Buffer properties of soils with regard to their vulnerability to degradation

• Autorzy: Jaworska H. , Dąbkowska-Naskręt H. , Malczyk P.

Warianty tytułu

PL

Właściwości buforowe wybranych typów gleb w aspekcie ich podatności na degradację

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study was undertaken for the estimation of buffer equilibria in soils of different typology nom the selected regions of Poland with regard to their vulnerability to degradation. Several different soils have been chosen for the investigation: (Tulibowo - Luvisols, Szadłowice - Phaeozems, Włocławek - Podzols); (acc. to WRB). The soil profiles were located in the area of industrial emission (Włocławek) and beyond the anthropogenic influence (Tulibowo, Szadłowice). The soil buffer capacity was determined for each soil horizon using modified Arrhenius method. The buffer surface areas in the diagrams were calculated using computer program JAO-ATR. It was stated that the most vulnerable on soil pH changes was forest, podzol soil in its mineral horizons. The buffer curves have different shape for the organic and mineral horizons for this soil. Luvisols, is between the Phaeozems and the Podzols in terms of the buffer capacity. The alkaline range for the lessive soil is broader, compared with acidic range with the surface area of buffering 3.46 cm2 for C horizon and 4.31 cm2 for AEes and Bt horizons. The highest buffer capacity, particularly in acidic range, have samples from the black earth, due to their composition i.e. relatively high content of organic matter and clay minerals. This is related to the highest surface area under the buffering curve i.e. 4.45 cm2 in A horizon and 3.17 cm2 in patent material of the soil.

PL

Buforowość gleb definiowana jest jako zdolność gleby do przeciwstawiania się jej zakwaszaniu lub alkalizacji. Najczęściej właściwości buforowe gleb związane są z sorpcją i adsorpcją jonów, ze zobojętnieniem i wytrąceniem składników wprowadzonych do gleby, procesami przechodzenia związków w formy jonowe lub molekularne, co wpływa na odporność gleb na oddziaływanie czynników degradujących. Wyznaczenie stopnia zbuforowania gleby ma duże znaczenie dla określenia właściwego poziomu nawożenia. Właściwości buforowe gleb można wykorzystać także do prognozowania i oceny stopnia degradacji środowiska przyrodniczego, a w praktyce rolniczej do wyznaczania potrzeb wapnowania gleb. Podjęte badania miały na celu ocenę właściwości buforowych wybranych profili gleb zróżnicowanych typologicznie, pochodzących z następujących mezoregionów: Pojezierza Chełmińsko-Dobrzyńskiego, Równiny Inowrocławskiej oraz Kotliny Płockiej w aspekcie ich podatności na degradację. Materiał badawczy stanowiły trzy profile glebowe (płowa typowa, czarna ziemia właściwa, bielicowo" rdzawa) o charakterze reprezentatywnym dla wytypowanych do badań obszarów. Dla oceny właściwości buforowych gleb zastosowano metodę Arrheniusa w modyfikacji Malczyka. Do analizy użyto 0,1 mol. dm[do -3] roztwory HCl i NaOH oraz 1 g odważki próbek glebowych. Wyniki pomiarów posłużyły do wykreślenia krzywych buforowych. Wykresy zostały wykonane za pomocą programu komputerowego Excel 7,0. Powierzchnie buforowania policzono korzystając z programu komputerowego JAO-ATR. Obliczono stosunki powierzchni buforowania w zakresie zasadowym (P[NaOH]) do powierzchni buforowania w zakresie kwasowym (P[HCl]). Analizowane profile glebowe różnią się między sobą przynależnością typologiczną, wykazują zróżnicowanie właściwości fizykochemicznych, chemicznych i buforowych. Najmniejszą odpornością na zmiany pH odznaczał się profil gleby leśnej w jej części mineralnej, co jest charakterystyczne dla gleb bielicowo-rdzawych wytworzonych z piasków aluwialnych. Natomiast gleba płowa typowa stanowi pod względem właściwości buforowych formę pośrednią między czarnymi ziemiami a typem gleb rdzawych. Czarne ziemie właściwe odznaczają się największymi zdolnościami buforowymi, co należy wiązać z ich uziarnieniem i zawartością koloidów organicznych i mineralnych. Gleby te wyróżniają się większą koloidów organicznych i mineralnych. Gleby te wyróżniają się większą zawartością frakcji o średnicy mniejszej od 0,02 mm i obecnością węglanu wapnia. Warunki te sprawiają, że cechują się one w odróżnieniu od dwóch poprzednich profili, mniejszą podatnością na degradację pod wpływem różnych czynników naturalnych, czy też wynikających z działalności antropogennej. Badane profile glebowe cechowały się zróżnicowanymi właściwościami buforowymi, co wiązać należy z niejednakowym rozkładem różnych buforów, wynikającym z odmiennych procesów glebotwórczych je kształtujących. W pracy podjęto próbę omówienia mechanizmów działania procesów buforowania gleb na podstawie ich składu.

Słowa kluczowe

EN

buffer properties of soils; luvisols; Phaeozems; Podzols

PL

buforowość gleb; gleby płowe; czarne ziemie; gleby bielicowe

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 12, nr 3
• Strony: 231--239
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., 3 rys., 3 tab.

Twórcy

autor

Jaworska H.

• Department of Soil Science and Soil Protection, University of Technology and Agriculture, ul. Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz, tel. [phone], fax [phone]

autor

Dąbkowska-Naskręt H.

• Department of Soil Science and Soil Protection, University of Technology and Agriculture, ul. Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz, tel. [phone], fax [phone]

autor

Malczyk P.

• Department of Soil Science and Soil Protection, University of Technology and Agriculture, ul. Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz, tel. [phone], fax [phone]

• Department of Soil Science and Soil Protection, University of Technology and Agriculture, ul. Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz, tel. [phone], fax. [phone],

Bibliografia

• [1] Hornbeck J.W. and Federer C.A.: J. Forest., 1985, 83, 690-691.
• [2] Pokojska U.: Roczn. Glebozn., 1992, 43, 72-82.
• [3] Chodorowski J., Dębicki R. and Smalej M.: Acta Agrophys., Instytut Agrofizyki PAN, Lublin, 2001, 59-70.
• [4] Baran S.: Ocena stanu degradacji i rekultywacji gleb. Akademia Rolnicza, Lublin, 1995, 54-55.
• [5] Cieśla W.: Pozn. Tow. Przyj. Nauk, Poznań, 1961, VIII(4), 2-59.
• [6] Jeziorski J.: Geneza, Htologia i stratygrafia utworów czwartorzędowych. Wyd. Nauk. UAM, Geografia, 1991, 50, 449-456.
• [7] Cieśla W., Dąbkowska-Naskręt H. and Siuda W.: Roczn. Glebozn., 1981, 32(2), 103-113.
• [8] Cieśla W. and Dąbkowska-Naskręt H.: Roczn. Glebozn., 1984, 35(2), 139-150.
• [9] Gonet S., Herman J.: Zesz. Probl. Post. Nauk Roi., 1995, 418(1), 209-218.
• [10] Czerwiński Z.: Roczn. Glebozn., 1996, 47(3/4), 131-143.
• [11] Systematyka gleb Polski: PTG, Roczn. Glebozn., 1989, 40(3/4), 51-58, 64-67.
• [12] Oyama M. and Takehara M.: Revised standard Munsell soil color charts, Tokyo 1992, 1-14.
• [13] Ostrowska A., Gawliński S. and Szczubialka Z.: Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. I0Ś, Warszawa 1991, 63-64.
• [14] Malczyk P.: Modyfikacja metody oznaczania buforowości gleb. Materiały Katedry Gleboznawstwa i Ochrony Gleb, Akademia Techniczno-Rolnicza, Bydgoszcz 1997, 1-6.
• [15] Dąbkowska-Naskręt H. and Jaworska H.: Roczn. Glebozn., 1997, XLVIH(l/2), 59-69.
• [16] Prusinkiewicz Z.: Środowisko i gleby w definicjach. Wyd. TURPRES, 1999, 476 pp.
• [17] Bolt G.H. and Brugenwert M.G.: Soil Chemistry. Elsevier-New York 1978, 96-105.
• [18] Gliński J. and Stępniewska Z.: [in:] Natural and anthropogenic causes and effects of soil acidiflcation. Lublin 1993, 51-61.
• [19] Ostrowska A.: Zdolności buforowe gleb i inne ich właściwości na obszarze stacji kompleksowego monitoringu środowiska "Bory Tucholskie". IOŚ, Zakład Ochrony Ziemi, Warszawa 1993, 87-89.
• [20] Stevenson F.J.: Humus chemistry: genesis, composition, reactions. J. Wiley, New York 1982, 309-324.