The importance of redox processes for the formation of water conditions in alluvial soils of the Vistula River delta

• Autorzy: Ostrowski J.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Alluvial soils of the Vistula River delta are one of the most fertile soils in Poland. Part of the area is a depression, whose agricultural utilization relies upon the efficient reclamation systems on polders. High ground water levels enhance redox processes, restriction of which is one of more important functions of the draining systems. This paper presents short characteristics of the redox status of alluvial soils in the delta and describes processes and consequences of oxygen deficits in soils. The importance of indices of oxygen deficit for the formation of water conditions, which would favour agricultural utilization of the delta soils, is underlined.

PL

W degradacji siedlisk w delcie Wisły istotną rolę odgrywa zakłócenie gospodarki tlenem w środowisku glebowym wywołane trwałym lub okresowym podtapianiem bądź zalaniem gleb. Gleby będące w stanie pełnego zalania wodą wykazują właściwą sobie uzależnioną od warunków termicznych buforowość umożliwiającą korzystanie z zasobów tlenowych roztworu glebowego zanim nastąpi rozwój procesów redukcji utlenionych składników glebowych. Dynamika natlenienia gleb w powiązaniu z cyklem rozwojowym roślin uprawnych jest istotnym czynnikiem zapewniającym właściwe wykorzystanie wprowadzonych do gleby składników nawozowych i uzyskanie odpowiednio wysokich plonów. W związku z tym, natlenienie gleby powinno być priorytetem w kształtowaniu warunków powietrzno-wodnych mad żuławskich, które należą do gleb dynamicznie reagujących na niedobór tlenu. Bezpośrednim skutkiem anaerobiozy są strefy lub poziomy oglejenia. Mady z przypowierzchniowym trwałym oglejeniem, obejmującym także strefę korzeniową, nie nadają się do użytkowania ornego. Ilościowym miernikiem zaawansowania procesów redukcji i natleniania składników glebowych jest potencjał oksydoredukcyjny (Eh). W zależności od rozwoju procesów oksydoredukcyjnych wartości Eh wynoszą od +700 mV w glebach dobrze natlenionych do -400 mV w glebach zredukowanych, długotrwale zalanych wodą. Z rolniczego punktu widzenia spadek potencjału oksydoredukcyjnego do +300 mV (redukcja związków żelaza) wskazuje na niedotlenienie masy glebowej. Czas, w ciągu którego następuje w glebie spadek potencjału redoks do +300 mV, określa odporność gleb na redukcję budujących ją związków chemicznych. Zależy on od temperatury gleby, jej aktywności biologicznej i genetycznych właściwości. Jak wykazały badania, odporność oksydoredukcyjna mad żuławskich w temperaturze gleby +15°C, najbardziej charakterystycznej dla okresu wegetacji, wynosi od 2 dni w warstwie ornej do 5-10 dni w warstwach głębszych. Wskazuje to na bardzo małą odporność mad żuławskich na redukcję, przede wszystkim w poziomie orno-próchnicznym. Określenie potencjału redoks oraz odporności na redukcję ma więc bardzo duże znaczenie w gospodarowaniu zasobami glebowymi i zachowaniu równowagi w środowisku, a w szczególności w kształtowaniu warunków wodnych produkcji roślinnej na Żuławach.

Słowa kluczowe

EN

oxygen deficiency; Vistula delta; polder reclamation; soil aeration; hydrology; water condition; water management; soil; redox process; alluvial soil

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2001
• Numer: 05
• Opis fizyczny: p.15-26,ref.

Twórcy

autor

Ostrowski J.

• Institute for Land Reclamation and Grassland Farming at Falenty, 05-090 Raszyn, Poland

Bibliografia

• AUGUSTYNIAK M., KACA E., ZAWADA E., 1991. Zasady modernizacji szczegółowej sieci melioracyj¬nej. W; Zasady modernizacji polderowych systemów melioracyjnych na Żuławach [The principles of modernizing detailed reclamation networks. In: The principles of modernizing polder reclamation systems in Żuławy]. RPBR 28, Falenty-Elbląg: IMUZ.
• CARTER C.E., 1980. Redox and sugarcane yield relationship. Trans A.S.E. 23 p. 924.
• CEBULAK K., 1991. Żuławski system wodno-melioracyjny oraz jego rola w kształtowaniu zabezpie¬czenia i funkcjonowania rolniczej przestrzeni produkcyjnej - stan i kierunki rozwoju. W: Doskonale¬nie technologii i organizacji produkcji rolniczej na Żuławach - syntezy problemowe [The Żuławy reclamation system and its role in protecting and functioning of the agricultural productive space - present status and development. In: Improving technology and organization of the agricultural pro¬duction in Żuławy - a synthesis]. RPBR 28, Falenty-Elbląg: IMUZ.
• GLIŃSKI J., STĘPNIEWSKA Z., STĘPNIEWSKI W., OSTROWSKI J., 1992. Znaczenie warunków tlenowych gleb w programach melioracyjnych [The significance of oxygen conditions in soil in the reclamation programs]. Problemy Agrofizyki z. 67.
• KOWALIK P., 1968. Problem wielkości natlenienia gleb żuławskich. Pierwsze Naukowe Seminarium Żuławskie [A problem of aeration of the Żuławy soils. The first scientific seminar on Żuławy]. Gdańsk: Wydaw. PWRN, Ser. A z. 3.
• KOWALIK P., 1971. Analiza wpływu melioracji wodnych na natlenienie gleb [The effect of reclama¬tion on soil aeration]. Zesz. Nauk. Polit. Gdan. Budow. Wod. z. 15.
• KOWALIK P., BANACH K., 1991. Melioracje szczegółowe w systemie produkcji rolniczej na Żuła¬wach. W: Doskonalenie technologii i produkcji rolniczej na Żuławach - syntezy problemowe [De¬tailed reclamations in the agricultural productive systems in Żuławy. In: Improving technology and organization of the agricultural production in Żuławy - a synthesis], RPBR 28, Falenty-Elbląg: IMUZ.
• MARKS M., NOWICKI J., BUCZYŃSKI G., 1991. Wpływ różnych sposobów uprawy gleby ciężkiej na jej fizyczne właściwości. W: Doskonalenie technologii i organizacji produkcji rolniczej na Żuławach, artykuły i doniesienia. Cz. 3. Rolnictwo - uprawa roślin polowych i ogrodniczych [The impact of various cultivation methods of a heavy soil on its physical properties. In: Improving technology and organization of the agricultural production in Żuławy, papers and contributions. Part 3. Agriculture - Field and garden plant crops]. RPBR 28, Falenty-Elbląg: IMUZ, Olsztyn: ART.
• NOWICKI J., PIASCIK H., NOWICKA A., OSTROWSKI J„ SZWEJKOWSKI Z., 1991. Ogólna charakterystyka i waloryzacja ważniejszych elementów siedliska żuławskiego z próbą jego rolniczej regionalizacji. W: Doskonalenie technologii i organizacji produkcji rolniczej na Żułwach - syntezy problemowe [General characteristics and evaluation of some important elements of the Żuławy habitat with an at¬tempt of its agricultural regionalization. In: Improving technology and organization of the agricul¬tural production in Żuławy - a synthesis]. RPBR 28, Falenty-Elbląg: IMUZ.
• NOWICKI J., HRUSZKA H., SZWEJKOWSKI Z., WANIC M., 1991. Melioracyjna uprawa bardzo ciężkiej mady żuławskiej. W: Doskonalenie technologii i organizacji produkcji rolniczej na Żuławach. Arty¬kuły i doniesienia. Cz. 3. Rolnictwo - uprawa roślin polowych i ogrodniczych [Reclamation of the very heavy alluvial soil in Żuławy. In: Improving technology and organization of the agricultural production in Żuławy. Papers and contributions. Part 3. Agriculture - Field and garden plant crops], RPBR 28, Falenty-Elbląg: IMUZ, Olsztyn: ART.
• PASEK B., 1990. Pobieranie i wykorzystanie azotu przez pszenicę ozimą w glebowo-klimatycznych warunkach Żuław [Uptake and utilization of nitrogen by winter wheat under the soil and climatic conditions of Żuławy] Elbląg: IMUZ maszynopis.
• PIAŚCIK H., ORZECHOWSKI M., SMÓLCZYŃSKI S., MACKIEWICZ J., 1991. Charakterystyka siedlisk rol¬niczych Żuław Wiślanych w aspekcie bonitacji i użytkowania. W: Doskonalenie technologii i organi¬ zacji produkcji rolniczej na Żuławach. Artykuły i doniesienia. Cz. 1. Rozpoznanie i ochrona ekosys¬temów [A characteristics of agricultural habitats in Żuławy Wiślane - classification and utilization. In: Improving technology and organization of the agricultural production in Żuławy. Papers and con¬tributions. Part 1. Analyses and protection of ecosystems]. RPBR 28, Falenty-Elbląg: IMUZ, Olsztyn: ART.
• RUSZKOWSKA M., TERELAK T., 1992. Wpływ warunków powietrzno-wodnych na zachowanie się składników pokarmowych w glebie i na procesy fizjologiczne roślin [The influence of air and water conditions on nutrients in soils and on physiological processes in plants]. Probl. Agrof. z. 67.
• SIUTA J., 1963. Wpływ procesu glejowego na kształtowanie cech morfologicznych i właściwości chemicznych profilu glebowego. Mady żuławskie [The influence of gley process on morphology and chemical properties of the soil profile. The Żuławy alluvial soils]. Pam. Pul. z. 9.
• SOMOROWSKI C., 1992. Wybrane kryteria gospodarki wodnej terenów zmeliorowanych [Selected “ría of water management in the reclaimed lands]. Probl. Agrof. z. 67.
• STĘPNIEWSKA Z., 1988. Właściwości oksydoredukcyjne gleb mineralnych Polski [Redox properties of mineral soils in Poland]. Probl. Agrof. z. 56.
• STĘPNIEWSKA Z., STĘPNIEWSKI W., GLIŃSKI J., OSTROWSKI J., 1996. Atlas oksydoredukcyjnych wła¬ściwości gleb ornych Polski [The atlas of redox properties of arable lands in Poland]. Lublin: IA PAN, IMUZ.
• SZAFRAN P., 1981. Żuławy Gdańskie w XVII wieku [Żuławy Gdańskie in the XVIIth century] Gdańsk: Wydaw. Morskie.
• WĘDZIŃSKI W., 1970. Kierunki rozwoju melioracji na Żuławach Delty Wisły [The development of reclamation in Żuławy of the Vistula River delta], Zesz. Nauk. P. Gdan. z. 160 (14).