MIKROMORFOLOGICZNA I CHEMICZNA CHARAKTERYSTYKA ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH W NIEKTÓRYCH GLEBACH KARKONOSZY

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXIV, Z. 1, W ARSZAW A 1973 STANISŁAW K O W ALlNSK I, JERZY DROZD, STANISŁAW A LICZNAR MIKROMORFOLOGICZNA I CHEMICZNA CHARAKTERYSTYKA ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH W NIEKTÓRYCH GLEBACH KARKONOSZY Katedra G leboznaw stw a WSR w e W rocławiu K ierow nik prof. dr S. K ow aliński WSTĘP Powszechnie przyjm uje się, że ilość i jakość próchnicy glebowej zależy od w arunków środowiska, a zwłaszcza od składu porostu roślinnego, skały macierzystej, ukształtow ania terenu, klim atu i edafonu. Dlatego gleby w ytw orzone w różnych w arunkach bioekologicznych w ykazują zróżnicow any skład frakcyjny próchnicy. Potw ierdzają to liczne badania, które dotyczą przede w szystkim gleb terenów rów ninnych, nizinnych i w yżynnych. Jeżeli chodzi o skład frakcyjny próchnicy gleb górskich, to należy stwierdzić, że w dotychczasowej literaturze gleboznawczej i chemiczno- -rolniczej spotykam y mało prac na ten tem at. Z nielicznych prac z tego zakresu należy wymienić przede wszystkim badania Dołgilewicza [6], Pasternaka i Skiby [10], Peliśka [11] oraz Borkowskiego [5]. Opublikowane prace z zakresu próchnicy gleb górskich nie ujm ują szerzej tego złożonego zagadnienia w skutek braku odpowiednich metod badawczych. Dlatego też szczególnie mało jest prac na tem at m ikromorfologicznej i chemicznej charakterystyki próchnicy w glebach górskich. Ze względu na dużą rolę związków próchnicznych w procesach glebotwórczych i glebow ych zagadnienie to w ym aga szczegółowych badań. Mając to na uwadze, zasadniczym celem naszej pracy były m ikrom orfologiczne i chemiczne badania składu próchnicy niektórych gleb górskich, w ystępujących w różnych strefach wysokościowych Karkonoszy. 10 R o c z n ik i G le b o z n a w c z e t. 24 z. 1

146 S. Kowaliński, J. Drozd, S. Licznar OBIEKTY I METODYKA BAD AŃ Badaniami objęto 5 profilów gleb górskich, wytworzonych z granitu, w ystępujących w granicach Narodowego Parku Karkonoskiego wzdłuż trasy w yciągu z K arpacza na Śnieżkę. Badane gleby reprezentow ały: gleby bielicowe 2 profile, gleby brunatne wyługowane 2 profile, gleby brunatne kwaśne 1 profil. C harakterystyczne profile w ybrano na podstaw ie przeprow adzonych uprzednio studiów gleboznawczych. W próbkach pobranych z poszczególnych poziomów genetycznych oznaczono ważniejsze cechy mikromorfologiczne próchnicy nakładow ej oraz skład frakcyjny próchnicy glebowej. Właściwości mikromorfologiczne próchnicy nakładowej oznaczono w szlifach cienkich płytek, wykonanych m etodą Kubieny [9] i Altern üller a [1], zmodyfikowanej przez Kowalińskiego i Bogdę przy zastosow aniu polskich żywic poliestrow ych do utw ardzania m ateriału glebowego [8]. N om enklaturę mikromorfologiczną próchnicy przyjęto zgodnie z podziałem zaproponowanym przez Barratt [3] i Babela [2]. Klasyfikując charakterystyczne m ikrostruktury próchnicy nakładowej szczególną uwagę zwrócono na stopień rozkładu i hum ifikacji substancji organicznej, wzajem ny udział części mniej lub więcej rozłożonych oraz pow iązania próchnicy właściwej z substancją m ineralną, a zwłaszcza z n a j bardziej rozdrobnioną m asą gleby. Typowe właściwości m ikrom orfologiczne próchnicy badanych gleb obrazują fotografie 1-8. Skład frakcyjny próchnicy glebowej oznaczono nieco zmodyfikowaną m etodą Boratyńskiego i Wilka [4]. We wszystkich próbkach bowiem przeprowadzono pełną w yczerpującą analizę składu frakcyjnego oraz rozdzielono substancję próchniczną rozpuszczalną w 0,ln Na4P 20 7 przy p H = 7 na kwasy huminowe i fulwowe [7]. Wyciąg I w 0,ln NaOH rozdzielono rów nież na kw asy hum inow e i fulw ow e; natom iast nie rozdzielono na kwasy huminowe i fulwowe II wyciągu w 0,ln NaOH po kwaśnej hydrolizie. Skład frakcyjny związków próchnicznych analizowano w ujęciu profilow ym. W celu lepszej charakterystyki i zobiektywizowania wyceny składu frakcyjnego związków próchnicznych w badanych profilach glebowych, wprowadzono, w ykorzystując wzór Schönhalsa, dodatkowo wskaźnik rozpuszczalności, którego wyliczona wartość obrazuje nie tylko stosunki między poszczególnymi frakcjami, ale przede wszystkim stopień aktywności wszystkich wydzielonych frakcji i ich zdolność przechodzenia do roztworów pod wpływem odpowiednich rozpuszczalników użytych przy analizie frakcjonow anej. Zastosow anie tego w skaźnika ułatw iło p ro filowe porów nanie zróżnicow ania próchnicy w badanych glebach.

Skład fra k c y jn y ; róchr.icy v: n ie k tó ry c h «rlcbnch Karkonoszy r'rncl'ioi.a] co::.: o;;lt,ioii ul' hur.us in co::.o r.o ilc ог the Karkonosze M ountains Nr ; ro - i IV.. f i l o Туг rlo ty v.-v::o-r:o:.:ó i.a.: o c il tv ;e a l t i tude (Î ł obc- о v.: V. 'V 1=7 ] obi-.-mia br,<lki : ii.r clc: t-h Vi or. o tic horizon o>;ółeir. 0 t o t a l c G of L i Luir.e :. с lo..y.. "1! 7 ~ ' j; J1 " 0,ln I.'aCii С lony С :;e;.arac h Cr С ro zp u szczaln y С so lu b le w 0,5 n H2SOn in 0,5 n ri^so^ w 0,ln NaOH in 0,ln KaOH С w ydzielony С sep arate d С n i ehydro l i zudący С nonhydro - liz in g 'Wskaźnik ro zp u sz c z a ln o ś c i związków p ró c h n ic z nych S o lu b i lity in d e x of humus compounds 1 Gleba b ie iic o w a, 1450 m lo d z o lic s o i l, 14>0 n -> 0-5 3-10 1,-2 0 20-27 40-47 63-70 "'о A i/;v, A, L<h E C1 15,31 l.:,ü 4 2!_4 ' 2,4 ^ 1,37 0,67 17,4 10,2 4,1, 3 2,0... i1,, u»у \ Г 1 4'-.,<; 43,9 32,8! 1,51 0,1 о o,;:i 0,31 2о, 5 ;7,4 16,4 1 8,Ü 13,9 <45,8 0,40 0,36 0,48 0,12 0,28 0,36 0,6 0,8 2,1 1.4 1.5 2,3 1,2 2,5 29,4 6,1 13,8 15,3 7 5.0 7 3.0 80,6 79.3 7 5.4 76,2 25.7 28.7 2>4,1 19.7 25,3 27,1 6 5,36 62,43 54,75 6 3,40 57,71 55,97 2 Gleba b ie lico w a, 1350 m F o d zo lic s o i l, 1550 m 3-10 17-24 32-40 75-84 Ao+l a2 Bh C1 10,89 2,17 2,62 0,3 1 17,9 14,7 4,5 3,3 28, г l v, l 40,3 7 0,48 0,23 0,3 4 26,8 14,4 1V,8 12,7 0,2d 0,62 0,17 0,33 0,6 1,2 1,6 3,5 2.3 25.8 7.4 14.9 75,8 75,2 82,4 74,7 24,6 25,8 19.1 26.2 64.4 4 53,71 6 5,0 4 5 6.44 3 Gleba b ru n atn a wyługowana kwaśna, 1100 m Loached brown s o i l, 1100 m 10-14 22-26 33-37 52-56 73-76 Ao A1 Ax/B / /В / C1 36,26 8,31 5,1 0 1,01 0,63 18,0 19,8 8,6 6,0 2,3 i:. o. 24.1 31.1 26,6 22,8 n. 0. 0,56 0,42 0,1 8 0,37 21,9 18.4 20.4 18,8 r.. 0. 0,35 0,28 0,25 0,32 2,1 2.4 5.4 6,2 3,2 6,6 11,2 13,2 71.1 67.1 69,6 63,3 30,3 32,9 35,1 38,7 61,65 55,67 5 4,06 4 7,78 4 Gleba b ru n atn a wyługowana kwaśna, 1000 ш Leached brown s o i l, 1000 m 7-10 10-14 19-23 35-39 65-69 Ao A1 A1/B / /В / C1 4 4,20 6,0 5 3,93 0,8 9 0,73 18,6 17,3 6,2 3,8 2,4 27,7 36,0 31,3 27,0 0,4 6 0,38 0,1 6 0,1 8 2 2,3 18,2 17,5 17,1 0,66 0,2 6 0,2 4 0,3 8 1.9 1,2 3.9 6,3 3,6 7,2 10,3 8,4 72,8 68,8 66,8 61,2 28,2 32,6 36.1 40.1 6 2,1 0 56,77 5 2,9 0 48,94 5 G leba b ru n a tn a kwabna,820 m Acid brown s o i l, 820 in 0-5 9-13 29-36 65-73 Ao A1 Ад/В/ /В / 43,63 7,1 2 1,3 2 0,8 1 19,4 22,3 6,4 3,2 22.4 39,6 36.4, 0,68 0,2 9 0,1 9 20,4 15,2 14,6 0,58 0,3 6 0,39 11. 0. 2.3 3.4 3,8 :u o. 3,4 8,6 11,7 70,8 73,2 69,7 28,8 29,2 31,1 61,6 6 58,97 54,3 0 П. 0. - non determ ined

148 S. Kowaliński, J. Drozd, S. Licznar Uzyskane w yniki analiz chem icznych składu frakcjonow anego związków próchnicznych przedstaw iono w tabeli. OMÓWIENIE WYNIKÓW M IK R O M O R FO L O G IA PR Ó C H N IC Y N A K Ł A D O W E J W glebie bielicowej położonej na wysokości 1450 m n.p.m. (profil 1) poziom A0 ma miąższość 0-3 cm, próchnicę moderową barw y jasnobrunatnej w stanie świeżym, zaw ierającą obum arłe korzenie i resztki roślin tra wiastych o strukturze włóknistej. Badanie mikromorfologiczne dzieli poziom A0 na dwie części różniące się istotnym i właściwościami. Część górna, o strukturze humiskelu, jasnobrunatna, lokalnie żółta, ze skupiskami fragm entów tkanek roślinnych z dobrze zachowaną budową komórkową; rozpoznawalne są tu tkanki przewodzące i w zm acniające. Je st to typ flobafenow y z charakterystycznym zabarw ieniem i świeceniem pew nych p a rtii tkanek przy skrzyżow a nych nikolach. Część dolną stanow ią resztki roślinne mocno rozdrobnione, z nielicznymi strzępkam i grzybni barw y brunatnej, o strukturze humikolu. W glebie bielicowej położonej na wysokości 1350 m n.p.m. (profil 2) poziom A0 ma miąższość 0-12 cm, próchnicę moderową w stanie świeżym b aiw y ciem nobrunatnej, zaw ierającą obum arłe resztki korzeni roślin tra wiastych o strukturze włóknistej. W badaniu mikroskopowym widoczne resztki roślinne średnio zhumifikow ane barw y jasnobrunatnej. Są to fragm enty rozerw anych i rozgniecionych tkanek, w dolnej części poziomu przemieszanych z substancją mineralną. Obok nich w ystępują ekskrem enty i strzępki grzybni. Nieliczne świecące przekroje liści i łodyg mchów z zachow aną p artią kom órek o k ry wających typu parenchymowego. Opisane wyżej resztki roślinne należy zaliczyć do stru k tu r hum iskelu. a nieliczne do m ullikolu. Profil 3 poziom A0 o miąższości 0-18 cm ma próchnicę nakładową surową barw y brunatnoczarnej w stanie świeżym, igliwie świerkowe, resztki roślinne częściowo przem ieszane ze szkieletem m ineralnym. M a teriał barw y ciem nobrunatnej, lokalnie czarnej; w badanym poziomie dom inuje stru k tu ra hum iskelu. Tkanki roślinne szpilek św ierkow ych z zachowaną budową komórkową, fragm enty tkanek okrywających z m iękiszem zieleniowym ty p u parenchym ow ego. W ich sąsiedztw ie liczne fra g m enty tkanek zniszczonych i przemieszanych z elem entami koprogennymi o stru k tu rze m ullikolu drobnogruzełkow ego. Profil 4 poziom A0 o miąższości 0-10 cm ma próchnicę nakładową surową, barw y brunatnoczarnej w stanie świeżym, igliwie rozłożone, resztki roślinne częściowo przem ieszane z ziarnam i m ineralnym i.

Rys. 1. Nakładow a próchnica typu moder. Substancja organiczna częściowo zhum i- fikowana. Obok hum iskelu w ystępują fragm enty m ullikolu. Profil 1, poziom A 0, głębokość 0-3 cm a nikole częściowo skrzyżow ane, b nikole skrzyżow ane. Pow iększenie ok. 28 X Ectohum us of moder type. Partly hum ified organie substance. Beside hum iskel appear fragm ents of m ullicol. Profile 1, horizon A 0, depth 0-3 cm a partly crosscd nico!-,. b crossed nicols. E nlargem ent about 2.8 X Fot. S. Koivaliiiski

Rys. 2. Nakładow a próchnica surowa. H um iskel z rzadkimi fragm entam i mullikolu. Profil 2, poziom A 0, głębokość 3-10 cm a nikole rów noległe, L> nikole skrzyżow ane. Pow iększenie ok. 28 X Raw ectohumus. H um iskel w ith scattered fragm ents of m ullicol. Profile 2, horizon A 0, depth 3-10 cm a parallel niçois, b crossed nicols. E nlargem ent about 28 X Fot. S. Kowaliński

Rys. 3. Fragm ent hum iskelu obok silnie zhum ifikow anej substancji organicznej posiadającej formę koprogenicznego m ullikolu. Profil 3, poziom A u głębokość 22-26 cm a n ik o le ró w n o le g le, b n ik o le s k rz y ż o w a n e. P o w ię k s z e n ie ok. 28 X A fragm ent of hum iskel beside markedly hum ified organie substance in form of coprogenic m ullicol. Profile 3, horizon А ъ depth 22-26 cm a _ p a ra lle l n iço is, b c ro s se d n ico ls. E n la rg e m e n t a b o u t 28 X Fot. S. K ow aliński

Rys. 4. W arstwa ferm entacyjna surowej próchnicy nakładowej. H um iskel przem ieszany z hum ikolem pochodzenia koprogenicznego. Profil 4, poziom A 0, głębokość 6-10 cm a nikole rów noległe, b nikole skrzyżow ane. Pow iększenie ok. 28 X Ferm entation layer of raw ectohumus. H um iskel m ixed up w ith pelleted fecal humicol. Profile 4, horizon A 0, depth 6-10 cm a parallel niçois, b crossed nicols. E nlargem ent about 28 X Fot. S. K ow aliński

Rys. 5. W arstwa hum ifikacyjna nakładow ej próchnicy surowej. D robnogruzełkowy m ullikol z resztkam i hum iskelu. Profil 4, poziom A 0, głębokość 6-10 cm a n ik o le ró w n o le g łe, b n ik o le s k rz y ż o w a n e. P o w ię k s z e n ie o k. 28 X H um ification layer of raw ectohum us. Pelleted m ullicol w ith rem ains of hum iskel. Profile 4, horizon A 0, depth 6-10 cm a p a ra lle l niçois, b c ro s se d n ic o ls. E n la r g e m e n t a b o u t 28 X Fot. S. K ow aliński

Rys. 6. Substancja próchniczno-m ineralna w form ie argilla-hum ikolu o strukturze gąbczastej. Fragmenty nie zhum ifikow anych resztek organicznych w form ie hum i- skelu. Profil 4, poziom А ъ głębokość 10-16 cm a nikole rów noległe, b nikole skrzyżow ane. Pow iększenie ok. 28 X H um us-m inerai substance in form of arg'illa-humicol w ith spongy structure. Fragm ents of non-hum ified organic rem ains in form of hum iskel. P rofile 4, horizon A u depth 10-16 cm a parallel niçois, b crossed nicols. E nlargem ent about 28 X Fot. S. K ow aliński

Rys. 7. Substancja próchniczno-m ineralna w form ie argillacolu o wyraźnej strukturze gąbczastej. W części środkowej fragm ent hum iskelu. Profil 4, poziom А ъ głębokość 10-16 cm a n ik o le ró w n o le g łe, b n ik o le s k rz y ż o w a n e. P o w ię k s z e n ie ok. 28 X H um us-m inerai substance in form of argillacol w ith distinct spongy structure. A fragm ent of hum iskel in the central part. Profile 4, horizon A b depth 10-16 cm a p a ra lle l n iço is, b c ro s se d n ico ls. E n la rg e m e n t a b o u t 28 X Fot. S. K ow aliński

Rys. 8. Fragm ent hum iskelu na tle drobnogruzelkowego hum ikolu pochodzenia koprogenicznego. Tendencja do tworzenia się argillacolu wyraźna. Profil 5, poziom A 0, głębokość 3-6 cm a nikole rów nolegle, b nikole skrzyżow ane. Pow iększenie ok. 28 X A fragm ent of hum iskel against the background of pelleted fecal humicol. Marked tendency towards form ation of argillacol. Profile 5, horizon A 0, depth 3-6 cm a parallel niçois, b crossed nicols. E nlargem ent about 28 X Fot. S. Kowaliński

Mikromorfologia i chemia próchnicy 149 W ystępuje tu m ateriał o słabym i mocnym stopniu rozkładu barw y brunatnoczarnej. Tkanki roślinne z zachow aną budow ą kom órkow ą przemieszane z m ateriałem silnie rozłożonym. Nielicznie w ystępują fragm enty tkanek zwęglonych typu zdrewniałego i domieszka m ateriału mineralnego. Próchnica o stru k tu rze m ieszanej hum iskelu i hum ikolu. Profil 5 poziom A0 o miąższości 0-6 cm, próchnica typu moder, barw y brunatnoszarej w stanie świeżym, igliwie, resztki roślinne częściowo i silnie rozłożone. W badaniu mikroskopowym widoczne są dwie partie: górna barw y brunatnej, gdzie w ystępują liczne przekroje przez tkanki przewodzące szpilek św ierkow ych typu flobafenow o-zdrew niałego; w części dolnej w y stępują fragm enty tkanek o średnim stopniu humifikacji, które uległy deformacji przez zgniecenie i rozerwanie. W poziomie tym w ystępuje próchnica o strukturze złożonej: w partii górnej humiskel, natom iast w dolnej m ullikol przechodzący w argillikol lub też m ulli-argillikol. F R A K C JO N O W A N Y SK Ł A D P R Ó C H N IC Y G L E B O W E J * Ogólna zawartość węgla. Z tabeli w yraźnie widać, że ilość С ogółem w poziomach A x badanych profilów w aha się w granicach od 6,05 do 12,64%. Wysoka zawartość węgla ogólnego w poziomie At w profilach 1 i 2 obniża się raptow nie w poziomie A2, aby w poziomie próchniczno- -iluw ialnym nieznacznie w zrosnąć w stosunku do poziom u A2. W glebach porośniętych lasem świerkowym (profile 3, 4, 5) zawartość węgla ogółem w poziomie A1 jest mniejsza niż w glebach pod kosodrzewiną z gęstą roślinnością traw iastą (profile 1 i 2). Pomimo dużego dopływu substancji organicznej panują w nich gorsze w arunki hum ifikacji w skutek układu w arunków klim atycznych i zw iązanych z nim i organicznych procesów biologicznych. Duży w pływ w yw iera tu rodzaj substancji organicznej, kw aśny odczyn gleby, ilość i skład m ikroflory. Dużą zawartość węgla w głębszych poziomach gleby, która nawet na głębokości 60-70 cm w aha się od 0,31 do 0,82%, można przypisać dynam izmowi niektórych procesów glebow ych w leśnych glebach górskich, zw iązanych z rozw ojem system u korzeniowego drzew oraz z przebiegiem procesów deluwialno-soliflukcyjnych. Niepoślednią rolę odgrywa tam również duża zaw artość części szkieletowych, których procentow a ilość w poziomach dolnych gleby w aha się w granicach 49-70%. U łatw iają one przemieszczanie różnych związków, w tym również połączeń próchnicznych. 1 Składam y serdeczne podziękow anie Panu mgr inż. Eugenowi Leśo za pomoc przy w ykonyw aniu analiz chem icznych składu frakcyjnego próchnicy glebow ej.

150 S. Kowaliński, J. Drozd, S. Licznar Węgiel bituminów. Zawartość węgla bitum in spada wraz ze wzrostem głębokości profilu glebowego. Badane profile glebowe zaw ierają na ogół dużą ilość С bitum inów w powierzchniowych poziomach. Dużo węgla bitum inów zaw ierają poziomy eluw ialne gleb bielicowych, w których ilość tych związków w aha się w granicach 10,2-14,7%. W dolnych poziomach badanych gleb ilość związków bitum icznych waha się w granicach 2,0-3,3%. Stosunkowo wysoka zawartość С bitum inów we wszystkich badanych profilach glebowych związana jest nie tylko z w arunkam i klim atycznym i, ale również z jakością obum arłych resztek roślinnych oraz specyficznym i czynnikam i bioekologicznymi, ograniczającym i procesy rozkładu substancji organicznej. Igliwie św ierkow e nagrom adzone w badanych glebach brunatnych zasobne jest w takie związki, jak smoły, woski i inne substancje organiczne, które ham ują proces hum ifikacji. Rozkładowi ulegają szybciej związki łatwiej rozpuszczalne. W skutek zahamowania procesu rozkładu igliwia nagrom adza się w glebie większa ilość połączeń trudno ulegających hum i fikacji, do których zaliczane są bitum iny, obejm ujące między innymi w spom niane smoły, woski i żywice. W glebach bielicow ych porośniętych kosodrzew iną z podszyciem tra wiastym wysoką zawartość С bitum inów można częściowo wytłumaczyć surow szym i w arunkam i klim atycznym i zw iązanym i z wysokością nad poziomem morza, które powodują odmienny skład jakościowy substancji organicznej gromadzącej się w glebie i na jej pow ierzchni oraz ograniczonymi procesam i biologicznymi. Węgiel rozpuszczalny w 0,ln Na4P 20 7 (frakcja I). Powyższa grupa związków stanowi procentowo najw iększy udział węgla ogólnego w badanych profilach. N ajw ięcej form ruchom ych obserw ujem y w poziomach Bh w profilach 1 i 2 gleb w ystępujących na Równi pod Śnieżką. Gleby pod lasem świerkowym położone na stoku Małej Kopy (profile 3, 4 i 5) m ają mniejszą ilość tej frakcji próchnicy. Wśród nich najwyższą zawartość tej frakcji znajdujem y w poziomach A/В i B. Takie rozmieszczenie zawartości frakcji próchnicy rozpuszczalnej w 0,ln Na4P 20 7 świadczyć może o ich przem ieszczaniu z górnych poziomów profilu glebowego, a następnie grom adzeniu ich w poziomach środkowych, odpow iadających poziomom iluwialnym i brunatnienia. Poniżej poziomu Bh, В i (B) obserw ujem y stopniowe zmniejszanie się zawartości tych ruchomych form próchnicznych. Jak widać z rozmieszczenia i procentowej zawartości, związki te są w profilu glebowym łatw o przem ieszczane, poniew aż są luźno związane z glebą.

Mikromorfologia i chemia próchnicy 151 Węgiel rozpuszczalny w 0,ln NaOH (frakcja II). Te form y próchniczne, silniej związane z m ineralną częścią gleby, mogą być św iadectwem zachodzących w glebie procesów glebowych, o czym świadczy ich procentowe zróżnicowanie w poszczególnych poziomach genetycznych. Zawartość tej frakcji waha się w poziomach Ax w granicach 20-27%, w poziomach В od 15 do 20%. We wszystkich badanych profilach gleb zaznacza się na ogół spadek tej frakcji związków próchnicznych w głębszych częściach profilu. Badane gleby bielico we zaw ierają w poziomach A0 i A±znacznie większe ilości tej frakcji w porów naniu z glebam i brunatnym i. Węgiel rozpuszczalny w 0,5n H2S 0 4 (frakcja III). Ilości węgla przechodzącego do roztw oru 0,5n H2S 0 4 są nieznaczne. Najniższe wartości wynoszące 0,6-0,8% w ystępują w poziomach próchnicznych gleb bielicowych pod kosodrzewiną i roślinnością traw iastą. W głębszych poziomach tych gleb ilość węgla tej frakcji wynosi 1,6-3,0% С ogółem. W brunatnych glebach kw aśnych i wyługowanych (profile 3, 4 i 5) procentowa zawartość tej frakcji w ynosi od 1,2 do 6,0% С ogółem. We w szystkich badanych profilach uwidacznia się na ogół wzrost procentowego udziału węgla tej frak cji w raz ze w zrostem głębokości profilu glebowego. Węgiel rozpuszczalny w 0,ln NaOH po kwaśnej hydrolizie (frakcja IV). Zawartość frakcji i jej układ w poszczególnych poziomach badanych profilów jest dość charakterystyczny dla badanych gleb górskich. N agrom adzenie tej frakcji związków próchnicznych obserw ujem y zwykle w poziomach A2 gleb bielicowych (profile 1 i 2) lub (B) gleb brunatnych (profile 3, 4 i 5). Zjawisko to można wytłumaczyć prawdopodobnie tym, iż z poziomów A2 pod wpływem procesu bielicowego zostają wym yte głównie ruchom e i słabo związane związki próchniczne przew ażnie związane z Fe (co potw ierdzają przedstawione wyniki), które przemieszczane są do poziomów Bh i B. W w yniku tego procesu przew ażają w tym poziomie związki próchniczne trw ale związane z m asą m ineralną gleby. N atom iast w badanych glebach brun atn y ch obserw ow any w zrost zawartości tej frakcji w poziomach (B) spowodowany jest tworzeniem się w nich trw ałych połączeń próchniczno-m ineralnych między m ineralnym i produktam i procesu bru n atn ien ia i związkam i próchnicznym i. Stosunek kwasów huminowych do fulwowych. W badanych profilach glebowych niski stosunek kwasów hum inowych do fulwowych w ystępuje zarówno we frakcji pirofosforanowej, jak i w wyciągu NaOH. Stosunek ten tylko w poziomie A2 przekracza jedność, w pozostałych

152 S. Kowaliński, J. Drozd, S. Licznar poziomach genetycznych jest niższy od jedności, co wskazuje na duży udział w tych frakcjach niskocząsteczkowych związków próchnicznych. należących do grupy tzw. kwasów fulwowych. We frakcji pirofosforanowej stosunek Ch : Cf jest nieco wyższy niż w wyciągu NaOH. Stosunek kwasów hum inowych do fulwowych jest różny w zależności od typu glebowego. W glebach bielicowych (profile 1 i 2) widzimy wzrost omawianego stosunku w poziomie A2, a następnie gwałtowny spadek w poziomie Bh oraz stopniowy powolny wzrost w dalszych poziomach genetycznych. Odnosi się to do stosunku Ch : Cf zarówno w wyciągu pirofosforanowym, jak i w roztworze NaOH. W pozostałych profilach (profile 3, 4, 5) najw iększa zaw artość kwasów hum inow ych w ystępuje w poziomach A1 i At/B. W niższych poziomach genetycznych omawianych profilów uwidacznia się stopniowy spadek tej zawartości wraz ze wzrostem głębokości. Zawartość węgla nie hydrolizującego. We wszystkich badanych profilach gleb uwidacznia się wzrost zawartości węgla nie hydrolizującego w poziomach głębszych. Na podstaw ie uzyskanych badań należy stw ie r dzić na ogół m niejszą zawartość węgla nie hydrolizującego w glebach pod kosodrzewiną z gęstą roślinnością traw iastą (profile 1 i 2) niż w glebach pod lasem św ierkow ym. Zaw artość węgla nie hydrolizującego we w szystkich profilach jest stosunkow o niska. M ała zaw artość w ęgla nie hydrolizującego w glebach pod kosodrzewiną jest spowodowana specyficznymi w arunkam i procesów glebowych zachodzących na tej wysokości (1350- -1450 m n.p.m.), które decydują o k ieru n k u przem ian substancji organicznej w badanych utw orach glebowych. M ała zaw artość w ęgla nie h y drolizującego w glebach pod lasem św ierkow ym w skazuje na w ystępowanie większych ilości ruchow ych i aktyw nych związków próchnicznych tru d n iej ulegających den atu racji n atu raln ej. Wskaźnik rozpuszczalności związków próchnicznych. Na podstawie obliczonego wskaźnika rozpuszczalności związków próchnicznych można stwierdzić, że największe profilowe zróżnicowanie w ykazują gleby bielicowe (profile 1 i 2), mniejsze gleby brunatne wyługowane (profile 3 i 4), a najm niejsze gleba b ru n atn a kw aśna (profil 5). W badanych glebach bielicowych następuje przemieszczanie łatwiej rozpuszczalnych związków z poziomu A2 do poziomu Bh. Dlatego też w profilach tych gleb obserw ujem y dość duże profilowe zróżnicowanie składu frakcyjnego próchnicy glebowej. W skaźnik rozpuszczalności związków próchnicznych wynosi w poziomach A2 ok. 54,0, a w poziomie Bh 63,4-65,0. Poziomy A t tego typu gleb m ają wskaźniki rozpuszczalności wyższe niż poziom A2. Na tej podstawie można przypuszczać, że taki lub

M ikrom orfologia i chem ia próchnicy 153 zbliżony układ profilow y w skaźnika rozpuszczalności związków próchnicznych jest charakterystyczny dla górskich gleb bielicowych. W badanych górskich glebach brunatnych oligotroficzność zwietrzeliny gran itu pow oduje rów nież pew ne zróżnicow anie w skaźnika rozpuszczalności w ujęciu profilow ym. Poziomy przejściowe między A1 i (B) oraz poziom (B) zaw ierają w porównaniu z poziomem A1 nieco większą ilość luźniej związanych połączeń próchnicznych, przy równocześnie większej ilości С nie hydrolizującego. W profilu gleby brunatnej kwaśnej wskaźnik rozpuszczalności związków próchnicznych w poziomie A 1 wynosi 61,66, a w poziomie A^B 58,97. Gleby brunatne wyługowane w ykazują jeszcze większe różnice niż profil gleby brunatnej kw aśnej, zajm ując stanow iska pośrednie pom iędzy glebami bielicowymi a glebą brunatną kwaśną. Reasumując skład frakcyjny związków próchnicznych badanych gleb górskich można stwierdzić, że odpowiada on w swoich tendencjach danym spotykanym w literaturze, a zwłaszcza badaniom Pasternaka i Skiby [10], P e l iska [11], Borkowskiego [5] i Dołgilewicza [6]. P astern ak i Skiba przy badaniu gleb leśnych K arpat stw ierdzili w y soką zawartość С ogólnego w ich górnych poziomach, stosunkowo dużą zaw artość bitum in (6-12%), przew agę form ruchom ych nad m niej ruchom ym i oraz stosunek C h:c ^= 0,6. Ponadto wykazali, że zaw artość ruchom ych form związków próchnicznych obniża się w raz z głębokością w profilu glebowym. P eliśek zw raca uwagę, że w poszczególnych strefach leśnych gleb górskich w m iarę wzrostu wysokości nad poziomem morza wyraźnie w zrasta ilość kwasów fulw owych, a zm niejsza się ilość kwasów hum inow ych. B a dania Borkowskiego sugerują, że w niektórych upraw nych glebach b ru natnych Sudetów w ystępujące różnice w składzie próchnicy mogą być w arunkow ane w pływ em skały m acierzystej. Przeprow adzone przez Dołgilewicza badania w glebach leśnych K rym u w ytw orzonych ze skał w ęglanowych i bezwęglanowych wykazały, że ilość związków próchnicznych w yekstrahow anych podczas dekalcytacji jest większa w glebie w ytw orzonej na skałach węglanowych. W naszych badaniach nie zajmowano się tym zagadnieniem. Tym niemniej zjawisko to, jak również poznanie roli związków próchnicznych w pow staw aniu i ewolucji gleb górskich, w ym a ga dalszych szczegółowych badań. WNIOSKI Przeprow adzone badania związków próchnicznych w niektórych glebach Karkonoszy pozw alają na w yciągnięcie następujących wniosków: 1. Pod względem m ikro m orfologicznym próchnica nakładow a w yka-

154 S. Kowaliński, J. Drozd, S. Licznar żuje charakterystyczne form y i struktury substancji organicznej o różnym stopniu rozkładu: w glebach bielicowych moderowa form a próchnicy zawiera duże ilości hum iskelu w górnej części poziomu A0, natom iast w dolnej hum iskel w ystępuje obok hum ikolu; w glebach brunatnych w yługow anych surow a form a próchnicy n a kładowej wykazuje obecność hum iskelu i hum ikolu w całym poziomie, z tym że w dolnej części poziomu A0 w yraźnie maleje ilość humiskelu, a w zrasta zaw artość hum ikolu z dom ieszką m ullikolu; w glebie b runatnej kwaśnej m oderow a form a próchnicy m a substancję organiczną o strukturze hum iskelu w górnej części poziomu A0} w dolnej zaś m ullikol przem ieszany z argillikolem. 2. Pod względem chem icznym próchnica badanych gleb: odznacza się dużą ilością bitum in w poziomach A0 i At; zaw iera znaczne ilości połączeń próchnicznych rozpuszczalnych; zawiera stosunkowo małe ilości węgla nie hydrolizującego, przy czym gleby bru n atn e zaw ierają go więcej niż gleby bielicowe. 3. Jakościowe i ilościowe zróżnicow anie próchnicy w badanych glebach jest związane ze zróżnicow aniem czynników glebotwórczych, p anujących w różnych strefach wysokościowych, które w pływ ają na procesy hum ifikacji i związane z tym w skaźniki rozpuszczalności związków próchnicznych w ujęciu profilow ym: gleby bielicowe w ykazują najniższe wartości w poziomach eluwialnych, a najwyższe w poziomach A0 i Bh, gleby b ru n atn e m ają m alejące w artości w skaźników rozpuszczalności w m iarę przechodzenia do dolnych poziomów glebowych. LITERATURA [1] Altemüller H. J.: V erbesserung der Einbettungs und Schlieftechnik bei der H erstellung von B odendünnschliefen m it Vestopal. Z. f. Pflanzenern. Düng., Bodenkunde, 99 (144), 164-177. [2] Babel U.: Die Ansprache von Pflanzenresten im m ikroskopischen Preparat von H um usbildungen. Z. f. Pflanzenern. Düng., Bodenkunde, 109, 1955, 1, 15-26. [3] Barratt B. C.: D ifferences in humus forms and their m icrofabric induced by long-term topdressings in hayfields. Geoderms, 1, 1967, 3/4, 209-227. [4] Boratyński K., Wilk K.: N ow a m etoda analizy frakcjonowanej zw iązków próchnicznych w glebach m ineralnych. Zesz. probl., Post. N auk roi., 40a, 1963, 157-169. [5] Borkowski J.: Gleby brunatne Sudetów. PAN, Wydz. Nauk roi. i leśn., Kom. Zagospod. Gleb Górskich, 12, 1966, 29-93. 16] D o ł g i 1 e w i с z M. J.: К woprosu o prirodie hum usowych w ieszczestw w burych gornolesnych poczwach Kryma. Poczw ow iedien., 7, 1959, 110-112. [7] Drozd J.: Skład zw iązków próchnicznych w yekstrahow anych pirofosforanem sodu z niektórych gleb. Zesz. nauk. WSR Wroc. Roln., 19, 1965, 29-37.

Mikromorfologia i chemia próchnicy 155 [8] Kowaliński S., Bogda A.: Przydatność polskich żyw ic syntetycznych do sporządzania m ikroskopowych szlifów gleb. Rocz. glebozn., 16, 1966, 2, 326-336. [9] Kubiena W.: Bestim m ungsbuch und System atik der Boden Europas. Stuttgard 1953. [10] Pasternak D. S., Skiba W. W.: Sodierżanije i sostaw hum usa burych leśnych poczw Karpat. Poczw ow iedien, 12, 1962, 74-79. [11] P e l i ś e k J.: Lesnické pûdozm alstwi. Praha 1957, 487. С. К О В А Л И Н Ь С К И, Е. Д Р О ЗД, С. Л И Ч Н А Р МИКРОМОРФОЛОГИЧЕСКАЯ И ХИМ ИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИ С ТИ КА ГУМУСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В НЕКОТОРЫ Х ПО ЧВАХ КАРКОНОШ ЕЙ К аф едра Почвоведения Высшей Сельскохозяйственной Ш колы в Вроцлаве Резюме Целью труда были микроморфологические и химические исследования состава гумуса в некоторых горных почвах, находящ ихся в разны х высотных стреф ах Карконош ей. И сследования касались 5 проф илей почв образованны х из гранита и представляющих: почвы подзолистые 2 профиля, почвы бурые выщелоченные 2 профиля, почвы бурые кислые 1 профиль. П роизведенные исследования разреш или заключить следующ ее: 1. В микроморфо логическом отношении подпочвенный гумус проявляет х а рактерные формы и структуры органической субстанции с разной степенью разлож ения; в подзолистых почвах модеровая форма гумуса содержит значительное количество гумискеля в верхней части горизонта А 0, зато в ниж ней части гумискель появляется рядом с гумиколем; в почвах бурых выщ елоченных сырях форма надпочвенного гумуса проявляет присутствие гумискеля и гумиколя во всем горизонте, с тем что в н и ж ней части горизонта А 0 отчетливо понижается количество гумискеля, а повыш ается содерж ание гумиколя с примесью мулликоля; в бурой кислой почве модеровая форма гумуса обладает органической субстанцией со структурой гумискеля в верхней части горизонта А 0, зато в ниж ней части проходящ им мулликолем или взаимно проницающим аргилликолем. 2. В химическом отношении гумус исследуемы х почв: отличается значительными количествами битуминов в горизонтах А 0 и А содерж ит значительные количества разлагаемы х гумусных соединений; содержит относительно небольшие количества негидролизирующ его углерода, при чем бурые почвы содерж ат больше углерода этой ф ракции чем подзолисты е почвы.

156 S. Kowaliński, J. Drozd, S. Licznar 3. Качественная и количественная диф ф еренциация гумуса в исследуемы х почвах связана с диф ф еренциацией почвообразовательных факторов, которые влияют на процессы гумификации и связанные с этим указатели растворимости гумусовы х соединений в оценке профилей; подзолистые почвы проявляют наиболее низкие стоимости этих ук азателей в элювиальных горизонтах, а наиболее высокие в горизонтах А 0 и В/,; бурые почвы обладают понижающ имися стоимостями указателей растворимости по мере перехож дения в нижние почвенные горизонты. S. K O W A L IŃ SK I, J. D R OZD, S. L IC Z N A R MICROMORPHOLOGICAL AND CHEMICAL CHARACTERISTIC OF HUM US COMPOUNDS IN SOME SOILS OF THE KARKONOSZE M OUNTAINS D epartm ent of Soil Science, College of A griculture in W rocław Summary The objective of the w ork w ere m icrom orphological and chem ical exam inations of the com position of humus in som e m ountain soils occurring in different altitudinal zones of the Karkonosze M ountains. The investigations comprised five profiles of soils form ed out of granite, and representing: podzolic soils 2 profiles, leached brown soils 2 profiles, acid brown soils 1 profile. The investigations have helped to draw the follow ing conclusions: 1. In respect of micromorphology, ectohum us show s characteristic form s and structures of organic m atter in different decom position degree: in podzolic soils the moder form of humus contains large am ounts of hum iskel in the upper part of horizon A 0, w h ile in the low er one hum iskel appears beside hum icol ; in leached brown soils the raw form of ectohum us show s the presence of hum iskel and hum icol all over the horizon, the am ount of hum iskel in the low er part of horizon A 0 m arkedly decreasing, and that of hum icol w ith adm ixture of m ullicol-increasing ; in acid brown soils moder form of humus contains organic substance of hum iskel structure in the upper part of horizon A 0, w hile in the low er one mullicol! m ixed up w ith argillicol. 2. In respect of chem ical com position the humus of the exam ined soils: is characterized by large am ounts of bitum ens in horizons A 0 and A x; contains considerable amounts of soluble humus compounds; contains relatively sm all amounts of non-hydrolizing carbon, the brown soils containing more carbon of this fraction than the podzolic ones. 3. Q ualitative and quantative differentation of humus in the exam ined soils is related to the differentation of soil-form ing factors in different altitudinal zones,.

Mikromorfologia i chemia próchnicy 157 w hich influence the processes of hum ification as w ell as solubility indices of the fractional com position of hum us in the profile: podzolic soils show s the low est values in eluvial horizons, and the highest ones in horizons A 0 and В/, ; in brown soils the values of solubility indices decrease down the low er soil horizons. prof. dr Stanislaw Kowaliński Zespól Gleboznawstwa Instytut Gleboznawstwa i Chemii Rolnej A.R. Wroclaw, G runwaldzka 53