Materia organiczna gleby - wszystkie występujące w glebie związki zawierające węgiel pochodzenia organicznego. Zalicza się tu zarówno spotykane w glebie żywe organizmy jak też obumarłe szczątki organiczne wraz z produktami ich rozkładu i humifikacji, określane mianem substancji organicznej gleby.

Żywe organizmy (edafon) - na ogół nie są zaliczane do substancji organicznej gleby, chociaż w warstwach ornych edafon (głównie mikroorganizmy i części podziemne roślin) stanowi 10-15 % ogólnej masy martwej i żywej materii organicznej gleby.

Substancja organiczna gleby - suma obumarłych składników organicznych (głównie roślinnych) występujących w glebie, od świeżych, nierozłożonych resztek roślinnych i zwierzęcych do bezpostaciowych produktów rozkładu i resyntezy. Substancja organiczna występuje w glebie w zróżnicowanej morfologicznie postaci, na podstawie której wyróżniane są tzw. typy próchnicy.

Substancje próchniczne (próchnica) - jest kompleksem substancji organicznych, które gromadzą się w glebie lub na jej powierzchni. Stanowi ona przejściowe lub końcowe produkty mikrobiologicznych procesów rozkładu, przetworzenia i syntezy resztek roślinnych lub zwierzęcych.

Substancje próchniczne (próchnica) - jest kompleksem substancji organicznych, które gromadzą się w glebie lub na jej powierzchni. Stanowi ona przejściowe lub końcowe produkty mikrobiologicznych procesów rozkładu, przetworzenia i syntezy resztek roślinnych lub zwierzęcych.

Swoiste substancje próchniczne - są to wysokocząsteczkowe związki o mało rozpoznanej budowie, które można wyekstrahować 0,1 M roztworem NaOH. Substancje te stanowią 25-90 % substancji próchnicznych.

Są one dzielone na:

• kwasy fulwowe

• kwasy huminowe

• huminy

Zawartość kwasów huminowych i fulwowych w próchnicy waha się znacznie w zależności od typu gleby.

Stosunek kwasów huminowych do fulwowych wskazuje na kierunek transformacji substancji organicznej w glebie.

Próchnica gleb leśnych charakteryzuje się wysoką zawartością kwasów fulwowych, natomiast próchnica gleb łąkowych i torfowych odznacza się dużą przewagą zawartości kwasów huminowych. Stosunek kwasów huminowych do fulwowych zazwyczaj zmniejsza się wraz ze wzrostem głębokości profilu.

Tab. Stosunek kwasów huminowych do kwasów fulwowych w wierzchnich poziomach wybranych gleb (Kononowa 1966)

Gleba	kw. huminowe/kw. fulwowe	Gleba	kw. huminowe/kw. fulwowe
Czarnoziem	2.0 - 2.5	Szara leśna	1.0
Szaroziem	1.7	Bielica	0.8
Kasztanowa ciemna	1.5 - 1.7	Tundrowa	0.3

Nieswoiste substancje próchniczne - należą tu związki o dobrze rozpoznanej budowie, zaklasyfikowane do różnych w chemii organicznej grup strukturalnych. Stanowią one 10-15 % substancji próchnicznych.

Należą tu między innymi:

• węglowodany

• tłuszczowce

• aminokwasy

• lignina

• garbniki

Etapy przemian substancji organicznej gleby

Mineralizacja - proces rozkładu substancji organicznych na związki nieorganiczne (mineralne), takie jak: CO2, H20, NH3, azotany, fosforany, siarczany itp., z jednoczesnym uwolnieniem energii.

Mineralizacja przebiega głównie dzięki działalności drobnoustrojów i umożliwia wielokrotne wykorzystywanie przez rośliny mineralnych składników pokarmowych, pochodzących ze szczątków obumarłych organizmów. Szybkość rozkładu uzależniona jest od składu chemicznego wyjściowych substancji organicznych. Zawartość np. ligniny w tkankach roślinnych przedłuża proces mineralizacji, natomiast obecność związków azotu, fosforu, potasu i innych składników wzmagających aktywność biologiczną gleb przyspiesza mineralizację.

Humifikacja - proces przemian strukturalnych i chemicznych prowadzących do powstania próchnicy glebowej ze szczątków roślin i zwierząt, głównie pod wpływem działalności organizmów glebowych.

Pod wpływem humifikacji następuje wpierw mechaniczne rozdrobnienie i chemiczna przebudowa tych szczątków. Wskutek tego stopniowo tracą one zorganizowaną strukturę komórkową, zmieniają skład chemiczny i barwę, ulegają względnemu wzbogaceniu w azot i zostają przekształcone w grupę dość trwałych, bezpostaciowych, czarnych, ciemnobrunatnych lub żółtych wielkocząsteczkowych związków o charakterze kwasów organicznych.

Produkty zaawansowanego procesu humifikacji noszą nazwę humusu.

Niezupełnie zhumifikowane substancje przejściowe nazywa się prehumusem.

Rola próchnicy

dodatnia

• podstawowe źródło C i N dla przetwarzających ją cudzożywnych organizmów glebowych oraz pośrednie źródło azotu dla autotroficznych roślin zielonych

• podstawowy czynnik decydujący o odczynie gleby - ze względu na kwaśny charakter związków humusowych i dużą pojemność sorpcyjną niektórych frakcji humusu

• wpływa na poprawę buforowych właściwości gleby poprzez obecność koloidów humusowych

• zwiększa zdolność magazynowania mineralnych składników odżywczych w postaci łatwo przyswajalnej dla roślin, co stanowi ochronę przed wypłukiwaniem tych składników przez wody opadowe

• koloidy humusowe spełniają rolę spoiwa niezbędnego dla tworzenia się korzystnej i gruzełkowatej struktury gleby

• ma dobry wpływ na pojemność wodną gleb oraz na kształtowanie się potencjału oksydacyjno-redukcyjnego.

Rola próchnicy

ujemna

• rozpuszczalne w wodzie fulwokwasy mogą powodować nadmierne zakwaszenie gleby oraz sprzyjać wypłukiwaniu z niej wielu cennych składników, co w konsekwencji może być przyczyną wyjałowienia górnych warstw gleby.

Wpływ związków próchnicznych na właściwości fizyczne gleby

Substancje próchniczne wpływają dodatnio na tworzenie się struktury agregatowej gleb, poprawiając stosunki wodno - powietrzne. Próchnica działa jako lepiszcze strukturotwórcze, powodując sklejanie elementarnych cząstek masy glebowej w agregaty.

W glebach piaszczystych powoduje to zwiększenie ich zwięzłości, a w glebach o cięższym składzie granulometrycznym, wpływa na zmniejszenie zwięzłości.

Związki próchniczne posiadają wysoką pojemność wodną. W stosunku do swej wagi mogą one zatrzymać 3-5-krotnie więcej wody w formie dostępnej dla roślin. Ta właściwość ma szczególne znaczenie w glebach piaszczystych, ponieważ ich pojemność wodna zależy głównie od zawartości substancji próchnicznych.

Istotny jest wpływ próchnicy na barwę gleby. Dzięki ciemnemu zabarwieniu próchnica silnie pochłania promienie słoneczne, poprawiając właściwości termiczne gleby.

Wpływ związków próchnicznych na właściwości fizykochemiczne i chemiczne gleb

Swoiste związki próchniczne stanowią organiczną część składową kompleksu sorpcyjnego, a ich pojemność sorpcyjna przewyższa 4-12 razy pojemność części mineralnej.

Związki próchniczne zwiększają też zdolności buforowe gleb, regulując i stabilizując odczyn gleby.

Próchnica reguluje stężenie kationów Ca2+, Mg2+, NH4+, Na+, K+ i H+ w roztworze

glebowym poprzez ich uwalnianie bądź sorbowanie.

Próchnica ma znaczny wpływ na gospodarkę azotem i fosforem. Jest podstawowym

źródłem tych pierwiastków, które w tej postaci są magazynowane w glebie. Formy te po mineralizacji są dostępne dla roślin wyższych.

Wpływ związków próchnicznych na rozwój i wzrost roślin i mikroorganizmów

Związki próchniczne mogą oddziaływać na mikroorganizmy glebowe i rośliny wyższe w różny sposób. Przede wszystkim są one poważnym źródłem C, N i P, które po zmineralizowaniu są dostępne dla roślin.

Makro- i mikroorganizmy glebowe czerpią z substancji organicznej niezbędną dla ich życia energię i mineralne składniki pokarmowe. Z tego względu gleby zasobne w próchnicę odznaczają się wyższą aktywnością biologiczną.

Związki próchniczne mają także istotny wpływ na procesy fizjologiczne roślin.

Stwierdzono w nich wiele tzw. substancji wzrostowych, takich jak witaminy, auksyny, niektóre inne kwasy organiczne oraz substancje o charakterze antybiotyków.

Substancje próchniczne gleby mogą przeciwdziałać występowaniu chorób niektórych roślin uprawnych, przy czym to fitosanitarne działanie jest spowodowane silnym mnożeniem się mikroorganizmów saprofitycznych, które są antagonistami fitopatogenów.

Wiązanie środków ochrony roślin przez substancje próchniczne

Ostatnio zwraca się uwagę na istotną rolę substancji próchnicznych w chronieniu środowiska glebowego przed skutkami skażenia odpadami przemysłowymi oraz przed skutkami nadmiernej chemizacji rolnictwa. Jest to niewątpliwie związane z właściwościami sorpcyjnymi substancji próchnicznych.

Nie mniej ważna jest też ich zdolność do tworzenia odpowiednich połączeń z pestycydami, a zwłaszcza herbicydami. Dezaktywacja herbicydów łączy się z ich adsorbowaniem, ale także z przyspieszaniem ich rozkładu poprzez dostarczenie mikroorganizmom związków energetycznych.

Zawartość próchnicy w glebie

Zawartość próchnicy w glebach waha się w szerokich granicach. Na zawartość próchnicy mają wpływ następujące czynniki :

• jakość i ilość związków organicznych, które dostają się do gleb w danej strefie bioekologicznej,

• tempo humifikacji związków organicznych, o którym decyduje aktywność biologiczna gleb uwarunkowana działalnością mikroorganizmów,

• tempo mineralizacji próchnicy zawartej w glebach,

• właściwości fizyczne, fizykochemiczne i chemiczne gleby,

• ilość i jakość zawartych w glebie związków mineralnych

Rząd	Typ, rodzaj, gatunek	Zawartość próchnicy %
Gleby wapniowcowe	Rędziny kredowe	2.1 - 6.3
		Rędziny jurajskie	1.5 - 7.0
Gleby czarnoziemne	Czarnoziemy	1.8 - 4.0
Gleby brunatnoziemne	Brunatne wytworzone z piasków	0.9 - 2.2
		Brunatne wytworzone z gliny lekkiej i średniej	1.1 - 3.0
		Brunatne wytworzone z gliny ciężkiej	1.6 - 3.7
		Brunatne wytworzone z utworów pyłowych	1.3 - 1.9
		Brunatne wytworzone z lessów i utworów lessowatych	1.4 - 2.6
	Gleby brunatnoziemne	Płowe wytworzone z utworów pyłowych	1.4 - 2.4
		Płowe wytworzone z lessów i utworów lessowatych	1.0 - 2.5
		Płowe wytworzone z gliny lekkiej	1.0 - 2.6
Gleby bielicoziemne	Bielicowe wytworzone z piasków	1.1 - 2.0
Gleby zabagniane	Opadowo- glejowe wytworzone z pyłów	1.2 - 2.1
Czarne ziemie	Czarne ziemie wytworzone z piasków	1.2 - 4.1
		Czarne ziemie wytworzone z glin lekkich i średnich	1.2 - 5.7
		Czarne ziemie wytworzone z glin ciężkich i iłów	2.5 - 5.6
	Gleby aluwialne	Mady rzeczne i deluwialne wytworzone z piasków	1.5 - 5.2
		Mady rzeczne i deluwialne wytworzone z pyłów	1.7 - 5.8
		Mady rzeczne wytworzone z iłów	2.4 - 6.8

Typy próchnic:

Próchnica typu mull:

• jest charakterystyczna dla gleb kasztanowych, czarnoziemów, rędzin i innych gleb wykazujących wysoką aktywność biologiczną.

• powstaje ona przy udziale roślinności trawiastej.

• jest to dobrze zhumifikowana substancja organiczna, wytworzona przy udziale bezkręgowców i bakterii przerabiających resztki roślinne.

• ten typ próchnicy charakteryzuje się odczynem obojętnym, stosunkiem C:N zbliżonym do 10 oraz zdolnością do tworzenia trwałych kompleksów organiczno-mineralnych. Występuje przede wszystkim w glebach uprawnych.

• jest to ektopróchnica jest bardzo słabo wykształcona - najczęściej występuje tylko podpoziom surowinowy Ol

Próchnica typu moder:

• występuje na siedliskach lasów mieszanych i borów mieszanych w stanie zbliżonym do naturalnego lub mało zmienionych. Typ moder powstaje również w ekosystemach zdegradowanych na siedliskach lasowych jako forma degradacyjna

• jest na ogół kwaśna i powstaje przy współudziale grzybów i drobnej fauny glebowej

• charakterystyczny jest podpoziom butwinowy Ofh, który składa się z rozdrobnionych resztek roślinnych o rozpoznawalnej budowie tkankowej i ciemnobrunatnej barwie

• Jest to typ próchnicy średnio zhumifikowanej. W przemianach resztek roślinnych udział biorą stawonogi i grzyby acidofilne. Stosunek C:N wynosi 15-25. Wytworzone kompleksy organiczno-mineralne są nietrwałe i słabo związane z mineralną częścią gleby.

Próchnica typu mor:

• wykształca się na ubogich siedliskach borowych

• złe warunki rozkładu substancji organicznej powodowane ubóstwem składników odżywczych, niedostatkiem wilgoci lub ciepła - nagromadzenie się grubych warstw kwaśnej ektopróchnicy, zwłaszcza w formie butwinowej

• proces humifikacji prowadzą głównie grzyby, a kwaśne substancje powstałe w trakcie tego procesu są wypłukiwane przez wody opadowe w głąb profilu glebowego, gdzie gromadzą się w postaci poziomów iluwialno-humusowych

• wszystkie podpoziomy próchnicy typu mor są wyraźnie wykształcone - podpoziom surowinowy Ol, butwinowy Of i epihumusowy Oh

• Stosunek C:N w próchnicy typu mor jest zawsze większy od 20, a często osiąga wartość 30-40, natomiast odczyn jest kwaśny.

Substancje próchniczne

Substancja organiczna gleby

Szczątki organiczne

Substancje nieswoiste

Substancje swoiste

Żywe organizmy
(edafon)

Materia organiczna gleby

---