METODY FRAKCJONOWANIA PRÓCHNICY GLEB TORFOWYCH

BRUNON REIMANN, ALINA BARTOSZEWICZ
METODY FRAKCJONOWANIA PRÓCHNICY GLEB TORFOWYCH
W ZASTOSOWANIU DO CHARAKTERYSTYKI
WĘGLA BRUNATNEGO
K atedra G leb ozn aw stw a W SR Poznań
Do wzbogacania gleb w próchnicą coraz częściej stosuje się masy
torfowe kompostowane lub inaczej preparowane.
Istnieje również możliwość używania do tego celu węgla brunatnego,
na co swego czasu zwrócił uwagę prof. Terlikowski. Badania przez niego
zainicjowane są w Polsce nadal prowadzone [2, 3, 4, 7, 8 ].
Celem niniejszej pracy było zbadanie węgla brunatnego z Zagłębia
Konińskiego na podstawie wyników uzyskanych przy zastosowaniu metod
używanych do charakterystyki mas torfowych.
Do badań pobrano próbkę węgla brunatnego wiosną 1962 r. z od­
krywki Marantów koło m iejscowości Gosławice, pow. Konin, ze świeżego
urobku z warstw wierzchnich. Skład granulometryczny tej próbki po
sproszkowaniu przedstawia tabl. 1. Wynika z niej, że przeważają frakcje,
które odpowiadają frakcji piasku i pyłu.
T a b l i c a
1
Skład granulom etryczny próbki w ęgla brunatnego
sproszkowanego {%)
1 -0 ,5
0 ,5 -0 ,2 5
0,2 5 -0 ,1 0
0 ,1 -0 ,0 5
<
0,05
mm
17,75
11,4
35,7
34,6
0,55
W przygotowainej w ten sposób masie węgla brunatnego przeprowa­
dzono niektóre analizy i oznaczenia właściwości fizycznych i chemicz­
nych, posługując się metodyką stosowaną do charakterystyki torfów
i gleb torfowych, a mianowicie: woda higroskopijna metodą suszarkowowagową, ciężar właściwy piknometrem, popiół metodą żarzenia w tem 13
R o c z n ik i G le b o z n a w c z e
194
В. Reimann, A. Bartoszewicz
peraturze 700°C, odczyn elektrometrycznie pehametrem duńskim typ
PM 22 elektrodą szklaną, pojemność sorpcyjna metodą Bobko-Askinazy
w m odyfikacji Grabo wo wa i Uwarowej, S i0 2, R 20 3 i CaO wagowo, A120 3
z różnicy R 20 3 — (Fe 20 s -rP 20 5), Fe 20 3 jodometrycznie, P 20 5 metodą
Tischera w m odyfikacji Broniarza i Sozańskiego, MgO 8 -oksyhinoliną
wagowo, K20 i Na20 fotometrycznie, N ogółem metodą Kjeldahla,
С organiczny metodą jodometryczną Altena.
Uzyskane w ten sposób wyniki w suchej masie charakteryzujące w ę­
giel brunatny porównywano z odpowiednimi danymi dotyczącymi torfów
i gleb torfowych analizowanych w Katedrze Gleboznawstwa WSR w Po­
znaniu. Wyniki charakteryzujące węgiel brunatny zestawiono w tabl. 2,
3 i 4 z wynikami dotyczącymi 2 torfów: wysokiego (zespół florystyczny
Sphagnetum medii pinetosum) i torfu niskiego (zespołu Fraxineto-Alnetum) wziętym i z pracy Z. Prusinkiewicza i Kowalkowskiego pt.: „Studia
gleboznawcze w Białowieskim Parku Narodowym” (w druku) i tam są
bliżej opisane [6].
T a b l i c a
2
N iek tóre w ła śc iw o śc i węgla brunatnego
h2 o
h ig r .
C iężar
w łaś­
ciw y
P o p ió ł
1 ,5 4
T orf w ysoki - 42
Torf n is k i
W y szczeg ó ln ien ie
%
W ęgiel brunatny
1 4 ,5
- 35
%
.
pH
h2 o
KC1
14,78
6 ,2 0
5 ,6 5
1 ,3 4
7 ,4 4
4 ,3 1
3 ,5 0
1,40
15 ,9 4
6 ,0 5
5 ,7 0
Pojem,
sorp ­
cyjna
w mg równ.
1 25,2
T a b 1 не а
3
Wvr.iki a n a li z pop iołu wę^la brunatnego
W yszczególn ien ie
3 i0 2
1 H2c3
a i 203
Fe2°3
*2°5
CaO
MgO
x2o
Na20
%
2 , Sb
2 ,1 6
0 ,7 1
0 ,0 9
3,1 5
0 ,2 4
0 ,1 2
0,06
Torf wysoki - 42
0 ,9 5
0 ,6 8
0 ,2 1
0 ,0 6
0,4 2
0 ,1 9
0,03
0 ,0 2
Torf n is k i
2,23
1 ,09
0 ,9 3
0 ,2 1
6 ,0 1
0 ,4 2
0,06
0,0 4
T lęgiel brunatny
- 35
7 ,5 9
Z tablic 2 i 3 wynika, że właściwości chemiczne węgla brunatnego
w dużej mierze są podobne lub zbliżone do właściwości torfów niskich.
Dotyczy to pH, zawartości popiołu, S i0 2, R 20 3, Fe 20 3, a także CaO. Te
same właściwości torfu wysokiego mają wartości dużo niższe. Ilości P 20 5,
a może także MgO w węglu brunatnym nie są duże i są zbliżone do
Charakterystyka w ęgla brunatnego met. stosowanym i do gleb torfowych
195
ilości w torfie wysokim. Natomiast zawartości K20 i Na20 w węglu bru­
natnym są dość znaczne i przewyższają zawartości tych składników
w torfie i glebach torfowych.
Ciężar właściwy węgla brunatnego jest prawie równy ciężarowi właś­
ciwemu torfów niskich, wyższy jednak od torfów wysokich.
Pojemność sorpcyjna badanego węgla brunatnego jest duża i odpo­
wiada pojemności sorpcyjnej torfów niskich, jeśli te są dobrze rozłożone.
W celu scharakteryzowania substancji organicznej w masie węgla
brunatnego przeprowadzono jej frakcjonowanie w oparciu o metodę
Sven Odena, zmodyfikowaną przez Springera.
Na wstępie przeprowadzono ekstrakcję węgla eterem, a następnie
alkoholem etylow ym i benzenem ( 1 : 1), otrzymując związki bitumiczne
i podobne.
Po dokonaniu ekstrakcji badaną substancję zadano ln HC1 w celu
oddzielenia frakcji fulwokwasów, które w ystępowały w ilościach śla­
dowych. W ystępowanie nikłej ilości fulwokwasów zarówno w sensie
fulwokwasów Sven Odena i Springera, jak również „żółtych wieszczestw ”
Kononowej i Tiurina świadczy o wysokim stopniu kondensacji związków
próchnicznych i małej ilości połączeń o łańcuchach peryferycznych i gru­
pach hydrofilnych [5].
Po oddzieleniu fulwokwasów osad traktowano ln NaOH. Część nie­
rozpuszczalną badanej substancji przemywano gorącą wodą, wskutek
czego do przesączu przechodziła frakcja kwasów huminowych szarych,
którą wytrącono 10% HC1 i po odsączeniu oznaczono wagowo.
Z roztworu po zadaniu ln NaOH wytrącono frakcję kwasów hym atomelanowych przy użyciu 10% HC1. Z osadu tego oddzielono alkoholem
etylow ym frakcję kwasów hymatomelanowych. W ęgiel organiczny ozna­
czono według Altena.
T a b l i c a
4
Zawartość n ie k tó ry c h su b s ta n c ji organicznych w suchej m asie węgla brunatnego i torfów
W yszczególnienie
W ęgiel brunatny
Torf w ysoki
Torf n is k i
Sub­
N
С
Frakcja kwasów
Frakcja kwasów
sta n ­ organ. ogółem Frakcja bitum in
huminowych
hyma t ornelano wych
c je
o rg .
a lk o w
sz a ­ bru­
sza ­ bru­
e t e ­ hol+ razem re
n a t­ razem re
n a t­ razem
rze ben%
ne
ne
zen
8 5 ,2 2 4 8 ,8 0 0 ,5 3
3 ,1 0
5 ,5 0 8,6 0
• 92 ,5 6 5 3 ,6 9 1 ,4 2
-
-
16,75
0,45 55,90 56,35 0,0 0 11,15 11,15
8 4 ,0 6 4 4 ,1 4 2,60
-
-
2 ,5 0
1,00 4 6,95 48,03 0 ,0 0
14,10 29,1C 43,20 0,3 8
7 ,1 6
8 ,0 0
7,54
4 ,7 6
Tablica 4 przedstawia dane charakteryzujące substancję organiczną
węgla brunatnego w porównaniu do tych samych torfów, które przedsta.wiono w poprzednich tabelach.
1 3*
196
В. Reimann. A. Bartoszewicz
Węgiel brunatny zawiera prawie takie same ilości substancji orga­
nicznej i С organicznego co torfy niskie lub wysokie (ilości pośrednie
w węglu), o ile torfy te są słabo rozłożone. Natomiast ogólna zawartość
;azotu w w ęglu brunatnym jest wyraźnie mniejsza niż w torfach.
Frakcja związków^ bitumicznych i podobnych w węglu brunatnym
w ystępuje w ilościach niższych niż w torfie wysokim, a także w torfie
niskim, chociaż te różnice nie zawsze są znaczne.
Zawartość frakcji kwasów huminowych w węglu brunatnym jest na
ogół zbliżona do torfów niskich, jednak z tendencją zmniejszania się.
Uderza duża ilość kwasów huminowych szarych w węglu brunatnym, co
zresztą niejednokrotnie spotykano w niektórych torfach niskich. Podobną
sytuację obserwujemy odnośnie frakcji kwasów hymatomelanowych, któ­
rych w porównaniu do torfów niskich w węglu brunatnym jest sto­
sunkowo więcej niż kwasów huminowych.
T a b l i c a
5
Wyniki a n a liz y elem entarnej węgla brunatnego
с
H
S + Û
N og.
С m et.
A lten a
С : К
%
5 7 ,4
5 ,3 4
3 6 ,2 5 ’
0 ,5 3
4 8 ,8
9 2 ,1
Dla całości obrazu przeprowadzono analizę elementarną węgla bru­
natnego przez spalenie w piecu elektrycznym typu Combi, w atmosferze
czystego tlenu. Otrzymane wyniki zestawiono w tabl. 5. Wynika z nich,
że ilości С elem entarnego są wyższe niż С otrzymanego jodometrycznie
(wg Altena), chociaż różnice te nie są duże. Z uwagi na to, że mało jest
.azotu w węglu brunatnym, stosunek С : N jest bardzo szeroki.
Reasumując otrzymane wyniki można stwierdzić że:
1. Zastosowane metody analiz torfów i gleb torfowych oraz metody
frakcjonowania próchnicy tych gleb do odpowiedniej analizy węgla bru­
natnego pozwoliły na scharakteryzowanie go jako środka do próchnicowania gleb.
2. Najogólniej właściwości węgla brunatnego zbliżone są do odpo­
wiednich właściwości torfów niskich niezbyt rozłożonych, chociaż mogą
zachodzić pewne różnice, np. mała ilość azotu.
3. W ęgiel brunatny poza niektórymi składnikami mineralnymi może
być źródłem aktywnych kwasów próchnicznych w glebie.
4. W ęgiel b r u n a t n y wykazuje słabo kwaśną reakcję mimo dużej
ilości CaO, k t ó r y przypuszczalnie występuje raczej w kompleksie orga­
Charakterystyka w ęgla brunatnego met. stosowanym i do gleb torfowych
197
nicznym, a w roztworze mogą odgrywać większą rolę elem enty za­
kwaszające.
W oparciu o otrzymane wyniki przeprowadzone zostaną odpowiednie’
badania biologiczne w celu określenia wartości nawozowej węgla bru­
natnego, szczególnie jeśli chodzi o gleby lekkie.
L IT ER A TU R A
[ 1 ] C h r i s t i e w a Ł. A., P i w o w a r o w
Ł. R., P s z e n i c z n y j
A.
G.,
Jaszczuk
J. J.: O w za im o sw ia zi m ieżdu m in eraln ym i organ iczesk im
p itan ijem w y ższy ch ra stien i i izp olzow an ii gurazino^yych k isło t w k a cz e stw ie
udobrenii.
[2] J u r k o w s k a H.: W ęgiel b ru n atn y jako czyn n ik b u foru jący. Z eszy ty N a u ­
k ow e W SR K raków , nr 8 , 1961.
[3] J u r k o w s k a H.: E fek t p ró ch n iczn o -fo sfo ra n o w y . Z eszyty N a u k o w e W SR
K raków , z. 2 , 1957.
[4] J u r k o w s k a H.: Z badań nad p rzy sw a ja ln o ścią azotu zaw artego w w ęg lu
b runatnym oraz w w ęg lu b runatnym am on iak ow an ym . Z eszyty N au k ow e W SR
K raków , z. 4, 1958.
[5] K o n o n o w a
M., T i t o w a:
P rim ien ien je elek tro fo reza na b um agie dla
frak cjon irow an ija g u m in o w y ch w ieszczestw . p oczw i izu czenia ich so jed in ien i
z żelazom . P o czw ow ied n ien . 11, 1961.
[6 ] P r u s i n k i e w i c z
Z., K o w a l k o w s k i A.: S tu d ia g leb ozn aw cze w B ia ­
ło w iesk im Parku N arod ow ym (w druku w w y d a w n ictw a ch P T P N Poznań).
[7] R e i m a n n B.: D o św ia d czen ia w stęp n e nad w a rto ścią n aw ozow ą a m o n ia ­
k ow an ych preparatów o trzy m y w a n y ch z torfu w y so k ieg o i w ęg la brunatnego..
R oczniki W SR Poznań, t. 9, 1960.
[ 8 ] R e im a n n
B.:
W pływ d om ieszk i w ęg la bru n atn ego do gleb lek k ich na
rozw ój roślin. R oczn ik i W SR Poznań (w druku).
Б. РЕЙ М А Н Н, А. БА РТО Ш ЕВ И Ч
МЕТОДЫ Ф Р А К Ц И О Н И РО В А Н И Я ГУМУСА Т О РФ Я Н Ы Х ПОЧВ
В ПРИ М ЕН ЕНИИ К Х А Р А К Т Е Р И С Т И К Е БУРОГО УГЛЯ
К аф едра
П очвоведения
С ельскохозяйственной
А кадем ии
— П озн ан ь
Ре з юме
П роведено анализ образца бурого угля из К онинского бассейна по методам
применяемы м обычно для характеристики тор ф я н ы х почв.
Б ольш инство свойств этого бурого угля очень близко к соответствую щ им
свойствам наиболее распространенны х низинны х слабо р а зл ож и в ш и хся тор­
ф ов.
Значительны е разницы обн ар уж ен о лиш ь в содер ж ан и и N и Р 2О 5.
Б уры й уголь, кроме некоторы х м инеральны х питательны х вещ еств, м ож ет
быть источником активны х гум иновы х кислот в почве.
198
В. Reimann. A. Bartoszewicz
Б лагодаря больш ей ёмкости обмена буры й уголь м ож ет улучш ать поглоти­
тельную способность песчаны х почв.
Н а основании полученн ы х результатов будут проведены соответственны е
биологические исследования.
В.
R E IM A N N . A. B A R T O S Z E W IC Z
A Q U A N T IT A T IV E M ETHOD OF SO IL H U M U S A N A L Y S IS
A P P L IE D TO D ET E R M IN A TIO N OF L IG N IT E C H A R A C T E R IST IC S
C h a ir
of
S o il
S c ie n c e ,
C o ll e g e
of
A g ric u ltu re ,
Poznań
Summa r y
A lig n ite sam ple from the K onin coal fie ld s w a s an alyzed w ith a m ethod used
in cla ssifica tio n of peat soils.
The prop erties of the i ign ite are a p p ro x im a tely sim ilar to th ose of w ea k ly d e­
com posed low m oor peat, though th ere are certain d iffe re n c e s, e.g. lo w er contents
o f nitrogen, P 2O 5 etc. This lig n ite m ay be regarded as a source for v ariou s n u ­
trien ts and also of activ e hum ic acids. Its rem ark ab le e x ch a n g e cap acity can im ­
prove sorption on sa n d y soils.
T he above fin d in g s w ill be su p p lem en ted by su ita b le b io lo g ica l tests.