Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evolution of shallow post-bog soils developed on Holocene carbonate sediments in NW Poland

Jarnuszewski Grzegorz, Meller Edward, Kitczak Teodor

Journal of Water and Land Development

|

2023

|

no. 58

99--109

EN

This research presents the characteristics and inferred evolution of post-bog soils developed in the Last Glacial Maximum area of northwestern Poland near the southern Baltic coast. The study involved a total of five sites near existing lakes in NW Poland. In total, 21 soil pits were described and sampled and 17 piezometers were installed. In soil samples chemical and physical properties were determined. During the hydrological year the water level was checked and chemical properties of water were determined, the floristic composition at each location was also carried out. Mineralisation of post-bog soils initiated by dehydration leads to the decomposition of organic surface layers and an increase in CaCO3 content as well as mineral non-lime components at the expense of organic matter. A sequence of five soil types occurs in this landscape: Sapric Histosols (Limnic), Drainic Histosols (Calcaric, Limnic), Histic Gleysols (Murshic), Umbric Gleysols (Hyperhumic), Gleyic Phaeozems (Hyperhumic) that represent individual stages of soil genesis. Differences between the chemical properties of soils are apparent between organic vs organic-mineral and mineral layers. Man-induced drainage of post-bog soils changes their physical parameters. Bulk density increase and water retention decrease. The fluctuation of groundwater determines the moisture content of post-bog soils and affects the species composition of vegetation. Chemistry of groundwater is shaped mainly by the construction of catchment and the nature of its use, however, it is modified as a result of the inflow of macronutrients released during organic matter mineralisation processes and leaching of exchangeable forms from the sorption complex.

2

Zróżnicowanie zawartości N-ogółem oraz aktywności enzymów przemian azotu w glebie płowej i czarnej ziemi regionu Pomorza i Kujaw

Piotrowska-Długosz A., Długosz J., Kobierski M., Wilczewski E.

Proceedings of ECOpole

|

2013

|

Vol. 7, No. 1

229--235

PL

Celem badań było określenie zróżnicowania zawartości N-ogółem (NOG) oraz aktywności ureazy (UR), nitroreduktazy (NR) i poziomu amonifikacji argininy (ADA) w poziomie powierzchniowym gleby płowej oraz czarnej ziemi regionu Pomorza i Kujaw. W tym celu w kwietniu 2007 roku z obu obszarów pobrano po 50 próbek glebowych z punktów zlokalizowanych w sztywnej siatce kwadratów (10m x 10m). Wyniki badań opracowano metodami statystycznymi, a zmienność przestrzenną wybranych parametrów określono za pomocą map rastrowych oraz korelogramów, przedstawiających korelacje przestrzenne badanych zmiennych. Średnia zawartość N-ogółem w glebie płowej wynosiła 0,80 g•kg–1, natomiast w czarnej ziemi 1,80 g•kg–1. Aktywność ureazy mieściła się w zakresie 7,30-19,3 mg NH4 +•kg–1•h–1 w czarnej ziemi oraz 0,16-0,68 mg NH4 +•kg–1•h–1 w glebie płowej, natomiast poziom amonifikacji argininy wynosił średnio 4,09 mg NH4 +•kg–1•h–1 w czarnej ziemi oraz 1,31 mg NH4 +•kg–1•h–1 w glebie płowej. Aktywność nitroreduktazy była zbliżona w obu typach badanych gleb. Wyniki aktywności NR cechowały się wysokim zróżnicowaniem, co potwierdziły współczynniki zmienności wynoszące CV = 41,9% w glebie płowej oraz CV = 106,2% w czarnej ziemi, natomiast aktywność UR i ADA oraz zawartość N-ogółem wykazywała średnie zróżnicowanie (CV od 16 do 35%). Większość badanych zmiennych miała skośność dodatnią, a jedynie wyniki zawartości NOG w czarnej ziemi oraz aktywności UR w glebie płowej wykazywały ujemne wartości skośności. Kurtoza mieściła się w zakresie od –1,369 do 8,909 i dla większość badanych cech była ona dodatnia, co świadczy o większej koncentracji wyników wokół średniej w porównaniu do rozkładu normalnego. W obu badanych glebach najwyższe współczynniki korelacji prostej uzyskano pomiędzy zawartością CORG i NOG. Korelogramy wykazały, że badane zmienne charakteryzowały się zróżnicowaną korelacją przestrzenną, a największą korelację wykazywała aktywność NR w próbkach czarnej ziemi. Mapy przestrzennego rozmieszczenia wyników badanych zmiennych wykazały, że rozmieszczenie wartości każdej z nich wykazywało inny kierunek. Ponadto wartości danej cechy były odmiennie rozmieszczone w obu typach gleb.

EN

The objective of this study was to evaluate and compare the spatial differentiation of total-N content and urease (UR), nitrate reductase (NR) and arginine deaminase (ADA) activities in the surface horizon of Luvisol and Phaeozem of the Pomorze and Kujawy region. 50 soil samples from both study areas were collected in April 2007 in a square sampling grid (90 m x 40 m). The results were evaluated with the use of classic statistical and modern geostatistical methods. Spatial variability of the investigated parameters was evaluated by using empirical semivariograms with adjusted theoretical mathematical model of variograms. Raster maps of the studied properties were drawn. Mean value of total-N content in Luvisol samples was 0.80 g•kg–1, while in case of Phaeozem it amounted to 1.80 g•kg–1. Urease activity ranged 7.30-19.3 mg NH4•kg–1•h–1, while arginine deaminase activity was 4.09 mg NH4•kg–1•h–1 in Phaeozem and 1.31 mg NH4•kg–1•h–1 in Luvisol. The nitrate reductase activity was similar in samples of both types of soils. Differentiation of NR activity was very high, what was confirmed by coefficients of variation values (CV%) amounting for 41.9% in Luvisol and 106.2% in Phaeozem, while UR, ADA activity and total-N content showed a moderate variability (CV = 16-35%). The kurtosis ranged from –1.369 to 8.909 and most of variables studied shown the positive values of this parameter, suggesting higher concentration of the data around the average value compared with the normal distribution. In both soil studied the highest positive correlation coefficients were found between CORG and NTOT content. Correlograms displayed various spatial correlation of properties determined and the highest spatial correlation was calculated for NR activity in Phaeozem. The raster maps showed that the distribution of each variable had the different direction in the area studied and the same variable was distributed diversely in both topsoils.

3

Zmienność sezonowa i przestrzenna sodu i chloru w glebach inowrocławskiego Parku Zdrojowego

Krzyżaniak M., Długosz J.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 1

233--237

PL

Badaniami objęto czarne ziemie zlokalizowane w parku zdrojowym w Inowrocławiu, będące pod stałym wpływem tężni. Ten specyficzny czynnik antropogenny powoduje wzrost stężenia jonów sodowych i chlorkowych, zmieniając tym samym istotnie skład kompleksu sorpcyjnego i roztworu glebowego analizowanych gleb. Analizy przeprowadzono na 27 próbkach powierzchniowych pobranych trzykrotnie w ciągu roku (wiosna, lato, jesień). Obliczenia geostatystyczne obejmowały wykreślenie semiwariogramów z danych empirycznych, opracowanie ich modeli oraz wykreślenie na ich podstawie map zmienności przestrzennej badanych składników. Przed wykonaniem map dane były estymowane metodą krigingu punktowego, a zgodność modelu z wariogramem weryfikowano metodą kross-walidacji. Do wykonana modeli semiwariogramów badanych składników wykorzystano modele: sferyczny, liniowy i efektu samorodka. Otrzymane modele dla semiwariogramów jonów chlorkowych, wymiennych i wodnorozpuszczalnych jonów sodowych wykazały, że zakres ich oddziaływania mieści się w przedziale 61÷148 m. Również w rozkładzie przestrzennym we wszystkich badanych składnikach przeważała zmienność strukturalna (długiego zasięgu), co potwierdziła niska wartość efektu samorodka (nugget effect) (8,5÷14,9%). Z badanych składników największą zmiennością przestrzenną charakteryzowały się wymienne jony Na+, na co wskazuje największa wartość wariancji progowej (sill) (59,8÷237,4 (mmol/kg)2). Natomiast najmniejszą zmienność przestrzenną miały jony chlorkowe (0,91÷127,7 (mmol/kg)2). Porównując zmienność w poszczególnych sezonach, stwierdzono, że największą zmiennością charakteryzowały się badane składniki w okresie letnim (121,6÷237,4 (mmol/kg)2).

EN

The research covered Phaeozems (WRB 2007) located in the Spa Park in the town of Inowroclaw, which are under continuous influence of graduation towers. This specific anthropogenic factor induces the increased concentration of calcium, sodium and chloride ions, and thus significantly modify the composition of the sorption complex and the soil solution of the analysed soils. Analyses were carried out on 27 surface samples collected three times per year (spring, summer, autumn). Geostatistical calculations included plotting of semivariograms based on empirical data, drawing up their models and based on them - plotting of spatial variability maps of the studied components. Before maps were drawn, the data were estimated by the method of point kriging, and the goodness of fit of a model to a variogram was verified by the method of cross-validation. Spherical and linear models, as well as the nugget effect were applied in order to prepare the models of semivariograms for the studied elements. The obtained models for semivariograms of chloride ions, exchangeable and water-soluble sodium ions proved that their interactions range from 61 to 148 m. Structural variability prevailed also in the spatial distribution in all studied components (long range), which was confirmed by a low value of the nugget effect (8.5÷14.9%). Among the studied components, exchangeable Na+ ions were characterised by the highest spatial variability, and this is indicated by the highest sill value (59.8÷237.4 (mmol/kg)2). Whereas, chloride ions were characterised by the lowest spatial variability (0.91÷127.7 (mmol/kg)2). When comparing particular seasons, the highest variability of the studied components occured in the summer (121.6÷237.4 (mmol/kg)2).

4

Selected physical and chemical properties and the structure condition of phaeozems formed from different parent materials. Part 1. Physical and chemical properties

Habel A. Y., Kaczmarek Z., Mocek A.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2007

|

Vol. 52, nr 3

45-49

EN

The performed investigations aimed at determining physical and chemical properties of proper Phaeozems, especially their diversification in soils developed from different geological formations. The following parameters were determined in the examined soils: texture of soil, bulk density, specific density, porosity, moisture content, hygroscopic water capacity (H) and maximum hygroscopicity (MH), liquid and plastic limits, content of available elements, organic carbon and total nitrogen, hydrolytic acidity, reaction and others. The authors determined, among others: high natural moisture content and density (especially in soils developed from clays), strongly diversified H and MH values correlated with the content of the clay fraction and moisture contents at the limits of liquidity and plasticity. All the analysed soils were characterised by the reaction close to neutral, optimal C:N ratio as well as strong sorption capabilities. They were potentially abundant in nutrient resources and did not exhibit salinity.

PL

Przeprowadzone badania miały na celu poznanie właściwości fizycznych i chemicznych czarnych ziem właściwych, a w szczególności ich zróżnicowania w glebach wytworzonych z odmiennych utworów geologicznych. W badanych glebach oznaczono m.in.: uziarnienie, gęstość objętościową oraz gęstość fazy stałej, porowatość, wilgotność, H i MH, granice: płynności i plastyczności, zawartość składników przyswajalnych, węgla organicznego i azotu ogólnego, kwasowość hydrolityczną, odczyn i inne. Stwierdzono, między innymi: wysoką wilgotność naturalną i gęstość (szczególnie w glebach wytworzonych z iłów), silnie zróżnicowane, skorelowane z zawartością iłu koloidalnego, wartości H, MH oraz wilgotności przy granicach: płynności i plastyczności. Wszystkie analizowane gleby charakteryzowały się odczynem zbliżonym do obojętnego, optymalnym stosunkiem C:N oraz silnymi zdolnościami sorpcyjnymi. Gleby te były potencjalnie zasobne w składniki pokarmowe. Nie wykazywały zasolenia.

5

Selected physical and chemical properties and the structure condition of phaeozems formed from different parent rocks. Part 2. The state of arable phaeozems horizons' structure

Habel A. Y., Kaczmarek Z., Owczarzak W.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2007

|

Vol. 52, nr 3

50-54

EN

The paper analyses characteristic structure-forming properties such as: the dynamic and static water resistance of soil aggregates, the secondary aggregation following the dynamic and static water action, capillary water capacity, volume changes caused by swelling and shrinkage of soil aggregates and their mechanical strength for six topsoil horizons of phaeozems. Experiments were carried out in carefully controlled moisture and compaction conditions of modelled soil aggregates of V=1 cm3. The aggregates were characterised by a considerable variability of texture, especially of the colloid fraction content (from 10 to 54%) as well as a significant variation in the content of organic matter (from 27.6 to 41.0 gźkg-1). Basically, the above two factors determined the structure-forming potentials of the examined soils. The secondary aggregation, following the dynamic and static water action, measured by the amount of secondary aggregates > 0, 25 mm, ranged from 26 to 89%. High retention potentials of the examined aggregates led to considerable volume alterations in the course of drying and moistening processes: shrinkage reached the value of 54%, while swelling attained the value of even 80% of the initial aggregate volume. Consequently, loosening or compaction of the aggregate solid state occurred, leading to their varying suscaptability to the action of external factors, including their resistance to the action of water and mechanical strains.

PL

W pracy analizowano charakterystyczne cechy strukturotwórcze, takie jak: dynamiczną i statyczną wodoodporność agregatów glebowych, stan agregacji wtórnej po dynamicznym i statycznym działaniu wody, kapilarną pojemność wodną, zmiany objętościowe wywołane pęcznieniem i skurczem agregatów glebowych oraz ich mechaniczną wytrzymałość dla sześciu poziomów orno-próchnicznych czarnych ziem. Badania prowadzono w ściśle kontrolowanych warunkach wilgotności i zagęszczenia modelowanych agregatów glebowych o V=1cm3. Agregaty charakteryzowały się dużą zmiennością składu granulometrycznego, szczególnie zawartości frakcji koloidalnej (od 10 do 54%), a także istotnym zróżnicowaniem zawartości materii organicznej (od 27,6 do 41,0 gźkg-1). Te dwa czynniki w zasadniczy sposób determinowały zdolności strukturotwórcze badanych gleb. Agregacja wtórna po dynamicznym i statycznym działaniu wody, mierzona ilością agregatów wtórnych > 0,25 mm, wahała się w przedziale 26-89%. Wysokie zdolności retencyjne agregatów prowadziły w procesach przesuszania i nawilżania do dużych zmian objętościowych; skurczliwość osiągała wartość 54%, a pęcznienie nawet 80% pierwotnych objętości agregatów. W konsekwencji następowało rozluźnianie lub zagęszczanie fazy stałej w agregacie, a to powodowało ich zróżnicowaną podatność na działanie czynników zewnętrznych, w tym odporności na działanie wody i naprężeń mechanicznych.

6

Buffer properties of soils with regard to their vulnerability to degradation

Jaworska H., Dąbkowska-Naskręt H., Malczyk P.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2005

|

Vol. 12, nr 3

231-239

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.