PRACA ORYGINALNA
Rozmieszczenie form żelaza w różnych typach czarnych ziem Pojezierza Chełmińskiego jako wskaźnik procesu glebotwórczego
1
Wydział Rolnictwa i Biotechnologii
Katedra Biogeochemii i Gleboznawstwa, Politechnika Bydgoska im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich, Polska
Zaznaczeni autorzy mieli równy wkład w przygotowanie tego artykułu
Data nadesłania: 16-04-2023
Data ostatniej rewizji: 08-10-2023
Data akceptacji: 09-12-2023
Data publikacji online: 09-12-2023
Data publikacji: 09-12-2023
Autor do korespondencji
Mateusz Pawłowski
Wydział Rolnictwa i Biotechnologii Katedra Biogeochemii i Gleboznawstwa, Politechnika Bydgoska im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich, Bernardyńska 6, 85-029, Bydgoszcz, Polska
Wydział Rolnictwa i Biotechnologii Katedra Biogeochemii i Gleboznawstwa, Politechnika Bydgoska im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich, Bernardyńska 6, 85-029, Bydgoszcz, Polska
Soil Sci. Ann., 2023, 74(3)176686
SŁOWA KLUCZOWE
STRESZCZENIE
Ważną częścią badań gleboznawczych jest klasyfikacja gleb. Wielu gleboznawców zwróciło szczególną uwagę na różne zależności związane z zawartością i rozmieszczeniem form żelaza w profilu glebowym. Pozwala to na określenie jednostki taksonomicznej zgodnie z klasyfikacją gleb. Celem badań była ocena rozmieszczenia form żelaza jako wskaźnika procesów glebotwórczych w czterech profilach czarnych ziem użytkowanych rolniczo. Przedmiotem badań były gleby wytworzone z osadów lodowcowych na Pojezierzu Chełmińskim (północna Polska). Na podstawie opisu morfologicznego określono je jako Phaeozems : Haplic Phaeozems, Luvic Gleyic Phaeozems, Gleyic Phaeozems i Gleyic (Cambic) Phaeozems. Poziomy glebowe zostały opisane zgodnie z wytycznymi FAO. Próbki gleby analizowano pod kątem zawartości wolnych tlenków żelaza (Fed) zgodnie z metodą Mehry i Jacksona, a także zawartości amorficznych tlenków żelaza (Feo) zgodnie z metodą Schwertmanna. Całkowitą zawartość żelaza oznaczono po mineralizacji gleb w mieszaninie kwasów HF i HClO4. Na podstawie zawartości Fed i Feo obliczono zawartość krystalicznych tlenków żelaza (Fec) przy użyciu wzoru: Fec = Fed-Feo, a wskaźnik aktywności tlenków żelaza obliczono na podstawie stosunku Feo/Fed. Zawartość Fet była najwyższa w poziomie Bt profilu II. W poszczególnych profilach zawartość Fed była najwyższa w poziomie Bt gleyic Phaeozem i poziomie AB gleyic (cambic) Phaeozem. W luvic gleyic Phaeozem i gleyic (cambic) Phaeozem żelazo było usuwane z poziomu powierzchniowego i gromadzone w poziomie iluwialnym. Jednorodność zawartości żelaza całkowitego i jego wolnych tlenków w materiale macierzystym analizowanych gleb wskazuje na ich jednorodność genetyczną. Uwalnianie żelaza w poziomie Ap jest charakterystyczne dla wietrzenia chemicznego. Zależność pomiędzy zawartością Feo i Fed określa stopień krystalizacji wolnych tlenków żelaza. Na podstawie analizy statystycznej stwierdzono istotnie dodatnią korelację pomiędzy zawartością frakcji ilastej a wszystkimi oznaczonymi formami żelaza. Wszystkie profile charakteryzowały się podobnym stopniem zwietrzenia materiału glebowego, który określono na podstawie stosunku Fed/Fet. Gleby wykazują również niską wartość mobilizacji żelaza, co potwierdzają wartości stosunku Fed/Fet. Oznaczanie form żelaza i interpretacja wyników analiz pomagają w prawidłowej klasyfikacji gleb, ponieważ rozmieszczenie form żelaza w profilach glebowych zależy głównie od pedogenezy.
REFERENCJE (65)
1.
Aitkenhead, M.J., Coull, M., Towers, W., Hudson, G., Black, H.I.J., 2013. Prediction of soil characteristics and color using data from the National Soils Inventory of Scotland. Geoderma 200-201, 99-107. https://doi.org/10.1016/j.geod....
2.
Arduino, E., Berberis, E., Marsan, F., A., Zanini, E., Franchini, M., 1986. Iron oxides and clay minerals within profiles as indicators of soil age in Northern Italy. Geoderma 37, 45–55.
3.
Bednarek, R., Pokojska, U., 1996. Diagnostyczne znaczenie niektórych wskaźników chemicznych w badaniach paleopedologicznych. Mat. Konf. Metody badań paleopedologicznych i wykorzystanie gleb kopalnych w paleopedologii, 25-29.
4.
Bigham, J.M., Heckendorn, S.E., Jaynes, W.F., Smeck, N.E., 1991. Stability of iron oxides in two soils with contrasting colors, Soil Science Society of America Journal 55, 1485-1492. https://doi.org/10.2136/sssaj1....
5.
Bockheim, J.G., Gennadiyev, A.N., Hammer, R.D., Tandarich, J.P., 2005. Historical development of key concepts in pedology. Geoderma 124(1-2), 23-36. https://doi.org/10.1016/j.geod....
6.
Chojnicki, J., Brzozowska, A., Hryciuk, A., Marczak, R., 2010. Formy żelaza, glinu i manganu jako wskaźniki niektórych procesów glebotwórczych w glebach rezerwatu „Rybitew” Kampinoskiego Parku Narodowego, Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 61(2), 29-36.
7.
Cornell, R.M., Schwertman, U., 2003. The iron oxides: Structure, properties, reactions, occurance and uses. 2nd edn. VCH, Weinheim, Germany.
8.
Dąbkowska-Naskręt, H., Kobierski, M., Długosz, J., 1998. Characteristics of clay minerals in black earths from Kujawy region. Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 49(1/2), 45-52.
9.
Degórski, M., 2011. The relationships between different forms of iron and aluminium in soils as indicators of soil-cover development on India's Cherrapunji Spur (Meghalaya Plateau). Geographia Polonica 84(1), 61-73. https://doi.org/GPol.2011.1.5.
10.
Długosz, J., Orzechowski, M., Kobierski, M., Smólczynski, S., Zamorski, R., 2009. Clay minerals from Weichselian glaciolimnic sediments of the Sępopolska Plain (NE Poland). Goelogica Carpathica 50(3), 263-267. https://doi.org/10.2478/v10096....
11.
Drewnik, M., Skiba, M., Szymański, W., Żyła, M., 2014. Mineral composition vs. soil forming processes in loess soils - a case study from Kraków (southern Poland). Catena 119, 166-173. https://doi.org/10.1016/j.cate....
12.
Driessen, P., Deckers, J., Spaargaren, O., Nachtergaele, F.O., 2001. Lecture Notes on the Major Soils of the World. World Soil Resources Report, vol. 94. FAO, Wageningen.
13.
Eckmeier, E., Gerlach, R., Gehrt, E., Schmidt, M.W.I., 2007. Pedogenesis of Chernozems in central Europe - A review. Geoderma 139, 288–299. https://doi.org/10.1016/j.geod....
14.
Gliński, J., Stępniewska, Z., 1986. Wskaźnik odporności gleb na redukcję. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 315, 81-94.
15.
Gross, C.D., Harrison, R.B., 2018. Quantifying and comparing soil carbon stocks: Underestimation with the core sampling method. Soil Science Society of America Journal 82(4), 949–59. https://doi.org/10.2136/sssaj2....
16.
Habel, A.Y., Kaczmarek, Z., Mocek, A., 2007. Selected physical and chemical properties and the structure condition of phaeozems formed from different parent materials. Part I. Physical and chemical properties. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 52(3), 45-49.
17.
Haidouti, C., Massas, I., 1998. Distribution of iron and manganese oxides in Haploxeralfs and Rhodoxeralfs and their relation to the degree of soil development and soil colour. Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde 161(2), 141-145.
18.
Hristov, B., 2020. Some physicochemical properties of phaeozems in Bulgaria. Forestry Ideas 26, 2(60), 520–527.
19.
Hu, P., Liu, Q., Torrent, J., Barrón, V., Jin, C., 2013. Characterizing and quantifying iron oxides in Chinese loess/paleosols: Implications for pedogenesis. Earth and Planetary Science Letters 369-370, 271-283. https://doi.org/10.1016/j.epsl....
20.
IUSS Working Group WRB, 2022. World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria.
21.
Jankowski, M., Kruczkowska, B., Bednarek, R., 2011. Topographical inversion of sandy soils due to local conditions in Northern Poland. Geomorphology 135 (3-4), 277-283. 10.1016/j.geomorph.2011.02.005.
22.
Jankowski, M., 2014a. The evidence of lateral podzolization in sandy soils of Northern Poland. Catena 112, 139–147. https://doi.org/10.1016/j.cate....
23.
Jankowski, M., 2014b. Bielicowanie jako wtórny proces w glebach rdzawych Brodnickiego Parku Krajobrazowego, [in:] M. Świtoniak, M. Jankowski, R. Bednarek (red.), Antropogeniczne przekształcenia pokrywy glebowej Brodnickiego Parku Krajobrazowego, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń, 9-24.
24.
Jaworska, H., Dąbkowska-Naskręt H., Kobierski, M., 2014. The influence of litho- and pedogenic process on Luvisols formation of selected area of Vistula Glaciation. Geological Quarterly 58(4), 685-694. https://doi.org/10.7306/gq.117....
25.
Jaworska, H., Dąbkowska-Naskret H., Kobierski, M., 2016. Iron oxides as weathering indicator and the Origin Of Luvisols From The Vistula Glaciation Region. Journal of Soils and Sediments 16, 396-404. https://doi.org/10.1007/s11368....
26.
Jelić, M.Ž., Milivojević, J.Ž., Trifunović, S.R., Đalović, I.G., Milošev, D.S., Šeremešić, S.I., 2011. Distribution and forms of iron in the Vertisols of Serbia. Journal of Serbian Chemical Society 76(5), 781-794. https://doi.org/10.2298/JSC100....
27.
Kabała, C., 2019. Chernozem (czarnoziem) - Soil of the year 2019 in Poland. Origin, classification and properties of Chernozems in Poland. Soil Science Annual 70(3), 184-192. https://doi.org/10.2478/ssa-20....
28.
Kabała, C., Charzyński, P., Chodorowski, J., Drewnik, M., Glina, B., Greinert, A., Hulisz, P., Jankowski M., Jonczak, J., Łabaz, B., Łachacz, A., Marzec, M., Mendyk, Ł., Musiał, P., Musielok, Ł., Smreczak, B., Sowiński, P., Świtoniak, M., Uzarowicz, Ł., Waroszewski, J., 2019a. Polish Soil Classification, 6th edition - principles, classification scheme and correlations. Soil Science Annual 70(2), 71-97.
29.
Kabała, C., Charzyński, P., Chodorowski, J., Drewnik, M., Glina, B., Greinert, A., ... & Waroszewski, J., 2019. Systematyka gleb Polski. Wrocław: Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.
30.
Kabała, C., Charzyński, P., Czigány, Sz., Novák, T.,J., Saksa, M., Świtoniak, M., 2019b. Suitability of World Reference Base for Soil Resources (WRB) to describe and classify chernozemic soils in Central Europe. Soil Science Annual 70 (3), 244-257. https://doi.org/10.2478/ssa-20....
31.
Kabala, C., Musztyfaga, E., Jary, Z., Waroszewski, B., Kobierski, M., 2022. Glossic planosols in the postglacial landscape of central Europe: Modern polygenetic soils or subaerial palaeosols? Geoderma 426 (15), 116101. https://doi.org/10.1016/j.geod....
32.
Kaczmarek, Z., Gajewski, P., Mocek, A., Owczarzak, O., Glina, B., 2015. Physical and water properties of selected Polish heavy soils of various origins. Soil Science Annual, 66(4), 191-197. https://doi.org/10.1515/ssa-20....
33.
Kobierski, M., 2010. Profile distribution of iron in arable soils formed on glaciall till from Inowrocławska Plain, Poland. W: Physical, chemical and biological processes in soils. Szajdak, L.,W., Karabanow, A.,K., [red] Institute for Agricultural and Forest Environment, Polish Academy of Science. Poznań, 305-322. https://doi.org/10.5601/jelem.....
34.
Kobierski, M., Dąbkowska-Naskręt, H., 2003. Skład mineralogiczny i wybrane właściwości fizykochemiczne zróżnicowanych typologicznie gleb Równiny Inowrocławskiej. Cz. II. Skład mineralogiczny frakcji ilastej. Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 54 (4), 29-44.
35.
Kobierski, M., Długosz, J., 2011. Wpływ pedogenezy na skład mineralogiczny frakcji ilastej gleb wytworzonych z gliny zwałowej. Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 62(1), 91-103.
36.
Kobierski, M., Kondratowicz-Maciejewska, K., Kociniewska, K., 2015. Soil quality assessment of Phaeozems and Luvisols from the Kujawy region (central Poland). Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 66(3), 111-118. https://doi.org/10.1515/ssa-20....
37.
Kögel-Knabner, I., Amelung, W., 2021. Soil organic matter in major pedogenic soil groups. Geoderma 384, 114785. https://doi.org/10.1016/j.geod....
38.
Konecka-Betley, K., Czepinska-Kamińska, D., Janowska, E., Okołowicz, M., 2002. Gleby stref: ochrony ścisłej i częściowej w Rezerwacie Biosfery Puszcza Kampinoska. Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 53(3-4), 5-21.
39.
Łabaz, B., Kabała, C., 2014. Origin, properties and classification of black earths in Poland. Soil Science Annual 65(2), 80-90. https://doi.org/10.2478/ssa-20....
40.
Łabaz, B., Kabała, C., Dudek, M., Waroszewski, J., 2019. Morphological diversity of chernozemic soils in south-western Poland. Soil Science Annal 70(3), 211-224. https://doi.org/10.2478/ssa-20....
41.
Łabaz, B., Musztyfaga, E., Waroszewski, J., Bogacz, A., Jezierski, P., Kabała, C., 2018. Landscape-related transformation and differentiation of Chernozems - Catenary approach in the Silesian Lowland, SW Poland. Catena, 161, 63-76. https://doi.org/10.1016/j.cate....
42.
Matecka, P., Świtoniak, M., 2020. Delineation, characteristic and classification of soils containing carbonates in plow horizons within young moraine areas. Soil Science Annal 71(1), 23-36. https://doi.org/10.37501/soils....
43.
McFadden, L.D., Hendricks, D.M., 1985. Changes in the content and composition of pedogenic iron oxyhydoxides in a chronosequence of soils in southern California. Quaternary Research 23, 189-204.
44.
Mocek, A., 1988. Żelazo w vertisolach i mollisolach okolic Shahrazoor i Raniya w północnowschodniej części Iraku. Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 39(3), 45-55.
45.
Orzechowski, M., Smólczyński, S., Długosz, J., Kalisz, B., Kobierski, M., 2018. Content and distribution of iron forms in soils formed from glaciolimnic sediments, in ne Poland. Journal of Elementology 23, 729-744. https://doi.org/10.5601/jelem.....
46.
Prusinkiewicz, Z., Proszek, P., 1990. Program komputerowej interpretacji wyników analizy uziarnienia gleb - TEKSTURA. Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 41(3/4), 5-16.
47.
Roden, E., Sobolev, D., Glazer, B., Luther, G., 2004. Potential for microscale bacterial Fe redox cycling at the aerobic–anaerobic interface. Geomicrobiology Journal 21, 379-391. https://doi.org/10.1080/014904....
48.
Różański, S., Bartkowiak, A., Jaworska, H., 2013. Forms of iron as an indicator of pedogenesis in profiles of selected soil types of the northern area of kujawsko-pomorskie province, Poland. Soil Science Annual 64(3), 98-105. https://doi.org/10.2478/ssa-20....
49.
Scheinost, A.C., Schwertmann, U., 1999. Color identification of iron oxides and hydroxysulfates: use and limitations. Soil Science Society of America Journal 63(5), 1463-1471.
50.
Schwertmann, U., 1964. Differenzierung der Eisenoxide des Bodens durch Extraktion mit Ammoniumoxalat-Lösung. Z. PFL. Ernähr Dung. Bodenk. 105, 194-202.
51.
Schwertmann, U., 1988. Occurrence and formation of iron oxides in various pedoinvironments. In: Iron in Soils and Clay Minerals, 261-301.
52.
Schwertmann, U., Teylor, R.M., 1989. Iron oxides. In: Dixon J.B. et al. (eds.). Minerals in Soil Environments. ASA. Medison, 379-438.
53.
Shah, A.N., Tanveer, M., Shahzad, B., Yang, G., Fahad S., Ali, S., Bukhari, M.A., Tung, S.A., Hafeez A., Souliyanonh B., 2017. Soil compaction effects on soil health and crop productivity: an overview. Environmental Science and Pollution Research 24, 10056-10067. https://doi.org/10.1007/s11356....
54.
Singh, J., Salaria, A., Kaul, A., 2015. Impact of soil compaction on soil physical properties and root growth: A review. International Journal of Food, Agriculture & Veterinary Sciences 5, 1, 23–32.
55.
Stucki, J.W., Goodman, B.A., Schwertmann, U., (Eds.), 1988. Iron in Soils and Clay Minerals. D. Reidel, Dordrecht, 893.
56.
Świtoniak, M., 2015. Issues relating to classification of colluvial soils in young morainic areas (Chełmno and Brodnica Lake District, northern Poland). Soil Science Annual 66(2), 57-66. https://doi.org/10.1515/ssa-20....
57.
Świtoniak, M., Kabała, C., Karklins, A., Charzyński, P., Hulisz, P., Mendyk, Ł., Michalski, A., Novák, T. J., Penížek, V., Reintam, E., Repe, B., Saksa, M., Vaisvalavičius, R., Waroszewski, J., 2018. Guidelines for Soil Description and Classification Central and Eastern European Students’ Version. Polish Society of Soil Science, Toruń, 1-286.
58.
Świtoniak, M., Mroczek, P., Bednarek, R., 2016. Luvisols or Cambisols? Micromorphological study of soil truncation in young morainic landscapes - Case study: Brodnica and Chełmno Lake Districts (North Poland). Catena 136, 583-595. https://doi.org/10.1016/j.cate....
59.
Targulian, V.O., Krasilnikov, P.V., 2007. Soil system and pedogenic processes: Self-organization, time scales, and environmental significance. Catena 71(3), 373-381. https://doi.org/10.1016/j.cate....
60.
Thompson, A., Chadwick, O.A., Rancourt, D.G., Chorover, J., 2006. Iron-oxide crystallinity increases during soil redox oscillations. Geochimica and Cosmochimica Acta 70(7), 1710-1727. https://doi.org/10.1016/j.gca.....
61.
Vodyanitskii, Y.N., Kirillova, N.P., Manakhov, D.V., Karpukhin, M.M., 2018. Iron compounds and the color of soils in the Sakhalin island. Eurasian Soil Science 51(2), 163-175. https://doi.org/10.1134/S10642....
62.
Wiesmeier, M., Urbanski, L., Hobley, E., U., Lang, B., Lützow, M., Marin-Spiotta, E., Wesemael, B., Rabot, E., Ließ, M., Garcia-Franco, N., Wollschläger, U., Vogel, H-J., Kögel-Knabner, I., 2019. Soil organic carbon storage as a key function of soils – A review of drivers and indicators at various scales. Geoderma 333, 149–162. doi:10.1016/j.geoderma.2018.07.026.
63.
Wysota, W., 1993. Model kształtowania rzeźby subglacjalnej w środkowo-wschodniej części Pojezierza Chełmińsko-Dobrzyńskiego. Mat. II Seminarium: Geneza, litologia i stratygrafia utworów czwartorzędowych, Poznań.
64.
Zagórski, Z., 1996. Granulometryczne wskaźniki procesów pedo- i litogenezy w glebach niejednorodnych wytworzonych z osadów glacjalnych. Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 47, 125-135.
65.
Zhang, X.,W., Kong, L.,W., Cui, X., L., Yin, S., 2016. Occurrence characteristics of free iron oxides in soil microstructure: evidence from XRD, SEM and EDS. Bulletin of Engineering Geology and the Environment 75, 1493-1503. https://doi.org/10.1007/s10064....
| eISSN: | 2300-4975 |
| ISSN: | 2300-4967 |
Przetwarzamy dane osobowe zbierane podczas odwiedzania serwisu. Realizacja funkcji pozyskiwania informacji o użytkownikach i ich zachowaniu odbywa się poprzez dobrowolnie wprowadzone w formularzach informacje oraz zapisywanie w urządzeniach końcowych plików cookies (tzw. ciasteczka). Dane, w tym pliki cookies, wykorzystywane są w celu realizacji usług, zapewnienia wygodnego korzystania ze strony oraz w celu monitorowania ruchu zgodnie z Polityką prywatności. Dane są także zbierane i przetwarzane przez narzędzie Google Analytics (więcej).
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
