ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LXI NR 3 WARSZAWA 2010: 65-74

MIROSŁAW KOBIERSKI

UZIARNIENIE GLEB RÓŻNYCH TYPÓW WYTWORZONYCH Z GLINY LODOWCOWEJ

W ASPEKCIE KLASYFIKACJI PTG 2008

TEXTURE OF DIFFERENT TYPES OF SOILS FORMED FROM GLACIAL TILL

IN THE ASPECT OF PTG 2008 CLASSIFICATION SYSTEMKatedra Gleboznawstwa i Ochrony Gleb, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy

w Bydgoszczy

Abstract: The aim o f the research was to characterize the variable texture o f arable soils from the Inowro­cławska Plain mesoregion. The Polish Society o f Soil Science (PTG) established a new soil texture classification system, fully compatible with the international classification according to USDA. The texture o f the studied soils was determined according to the PTG 2008 texture classification. Moreover, the sedimentological indices were calculated and the cumulative curves were drawn using the SIEWCA computer program. Sedimentological indices: mean grain-size (GSS), segregation coefficient (GSO), skew­ness (GSK) and kurtosis (GSP) of the distribution curves indicate that the studied soils are characterized by the presence of glacial till material. Different soil types were formed from glacial till and they may undergo further transformations. The presence of homogenic glacial till was confirmed by granulometric indices. In the upper horizons sandy loam dominated but homogenic sandy loam was observed in the parent material o f the soils. The soil texture o f the studied soils depended on the illuviation process. The results o f the study indicated that the studied Phaeozems and Cambisols were formed during at least two pedogenic processes including lessivage.

Słowa kluczowe: uziamienie PTG 2008, wskaźniki sedymentologiczne i granulometryczne.

Key words: PTG 2008 texture, sedimentological and textural indices.

WSTĘPJednym z podstawowych parametrów opisujących właściwości fizyczne gleb i

utworów mineralnych jest ich skład granulometryczny. Polskie Towarzystwo Glebo­znawcze opracowało nowy system klasyfikacji uziamienia [PTG 2009], który jest zbliżony do międzynarodowej klasyfikacji USDA. Różnice pomiędzy klasyfikacjami wcześniej obowiązującymi w Polsce (BN-78/9180-11, PN-R-04033)polegająna odmiennej wielkości średnicy stosowanej jako kryterium wyróżnienia poszczególnych frakcji granulo- metrycznych, ich procentowego udziału w grupach granulometrycznych, a także nazewnictwie i liczbie grup. W normie BN-78/9180-11 [BN 1978] obowiązywała średnica

66. M. Kobierski

części ziemistych <1,0 mm, natomiast frakcja pyłu mieściła się w przedziale 0,1-0,02 mm, zaś frakcje mniejsze <0,02 mm określone były jako części spławialne. Drzymała i Mocek [2004] wnioskowali o wprowadzenie klasyfikacji, która opierałaby się na podziałach frakcji i grup granulometrycznych zbieżnych z klasyfikacją wg USDA. Przyjęta przez Polskie Towarzystwo Gleboznawcze klasyfikacja uziamienia PTG 2008 spełnia te wymogi, poza tym dzięki przygotowanemu Aneksowi 2 pozwala określić odpowiedniki grup granulometrycznych, które obowiązywały w normie BN-78/9180-11. W przypadku dysponowania pełnym zestawem wyników analizy granulometrycznej takie porównania między klasyfikacjami nie nastręczajątrudności. Pewne problemy pojawiająsię w przypadku tzw. skróconej analizy uziamienia, w której podaje się sumę części spławialnych bez ich podziału na frakcje [Prusinkiewicz i in. 1994]. W nowej klasyfikacji PTG 2008 obowiązują następujące frakcje granulometryczne: piaskowa o średnicy 2,0-0,05 mm, pyłowa o średnicy 0,005-0,002 mm oraz iłowa o średnicy <0,002 mm.

Niniejsza praca poświęcona jest charakterystyce uziamienia wybranych typów gleb wytworzonych z gliny morenowej zlodowacenia bałtyckiego, fazy poznańskiej. Gleby te były obiektem wcześniejszych badań w zakresie morfologii i składu mineralogicznego frakcji ilastej [Kobierski, Dąbkowska-Naskręt 2003a,b]. W nawiązaniu do wcześniejszych badań prezentowane są wyniki analizy uziamienia opartej na klasyfikacji PTG 2008. W celu litologicznej charakterystyki materiału macierzystego gleb wykorzystano wskaźniki uziamienia oraz wskaźniki sedymentologiczne.

MATERIAŁ I METODYBadaniami objęto podtypy czarnych ziem: właściwa - profil CI, zbrunatniała - profil

CII, glejowa - profil CIII, zdegradowana - profil CIV oraz gleby płowe - profile PI, Pil, a także gleby brunatne - profile BI i BIL

Skład granulometryczny oznaczono metodą sitową i areometryczną Casagrande'a w modyfikacji Prószyńskiego [Lityński i in. 1976], po uprzednim usunięciu CaC03 z próbek glebowych. Wyniki opracowano zgodnie z klasyfikacją Polskiego Towarzystwa Gleboznawczego [PTG 2009]. Interpretację wyników przeprowadzono w odniesieniu do normy BN-78/9180-11 [BN 1978].

Po wprowadzeniu do programu komputerowego SIEWCA wartości procentowej zawartości poszczególnych frakcji wykreślono na ich podstawie krzywe uziamienia oraz obliczono następujące wskaźniki sedymentologiczne:

a) średnia średnica ziarna (GSS), obliczona dla frakcji granulometrycznych od 2,0 mm do <0,002 mm;

b) odchylenie standardowe (GSO), które jest miarą średniego odchylenia wyników pomiaru od wartości średniej,

c) skośność (GSK), jest wskaźnikiem asymetrii rozkładu wokół średniej;d ) kurtoza (GSP) jest względną miarą koncentracji i spłaszczenia rozkładu.Na podstawie odchylenia standardowego można określić stopień wysortowania

materiału glebowego. Interpretacja GSO oparta na klasyfikacji Folka i Warda [Prusinkiewicz, Proszek 1990]: wartości GSO w zakresie 1,00-2,00 określają materiał słabo wysortowany, natomiast wartości od 2,00 do 4,00 opisująpróbki bardzo słabo wysortowane, zaś wartości większe od 4,00 charakteiyzująniewysortowany materiał glebowy, wartości GSO mniejsze od 0,35 określają natomiast materiał glebowy bardzo dobrze wysortowany.

Uziarnienie gleb różnych typów wytworzonych z gliny lodowcowej 67

GSK zawiera informacje o możliwych różnicach między dodatnimi i ujemnymi odchyleniami od wartości średniej. Skośność przyjmuje znak dodatni, gdy przewaga liczebności występuje wokół niskich wartości zmiennej (przeważają frakcje drobniejsze). Wskaźnik GSK pozwala określić dominację poszczególnych frakcji w diagnozowanej próbce.

GSP określa rozmieszczenie i koncentrację wartości zmiennej wokół średniej. Prusinkiewicz i Proszek [1990] podają, że dla rozkładu normalnego (mezokurtycznego) wskaźnik GSP ma wartość 1,00. Wartości mniejsze od 1,00 charakteryzują rozkłady spłaszczone (platykurtyczne), a większe od 1,00 są charakterystyczne dla rozkładów wysmukłych (leptokurtycznych).

Wybrane wskaźniki sedymentologiczne pozwalają określić stopień wysortowania oraz dominację frakcji granulometrycznych w diagnozowanym materiale glebowym.

Obliczono wskaźniki granulometryczne wg Kowalkowskiego i Prusinkiewicza [1963]. Określają one wzajemne proporcje zawartości pomiędzy grubszymi frakcjami granulo- metrycznymi badanego materiału glebowego:

a) A = (0,25-0,10 mm):(0,50-0,25 mm);b) B = (0,25-0,10 mm):(l,00-0,50 mm);c) C = (0,25-0,05 mm):(0,50-0,25 mm);d) D = (0,25-0,02 mm):(l,00-0,25 mm);e) E = (0,50-0,05 mm):(l,0-0,50 mm).Materiał glebowy genetycznie jednorodny pod względem sedymentologicznym

charakteryzuje się zbliżonymi wartościami poszczególnych wskaźników uziamienia [Prusinkiewicz, Proszek 1990].

WYNIKI I DYSKUSJAGleby mezoregionu Równiny Inowrocławskiej stanowią jeden z przykładów

zmienności typologicznej gleb, pomimo jednorodności genetycznej skały macierzystej, z której powstały. Budowa morfologiczna właściwa dla określonego typu gleb oraz profilowa dystrybucja składników glebowych determinują ich właściwości [Cieśla 1968]. W obrębie mezoregionu można spotkać asocjacje czarnych ziem (Phaeozems) z glebami płowymi (Luvisols) oraz nielicznie występującymi glebami brunatnymi (Cambisols). Dotychczas prowadzone badania wskazują, że opisywana zmienność glebowa jest niewątpliwie efektem zróżnicowanej mezo- i mikrorzeźby terenu, a równinny charakter terenu oraz słaby, naturalny drenaż był przyczyną nadmiernego uwilgotnienia skały macierzystej czarnych ziem. Nie stwierdzono cech procesu glejowego w poziomie skały macierzystej gleb brunatnoziemnych mezoregionu [Kobierski, Dąbkowska-Naskręt 2003a].

Stosując nową klasyfikację PTG 2008 wydzielono 5 grup granulometrycznych (tab.1). Według normy BN-78/9180-11 w poziomach genetycznych badanych gleb stwierdzono natomiast uziarnienie 8 grup granulometrycznych: piasek gliniasty lekki pylasty (pglp), piasek gliniasty mocny pylasty (pgmp), glina piaszczysta (gp), glina piaszczysta pylasta (gpp), glina lekka (gl), glina lekka pylasta (glp), glina średnia (gś), glina średnia pylasta (gśp).

Dominującągrupągranulometryczną wg klasyfikacji PTG 2008 była glina lekka. Jest ona odpowiednikiem trzech grup granulometrycznych: gliny lekkiej, gliny lekkiej pylastej oraz gliny średniej pylastej - sklasyfikowanych wg normy BN-78/9180-11 (tab. 2). W klasyfikacji PTG 2008 piasek gliniasty w poziomie Eet gleby P il jest piaskiem drobnoziarnistym, a większość glin piaszczystych w poziomach powierzchniowych

68 M. Kobierski

TABELA 1. Skład granulometryczny badanych gleb - TABLE 1. Texture o f analyzed soilsNrN o

PoziomHorizon

Głębok.Depth[cm]

Procentowa zawartość frakcji o średnicy [mm] Percentage o f soil fraction at diameter [mm]

Grupy granulometr. Textural groups

2,0-1,0

1,0-0,5

0,5-0,25

0,25-0,1

0,1-0,05

0,05-0,02

0,02-0,005

0,005-0,002

<0,002 B N -7 8/ 9180-11

PTG2008

CI Ap 0-32 0,5 1,8 11,8 33,9 18 8 6 6 14 gip gPAa 32-56 0,2 1,1 10,8 32,9 18 9 8 6 14 glp glBca 56-81 0,1 1,2 7,6 29,1 19 12 7 8 16 glp glC 1cagg 81-115 0,3 0,9 6,6 27,2 22 13 7 8 15 glp glC2cagg 115-150 0,2 0,9 7,8 24,1 23 13 7 9 15 glp gl

CII Ap 0-28 0,4 2,2 14,0 34,4 18 8 5 5 13 gPP gPA2 28-40 0,3 1,6 11,9 38,2 18 8 6 4 12 gPP gPAB 40-55 0,3 1,4 11,5 33,8 15 8 9 5 16 gl glBt 55-75 0,1 1,3 9,2 30,4 15 10 9 5 20 gl glBca 75-95 0,1 1,0 6,6 19,3 18 15 14 6 20 gśp glC l ca 95-125 0,1 0,4 9,3 23,2 18 15 10 6 18 glp gzC2cagg 125-150 0,1 0,5 5,3 24,1 20 17 10 8 15 glp gz

CIII Ap 0-28 0,4 2,1 14,4 35,1 18 8 6 3 13 gPP gPAa 28-49 0,5 2,0 14,1 33,4 21 8 4 3 14 gPP gPC l cagg 49-78 0,1 0,5 8,6 25,8 19 14 9 3 20 glp glC2 cagg 78-88 0,3 3,4 11,3 23,0 17 9 10 6 20 gśp glG ica 88-110 0,2 1,2 9,7 28,9 20 6 9 5 20 glp glG2ca 110-150 0,2 1,5 9,7 27,6 15 11 10 5 20 glp gl

C IV Ap 0-26 0,4 2,7 16,8 32,1 15 8 7 5 13 gP gPA2 26-42 0,3 1,6 17,9 28,2 15 10 8 5 14 gl glBt 42-60 0,2 2,6 12,5 22,7 15 10 9 7 21 gś gP»C lgg 60-105 0,3 1,7 11,2 29,8 17 9 9 4 18 glp glC2 cagg 105-145 0,3 1,3 11,2 30,2 17 9 10 4 17 glp gl

PI Ap 0-25 0,2 0,7 16,2 32,9 20 11 5 2 12 pgmp gPEet 25-45 0,2 0,6 18,5 35,7 12 12 8 6 7 gp gPBt 45-95 0,1 0,8 5,9 27,2 15 12 8 7 24 gśp gpiC l ca 95-125 0,3 1,0 10,7 30,0 16 ' 11 9 4 18 glp glC2ca 125-150 0,2 0,8 9,6 30,4 17 10 9 4 19 glp gl

Pil Ap 0-32 0,3 1,4 11,3 41,0 21 9 6 3 7 pgmp gPEet 32-50 0,3 1,4 11,5 40,8 22 9 6 4 5 pglp PgBt 50-89 0,2 1,2 11,9 24,7 17 9 7 5 24 gśp gpiC l ca 89-120 0,2 1,1 12,8 30,9 17 9 7 4 18 glp glC2ca 120-150 0,2 1,3 18,9 24,6 18 9 8 4 16 glp gl

BI Ap 0-28 0,3 1,0 12,3 32,4 20 8 6 3 17 glp gPBlbr(t,fe) 28-50 0,3 2,1 15,6 17,0 21 10 6 5 23 glp gpiB2br(t?fe) 50-70 0,3 1,1 10,1 22,5 20 10 7 7 22 gśp gpiC l ca 70-115 0,2 1,1 10,0 24,7 19 10 8 4 23 glp gpiC2ca 115-150 0,2 1,0 13,0 23,8 21 10 10 3 18 glp gl

BII Ap 0-26 0,3 0,8 15,5 30,4 21 10 7 3 12 gPP gPBlbr(t,fe) 26-50 0,2 1,0 9,6 30,2 16 8 7 7 21 gl gpiB2br(t,fe) 50-70 0,3 1,4 10,5 25,8 16 9 7 7 23 gś gpiC l ca 70-80 0,2 0,7 12,2 26,9 16 10 8 5 21 glp gpiC2ca 80-110 0,2 1,0 3,9 23,9 17 10 8 5 21 glp gpiC3ca 110-150 0,1 1,1 16,7 23,1 17 10 8 5 19 glp gl

PTG 2008: pg - piasek gliniasty / loamy sand; gp - glina piaszczysta / sandy loam; gl - glina lekka / sandy loam; gpi - glina piaszczysto-ilasta / sandy clay loam; gz - glina zwykła / loam; B N -78 /9180-11: pglp - piasek gliniasty lekki pylasty; pgmp - piasek gliniasty mocny pylasty; gpp - glina piaszczysta pylasta; glp - glina lekka pylasta; gś - glina średnia; gśp - glina średnia pylasta; C I-C IV - czarne ziemie,PI i P il - gleby płowe, BI i BII - gleby brunatne

Uziarnienie gleb różnych typów wytworzonych z gliny lodowcowej 69

TABELA 2. Porównanie grup granulometrycznych wg PTG 2008 i B N-78/9180-11TABLE 2. Comparison o f textural groups acc. PTG 2008 and BN-78/9180-11PTG 2008 Liczba próbek

N o o f samplesB N -78/9180-11

pglp pgmp gP gPP gl glp gś gśp

Pg 1 1

gP 11 2 2 5 2 i I1gl 19 3 15 O )gpi 10 (1) (4) 2 (3)gz 3 (2) 1 1

badanych gleb to gliny drobnopiaszczyste, w których piasek drobny i bardzo drobny (0,25-0,1 mm i 0,1-0,05 mm) stanowi ponad 50% w całej frakcji piaskowej. Próbki z poziomów Ap gleby CI oraz Eet gleby PI maj ąuziamienie gliny piaszczystej średnioziamistej.

Aneks 2 do klasyfikacji uziamienia PTG 2008 [PTG 2009] pozwala określić przybliżone odpowiedniki grup granulometrycznych zawartych w normie BN-78/9180-11. Określenie odpowiedników poszczególnych grup może nastręczać problemy, zwłaszcza w przypadku próbek glebowych, w których procentowy udział frakcji przyjmuje wartości graniczne dla poszczególnych grup granulometrycznych. Takim przykładem jest glina lekka pylasta w poziomie Ap profilu CI według normy BN-78/9180-11 zawierająca 48% frakcji piasku, 26% frakcji pyłu i 26% frakcji spławialnej, która w klasyfikacji wg PTG 2008 jest gliną piaszczystą. Pomimo że zawiera ponad 7% frakcji iłu koloidalnego, nie jest gliną lekką, jak zaproponowano w Aneksie 2. W dwóch poziomach skały macierzystej profilu CII stwier­dzono uziarnienie gliny zwykłej wg podziału PTG 2008, natomiast zgodnie z BN-78/ 9180-11 była to glina lekka pylasta. Aneks 2 nie zawiera dla gliny zwykłej odpowiednika o uziamieniu gliny lekkiej pylastej. Grupy granulometryczne: glina lekka, glina lekka pylasta oraz glina średnia pylasta sklasyfikowane wg normy BN-78/9180-11 nie mają swojego odpowiednika dla gliny piaszczysto-ilastej w Aneksie 2 PTG 2008. Taką zależność stwierdzono w profilach gleb brunatnych BI i BIL

W Aneksie 2 PTG 2008 brakuje odpowiedników dla niektórych grup granulo­metrycznych określonych w normie BN-78/9180-11, co może generować błędy interpre­tacyjne. Prawidłowe określenie odpowiedników grup granulometrycznych możliwe jest tylko dzięki interpretacji pełnych wyników analizy granulometrycznej.

Na podstawie wartości poszczególnych wskaźników sedymentologicznych stwier­dzono, że opisywane typy gleb charakteryzują się zbliżonym stopniem segregacji materiału glebowego. Wskaźnik GSO w większości poziomów genetycznych przyjmował wartości wyższe od 3,00, wskazując na bardzo słabą segregację materiału glebowego (tab. 3). Średnia wartość wskaźnika GSO w czarnych ziemiach wynosiła 3,60, a w glebach płowych 3,45. Najsłabiej wysortowany materiał glebowy stwierdzono w glebach brunatnych, zwłaszcza w poziomach ich skały macierzystej. Nieco lepszy stopień segregacji materiału glebowego stwierdzono w poziomie eluwialnym gleby płowej P2 (GSO = 1,95). W poziomie tym stwierdzono natomiast najwyższą średnią średnicę ziarna GSS - 0,085 mm. Wskaźnik ten przyjmował najniższe wartości w stropie skały macierzystej (od 0,016 do 0,029 mm) oraz poziomach Bt (od 0,017 do 0,024 mm). Najwyższą średnią średnicę ziarna odnotowano w poziomach powierzchniowych wszystkich typów gleb, co wskazuje na ich niewielkie spłaszczenie. Wskaźnik skośności GSK przyjmuje znak dodatni (rozkład asymetryczny prawostronny) dla wszystkich próbek gleb. Wartości liczbowe wskaźnika skośności (GSK) mieszczą się w przedziale od 0,44 do 0,69 i wskazują na dominację w

70 M. Kobierski

TABELA 3. Wskaźniki granulometryczne i sedymentologiczne glebTABLE 3. Granulometric and sedimento logical indices o f soils

NrN o

PoziomHorizon

Głębok.Depth

Wskaźniki granulometryczne Granulometric indices

Wskaźniki sedymento logiczne Sedimento logical indices

[cm] A B C D E GSS GSO GSK GSP

C l Ap 0-32 2,9 18,8 4,4 3,8 35,4 0,039 3,19 0,60 1,22Aa 32-56 3,0 29,9 4,7 4,3 56,1 0,038 3,16 0,60 1,10Bca 56-81 3,8 24,3 6,3 5,5 46,4 0,030 3,15 0,55 0,88C lcagg 81-115 4,1 30,2 7,5 6,6 62,0 0,029 3,03 0,54 0,93C2cagg 115-150 3,1 26,8 6,0 5,4 61,0 0,029 3,02 0,50 0,86

CII Ap 0-28 2,5 15,6 3,7 3,2 30,2 0,045 3,17 0,60 1,59A2 28-40 3,2 23,9 4,7 4,2 42,6 0,050 3,03 0,62 1,76AB 40-55 2,9 24,1 4,2 3,8 43,1 0,035 3,54 0,64 1,17Bt 55-75 3,3 23,4 4,9 4,3 42,0 0,024 4,05 0,64 1,13Bca 75-95 2,9 19,3 5,7 4,9 43,9 0,018 3,81 0,49 1,14C lc a 95-125 2,5 58,0 4,4 4,2 126,3 0,025 3,54 0,51 1,03C2cagg 125-150 4,5 48,2 8,3 7,6 98,8 0,026 2,97 0,47 0,94

CIII Ap 0-28 2,4 16,7 3,7 3,2 32,1 0,052 3,84 0,63 2,03Aa 28-49 2,4 16,7 3,9 3,4 34,3 0,046 3,53 0,63 2,30C 1cagg 49-78 3,0 51,6 5,2 4,9 106,8 0,017 5,01 0,67 1,80C2cagg 78-88 2,0 6,8 3,5 2,7 15,1 0,025 3,98 0,54 1,03G lca 88-110 3,0 24,1 5,0 4,5 48,8 0,023 4,17 0,66 1,18G2ca 110-150 2,8 18,4 4,4 3,8 34,9 0,023 4,09 0,60 1,15

C IV Ap 0-26 1,9 11,9 2,8 2,4 23,7 0,047 3,22 0,59 1,29A2 26-42 1,6 17,6 2,4 2,2 38,2 0,042 3,33 0,57 1,17Bt 42-60 1,8 8,7 3,0 2,5 19,3 0,024 3,87 0,51 0,89C lg g 60-105 2,7 17,5 4,2 3,6 34,1 0,028 4,14 0,65 1,39C2cagg 105-145 2,7 23,2 4,2 3,8 44,9 0,030 3,98 0,64 1,39

PI Ap 0-25 2,0 47,0 3,3 3,1 98,7 0,065 3,29 0,58 2,34Eet 25-45 1,9 59,5 2,6 2,5 110,3 0,066 2,44 0,59 1,11Bt 45-95 4,6 34,0 7,2 6,3 60,1 0,017 3,89 0,56 0,87C lc a 95-125 2,8 30,0 4,3 3,9 56,7 0,027 4,07 0,64 1,37C2ca 125-150 3,2 38,0 4,9 4,6 71,3 0,024 4,25 0,66 1,37

PII Ap 0-32 3,6 29,3 5,5 4,9 52,4 0,080 2,18 0,50 1,88Eet 32-50 3,5 29,1 5,5 4,9 53,1 0,085 1,95 0,44 1,69Bt 50-89 2,1 20,6 3,5 3,2 44,7 0,018 4,62 0,64 1,02C 1 ca 89-120 2,4 28,1 3,7 3,4 55,2 0,029 4,05 0,66 1,35C2ca 120-150 1,3 18,9 2,3 2,1 47,3 0,036 3,82 0,59 1,31

BI Ap 0-28 2,6 32,4 4,3 3,9 64,7 0,031 4,26 0,69 1,87Blbr(t,fe) 28-50 1,1 8,1 2,4 2,1 25,5 0,020 4,55 0,58 1,02B2br(t,fe) 50-70 2,2 20,5 4,2 3,8 47,8 0,022 3,84 0,56 0,89C lc a 70-115 2,5 22,5 4,4 3,9 48,8 0 ,016 5,01 0,67 1,29C2ca 115-150 1,8 23,8 3,4 3,2 57,8 0,024 4,94 0,65 1,85

BII Ap 0-26 2,0 38,0 3.3 3,2 83,6 0,053 3,18 0,56 1,85Blbr(t,fe) 26-50 3,1 30,2 4,8 4,4 55,8 0,025 3,73 0,62 0,87B2br(t,fe) 50-70 2,5 18,4 4,0 3,5 37,4 0,022 3,96 0,58 0,87C lc a 70-80 2,2 38,4 3,5 3,3 78,7 0,022 4,20 0,62 1,06C2ca 80-110 1,7 23,9 2,9 2,7 54,8 0,022 4,25 0,60 1,06C3ca 110-150 1,4 21,0 2,4 2,3 51,6 0,027 4,00 0,58 1,07

A = (0 ,2 5 -0 ,1 0 m m ):(0,50-0,25 mm); B = (0 ,2 5 -0 ,1 0 mm):(1,0 0 -0 ,5 0 mm);C = (0 ,2 5 -0 ,0 5 m m ):(0,50-0,25 mm); D = (0 ,2 5 -0 ,0 2 mm):(1 ,00-0 ,25 mm);E = (0 ,5 0 -0 ,0 5 mm):( 1 ,00 -0 ,50 mm); GSS - średnia średnica ziaren [mm]/mean diameter [mm];GSO - odchylenie standardowe/standard deviation; GSK - skośność/skewness; GSP - kurtoza/kurtosis

Uziarnienie gleb różnych typów wytworzonych z gliny lodowcowej 71

materiale glebowym ziaren o mniejszej średnicy. Kurtoza (GSP) określa rozmieszczenie i koncentrację wartości w pobliżu wartości średniej. Rozkład lekko spłaszczony, platy- kurtyczny (GSP<1,0) stwierdzono w skale macierzystej czarnej ziemi CI oraz poziomach iluwialnych gleb CIV, PI, BI, Bil. W rozkładzie uziamienia części próbek zaznacza się niewielka bimodalność. W próbkach glebowych poziomów iluwialnych zaobserwowano z jednej strony większy udział frakcji o średnicy <0,002 mm, z drugiej natomiast znaczący udział frakcji piaszczysto-pylastych. Poziomy powierzchniowe badanych gleb niezależnie od typu charakteryzowały się uziamieniem o wyraźnym rozkładzie leptokurtycznym. Najwyższą wartość GSP (2,34) stwierdzono w poziomie Ap gleby płowej PI. Im wyższa wartość kurtozy, tym większe skupienie wartości wokół wartości średniej, co daje wyraz w większej smukłości krzywej rozkładu. W poziomie skały macierzystej badanych gleb stwierdzono obecność gliny o bardzo słabym wysortowaniu (GSO od 2,97 do 5,01) o wyraźnej przewadze frakcji drobnej (GSS od 0,016 do 0,036 oraz GSK od 0,47 do 0,67) i zróżnicowanym rozkładzie uziamienia (GSP od 0,86 do 1,85). Materiał glebowy w poziomie skały macierzystej badanych typów gleb ma wskaźniki sedymentologiczne charakterystyczne dla typowych glin lodowcowych (zwałowych). Gliny te powstawały w warunkach sedymentacji lodowcowej, przy zróżnicowanym udziale wód roztopowych. W późniejszym okresie mogły zostać przekształcone przez wzbogacenie we frakcję ilastą [Zagórski 1996]. Materiał glebowy charakteryzujący się bardzo słabym wy sortowaniem jest typowy dla glin morenowych [Prusinkiewicz, Proszek 1990].

W celu określenia genetycznej jednorodności materiału glebowego badanych gleb obliczono wskaźniki granulometryczne (tab. 3). Określają one wzajemne proporcje między grubszymi (mało ruchliwymi) frakcjami uziamienia [Kowalkowski, Prusinkiewicz 1963]. Wartości wskaźnika granulometrycznego A mieściły się w granicach od 1,1 do 4,6 (tab. 3). Wskazują one, że poziomy genetyczne badanych gleb charakteryzowały się zbliżoną zawartością frakcji o średnicy od 0,5 do 0,1 mm. W próbkach glebowych poziomów genetycznych C2cagg gleby CIII i Bt gleby CIV oraz Blbr(t,fe) gleby BI stwierdzono najniższe wartości wskaźników granulometrycznych B i E. Poziomy te w porównaniu z pozostałymi charakteryzowały się nieznacznie wyższą zawartością frakcji o średnicy 1,0- 0,5 mm. Frakcja piasku grubego stanowi niewielki udział (od 0,4 do 3,4%) w składzie granulometrycznym badanych gleb. Zawartość tej frakcji decydowała o wartości wskaźników B i E w odniesieniu do zawartości frakcji o średnicy 0,25-0,1 mm i 0,50-0,05 mm. Natomiast w poziomach o najniższej zawartości frakcji piasku grubego stwierdzono najwyższe wartości wskaźnika E (np. poziom C l ca w glebie CII). W skaźniki granulometryczne C oraz D charakteryzowały się zbliżonymi wartościami, odpowiednio: 2,4-8,3 oraz 2,1-7,6. Wzajemne stosunki ilościowe pomiędzy poszczególnymi frakcjami granulometrycznymi były zbliżone w profilach badanych typów gleb. Frakcja o średnicy 0,25-0,1 mm dominowała w większości próbek glebowych. Podobne wartości wskaźników uziamienia w poziomach genetycznych poszczególnych profili wskazująna ich genetyczną jednorodność.

Na podstawie analizy uziamienia stwierdzono, że udział poszczególnych frakcji granulometrycznych w poziomach genetycznych badanych gleb jest wynikiem przebiegu charakterystycznego dla nich procesu glebotwórczego. Skała macierzysta badanych typów gleb charakteryzuje się wyraźnąpierwotnąjednorodnościąmateriału glebowego. Potwierdza to kształt krzywych uziamienia próbek pobranych z głębokości od 110 do 150 cm (rys. 1) oraz wartości ich wskaźników granulometrycznych.

72 M. Kobierski

RYSUNEK 1. Krzywe uziamienia skały macierzystej badanych gleb (głębokość 110-150 cm)

FIGURE 1. Granulometric curves o f parent material from analyzed soil (depth 110-150 cm)

Pierwotny materiał glebowy pod wpływem pedogenezy ulega różnicowaniu, a rozmieszczenie frakcji granulometrycznych, zwłaszcza frakcji iłu koloidalnego w profilu glebowym, jest jednym z kryteriów wykorzystywanych w klasyfikacji gleb [IUSS 2006]. W badanych czarnych ziemiach i glebach brunatnych na cechy procesu glebotwórczego danego typu nakładają się cechy procesu lessivage. Odzwierciedleniem tego procesu są ich cechy morfologiczne oraz profilowa dystrybucja iłu koloidalnego i wolnych tlenków żelaza [Kobierski, Dąbkowska-Naskręt 2003a,b]. Mechanizm procesu lessivage polega na różnicowaniu się pierwotnie jednorodnego materiału glebowego w wyniku przemiesz­czania (wypłukiwania) najdrobniejszych frakcji przy mniej więcej niezmienionych wzajemnych stosunkach ilościowych między frakcjami piasku i pyłu [Prusinkiewicz, Proszek 1990]. Ruchliwość frakcji ilastej w profilu glebowym zależy od dominującego procesu glebotwórczego, a także od jej składu mineralnego. Frakcja iłu koloidalnego jest najbardziej ruchliwa w poziomach powierzchniowych i eluwialnych gleb, nieco mniej w górnych strefach poziomu brunatnienia, natomiast najmniej ruchliwa w poziomach teksturalnych Bt [Chodak 1973, 1994].

Na podstawie wcześniejszych badań w stropie skały macierzystej czarnej ziemi właściwej i zbrunatniałej (profil CI, CII) wyodrębniono poziom Bca, w którym stwierdzono bardzo wyraźne nagromadzenie minerałów ilastych [Kobierski, Dąbkowska-Naskręt 2003b]. W przypadku wystąpienia poziomu calcic, zalegającego bezpośrednio pod poziomem próchnicznym, translokacja iłu koloidalnego objęła swoim zasięgiem strop skały macierzystej. Strop poziomu węglanowego w glebach płowych i brunatnych występował głębiej niż w czarnych ziemiach [Kobierski, Dąbkowska-Naskręt 2003a]. Podobne zróżnicowanie zawartości węglanu wapnia w profilu stwierdzono w glebach kateny falistej moreny dennej Pojezierza Poznańskiego [Marcinek i in. 1998].

Uziarnienie gleb różnych typów wytworzonych z gliny lodowcowej 73

W badanych profilach stwierdzono niewielkie zróżnicowanie materiału glebowego na spiaszczone poziomy wierzchnie i wzbogaconą w ił koloidalny dolną część solum gleb. W poziomach Bt i Bca gleby CII, w poziomie Bt gleby CIV oraz w poziomach Bbr(t,fe) gleb brunatnych stwierdzono niewielkie nagromadzenie frakcji iłu koloidalnego. Bardzo słaby stopień wysortowania materiału glebowego (GSO>3,8) oraz wyraźna przewaga frakcji drobnych (GSS<0,025) wskazuje na wtórne postsedymetacyjne wzbogacenie tych poziomów we frakcję ilastą. Wyniki badań składu mineralogicznego potwierdzająhipotezę o przemyciu iłu koloidalnego w głąb profilu glebowego, ponieważ w poziomach iluwialnych badanych gleb stwierdzono nagromadzenie smektytów, które są minerałami dominującymi we frakcji ilastej [Kobierski, Dąbkowska-Naskręt 2003b]. Wiązać to należy ze wzboga­ceniem poziomu iluwialnego we frakcję <0,2 |im zasobnąw smektyty [Kaplan i in. 1996; Gunal, Ransom 2006]. W profilach badanych gleb płowych najwyższy stopień segregacji materiału glebowego stwierdzono w ich poziomach eluwialnych. Poziomy Bt gleb płowych oraz poziomy iluwialne czarnych ziem charakteryzowały się bardzo podobnymi wartoś­ciami wskaźników sedymentologicznych. Na podstawie wartości wskaźników granulo- metrycznych stwierdzono, że materiał glebowy w poziomach genetycznych gleb płowych był jednorodny pod względem sedymentologicznym.

WNIOSKI1. Na podstawie klasyfikacji PTG 2008 określono w poziomach genetycznych bada­

nych typów gleb 5 grup granulometrycznych: piasek gliniasty (pg), glina piaszczysta (gp), glina lekka (gl), glina piaszczysto-ilasta (gpi), glina zwykła (gz). Według normy BN-78/9180-11 stwierdzono 8 grup granulometrycznych.

2. Dominującą grupą granulometryczną, określoną wg PTG 2008, jest glina lekka. Jej odpowiednikami w normie BN-78/9180-11 są trzy grupy granulometryczne: glina lekka, glina lekka pylasta oraz glina średnia pylasta. W Aneksie 2 PTG 2008 brakuje odpowiedników dla niektórych grup granulometrycznych określonych w normie BN-78/9180-11.

3. Na podstawie wartości wskaźników sedymentologicznych stwierdzono, że opisy­wane gleby niezależnie od typu charakteryzują się podobnym stopniem segregacji materiału glebowego charakterystycznym dla typowych glin lodowcowych (zwało­wych). Wskaźnik GSO przyjmował w większości poziomów genetycznych warto­ści wyższe od 3,00, wskazując na bardzo słabą segregację materiału glebowego. Najwyższą średnią średnicę ziarna zaobserwowano w poziomach powierzchniowych wszystkich typów gleb, co wskazuje na ich niewielkie spiaszczenie.

4. Podobne wartości wskaźników uziamienia w poziomach genetycznych badanych ty­pów gleb wskazują na ich genetyczną jednorodność. Frakcja o średnicy 1,0-0,5 mm stanowiła zaledwie 0,4-3,4% składu granulometrycznego, jednakże jej zawartość zna­cząco wpłynęła na wartość wskaźników granulometrycznych w kilku poziomach ge­netycznych. Procentowy udział piasku drobnego o średnicy 0,25-0,1 mm był najwyż­szy w składzie granulometrycznym większości próbek glebowych.

5. Poziomy skały macierzystej badanych typów gleb charakteryzują się wyraźną pier- wotnąjednorodnościąmateriału glebowego. Potwierdzająto prawie identyczny kształt ich krzywych uziamienia oraz podobne wartości wskaźników granulometrycznych.

14_ M. Kobierski

LITERATURABRANŻOWA NORMA BN-78/9180-11 1978: Gleby i utwory mineralne - Podział na frakcje i grupy granulo­

metry czne. PKN, Warszawa.CHODAK T. 1973: Studia nad substancją koloidalną gleb wytworzonych z lessu. Rocz. Glebozn. 24, 2: 3-26.CHODAK T. 1994: The dynamics o f colloidal system in loess soils. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 413: 69-74.CIEŚLA W. 1968: Geneza i w łaściwości gleb uprawnych, wytworzonych z gliny zwałowej na W ysoczyźnie

Kujawskiej. Rocz. WSR Poznań 38: 7-47.DRZYMAŁA S., MOCEK A. 2004: Uziamienie różnych gleb Polski w świetle klasyfikacji PTG, PN-R-04033

i USDA. Rocz. Glebozn. 55,1: 107-115.GUNAL H., RANSOM M.D. 2006: Genesis and micromorphology o f loess-derived soils from central Kansas.

Catena 65: 2 2 2-236 .IUSS Working Group WRB. 2006: World References Base for soil resources 2006. World Soil Resources

Reports, No 103, FAO, Rome.KAPLAN D.I, SUMMER M.E., BERTSCH P.M., ADRIANO D.C. 1996: Chemical conditions conductive to

the release o f mobile colloids from Ultisol profiles. Soil Sci. Soc. Amer. J. 60: 269-274.KOBIERSKI M., DĄBKOWSKA-NASKRĘT H. 2003a: Skład mineralogiczny i wybrane właściwości fizyko­

chemiczne zróżnicowanych typologicznie gleb Równiny Inowrocławskiej. Cz. I. Morfologia oraz właści­wości fizyczne i chemiczne gleb Równiny Inowrocławskiej. Rocz. Glebozn. 54, 4: 17-27.

KOBIERSKI M., DĄBKOWSKA-NASKRĘT H. 2003b: Skład mineralogiczny i wybrane właściwości fizyko­chemiczne zróżnicowanych typologicznie gleb Równiny Inowrocławskiej. Cz. II. Skład mineralogiczny frakcji ilastej. Rocz. Glebozn. 54, 4: 29-44.

KOWALKOWSKI A., PRUSINKIEWICZ Z. 1963: Wskaźniki granulometryczne jako kryterium jednorodno­ści osadów lodowcowych. Rocz. Glebozn. 13 Supl.: 159-162.

LITYŃSKI T., JURKOWSKA H., GORLACH E. 1976: Analiza chemiczno-rolnicza. PWN, Warszawa: 332 ss.MARCINEK J., KAZIMIEROWSKI C., KOMISAREK J. 1998: Rozm ieszczenie gleb i zróżnicowanie ich

właściwości w katenie falistej moreny dennej Pojezierza Poznańskiego. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 460: 5 3 -7 3 .

POLSKIE TOWARZYSTWO GLEBOZNAWCZE 2009: Klasyfikacja uziarnienia gleb i utworów mineralnych - PTG 2008. Rocz. Glebozn. 60,2: 5-16.

PRUSINKIEWICZ Z., KONYS L., KWIATKOWSKA A. 1994: Klasyfikacja uziarnienia gleb i problemy z nią związane. Rocz. Glebozn. 45,3/4: 5-20.

PRUSINKIEWICZ Z., PROSZEK P. 1990: Program komputerowej interpretacji wyników analizy uziarnienia gleb - TEKSTURA. Rocz. Glebozn. 41,3/4: 5-16.

ZAGORSKI Z. 1996: Granulometryczne wskaźniki pedo- i litogenezy w glebach niejednorodnych wytworzo­nych z osadów glacjalnych. Rocz. Glebozn. 47 Supl.: 125-135.

Dr inż. Mirosław KobierskiKatedra Gleboznawstwa i Ochrony Gleb, Wydział Rolniczy,Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, ul. Bernardyńska 6/8, 85-029 Bydgoszcz e-mail: kobierski@utp. edu.pl