STAN MINERALNY ZIAREN O ŚREDNICY <0,02 mm W GLEBIE

R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T. X L I N R 1/2 W A R SZ A W A 1990 S . 5 - 2 1
ZYGMUNT BROGOW SKI, ADAM MAZUREK
STAN MINERALNY ZIAREN O ŚREDNICY < 0 ,0 2 mm W GLEBIE
BRUNATNEJ WYTWORZONEJ Z GLINY ZWAŁOWEJ
K ate d ra G leboznaw stw a SGG W -A R w W arszaw ie
W STĘP
Właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleb, a w konsekwen­
cji ich produktywność, zależą od uziarnienia i składu mineralnego zia­
ren [1 - 10, 14, 16 - 19]. Nasze zainteresowania * dotyczą ziaren o średnicy
< 2 fxm, 2 - 5 |im, 5 -1 0 (im i 10-2 0 fxm. Wydzielono je z gleby b ru n at­
nej wyługowanej wytworzonej z gliny zwałowej ciężkiej środkowopolskiego zlodowacenia. Omawiana gleba znajduje się w sąsiedztwie ce­
gielni w okolicy Gąbina w województwie płockim. Ziarna <C 0,02 mm
stanowią w tej glebie, poza poziomami A x i (Б), ponad połowę masy
glebowej, a ziarna < 0,002 mm zajm ują około 1/3 całości masy glebo­
wej. Stąd też rozpoznanie w wymienionych ziarnach głównych m inera­
łów z grupy minerałów ilastych oraz niektórych minerałów pierwotnych
może wskazać, w jakim stopniu proces pedogeniczny wpływa na zja­
wiska litogeniczne [4, 6, 11, 19]. Jak wiadomo, tworzywo glebowe ze
względu na uziarnienie jest bardzo odporne na procesy migracji pro­
duktów pedogenezy w ewnątrz profilu glebowego.
METODYKA
Frakcje granulom etryczne wydzielano metodą A tterberga peptyzując glebę jedynie metodami fizycznymi przez wielokrotne gotowanie
i mieszanie elektrycznym mieszadłem wirnikowym. Peptyzację i wy­
dzielanie ziaren prowadzono tak długo, aż wydzielono całkowicie ziarna
określonej średnicy. W ziarnach tych usuwano związki próchniczne wo­
dą utlenioną, a w poziomach z głębokości 100- 150 cm usuwano CaC03
• B adania finansow ane przez In sty tu t A grofizyki PAN w L ublinie w ram ach
problem u MR, II-8.01.3.
6
Z. Brogow ski, A. M azurek
za pomocą 0,1 M HCl, odmywając ziarna wodą destylowaną, a następnie
nasycając sodem. Tak przygotowane ziarna poddawano analizie na dy­
fraktom etrze rentgenowskim TUR-M-62, używając promieniowania Cu-K
przepuszczonego przez filtr niklowy [13]; stosowano napięcie 34 KV
i natężenie 10 -1 5 mA. Równolegle część próbek spreparowanych w ten
sposób nasycano glikolem etylowym i poddano analizie rentgenowskiej
oraz prażono w tem peraturze 550°C przez 3 godziny i również analizo­
wano (rys. 1 - 8).
W YNIKI
C H A R A K T E R Y S T Y K A G L E BY
Badany profil glebowy, mimo pozornej jednorodności litogenicznej,
wykazuje wyraźną dwuczłonowość. Poziomy А г i (В), o łącznej miąż­
szości 50 cm, są zbudowane z gliny zwałowej lekkiej i zalegają bezpo­
średnio na glinie ciężkiej (tab. 1). O dwuczłonowości profilu wyraźnie
świadczą ilości ziaren piasku i frakcji < 0,002 mm (tab. 1 i 2). Niejed­
norodność litologiczną utw oru glebowego podkreśla obecność ziaren
piasku i ziaren < 0,01 mm w rozmieszczeniu pionowym w profilu gle­
bowym (tab. 2). Również właściwości fizykochemiczne wskazują na nie­
jednorodność litologiczną profilu glebowego (tab. 3). Szczególnie objawia
się to w zawartości kationów wymienionych Ca, Mg i Na oraz w sumie
zasad i całkowitej pojemności sorpcyjnej. Wierzchnie poziomy А г i (B),
utworzone z gliny lekkiej litologicznie odmiennej, cechują się znacznie
niższą wartością tych właściwości (tab. 3). Należy sądzić, że glina lekka
została nasunięta na glinę ciężką w wyniku procesów deglacjalnych pod­
czas ostatniego zlodowacenia bałtyckiego. Wyługowanie węglanów z gór­
nej części gliny ciężkiej, pozbawionej węglanów do głębokości 50 100 cm, mogło nastąpić wcześniej, jeszcze w klimacie peryglacjalnym,
przed nasunięciem płaszcza gliny lekkiej (o miąższości 50 cm) na pod­
łoże gliny ciężkiej. Węglan wapnia w ystępuje w badanej glebie na głę­
bokości poniżej 100 cm. Jego rozmieszczenie, a także kationów wymien­
nych oraz odczyn upoważniają nas do zaliczenia badanej gleby do b ru ­
natnej wyługowanej.
S K Ł A D M IN E R A L N Y Z IA R E N O ŚR E D N IC Y < 0,002 m m
F rakcja ilasta zajmuje w ujęciu wagowrym około 1/3 całości masy
glebowej w poziomach poniżej 50 cm (tab. 4). Jej skład m ineralny w
poszczególnych poziomach genetycznych do głębokości 150 cm jest nieco
zróżnicowany. W poziomach leżących poniżej 100 cm dodatkowo w y­
stępują w tej frakcji węglany (tab. 5).
Głównym i dominującym minerałem w tej frakcji jest illit. Wskazują
T abela 1
Głębokość
pobrania
Sampling
depth
cm
Procent cząstek о
Poziom
gene­
tyczny
Genetic
horizon
В
в
!
$
S;
Stan uziamienia* gleby brunatnej wyługowanej wytworzonej z gliny zwałowej
Mechanical composition* of brown leached soil developed from boulder loam
suma — sum
1-0,5
0,5-0,25
0,25-0,1
0,1-0,05
0,05-0,02 0,02-0,01 0,01-0,005
Ai
(B)
(B)C
С
cw
cw
5,7
4,4
1,5
1,3
1,6
1,8
14,7
11,8
2,7
4,6
4,8
5,2
35,6
29,6
19,2
16,8
9,5
14,6
15,4
18,5
14,8
13,7
21,8
13,3
0,005-0,002
< 0,002
piasek
sand
1-0,1
4,2
6,2
9,4
9,1
10,8
8,0
7,2
10,5
32,9
33,8
33,2
32,8
56,0
45,8
23,4
22,7
15,9
21,6
pył
silt
0,1-0,02
części
spławialne
particles
silt and
clay
< 0,02
24,0
26,0
21,5
19,7
25,4
20,2
20,0
28,2
55,1
57,6
58,7
58,2
i
i1
i
1
0-25
25-50
50-75
75-100
100-125
125-150
— Percent of particles of dia in mm
8,6
7,5
6,7
6,0
3,6
6,9
• Oznaczony metodą Atterberga — Determined by Atterberg’s method.
4,3
5,6
5,5
7,0
6,4
8,8
4,3
5,5
7,3
7,7
8,3
8,6
T ab ela 2
Pionowe rozmieszczenie ziaren glebowych o różnej średnicy w profilu glebowym
Verical distribution in soil profile of grains in determined diameter
Głębokość
pobrania
próbki
Sampling
depth
cm
1-0,5
0,5-0,25
0,25-0,1
0,1-0,05
0-25
25-50
50-75
75-100
100-125
125-150
35,0
27,0
9,2
8,0
9,0
11,0
33,6
26,9
6,2
10,5
11,0
11,8
28,4
23,6
15,3
13,4
7,6
11,7
15,8
18,8
15,2
14,1
22,4
13,7
Rozmieszczenie procentowe ziaren w profilu o 0 w mm
Distribution of grains (in mm) in soil profile
0,05-0,02 0,02-0,01 0,01-0,003
21,9
19,1
17,0
15,3
9,2
17,5
11,4
14,8
14,5
18,5
17,0
23,8
10,3
13,2
17,5
18,5
19,9
20,6
Ogółem — Sum
0,005-0,002
<0,002
8,8
13,0
19,7
19,1
22,6
16,8
4,8
7,0
21,9
22,5
22,1
21,7
1-0,1
30,2
14,7
12,6
12,2
8,6
11,7
0,1-0,02
<0,02
17,5
19,0
15,7
14,4
18,6
14,8
7,2
10,2
19,8
20,7
21,1
21,0
Tabela 3
Niektóre właściwości fizykochemiczne gleby brunatnej wyługowanej wytworzonej z gliny ciężkiej (Gąbin)1
Some physicochemical properties of brown leached soil developed from heavy boulder loam
Głębokość
pobrania
próbki
Sampling
depth
cm
0-25
25-50
50-75
75-100
100-125
125-150
150-175
175-200
Poziom
genetyczny
Genetic
horizon
Ca++
Mg++
K+
N a+
Si
Hh
r = S i + Hh
v% =
S i- 100
(В) с
с
cw
Cw
cw
с^W
pH
T
meq/100 g gleby — of soil
Ai
СВ)
С
organiczny
Organic
С
О
/
/О
2,40
2,17
8,50
9,20
21,25
25,30
27,12
25,30
0,16
0,20
1,02
1,03
1,45
1,15
1,15
1,42
0,58
0,20
0,26
0,30
0,31
0,26
0,24
0,23
0,06
0,09
0,22
0,26
0,45
0,48
0,52
0,49
3,20
2,66
10,00
10,79
23,46
27,19
29,03
27,44
5,50
3,74
5,00
4,00
3,00
2,50
2,50
2,74
8,70
6,40
15,00
14,79
26,46
29,69
31,53
30,18
36,8
41,6
66,7
72,9
88,7
91,6
92,1
90,9
н 2о
KC1
5,6
5,7
5,4
6,1
7,3
7,6
7,6
7,7
5,5
5,0
4,3
4,9
6,5
6,7
6,8
6,8
1,06
0,24
0,27
0,19
0,20
0,14
0,13
0,10
1 Kationy wymienne — Ca, Mg, К, Na ekstrahowano z gleby IN octanem amonu o pH = 7,0
Ca, К i Na oznaczono fotometrycznie, a Mg metodą ASA
Kwasowość hydrolityczną oznaczono metodą Kappena, a węgiel — metodą Tiurina, pH oznaczono elektro metrycznie przy stosunku roztworu do gleby
jak 1 : 1.
1 Exchangeable cations — Ca, Mg, K, Na extracted from soil by IN CH3COONH4 in pH = 7 ; Ca, К and Na determined by flame photometr, Mg by ASA.
Hydrolitic acidity determined by Kappen’s method organic carbon by Tiurin’s method, pH determined using glass electrode and soil to solution ratio
as 1 :1.
T abela 4
Występowanie minerałów w ziarnach glebowych < 20 y m
Minerals in soil grain < 20 цт
Poziom
Głębokość genety­
Depth
czny
cm
Genetic
horizon
Średnica
ziaren
Dia of
grain
[ХШ
1
< 2
!
2-5
5-10
10-20
0-25
25-50
50-75
75-100
100-125
125-150
Kwarc
Quartz
+ +
+ +
+
+
+
Ai
Св )
(В) С
С
С
с
0-25 I А х
25-50
\ {В)
(В) с
50-75
с
75-100
с
100-125
125-150
с
0^25
Ai
25-50
(В)
50-75
(В) С
75-100
с
100-125
с
125-150
с
0-25
Ai
(В)
25-50
(В) С
50-75
75-100
С
100-125 1 с
125-150 ! с
Skalenie Amfibole
AmfiFeldspars
boles
+
+
+
+
+
+
+ +
+ +
!
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+ н+ +
++ i
Illit
Illite
+
+
+
+
+
_
+ +
+ +
+ +
+ +
-f+
+ +
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+ + +
+ ++
++ +
+ ++
+ +
+ +
+ +
+ -г +
+
! ++
++ !
+ +
i
i
-
++
+ +
+ +
++
+
+ +
-
+ + +
+ 4- +
+ +
+ +
+ + +
+ + +
-
+ +
+ +
++
+ +
+ +
++
-
+
+
—
+
+
+
+
+
+
+
+ +
i
++
++ +
! +++
i +++
i +++
Chloryty
Chlorites
Wermi­
kulit
Vermi­
culite
Smektyty
Smectites
+ + +
■+• + + !
+ + 1
+ + !1
+
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ + +
+ + +
+ -r
++
+ ++ 1
+ + i
++ + :
+ !i
+ + !
i
+ +
+ +
+ + +
++ + i +
—
—
—
—
—
+
+
+
4-1
+
+
—
—
—
—
—
—
1
—
_
—
—
—
—
-
i
+
+
+
-ł+
4- -1—
+
"Г
+
—
—
—
-f
■f
+
—
H- +
++
+ +
+ +
+
+
+
1 +
ii
~
1
1
—
—
—
i
11
!
1
!
j
i
I
1
—
+ +
+ + i
+ +
—
—
—
i
!
++
++
++
Chloryt
wermikulit
Chlorites
vermiculites
Chloryty
smektyty
Chlorites
smecti­
tes
Illit smektyt
Illite smectite
+ +
+
i
+
—
_-b
—
—
_
—
i
I
!
~
-
j
i
7,2
10,5
32,9
l33,2
3A
32,8
i. _
!
4>2
6,2
9,4
—■
9,1
10,8
—
_
8,0
—
—
—
~~
—
+
—
—
—
+
%
ziaren
grain
%
i
—
—
1
i
“
!1-----------{- + +-- 1
!
j
i
!
i
~
I
— !
i
-f-f-f duża zawartość —highcontent; + + średnia zawartość - average content; + obecny - present; - nie występuje - not exist
4,3
5,5
7,3
7,7
8,3
8,6
4,3
5,6
5>5
7,0
6,4
8,8
Tabela 5
Zawartość C aC 03 we frakcjach granulometrycznych w poziomie skały macierzystej
Content of C aC 03 in separate grain of parent rock horizons
Głębokość
Depth of
sampling
cm
1-0,5
0,5-0,25
1
j
% C aC 03 w ziarnach о 0 w mm — % C aC 03 in grain in diameter in mm
0,25-0,1
0,1-0,05
0,05-0,02
0,02-0,01
0,01-0,005
0,005-0,002
< 0,002
ślady
trace
6,95
1.23
w całej masie
glebowej
in whole soils
mass
j
_*
100-125
125-150
ślady
trace
1,42
2,45
6,13
12,27
i
i
* nie występuje —not exist.
W poziomach 0-100 cm brak węglanów — In 0-100 cm horizons carbonates not exist.
5,32
j
5.23
1
J
ślady
trace
5,02
14
I •
13
12
I
I
11
8
У
6
5
ч
3
г
Г" "1------1----- 1
10
9
I
I
I
I—
I—
I
e
7
»
5
Ч
Э
2
I-------->■■■■ f ---------»------------1-------- »
GII k o ł o w a n e
G /y e o lafed
Rys. 1. D yfraktogram y ziaren < 2 um
Fig. 1. D iffractogram s of grains < 2 (.un
9
7
6
5
4
3
2 9
i--- 1-------- 1------1-----1------- 1
P ra io n t w
C o /c» n ated
550
°C
Fn 5 5 0 °C
Ну s. 2. D yfraktogram y ziaren < 2 jim po glikolow aniu i p r a ­
żeniu w tem p. 550°C
Fig. 2. D iffractogram s of g rain s < 2 ц т afte r glycolation
and calcination in tem p. 550°C
Stan m ineralny ziaren o średnicy < 0,02
13
na to refleksy: 1 nm, 0,5 nm i 0,333 nm (rys. 1 i 2). Jego obecność
zmniejsza się w poziomach węglanowych leżących poniżej 100 cm. W po­
ziomach głębszych wzrasta zawartość minerałów mieszano-pakietowych
typu illit-sm ektyt (tab. 4).
Drugą istotną grupę minerałów stanowią chloryty o zróżnicowanych
właściwościach. Świadczą o tym refleksy 1,4 nm, 0,714 nm, 0,471 nm
oraz 0,357 nm. Prażenie w tem peraturze 550°C powoduje zanik refleksu
0,714 nm, zaś refleks 1,4 nm wykazuje nadal swoją obecność. W związ­
ku z tym nie można wykluczyć występowania w tej frakcji niewielkiej
domieszki kaolinitu.
Sm ektyt zaznacza swoją obecność we wszystkich poziomach genetycz­
nych w ilościach podrzędnych. Jego obecność potwierdzają refleksy
1,23- 1,26 nm, które pod wpływem glikolowania ekspandują do 1,6 nm,
a pod wpływem prażenia w tem peraturze 550°C kolapsu ją do 1,0 nm.
W poziomie (B) zaznacza się obecność minerałów mieszano-pakietowych
typu sm ektyt-chloryt o odległościach płaszczyznowych 1,30 - 1,34 nm,
które pod wpływem glikolowania ekspandują (pęcznieją) do 1,69 - 1,76 nm
(rys. 1 i 2).
Minerały ilaste w badanej frakcji cechują się niezbyt uporządkowa­
ną strukturą krystaliczną. Wynika to tak z dużej ilości kationów w y­
miennych (Ca, Mg, K, Na i H), jak i z budowy mieszano-pakietowej
typu illit-sm ektyt, chloryt-sm ektyt i być może innych. Same chloryty
mogą wykazywać dużą różnorodność odmian. Frakcja ta, poza mine­
rałam i ilastymi, zawiera, jak należy sądzić, spore ilości związków bez­
postaciowych poza związkami próchnicznymi oraz nieznaczne ilości czy­
stego kwarcu, szczególnie w poziomie gliny pokrywowej tworzącej po­
ziomy A x i (B) (rys. 1, tab. 4).
S K Ł A D M IN E R A L N Y Z IA R E N O ŚR E D N IC Y 2 - 5 цщ
Frakcja ta ilościowo waha się od 4,2 do 10,8% stałej fazy gleby.
Zawiera, w porównaniu z frakcją ilastą, znaczące ilości minerałów pier­
wotnych, takich jak kwarc i skalenie (rys. 3, tab. 4). M inerały te są roz­
mieszczone w znacznych ilościach we wszystkich badanych poziomach gene­
tycznych. Z minerałów w tórnych-warstwowych główną grupę stanowi
illit i w zbliżonych ilościach chloryty (rys. 3 i 4). Niewykluczone, że w śla­
dowych ilościach mogą wystąpić kaolinity, podobnie jak i wermikulity.
Nie obserwuje się w zasadzie w tej frakcji minerałów mieszano-pakie­
towych, co może być jej cechą. Prażenie tej frakcji w tem peraturze
550°C wyostrzyło nieco pik 1,0 nm, a to świadczy o obecności w niej
nieznacznych ilości minerałów mieszano-pakietowych typu illit-sm ektyt.
Natomiast zanik refleksów 1,4 nm i przesunięcie ich w kierunku niższej
odległości międzypakietowej może świadczyć o obecności domieszki mi­
nerałów warstwowych mieszano-pakietowych typu chloryt-sm ektyt lub
15
i
13
12
11 10
9
8
7
6
1------1------1------1----- 1------1------1----- 1------i
14
5
4
3
i
I
Г—“i
Z О
7
I
6
5
4 - 3
2
1---- 1---- 1---- 1---- 1
G lik o lo w a n e
G ly c o la te d
7
6
5
4
3
2 6
i----1-------- 1------1--------- 1---1
it*
P r a ż o n e vs 550 °C
C a lc in a te d in 550 °C
i. Brogowski, A. M azurek
N
Rys. 4. D y fraktogram y ziaren 2 - 5 ц т po glikolow aniu i p ra ­
żeniu w tem p. 550°C
Fig, 3. D iffractogram s of grains 2 - 5 \im
Fig. 4. D iffractogram s of grains 2 - 5 |л т a fte r glycolation
and calcination in tem p. 550°C
Stan m ineralny ziaren o średnicy < 0,02
15
chloryt-w erm ikulit (rys. 4). We frakcji tej na głębokości 125 - 150 cm
w ystępują również węglany w ilości 5,0% (tab. 4).
S K Ł A D M IN E R A L N Y Z IA R E N O Ś R E D N IC Y 5 - 1 0 цщ
Ilościowo biorąc frakcja ta stanowi w profilu glebowym od 4,3 do
8,6% fazy stałej gleby. Zawiera również znaczące ilości minerałów pier­
wotnych, a szczególnie kwarcu o refleksie 0,333 nm i 0,424 nm oraz
skaleni o refleksie 0,319 -0,324 nm (rys. 5, tab. 4). Wśród minerałów
warstwowych dominującą rolę odgrywają w tej frakcji illity, a nieco
mniejszą — chloryty. Zawartość illitu w poziomach poniżej 50 cm w gli­
nie ciężkiej jest wyraźnie większa. Również w tych poziomach pojawiają
się m inerały mieszano-pakietowe typu illit-sm ektyt, w śladowych iloś­
ciach w ystępuje w poziomach gliny ciężkiej również w erm ikulit oraz
mieszano-pakietowe m inerały chlorytowo-wermikulitowe, szczególnie w
poziomie najgłębszym (rys. 5 i 6). Również istnieje prawdopodobieństwo
występowania nieznacznych ilości minerałów z grupy kaolinitu, szcze­
gólnie w spągu gliny ciężkiej. Po prażeniu próbek w tem peraturze 550°C
pozostaje refleks 0,714 nm (rys. 6). Frakcja ta z głębokości 125 - 150 cm
zawiera także znaczne ilości węglanów, prawdopodobnie kalcytu, a być
może i magnezytu (tab. 5).
S K Ł A D M IN E R A L N Y Z IA R E N O ŚR E D N IC Y 10 - 20 rxm
Frakcja ta zajmuje w profilu glebowym od 4,3 do 8,8% stałej fazy
badanej gleby. Jest znacznie wzbogacona w m inerały pierwotne, takie
jak: kwarc, skalenie, a w nieznacznych ilościach w amfibole. Spośród
minerałów wtórnych, warstwowych, nadal dominującą rolę odgrywa
illit, a w drugiej kolejności chloryty (rys. 7, tab. 4). Bogatsze w te mine­
rały są poziomy wytworzone z gliny ciężkiej, leżące na głębokości po­
niżej 50 cm. W poziomach tych występuje dość często asym etryczny
pik w zakresie 1,0 nm, o łagodniejszym spadku w kierunku niskich ką­
tów, świadczący o występowaniu niewielkich ilości minerałów miesza­
no-pakietowych typu illit-sm ektyt. Należy przypuszczać, że również w tej
frakcji, szczególnie z poziomów głębszych, znajdują się pojedyncze ziar­
na minerałów z grupy kaolinitu. Frakcja ta, wydzielona z głębokości
125 - 150 cm, zawiera duże ilości węglanów (12,27%), prawdopodobnie
kalcytu i magnezytu (tab. 5).
DY SK U SJA
Stan m ineralny poszczególnych ziaren o średnicy < 20 \im wyraźnie
wskazuje na dominację procesów litologicznych nad procesami pedogenicznymi w badanej glebie brunatnej. Należy sądzić, iż istniejący w gle-
7 ß?--------1
5 4 з гв
------- 1------ 1------- 1
9
8
7
6
5
4
3
I- - - - - - - - - 1- - - - - - - - - - 1- - - - - - - - - - 1- - - - - - - - - - 1- - - - - - - - - - - 1
I
I
I
т
I
1
14
13
12
11
10
?
6
д 4
I------- Г— 1
I
3
I
?d
I
г в
1
I______ I------1------ »--- 1---- 1------ » H
0,4
Q5
D,6
0,7 Dß
1ft
1fi 7J- nrr
R y s.
Rys. 5. D yfraktogram y ziaren 5 - 1 0 ц т
Fig. 5. D iffractogram s of grains 5 -1 0 ц т
6. D yfraktogram y ziaren 5 -1 0 ц т po glikolow aniu i p ra ­
żeniu w tem p. 550°C
Fig. 6. D iffractogram s of grains 5 - 1 0 \xm afte r glycolation
and calcination in tem p. 550°C
14
13
i----- 1
12
i
11
i
10
i
в
7
6
5
4
3
29
i----- 1------ 1------ 1----- 1----- 1------ 1-----i
9
7
6
5
4
B oczn.
6likolow ane
C ly co la tcd
3
2 0
7
6
5
4
3
29
i-------1------ j------ 1----- 1---- j
P rażone
C a lc in a te d
w 5 5 0 °C
i n 5 5 0 °C
G leb.
A
m—
f a ) —
0-25
cm
2 5 - 5 0 cm
0,319
(BJC — 50 - 75 сw
С—
Сf f —
75 -1 00
100-125 cm
Cw — 125-150Cl
0,4
0,5
0,6
0,7 0,8 7,0
Rys. 7. D yfraktogram y ziaren 10 - 20 цш
Fig. 7. D iffractogram s of grains 1 0 -2 0 )лт
7,5 —nm
Rys. 8. D yfraktogram y ziaren 10 - 20 jam po glikolow aniu i p ra ­
żeniu w tem p. 550°C
Fig. 8. D iffractogram s of g rain s 1 0 -2 0 \xm afte r glycolation
and calcination in tem p. 550°C
18
Z. Brogow ski, A. M azurek
bie stan m ineralny jest związany z materiałem macierzystym, a procesy
glebotwórcze i glebowe, przede wszystkim zachodzące w holocenie, jesz­
cze nie wycisnęły wyraźnego piętna na tworzywie glebowym. Praw do­
podobnie niektóre procesy glebotwórcze o mniejszej indywidualności nie
prowadzą do zmian stanu mineralnego tworzywa glebowego. Z badań
Uziaka [17, 19] i innych [12, 15, 16] wynika, że zróżnicowane procesy
w glebach różnowiekowych nie wpływają w wyraźnym stopniu na zmia­
nę stanu minerałów ilastych. W niniejszych badaniach uwidacznia się
wpływ tworzywa glebowego na stan mineralny, szczególnie frakcji ila­
stej. We wszystkich badanych frakcjach w poziomach gliny pokrywo­
wej obserwuje się brak minerałów mieszano-pakietowych typu illit-sm ektyt w porównaniu z gliną zalegającą głębiej, tj. poniżej 50 cm
(tab. 3). Ziarna o średnicy 2 -2 0 цт zawierają, tak jak ziarna < 2 jim,
głównie m inerały z grupy illitowej i chlorytowej w podobnych propor­
cjach. Obecność sm ektytu zaznacza się jedynie we frakcji < 2 |im, a w er­
m ikulitu w ziarnach o większej średnicy i tylko w niektórych poziomach.
Ziarna > 2 ц т zawierają wyraźne i duże ilości kwarcu oraz skaleni,
a w ziarnach o średnicy 10-2 0 (im w ystępują naw et amfibole.
W żadnej z badanej grupy ziaren nie stwierdzono wpływu procesu
brunatnienia na stan, jakość i ilość minerałów ilastych. W ystępujące
różnice są głównie wynikiem stanu mineralnego tworzywa glebowego
i m ateriału skalnego. Badania Cieśli i Dąbkowskiej-Naskręt [6], doty­
czące gleb wytworzonych z glin zwałowych, wskazują, że skład mine­
ralny poziomów przemycia gleb płowych cechuje się pewnym zróżnico­
waniem, natomiast w glebach brunatnych skład frakcji w poszczegól­
nych poziomach jest raczej wyrównany. Wynika z tego, że proces b ru ­
natnienia nie prowadzi do zmian stanu mineralnego tworzywa. Badania
wielu innych autorów [5, 8 -1 1 , 14-19] wskazują, że tylko niektóre pro­
cesy pedogeniczne prowadzą do zmian jakościowych i ilościowych mi­
nerałów ilastych we frakcji <C 2 ц т .
W NIOSKI
Na podstawie przeprowadzonego rozpoznania stanu mineralnego zia­
ren o średnicy < 20 \im w glebie brunatnej wyługowanej, wytworzonej
z glin zwałowych różnowiekowych, można sformułować następujące
uogólnienia:
1.
Ziarna o średnicy <C 20 ц т , zaliczone według Polskiego Towarzy­
stw a Gleboznawczego do spławialnych, składają się głównie, obok bez­
postaciowych związków próchnicznych, z minerałów typu illitu i chlory tu oraz z kwarcu i skaleni; dotyczy to szczególnie ziaren o średnicy
2 - 2 0 \im; w ziarnach o średnicy 10- 20 ц т w ystępują m inerały z grupy
amfiboli.
Stan m ineralny ziaren o średnicy < 0,02
19
2. We frakcji ziaren < 2 jim, poza minerałami ilastymi z grupy
illitu i chlorytu, w ystępuje w nieznacznych ilościach sm ektyt oraz w gli­
nie starszej, leżącej poniżej 50 cm, m inerały mieszano-pakietowe illitowo-smektytowe.
3. W ziarnach 2 - 2 0 firn dominującym minerałem jest illit, którego
ilość przeważa nad chlorytem. W poziomach węglanowych leżących po­
niżej 100 cm obserwuje się nieznaczną przewagę chlorytu nad illitem.
W ziarnach 5 - 2 0 (im w niektórych poziomach gliny podścielającej wy­
stępują m inerały mieszano-pakietowe typu illitowo-smektytowego.
W ziarnach 2 - 2 0 \i jest obecny również wermikulit.
4. Skład m ineralny grupy minerałów w tórnych — ilastych badanej
gleby świadczy o małym wpływie procesów pedogenicznych na ich róż­
nicowanie. Dominującą rolę odgrywa nadal tworzywo glebowe, tj. skała
macierzysta gleby.
LITERATU RA
[1] B r o g o w s k i Z., M a z u r e k A., D ifferen tiatio n of clay m in erals in p a r­
tic u la r fractions of soil. Rocz. Glebozn. 1981, 32, 3 s. 193-205.
[2] B r o g o w s k i Z., K u s i ń s k a A. Rozmieszczenie zw iązków
organicznych
w e fra k cja ch m echanicznych gleb w ytw orzonych z glin zw ałow ych. Rocz.
N auk Roi. 1975, z. 101, z. 1, ser. A s. 167 - 173.
[3] B r o g o w s k i Z., M a z u r e k A. Skład m in eraln y fra k c ji
m niejszej od
0,02 m m gleby aluw ialnej. Rocz. Glebozn. 1986, 37 s. 9 - 22.
[4] B r o g o w s k i Z., K o c o ń J. M orfologia pow ierzchni ziaren p iask u w róż­
nych poziom ach genetycznych gleby b ru n a tn e j w ytw orzonej z gliny cięż­
kiej. Rocz. Glebozn. 1984, 35, 1 s. 115-124.
[5] C h o d a k T. Investigation on p roperties and m in eral com position of soils
developed from loess in th e low er Silesia region. Zesz. N auk. A R -W rocław ,
1980, 21, 49.
[61 C i e ś l a W., D ą b k o w s k a - N a s k r ę t H. S kład chem iczny fra k c ji ilastej
gleb w ytw orzonych z glin zw ałow ych m oren dennych Niziny W ielkopolskiej.
Rocz. Glebozn. 1983, 39, 3 s. 37 - 59.
[7] C z e r w i ń s k i Z. Z aw artość próchnicy, azotu ogólnego i m in erałó w ila­
stych w poszczególnych fra k cja ch m echanicznych gleby bielicow ej piaskow ej.
Zesz. P robl. Post. N auk Roi. 1963, z. 40A.
[8] K o m o r n i c k i T., A d a m c z y k B., J a k u b i e c J., K u b i s z J., O l e k ­
s y n o w a K. M inerały ilaste gleb w ytw orzonych ze skał górnotriasow ych
w T atrach. Rocz. Glebozn. 1965, 15, 1 s. 3 - 20.
[9] K o n e c k a - B e t l e y K. A contribution to th e recognition of clay m in erals
in soils developed from loess. Rocz. Glebozn. 1966, 16, 2 s. 413-439.
[10] M a z u r e k A. T he m ineralogical d ifferen tiatio n of some sandy soils. Pol.
J. Soil Sei. 1980, 13, 1 s. 73 - 83.
[11] P r u s i n k i e w i c z Z., G o r b u n o w N. J., G r a d u s o w B. P. F o rm atio n
of clay m inerals in podzolic soils developed from coastal dune sands of dif­
fe re n t age. Rocz. Glebozn. 1964, 14, 2 s. 375- 378.
[12] S t o c h L., S i k o r a W. Investig atio n on the g ran u la tio n of clay m in erals
in soils and loam s. Rocz. Glebozn. 1968, 19 s. 291 -298.
20
Z. Brogow ski, A. M azurek
[13] S t o c h L., G a w e ł A., W i l g a t M. O kreślenie sk ład u m ineralnego fra k c ji
ilastej gleb m etodą d y fra k to m e trii rentgenow skiej. Pr. Kom. N auk. PTG , 1983,
V II/4 s. 1 - 26.
[14] S t a n k o w s k a A. Clay m inerals in th e glacial tills of Polish Z evitory.
P r. Wydz. Biol, i N auk o Ziem i UAM. Ser. A, G eografia, 12, P oznań 1976.
[15] S t o c h L., M a r u s z c z a k H., H e l i o s - R y b i c k a E. Clay m in erals of
loesses of S.E. Poland. M ineral. Pol. 1982, 13 s. 43 - 58.
[16] W e b e r J. G eneza i w łaściw ości gleb w ytw orzonych z serp en ty n itó w Dol­
nego Śląska. Cz. IV. C h a ra k te ry sty k a fra k c ji koloidalnej. Rocz. Glebozn. 1982,
33, 1 - 2 s. 73 - 34.
[17] U z i a k S. M ineralogical com position of the clay fractio n of soil form ed
from silt deposits of d ifferen t origin. Rocz. Glebozn. 1964, 14, 2 s. 367 - 374.
[18] U z i a k S., B o g d a A., C h o d a k W., K o m o r n i c k i T., S t o c h L., W i l ­
g a t M. Clay m inerals of selected loess soils. Rocz. Glebozn. 1987, 38, 3
s. 59 - 77.
[19] U z i a k S. The m in eral com position of clay fractions fro m fossil loess soil.
Pol. J. Soil Sei. 1974, 10, 2 s. 69 -74.
3. БРОГОВСКИ, А. МАЗУРЕ К
МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ПОЧВЕННЫХ ЗЕРЕН ДИАМЕТРОМ < 0,02 ММ В БУРОЙ
ПОЧВЕ ОБРАЗОВАННОЙ ИЗ ВАЛУННОЙ ГЛИНЫ
Кафедра почвоведения Варшавской
сельскохозяйственной академии
Р езю м е
Исследовали почвенные зерна диаметром < 2 , 2 —5, 5 —10 и 10—20 мм выделенные из
почвы методом Аттерберга, без использования химических пептизаторов. Установлено,
что процесс бурения приводил в небольшой степени к изменению минерального состава
исследуемых частиц. Следует предполагать, что в данном типе почвы минеральный состав
унаследован после литогенных процессов (рисунки 1—8). Установлено, что по мере сниже­
ния диаметра зерен в них повышается содержание илистых минералов и аморфных веществ,
а снижается содержание первичных минералов, таких как кварц, фельдшпаты и др.
Среди вторичных илистых минералов важную роль играет во всех исследуемых фра­
кциях иллит, а второе место занимают хлориты. Смектиты, вермикуллиты и смешанно­
пакетные иллит-смектит выявляют свое наличие в некоторых фракциях и некоторых генети­
ческих горизонтах (таблица 4).
Z. B R O G O W SK I, A . M A Z U R E K
M INERAL COM POSITION OF SOIL GRAINS OF < 0.02 m m
IN DIAM ETER IN BROWN SOIL DEVELOPED FROM BOULDER LOAM
D ep artm en t of Soil Science, A g ricu ltu ral U niversity of W arsaw
Summary
Soil grains of < 2 , 2 - 5 , 5 - 1 0 and 10 - 20 um in dia w ere sep arated fro m
soil by the A tte rb e rg ’s m ethod w ith o u t application of chem ical peptisiters. I t has
been proved th a t th e brow ning process changed only slightly th e m in eral com po-
Stan mineralny ziaren o średnicy < 0,02
21
sition of grains u n d er study. It is to presum e th a t th e m in eral com position of
th is soil ty p e could be in h erited a fte r lithogenic processes (Figures 1 - 8). I t h as
been found th a t along w ith decreasing g rain d iam eter increases th e content of
clay m inerals and am orphous substances in th em and decreases th e content of
p rim a ry m inerals: quartz, felspar and others.
It is illite, w hich predom inated in all fractions in v estig ated am ong secondary
clay m inerals, the second place in this respect tak in g chlorites. Sm ectites, v e rm iculites and m ix ed -lay er illite-sm ectite m an ifest th eir occurrence in some fra c t­
ions an d in some genetic horizons (Table 4).
P rof. d r Z y g m u n t B r o g o w s k i
K a te d ra G lebo zn a w stw a
S G G W -A R w W arszaw ie
02-528 W a r s z a w a , R a k o w i e c k a 26/30
P r a c a w p ł y n ę ł a d o r e d a k c j i w c z e r w c u 1980 r.