnia właściwa. Key words: Phaeozems, texture o f soil, colloidal fraction, mineralogical composition, specific surface area. WSTĘP I CEL PRACY Czarne ziemie są jednym z 35 typów gleb wyróżnianych w Systematyce gleb Polski [PTG 1989]. Generalnie uważa się je za jedne z lepszych jednostek glebowych pod względem wartości rolniczej. W skali kraju zajmują one około 1,5-2% powierzchni. Główną cechą typologiczną czarnych ziem jest ciemnoszara bądź czarna barwa poziomu próchnicznego, charakteryzującego się na ogół stosunkowo wysoką zawartością materii organicznej. Gleby te występująz reguły niewielkimi płatami na terenie całego kraju, zajmując lokalne obniżenia wśród innych gleb mineralnych. Przejścia pomiędzy nimi są najczęściej stopniowe, niekiedy trudne do wyraźnego określenia. Spotyka się także większe kompleksy omawianych gleb, których nazwy, uważane niekiedy za odmiany, pochodzą od regionów geograficznych (np. czarne ziemie kujawskie) bądź miejscowości, wokół których są usytuowane (np. czarne ziemie wrocławskie, pyrzyckie, szamotulskie itp.).
124 A. Mocek, W. Owczarzak, R. Tabaczyński Zdecydowana większość czarnych ziem powstała z materiałów macierzystych o charakterze glin lub utworów pyłowych, wykazujących uziamienie lekkie i średnie. Stosunkowo rzadko spotyka się czarne ziemie wykształcone z iłów i glin ciężkich. W Polsce należą do nich głównie czarne ziemie gniewskie, zajmujące obszar około 20 tys. ha w okolicach Gniewu nad Wisłą (woj. pomorskie). Celem podjętych badań było określenie składu granulometrycznego oraz mineralogicznego frakcji ilastej tych gleb, parametrów decydujących niemal o wszystkich fizycznochemicznych ich właściwościach. OBIEKT I METODYKA BADAŃ Analizowane gleby tworzą zwarty kompleks położony pomiędzy następującymi współrzędnymi geograficznymi: od 18 43f do 18 51ł długości wschodniej i od 53 51 do 53 54' szerokości geograficznej północnej. Ich materiałami macierzystymi są w zdecydowanej większości osady plejstoceńskie, wśród których dominujątzw. iły gniewskie zastoiska gdańskiego [Kotański 1956; Pazdro 1958], występujące na obszarze Janiszewo- Subkowy-Lignowy-Gniew. Rzeźba terenu objętego badaniami jest na ogół płaskorówninna bądź niskofalista, choć na niewielkich obszarach rytm rzeźby wykazuje bardzo duże urozmaicenie, o czym świadczą deniwelacje terenu wahające się w okolicach Gniewu w granicach 40-70 m n.p.m. Spotyka się także dość liczne bezodpływowe zagłębienia. Po wstępnych pracach terenowych wybrano 15 punktów badawczych, w których wykopano odkrywki glebowe. Przy wyborze stanowiska zwrócono szczególną uwagę, żeby: - poszczególne profile były usytuowane w różnych punktach rzeźby terenu (w miejscach zróżnicowanych pod względem hipsometrycznym); - reprezentowały najważniejsze podtypy glebowe spotykane na badanym terenie, - były wykształcone z utworów glebowych o najczęściej spotykanym uziarnieniu. Na podstawie powszechnie przyjętych kryteriów taksonomicznych [PTG 1989; IUSS 2007] odsłonięte profile zakwalifikowano do jednostek zestawionych w tabeli 1. W próbkach pobranych z poszczególnych poziomów genetycznych oznaczono: - skład granulometryczny metodą Bouyoucosa w modyfikacji Prószyńskiego, - skład mineralogiczny frakcji o średnicy cząstek < 0,002 mm z wybranych profili metodą analizy termicznej za pomocą derywatografu i metodą dyfraktometrii rentgenowskiej [Chodak i in. 1990], TABELA 1. Systematyka badanych gleb TABLE 1. Systematics o f investigated soils Dział Division Typ Type Podtyp Subtype Nr profilu No. of profile Gleby semihydrogeniczne Czarne ziemie właściwe, proper 1.6 Semi-hydro genic soils Phaeozems z cechami vertic* 4.5,7,10, 13,14,15 (Chernozems with the vertic properties and Gleysols) z poziomem argillic* 8,9 with the argillic horizon deluwialne - colluvial* 2,3,11,12 *podtypy te nie są wyróżniane w aktualnie obowiązującej Systematyce gleb Polski [PTG 1989] the subtypes do not appear in the Systematic of Polish soils [PTG 1989]
Uziarnienie oraz skład mineralogiczny frakcji ilastej czarnych ziem Gniewskich 125 - powierzchnię właściwą w wybranych próbkach metodą gliceryny w modyfikacji Chodaka [1980]. Dwa ostatnie oznaczenia wykonano w Instytucie Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. WYNIKI I DYSKUSJA Skład granulometryczny Uziarnienie jest najważniejszą właściwością fizyczną gleb. Warunkuje ono zarówno pozostałe podstawowe i funkcjonalne parametry fizyczne, jak również pośrednio determinuje ich właściwości chemiczne i biologiczne. Skład granulometryczny analizowanych czarnych ziem charakteryzował się jedną podstawową cechą. Niemal wszystkie pedony glebowe należały do IV kategorii agronomicznej, czyli gleb ciężkich. Zawierały one śladowe ilości części szkieletowych (> 2 mm), co może podkreślać akumulację tych utworów w środowisku wód stojących albo zastoiskowym. Zawartość szkieletu w zdecydowanej większości poziomów genetycznych badanych profili glebowych nie przekraczała 1% (tab. 2), a w wielu przypadkach występowała zaledwie w ilościach śladowych. Udział najgrubszych frakcji wśród części ziemistych, do których należą piaski, w większości analizowanych pedonów kształtował się poniżej 20% (tab. 2). Wyraźnie wyższe ilości frakcji piaszczystych spotykano jedynie w profilach zbudowanych z glin lekkich i średnich pochodzenia zwałowego. Udział frakcji pyłowych na ogół był dość wyrównany i z wyjątkiem profili 1, 6, 8 i 9, które wykazywały nieco lżejsze uziarnienie, nie przekraczał 10-15%. W większości przypadków stwierdzono nieznaczną przewagę frakcji pyłu grubego nad drobnym, który według kryteriów międzynarodowych oraz najnowszej normy polskiej PN-R-04033 [1998] zaliczany jest do frakcji piasku, jako piasek bardzo drobny. Wśród części spławialnych, wyróżnianych w podziale przyjętym przez PTG [ 1989], zdecydowanie przeważają części koloidalne o wymiarach poniżej 0,002 mm. W większości wyróżnionych epi- i endopedonów zawartość iłu koloidalnego przekraczała 40%, osiągając w wielu przypadkach wartości nawet powyżej 70%. Podobne wartości uzyskał Prusinkiewicz [2001 ], który badając czarne ziemie gniewskie stwierdził, że ich materiał glebowy jest przesortowany i zawiera zdecydowaną przewagę frakcji iłu koloidalnego, którego ilość w głębszych poziomach przekracza nawet 80% i niemal nie spada poniżej 50%. Tak ciężkim uziamieniem charakteryzują się w Polsce jedynie czarne ziemie kętrzyńskie [Uggla, Witek 1958]. Reperkusją tak ciężkiego uziamienia analizowanych gleb są nawzajem zachodzące procesy pęcznienia i kurczenia ich masy w zależności od stopnia uwilgotnienia (obecność tzw. szczelin (cracks) i powierzchni ślizgowych (slicken sid es) [Owczarzak i in. 1993, 1999]. Stąd optymalne uwilgotnienie do uprawy występuje w tych glebach przez stosunkowo krótki okres. Pozwala to zaliczyć te utwory do tzw. gleb minutowych, których orka musi być wykonana w bardzo krótkim przedziale czasowym. Pewnym zaskoczeniem była konieczność zaliczenia według kryteriów PTG wielu poziomów genetycznych do glin ciężkich a nie iłów, z którymi najczęściej wiązana jest budowa i geneza wspomnianych gleb z okolic Gniewu. W niniejszym opracowaniu jako wartość graniczną pomiędzy glinami ciężkimi a iłem przyjęto 10% udział frakcji piaszczystych. Wszystkie utwory, w których stwierdzono ponad 10% tej frakcji, zaliczono do glin ciężkich. Jak z powyższego wynika, klasyfikację uziamienia przeprowadzono według kryteriów przyjętych przez PTG [1989] jako podstawę do wyróżnienia gatunków, zgodnie z zasadami wydzielania jednostek taksonomicznych w Systematyce gleb Polski.
126 A. Mocek, W. Owczarzak, R. Tabaczyński TABELA 2. Skład granulo metryczny - TABLE 2. Particle-size distribution and texture of soil Nr prof. Prof. No. Poziomgenet. Genetic Horizon Głębokość Depth [cm] Frakcje w mm - Fractions in mm Grupa *wg Group acc.to >2,0 2,0-1,0 1,0-0,1 0, 1-0,05 0,05-0,02 0,02-0,005 0,005-0,002 < 0,002 PTG PN-R- 04033 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 Ap 10-20 0,8 1 47 5 10 6 6 25 gs gs AC 40-50 0.9 1 42 11 10 8 4 24 gs gs C lcag 70-80 1,1 1 39 10 8 4 12 26 gs gs C2cag 90-110 0,7 1 31 10 2 6 8 42 gc 2 Ap 10-20 0,7 1 11 8 8 11 12 49 gc 30-40 1,0 2 14 9 9 9 10 47 gc Aa 60-70 0,5 1 9 3 4 5 6 72 gc/i ic Ccag 90-110 0,3 1 32 7 4 8 6 42 gc 140-160 0,5 1 34 10 4 6 3 42 gc 3 Ap 10-20 1,1 1 17 6 7 11 12 46 gc Aal 30-40 0,8 1 12 8 3 14 12 50 gc Aa2 70-80 1.2 1 14 9 9 4 10 53 gc AC 90-100 0,2 0 9 9 3 7 9 63 ic Ccag 130-150 0,2 0 3 4 3 5 14 71 ic 4 Ap 10-20 0,4 0 9 7 5 16 12 51 Clcag 40-50 0,5 0 3 3 2 4 20 68 ic 90-100 0,4 0 4 3 4 8 9 72 ic IIC2cag 140-160 1.6 2 19 5 1 6 6 61 gc ic 5 Apca 10-20 1,4 2 14 8 6 11 11 48 gc AB 30-40 1,1 1 13 11 2 12 16 45 gc Bbrca 50-60 0,3 0 5 4 1 13 13 64 ic Ccag 80-90 0,4 0 4 3 2 10 11 70 ic 110-120 0,0 0 2 2 1 8 16 71 ic 160-170 0,2 0 2 2 3 7 18 68 ic 6 Apca 10-20 3,5 J n 43 10 8 8 7 21 gs gs Aca 35-45 2,8 2 51 7 4 6 6 24 gs gs AC 55-65 3,0 3 37 11 7 5 6 33 gs gs IlCcag 90-110 0,4 0 4 2 3 10 14 67 i ic IUCcag 170-190 2,3 2 67 10 2 2 3 14 pgm gp 7 Ap 10-20 0,2 0 9 10 10 4 7 60 i AC 40-50 0,0 0 9 12 10 5 4 60 i C lca 70-90 0,4 0 5 4 9 6 4 72 ic C2ca 140-160 0,3 0 6 6 7 4 7 70 ic 8 Ap 10-20 3,7 3 30 14 12 7 9 25 gsp gc Bt 40-50 2,0 2 32 11 9 9 10 27 gs gc Cca 90-110 1,6 1 26 14 12 9 11 27 gs gc 9 Ap 10-20 3,5 3 24 16 15 12 4 26 gsp gc Bt 40-50 1,8 1 28 15 8 10 9 29 gs gc Cg 75-85 1,6 1 31 14 12 9 8 26 gsp gc Ccagg 100-120 1,5 1 22 15 13 12 10 27 gsp gc
Uziarnienie oraz skład mineralogiczny frakcji iłastej czarnych ziem Gniewskich 127 TABELA 2cd. Skład granulo metryczny - TABLE 2. Particle-size distribution and texture soil continued Nr prof. Prof. No. Poziomgenet. Genetic Horizon Głębokość Depth [cm] Frakcje w mm - Fractions in mm Grupa *wg Group acc.to >2,0 2,0-1,0 1,0-0,1 0, 1-0,05 0,05-0,02 0,02-0,005 0,005-0,002 < 0,002 PTG PN-R- 04033 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 Ap 10-20 1,4 1 14 4 4 7 14 57 gc AC 30-40 0,5 0 7 5 7 8 8 65 i ic Cca 80-100 0,3 0 4 2 2 7 12 73 i ic 11 Ap 10-20 0,8 0 11 5 5 10 11 58 gc Aa 40-50 1,0 0 12 5 4 10 12 57 gc 70-90 0,7 0 11 4 6 9 7 63 gc ic 190-210 0,9 0 15 5 6 8 10 56 gc C 250-270 0,3 0 9 5 4 8 9 65 i ic 12 Ap 10-20 1,4 1 46 6 5 8 4 30 gs gs Aa 40-60 0,3 0 8 15 7 10 6 54 i i 80-110 0,0 0 7 4 5 10 6 68 i ic Cca 150-170 0,2 0 5 2 1 6 12 74 i ic 13 Ap 10-35 0,8 1 14 4 6 11 10 54 gc i AC 35-70 0,3 0 6 5 6 12 9 62 i ic Cca 70-160 0,0 0 4 6 5 11 11 63 i ic 14 Ap 10-20 0,0 0 8 12 5 15 22 38 i ip Clcag 60-80 0,0 0 j 4 1 6 16 70 i ic C2cag 100-120 0,0 0 3 5 3 9 14 66 i ic 15 Ap 10-20 0,2 0 17 13 5 8 17 40 gc i C lca 60-80 0,1 0 19 10 2 4 10 55 gc i C2ca 140-160 0,1 0 20 9 4 7 12 48 gc i *PN-R-04033 : gs, i, ic, gp, gc, ip USDA (Sofl Survey Staff 1975): SCI, C, C, SL, CL, SC Dla porównania, bez szerszego komentarza, w tabeli 2 zamieszczono także grupy granulometryczne, które są wyróżniane w normie PN-R-04033 zalecanej do stosowania przez Polskie Towarzystwo Agronomiczne, a także ostatnio po drobnych poprawkach przez Polskie Towarzystwo Gleboznawcze. Uziarnienie niemal wszystkich wyróżnionych poziomów genetycznych, które według dawnego podziału PTG należą do glin ciężkich, według wspomnianej wyżej normy należałoby zaliczyć do iłów i iłów ciężkich. Taka przynależność jest bardziej adekwatna do genezy i opisów geomorfologicznych badanego obiektu [Kotański 1956; Rzechowski 1977; Błaszkiewicz 2000] oraz międzynarodowych kryteriów uziamienia przyjętych przez FAO i USDA [Soil Survey Staff 1975; IUSS 2007]. Skład mineralogiczny Frakcja ilasta badanych czarnych ziem zbudowana jest z minerałów jednorodnych i mieszanopakietowych: smektytowo-illitowych, smektytu oraz kaolinitu (tab. 3). Cechą charakterystycznąjest brak występowania silnie zdyspergowanego kwarcu. Dominujący udział mają minerały z grupy smektytu (rys. 1-6). Wskazuje na to refleks przy d=1,76-1,79 nm w próbkach solwatowanych gliceryną (rys.la, 2b, 4b). Największą ilość tych minerałów
128 A. Mocek, W. Owczarzak, R. Tabaczyński RYSUNEK 1. Dyfraktogramy i derywatogramy dla profilu 1: a) poz. Ap (gł. 10-20 cm); b) poz. AC (gł. 40-50 cm) FIGURĘ 1. Dyfractograms and derivatograms for profile 1: a) horizon Ap (depth 10-20 cm); b) horizon AC (depth 40-50 cm) RYSUNEK 2. Dyfraktogramy i derywatogramy dla profilu 1: a) poz. C lcag (gł. 70-80 cm); b) poz. C2cag (gł. 90-110 cm)' FIGURĘ 2. Dyfractograms and derivatograms for profile 1: b) horizon Clcag (depth 70-80 cm); b) horizon C2cag (depth 90-110 cm) RYSUNEK 3. Dyfraktogramy i derywatogramy dla profilu 2: a) poz. Ap (gł. 10-20 cm); b) poz. Aa (gł. 30-40 cm) FIGURĘ 3. Dyfractograms and derivatograms for profile 2: a) horizon Ap (depth 10-20 cm); b) horizon Aa (depth 30-40 cm)
Uziarnienie oraz skład minerałogiczny frakcji ilastej czarnych ziem Gniewskich 129 TABELA 3. Skład mineralogiczny frakcji ilastej wybranych profili TABLE 3. Mineralogical composition of clay fraction o f selected profile Nr próbki Sample No. Poziom genet. Genetic horizon Profil 1, Profile 1 1 2 3 4 Ap AC Clcag C2cag Profil 2, Profile 2 Głębokość Depth [cm] 10-20 40-50 70-80 90-110 Skład mineralogiczny *frakcja < 0,002 mm Strata wagowa Mineralogical composition fraction < 0.002 mm Ignition losses TG % S-I, S-I, S-I, S-I, s, s, s, s, I, I, I, I, K K K K 19.2 19.2 13.2 13.2 5 Ap 10-20 S-I, s. I, K 17,0 6 30-40 S-I, s, I, K 17,0 7 Aa 60-70 S-I, s, I, K 15,5 8 Ccag 140-160 S-I, s. I, K 12.0 Profil 3, Profile 3 9 Ap 10-20 S-I, s, I, K 16,0 10 Aa2 70-80 S-I, S, I, K 18,0 11 AC 90-100 S-I, I. K 16,2 12 Ccag 130-150 l-s, s, I, K 14,5 Minerały mieszanopakietowe; smektytowo-illitowe (S-I); mixed-layer minerals; smectite-illite (S-I);Minerały jednorodne: smektyt (S), illit (I), kaolinit (K), homogenous minerale: smectite (S), iuite (I), kaounite (K) stwierdzono w profilu 2 (rys. 3 i 4). Potwierdzeniem znacznej ilości minerałów z pakietami pęczniejącymi typu 2:1 jest duża powierzchnia właściwa analizowanych próbek wahająca się w przedziale od około 250 do 367 m2-g_1 (tab. 4). Zawartość tych minerałów wykazuje niewielkie zróżnicowanie profilowe. Najmniejsze ilości minerałów pęczniejących zawierają frakcje pochodzące z poziomów powierzchniowych. Następnymi minerałami jednorodnymi w ystępującym i w znacznych ilościach są minerały illitowe dające refleksy przy d = l,0; 0,50; 0,33 nm. Refleksy te w niektórych próbkach badanych frakcji ilastych sol watowanych gliceryną są szerokie, co może wskazywać na zaburzenie struktury tych m inerałów niew ielk ą ilo śc ią pęczniejących pakietów. Potwierdzeniem tego faktu jest wyostrzenie refleksu przy d= l,0 nm w próbkach prażonych w 550 C. Przyczyną tego jest kolapsacja pakietów pęczniejących. Większą ilość illitów zaobserwowano w poziomach powierzchniowych. TABELA 4. Powierzchnia właściwa w wybranych profilach TABLE 4. Specific surface area o f selected profiles Nr profilu Profile No. Poziom genet. Genetic horizon Głębokość Depth [cm] we frakcji, in fraction: < 2 mm < 0,002 mm m2 g' 1 1 Ap 10-20 84,10 304,10 AC 40-50 86,90 306,00 C lcag 70-80 96,50 310,80 C2cag 90-110 105,20 253,40 2 Ap 10-20 146,30 332,80 Aa 30-40 155,50 367,20 60-70 159,00 353,90 Ccag 140-160 152,00 309,80 3 Ap 10-20 148,00 290,70 Aa2 70-80 152,00 253,10 AC 90-100 144,30 247,60 Ccag 130-150 84,10 271,60
130 A. Mocek, W. Owczarzak, R. Tabaczyński RYSUNEK 4. Dyfraktogramy i derywatogramy dla profilu 2: a) poz. Aa (gł. 60-70 cm); b) poz. Ccag (gł. 140-160 cm) FIGURĘ 4. Dyfractograms and derivatograms for profile 2: a) horizon Aa (depth 60-70 cm): b) horizon Ccag (depth 140-160 cm) RYSUNEK 5. Dyfraktogramy i derywatogramy dla profilu 3: a) poz. Ap (gł. 10-20 cm); b) poz. Aa (gł. 70-80 cm) FIGURĘ 5. Dyfractograms and derivatograms for profile 3: a) horizon Ap (depth 10-20 cm); b) horizon Aa (depth 40-50 cm) RYSUNEK 6. Dyfraktogramy i derywatogramy dlaprofilu 3: a) poz AC (gł. 90-110 cm); b) poz. Ccag (gł. 130-150 cm) FIGURE 6. Dyfractograms and derivatograms for profile 3: a) horizon AC (depth 90-110 cm); b) horizon Ccag (depth 130-150 cm)
Uziarnienie oraz skład mineralogiczny frakcji ilastej czarnych ziem Gniewskich 131 Minerałem akcesorycznym z minerałów ilastych występujących na tym terenie jest kaolinit. O jego obecności świadczą refleksy przy d=0,71-0,72 w próbkach naturalnych (rys.l) oraz brak refleksów przy d=0,71 na dyfraktogramach próbek prażonych w temperaturze 550 C. Wyniki analizy termicznej potwierdzają skład mineralogiczny określony za pomocą metody rentgenograficznej. Występujący pierwszy, rozległy efekt endotermiczny na krzywej DTA z maksimum w temperaturze 180 C dowodzi obecności minerałów smektytowych i illitowych. Efekt egzotermiczny w temperaturach 260-500 C wskazuje na obecność substancji organicznej, a utrzymanie się tego efektu w temperaturach powyżej 400 C dowodzi obecności połączeń mineralno-organicznych. Maksimum efektu egzotermicznego przypadające tu w temperaturze 350 C wskazuje na spalenie niezhumifikowanej substancji organicznej. Podobnie efekt endotermiczny z maksimum w temperaturze 570 C pochodzi od wymienionych minerałów. Występujący smektyt można zaliczyć do żelazistej jego odmiany nontronitu (widoczny efekt endotermiczny w temperaturze 560 C). Strata wagowa odczytana z krzywej termograficznej TG w analizowanych próbkach osiąga najwyższe wartości w górnych poziomach badanych profili i pochodzi głównie od obecności smektytu i substancji organicznej. Analiza termiczna wykazała obecność na krzywej DTA efektu endotermicznego w temperaturach 760 C i 820 C (w dolnych partiach profilu 1), pochodzących od obecności dolomitu. Podobne prawidłowości, podkreślające występowanie w czarnych ziemiach gniewskich minerałów mieszanopakietowych (interstratyfikowanych) smektytowo-illitowych (S-I) oraz illitów (I) i smektytów (S) zaobserwowali Chodak i in. [1990] oraz Dąbkowska- Naskręt i in. [1998], a także Prusinkiewicz [2001]. Ponadto Chodak i in. [1990] stwierdzili, że w badanych glebach w wyniku uprawy, a szczególnie głębokich orek, może następować przy dużej zawartości potasu w górnych poziomach profilu glebowego transformacja smektytu w kierunku minerałów mieszanopakietowych (smektyt-illit). WNIOSKI 1. Materiałami macierzystymi czarnych ziem gniewskich są głównie plejstoceńskie iły zastoiskowe bądź miejscami gliny zwałowe o wyjątkowo ciężkim uziarnieniu (iły, iły ciężkie i rzadziej gliny ciężkie). 2. W dominującej frakcji koloidalnej (< 0,002 mm) przeważają minerały mieszanopakietowe smektytowo-illitowe oraz minerały jednorodne, takie jak: smektyt, illit i kaolinit. Dzięki budowie pakietowej tej frakcji, w większości typu 2:1, charakteryzują się one bardzo dużą powierzchnią właściwą oraz zdolnościami pęcznienia i kurczenia, co potwierdziły liczne pionowe spękania (tzw. cracks) obserwowane w okresie letnim w terenie oraz powierzchnie ślizgowe (tzw. slickensides), występujące w wielu poziomach genetycznych. LITERATURA BŁASZKIEWICZ M. 2000: Morfogeneza zastoiska gniewskiego. W: Malewski P., Wysota W. (red.) Dawne i współczesne syntez>' morfogenetyczne środkowej części Polski Północnej. Zjazd Geomorfologów Polskich, 11-14 września 2000 r. Inst. Geogr. UMK: 125-132. CHODAK T. 1980: Badania nad właściwościami oraz składem mineralnym gleb wytworzonych z lessu Dolnego Śląska. Zesz. Naukowe AR Wrocław. Rozprawa habilitacyjna Nr 21.
132 A. Mocek, W. Owczarzak, R. Tabaczyński CHODAK T., BOGDA A., KASZUBKIEWICZ J. 1990: Skład minerałów ilastych, a niektóre właściwości gleb. Zesz. Nauk. AR Wrocław. Rolnictwo 53: 196 s. DĄBKOWSKA-NASKRĘT H., KOBIERSKI M., DŁUGOSZ J. 1998: Identyfikacja minerałów mieszanopakietowvch z pakietami smektytowvmi we frakcji ilastej gleb. Zesz. Probl. Post. NaukRoln. 464:261-269.' IUSS Working Group WRB 2007: World Reference Base for Soil Resources 2006, first update 2007. World Soil Resources Report No. 103 FAO, Rome. KOTAŃSKI Z.J. 1956: Budowa geologiczna zachodniego brzegu Żuław. Biul. Inst. Geol. 100. Z badań czwartorzędu w Polsce 7: 292-334. OWCZARZAK W., RZĄSA S., KACZMAREK Z. 1993: Shrinkage determination of soil aggregates. Int. Agrophvsics 7: 221-227. OWCZARZAK W., MOCEK A., TABACZYŃSKI R. 1999: Shrinkage and swelling black earths formed from loam and clay sediments. Sc. Papers o f Univ. o f Poznań. Agriculture 1: 51-57. PAZDRO Z. 1958: Budowa geologiczna regionu gdańskiego. Przewodnik XXXI Zjazdu Polskiego Towarzystwa Geologicznego w Gdańsku. PN-R-04033 1998: Gleby i utwory mineralne. Podział na frakcje i grupy granulometryczne. PRUSINKIEWICZ Z. 2001: Smolnice gniewskie. Właściwości, geneza, systematyka, kocz. Glebozn. 52, 1/2:5-21. PTG 1989: Systematyka gleb Polski. Rocz. Glebozn.40,3/4: 1-150. RZECHOWSKI J. 1977: Main Lithotypes of Tills in the Central Polish Area. Z badań czwartorzędu w Polsce 20: 31 43. SOIL SURVEY STAFF 1975: Soil Taxonomy. Soil Conservation Service. US Dep. of Agriculture, Washington, USA. UGGLAH., WITEK T. 1958: Czarne ziemie kętrzyńskie. Zesz. Nauk. WSR w Olsztynie 3: 69-110. Prof. dr hab. Andrzej Mocek Katedra Gleboznawstwa, Uniwersytet Przyrodniczy, id. Szydłowska 50, 60-656 Poznań e-mail: moceka@up.poznan.pl