10.
|
Roztwory glebowe
Anna Kowalska
Roztwory glebowe stanowią drogę transportu
składników odżywczych i substancji
toksycznych między fazą stałą gleby a
korzeniami roślin. Ich skład chemiczny jest
więc źródłem informacji istotnych dla oceny
wpływu zanieczyszczeń powietrza oraz innych
czynników stresowych na ekosystemy leśne (Nieminen
2011).
W 2020 roku wskutek niskich opadów na
niektórych SPO MI (szczególnie na
powierzchni w Krotoszynie) występowały
miesiące, gdy woda glebowa nie była dostępna
i nie było możliwe pobieranie
wystarczających ilości próbek do badań.
Najtrudniejsza sytuacja pod względem
dostępności wody w drzewostanach występowała
na powierzchniach w Białowieży, Gdańsku,
Suwałkach i Strzałowie.
W 2020 roku średnie pH w badanych roztworach
glebowych wynosiło od 4,1 do 7,4 na
głębokości 25 cm oraz od 4,4 do 7,9 na
głębokości 50 cm (ryc. 10.1). Zmiany większe
niż ± 0,2 jednostki pH w porównaniu z rokiem
poprzednim wystąpiły jedynie w kilku
przypadkach (w Birczy, Suwałkach,
Krotoszynie, w mniejszym stopniu w
Zawadzkiem) i mogły być spowodowane
niewystarczającą dostępnością wody glebowej.
Ryc. 10.1
Stosunek molowy kationów zasadowych do
glinu (BC/Al) w roztworach glebowych na
SPO MI w 2020 r. Poziomymi kreskami
zaznaczono średnią roczną wartość pH na
głębokości 25 cm (kolor niebieski) i 50
cm (kolor czerwony).
|
Najbardziej kwaśne roztwory występowały w
drzewostanach sosnowych w Zawadzkiem, Kruczu,
Chojnowie (pH od 4,2 do 4,5) i w Białowieży
(pH od 4,5 do 4,7). W świerczynach w
Szklarskiej Porębie i Piwnicznej, w
drzewostanie dębowym w Łącku, bukowym w
Gdańsku pH roztworów glebowych na obu
głębokościach mieściło się w zakresie
4,4–4,7. W dąbrowie w Krotoszynie mimo że pH
na głębokości 50 cm wynosiło 6,0, w płytszym
poziomie było najniższe spośród badanych
powierzchni i wynosiło tylko 4,1. W
Strzałowie (sosna), Birczy (buk) i w
Suwałkach (świerk) pH osiągało średnie
wartości w zakresie 6,4 – 7,9. Z reguły w
górnej części profilu glebowego występowało
nieznaczne zakwaszenie roztworów w stosunku
do głębszych poziomów. W dąbrowie w
Krotoszynie, w buczynie w Birczy i w borze w
Strzałowie różnica między pH na głębokości
25 i 50 cm wynosiła odpowiednio 1,9, 1,2 i
1,1 jednostki pH.
Ryc. 10.2
Suma stężeń jonów [μmolc dm-3]
w roztworach glebowych na głębokości 25
i 50 cm (oznaczenie z lewej strony
pionowej osi wykresu) na SPO MI w 2020
r.
|
W składzie roztworów glebowych znaczący
udział miały kationy o charakterze
zasadowym: Ca, Mg i K. W Birczy, Strzałowie
oraz w Suwałkach stanowiły powyżej 60% sumy
jonów na obu głębokościach (ryc. 10.2).
Udział kationów o charakterze zasadowym w
sumie jonów był niski (22–30%) na
powierzchni świerkowej w Szklarskiej Porębie
i w drzewostanach sosnowych w Chojnowie,
Kruczu i Zawadzkiem. W drzewostanie sosnowym
w Białowieży, w dąbrowie w Łącku, w buczynie
w Gdańsku i świerczynie w Piwnicznej był
nieco wyższy i wynosił od 29 do 42%.
Stosunek molowy jonów o charakterze
zasadowym (Ca, Mg i K) do glinu stosowany
jest jako wskaźnik stopnia zagrożenia gleby
przez czynniki zakwaszające. Przyjmuje się,
że przy wartościach (Ca+Mg+K)/Al ≥ 1
korzenie drzew są chronione przed skutkami
zakwaszania gleb. Wskaźnik ten przyjął
znacznie niższe od jedności wartości,
mieszczące się w zakresie od 0,3 do 0,7 w
roztworach glebowych na obu głębokościach w
nadleśnictwach: Szklarska Poręba (świerk),
Chojnów (sosna), Zawadzkie (sosna) i Krucz
(sosna) (ryc. 10.1). W Piwnicznej (świerk)
mieścił się w granicach 0,6–0,9. W Gdańsku
(buk) i Łącku (dąb) wynosił odpowiednio: 0,4
i 0,5 na głębokości 25 cm i wzrastał do
0,7–1,0 w głębszym poziomie gleby. Na
pozostałych powierzchniach (Strzałowo,
Białowieża (sosna), Bircza (buk), Krotoszyn
(dąb), Suwałki (świerk)) przekraczał,
niekiedy znacznie, przyjętą wartość
krytyczną, wskazując na brak zagrożenia
korzeni ze strony toksycznych form glinu.
Obecność azotanów w roztworach glebowych z
reguły stanowi wskaźnik tzw. wysycenia
ekosystemu azotem, czyli sytuacji, gdy podaż
azotu przekracza zapotrzebowanie roślin i
mikroorganizmów (Aber i in. 1989, Gundersen
i Rasmussen 1995, Kristensen i in. 2004).
Zakładając, że woda zawarta w glebie na
głębokości 50 cm znajduje się poza główną
strefą wzrostu korzeni drzew i w
sprzyjających warunkach
hydrometeorologicznych opuszcza tę strefę
wraz z rozpuszczonymi substancjami,
przyjmuje się, że obecność mineralnych form
azotu w roztworach glebowych na 50 cm
głębokości może wskazywać na nadmierną
dostawę azotu i ryzyko wymywania azotu
z tych gleb.
W Białowieży jony NO3-
występowały w roztworach glebowych na
głębokości 50 cm w stężeniu od 0,2 do 1,4 mg
N dm-3 przez cały okres
pobierania próbek. W Krotoszynie były
obecne w stężeniu od 14 do 18 mg N dm-3,
w Zawadzkiem od kwietnia występowały w
stężeniu 0,1 - 0,9 mg N dm-3. W
Suwałkach obserwowano – z wyjątkiem maja –
stężenie od 0,6 do 2,9 mg N dm-3.
W Suwałkach obecność azotanów można wiązać z
uszkodzeniem drzewostanu i powolnym
rozpadem, związanym z obecnością kornika i
chorobami grzybowymi, w wyniku czego część
powierzchni badawczej została pozbawiona
drzew. Wykonywane są tam dalsze cięcia
sanitarne, ostatnio zimą 2018/2019. W
Krotoszynie w 2017 roku przeprowadzono
cięcia sanitarne w drzewostanie, czego
następstwem może być wzmożone uwalnianie
N-NO3- do roztworów
glebowych, wskutek zwiększonej mineralizacji
materii organicznej. Na powierzchni w
Białowieży w ostatnich latach wystąpiły
wiatrowały, co może wskazywać na gorszą
kondycję drzew, punktowe odsłonięcie gleby
sprzyjające przyspieszonej mineralizacji i
uwalnianiu azotanów do roztworów glebowych.
Drugą potencjalną przyczyną osłabienia drzew
jest obecność opieńki.
Obecność jonów amonowych w roztworach
glebowych w Suwałkach (świerk) i Białowieży
(sosna) może świadczyć zarówno o nadmiernym
dopływie azotu z depozycją atmosferyczną,
jak i o wysokim tempie mineralizacji materii
organicznej, będącym następstwem np.
odsłonięcia gleby wskutek obumarcia drzew
lub przeprowadzonych cięć sanitarnych. Innym
czynnikiem stymulującym pojawianie się NH4+
w fazie wodnej gleby jest spowolnienie tempa
nitryfikacji (undersen i in. 1998) przy
niskim pH gleby i szerokim stosunku węgla do
azotu w warstwie organicznej, czyli w
warunkach charakterystycznych dla gleb
powierzchni w Zawadzkiem (sosna), gdzie NH4+
również były obecne w roztworach glebowych w
wykrywalnych ilościach.
Średnie pH w badanych roztworach glebowych
wynosiło od 4,1 do 7,4 na głębokości 25 cm
oraz od 4,4 do 7,9 na głębokości 50 cm.
Najbardziej kwaśne roztwory (pH od 4,2 do
4,7) występowały w drzewostanach sosnowych w
Kruczu, Chojnowie, Zawadzkiem i Białowieży.
Na powierzchniach w Birczy, Strzałowie i
Suwałkach w składzie roztworów glebowych na
obu głębokościach (25 i 50 cm) znaczący
udział (powyżej 60% sumy jonów) miały
kationy o charakterze zasadowym: Ca, Mg i K.
Na czterech powierzchniach (Szklarska
Poręba, Chojnów, Zawadzkie i Krucz) stosunek
molowy jonów zasadowych (Ca, Mg i K) do
glinu (BC/Al) w roztworach glebowych na obu
głębokościach przyjmował znacznie niższe od
jedności wartości (od 0,3 do 0,7), co
wskazuje na istnienie zagrożenia korzeni ze
strony toksycznych form glinu. Na pięciu
powierzchniach (Strzałowo, Białowieża,
Bircza, Krotoszyn i Suwałki) przekraczał,
niekiedy znacznie, przyjętą wartość
krytyczną, wskazując na brak takiego
zagrożenia.
W Białowieży, Krotoszynie, Zawadzkiem i
Suwałkach odnotowano podwyższone stężenia
azotanów (jonów NO3-)
w roztworach glebowych na głębokości 50 cm.
W Białowieży, Suwałkach i Zawadzkiem w
roztworach glebowych występowały jony
amonowe (NH4+).
|