Prof. dr hab. Stefan Skiba

Gleba – "żyjemy na niej i z niej"; wielofunkcyjny komponent środowiska; nauka o glebie – dział nauk o Ziemi; "agrogeologia" dla nauk rolniczych; rozmieszczenie na kontynentach, w krajach, regionach – dla gospodarki przestrzennej; profil glebowy – efekt czynników i procesów glebotwórczych – zapis dziejów dla paleogeografii i archeologii; siedlisko dla roślin.

Podręczniki:

• R. Bednarek, Z. Prusinkiewicz „Geografia gleb”

• S. Zawadzki (red.) „Gleboznawstwo”

• R. Bednarek i in. „Badania ekologiczno-gleboznawcze”

• S. Uziak i Z. Klimowicz „Elementy geografii gleb i gleboznawstwa” Wyd. UMCS Lublin

Gleba – powierzchniowa część skorupy ziemskiej, substrat litosfery (regolit) przekształcony przez procesy rzeźbotwórcze, warunki klimatyczne i roślinne oraz człowieka.

Gleba – ogniwo łączące środowisko abiotyczne ze światem organicznym, a to warunkuje jej wielofunkcyjność w środowisku przyrodniczym.

Geografia gleb – dział geografii zajmujący się prawidłowościami rozmieszczenia gleb na kuli ziemskiej oraz przyczynami ich przestrzennego zróżnicowania.

Profesor będzie nas ROZCHĘCAŁ -_- …

Gleba – rola w środowisku:

1. funkcja produkcyjna

2. funkcja hydrologiczna

3. funkcja sanitarna

4. funkcja krajobrazowa

5. profil glebowy – zapis dziejów

Czynniki glebotwórcze:

• podłoże geologiczne (skała)

• rzeźba i procesy morfogenetyczne

• warunki klimatyczne (opady, temperatura)

• warunki wodne (

• działalność człowieka

Skała macierzysta – np. granitoidy, gnejsy, wulkanity, piaskowce, kwarcyty, łupki ilaste, wapienie, gipsy); materiał nieskonsolidowany np. utwory polodowcowe (gliny, iły, lessy, piaski), przemodelowane pokrywy stokowe, osady aluwialne, eoliczne, utwory organiczne (torfy).

Rzeźba i procesy morfogenetyczne – katastrofalne, sekularne, procesy stokowe, ruchy masowe, procesy fluwialne, eoliczne, mrozowe (kriogeniczne); w górach fragmentaryczność (ażurowość) pokrywy gleb.

Lapides – kamienie

arena – piasek

pulvis – pył

argilla – glina

frugibus infelix – gleby niepłodne

paludibus – gleby bagienne

W.W. Dokuczajew – 1846-1903, twórca gleboznawstwa

Wykłąd 2 – 7 marca

Gleba jako układ trójfazy:

• faza stała (około 50%) - składniki mineralne

• faza cienka – roztwory glebowe (około 25%)

• faza gazowa – powietrze glebowe (około 25%)

Ważniejsze właściwości masy glebowej:

skłąd mineralny, mikromorfologia, uziarnienie, skład chemiczny, próchnica, barwa gleby, gęstość właściwa i objętościowa, struktura, porowatość, właściwości wodne i powietrzne, odczyn sorpcja.

Główne minerały fazy stałej gleby:

• Kwarc: 60-80%

• Skalenie: 2-10%

• Miki: 2-20%

• Węglany (kalcyt, dolomit): 2-30%

• Siarczany (gips): 2-30%

• minerały żelaziste: 1-5%

• minerały ciężkie: -0,05%

• Glinokrzemiany warstwowe (minerały ilaste) 1-20%

grupa kaolinitu (kandytu) (1:1) 5-15cmol.kg-1

grupa montmorillonitu (smektytu) 2:1 – 80-120cmol.kg-1

grupa illitu (hydromiki) 2:1 – 20-60cmol.kg-1

Procesy wietrzenia skał i minerałów:

Wietrzenie fizyczne – blokowe, dezintegracja granularna, arenityzacja

Wietrzenie chemiczne – hydracja, hydroliza, oksydacja, redukcja, karbonatyzacja, transformacja w obrębie sieci przestrzennej minerałów, laterytyzacja, wietrzenie ilaste (kaolinizacja, smektytyzacja), resynteza (powstawanie nowych minerałów)

Wietrzenie biologiczno-geologiczno-chemiczne – procesy glebotwórcze

Krzemiany warstwowe – minerały ilaste (średnica <0,002mm):

1. grupa kaolinitu – 1:1

2. grupa smektytu – 2:1

3. grupa illitu (miki, hydromiki) – 2:1

gr. kaolinitu – kaolinity, dickity, haloizyty

gr. smektytu – montmorullonity, beidellity, saponity, hectoryty, sauconity

gr. illitu – illity, glaukonity

Rola minerałów ilastych:

• występują głównie we frakcji pelitycznej (<0,002mm)

• budowa pakietowa (warstwowa) sprzyja możliwościom sorbowania wody i rozpuszczonych w niej kationów np. Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺

• dzięki zdolnościom sorpcyjnym i jonowymiennym minerały ilaste udostępniają dla świata organicznego: wodę i zaabsorbowane kationy, stanowią również o zbuforowaniu gleby

• tworzą połączenia organiczno-mineralne powiększając zdolności sorpcyjne i jonowymienne gleb

• ilość i skład minerałów ilastych w glebie określa możliwości gleby w zaopatrywanie w wodę, w odżywianie roślin

Mikromorfologia – mikroskopowe badania masy glebowej w próbkach o nienaruszonej strukturze (skład mineralny, sposób ułożenia ziaren, występowanie konkrecji, wyścielanie porów glebowych itd.). Przedstawia ona naturalne rozmieszczenie składników mineralnych.

Skład chemiczny gleb:

Bezpośrednie powiązane ze składem mineralnym fazy stałej gleby: makroskładniki: SiO₂ około 70-80%, Al₂O₃ 10-20%, Fe₂O₃ 3-5%, CaO 1-10%, MgO 1-5%, K₂O 1-5%, TiO₂ 1-2%; mikroskładniki: Cd, Zn, Pb, Cr, Cu – wartości śladowe pochodzą bądź ze skał i ich minerałów podłoża, wyższe wartości – zanieczyszczenia atmosferyczne (przemysł) oraz naturalne np. z erupcji wulkanicznych. Radionuklidy naturalne np. ⁴⁰K, pochodzą zazwyczaj z podłoża.

Uziarnienie

Podział na frakcje:

• części szkieletowe

  • kamienie >20mm

  • żwir 20-2mm

• części ziemiste

  • piasek 2-0,05mm

  • pył 0,05-0,002mm

  • ił <0,002mm

II Części ziemiste wg PTG:

• frakcja piasku 1-0,1mm

  • piasek gruby 1-0,5mm

  • piasek średni 0,5-0,25mm

  • piasek drobny 0,25-0,1mm

• frakcja pyłu 0,1-0,02mm

  • pył gruby 0,1-0,05mm

  • pył drobny 0,05-0,02mm

• frakcja iłu <0,02mm

  • iły pyłowy gruby 0,02-0,006mm

  • ił pyłowy drobny 0,006-0,002mm

  • ił koloidalny <0,002mm

Uziarnienie – procentowy udział ziaren mineralnych o różnej średnicy

• gleby piaszczyste – przewaga frakcji piasków i do 20% iłu

• gleby gliniaste – więcej niż 10% piasku więcej niż 50% iłu

• gleby ilaste – mniej niż 10% piasków i więcej niż 50% iłu

• gleby pyłowe – ponad 40% pyłu

Rola uziarnienia:

• kształtuje właściwości wodne i powietrzne gleby, pośrednio właściwości sorpcyjne

• warunkuje strukturę gleby

• gleby lekkie (łatwe do uprawy) – gleby piaszczyste

• gleby ciężkie (trudne do uprawy) – gleby ilaste

Metody badania uziarnienia:

• terenowe (orientacyjne), laboratoryjne: sitowe, sedymentacyjne (woda stojąca, przepływająca), areometryczna, pipetowa, odwirowywania, laserowa.

Próchnica – substancja organiczna przetworzona przez edafon. Tworzy się z obumarłych resztek organicznych np. liści, igliwi, darni. Występuje w stropowych częściach profilu glebowego w ilościach 1-5% miąższości – około 20cm lub więcej.

Rola próchnicy w funkcjonowaniu gleby:

• udział w genezie gleb i kształtowaniu ich właściwości (humifikacja, mineralizacja, zakwaszanie, barwa)

• udział w magazynowaniu wody

• udział w biologicznym obiegu pierwiastków

• udział w procesach wymiany jonowej

• dostarczanie energii i węgla dla edafonu

• dostarczanie składników pokarmowych dla roślin

• stymulowanie wzrostu i rozwoju roślin

• regulacja właściwości buforowych

• rola filtra biologicznego

Substancja organiczna w glebie

Objętość gleby	100,00%
Składniki mineralne	95,00%
Składniki organiczne	5,00%	100% substancji organicznej
		85% martwej substancji
		8,5% żywych korzeni
100% (edafon – robactwo glebowe)		6,5% organizmów
35% bakterii i promieniowców
40% grzybów i glonów
14% megafauny (2-20cm)		dżdżownice, kręgowce
5% makrofauna (2-20mm)		m.in. ślimaki, wazonkowce, chrząszcze ich larwy
2,5% mezofauna (0,02-2mm)		wrotki, nicienie, roztocza, skoczogonki
3,5% mikrofauna (<0,02mm)		wiciowce, orzęski, korzenionóżki

Materia organiczna – resztki roślinne i zwierzęce w różnych stadiach rozkładu i humifikacji.

Próchnica właściwa – humus – substancje względnie odporna na mineralizację, substancja organiczna tworząca połączenia z częściami mineralnymi.

Humifikacja – złożony proces przemian struktury substancji organicznych przy udziale edafonu i czynników zewnętrznych (np. woda, temperatura).

Mineralizacja – proces rozkładu materii organicznej do końcowych, prostych związków mineralnych np. CO₂, H₂O.

Ektopróchnica – powierzchniowa część materii organicznej leżąca na części mineralnej tzw podściółce lub próchnicy nadkładowej (O).

Endopróchnica – próchnica wewnętrzna, właściwa (A).

Typy próchnic leśnych:

mor – wyraźne tkanki szczątków organicznych, pH – 3-5, C/N >20

moder – substancja organiczna częściowo rozłożona, pH 4-5, C/N 15-20

mull – próchnica właściwa, pH 5-7, C/N 10-15

Gleby próchniczne >3% w A (mollic >25cm) – czarnoziemy, czarne ziemie, mady, rędziny

Gleby organiczne powyżej 50% materii organicznej - poziomy histic, organic (Oa – torf słabo rozłożony, Oe – torf średnio rozłożony, Oi – torf w ogóle nie rozłożony).

Wykład 3 – 14 marca

Geneza zw. próchnicy gleby wg Kononowej

Metody badań:

• ilościowe: termiczne, oksydometryczne, HCNS

• jakościowe – frakcjonowanie połączeń humusowych: wg Kononowej (R) lub Duschafour i Jacquin (F)

Struktura gleby – naturalna zdolność do agregacji mineralnych i organicznych składników masy glebowej. Agregaty cementuje próchnica, minerały ilaste, CaCO₃.

Typy struktury: ziarnista (sferoidalna), płytkowa, blokowa-angularna, pryzmatyczna, kolumnowa.

Struktura warunkuje właściwości wodne i powietrzne np. porowatość, kapilarność. Osłabia procesy erozji wodnej i eolicznej.

Gęstość fazy stałej – stosunek masy fazy stałej (bez powietrza i wody) do objętości w g/cm³; zależy od składu mineralnego oraz od zawartości próchnicy.

Gęstość objętościowa (gleba o nienaruszonej strukturze) – uwzględnia fazę gazową i ciekłą, określa zwięzłość gleby.

Porowatość – wolne przestrzenie między ziarnami mineralnymi lub agregatami glebowymi; warunkuje stosunki powietrzno-wodne gleb, które zależą od udziału makro, mezo i mikro porów.

Badania – na próbkach o nie naruszonej strukturze.

Barwa gleby oznaczana jest przy pomocy skali barw Munsella.

Określa ona skład mineralny a pośrednio skład chemiczny masy glebowej. Ciemna barwa pochodzi od próchnicy, chociaż gleby na pyłach wulkanicznych bywają czarne i nie zawierają próchnicy. Czerwony kolor pochodzi od wykrystalizowanych związków żelaza. Barwa sino-zielona pochodzi od zredukowanego żelaza występującego w obszarach podmokłych.

Odczyn gleby – udział jonów kwasotwórczych i jonów zasadotwórczych.

Podział:

• pH < 5,0 – silnie kwaśny

• 5,1 – 6,0 – kwaśny

• 6,1 – 6,7 – lekko zasadowy

• 6,8 – 7,4 – obojętny

• pH > 7,4 – zasadowy

• pH > 8,9 – silnie alkaliczny

Odczyn gleby jest kształtowany przez skład mineralny masy glebowej i jej podłoża, procesy glebotwórcze – wietrzenie mineralne i ługowanie lub zakwaszanie np. bielicowanie, lessivage lub akumulacja soli np. zasolenie, kalcifikacja, gipsifikacja.

Zakwaszanie atmosferyczne zachodzi bardzo rzadko i tylko w skali lokalnej.

Odczyn warunkuje cechy naturalnych siedlisk roślinnych.

pH gleby	pHH2O	pHKCL
0-30	4,8	3,7
30-70	5	5,8
70-105	5,8	5
105-150	6	5,7

Właściwości buforowe – możliwości gleby w regulacji odczynu (zakwaszania lub alkalizacji) wynikające z jej zdolności sorpcyjnych.

Węglany – metoda objętościowa Scheiblera:

CaCO₃ + HCL = CaCl₂ + H₂CO₃ – H₂O + CO₂

Sorpcja = adsorpcja + absorpcja

• kompleks sorpcyjny gleby

a) koloidy organiczne – związki humusowe (próchnica)

b) koloidy mineralne – kaolinit, illit, montmorylonit, wermikulit

c) kompleksy próchniczno-żelazisto-ilaste

Rodzaje sorpcji:

• mechaniczna

• fizyczna

• biologiczna

• chemiczna

• wymienna

Energia wejścia kationów do kompleksu sorpcyjnego:

C⁺>Fe³⁺>Al³⁺>Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺=NH⁴⁺>Na⁺Li⁺

Formy (postacie) wody w glebie – woda w glebie utrzymywana jest różnymi siłami i w zależności od rodzaju i wielkości tych sił wyróżnia się:

1. wodę w postaci pary

2. wodę molekularną (higroskopową, błonkowatą)

3. wodę kapilarną

4. wodę wolną (infiltracyjną, gruntowo-glebową)

Siły wiązania wody w glebie:

Woda w glebie utrzymywana jest różnymi siłami. Wielkość fizyczną, która określa siłę wiązania wody przez glebę nazywa się potencjałem wody glebowej lub siłą ssącą gleby.

Może być ona wyrażana w jednostkach ciśnienia lub dla uniknięcia dużych ekstremalnych rozpiętości w wartościach liczbowych, przyjęto ją określać symbolem pF.

pF = log h

gdzie: log – logarytm dziesiętny

h – wysokość słupa wody (cm), którego ciśnienie odpowiada sile ssącej gleby

Potencjały wiążące różne formy wody w różnych glebach występują w różnej wielkości porach glebowych:

maxymalna pojemność wodna – pF 0

polowa pojemność wodna – pF 2,5 (2)

kapilarna pojemność wodna pf 2,5-4,5; w tym efektywna retencja użyteczna – pF 2,5-3,7

PTW – punkt trwałego więdnięcia – pF 4,2

Systematyka Gleb Polski:

(system 3 stopniowy):

1. Rząd – jednostka grupująca gleby o zbliżonych cechach i właściwościach np. R. – gleby inicjalne (płytki profil O-R lub O-C); R.gleby brunatnoziemne – poziom brunatnienia – Bw; gleby czarnoziemne – poziom próchniczy A.

2. Typ gleby – charakterystyczny układ poziomów genetycznych i ich mierzalne cechy.

3. Podtyp gleby – uwzględnia dalsze mierzalne właściwości chemiczne, wodne i morfologiczne. Rodzaj – podłoże, gatunek – uziarnienie.

Systematyka wg WRB IUSS

Jednostki taksonomiczne np. Podzol, Leptosol, Chernozem, Solonchak itd. Wyróżniane na podstawie poziomów diagnostycznych i innych cech mierzalnych np. składu mineralnego, właściwości chemicznych, wodnych, morfologicznych.

USDA Soil Taxonomy – 3 stopnie (rząd, podrząd, wielka grupa)

Rosja – jednostka genetyczna np. Podzoły, Krioziomy, Cziornoziomy, Sołonczaki itd.

Symbole poziomów genetycznych – dotyczą głównych systematyk:

O – poziom organiczny – butwina w glebach leśnych; l – ściółka; fh – ściółka w różnym stanie rozkładu

T/O – poziom organiczny w glebach torfowych

(Oi – torf słabo rozłożony, Oe – średnio rozłożony, Oa – mocno rozłożony)

M – poziom murszu

A – poziom próchniczny

Ap – poziom orny

E – poziom wymycia

Bw – poziom brunatnienia

Bt – poziom wmycia ilastego

Bx, Bhf, Bs – iluwium próchniczno-żelaziste

Box – iluwium żelaziste

Bv – żelazo wietrzeniowe w glebach rdzawych

C – podłoże

R – skała bezwęglowa

Rca – skała wapienna

Rcs – skała gipsowa

G – oglejenie

k – iluwium węglanowe

b – poziom kopalny

Wykład 4 – 21 marca

Poziomy diagnostyczne:

• albic (E)– jasny, biały w bielicach lub płowych

• histic (O)– organiczne – torf, mursz, butwina

• anthric – antropogeniczne

• mollic (A)– czarnoziemy

• argic (Bt)– płowe

• calcic (Bk)– calcisole

• cambic (Bw)– brunatne

• spodic (Bhf, Bs)– bielice

• inne

Czynniki glebotwórcze:

• podłoże geologiczne (skała) – gleby litogeniczne

• rzeźba i procesy morfogenetyczne – gleby geomorficzne

• warunki klimatyczne (opady, temperatura) – gleby klimatogeniczne

• warunki wodne (zasoby i krążenie wód) – gleby hydrogeniczne

• biosfera (świat roślin i zwierząt) – gleby autogeniczne (strefowe)

• człowiek (użytkowanie) – gleby antropogeniczne

• czas geologiczne – pogrzebane, kopalne

Proces glebotwórczy – całokształt zjawisk, które zachodzą w powierzchniowych warstwach litosfery pod wpływem czynników glebotwórczych i powodują powstawanie oraz rozwój gleby.

Zjawiska składające się na proces glebotwórczy:

• przemiany mineralnego tworzywa gleby: rozkład minerałów pierwotnych oraz synteza wtórnych minerałów glebowych (m.in. minerałów ilastych, getytu, gibbsytu)

• przetwarzanie substancji organicznych: rozkład, humifikacja, mineralizacja

• przemieszczanie składników w profilu glebowym przy udziale żywych organizmów oraz w postaci roztworów i zawiesin unoszonych przez ciekła fazę gleby

• wytrącanie produktów procesu glebotwórczego

Zwietrzelina – produkt procesu wietrzenia (np. dezintegracja granularna, hydroliza, hydratacja, kaolinizacja)

Gleba – produkt procesu glebotwórczego (np. bielicowanie (podzoloobrazowanije, podzolisation), lessivage, torfienie, salinizacja)

Gleba – powstaje przy udziale czynnika biologicznego (roślinność dostarcza materii organicznej, edafon – przetwarza resztki organiczne w próchnicę. Wszystko to tworzy się na zwietrzelinach będących tworzywem mineralnym masy glebowej w różnych warunkach termicznych i wodnych).

Proces inicjalny – przebiega przy współudziale pionierskich zbiorowisk organizmów (fitoedafon, porosty i mchy) – tworzą się gleby inicjalne i słabo ukształtowane. Poziom akumulacyjny O leży bezpośrednio na nie zwietrzałym podłożu skalnym (np. wychodnie skalne, szczeliny i półki skalne) – profil: O-R lub O-Rca.

Proces darniowy (czarnoziemny) – rozwija się pod wpływem bujnej (gęstej) roślinności trawiastej i powoduje m.in. powstanie w górnej części profilu glebowego ciemnego poziomu próchnicznego o znacznej miąższości.

W najbardziej typowej postaci przebiega w czarnoziemach przy udziale roślinności stepowej.

poziom diagnostyczny – głęboki poziom A, próchnica właściwa.

Proces darniowy jako towarzyszący innym procesom np. rędzina czarnoziemna.

Proces brunatnienia (wł. cambiare) – intensywne wietrzenie pierwotnych krzemianów i glinokrzemianów z wydzielaniem zawartego w nich żelaza, które w postaci nierozpuszczalnych wodorotlenków i kompleksów z kwasami próchnicznymi osadza się na powierzchni ziaren mineralnych nadając środkowej części profilu glebowego charakterystyczną brązową barwę – poziom cambic – Bw.

Lessivage (przemywanie, ilimeryzacja) – przemieszczanie razem z przesiąkającymi wodami opadowymi cząstek ilastych (bez ich rozkładu chemicznego) z górnych poziomów gleby (E – luvic) i osadzaniu ich głębiej, w poziomie wzbogacania – argillic – Bt. Proces ten zachodzi najczęściej na utworach pyłowych.

Warunkiem przebiegu procesu lessiważu jest częściowa peptyzacja materiału glebowego. Ułatwia ją postępujące zakwaszenie gleby i wymywanie kationów Ca²⁺ i Mg²⁺.

Proces bielicowania (podzolisation, podzołoobrazovanije) – zakwaszanie, rozkład i wypłukiwanie z górnych części gleby niektórych produktów rozkładu minerałów glebowych (głównie tlenki i wodorotlenki Fe i Al) w formie rozpuszczalnych w wodzie kompleksowych połączeń z ruchliwymi frakcjami związków humusowych (głównie kwasy fulwowe), których źródłem jest kwaśny poziom organiczny. Proces ten zachodzi na podłożu przepuszczalnym np. piaszczystym.

poziom diagnostyczny – spodic

Podłoża (skały) macierzyste bielic górskich – piaszczysto-gliniaste zwietrzeliny kwaśnych skał krystalicznych, bezwęglanowych zlepieńców, gruboziarnistych piaskowców, pokrywy morenowe.

Proces rdzawienia – polega na powstaniu nieruchliwych kompleksów próchnicy (głównie kwasów fulwowych) z uwolnionymi podczas wietrzenia krzemianów i glinokrzemianów tlenkami Al i Fe.

Kompleksy te, wraz z pewną ilością wolnych tlenków Al i Fe nie związanych z próchnicą, tworzą rdzawe otoczki na ziarnach mineralnych – poziom sideric.

Proces jech charakterystyczny dla utworów piaszczystych.

Proces vertilizacji – zachodzi wyłącznie w utworach ilastych, w których dominują minerały pęczniejące np. smektyt. Proces prowadzi do tworzenia w masie glebowej szczelin (spękań). W okresach suchych minerały ilaste się kurczą w wilgotnych pęcznieją. Rzeźba powierzchni może być głęboko spękana w okresach suszy lub kopczykowata w okresach wilgownych – mikrorelief gilgai.

Nazwy lokalne: Australia – gilgai soil, Filipiny – adobe, Indie tirsy.

Procesy mrozowe (kriogeniczne) – zachodzą w obszarach występowania wieloletniej zmarzliny (permafrost, mierzłota). Mrozowa segregacja masy glebowej (krioturbacja) prowadzi do deformacji w profilu glebowym.

Formy deformacji – poligony gruzowe, wieńce, kopczyki – thufury.

(Gleby kriogeniczne, Cryosole, Krioziomy)

Proces torfienia i murszenia – powolne przemiany strukturalne i chemiczne szczątków roślinności bagiennej w warunkach stałego nadmiernego uwilgocenia i braku tlenu co ogranicza humifikację.

Torfowiska niskie – woda przepływająca zasobna w składniki odżywcze – pH 5,0-7,0

Torfowiska wysokie – woda opadowa, skrajnie ubogie w składniki odżywcze, pH <4,0 (torfowiska mszyste – Sphagnum sp.)

Torfowiska przejściowe – pH > 4,0

Murszenie – rozkład torfu do bezpostaciowej formy substancji organicznych nie tworzącej połączeń z cząsteczkami mineralnymi po obniżeniu lustra wody.

Proces glejowy – zachodzi w mineralnych utworach w warunkach nadmiernego uwilgocenia spowodowanego wysokim stanem wód gruntowych lub stagnowania wody opadowej na warstwach nieprzepuszczalnych.

Fe³⁺----Fe²⁺ lub Mn⁴⁺----Mn²⁺

Przebarwienia: sine, rdzawe, konkrecje żelaziste lub manganowe.

Proces laterytyzacji (feralityzacji) – zachodzi głównie w strefach klimatu tropikalnego i wilgotnego. Silne przemywanie i odprowadzanie składników z wyjątkiem glinu, żelaza i krzemu.

Zachodzi rozpad glinokrzemianów a produktami są lateryty czyli czerwone utwory rezydualne złożone z wodorotlenków glinu i żelaza.

Gleby – Oxisole, Ultisole.

Proces salinizacji, kalcifikacji, gipsifikacji – w klimatach suchych (aridowych), gdzie przeważa parowanie nad opadami zachodzi akumulacja soli rozpuszczalnych w wodzie w stropowych poziomach gleb (sołonczaki) lub akumulacja w kompleksie sorpcyjnym kationów sodowych (sołońce).

Akumulacja rozproszonych form CaCO₃ – kalcifikacja (Calcisole) lub gipsu CaSO₄ – gipsifikacja (Gypsisole)

(ARIDISOLE)

Wykład 5 – 28 marca

Grupowanie gleb:

• gleby litogeniczne – podłoże i skład mineralny np. rędziny, andosole

• gleby geomorficzne – procesy rzeźbotwórcze – np. rumuszowe

• gleby kriogeniczne – zmarzlina i procesy mrozowe – crysole

• gleby autogeniczne – strefowe (podłoże, klimat, roślinność) – np. czarnoziemy, bielice, płowe

• gleby hydrogeniczne – stosunki wodne np. glejowe, torfowe

• gleby antropogeniczne – gospodarcza działalność człowieka np. hortisole, urbisole, technosole

Gleby litogeniczne – gleby wykazujące cechy podłoża (skład mineralny, właściwości)

Gleby inicjalne skaliste:

1. bezwęglanowe (litosole) – profil O-R (Lithic Leptosols)

2. węglanowe (rędziny skaliste) – profil O-Rca

rędziny inicjalne skaliste (Rendzi-Lithic Leptosol)

Gleby inicjalne rumoszowe:

1. bezwęglanowe (regosole) – profil O-CR1-CR2

2. (Dystric, Eutric)

3. rędziny rumoszowe – profil O-CRca (Calcaric Regosol)

Gleby słabo ukształtowane:

1. rędziny: typowe, butwinowe (tangel), czarnoziemne brunatne, czerwonoziemne (terra rossa), pararedziny – Profil O-Rca/A-AC-Rca/A-BwC-Rca

2. rankery: typowe – O-AC-R, butwinowe O-R (tangel), bilicowane O-EB-BCR, brunatne O-ABw-CR

(Umbric, Cambic, Podzolic Leptosols)

3. ANDOSOLE (gleby pokryw wulkanicznych)– Andosols lub Andisols O-A-B-C

4. ARENOSOLE (gleby piaskowe)– Arenosols OA-C1-C2

Gleby strefowe:

Kriogeniczne (Cryosols) – profil OC-C1g-C2g/T-Cg; (mineralne, organiczne)

(strukturowe, poligonalne, glejowe)

Bielice (Podzols) – profil O-E-Bhf-Bs-C (gleby bielicowe, glejobielice, rdzawe) – podłoże piaszczyste

Płowe (Luvisols) – profil A-E-Bt-C (Haplic, Glossic, Stagnic)

Brunatne (Cambisols) – profil A-Bw- (Eutric, Dystric)

Czarnoziemy (Chernozems) – profil Ap-A-AC-C

Kasztanowe (Kastonozems) – profil A-AkC-Ck – stepy suche; Australia

Oxisole – profil A-Box-C

Ultisole – profil A-Bg-Box-C

Aridisole: Arenosole, Calcisole, Gipsisole, Durisole, Vertisole, Leptosole

Vertisole – Gilgai soils, adobe, regury

Gleby hydrogeniczne:

• gleby mineralne – glejowe (gleysols) – profil Ag-Bg-Cg

• gleby organiczne – torfowe (Histosols) – profil T1-T2-T3/Oi, Oe, Oa

• murszowe (histosols) – profil M1-M2-T

• czarne ziemie (phaeozems) – profil Ap-Ag-Cg

• mady (fluvisols) – profil W1-W2-W3

Gleby antropogeniczne (anthrosols):

• urbanoziemy (urbisols)

• industrioziemy (technosols)

• hortisole

• rigosole

Wykład 6 – 4 kwietnia

Elementy słowotwórcze taksonomii USDA i WRB:

• Lept (łac. leptos) - leptosole

• Rend (pol. Rędzina) - rędziny

• Xer (gr xeros) – obszary suche

• Natr (łac. natrium) – występowanie sody

• Gloss (gr. glossa) – zacieki w profilu

• Orth (gr. orthos) – typowy

• Plagg (niem. plaggen) – głęboka darń

• Ust (łąc. Ustus) – suchy

• Ud (łac. udus) – wilgotny

• Vitr (łac. vitrum) – szkło, szkliwo (wulkaniczne)

• Dur (łac. durus) – twardy, zbity (gleby suche, pustynne)

• Psamm (gr. psammos) – piasek

• Glac (łac. gacialis) – lód, lodowiec, zmarzlina

• Cry (gry kryos) – lód

• Dystr (gr. dystrofic) – kwaśny

• Fibr (łac. fibra) – tkanka

• Fluv (łac. fluvius) – rzeka

• Kand (kandite-kaolinit)

• Rhod (gr. rhodon) – czerwony

• Eutr (gr. eutrophic) – wzbogacony

• Hapl (gr haplos) – charakterystyczny, typowy

• Umbr (łac. umbra) – czarny (niewysycony, kwaśny)

• Ochr (gr. ochros) – blady, jasny

• alb (łac. albus) – biały

• And (jap an, do) – ciemna gleba (wulkaniczne)

• Plinthus – cegła

Jednostki taksonomiczne wg soil taxonomy (1993):

RZĄD	Symbol	% pow.
Alfisols (odpowiadają naszym glebom płowym)	Alf	9,6
Andisols (na pokrywach wulkanicznych)	And	0,7
Aridisols (gleby stref suchych)	Id	12
Entisols (inicjalne, słabo ukształtowane)	Ent	16,2
Gelisols (kriosole)	El	8,6
Histosols (gleby organiczne – torfowe i inne)	Ist	1,2
Inceptisols (świeże, np mady, glejowe, brunatne)	Ept	9,8
Mollisols (posiadające poziom mollic – czarnoziemy, mady, rędziny czarnoziemne)	Oll	6,9
Oxisols (gleby stref gorących suchych – ferralitowe, laterytowe)	Ox	7,5
Spodosols (bielicowe)	Od	2,5
Ultisols (z pokryw silnie zwietrzałych w klimatach gorących i wilgotnych (lasy deszczowe))	Ult	2,4
Vertisols (pękające)	Ert	2,4

Jednostki taksonomiczne wg WRB (2006)

• Histosols – torfowe

• Anthrosols – antropogeniczne

• Technosols – przemysłowe

• Cryosols – lodowe

• Leptosols – płytkie

• Vertisols – plytkie

• Fluvisols – mady

• Solonetz

• Soonchaks

• Gleysols

• Andosols

• Podzols – bielicowe

• Plinthosols – czerwone, twarde cegły

• Nitisols – wilgotne gliniaste, ilaste

• Ferralsols – oxisole

• Planosols – powierzchniowo oglejone, obszarów podmokłych

• Stagnosols – oglejone powierzchniowo

• Chernozems – czarnoziemy

• Kastanozems – kasztanoziemy

• Phaeozems – gleby jak czarnoziemy tylko z niewielką ilością próchnicy

• Gypsisols

• Durisols

• Calcisols

• Albeluvisols – płowe

• Alisols – na zwietrzelinach alitowych

• Acrisols – kwaśne, czerwone, wilgotne

• Luvisols – płowe

• Lixisols – płucze, zakwaszone z klimatów gorących wilgotnych

• Umbrisols – kwaśne gleby próchniczne

• Arenosols

• Cambisols

• Regosols

Geograficzne prawidłowości rozmieszczenia gleb na Ziemi:

• strefowość pozioma (od biegunów po równik) – polarna, tundrowa, borealna (tajga), umiarkowana (lasy mieszane), step, subtropikalna, tropikalna (wilgotna, przejściowa, sucha)

• pietrowość – powtórzenie strefowości w obszarach górskich (piętro glacjalne, niwalne (tajga górska), alpejskie, dolna granica lasy, górna granica lasy).

• Strefa polarna – Arktyka, Antarktyka – wieloletnia zmarzlina (marzłoć)

  • Gleby: Gelisole, Cryosole, Krioziomy

  • mineralne: glejowe, strukturowe (poligonalne, wieńcowe, medalionowe)

  • organiczne: torfowe (turbic, glacic, static) – ornitogeniczne (Antarktyka)

• Tundra – mchy, porosty, borówki, bażyna, wierzby i brzozy karłowate

  • Europa (wyspy arktyczne), Syberia, Alaska, Kanada, Labrador

  • Gleby: mineralne – Cryosole – glejowe, podbury, bielice karłowate – Nano – podzols. Organiczne – torfowe (Histosols)

• Tajga: lasy borealne

  • bezmarzłociowa (tajga europejska, Syberia Zachodnia) – gleby: bielice, glejowe, torfowe

  • marzłociowa (Syberia Wschodnia, Kanada) – gleby: bielice karłowate, podbury - krioziomy, gleby towarzyszące: torfowe, glejowe, mady, rędziny, andosole

• Lasy m.in. dąbrowy, buczyny, jedliny

  • klimat umiarkowany: Ameryka Północna, Europa, Azja Południowa

  • Gleby: brunatne, płowe, na utworach piaszczystych – bielice. Gleby towarzyszące: rędziny, glejowe, torfowe, mady, czarne ziemie

• Stepy – prerie – wysoko trawiaste, nisto trawiaste, umiarkowane wilgotne, suche, ostnicowe, karaganowe)

  • Europa Wschodnia, Azja Południowa, Ameryka Północna, Patagonia

  • Gleby: czarnoziemy, kasztanowe. Gleby towarzyszące: solonchaks, solonetz, fluvisols, niekiedy Cyosols)

• Strefa subtropikalna: klimat ciepły, umiarkowanie wilgotny lub suchy. Lasy i zarośla (makia).

  • Europa Południowa, Afryka Północna, Azja, Ameryka Północna i Południowa, południowe wybrzeże Australii

  • Gleby: zwietrzeliny terra rossa, terra fusca

• Strefa gorąca (tropikalna) – klimat gorący, wilgotny. Lasy tropikalne, selva, lasy deszczowe.

  • Afryka równikowa, Ameryka Południowa, Azja Południowa, Australia Północna

  • Gleby: ferralsole, nitisole. Gleby towarzyszące: andosole, vertisole.

• Pustynie – klimat suchy (aridowy), gorący lub chłodny.

  • Afryka – Sahara, Kalahari; Azja: Gobi, Kara-kum, Kyzył-kum, Takla Makan, Synaj, Negew, Półwysep Arabski; Australia – pustynia Gibsona, Wielka Pustynia Piaszczysta, Wielka Pustynia Wiktorii; Ameryka Północna – Nevada, Texas, Kalifornia, Utach; Ameryka Południowa – Atacama

  • Gleby: aridisole. Gleby towarzyszące – vertisole.

Europa:

• strefa polarno-tundrowa: cyosole, Europa północna

• lasy borealne: bielice

• lasy mieszane: luvisole, cambisole

• stepy: czarnoziemy, kasztanoziemy – Rosja, obszar śródziemnomorski – terra rossa

• gleby towarzyszące: andosole, histosole, phaeozems, rendzic leptosol, góry – leptosols

Azja:

• występują wszystkie strefy klimatyczno roślinne

• północ – strefa polarno-tundrowa -cyosole

• środkowa – tajga bezmarzłociowa – podzole, cambisole; tajga marzłociowa – luvisole, albeluvisole, cambisole

• stepy: czarnoziemy, kasztanoziemy

• pas pustyń: aridisole

• strefa tropikalna wilgotna: ultisole, vertisole

• gleby towarzyszące: andosole, histosole, entisole, fluvisole, rendzic leptosols

Ameryka Północna:

• występują wszystkie strefy klimatyczno-roślinne

• ze względu na południkowe pasma górskie występują strefy 'południkowe'

• polarno-tundrowa – cryosole

• lasy borealne – spodosole

• lasy liściaste – alfisole

• prerie – mollisole

• pustynie – aridisole

• Texas – ultisole

• gleby towarzyszące – vertisole, andisole

• góry – entisole, inceptisole

Ameryka Południowa:

• niemal w całości obszar tropikalny, wilgotny lub suchy

• Ameryka Łacińska – ultisole, rzadziej oxisole

• część równikowa – oxisole, ultisole

• część południowa – mollisole (czarnoziemy)

• pustynia Chilijska – aridisole

• Patagonia – kasztanoziemy

• gleby towarzyszące – andosole, gluvisole, entisole (Andy), cryosole,

Afryka:

• kontynent gorący, suchy, w części równikowe – wilgotny

• Afryka północna – terra rossa

• Atlas – gleby inicjalne i słabo ukształtowane (entisole)

• Sahara, Kalahari – aridisole

• Afryka równikowa – oxisole, utisole

• Sudan – vertisole

• Madagaskar – oxisole

• Afryka południowa – oxisole, alfisole, phaeozems.

Australia:

• kontynent suchy, wybrzeża umiarkowanie wilgotne, półwysep Jork gorący i bardzo wilgotny (jak Oceania)

• pustynie – aridisole

• wybrzeże północne – ultisole (jak Oceania)

• reszta – oxisole, vertisole,

• Tasmania – bielice

• Nowa Zelandia – cambisole, spodosole, andosole

Wykład 7 – 11 kwietnia

• niziny – podłoża macierzyste – materiały polodowcowe (gliny zwałowe, iły, piaski)

  • gleby główne: brunatne, płowe, bielicowe

  • gleby towarzyszące: torfowe, murszowe (pojezierza), glejowe, mady (doliny rzek, Żuławy), arenosole (wydmy)

• wyżyny lessowe – gleby płowe, brunatne, czarnoziemy

• wychodnie skał wapiennych (Jura Krakowsko-Częstochowska, Wyżyna Śląska, Roztocze) – rędziny

• Przedgórze Sudeckie – podłoże – utwory pyłowe – gleby płowe, brunatne

• Sudety: paleozoiczne skały krystaliczne (granitoidy, gnejsy, kwarcyty) – bielice, gleby brunatne, rankery, gleby inicjalne

Powierzchnia zajmowana przez poszczególne typy gleb w Polsce

Gleby inicjalne i słabo ukształtowane	3%
Gleby brunatne i płowe	52%
Bielice i gleby rdzawe	26%
Czarnoziemy	1%
Czarne ziemie	1%
Mady	5%
Gleby hydrogeniczne (torfowe, murszewo, glejowe)	8%
Rędziny i pararędziny	2%
Inne (Hortisole, Technosole, Urbisole)	2%

• Pogórze Karpackie: podłoże – pyły lessopodobne, dominują gleby płowe i płowe opadowo-glejowe; gleby towarzyszące: glejowe, mady

• Fliszowe Karpaty Zachodnie (Beskidy, Bieszczady) – zwietrzeliny gliniaste, rzadziej gliniasto-piszczyste; dominują gleby brunatne wyługowane i kwaśne rzadziej bielicowe; gleby towarzyszące: inicjalne i rankery, mady

• Tatry

  • część krystaliczna – granitoidy, gnejsy, łupki krystaliczne, moreny (zwietrzeliny piaszczysto-gliniaste) – bielice, inicjalne i rankery; gleby towarzyszące – glejowe, torfowe, mady

  • część węglanowa (zwietrzeliny gliniaste) – rędziny, rzadziej brunatne; gleby towarzyszące – rumoszowe węglanowe (rędziny rumoszowe)

• Pieniny

  • podłoże węglanowe – zwietrzeliny gliniaste – rędziny

  • podłoże fliszowe – zwietrzeliny gliniaste z CaCO₃ – pararędziny, brunatne; gleby towarzyszące – glejowe, torfowe, mady, rędziny rumoszowe