Strukturą gleby nazywamy stan zagregowania elementarnych cząstek stałej fazy gleby. W strukturze glebowych utworów organicznych często spotykanym elementem są nierozłożone szczątki głównie roślinne. Klimat jest czynnikiemstrukturotwórczym. STRUKTURA GLEB MINERALNYCH Struktury proste (nieagregatowe): Struktura rozdzielno ziarnista - ziarna glebowe występują oddzielnie,nie są zlepione żadnym spoiwem [piasek, żwir] Struktura spójna - tworzy jednolitą masę - brak pęknięć i szczelin [piaski gliniaste] Struktury agregatowe: [występują grudki] Opisuje się je według cech: -Kształtu elementów -Sposobu ułożenia -Wymiaru agregatów -Stopnia wykształcenia struktury glebowej a) Struktury sferoidalne - kształt kulisty elementów -Kaprolitowa -Gruzełkowa -Ziarnista b) Struktura foremnowielościenna - wielościany foremne -Ostrokrawędzista -Zaokrąglona c) Struktury wrzecionowate - graniastosłupy -Pryzmatyczna -Słupowa d) Struktury dyskoidalne - forma dysków-Płytkowa -Skorupkowa STRUKTURY GLEB ORGANICZNYCHSTRUKTURY W UTWORACH GLEBOWYCH ORGANICZNYCH, GDZIENIE ZACHODZI PROCES MURSZOWY: GĄBCZASTA - charakterystyczna dla torfów mechowiskowych - wrażenie gąbki WŁÓKNISTA -charakterystyczna dla torfów turzycowiskowych i szuwarowych KAWAŁKOWA - charakterystyczna dla torfów drzewnych |
AMORFICZNA - bezpostaciowa masa charakterystyczna dla torfów silnie rozłożonychGALARETOWATA - charakterystyczna dla gytii STRUKTURY W UTWORACH GLEBOWYCH ORGANICZNYCH, GDZIEZACHODZI PROCES MURSZOWY: ZIARNISTA - KASZKOWATA - charakterystyczna dla poziomu murszowegoM2, sucha masa sypka, luźna KOKSIKOWA - charakterystyczna dla zdegradowanego poziomu murszowego,ziarna drobne, ostrokrawędziste, twarde PROSZKOWA - charakterystyczna dla poziomów powierzchniowych glebmurszowch poddawanych uprawie - robi wrażenie proszku GRUZEŁKOWATA - typowa dla poddarniowych poziomów łąk na glebachorganicznych. 1. ODCZYN GLEB. Odczyn jest określany stosunkiem jonów wodorowych H+, do jonówwodorotlenowych OH-, na które dysocjuje woda. Jony wodoru warunkują odczynkwaśny, a jony wodorotlenowe odczyn zasadowy. Stężenie jonów wodorowych przyjęto wyrażać ujemnym logarytmem wartości tego stężenia i oznaczać symbolem pH: - log [H+] = pH W glebach skrajne wartości pH nie występują. Gleby Polski mają odczyn wahający się w szerokich granicach - od kwaśnego do zasadowego. Odczyn gleb wyraża się wartością pH i oznacza: 1mol KCL/dm3, stosując następującą skalę: gleby kwaśne 4,6 - 5,5 |
(bielicowe, rdzawe, płowe, glejowe) gleby lekko kwaśne 5,6 - 6,5 (czarnoziemy leśno-stepowe, deluwialne) gleby obojętne 6,6 - 7,2 (czarnoziemy leśno-łąkowe, mady)gleby zasadowe > 7,2 (rędziny, słone) W Polsce przeważają gleby o odczynie kwaśnym (50%), słabo kwaśne (30%), a gleby obojętne i zasadowe 20%. O odczynie kwaśnym gleb decyduje: -Brak składników zasadowych w skałach macierzystych, -Niskie pH-Przewaga opadów nad arowaniem, -Mało Ca i Mg, K, Na -Odprowadzanie składników zasadowych z plonami roślin, -Uprawa rolna -Odprowadzanie do gleb substancji zakwaszających Wpływ odczynu na niektóre właściwości gleb i roślin:-W roztworze gleb kwaśnych znajdują się duże ilości toksycznego dla roślin glinu, żelaza i manganu. -Rośliny z kwaśnych gleb dają mniejsze plony-Rośliny najlepiej rozwijają się przy odczynie gleb od słabo kwaśnego do obojętnego.-Mak polny i kąkol świadczy o odczynie zasadowym -Paproć, mech o kwaśnym 2. KWASOWOŚĆ GLEB. Kwasowość gleby - stan gleby, w którym odczyn jej jest kwaśny (przewaga jonów wodorowych).Kwasowość czynna - pochodzi z jonów wodorowych roztworu glebowego. Mierzymy ją w wyciągach wodnych gleb (pH w H2O). Zmienna w ciągu roku.Kwasowość potencjalna - spowodowana przez wymienne jony wodoru i glinu zasorbowaneprzez koloidy glebowe. Ujawnia się w glebach po potraktowaniu ich roztworami soli obojętnych (KCl). |
4. ZAWARTOŚĆ, FORMY WYSTĘPOWANIA, I SPOSÓB POBIERANIA PRZEZ ROŚLINYForma występowania pierwiastków w glebach, a tym samym ich dostępność dla roślin, jest uzależniona od ilości i jakości koloidów w glebach, odczynu, właściwości sorpcyjnych. Gleby będące częścią litosfery, charakteryzują się zbliżoną do niej zawartością pierwiastków. Przeszło 98% litosfery składa się z pierwiastków: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg, K, H. Zawartość i rozmieszczenie poszczególnych pierwiastków w profilach gleb zależy od rodzaju gleby, gatunku oraz przebiegu procesów glebotwórczych. Występują pierwiastki, które są w glebie w znacznych ilościach, lecz nie mają większego znaczenia w żywieniu roślin oraz takie, które są roślinom niezbędne. Te drugie zależnie od ilości, w jakich pierwiastki są niezbędne dla roślin, dzieli się na makroelementy i mikroelementy. Pierwiastki występujące w glebach w znacznych ilościach, ale mające w życiu roślin małe znaczenie to: Si, Al, Na. MAKROELEMENTY - występują w glebach w dużych stężeniach i rośliny pobierają je w dużych ilościach (wzrost ich może ulec zahamowaniu w przypadku niedoboru tych pierwiastków) Poza azotem nadmiar tych pierw nie jest szkodliwy. Makroelem to: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S.MIKROELEMENTY - występują w glebach w bardzo małych ilościach. Rośliny potrzebują ich mało, ale są niezbędne jako katalizatory procesów fizjologicznych. Zarówno niedobór jak i nadmiar jest szkodliwy dla roślin i zwierząt. Mikroelementy to: Mn, Zn, Cu, B, Cl, F, Pb, Fe. Forma przyswajalna - część wszystkich pierwiastków zawarta w glebie, która może być pobrana z gleby przez rośliny. |
FIZYCZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB. 1. TRÓJFAZOWY UKŁAD GLEB. Gleba jest ośrodkiem porowatym, trójfazowym, jej elementy składowe znajdują się w fazie stałej, ciekłej i gazowej.Fazę stałą - stanowią cząstki mineralne, organiczne i organiczno-mineralne, w różnym stopniu rozdrobnienia.Fazą ciekłą - jest woda, w której rozpuszczone są związki mineralne i organiczne, tworzące roztwór glebowy. Fazę gazową - stanowi mieszanina gazów i pary wodnej - powietrze glebowe. Na całkowitą objętość gleby V składa się objętość fazy stałej gleby Vs i objętość przestrzeni wolnych Vp, zajętych częściowo przez wodę Vw oraz częściowo przez powietrze Va. V = Vs + Vp Vp = Vw + Va Ponieważ powietrze i woda mogą zajmować tą samą objętość przestrzeni nie zajętych przez fazę stałą gleby - działają antagonistycznie. Jeżeli jest więcej H2O, to gleba jest mało napowietrzona - im więcej jest powietrza tym mniej jest wilgotna. 2. FAZA STAŁA GLEBY. Składnikami mineralnymi gleb są okruchy skał i minerałów. Składnikami organicznymi gleb są przede wszystkim próchnica, resztki roślinne i zwierzęce w różnym stopniu rozkładu oraz organizmy żyjące w glebie. Stosunek ilościowy składników mineralnych do organicznych wywiera duży wpływ na właściwości gleb i stanowi jedno z kryteriów ich podziału. Powierzchnia właściwa gleby zależna jest od kształtu cząstek wchodzących w skład fazy stałej oraz od zawartości i jakości związków próchnicznych. SKŁAD GRANULOMETRYCZNY GLEB. Wymiary ziaren, z których zbudowana jest gleba. PODZIAŁ FAZY STAŁEJ GLEBY NA FRAKCJE GRANULOMETRYCZNE.FRAKCJA - zbiór ziaren o określonych średnicach. Ziarna o średnicy większej niż 1 mm nazywa się częściami szkieletowymi gleby, zaś cząstki o średnicy mniejszej niż 1 mm nazywamy częściami ziemistymi. |
FRAKCJA KAMIENI - ø > 20 mm - w skład wchodzą odłamki mniej lub bardziej zwietrzałych skał o różnym stopniu obtoczenia. Utrudnia lub uniemożliwia wykonywanie zabiegów uprawowych. FRAKCJA ŻWIRU - ø = 20 mm - 1 mm - w skład wchodzą odłamki skalne i ziarna minerałów. Stopień obtoczenia związany jest z rodzajem transportu [eoliczny, rzeczny, morski, lodowcowy]. Znaczna domieszka żwiru utrudnia uprawę mechaniczną a w glebach lekkich zwiększa ichprzewiewność i przepuszczalność FRAKCJA PIASKU - ø 1 - 0,1 mm -głównie okruchy kwarcu. Piaski lodowcowe są zazwyczaj grubsze i słabiej obtoczone, najdrobniejsze i najmocniej obtoczone są piaski wydmowe [eoliczne]. Obecność piasku w glebie zwiększa jej przepuszczalność i przewiewność.C. FRAKCJA PYŁU - ø 0,1 - 0,02 mm - w skład wchodzą odrobinki kwarcu czasem z domieszką mik. W piaskach zwiększa ona pojemność wodną.FRAKCJA SPŁAWIALNA [ILASTA] - ø < 0,02 mm dzieli się na:-Podfrakcję iłu pyłowego grubego - składa się on z krzemionki i małej ilościkwarcu. Duże ilości zmniejsza porowatość ogólną.-Podfrakcję iłu pyłowego drobnego - głównie z krzemionki i niewielkiej ilości minerałów ilastych. -Podfrakcję iłu koloidalnego - składa się przede wszystkim z minerałów ilastych, cząstek organicznych i połączeń organiczno-mineralnych. Zwiększa spoistość, plastyczność, przylepność gleb, zmniejsza zaś PODZIAŁ FAZY STAŁEJ GLEBY NA GRUPY GRANULOMETRYCZNE. W zależności od procentowej zawartości frakcji szkieletowych utwory glebowe dzieli się na:szkieletowe, szkieletowate i bezszkieletowe. Szkieletowe - zawierają ponad 50% frakcji kamienistych i żwirowych w stosunku do całej masy glebowej: -Kamieniste (k), 50-100% kamieni o ø >20 mm, 0 - 0,25% |
żwiru (20-1 mm) i 0-50% cząstek ziemistych o ø < 1mm -Kamienisto-żwirowe (kż) zawierające 25-50% kamieni, 25-50% żwiru i 0-50% cząstek ziemistych. -Żwirowe (ż) - zawierające 0-25% kamieni, 50-100% żwiru i 0-50% cząstek ziemistych. Jeżeli w utworach szkieletowych występuje ponad 25% utworów ziemistych, to w zależności od ich składu granulometrycznego do określenia utworu szkieletowego dodaje się odpowiednio piaszczysto-, gliniasto-, pyłowo-, iłowo-, kamienisty lub żwirowy np. piaszczysto-kamienisty itd. Szkieletowate - zawierają mniej niż 50% frakcji kamienistych i żwirowych. Słabo szkieletowane (0-10% cząstek szkieletowatych), średnio szkieletowate (11-25% cząstek szkieletowatych), silnie szkieletowate (26-50% cząstek szkieletowatych).Bezszkieletowe - w zależności od procentowej zawartości poszczególnych frakcji, a zwłaszcza frakcji spławialnej dzieli się na: piaski, gliny, iły i pyły. Grupy granulometryczne można oznaczać w skrócie symbolami podanymi w przytoczonym podziale: piasek luźny (pl), glina lekka pylasta (glp) Podział na grupy granulometryczne jest podstawą wydzielania gatunków gleb. 3. GĘSTOŚĆ FAZY STAŁEJ GLEBY. Gęstość fazy stałej gleby ρs jest określana jako stosunek masy fazy stałej gleby Ms do objętości zajmowanej przez tę fazę Vs - wyraża się w g/m3 i oblicza według wzoru: ρs = Ms / Vs 4. GĘSTOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA GLEBY. Gęsto objętościo gl jest to stos masy fazy stałej gl Ms do całkowitej objętości gl V wyrażony w g/cm3. ρv = Ms / V 5. POROWATOŚĆ GLEBY Porowatością gleby n nazywamy stosunek objętości przestrzeni wolnych Vp do całkowitej objętości gleby V: n = Vp / V Porowatość warunkuje stosunki powietrzno-wodne gleb. Charakteryzuje się ją ilością i wielkością porów - w podziale uproszczonym wyróżnia się porowatość ogólną [ogólną objętość porów, |
wśród których wyróżnia się makropory (ø > 30 mikronów), mazopory (ø = 0,2-30 mikronów), mikropory (ø < 0,2 mikrona)]. W makroporach powietrze i woda poruszają się swobodnie. Właściwości gleby zależą w dużym stopniu od przestrzennego rozmieszczenia fazy stałej gleby. Porowatość ogólna gleb waha się od 28 do 94%. W mineralnych glebach uprawnych porowatość mieści się w granicach 28-75%, przy czym za optymalny układ, w którym porowatość ogólna wynosi około 50%. W organicznych i mineralno-organicznych glebach łąkowych porowatość ogólna jest zwykle wyższa i mieści się w granicach 55-94%. Porowatość ogólna zależy od wielu czynników: CZYNNIKI WEWNĘTRZNE -związana z uziarnieniem, -podatność gleby na zmiany objętości -ze składem granulometrycznym, -stopniem wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami, -stopniem obtoczenia ziaren, -rodzajem i ilością próchnicy, -rodzajem minerałów ilastych, CZYNNIKI ZEWNĘTRZNE -warunki meteorologiczne[wilgotność i temperatura], -szata roślinna, -działalność melioracyjna. -rodzaj zabiegów uprawowych i nawozowych, Im gleba jest mocniej zgruźlona, tym większa jest jej porowatość, zaś im bardziej trwałe i wodoodporne są agregaty gleby, tym mniejszym zmianom ulega porowatość [pozytywna cecha agrotechniczna]. Najbardziej korzystne warunki powietrzno-wodne panują w glebie o średnim uziarnieniu i przewadze mezoporów, o umiarkowanym udziale makro- i mikroporów. |
6. FAZA CIEKŁA GLEBY - POSTACIE WODY W GLEBIE I ICH DOSTĘPNOŚĆ DLA ROŚLIN. WODA GLEBOWA - jest składnikiem tworzącym trójfazowy układ gleby-bierze udział we wszystkich zachodzących w niej procesach, -wywiera wpływ na życie roślin, -ilość i jakość wody uzależniona jest od klimatu, rzeźby terenu, warunków hydrologicznych, budowy, sposobu użytkowania. POSTACIE WODY W GLEBIE: 1) woda w postaci pary wodnej 2) woda molekularna -woda higroskopowa -woda błonkowata 1) woda kapilarna -woda kapilarna właściwa -woda kapilarna przywierająca [zawieszona] 2) woda wolna -woda infiltracyjna (przesiąkająca) -woda gruntowo-glebowa Ad. 1) Woda w postaci pary wodnej wchodzi w skład powietrza glebowego zajmującego przestwory glebowe. Następuje ciągła jej wymiana pomiędzy powietrzem glebowym a atmosferycznym. Ruch pary wodnej odbywa się od obszarów wilgotnych do suchych lub też od temperatury wyższej do niższej. Przemieszczaniu się wody glebowej w postaci pary wodnej nie towarzyszy przemieszczanie się substancji chemicznych. Ad. 2) Woda molekularna - ogół wody glebowej. Drobiny wody mają budowę dipolową. Ilość wody molekularnej zależy od: - składu granulometrycznego, chemicznego i mineralnego, - zawartości substancji organicznej, - od ilości i rodzaju koloidów glebowych woda higroskopowa - Wh- jest to woda tworząca na powierzchni cząstek glebowych powłokę bezpośrednio do nich przylegającą. Może pochodzić z pary wodnej powietrza glebowego i jest związana z cząstkami glebowymi dużą siłą. |
Woda ta jest niedostępna dla roślin. woda błonkowata - jest to woda związana siłami molekularnymi przez zewnętrzne warstwy wody higroskopowej - powstaje z wody powietrza glebowego silnie nasyconego parą wodną. Jest bardzo trudno dostępna dla roślin. Ad. 3) Na granicy fazy stałej i ciekłej oraz ciekłej i gazowej w kapilarach o ø = setnych mm, występują siły kapilarne - objawiające się wciąganiem lub wypychaniem cieczy z kanalików glebowych. woda kapilarna właściwa - woda kapilarna występująca w strefie podsiąku kapilarnego - pozostająca w kontakcie z wodą gruntowo-glebową. Wysokość podsiąku kapilarnego oraz ilość wody, jaka w jednostce czasu może zostać przemieszczona z głębszych warstw gleby do płytszych, uzależnione są przede wszystkim od składu granulometrycznego i struktury gleby. Podnoszenie się wody w kapilarach ma ogromne znaczenie dla wegetacji roślin, gdyż ubytki wody ze strefy korzeniowej mogą być uzupełniane przez podsiąkanie z warstw głębszych. Dostępna dla roślin. woda kapilarna przywierająca - są to formy wody kapilarnej, których źródłem zasilania jest woda przenikająca do gleby - pochodząca z opadów atmosferycznych lub spływu powierzchniowego lub nawodnienia. Dostępna dla roślin. Ad. 4) Jest to woda wypełniająca w glebie pory większe od kapilarnych oraz przemieszczająca się pod wpływem sił grawitacji - nie jest związana z cząstkami gleby ani siłami kapilarnymi. woda wolna infiltracyjna - zwana grawitacyjną, pojawia się w glebie po obfitych opadach [ilość zależy od rzeźby |
terenu] lub dzięki bocznemu napływowi podpowierzchniowemu. Dostępna dla roślin. Woda przenikająca w głąb gleby zostaje zatrzymana przez warstwę nieprzepuszczalną - tworzy się wtedy nad nią poziom wodonośny wody podziemnej, stały lub okresowy. Płytko zalegającą wodę podziemną nazywamy wodą gruntową. Jeśli zwierciadło wody gruntowej zalega bezpośrednio w glebie lub poza nią, lecz na tyle płytko, że podsiąkanie kapilarne wywiera istotny wpływ na procesy zachodzące w glebie, wówczas wodę taką nazywa się gruntowo-glebową. 7) WŁAŚCIWOŚCI POWIETRZNE. Faza gazowa gleby tj. powietrze glebowe zajmuje przestrzenie wolne, nie zajęte przez fazę ciekłą. Faza ta zależna jest od klimatu, pokrywy roślinnej i położenia w terenie. Porowatość powietrzna na ogół zmniejsza się ze wzrostem głębokości, choć po opadach jest odwrotnie. 8) RETENCJA WODY GLEBOWEJ. Jest to zdolność wody do zatrzymywania wody opadowej. Retencja użyteczna - ta część wody, mogąca być wykorzystana przez rośliny. Retencja gruntowa - jest to czasowe przetrzymywanie przez warstwy powierzchniowe gruntu tej części wody opadowej, która zdąża do cieku. Gleby mają zdolność retencyjną, co stwarza odmienne możliwości zaspokajania potrzeb wodnych roślin. Rośliny korzystają przede wszystkim z następujących form wody glebowej: - wody infiltracyjnej - do 3 dni po obfitych opadach - wody kapilarnej przywierającej - tej jej części, która jest zatrzymywana przez glebę z siłą mniejszą niż siła ssąca korzeni roślin, - wody kapilarnej właściwej Szkodliwy jest nie tyle nadmiar wody [w glebie], co jej stagnacja, czemu |
przeciwdziała się poprzez melioracje wodne. Ich głównym celem powinno być zapewnienie właściwych warunków dla przepływu tej wody oraz dla infiltracji wody opadowej. Ilość wody zmagazynowanej w glebie uzależniona jest głównie od następujących czynników: - klimat [temperatura, opady, wilgotność, wiatr] - ukształtowanie terenu, - zdolności retencyjne gleby, - hydrogenicznych warunków tworzenia się poziomu wody gruntowo-glebowej, - działalności gospodarczej człowieka |