Szacowanie gęstości objętościowej gleb górskich na podstawie zawartości węgla organicznego

• Autorzy: Kabala C. , Galka B.

Warianty tytułu

EN

Estimation of bulk density of the mountain soils from the organic carbon content

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The missing data on bulk density make impossible the calculations of soil water retention, organic carbon pools and evaluation of the numerical indices of soil and forest habitat fertility and potential productivity. A common reason of skipping of bulk density measurement is the high content of rock fragments in soil, in particular in the subsoil layers, that may hamper the collection of samples with undisturbed soil structure. The aim of present study was to analyse the relationships between bulk density and basic properties of mountain soils, where the problem of high skeleton content is relatively common, selection of the properties of the largest impact on the soil bulk density, and the fitting of the mathematical model (equation) that allows the prediction of soil bulk density at the highest available statistical significance. Forest soils in the Sudeten Mountains and the Sudeten Foreland, SW Poland (total number of samples N=580), situated on various bedrocks (granite, basalts, gneiss, mica schists, sandstones, mudstones, etc.) were selected to analysis. It was found in those soils featured by large variability of soil texture (the range of clay content 0−40%), skeleton content (0−74%), and organic carbon content (0.09−50%) in the soil profile, that the bulk density (having the values 0.10−1.87 g/cm³ in mineral layers and 0.04−0.58 g/cm³ in organic/litter layers) was individually correlated with the organic carbon content, skeleton content, clay content, and the depth of sampling (depth of particular soil layer), but the multifactor analysis has shown, that the organic carbon content has the highest impact on the bulk density and the organic carbon alone is sufficient for reliable prediction of soil bulk density. The best fitting of the measured and predicted bulk densities (R²=0.83) was provided by ‘dose−response’ Hill model: dv=1.72–[(2.36·Corg0.6)/(13.80.6+Corg0.6)], that returned dv values between 0.10 and 1.72 g/cm³ in a range of Corg content between 50 and 0%.

Słowa kluczowe

PL

gleboznawstwo; gleby gorskie; gleby lesne; zawartosc wegla organicznego; gestosc objetosciowa; szacowanie

• Wydawca: -
• Czasopismo: Sylwan
• Rocznik: 2019
• Tom: 163
• Numer: 04
• Opis fizyczny: s.320-327,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kabala C.

• Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław

autor

Galka B.

• Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław

Bibliografia

• Benites V. M., Machado P. L., Fidalgo E. C., Coelho M. R., Madari B. E. 2007. Pedotransfer functions for estimating soil bulk density from existing soil survey reports in Brazil. Geoderma 139 (1-2): 90-97.
• Bijak S. 2017. Selected properties of organic soils under boreal mire spruce forest in the Romincka Forest, NE Poland. Soil Science Annual 68 (4): 182-188.
• Bojko O., Kabała C. 2016. Transformation of physicochemical soil properties along a mountain slope due to land management and climate changes – a case study from the Karkonosze Mountains, SW Poland. Catena 140: 43-54.
• Brożek S., Lasota J., Błońska E., Wanic T., Zwydak M. 2015. Waloryzacja siedlisk obszarów górskich na podsta-wie Siedliskowego Indeksu Glebowego (SIGg). Sylwan 159 (8): 684-692. DOI: https://doi.org/10.26202/sylwan. 2015016.
• Brożek S., Zwydak M. 2003. Atlas gleb leśnych Polski. CILP, Warszawa.
• Brożek S., Zwydak M., Wanic T., Gruba P., Lasota J. 2007. Kierunki doskonalenia metod rozpoznawania siedlisk leśnych. Sylwan 151 (2): 26-34. DOI: https://doi.org/10.26202/sylwan.2005156.
• Dexter A. R. 2004. Soil physical quality: Part I. Theory, effects of soil texture, density, and organic matter, and effects on root growth. Geoderma 120 (3-4): 201-214.
• Gałka B., Labaz B., Bogacz A., Bojko O., Kabała C. 2014. Conversion of Norway spruce forests will reduce organic carbon pools in the mountain soils of SW Poland. Geoderma 213: 287-295.
• Gałka B., Podlaska M., Kabała C. 2013. Siedliskotwórcze właściwości gleb brunatnych kwaśnych wytworzonych z granitoidów w Górach Stołowych. Sylwan 157 (5): 385-394. DOI: https://doi.org/10.26202/sylwan.2012084.
• Gifford R. M., Roderick M. L. 2003. Soil carbon stocks and bulk density: spatial or cumulative mass coordinates as a basis of expression? Global Change Biology 9 (11): 1507-1514.
• Harrison A. F., Bocock K. L. 1981. Estimation of soil bulk-density from loss-on-ignition values. Journal of Applied Ecology 18: 919-927.
• Heuscher S. A., Brandt C. C., Jardine P. M. 2005. Using soil physical and chemical properties to estimate bulk density. Soil Science Society of America Journal 69 (1): 51-56.
• Howard R. F., Singer M. J. 1981. Measuring forest soil bulk density using irregular hole, paraffin clod, and air permeability. Forest Science 27 (2): 316-322.
• Kabała C. 2005. Geneza, właściwości i występowanie gleb bielicowych w zróżnicowanych warunkach geoekologicznych Dolnego Śląska. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej we Wrocławiu 519: 1-169.
• Kabała C., Musztyfaga E., Gałka B., Łabuńska D., Mańczyńska P. 2016. Conversion of soil pH 1:2.5 KCl and 1:2.5 H2O to 1:5 H2O: conclusions for soil management, environmental monitoring, and international soil databases. Polish Journal of Environmental Studies 25 (2): 647-653.
• Kabała C., Szerszeń L., Wicik B. 2002. Geneza, właściwości i systematyka gleb Parku Narodowego Gór Stołowych. Szczeliniec 6: 21-94.
• Kabała C., Waroszewski J., Szopka K., Bogacz A. 2010. Geneza, właściwości i rozprzestrzenienie stagnobielic w Su-detach. Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 61 (4): 1-15.
• Kobierski M. 2013. Morfologia, właściwości oraz skład mineralny gleb płowych zerodowanych w wybranych obszarach morenowych województwa kujawsko-pomorskiego. Wydawnictwa Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego, Rozprawy 166.
• Marcinek J., Komisarek J. 2004. Antropogeniczne przekształcenia gleb Pojezierza Poznańskiego na skutek intensyw-nego użytkowania rolniczego. Akademia Rolnicza, Poznań.
• Neroj B., Musiał P. 2017. Projekt „Leśne Gospodarstwa Węglowe”. Czarna Ziemia 23, http://ptg-wroclaw.up.wroc.pl/ CzarnaZiemia_23.pdf
• Perie C., Ouimet R. 2008. Organic carbon, organic matter and bulk density relationships in boreal forest soils. Canadian Journal of Soil Science 88 (3): 315-325.
• Poniatowska J. 2003. Gęstość objętościowa gleb mineralnych i jej znaczenie dla warunków rozwoju roślin. Roczniki Gleboznawcze – Soil Science Annual 54 (4): 103-113.
• Rawls W. J. 1983. Estimating soil bulk density from particle size analysis and organic matter content. Soil Science 135 (2): 123-125.
• Ruehlmann J., Körschens M. 2009. Calculating the effect of soil organic matter concentration on soil bulk density. Soil Science Society of America Journal 73 (3): 876-885.
• Suuster E., Ritz C., Roostalu H., Reintam E., Kőlli R., Astover A. 2011. Soil bulk density pedotransfer functions of the humus horizon in arable soils. Geoderma 163 (1-2): 74-82.
• Szopka K., Kabała C., Karczewska A., Jezierski P., Bogacz A., Waroszewski J. 2016. The pools of soil organic carbon accumulated in the surface layers of forest soils in the Karkonosze Mountains, SW Poland. Soil Science Annual 67 (2): 46-56.
• Torri D., Poesen J., Monaci F., Busoni E. 1994. Rock fragment content and fine soil bulk density. Catena 23 (1-2): 65-71.
• Tranter G., Minasny B., McBratney A. B., Murphy B., McKenzie N. J., Grundy M., Brough D. 2007. Building and testing conceptual and empirical models for predicting soil bulk density. Soil Use and Management 23 (4): 437-443.
• Wanic T., Bodziarczyk J., Gąsiorek M., Hawryło P., Józefowska A., Kajdas B., Zadrożny P. 2017. Trophic conditions of forest soils of the Pieniny National Park, southern Poland. Soil Science Annual 68 (4): 205-211.
• Waroszewski J., Malkiewicz M., Mazurek R., Labaz B., Jezierski P., Kabała C. 2015. Lithological discontinuities in Podzols developed from sandstone cover beds in the Stolowe Mountains (Poland). Catena 126: 11-19.
• Waroszewski J., Sprafke T., Kabała C., Musztyfaga E., Łabaz B., Woźniczka P. 2018. Aeolian silt contribution to soils on mountain slopes (Mt. Ślęża, southwest Poland). Quaternary Research 89 (3): 702-717.
• Weiss J. N. 1997. The Hill equation revisited: uses and misuses. The FASEB Journal 11 (11): 835-841.

Identyfikatory

DOI

10.26202/sylwan.2018125