GEOGRAFSKI OBZORNIK M O Ž N O S T I R A Z I S K O V A N J A PRST I V GEOGRAFIJI Ana Vovk Korže UDK: 911.2:631.4 COBISS: 1.04 IZVLEČEK Možnosti raziskovanja prsti v geografiji V prispevku je predstavljen »pedogeografski paket« za preučevanje prsti, ki vključuje digitalne posnetke, različne podatke v tabelah in grafične prikaze o prsteh, računalniške postopke za preračunavanje laboratorij- sko izmerjenih podatkov in grafične prikaze profilov prsti z izmerjenimi podatki. S pedogeografskim pake- tom so olajšane terenske in laboratorijske analize prsti in zlasti njihova interpretacija. Pedogeografski paket služi zlasti za raziskovanje prsti v šolske namene. KLJUČNE BESEDE fizična geografija, pedogeografija, pedogeografski paket ABSTRACT The possibilities of soil research in geography The pedogeographical package for soil investigation is presented in the paper. The package includes dig- ital images (photos), different soil data in the table form and in graphical representation, computer pro- cedures for performing laboratory measurements and calculations and graphical presentation of soil pro- files with included analysis data. The package brings the necessary support for field and laboratory study of the soil characteristics and serves as a tool for the interpretation of analysis results. It could be used in research work and for teaching as well. KEY WORDS physical geography, soil geography, pedogeo- graphical package AVTORICA Ana Vovk Korže Naziv: dr., prof, geografije in zgodovine, izredni profesor Naslov: Oddelek za geografijo, Pedagoška fakul- teta, Koroška c. 160, 2000 Maribor Telefon: +386 (0)222 93 647 Faks: +386 [0)2 218 180 E-pošta: ana.vovk@uni-mb.si U v o d . V okviru izvajanja terenskih in laboratorijskih vaj pri rednem študiju geogra- fije na Oddelku za geografijo na Pedagoški fakulteti v Mariboru, kakor tudi pri vodenju semi- narjev in delavnic, namenjenih učiteljem, se je pokazala potreba po dodatnih gradivih ter pri- pomočkih za interpretacijo izmerjenih lastnosti prsti. Številni zbrani in izmerjeni podatki o prsteh so bili sicer v sintezi uporabljeni za pojasnitev pomena prsti v okviru določene pokrajine, ven- dar je bila tovrstna sinteza mnogokrat prezah- tevna. Tako se je pojavila ideja, da povežemo raznovrstne postopke preučevanja prsti in nji- hove rezultate v tako imenovan pedogeograf- ski paket. Na področju fizične geografije se namreč v zadnjih desetletjih pojavljajo velike spremem- be v preučevanju naravnega okolja. Vidne so v uporabi digitalnih baz podatkov, matematiza- ciji in računalniški podpori, ki omogoča obde- lavo slik, zvokov, gibanja in simulacijo naravnih razmer za potrebe spremljanja procesov v pokra- jini. Med fizičnogeografskimi usmeritvami je bil na področju pedogeografije narejen le nezna- ten korak k sodobnejšemu preučevanju prsti. Ker je na voljo veliko število različnih podatkov o prsteh, jih je s pomočjo računalniške podpo- re smiselno uporabiti in povezati. Namen tega prispevka je predstaviti pedo- geografski paket, ki je rezultat povezave teren- skih in laboratorijskih izkušenj ter potreb študentov oziroma slušateljev fizičnogeografskih delav- nic. Želimo namreč, da bi preučevanje prsti postalo sestavni del okoljskih preučevanj in da bi ga bili vešči diplomanti in profesorji geogra- fije, ki bodo prenašali lastno znanje na mlaj- še generacije. Pregled slovenske literature s področja pedo- geografije pokaže razmeroma skromno zbirko del. Prevladujejo splošna navodila za terensko in laboratorijsko delo (8, 13, 14, 15). Pregled spletnih strani omogoča pridobitev informacij o preučevanju prsti tako v Sloveniji kot v tujini. Slovenske internetne strani zapolnjujejo pred- vsem informacije o rezultatih projektov, medtem ko najdemo na tujih straneh podatke o načinih in metodah preučevanja prsti. Izmed knjižnih del so zlasti pomembna dela Rowella (12), 14 GEOGRAFSKI OBZORNIK Barnabyja in Clevesa (2) ter Becka s sodelav- ci (3). Metode dela. Na osnovi terenskih in labo- ratorijskih metod za preučevanje prsti je bil sestavljen paket za osnovno preučevanje prsti v treh stopnjah. I. stopnja - prenos digitalnih posnetkov s terena v slikovno bazo: Po ogledu profilov prsti na terenu se vnesejo fotografirane slike v paket, kjer je že zbranih več tipov prsti, ki so razširje- ni v Sloveniji. Uporabnik ob pregledu osnovnih podatkov o prsteh uvrsti preučevano prst v ustrez- no skupino, razred in red (FAO-UNESCO kla- sifikacija). II. stopnja - laboratorijske analize z račun- skimi postopki: Odvzete vzorce prsti je potreb- no analizirati. Izmerjene podatke vpisujemo v že pripravljene tabele, ki vsebujejo poleg delov- nih listov za vpis merilnih rezultatov tudi račun- ske postopke za preračun izmerjenih vrednosti. Na ta način ustvarimo lastno bazo podatkov o izkopanem profilu prsti. III. stopnja -grafično-tabelarna ponazoritev: Vsebuje sumarno tabelo za vpis vseh podatkov po horizontih in grafični program za iz r i s izmerjenih podatkov. Ker se grafični prikaz nana- ša na celoten profil, se hitro pokažejo poseb- nosti v razvoju prsti, ki se odražajo v horizontih in neposredno v pokrajini. V nadaljevanju je predstavljen pedogeo- g r a f s k i p a k e t z vzorčnimi primeri. Terenske in laboratorijske metode v p e d o g e o g r a f s k e m p a k e t u . Metode pedogeografskega preučevanja temeljijo na sin- teznem vrednotenju spoznanj in izhajajo iz pedoloških raziskav. V ospredju je vpliv prsti na pokrajinotvorne sestavine in s tem na celot- no pokrajino. Preučevanje prsti na terenu je najbolj temelj- na in osnovna metoda raziskovanja prsti. Zaje- ma izkop pedološke jame, prepoznavanje horizontov (predvsem diagnostičnih), merjenje nekaterih lastnosti in odvzem vzorcev, na kate- rih temeljijo kasnejše laboratorijske analize. Zajete so naslednje metode za preučeva- nje prsti na terenu: • opis pedološkega profila, • razmejitev horizontov po vidnih značilnostih, • merjenje globine profila in debeline horizon- tov, • ocenjevanje skeletnosti, • določanje mehanske sestave (teksture z 11 raz- redi) s prstnim poskusom, • merjenje pH vrednosti (z digitalnim pH metrom), • določanje CaC03 (od 0 do 10% s 10%HCI), • opis strukture prsti, • ocenjevanje vlage, • opis barve z Munsellovim atlasom, • določitev konsistence, • ocena vrste organske snovi, • jemanje vzorcev prsti, • ugotavljanje globine prekoreninjenosti prsti, • ocenjevanje vonja prsti, • izdelava pomanjšanih profilov, • prepoznavanje tipov prsti po klasifikaciji FAO-UNESCO. Terensko prepoznavanje prsti je osredoto- čeno na celostno pridobivanje podatkov o zgor- njem delu zemeljske skorje. Na terenu nastajajo terenski zapiski in skice, ki jih uporabljamo pri kasnejši interpretaciji in jih zapisujemo v pose- bej pripravljene obrazce. Laboratorijsko preučevanje prsti. Laboratorijske analize so temeljne analize, na katerih gradimo nadaljnja spoznanja, baze podatkov, informacijske sisteme in zaključke. Mehanizmi laboratorijskih analiz temeljijo na poznavanju fizikalnih in kemijskih zakonov, ki so v geografiji še premalo raziskani. Ker so na terenu pridobljeni podatki splo- šni, jih dopolnimo z laboratorijskimi meritvami. Laboratorijske metode za analizo prsti se deli- jo na fizikalne in kemijske. Prevladujejo fizikal- ne, ki vključujejo postopke iz terenskih analiz in jih v laboratoriju ne ponavljamo. Pogosto se zgodi, da na terenu odvzamemo le vzorce prsti, vse analize pa opravimo v laboratoriju. Fizikalne analize prsti: • analiza mehanske sestave prsti in določanje teksture prsti (možni so trije postopki), in sicer analiza mehanske sestave z mokrim sejanjem in pipetiranjem po Kubini, mehanska ana- liza z mokrim sejanjem in pipetiranjem po Kohnu ter določanje mehanske sestave prsti z dekalcifikacijo, 15 GEOGRAFSKI OBZORNIK Slika I: Rendzina spada v oddelek avtomorfnih prsti in razred humusno akumulativnih lKonjiška gora, Slovenija) (foto: Ana Vovk Korže). • analiza barve vzorca prsti z Munsellovim barvnim atlasom (Munsell Soil Color Chart), • analiza deleža skeleta v prsti, • analiza oblike strukturnih agregatov, • analiza obstojnosti strukturnih agregatov po Sekeri, • analiza surove gostote in vsebnosti vode v vzorcu prsti, • analiza čiste gostote vzorca prsti, • analiza prostornine substance in por (delež zraka in vode) v prsti, • analiza maksimalne vodne kapacitete v prsti, • analiza prepustnosti prsti za vodo. Kemijske analize prsti: • merjenje količine CaC0 3 v prsti, • elektrometrično merjenje reakcije prsti, • določanje deleža organske snovi v prsti s suhim sežigom, • merjenje kationske izmenjalne kapacitete prsti (KIK), vsote baz (S), vsebnosti vodiko- vih ionov (H) in zasičenosti sorbtivnega dela prsti z bazami (V%). Metod, po katerih izvajamo terenske in labo- ratorijske analize, je več. Zaradi primerljivosti rezultatov so te metode standardizirane z med- narodnimi ISO standardi. Na področju lastno- sti prsti obstaja 42 standardov (pred kratkim je izšel priročnik z naslovom Laboratorijske metode za preučevanje prsti F. Lovrenčaka in A. Vovk Korže). Baza digitaliziranih posnetkov pro- filov prsti in podatkov o lastnostih prs t i . Večletno terensko delo je omogočilo zbi- ranje slikovnih informacij o tipih prsti po Slo- veniji. Nastala je baza prevladujočih tipov prsti, ki so razširjeni v Sloveniji. Poleg digitalnega zapisa tipov prsti so shranjeni analitični podat- ki o temeljnih lastnostih posameznega tipa prsti. Kot primer digitalnega zapisa je navedena rend- zina, ki je v Sloveniji zelo pogost tip prsti, saj pokriva apnenčasta in dolomitna pobočja ter nasutine iz karbonatnega fluvioglacialnega proda. Slikovnemu prikazu (gl. sliko 1) je dodana baza podatkov o fizikalnih in kemičnih lastno- stih prsti: Preglednica 1 : Mehanska sestava profila prsti. Horizont Pesek % Meli % Glina % 2-0.02 mm 0.02-0.002 mm <0.002 mm A 41,9 31,4 26,7 A/C 72,6 7,1 20,3 C 84,0 4,0 12,0 Preglednica 2: Volumen substance, zraka in vode v prsti. Horizont Volumen Volumen Volumen substance % zraka % vode % A 52,0 22,0 26,0 A/C 57,8 27,2 15,0 C 62,7 28,3 9,0 Baza podatkov o tipu prsti omogoča osnov- no primerjavo podobnih prsti in daje informaci- je o možnostih rabe in občutljivosti prsti glede na onesnaževanja. GEOGRAFSKI OBZORNIK Preglednica 3: Druge lastnosti prsti. Sorbcija me/100 g Horizont Globina cm Tekstu ra Vk max % Kf cm/sec x 10"3 V % KIK S H V % A 0 - 2 0 IG 40,9 3,1 20,0 9,57 2,57 7,0 26,8 A/C 20 -70 PGI 31,3 7,94 0,2 5,54 1,71 3,8 30,8 C 7 0 - 1 1 0 PI 30,3 4,94 5,1 1,97 0 ,27 1,7 15,2 Po fotografiranju in vnosu slike v bazo ter po primerjavi tipov prsti sledi natančna labo- ratorijska preučitev, za kar uporabimo priprav- ljene preglednice za posamezne metode, tako fizikalne kot kemijske. V Excelu pripravljena datoteka s tabelami in formulami bistveno olaj- ša preračunavanje podatkov in omogoča pre- gledno obdelavo laboratorijsko izmerjenih podatkov. Računska podpora pri laboratorij- s k i h a n a l i z a h . Naveden je primer za dolo- čanje količine organske snovi v prsti (gl. sliko 2). Delež organske snovi v prsti je pomemben poda- tek, ki kaže potek in vrsto pedogenetskih pro- cesov (humifikacijo, aktivnost mikroorganizmov in mineralizacijo), podnebne in vodne razme- re ter vplive človeka. Načinov merjenja je več (permanganatna metoda po Kotzmanu, Wal- kley-Blackova metoda, suhi sežig). Organska snov je š irš i pojem kot humus in združuje žive organizme talne flore in favne, rastlinske korenine in odmrle rastlinske ostan- ke, ki so različno razkrojem, in na novo obli- kovane substance živalskega in rastlinskega izvora - humus. Merjenje deleža organske snovi temelji na sežigu suhe mase. Razlika med začetno maso ter maso po sežigu kaže delež organskih sno- vi. Pri glinastih in karbonatnih prsteh se poja- vi metodološka napaka, ker izgori tudi kristalna voda in C 0 2 , zato je lahko izmerjena vrednost organskih snovi večja od dejanske. Postopek merjenja deleža organske snovi je naslednji: V porcelanasto skledico stehtamo na 0 ,0001 natančno lOg prsti (skodelice imamo označe- ne s številkami ter stehtane). Pri 600° C pustimo izgorevati organsko snov 6 ur, nato jo ohladi- mo in ponovno stehtamo. %organskesnovi = c - a x 100 a - masa prazne, predhodno sežgane izparil- nice, 0 . 0 0 0 1 g b - masa popolnoma suhega vzorca, 0 .0001 g c - masa vzorca po sežigu pri 600° C, 0 . 0 0 0 1 g Na sliki 2 je prikazan primer za računsko podporo pri meritvah organske snovi v prsti s suhim sežigom. KEMIJSKA LASTNOST/ORGANSKA SNOV (s suhim sežigom) Oznaka vzorca prsti: [ Delež organske snovi Masa predhodno sežgane izparilnice v g (a) Masa izparilnice + vzorca (suhega) v g (b) Masa izparilnice + vzorca (po sežigu) v g (c) Organska snov v % Slika 2: Določanje količine organske snovi v prsti V preglednico se sproti vpišejo vsi potreb- ni podatki. Najbolj priporočljivo je, da uporab- nik tudi sproti vnaša vse podatke neposredno na ustrezna mesta v računalnik. Na ta način se izogne časovno potratnemu prepisovanju in možnostim za napake. Izmerjen in izračunan delež organske sno- vi ovrednotimo s pomočjo preglednic 4 in 5. Preglednica 4: Klasifikacija prsti glede na delež humusa. Stopnja Oznaka Delež humusa v % 0 brez humusa 0 1 revna s humusom do 0,5 2 vsebuje humus 0,6 do 1,5 3 humusna 1,6 do 2,5 4 s humusom bogata 2,6 do 6,0 5 s humusom zelo bogata 6,0 do 20 organska prst nad 20 GEOGRAFSKI OBZORNIK Preglednica 5: Delež organske snovi v tipu prsti. Tip prsti % organske snovi distrična rjava A 7,20 (B)v 5,51 C 5,57 hipoglej A 7,75 Go 7,65 Gr 8,93 ranker A 5,13 AC 3,91 C - Grafični prikaz rezultatov preučeva- n j a p r s t i . Po končanih analizah prsti združ i - mo in povežemo terenske in laboratorijske podatke ter j ih grafično prikažemo. S primer- javo horizontov in njihovih lastnosti v okviru profila prsti se vidno iz loči jo posebnosti posa- meznega tipa prsti. Preglednica 6: Pregled slovenske klasifikacije prsti. A) AVTOMORFNE PRSTI I. NERAZVITE PRSTI (A)-C 1. Litosol - kamenišče • na kislih kamninah • na bazičnih in nevtralnih kamninah • na apnencih in dolomitih (na vseh matičnih podlagah, do 20 cm, zelo plitvi) 2. Regosol - surova prst • silikatna (evtrična, distrična) • silikatno-karbonatna (na laporju, flišu, karbonantnem peščenjaku) • peščeno dolomitna (plitva in globoka) (na razpadlem substratu, globina se meri do kom- paktne podlage) 3. Koluvialno - deluvialne • evtrični koluvij • distrični • karbonatni (koluvij je lahko P, G, I, to je nanešena in odnešena prst) II. HUMUSNO AKUMULATIVNE PRSTI A-C 1. Rendzina • na apnencu in dolomitu • na laporju in lapornatih apnencih • na dolomitnem pesku • na moreni • na pobočnem grušču (oblike glede na teksturo P, I, G, z različno vsebnostjo skeleta, globina 20-40 cm) 2. Ranker • evtrični (litični A-R, regolitični A-AC-C-R rjavi A-A(B)-C, koluvialni-humusni, debelejši od 40 cm • distrični (litični, regolitični opodzoljeni) III. KAMBIČNE A-(B)-C 1. Evtrične - evtrični kambisol - nasičenost z bazami (%V) nad 50%, pH>5,5 • na bazičnih in nevtralnih kamninah • na aluvialnem, koluvialnem nanosu 2. Distrične rjave: distrični kambisol, V <50%, pH<5,5 • tipična z Aoh • humusna z Aum • lesivirana s koloidi v (B) • psevdooglejena zaradi stoječe vode • opodzoljena z začetki E horizonta p H V R E D N O S T I «P <°