WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE GLEBY

WŁAŚCIWOŚCI PIERWOTNE

Są to właściwości wynikające z jakości materiału

glebowego i jego

stosunku do zajmowanej przestrzeni. Zalicza się do nich:

- skład granulometryczny gleby
- gęstość fazy stałej
- gęstość gleby
- porowatość
- strukturę
- konsystencję
- lepkość
- zwięzłość i inne

WŁAŚCIWOŚCI WTÓRNE

Wynikają one z podstawowych właściwości fizycznych

stanowią

niejako ich funkcję i warunkują właściwości gleby jako
środowiska i substratu dla świata roślinnego. Zalicza

się do nich

właściwości wodne, powietrzne oraz cieplne.

TRÓJFAZOWY UKŁAD GLEBY [BRADY 1984]

45%

25
%

25
%

5%

Fazę stałą

stanowią cząstki mineralne, organiczne i

organiczno-mineralne w różnym stopniu rozdrobnienia.

Fazę ciekłą

stanowi woda wraz z rozpuszczonymi w

niej

związki mineralne i organiczne – tzw. roztwór glebowy

.

Fazę gazową

stanowi mieszanina gazów i pary

wodnej czyli tzw. powietrze glebowe.

Na całkowitą objętość gleby składa się suma fazy

stałej gleby

Vs i jej porowatości Vp zajętej częściowo przez

powietrze a częściowo przez wodę.

Pomiędzy fazami: gazową i ciekłą istnieje ścisła

zależność im więcej jest powietrza glebowego tym
mniej jest wody i odwrotnie.

SKŁAD GRANULOMETRYCZNY

Skład granulometryczny

charakteryzuje stan

rozdrobnienia mineralnej części fazy stałej gleby. Jest on
wyrażany procentowym udziałem poszczególnych
cząstek mineralnych zwanych frakcjami
granulometrycznymi

Frakcja granulometryczna

jest to grupa

mineralnych ziaren glebowych (objętych wspólną
nazwą) , mieszczących się w określonym przedziale
średnic, wyrażonych w milimetrach

.

Grupa granulometryczna

są to utwory glebowe o

określonej procentowej zawartości poszczególnych
frakcji granulometrycznych.

Frakcje granulometryczne w zależności od swej wielkości,

wykazują

zróżnicowanie pod względem składu mineralogicznego oraz
chemicznego:

KAMIENIE I ŻWIRY:

Są to w stosunkowo niewielkim stopniu

zmienione okruchy skalne. Stąd ich skład chemiczny jest zbliżony

do

skał, z których powstały.

PIASEK, PYŁ I IŁ PYŁOWY:

Składają się przede wszystkim

z

kwarcu i krzemionki (SiO

2

), w związku z czym są one chemicznie

mało

aktywne. We frakcjach tych, a w szczególności w piasku mogą
występować jako powłoki takie minerały jak: gibsyt, hematyt, i

limonit,

nadające im różne zabarwienie – od czerwonego do żołtego.

Ił koloidalny:

składa się głównie z zespołu wtórnych

glinokrzemianów- minerałów ilastych. Do najważniejszych nalezą
minerały grupy kaolinitu, illitu i smektytu.

Ze względu na zawartość części spławialnych gleby

napływowe dzieli się

na:

1 Mady bardzo

lekkie

0-10%

części

spławialnych

2 Mady lekkie

10-

20%

części

spławialnych

3 Mady średnie

20-

35%

części

spławialnych

4 Mady ciężkie

35-

50%

części

spławialnych

5 Mady bardzo

ciężkie

>50%

części

spławialnych

W praktyce rolniczej stosuje się podział na kategorie

agronomiczne ze

względu na skład granulometryczny:

I

Kategoria

Gleby bardzo

lekkie

do 10% części

spławialnych

II

Kategoria

Gleby lekkie

10-25 % części

spławialnych

III

Kategoria

Gleby średnie

20-35% części

spławialnych

IV Kategoria

Gleby ciężkie

> 35% części

spławialnych

DIAGRAM KATEGORII CIĘŻKOŚCI

PTG 2008

1 – GLEBY BARDZO LEKKIE, 2 – GLEBY LEKKIE, 3- GLEBY
ŚREDNIE, 4 - GLEBY CIĘŻKIE, 5 - GLEBY BARDZO CIĘŻKIE, 6 –
GLEBY ŚREDNIE PYŁOWE, 7 – GLEBY CIĘŻKIE PYŁOWE.

PTG 1989

PTG 2008

Frakcja

Wymiar

[mm]

Frakcja

Wymiar

[mm]

Cz.

szkieletowe

>1mm

Cz. szkieletowe

>2mm

Piasek gruby

1,0-0,5

Piasek b gruby

2,0-1,0

Piasek średni

0,5-0,25

Piasek gruby

1,0-0,5

Piasek drobny 0,25-0,1

Piasek średni

0,5-0,25

Pył gruby

0,1-0,05

Piasek drobny

0,25-0,1

Pył drobny

0,05-0,02

Piasek b. drobny

0,1-0,05

części spławialne.

Pył gruby

0,05-0,02

Ił pyłowy

gruby

0,02-0,005

Pył drobny

0,02-0,002

Ił pyłowy

drobny

0,005-0,002

ił

<0,002

Ił koloidalny

<0,002

ZAWARTOŚĆ FRAKCJI

Grupa

gran.

piasek

%

pył

%

Cz.

spław

.

podgrupa gran.

Zaw.

cz. spł.

piase

k

(…)

0-

40

0-

20

Piasek luźny

pl

0-5

Piasek słabo-

gliniasty

ps

5-10

p. gliniasty lekki

pgl

10-15

p. gliniasty mocny

pgm

15-20

glina

>10

0-

40

>20

g. lekka silnie

spiaszczona

glss

20-25

g. lekka słabo

spiaszczona

glsłs

25-35

g. średnia

gs

35-50

g. ciężka

gc

>50

pył

(…)

>4

0

0-50

Pył zwykły

pz

0-35

Pył ilasty

pi

35-50

ił

<10

0-

50

>50

ił

Zaw. pyłu i

0-25

Ił

pylasty

Zaw. pyłu ip

25-50

PIASKI I GLINY PRZY ZAWARTOŚCI PYŁU >25 % POSIADAJĄ W NAZWIE
OKREŚLENIE PYLASTY, PYLASTA

Piase
k

Pył

ił

Rozmiary ziaren

Rozmiary ziaren

Analiza mechaniczna

Jest to oznaczenie procentowej zawartości frakcji
granulometrycznej.

1.

Przygotowanie próbek glebowych do analizy

mechanicznej.

- wysuszenie w temperaturze pokojowej (tzw. stan

powietrznie

suchej próbki)
- rozdrobnienie w przypadku zbrylenia i przesianie przez

sito o

średnicy 1mm w celu oddzielenia części

szkieletowych(>1mm)

(uwaga: wg norm międzynarodowych i PN-R 04033

stosuje się

sito o ø 2mm) od ziemistych

Powietrznie suche części ziemiste stanowią materiał
wyjściowy do wszystkich analiz glebowych.

2.

Dyspergowanie próbek – czyli preparowanie próbek

w celu rozbicia agregatów glebowych na frakcje
granulometryczne

Dyspersję dokonuje się przez:
dodanie dyspergatorów tzn. związków chemicznych

rozbijających agregaty np. Na

2

CO

3

, NaOH, NH

4

OH,

calgon

mieszanie lub gotowanie
Calgon to dyspergator uniwersalny tzn. nadający się

zarówno do próbek bezwęglanowych jak i zawierających
węglan wapnia.

Calgon: - 6–metafosforan sodu + węglan sodu

Metody oznaczania uziarnienia gleby

Metody sitowe – rozdzielenie próbki glebowej
odbywa się na odpowiednim zestawie sit.
Służą do:
- oddzielenia szkieletu od cz. ziemistych
- rozdzielenia frakcji piasku na podfrakcje.
Metody te są uzupełnieniem innych metod

(głównie) sedymentacyjnych.

Procent poszczególnych frakcji oblicza się ze

wzoru:

F =

∙

100%

gdzie: F – procentowa zawartość poszczególnych frakcji
M

F

–masa danej frakcji na sicie

M

c

– masa całej próbki wzięta do analizy

C

F

M

M

Przykład:
Masa piasku na poszczególnych sitach wynosiła:
na sicie o średnicy oczek 0,5 mm – 5,5 g
na sicie o średnicy oczek 0,25 mm – 11,1 g
na sicie o średnicy oczek 0,1 mm – 16,6 g

Naważka gleby w metodzie areometrycznej wynosiła

40 g.

Procentowa zawartość poszczególnych frakcji

piasku wynosiła:

Piasku grubego:

%

7

,

13

40

100

5

,

5





Piasku średniego:

%

7

,

27

40

100

1

,

11





Piasku
drobnego:

%

6

,

41

40

100

6

,

16





Metody sedymentacyjne

Zasada tych metod oparta jest na pomiarze

prędkości opadania ziaren glebowych o różnej

wielkości w wodzie stojącej.

Wzorem ujmującym prawo osiadania cząstek

glebowych jest wzór Stokesa

gdzie:
V – prędkość opadania ziaren [cm/s]
- gęstość opadającej cząstki
- gęstość wody
η - lepkość wody
g - przyspieszenie ziemskie
ø- średnica cząstki







O

H

d

g

V

2

2

4

9

2















3



 cm

g







3



 cm

g





1

1









sek

cm

g





1

981



 s

cm

 

mm

O

H

2



[cm/s]

t

h

V 





 

s

O

H

d

g

h

t

2

2

18

















stąd:

Podstawowymi metodami sedymentacyjnymi

są metody:

- metoda Atterberga
- metoda pipetowa
- metoda areometryczna (Prószyńskiego)

Wyniki analizy można przedstawić:

- tabelarycznie
- graficznie np. trójkąt Fereta.

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10

0

10

0

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

C

S C

S C L

S L

L S

S

C L

L

S iC

S iC L

S iL

S i

percent sand 2,0 - 0,05 mm

perc

ent

clay

< 0

,002

mm

percen

t silit 0

,05 - 0

,002 m

m

FA O/U S DA

C - C la y - ił
S C - S a n dy cl ay - i ł pias z c z y s ty
S iC - S ility clay - ił pyl as ty

S i - S ilt - pył
L S -

S - S a nd - p ias e k

L oa my s a n d - p ia s e k g li nia s ty

C L - C la y loa m - g lina ila s ta
S iC L - S ilty cla y lo am - glin a p yla s to- ila s ta
S C L - S a n dy cla y lo am - g lin a p ia s z cz ys to -ila s ta
L - L o am - g lin a
S iL - S ilty lo a m - g lin a p yla s ta
S L - S a n dy lo a m - g lin a p ia s z cz ys ta

Objaśnienia symboli:

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

frakcja 0,1 - 0,02 mm (%)

frak

cja

1,

0 -

0,1

mm

(%

)

frakc

ja <0

,02 m

m (%

)

pia

sk

i, g

lin

y i

ił

py

las

te

(y

)

gc

ił

gs

gl

pgm

pgl

ps

pl

płi

płz

PTG

Objaśnienia symboli:

pl - piasek luźny

pgm - piasek gliniasty mocny

pgl - piasek gliniasty lekki

ps - piasek słabogliniasty

płz - pył zwykły

płi - pył ilasty

i - ił

gl - glina lekka

gc - glina ciężka

gs - glina średnia

[1989
]

Średnica zastępcza ziarna (cząstki) - "d" [mm]

Z

a

w

a

rt

oś

ć

zi

a

rn

(

cz

ą

st

ek

)

o

śr

ed

n

ic

y

<

n

iż

"

d"

w

%

F R A K C J E

piaskowa

pyłowa

iłowa

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

1

0

.5

0

.2

5

0

.1

0

0

.0

5

0

.0

2

0

.0

1

0

.0

05

0

.0

02

0

.0

01

0

.0

00

2

0

.0

00

5

0

10

20

40

30

50

60

70

80

90

100

Krzywa uziarnienia:1 - piasek gliniasty, 2 - glina lekka, 3 - ił zwykły

3

2

1

N
r

Zawartość frakcji [%] o Ø [mm]

[PTG 1989]

Suma frakcji [%]

[PTG 2009]

Podgrupa

granulometryczn

a

według

Piasek

Pył

Części

spławialne

Piase

k

Pył

Ił

2,0

–

1,00

1,00

-

0,50

0,50 -

0,25

0,25

-

0,10

0,10

-0,0

5

0,05

-0,0

2

0,0

2 -

0,0

05

0,0

05

-

0,0

02

<

0,0

02

2,0 -

0,05

0,05 -

0,002

<

0,00

2

PTG

198

9

PTG

2009

FAO/

USD

A

1

0.2

5

6,4

0

17,9

7

37,

38

23

2

7

1

5

85

10

5

pgl

pg

LS

2

1,4

4

9,5

0

15,5

3

11,

53

23

11

11

5

12

61

27

12

glsł

s

gl

CL

3

0,5

1

1,0

5

2,11

5,3

3

5

6

16

4

60

14

26

60

i

ic

C

F R A K C J E

kamienista

żwirowa

piaskowa

pyłowa

części spławialne

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

10

0

5

0

2

5

1

0

5

2

1

0

.5

0

.2

5

0

.1

0

0

.0

5

0

.0

2

0

.0

1

0

.0

05

0

.0

02

0

.0

01

0

.0

00

2

0

.0

00

5

Średnica zastępcza ziarna (cząstki) - "d" [mm]

Z

a

w

a

rt

oś

ć

zi

a

rn

(

cz

ą

st

e

k)

o

ś

re

dn

ic

y

<

ni

ż

"d

"

w

%

F R A K C J E

kamienista

żwirowa

piaskowa

pyłowa

części spławialne

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

10

0

5

0

2

5

1

0

5

2

1

0

.5

0

.2

5

0

.1

0

0

.0

5

0

.0

2

0

.0

1

0

.0

05

0

.0

02

0

.0

01

0

.0

00

2

0

.0

00

5

Średnica zastępcza ziarna (cząstki) - "d" [mm]

Z

a

w

a

rt

oś

ć

zi

a

rn

(

cz

ą

st

e

k)

o

ś

re

dn

ic

y

<

ni

ż

"d

"

w

%

Zawartość frakcji [%] o Ø [mm]

2,0 –

1,00

1,00-

0,50

0,50 -

0,25

0,25 -

0,10

0,10

-0,05

0,05

-0,02

0,02 -

0,005

0,005 -

0,002

<0,00

2

2

6

17

37

23

2

7

1

5