Soil organic matter properties in Stagnic Luvisols under different land use types

The aim of the study was an assessment of the influence of land use type on some properties of soil organic matter (SOM) and susceptibility to oxidation of organic carbon in Stagnic Luvisols in the area of the Sławno Plain. Soil samples from humic horizon were taken in five replications from six stands under different land uses – more than 100-year old beech-oak forest (BOF), meadow (M), arable field (AF), fallow (F), post-arable afforestation with 15 year-old birch (SAB) and 30-year-old alder (SAA). Soil samples were analysed for chemical properties with standard methods used in soil science, fractional composition of humus with Shnitzer method, absorbance ratios of 0.01% alkaline solutions of humic acids and suscetibility to oxidation of organic carbon with 0.033, 0.167 and 0.333 mol dm-3 KMn O4 solutions. The data obtained confirm a strong influence of land use type on SOM properties. Especially high differences were observed between forest soils, soils never used for agriculture, and arable or post-arable soils. Contribution of fulvic acids after dacalcification in total organic carbon (TOC) was the highest in the soils of fallow, slightly lower in secondary afforestation with birch and arable field, and much lower in the remaining stands. Some differences were also observed between the stands in the contribution of fulvic and humic acids in TOC. Humic acids predominated over fulvic acids in BOF, AF, F and SAB stands. Absorbance ratios of alkaline solutions of humic acids proves higher maturity of humus in stands under grass vegetation in relation to other stands. The content of KMnO4-oxidisable fractions of organic carbon varied among the stands, especially between forest and arable/post-arable soils. Statistically significant, positive correlation coefficients between the contribution in TOC of the most susceptible to oxidation carbon fraction and light absorbance ratios of alkaline solutions of HA indicate higher susceptibility to oxidation of young humic acids over more mature ones.

Celem badań była ocena wpływu typu użytkowania gleb płowych stagnoglejowych na właściwości ich materii organicznej i podatność na utlenianie węgla organicznego. Badania przeprowadzono w jednym kompleksie gleb na obszarze Równiny Sławieńskiej. Próbki gleb z poziomu próchnicznego pobrano w pięciu powtórzeniach z sześciu w różny sposób użytkowanych stanowisk – ponad 100-letni las bukowo-dębowy (BOF), łąka (M), pole uprawne (AF), ugór (F), zalesienie porolne brzozą w wieku 15 lat (SAB) i porolne zalesienie olchą w wieku 30 lat (SAA). W próbkach oznaczono wybrane właściwości chemiczne stosując standardowe metody wykorzystywane w gleboznawstwie, a ponadto skład frakcyjny próchnicy metodą Shnitzera, absorbancję światła w 0,01% alkalicznych roztworach kwasów huminowych przy długościach fal 280, 465 i 665 nm oraz podatność na utlenianie węgla organicznego w roztworach KMnO4 o stężeniach 0,033, 0,167 i 0,333 mol·dm-3. Uzyskane wyniki potwierdzają silny wpływ charakteru użytkowania na zawartość, zasoby i właściwości materii organicznej gleb. Szczególnie duże różnice obserwowano pomiędzy nigdy nie użytkowanymi rolniczo glebami leśnymi a glebami uprawnymi i leśnymi porolnymi. W glebach leśnych obserwowano wyższe stężenia, ale około 2-krotnie mniejsze zasoby węgla organicznego niż w glebach rolnych i porolnych, które charakteryzowały się obecnością pouprawnego poziomu próchnicznego. Największe różnice pomiędzy stanowiskami obserwowano pod względem udziału w ogólnej zawartości węgla organicznego frakcji kwasów fulwowych wyizolowanych w trakcie dekalcytacji próbek. Największy udział był w glebach ugorowanych, nieco niższy we wtórnie zalesionych brzozą i pola uprawnego, i znacznie niższy na pozostałych stanowiskach. Mniejsze różnice obserwowano pod względem udziału w puli węgla organicznego kwasów fulwowych i kwasów huminowych. Na stanowiskach BOF, AF, F i SAB obserwowano ilościową przewagę kwasów huminowych nad fulwowymi. Współczynniki absorbancji alkalicznych roztworów kwasów huminowych wskazują na większą dojrzałość próchnicy na stanowiskach z diminacją lub znacznym udziałem roślinności trawiastej. Dodatnie, istotne statystycznie współczynniki korelacji pomiędzy udziałem najbardziej podatnych na utlenianie w roztworach KMnO4 frakcji węgla organicznego a wartościami współczynników absorbancji roztworów kwasów huminowych świadczą o większej podatności na utlenianie młodych kwasów huminowych niż bardziej dojrzałych.