gleby

WYKŁAD 1

Wiadomości wprowadzające do problematyki gleboznawstwa.

GLEBOZNAWSTWO- jest to nauka przyrodnicza powiązana wielostronnie z innymi naukami zajmującymi się przyrodą martwą i ożywioną.

Zajmuje się m.in. poznawaniem czynników i procesów warunkujących powstawanie i przekształcenia gleb.

Obejmuje również rozpoznawanie budowy gleby ich właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych, żyzności i przydatności użytkowej oraz przestrzennego rozmieszczenia gleb.

Za „ojca gleboznawstwa” uznaje się Teafrasta z Eresium (371 – 286r p.n.e.), który ujmował gleby z punktu widzenia rolnika, ale też przedstawiciela nauki.

Podzielił m.in. glebę na warstwy: powierzchniową odżywiającą korzenie traw i ziół, strefę rozwoju korzeni drzew, podglebie („tłuszcz” ziemi), warstwy niższe (produkujące „tłuszcz”) oraz Tartar – królestwo podziemi .

Szczegółowo scharakteryzował on szatę glebową znanych mu przestrzeni, rozróżniając przy tym gleby nizin, równin, gór a nawet partii wzniesień. Opisywał morfologie gleb (zabarwienie),charakter materiału glebowego i jego skład granulometryczny, właściwości fizyczne (porowatość, spoistość, stosunki powietrzno-wodne, przepuszczalność).

Ułożył pierwsze klasyfikacje użytkowe gleb:

  1. Bezpłodne, bezsilne, biedne, wyczerpane, wieczne, żyzne, dobre, płodne, doskonałe, wspaniałe

  2. Leśne, zbożowe, oliwkowe, winniczne, pastewne, łąkowe

Rozróżniał różne formy użytkowania gleb, oraz występowania nieużytków i ugorów.

Gleba to naturalny twór, który powstał dzięki oddziaływaniu różnych czynników na wierzchnią warstwę skorupy ziemskiej.

Podlega ona ciągłym przemianom i w zależności od warunków w jakich powstała oraz od podłoża z którego powstała charakteryzuje się specyficznymi cechami morfologicznymi i właściwościami biologicznymi, fizycznymi, a także chemicznymi.

Stwarzając warunki dla życia roślin i zwierząt gleba stała się ważnym składnikiem ekosystemów lądowych i wodnych.

Gleba – obiekt badań gleboznawstwa – to twór stanowiący powierzchniową warstwę lądów globu ziemskiego, który jest zdolny do zaspokajania zapotrzebowania roślin na składniki pokarmowe i wodę, oraz zapotrzebowanie korzeni roślin w niezbędną ilość powierza, tlenu i ciepła umożliwiających ich normalny rozwój.

Gleba jest złożonym ożywionym, dynamicznym tworem przyrody, w którym zachodzą ciągle procesy rozkładu i syntezy zarówno związków mineralnych jak i organicznych oraz ich przemieszaniem.

Odznacza się swoistymi cechami morfologicznymi oraz właściwościami fizycznymi, chemicznymi, biologicznymi stwarzając warunki dla życia roślin i zwierząt. Jest znaczącym elementem wszystkich ekosystemów lądowych, pełniącym wiele funkcji i podlegającym stałej ewolucji.

Określenie właściwości gleby jest niezbędne w wielu przypadkach takich jak planowanie przestrzenne zabudowy mieszkaniowej, dróg i przestrzeni produkcyjnej (rozmieszczenie domów, dróg, pól uprawnych, łąk, pastwisk, sadów i ogrodów warzywnych), rejonizacja roślin uprawnych, nawożenie, wapnowanie, melioracje.

Poznanie i zrozumienie biologicznych, fizycznych, chemicznych procesów, zachodzących w środowisku glebowym jest konieczne do właściwego użytkowania gleby, która będąc żywicielem roślin, pośrednio żywi zwierzęta i ludzi.

Ze względu na długi w czasie proces powstania gleby (1 cm na 100-400 lat) należy traktować ją jako zasób nieodnawialny, który powinien podlegać szczególnej ochronie.

Każda gleba powstaje w wyniku oddziaływania różnych czynników określanych jako glebotwórcze, do których zalicza się:

- skałę macierzystą

- klimat

- wodę

- organizmy żywe

- ukształtowanie powierzchni (rzeźba terenu)

- działalność człowieka

- czas (wiek gleby)

Skałami macierzystymi nazywamy skały o różnej genezie, z których pod działaniem czynników i procesów glebotwórczych powstają gleby.

Są trzy rodzaje skał macierzystych: skały magmowe, osadowe i metamorficzne.

Skały magmowe powstają w wysokich temperaturach i są produktami krzepnięcia magmy wewnątrz ziemi i na jej powierzchni. Dzieli się je na głębinowe i wylewne.

Skały osadowe powstają na lądach i w morzach a więc w dużo niższej temperaturze w wyniku procesów wietrzenia i sedymentacji (osadzania się).

Skały magmowe i osadowe mogą ulec przemieszczeniom w głąb Ziemi, gdzie pod wpływem wysokiej temperatury i pod działaniem wysokiego ciśnienia powstają skały metamorficzne nazywane również przeobrażeniowymi.

Skałami macierzystymi tak dla gleb mineralnych i organicznych są skały osadowe, ale nie są to te same skały

Gleby mineralne – kształtują się ze skał osadowych powstających w wyniku osadzania się produktów wietrzenia innych skał występujących na kuli ziemskiej

Gleby organiczne czyli skały osadowe pochodzenia roślinnego, tworzą się podczas gromadzenia i rozkładu (humifikacji) szczątek roślinnych w warunkach nadmiernego uwilgotnienia czyli w warunkach beztlenowych.

Klimat – a przede wszystkim opady atmosferyczne, wilgotność względna powietrza, temp. Powietrza, ruchy powietrza (wiatry), w znacznym stopniu wpływa na tworzenie się i rozwój gleb.

Woda jest jednym z ważniejszych czynników glebotwórczym znajdującym się na kuli ziemskiej pod różnymi postaciami np. rzek, mórz oceanów oraz w różnych stanach skupienia np. stałym – lód, śnieg, ciekłym – deszcz, gazowym – mgła. Woda umożliwia życie i rozwój wszystkim organizmom żywym. Gleby na terenie naszego kraju w znacznej części powstały w wyniku działania wody.

Organizmy żywe – odgrywają znaczącą rolę w procesie tworzenia, a także przemian gleb. Zwierzęta glebowe m.in. kret, myszy, mrówki i dżdżownice.

Roślinność – mikroorganizmy glebowe.

Rzeźba terenu (ukształtowanie powierzchni) ma również duże znaczenie w procesie tworzenia się i przekształcania gleb ze względu na możliwość przyspieszenia lub opóźnienia działania innych czynników i procesów glebotwórczych.

Działalność człowieka – polega przede wszystkim na tworzeniu nowych, przekształcaniu już istniejących gleb. Nie jest to działalność idąca tylko w dobrym kierunku, ponieważ budując zakłady przemysłowe człowiek doprowadza do zniszczenia naturalnie wykształconych gleb.

Nie jest to także działalność idąca tylko w złym kierunku, ponieważ człowiek przeprowadzając rekultywację terenów zniszczonych przez przemysł otrzymuje gleby przydatne do produkcji rolniczej.

Czas (wiek gleby) choć nie jest typowym czynnikiem glebotwórczym ponieważ określa długość trwania procesu kształtowania i ewolucji gleby to jednak ma duże znaczenie dla pełnego wytworzenia się profilu powstającej gleby.

Połączenie długości oddziaływania czynników i procesów glebotwórczych z ich różną intensywnością spowoduje powstanie różnorodnych gleb.

Proces glebotwórczy - jest to całokształt zjawisk fizycznych, chemicznych i biologicznych zachodzących w wierzchniej warstwie skorupy ziemskiej i prowadzących do powstania gleby. Różnorodność powstających gleb wynika z wpływu różnorodnych warunków klimatycznych i utworów macierzystych oraz szaty roślinnej na wierzchniej warstwie skorupy ziemskiej podczas trwania procesów glebotwórczych.

Na terenie naszego kraju procesami, które dominują przy kształtowaniu gleb są procesy przemywania, bielicowania, oglejania, brunatnienia, proces bagienny i murszenia.

Proces przemywania - (płowienia) polega na przemieszczaniu w głąb profilu glebowego wymytych z wyżej leżących warstw cząstek koloidalnych.

Proces ten zachodzi przy słabo kwaśnym odczynie gleby. W wyniku procesu przemywania w profilu glebowym powstają dwa poziomy: Eet - poziom przemywania (płowy), Bt - poziom ilasty.

Obecność tych poziomów kwalifikuje badaną glebę do typów gleb płowych.

Proces bielicowania - przebiega głównie w lasach iglastych przy kwaśnym odczynie gleby.

Polega na rozkładaniu glinokrzemianów i koloidów glebowych oraz na wymywaniu składników pochodzących z tego rozkładu w tym związków żelaza i glinu.

Proces bielicowania powoduje powstawanie poziomu eluwialnego (wymywania) - E o jasnym, prawie białym zabarwieniu oraz poziomu iluwialnego (wmywania) - B o brunatnym zabarwieniu.

Obecność tych poziomów kwalifikuje badaną glebę do typu gleb bielicowych.

Proces oglejania polega na redukcji mineralnych części gleby w warunkach dużej wilgotności i obecności substancji organicznej. W wyniku tego procesu związki żelaza trójwartościowego mające zabarwienie brunatno-rdzawe lub żółto-rdzawe przechodzą w związki dwuwartościowe, których barwa ulega zmianie na zielonkawą, niebieską lub popielatą.

Oglejanie może powstać w wyniku działania wysoich wód gruntowych lub wód opadowych.

Oglejanie powstałe w wyniku działania wysokich wód gruntowych nazywamy oglejaniem oddolnym, a poziom gleby powstały w wyniku działania takiego oglejenia nazywamy glejowym i oznaczamy symbolem "sigma". Gleba zawierająca taki poziom jest zaliczana do podtypu gleb gruntowo-glejowych.

Oglejenie powstałe w wyniku działania wód opadowych nazywamy oglejeniem odgórnym, a poziom gleby powstały w wyniku działania takiego oglejenia nazywamy oglejonym i oznaczamy symbolem g. Gleba zawierająca taki poziom jest zaliczana do podtypu gleb opadowo-glejowych (pseudoglejowych).

Proces brunatnienia - polega na rozkładzie glinokrzemianów i uwalnianiu się związków żelaza i glinu, które otaczając ziarna gleby nadają im barwę brunatną. W przeciwieństwie do procesu bielicowania nie następuje wymywanie żelaza i glinu z wód profilu glebowego, ponieważ tworzą się trwałe kompleksy próchniczno-ilasto-żelaziste. W tym procesie w profilu glebowym powstaje poziom brunatnienia - Br i jest on charakterystyczny dla gleb typu brunatnego.

Proces bagienny - polega na gromadzeniu się i humifikacji szczątków roślinnych w warunkach nadmiernego uwilgotnienia, czyli w warunkach beztlenowych. Intensywność i okres trwania warunków beztlenowych wpływają na powstanie utworów glebowych zwanych mułami, które uległy całkowitej humifikacji, a także na powstanie utworów nazwanych torfami, które uległy tylko częściowej humifikacji. Gleby, które powstają pod wpływem procesu bagiennego zaliczamy do rzędu gleb bagiennych, w którym wyróżnia się typ gleb mułowych i typ gleb torfowych.

Proces murszenia- przebiega w warunkach tlenowych, w odwodnionych warstwach gleb organicznych ( torfowych, mułowych, gytiowych). Intensywność przebiegania tego procesu jest zależna od rodzaju utworu organicznego i jego stopnia shumifikowania oraz od głębokości odwodnienia tego utworu. Odwodniona gleba organiczna ulega kurczeniu i pękaniu dzieląc się na drobne agregaty, przybierające niekiedy formę ziaren. Trwałość i twardość tych ziaren jest tym większa, im większy był stopień humifikacji masy organicznej, poddanej procesowi murszenia.
Zależnie od stopnia zaawansowania procesu murszenia, możemy wyróżnić gleby słabo, średnio lub silnie zmurszałe, z charakterystycznym dla tych gleb poziomem murszowym-M.

Torf jest określany jako utwór akumulacyjny pochodzenia organicznego, głównie roślinnego. Składający się ze szczątków roślinnych w różnym stopniu rozkładu (humifikacji) powstający w warunkach nadmiernej wilgotności i słabego dostępu powietrza.

Masa torfowa stanowi uwodniony konglomerat złożony z: bituminów, kwasów huminowych i ich soli, hemicelulozy, celulozy, ligniny i innych produktów rozkładu masy roślinnej oraz nie rozłożonych części tkanek roślinnych.

Konglomerat ten jest typowym koloidem hydrofilowym o właściwościach antyseptycznych.
W stanie naturalnym torf ma wygląd masy włóknistej, natomiast w stanie znacznego rozkładu ma wygląd masy plastycznej.
Właściwości torfu. Jego plastyczność i barwa (zbliżona do brunatnej i czarnej), zależą od obecności części mineralnych oraz produktów rozkładu roślin torfotwórczych, czyli humusa, który jest ciemną, bezstrukturalną masą.

Miejsca powstawania torfu, czyli torfowiska i bagna torfowe rozsiane są niemal na całym świecie. Szczególnie licznie występują one w klimacie umiarkowanym, w miejscach o stosunkowo niskiej temperaturze powietrza.
Obszary występowania torfu o miąższości ponad 0,3m, wraz z porastającą go szatą roślinną nazywamy torfowiskiem.
Przy mniejszej miąższości warstwy organicznej(0,1-0,3m) mówimy o glebach mineralno-organicznych lub murszowa tych.
Na podstawie warunków siedliskowych, zawartości związków wapnia oraz stosunków wodnych (wynikających z rzeźby terenu torfowiska) dzielimy na: niskie, wysokie i przejściowe.

Torfowiska wysokie- zasilane są w znacznej mierze wodami opadowymi, ubogimi w składniki odżywcze. W skutek czego roślinność torfotwórcza tego typu torfowisk odznacza się małymi wymaganiami w stosunku do składników pokarmowych. Torfowiska wysokie należą do tego typu torfowisk oligotroficznych (gr. Oligos- mały;trofe-pokarm). Górne warstwy do głębokości 1-1,5m są zazwyczaj słabo rozłożone; struktura ich jest włóknista, a odczyn kwaśny.

Torfowiska niskie- zasilane są wodami gruntowymi i powierzchniowymi, bogatszymi w składniki odżywcze. Roślinność torfowisk niskich wymaga wód obfitujących w składniki pokarmowe. Torfowiska niskie należą do torfowisk eutroficznych (gr. eu-dobry, trofe-pokarm). Torf torfowisk niskich ma odczyn obojętny lub słabo kwaśny i zazwyczaj wykazuje dość wysoki stopień rozkładu oraz odznacza się luźną, rozsypującą się strukturą.

Torfowiska przejściowe stanowią typ pośredni pomiędzy t. wysokimi i niskimi. Nazywa się te torfowiska mezotroficznymi (gr. mezo- średni;trofe-pokarm).

Torfowiska są obiektem szczególnie przydatnym do prowadzenia badan paleobotanicznych. Ich warstwowanie odpowiada okresom rozwoju różnych zbiorowisk roślinnych. Znajdujące się w torfie szczątki roślin oraz ich nasiona i pyłki są często bardzo dobrze zakonserwowane i pozwalają na rekonstrukcję gatunków roślin i odczytywanie istniejących dawniej warunków klimatycznych. Określenie wieku warstw torfu i osadów podtorfowych oraz tempa akumulacji tych utworów jest możliwe przy wykorzystaniu dwóch metod : analizy pyłkowej i radiowęglowej 14C.

Unoszące się w powietrzu pyłki opadają na powierzchnię roślin i wraz z ich szczątkami pozostają w tworzącej się warstwie torfu. Metoda analizy pyłkowej wykorzystuje informacje o ilościowych proporcjach różnych pyłków, co pozwala określić skład zbiorowisk roślinnych okresu, w którym powstawał badany torf w ten sposób dla każdej warstwy otrzymujemy charakterystyczne spektrum pyłkowe, które zestawione w diagram prezentuje historię zmian jakie zachodziły na danym terenie.

Metoda radiowęglowa opiera się na pomiarze zawartości izotopu węgla 14C w torfie. Powstaje on w stratosferze z atomów azotu w skutek wchłaniania promieniowania kosmicznego. Izotop ten jest pobierany przez rośliny podczas asymilacji, a po ich obumarciu ulega rozpadowi. Okres połowicznego rozpadu wynosi 5568 lat, a rokiem zerowym jest 1950. Im zatem starszy jest materiał roślinny, tym mniej zawiera tego izotopu. To pozwala na określenie wieku badanej warstwy torfu do ok. 45 tys. lat.

Akumulacja torfu i gytii w Polsce rozpoczyna się ok. 12 tys. lat temu. Tworzą się one, np. w rynnie jezior Gopło, pradolinie Biebrzy, na tarasach zalewowych Wisły, w zagłębieniach równin piaszczystych i w dnach współczesnych jezior. Powstają płytkie warstwy zapiaszczonych i zailonych torfów mszystych zwanych późno glacjalnymi. Najstarszym torfowiskiem w Polsce jest torfowisko Białe Łęgi w Górach Świętokrzyskich, którego najgłębsze warstwy datowane są na 12900 r. p.n.e.

Torfowiska późno glacjalne zostały przykryte piaskami wydmowymi lub …

Warunki zasilania w wodę, a strategia torfowisk

O możliwości powstania torfowiska i jego rodzaju decydują warunki hydrologicznego zasilania wynikające z uwarunkowań hydrogeologicznych, hydrograficznych i topograficznych. Stopień uwodnienia zagłębień terenowych zawsze zależy od ilości dopływającej wody i możliwości jej odpływu. W siedliskach hydrogenicznych ( mokradłach ) woda decyduje o kształtowaniu się zbiorowisk roślinnych oraz o procesach przetwarzających wytworzoną masę organiczną. Nadmierne uwilgotnienie tych siedlisk powoduje akumulację nie w pełni rozłożonej masy organicznej. Odbywa się to wówczas, gdy dopływ wody i opad atmosferyczny są większe od odpływu i parowania. Zwiększenie głębokości i przekrojów sieci odwadniającej wskutek erozji wgłębnej rzeki lub prac melioracyjnych powoduje ujemny bilans wodny siedliska, co rozpoczyna fazę decesji, czyli usuwania substancji organicznej.

Podstawowe znaczenie dla powstawania torfowisk ma bilans wodny, w którym roczne opady powinny przewyższyć sumę odpływu i ewapotranspiracji.

Charakterystyka mokradeł wymaga określenia typu ich hydrologicznego zasilania, warunków uwodnienia i odpływu wody, stanu i dynamiki uwodnienia, występowania bądź nie zalewów powierzchniowych oraz trofizmu środowiska.

Ilustruje to układ trzech współrzędnych charakteryzujących:

y – stan natlenienia gleby

x – obecność lub brak zalewu powierzchniowego

z – stopień nasilenia trofizmu

strona 7

Torfowiska ambrogeniczne: zasilane przez wody opadowe i oligotroficzne a zbiorowiska roślinności składają się głównie z mchów torfowców. Torfowiska te dzieli się na hydrologicznie izolowane i otwarte *izolowane występują w wilgotniejszym klimacie atlantyckim i w Polsce w strefie przymorskiej. Leżą wśród gruntów słabo przepuszczalnych, niemających kontaktu z wodami otoczenia. Proces akumulacji torfu związany z przemiennym rytmem powstawania kęp i oblinek jest powiązany z samoczynnym podnoszeniem się poziomu wody w złożu. * otwarte: mają płaską powierzchnię i rozwijają się wsród gruntów przepuszczalnych w miejscu gromadzenia się wód opadowych.

Morfologia gleby: Z zależnosci od czynników i procesów glebotwórczych powstają gleby o różnej budowie czyli morfologii. W trakcie tworzenia się gleby i jej rozwoju następuje zróżnicowanie na poziomy genetyczne, które odznaczają się określonymi cechami morfologicznymi. Na podstawie tych cech badanych podczas zajęć terenowych można z dużym przybliżeniem określić podstawowe właściwości gleby, które umożliwiają zaliczenie jej do systematyki

Cechy morfologiczne: *budowa profilu glebowego * miąższość *barwa *struktura *układ *nowotwory glebowe * w glebach organicznych stopień rozkładu torfu.

PROFIL GLEBOWY: pionowy przekrój gleby ukazujący jej budowę z poziomymi zróżnicowaniami. Poziomy zróżnicowania nazywane są genetycznymi ponieważ odzwierciedlają procesy, które wpłynęły na ich powstawanie. Poziomy te powstają w miarę wpływu czasu i głębokości odziaływania czynników i procesów glebotwórczych.
PODSTAWOWE KRYTERIUM KLADYFIKACJI GLEB: Profil glebowy to dwuwymiarowe przedstawienie przekroju gleby. Oprócz profilu stosuje się pojęcie PEDON- trójwymiarowe predstawienie gleby, Jako pedon rozumiemy najmniejszą jednorodną objętość gleby pozwalającą na jej zbadanie w danym momencie i zdefinowianie. Pedon to graniastosłup o wysokości = miąższości gleby piaszczyzną wieloboczną o powierzchni od 1 do kilku m2.

IDENTYFIKACJA POZIOMÓW I WARSTW GLEBOWYCH:
POZIOM GLEBOWY: warstwa mineralna lub mineralno-organiczna znajdująca się w obrębie profilu glebowego w przybliżeniu równoległa do powierzchni gleby, odróżniająca się od poziomów sąsiednich stosunkowo jednorodną barwą, konsystencją, uziarnieniem składem chemicznym oraz ilością i jakością materii organicznej- właściwości te mogą być rozpoznawanw i oceniane bezpośrednio w terenie.
WARSTWA GLEBOWA: znajdujące się w obrębie profilu glebowego utwory o podobnych cechach i właściwościach związanych z litogenezą.
POZIOMY W PROFILU GLEBOWYM: *główne * przejściowe * mieszane
POZIOMY GŁÓWNE: określa się na podstawie dominujących form intensywności przeobrażeń skały macierzystej ukształtowanej w czasie procesu glebotwórczego. Przeobrażenia te powodują zróżnicowanie się wyglądu właściwości fizycznych i chemicznych w porównaniu do skały macierzystej.
Poziomy oznaczamy dużymi literami alfabetu łacińskiego: O-organiczny(powstaje w glebach mineralnych i mineralno-organicznych. Tworzy się w warunkach aerobowych i nie przekracza 30 cm miąższości) A-próchniczny(występuje w glebach mineralnych o profilu nienaruszonym(naturalnym) może być w różnym stopniu wykształcony i na ogół jego miąższości waha się od kilku do kilkudziesieciu cm) E-wymywania(eluwialny, występuje bezpośrednio pod poziomem O i A. Najbardziej charakterystyczne poziomy eluwialne powstają w glebach bielicowych wskutek działania zakwaszoncyh roztworów glebowych przesiąkających w głąb profilu. B-wzbogacania(występuje pod poziomem wymywania następuje w nim osadzanie różnych składników wymytych z wyżej leżacych poziomów) G-glejowy(wykształca się w warunkach uwilgotnienia i słabego dostępu lub braku tlenu, Zabarwienie popielate zielonkowe lub niebieskowe pochodzi zredukowanych związków żelaza i manganu) C-skały macieszystej(występuje w profilu ponieżej poziomów genetycznych zróżnicowania gleby) P-bagienny gleby organicznej (część profilu gleby organicznej objęta bagiennym procesem glebowego) M-murszowy gleby organicznej(charakterystyczny dla pobagiennych gleb organicznych, może charakteryzować się różnym stopniem wykształcenia zależnie od stopnia zaawansowania precesu murszenia. D-podłoże mineralne gleby organicznej( nie lita) R-podłoże skalne (lite lub spękana skała związana (magmowa osadowa lub przeobrażona) występująca w podłożu)
MIĄŻSZOŚĆ GLEBY: łączna głębokość wszystkich jednolitych genetycznie poziomów zróżnicowania profilu glebowego od powierzchni do skały macierzystej. Za dolną granicę gleby uważa się tę część skały macierzystej która nie wykazuje śladów procesu glebotwórczego.
BARWA GLEB: jest ważną cechą morfologiczną pomocną w rozróżnianiu miąższości poszczególnych poziomów i warstw w profilach glebowych. Zabarwienia poziomów glebowych jest dość ściśle powiązana ze składem oraz fizycznymi i chemicznymi właściwościami utworów glebowych.
STRUKTURA GLEB: to stan zagregowania elementarnych cząstek stałej fazy glebowych utworów organicznych często spotykanym elementem są nierozłożone lub w różnym stopniu rozłożone szczątki głównie roślinne, nadające opisywanej masie glebową specyficzny charakter.
UKŁAD GLEBY: odzwierciedla sposób ułożenia względem siebie poszczególnych części elementarnych(zieren) agregatów oraz charakter porowatości która powstaje w tych warunkach.
NOWOTWORY GLEBOWE: nazywa sie widoczne gołym okiem skupienia substancji w różnej formie i różnym składzie chemicznym, które kształtują się i wytrącają w wyniku procesu glebotwórczego. Nowotwory wyraźnie odróżniają się od otaczającej je masy glebowej zarówno składem jak i barwą i kształtem. Mogą być pochodzenia chemicznego i biologicznego.
STOPIEŃ ROZKŁADU TORFU: określony ilością zawartej w nim masy amorficznej(bezpostaciowej)humusu wyrażoną w procesach lub innej umownej skali.

Systematyka gleb Polski

Systematyka gleb Polski jest oparta na kryteriach przyrodniczych, które przede wszystkim uwzględniają genezę i rozwój gleb zachodzący pod wpływem czynników geologicznych, procesów glebotwórczych i działalności gospodarczej człowieka. Przy opracowaniu tego podziału gleb wzięto pod uwagę ich właściwości biologiczne i fizykochemiczne oraz cechy morfologiczne, uwzględniono jednocześnie elementy środowiska geograficznego Polski. W systematyce gleb Polski wydzielono następujące jednostki.

Dział stanowi nadrzędna jednostka systematyki gleb Polski. Obejmuje gleby wytworzone pod znacznym wpływem jednego z czynników glebotwórczych (gleby hydrogeniczne) albo pod wpływem wszystkich bez wyraźnej przewagi jednego z nich (gleby ortogeniczne). Dla oznaczania działu używa się cyfr rzymskich np. gleby ortogeniczne oznacza się cyfrą II, ponieważ te gleby należą do drugiego działu systematyki.

W ramach poszczególnych działów wyróżnia się rzędy gleb:

Rząd obejmuje gleby o podobnym kierunku rozwoju, podobnym stopniu zwietrzenia i przemian materiału glebowego, podobnym typie substancji organicznej, jej przemian i powiązania z częściami mineralnymi . Dla oznaczenia rzędu używa się dużych liter np. gleby zabagnione oznacza się literą C, ponieważ te gleby należą do trzeciego rzędu w dziale gleb semihydrogenicznych.

Rzędy gleb dzielą się na typy:

Typ gleby jest podstawową jednostką systematyki gleb. Obejmuje gleby o takim samym układzie głównych poziomów genetycznych zbliżonych właściwościach chemicznych i fizykochemicznych, jednakowym rodzaju wietrzenia, przemieszczania się składników i podobnym typie próchnicy. Dla oznaczania typów używa się cyfr arabskich np. gleby mułowe oznacza się cyfrą 1, ponieważ te gleby należą do pierwszego typu w rzędzie gleb bagiennych (A) w dziale gleb hydrogenicznych (IV).

Jednostką podrzędną gleb jest podtyp gleb:

Podtyp gleb wyróżnia się wówczas gdy na cechy głównego procesu glebotwórczego danego typu nakładają się dodatkowo cechy innego procesu glebotwórczego, modyfikujące właściwości biologiczne, fizyczne i chemiczne gleb oraz związane z nim cechy morfologiczne profilu glebowego. Dla oznaczania podtypu używa się małych liter np. gleby gutiowe oznacza się literą c, ponieważ gleby te należą do trzeciego podtypu typu gleb mułowych rzędu gleb bagiennych (A) działy gleb hydrogenicznych (IV).

W ramach poszczególnych podtypów wyróżnia się rodzaje:

Rodzaj gleb jest to jednostka systematyki charakteryzująca skały macierzyste i podłoże gleb.

Gatunek gleby określa skład granulometryczny otworu glebowego wyróżniony procentowym udziałem poszczególnych frakcji.

Własności fizyczne i chemiczne torfu:
1)
Właściwości fizyczne torfu:
-stopień rozkładu
-gęstość fazy stałej
-gęstość objętościowa
-porowatość
-wilgotność

Masa torfowa składa się z:
a)Części organicznych:
- tkanki roślinne zachowane lub przekształcone w amorficzny humus w wyniku procesu rozkładu

b) Części mineralnych
-składniki podrzędne masy roślinnej
-osady przyniesione przez wody (namuły) lub wody eoliczne (przyniesione przez wiatr)

Stopień rozkładu torfu – jest to stosunek amorficznej (bezpostaciowej) masy torfowej - humusu do całkowitej próbki torfu, który wyraża się w procentach lub innej umownej skali. Stopień rozkładu jest w pewnym sensie miernikiem mineralizacji masy torfowej, bo rozkład torfu odbywa się (brak części tekstu)

Metody stosowane do określania stopnia rozkładu torfu w terenie (polowe) polegają na obserwacji cech torfu podczas wyciekania w dłoni świeżo pobranej próbki.

Cechy te to:
- ilość i zabarwienie wyciskanej wody
- wygląd torfu powstałego po wyciśnięciu
-obecność i wyciskanie humusu

Metoda Van Posta
Skala w niej obejmuje 10 stopni od torfu mineralnego H1 do torfu całkowicie roślinnego H6.
Torfy wysokie charakteryzuje niewielki stopień rozkładu 5-25% . Torfy niskie zawierają stopień rozkładu w granicach 25-70%.

Gęstość fazy stałej – jest to stosunek masy fazy stałej torfu do objętości zajmowanej przez tę fazę wyróżniona w kg/m3 bądź g/cm3.

Dla torfów wielkich jest to uzależniona od zawartości masy organicznej, której gęstość wynosi ok 1400 kg/m3 od zawartości części mineralnych, która średnia gęstość wynosi 2050 kg/m3

Torfy (1300 – 1700 kg/m3)

Torfy silnie namulone ( do 2300 kg/m3 )

Gęstość objętościowa jest to zawartość suchej masy w jednostce objętości torfu pobranego w stanie naturalnym bez naruszenia struktury wyrażona w kg/m3 lub g/cm3. Wyznacza się ją poprzez wysuszenie do stałej masy o temperaturze 105 stopni Celsjusza nienaruszonej próbki torfu pobranej cylindrem objętościowym.

Na wartość gęstości ma wpływ:
-uwilgotnienie
-stopień rozkładu i zawartość części mineralnych

Gęstość mieści się w przedziale 60-400 [kg/m3]

Porowatość jest to stosunek objętości przestrzeni nie zajętych przez fazę stałą torfu do objętości przestrzennej nie zajętych przez fazę stałą torfu do objętości próbki torfu pobranej w stanie naturalnym.

Porowatość jest odwrotnie proporcjonalna do stopnia rozkładu torfu czyli im torf bardziej rozłożony tym mniejsza porowatość. Warstwy wierzchnie charakteryzują się mniejszą porowatością do warstw głębokich słabiej rozłożonych.

Wilgotność wagowa – wyraża stosunek masy wody do masy fazy stałej.

Wilgotność objętościowa – określa stosunek objętości wody do objętości całej próbki.
Torf w stanie naturalnym może zawierać do 97% wody.

Pełna pojemność wodna (maksymalna pojemność wodna) – jest to charakterystyczny stan uwilgotnienia, który określa największą ilość wody jaką torf może wchłonąć i utrzymać w swojej masie.

Rodzaje wody w torfach:
- wolna (grawitacyjna)
- kapilarna 2)
- higroskopowa 3)
- amorficzna 4)
-chemicznie zawieszona 5)

Ciśnienie ssące gleby –jest to siła z jaką utrzymana jest wilgotność przez masę glebową. Wyrażone w [hPa] w postaci logarytmu ciśnienia pF.

1) Znajduje się w parach o średnicy większej niż 1[mm]. Jest to woda ruchliwa, łatwo odcieka z torfu, można ją oddzielić stosując ciśnienie do 490,5 hPa

2) Podlega prawom właściwym dla naczyń włoskowatych. Ruch tej wody jest siłami napięć powierzchniowych i może przemieszczać się w profilu glebowym w zależności od charakteru przekroju danego naczynia włoskowatego, wartości masy glebowej i temperatury. W profilu torfowym woda ta może podsiąkać nawet do wysokości 1,2-1,5[m]

3. Jest to woda utrzymywana na powierzchni cząstek glebowych drogą adhezji. Woda ta jest pobierana przez glebę także z wilgoci zawartej w powietrzu. Jest ona dla roślin niedostępna, gdyż związana jest bardzo dużymi siłami25421-9806650 [hPa] zaś siła ssąca korzeni roślin waha się od 9807 do 15543 [hPa].

4. Jest to woda wewnątrzkomórkowa, z której występowaniem należy się liczyć w glebach torfowych wytworzonych z cząstek organicznych szczątków roślin. Oddzielić ją można od torfu stosując ciśnienie 98067 [hPa].

5 Występuje w związkach chemicznych np. CaSO4 +2H20. Nie można jej stosując nawet duże ciśnienie ani też nie ulatnia się przy suszeniu w tem 105 st C. Zawartość tej wody w torfie jest nieznaczna.

Właściwości chemiczne torfu:

Zależą głównie od:

-składu chemicznego

-struktury monekularnej substancji hromosowych

Popielność torfu

Przez spalanie torfu w wysokiej temperaturze 550-9000C uzyskuje się popiół. Skład części torfu zmienia się w zależności od jakościowego i ilościowego składu soli rozpuszczalnych w wodzie dostającej się różnymi drogami do torfowiska. Od ilości popiołu zależna jest jego wartość ogrodnicza, rolnicza czy opałowa. W suchej masie torfu występują liczne pierwiastki, m.in: wapń, magnez, żelazo, fosfor, sód, potas.

3) jest to woda otrzymywana na powierzchni cząstek glebowych drogą adhezji( woda ta jest pochłaniana przez glebę także z wilgoci zawartej w powietrzu). Jest ona dla roślin niedostępna, gdyż związana jest bardzo dużymi siłami 39421-9806650 [hPa] siła ssąca korzeni roślin wacha się od 9807 do 155432 [hPa]
4) Jest to woda wewnątrz komórkowa, z której występowaniem należy się liczyć w glebach torfowych wytworzonych z cząstek organicznych szczątków roślin. Oddzielić ją można od torfu stosując ciśnienie 98 067 hPa.
5)Występuję w związkach chemicznych np. CuS04 + 2H20. Nie można jej usunąć stosując nawet duże ciśnienie, ani też nie ulatnia się przy suszeniu w temp 105°C . Zawartość wody w tym torfie jest nie wielk.

Właściwości chemiczne torfu
Zależą głównie od:

Torf pod względem składu chemicznego reprezentuję

A) Popielność torfu

W rezultacie spalania torfu w wysokiej temperaturze 550-900°C uzyskuję się popiół. Skład części spopielonych torfu zmienia się w zależności od jakościowego i ilościowego składu soli rozpuszczonych w wodzie dostającymi się różnymi drogami do torfowiska. Od ilości popiołu zależna jest jego wartość rolnicza, ogrodnicza czy opałowa. W suchej masie torfu występują pierwiastki m. in. Ca, Mg, K, Na, Fe, P.

B) Właściwości sorpcyjne

Gleby zależą od ilości i jakości koloidów. W porównaniu do gleb mineralnych, torfy wykazują wysokie właściwości sorpcyjne, które w znacznym stopniu zależą od substancji humusowych. Wzrost ilości humusu w torfach w istotny sposób zwiększa zdolności sorpcyjne tych gleb. Torfy dzięki dobrym właściwościom sorpcyjnym mają zdolności zatrzymywania i pochłania rożnych składników i cząstek. Najistotniejszą właściwością materii organicznej jest ujemny ładunek elektryczny występujący na jej powierzchni pochodzący od grup funkcyjnych takich jak: karboksylowe(COOH), wodorosiarkowe(SH) czy hydroksylowe(OH). Grupy te uczestniczą w transporcie metali ciężkich i substancji biologicznie aktywnych dla roślin i organizmów glebowych, a jednocześnie przez tworzenie połączeń kompleksowych- zmiejszają toksyczność tych związków.

Niezmiernie ważną właściwością gleb torowych są zdolności buforowe. Przejawiają się one w utrzymywaniu właściwego odczynu gleby. Odczyn gleby wpływa m. in. Na intensywność humifikacji i mineralizacji. Przyczynia się do zmian rozpuszczalności składników pokarmowych i substancji biologicznie czynnych co prowadzi do zmian ich dostępności dla roślin.

Gleba odznacza się zdolnością zatrzymywania na powierzchni( adsorpcja) i pochłaniania (absorpcja) różnych składników w tym jonów i cząsteczek. Zdolność tę nazywa się sorpcją, a zjawiska z nią związane zjawiskami sorpcyjnymi. O zjawiskach sorpcyjnych zachodzących w glebach decyduję silne zdysperowana (rozproszona) koloidalna faza stała, zwana sorpcyjnym kompleksem glebowym.

Kompleks sorpcyjny gleb jest zbudowany z koloidów glebowych wśród których można wyróżnić minerały ilaste(kaolinit, motmorynolit, illit), tlenek żelaza, manganu i glinu, (dasdasd), próchnice, oraz kompleksy ilasto-próchnicowe. Najważniejszą właściwością tych koloidów jest ładunek elektryczny na ich powierzchni pozwalający na wiązanie jonów z roztworu glebowego. Ładunek ten jest w większości przypadków ujemny. Decydujące znaczenie dla odżywiania roślin ma sorpcja wymienna zwana również fizykochemiczną.

Sorpcja wymienna (fizykochemiczna)

Soprcja ta polega na wymianie jonów pomiędzy roztworem glebowym, a koloidalnym kompleksem sorpcyjnym gleb. Na miejsca jonów zasorbowancyh na powierzchni koloidów glebowych wchodzi równanie chemiczne ilości jonów z roztworu glebowego.

()kompleks sorpcyjnyA2++2B + ()kompleks sorpcyjny b+b++ A2

Sropcja wymienna kationów

Elektroujemny ładunek przeważającej większości koloidów glebowych decyduję o tym że w glebach występuje przede wszystkim sorpcja wymienna kationów.

Podczas reakcji wymiany ustala się między ilością kationów wymiennych , występujących w kompleksie sorpcyjnym a ilością kationów zawartych w roztworze, stan dynamicznej równowagi.

Jeżeli więc roztwór glebowy zostanie wzbogacony w jakiś kation(np. w skutek nawożenia) to określona ilość tego kationu wejdzie do kompleksu sorpcyjnego gleby. Odwrotnie, jeżeli korzenie roślin pobierają z roztworu glebowego określony kation, wówczas odpowiednia ilość tego kationu przejdzie z fazy stałej do roztworu glebowego w ten sposób zostaje wyrównane stężenie jonów pomiędzy roztworem glebowym i kompleksem sorpcyjnym.

Sorbcja wymienna jonów w glebie może zachodzić bez udziału roztworu glebowego. Występuję to wówczas, gdy dwie cząstki koloidalne zbliżają się do siebie na tyle, że zabsorbowane przez kationy znajdują się w sferach oddziaływania tych cząstek. Wówczas jony z jednej cząsteczki koloidalnej mogą się przemieszczać bezpośrednio do drugiej. Ten typ wymiany nosi nazwę wymiany kontaktowej. W podobny sposób może przebiegać sorpcja wymienna kationów pomiędzy włośnikami korzeni roślin z cząstkami koloidalnymi gleby. Roślina poprzez włośniki korzeniowe wydziela na zewnątrz jony wodorowe, które reagują wymiennie z jonami zasadowymi na powierzchni cząstek koloidalnych gleby. Najczęściej spotykanymi kationami wymiennymi w glebach są Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+, H+, Al3+. Pięć pierwszych nosi nazwę kationów o charakterze zasadowym natomiast kationy wodoru i glinu nadają kwaśny charakter glebom.

Czynniki wpływające na sorpcje wymienną

Sorpcja wymienna jest uzależniona od następujących czynników budowy sorbentu, odczynu gleby, rodzaju kationu, rodzaju towarzyszącego anionu, stężeniu kationu w roztworze i stężenia roztworu oraz temperatury.

Największą zdolnością sorpcyjną odznacza się próchnica oraz wermikulit i montmorylonit, a najmniejszą wykazują uwodnione tlenki żelaza i glinu kaolinit oraz haloizyt.

Sorpcja wymienna anionów

Aniony mogą być również w pewnym zakresie sorbowane wymiennie przez minerały ilaste , dzięki obecności na ich powierzchni jonów OH-.

Obok sorpcji wymiennej wyróżnia się sorpcje:

  1. Chemiczna

Powstawanie w glebie nierozpuszczalnych związków wskutek reakcji chemicznych nazywane jest sorpcją chemiczną. Sorpcja ta ma szczególne znaczenie w przypadku anionów kwasu fosforowego, gdyż w glebie wytrącane są nierozpuszczalne fosforany żelaza glinu i wapnia.

Przykłądowa reakcja wytrącania nierozpuszczalnego fosforanu przebiega następująco:

Al3+ +H2 PO4-+ 2H2O<->2H++Al(OH)2 H2PO4

  1. Biologiczna

Sorpcja biologiczna spełnia w glebach podobną rolę wobec jonów kwasu octowego NO3- siarkowego SO42- i solnego Cl- jak sorpcja chemiczna wobec kwasu fosforowego.

W tym przypadku sorbentami są żywe organizmy, zarówno rośliny wyższe, jak i drobnoustroje glebowe, które pobierają i zatrzymują jony w swych organizmach na okres ich życia.

Po obumarciu organizmy te ulegają rozkładowi uwalniając pobrane składniki, które stają się przyswajalne dla roślin

Sorpcja bilogiczna wraz z sorpcją chemiczną chroni niektóre jony przed wymywaniem z gleb lekkich, magazynuje je w glebie i stopniowo udostępnia roślinom.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Ćw lab1 Gleb wilg gleby OŚ
Buforowość gleby, Studia, 1-stopień, inżynierka, Ochrona Środowiska, Ochrona i rekultywacja gleb
wymagania gleby 1
gleby 2
Dziekan A sprawozdanie ekologia gleby
NA EGZAMIN Z GLEBY
gleby litogeniczne mineralne?węglanowe
Cwiczenia z ochrony gleby cz 1a Nieznany
GEOGRAFIA - gleby 2, Pomoce szkolne, Geografia
organoleptyczne oznaczanie grupy mechanicznej gleby
gleby 1
gleby 8
gleby lacina
Koloidy glebowe i ich wpływ na właściwości gleby
Cw 9 i 10 Analiza mikrobiologiczna GLEBY
GLEBY
sprawko z gleby 3
sprawozdanie z gleby, ochrona rodowiska
rodzaj gleby a srodki poprawy jej urodzajnosci, Studia, Semestr III, Gleboznastwo, Sem

więcej podobnych podstron