1/9
M I N E R A Ł Y
Minerały - naturalne związki chemiczne oraz pierwiastki rodzime występujące
w litosferze (skorupie ziemskiej).
PIERWIASTKI RODZIME (pierwiastki występujące w stanie wolnym)
- metale, np. złoto, platyna, srebro, miedź
- metaloidy, np. siarka, grafit, diament
SIARCZKI I SIARKOSOLE
np. piryt (FeS2), chalkopiryt (CuFeS2), galenit (PbS), blenda cynkowa (ZnS)
SOLOWCE
np. halit (NaCl), sylwin (KCl), karnalit (MgCl2·KCl·6H2O), fluoryt (CaF2)
GRUPA KRZEMIONKI (minerały będące różnymi postaciami dwutlenku krzemu)
np. kwarc (SiO2) - najpowszechniejszy minerał,
chalcedon (SiO2), opal (SiO2·nH2O)
TLENKI ŻELAZA (wskaźniki przebiegu procesów glebowych)
np. magnetyt (Fe3O4), hematyt (Fe2O3), limonit (Fe2O3·nH2O)
TLENKI GLINU
np. korund (Al2O3), diaspor (Al2O3·H2O)
AZOTANY
np. saletra sodowa (NaNO3), saletra potasowa (KNO3)
WĘGLANY (główne źródło wapnia w glebie)
np. kalcyt (CaCO3) - najpowszechniejszy węglan,
dolomit [CaMg(CO3)2], magnezyt, aragonit, syderyt (FeCO3)
SIARCZANY
np. anhydryt (CaSO4), gips (CaSO4·2H2O), baryt, kainit
FOSFORANY
np. fosforyt, apatyt [Ca5(PO4)3F] lub [Ca5(PO4)3Cl]
PIROKSENY i AMFIBOLE (na ogół to krzemiany magnezu, żelaza, wapnia)
np. augit [Ca,Mg,Fe,Al,Ti]2 Si2O6, hornblenda, oliwin
Są ważnym źródłem pierwiastków dla roślin
GLINOKRZEMIANY PIERWOTNE
- skalenie potasowe, np. ortoklaz (K2O·Al2O3·6SiO2), mikroklin
- skalenie sodowo-wapniowe (plagioklazy), np. albit, oligoklaz, anortyt
- miki (inaczej łyszczyki), np. muskowit (mika jasna), biotyt (mika ciemna)
Są ważnym źródłem pierwiastków dla roślin
GLINOKRZEMIANY WTÓRNE = MINERAŁY ILASTE
kaolinit (Al2O3·2SiO2·2H2O),
montmorylonit (Al2O3·4SiO2·2H2O),
illit, wermikulit, glaukonit
K a o l i n i t (Al2O3·2SiO2·2H2O)
Kaolinit powstaje wskutek wietrzenia skaleni w środowisku kwaśnym. Jest on zbudowany z warstwowych jednostek krystalicznych. Każda jednostka składa się z jednej warstwy glinowej i jednej warstwy krzemianowej, połączonych z sobą atomami tlenu. Z kolei jednostki połączone są sztywnymi wiązaniami tlenowo-wodorotlenowymi. W konsekwencji kaolinit charakteryzuje się małą plastycznością, a także małą zdolnością kurczenia i pęcznienia. Ze względu na małą powierzchnię wewnętrzną ograniczone są też jego zdolności sorpcyjne.
Kaolinit, w porównaniu z innymi minerałami ilastymi, ma stosunkowo duże rozmiary − od 0,1 do 5 mikronów.
M o n t m o r y l o n i t (Al2O3·4SiO2·2H2O)
Kryształy montmorylonitu składają się z jednostek krystalicznych o budowie warstwowej. W każdej jednostce, jedna warstwa glinowa jest połączona wiązaniami tlenowymi z dwiema warstwami krzemianowymi. Jednostki również są połączone elastycznymi wiązaniami tlenowymi, co przesądza o łatwości rozpadania się kryształów. Jednak sieć krystaliczna montmorylonitu jest rozciągliwa − pomiędzy warstwy łatwo wnikają cząsteczki wody i jony, powodując ich rozsuwanie i pęcznienie minerału. Pojemność chłonna (sorpcyjna) montmorylonitu jest 10-15 razy większa niż kaolinitu.
Wielkość montmorylonitu wynosi od 0,01 do 1 mikrona.
Minerały ilaste:
- powstają z glinokrzemianów pierwotnych wskutek procesów wietrzenia
chemicznego (wyługowania niskowartościowych kationów),
a rzadziej jako wynik wytrącania chemicznego z roztworów;
- występują przeważnie w skałach osadowych;
- decydują o gospodarce wodnej i pokarmowej w glebie - mają zdolność
pochłaniania wody, jonów, cząsteczek;
- średnica ich cząstek nie przekracza kilku mikronów (mikrometrów);
- tworzą najdrobniejszą (ilastą-koloidalną) frakcję gleb;
- uczestniczą w tworzeniu struktury gruzełkowatej;
- są lepiszczem w gruzełkach glebowych;
- im więcej min. ilastych tym gleba jest zasobniejsza w składniki pokarmowe
i wilgotniejsza;
- zbyt duża ilość min. ilastych czyni glebę słabo przepuszczalną dla wody,
mało przewiewną, ciężką w uprawie;
- o glebach z dużą ilością min. ilastych mówimy, że są ciężkie,
(mała ilość min. ilastych - gleby lekkie)
S K A Ł Y
Skała − nagromadzenie minerałów (rzadziej jednego minerału), tworzące określoną, samodzielną jednostkę geologiczną.
Skały wchodzące w skład skorupy ziemskiej, w zależności od ich pochodzenia dzielimy na: magmowe, osadowe, metamorficzne.
►Gleby powstały w około 75% na skałach osadowych.
►Skała, na której powstaje gleba, jest nazywana skałą macierzystą.
SKAŁY MAGMOWE
Skały magmowe powstały w wyniku zakrzepnięcia płynnej magmy:
− znajdującej się w głębi Ziemi w warunkach powolnego spadku temperatury,
jako skały głębinowe (najczęściej o strukturze jawnokrystalicznej);
− wypływającej na powierzchnię ziemi w postaci lawy w warunkach szybkiego
stygnięcia, jako skały wylewne (zwykle skrytokrystaliczne bądź porfirowe);
− wypełniającej szczeliny międzyskalne biegnące od ogniska magmowego
ku powierzchni, jako skały żyłowe (najczęściej skrytokrystaliczne).
Rodziny skał magmowych:
1. granity (głębinowe) i riolity (wylewne) - kwaśne, ponad 65% SiO2
2. sjenity (głębinowe) i trachity (wylewne) - obojętne, 52-65% SiO2
3. dioryty (głębinowe) i andezyty (wylewne) - obojętne, 50-60% SiO2
4. gabra (głębinowe) i bazalty (wylewne) - zasadowe, 40-50% SiO2
Główne minerały skał magmowych:
kwarc, skalenie, miki, pirokseny, amfibole
SKAŁY OSADOWE
Dzielą się na:
skały okruchowe, skały organogeniczne i skały chemiczne
Skały okruchowe powstały w wyniku nagromadzenia zwietrzeliny skalnej (skały luźne) i jej scementowania (skały lite).
Etapy powstania: wietrzenie → transport → depozycja → diageneza
luźne lite
Diageneza zachodziła w środowisku morskim (rzadziej rzecznym, jeziornym, lagunowym) w warunkach wysokiego ciśnienia, a substancją cementującą były sole wytrącające się z roztworów wodnych, np. węglan wapnia.
Dominująca frakcja ziarn |
Skały luźne |
Skały lite |
kamienista (> 20 mm) |
gruzy |
brekcje |
żwirowa (1-20 mm) |
żwiry |
zlepieńce |
piaszczysta (0,1-1 mm) |
piaski |
piaskowce |
pylasta (0,02-0,1 mm) |
pyły |
pyłowce |
ilasta (< 0,02 mm) |
iły |
iłowce |
różnoziarniste (ponad 20% ilastej) |
gliny |
glinowce |
Pochodzenie skał luźnych:
gruzy - wietrzeniowe: w miejscu lub grawitacyjne
żwiry - lodowcowe (żwiry zwałowe), wodnolodowcowe, rzeczne
piaski - lodowcowe, rzeczne, deluwialne, wodnolodowcowe, eoliczne
pyły - wodnolodowcowe, deluwialne, rzeczne, eoliczne
iły - sedymentacyjne (zwłaszcza jeziorne)
gliny - lodowcowe, wodnolodowcowe, deluwialne, rzeczne
Skały organogeniczne powstały z nagromadzonych szczątków roślin
i zwierząt, zwykle osadzonych w zbiornikach wodnych i podlegających konsolidacji.
Są to wapienie (w różnych odmianach), margle (wapienie zanieczyszczone piaskiem, pyłem, iłem), dolomity (wapienie wysycone magnezem), gezy, kredy.
Do tej grupy zalicza się też paliwa kopalne (węgle, ropa, gaz), torfy i gytie, tworzone w większości w warunkach bagiennych i płytkowodnych.
Skały chemiczne są osadami wytrąconymi chemicznie z roztworów wodnych.
Należą do nich: wapienie i dolomity chemigeniczne, martwica wapienna, martwica krzemionkowa i in.
Typowymi skałami chemicznymi są skały gipsowo-solne (gips, sól kamienna), zbudowane z chlorków i siarczanów potasu, -sodu, -wapnia i -magnezu.
SKAŁY METAMORFICZNE
Skały metamorficzne powstały ze skał magmowych i osadowych pod wpływem czynników przeobrażających:
- ciśnienia kierunkowego (metamorfizm dyslokacyjny),
- ciśnienia hydrostatycznego i temperatury (metamorfizm regionalny),
- temperatury (metamorfizm kontaktowy),
działających w obecności chemicznie aktywnych gazów, par, roztworów itp.
Przykłady metamorfizmu skał pierwotnych:
● granity, riolity → kataklazyty, łupki kwarcowo-skaleniowe, gnejsy
● dioryty, gabra, bazalty → zieleńce, serpentynity, amfibolity
● piaskowce kwarcowe → łupki kwarcytowe
● piaskowce węglanowe → gnejsy, łupki glaukofanowe i hornblendowe
● iłowce → fyllity, łupki łyszczykowe
● wapienie → marmury, erlany
● margle, wapienie margliste → hornfelsy, skarny
GLEBA
Gleba jest utworem o miąższości od kilku cm do kilku metrów, zalegającym na skale macierzystej, składającym się z luźnych cząstek mineralnych i organicznych, a także z powietrza i wody. Wyróżnia się tym, że zachodzą w niej przemiany materii mineralnej w organiczną oraz organicznej w mineralną.
Czynniki, pod których wpływem tworzy się gleba, nazywamy czynnikami glebotwórczymi. Zaliczamy do nich: 1) organizmy żywe, 2) klimat, 3) wody, 4) rzeźbę terenu, 5) skałę macierzystą, 6) działalność człowieka, 7) czas.
Etapy tworzenia gleby:
1. Rozdrobnienie skały
● wietrzenie fizyczne, np. insolacyjne, mrozowe, eoliczne, erozyjne
● wietrzenie chemiczne, np. rozpuszczanie, uwodnienie, utlenianie
2. Zasiedlanie przez organizmy żywe - najpierw porosty, wątrobowce, mchy,
mikroorganizmy, a następnie rośliny i zwierzęta wyższe
3. Dalsze wietrzenie skały, w tym wietrzenie biologiczne (np. działanie
korzeni, kwasów organicznych)
4. Gromadzenie szczątków organicznych, powstawanie próchnicy, obieg materii
1 cm gleby powstaje w czasie od 100 do 400 lat.
Rośliny pionierskie piasków:
● glony
● porosty (płucnice, chrobotki)
● mchy
● trawy (piaskownica zwyczajna, wydmuchrzyca piaskowa, szczotlicha siwa)
● turzyca piaskowa
● byliny (honkenia piaskowa, lepiężnik kutnerowaty)
● krzewy (wierzba płożąca, rokitnik zwyczajny)
WYKŁAD 2
SKŁAD MECHANICZNY GLEBY
Faza stała gleby jest złożona z cząstek o określonych wymiarach.
CZĄSTKI SZKIELETOWE GLEBY:
► frakcja kamienista (średnica > 20 mm)
► frakcja żwirowa (1-20 mm)
CZĄSTKI ZIEMISTE GLEBY:
► frakcja piaszczysta (0,1-1 mm)
► frakcja pylasta (0,02-0,1 mm)
► frakcja ilasta (< 0,02 mm) - tzw. cząstki spławialne
w tym koloidalna (< 0,002 mm)
koloidy mineralne: minerały ilaste, miki, węglan wapnia, wodorotlenki żelaza
i glinu, żele dwutlenku krzemu, fosforan żelaza
koloidy organiczne: związki próchniczne (związki humusowe), białka glebowe, lignina, celuloza
procesy charakterystyczne dla koloidów: pęcznienie, koagulacja (sprzyjają jej jony Ca2+), peptyzacja (sprzyjają jej jony Na+), sorpcja
Granulometryczny podział gleb według udziału wagowego frakcji:
1. Gleby kamieniste - przewaga kamieni, znikoma ilość cząstek ziemistych
2. Gleby żwirowe - przewaga żwiru, < 20% spławialnych
1 i 2 nazywamy glebami szkieletowymi
3. Gleby piaszczyste - przewaga piasku, < 20% spławialnych
4. Gleby pylaste - ponad 40% pyłu, < 50% spławialnych
5. Gleby ilaste - przewaga spławialnych, < 40% pyłu
6. Gleby gliniaste - różnoziarniste, ale > 20% spławialnych i > 10% piasku
Kategorie agronomiczne gleb stosowane w
● przepisach prawnych
● zasadach agrotechniki
I - Gleby bardzo lekkie (0-10 % cząstek spławialnych)
II - Gleby lekkie (11-20 % cząstek spławialnych)
III - Gleby średnie (21-35 % cząstek spławialnych)
IV - Gleby ciężkie (ponad 35 % cząstek spławialnych)
STRUKTURA I POROWATOŚĆ GLEBY
Struktura gleby - przestrzenne uporządkowanie elementarnych cząstek gleby
Podstawowe typy strukturalnej budowy gleb:
1. Struktura gruzełkowata (agregatowa). Cząstki są połączone z sobą
lepiszczem, tworząc grudki. Lepiszcze to głównie koloidy.
2. Struktura rozdzielnocząstkowa. Cząstki nie łączą się z sobą z powodu
braku lepiszcza.
3. Struktura spoista. Cząstki są z sobą silnie związane, nie tworząc jednak
agregatów. Takie gleby to tzw. gleby zlewne (często zaskorupiałe).
Zwykle jest to wynik niedoboru wapnia.
Czynniki sprzyjające tworzeniu struktury gruzełkowatej:
● zdolność koloidów glebowych do koagulacji (tworzenia mikroagregatów)
● klejące właściwości koloidów
● obecność jonów wapnia
● działalność i wydzieliny fauny glebowej (np. dżdżownic)
Czynniki niszczące strukturę gruzełkowatą:
● obecność jonów sodu
● mechaniczne ugniatanie
● deszcze nawalne
Porowatość gleby - łączna objętość przestworów (porów) glebowych zajętych przez powietrze i wodę, wyrażona w % całkowitej objętości gleby.
Wyróżnia się porowatość:
kapilarną (przestwory o średnicy < 0,6 mm - zaopatrują glebę w wodę)
niekapilarną (przestwory o średnicy > 0,6 mm - zaopatrują glebę w powietrze)
Pory kapilarne:
● makropory o średnicy 0,03-0,6 mm - wypełnione powietrzem, a okresowo
wodą dostępną dla roślin;
● mezopory o średnicy 0,0002-0,03 mm - wypełnione powietrzem lub wodą
dostępną roślin;
● mikropory o średnicy < 0,0002 mm - wypełnione wodą niedostępną
dla roślin.
W glebach uprawnych porowatość waha się przeciętnie od 35% do 60%.
Od struktury, porowatości i ilości koloidów zależy przepuszczalność wodna gleb, np. prędkość przesiąkania:
● piasek luźny - powyżej 250 mm/h
● piasek gliniasty - 100-250 mm/h
● glina lekka - 50-100 mm/h
● glina średnia - 10-50 mm/h
● glina ciężka - kilka mm/h
● ił - 0,5-1,0 mm/h
ODCZYN GLEBY (ROZTWORU GLEBOWEGO)
► przewaga jonów H+ nad jonami OH- - odczyn kwaśny
► równowaga jonów H+ i OH- - odczyn obojętny
► przewaga jonów OH- nad jonami H+ - odczyn zasadowy
Jony te pochodzą z dysocjacji (samorzutny rozpad związków w wodzie)
Główne czynniki zakwaszające:
● opady atmosferyczne (H+, H2SO4, H2CO3, HNO3 i inne)
● wymywanie (ługowanie) kationów zasadowych (głównie Ca2+ i Mg2+) z gleb
● nawozy mineralne
● kwasy organiczne i kwaśne sole fizjologiczne
W warunkach polskich występuje powszechne zjawisko zakwaszenia gleb jako skutek dodatniego klimatycznego bilansu wodnego (wysokość opadów przeważa nad wielkością parowania)
Rośliny wskazujące na zakwaszenie:
borówka czernica, wrzos, czerwiec roczny, skrzyp polny, bodziszek łąkowy, mniszek lekarski
Odczyn gleb (pH w KCl):
< 4,5 → gleby silnie kwaśne
4,6-5,5 → gleby kwaśne
5,6-6,5 → gleby lekko kwaśne
6,6-7,2 → gleby obojętne
> 7,2 → gleby zasadowe
Główne zagrożenia związane z zakwaszeniem gleb:
● większość roślin uprawnych żyje w zakresie 5-7 pH, żadna nie żyje poniżej 3
(nadmiar H+ jest toksyczny)
● zmniejszanie przyswajalności składników pokarmowych roślin (P, Mg, K)
● zakwaszenie sprzyja uwalnianiu Al, Mn, Fe, metali ciężkich, radionuklidów
BUFOROWOŚĆ GLEB - zdolność przeciwdziałania zmianom swojego odczynu podczas wpływania kwasami lub zasadami.
Buforowości sprzyja:
- obecność koloidów (pochłaniają jony wodorowe)
- obecność węglanów (wiążą nadmiar kwasów i zasad)
- obecność jonów wapnia (są uwalniane i zastępowane jonami H+)
Wapń występuje w glebie:
w minerałach
w postaci jonów Ca2+
w postaci soli w roztworze, np. Ca(HCO3)2, CaCl2, Ca(NO3)2, Ca(H2PO4)2
Znaczenie wapnia w glebie:
- zapobieganie i zmniejszanie zakwaszenia
- zmniejszanie stężenia jonów wodorowych w roztworze glebowym
- poprawianie buforowości
- sprzyjanie tworzeniu się struktury gruzełkowatej (stymulowanie koagulacji)
- korzystne oddziaływanie na właściwości powietrzno-wodne
- tworzenie dogodnych warunków dla powstawania próchnicy
(stymulowanie procesów enzymatycznych)
- zmniejszanie rozpuszczalności wielu soli, zapobiegające wymywaniu
pierwiastków z gleby przez wodę
- zwiększanie przyswajalności fosforanów i magnezu przez rośliny
- sprzyjanie rozwojowi korzystnych mikroorganizmów
- przyspieszanie mineralizacji, czyli rozkładu materii organicznej
Zapobieganie zakwaszeniu gleb:
● zmniejszenie emisji SO2, NOx i CO2 z przemysłu
● zmniejszenie emisji NH3 i NOx z rolnictwa
● unikanie nadmiaru nawożenia mineralnego
● zapobieganie wymywaniu Ca i Mg poprzez ciągłe okrycie roślinne gleby
→ uprawy ozimin, poplonów, międzyplonów, kilkuletnich pól zielonych,
mulczowanie (przykrywanie gleby słomą, liśćmi)
● wapnowanie (stosowanie nawozów wapniowych)
Wapnowanie
cel główny → ochrona przed zakwaszeniem i neutralizacja zakwaszenia
● 80% gleb rolniczych w Polsce wymaga wapnowania
● nie należy wapnować nieużytków
● torfy i mursze o pH > 5 nie wymagają wapnowania
● zakwaszeniu może towarzyszyć niedobór Mg
(wtedy zalecane są nawozy wapniowo-magnezowe, głównie dolomity)
● badania odczynu należy zlecać nie rzadziej niż co 6 lat
(Stacja Chemiczno-Rolnicza wykonuje mapę pH z potrzebami wapnowania)
● wapnowanie stosuje się najrzadziej co 4 lata
- latem po zbożach
- jesienią po innych uprawach
- na łąki i pastwiska tylko jesienią
● rozsiew nawozów wapniowych musi być równomierny (rozsiewaczem),
nie łączony z nawożeniem naturalnym gdyż następuje wydzielanie amoniaku
● nawozy wapniowe i wapniowo-magnezowe:
- tlenkowe - szybko działające, do gleb ciężkich i średnich, zawierają dużo
CaO, np. wapno palone, miał wapienny, wapno magnezowe tlenkowe
- węglanowe - wolno działające, do gleb bardzo lekkich i lekkich (rzadziej średnich),
zawierają dużo CaCO3, np. wapniak mielony, kreda nawozowa,
margiel mielony, dolomit mielony, wapno łąkowe
Dawki tych nawozów ustala się na podstawie potrzeb wapnowania oraz kategorii agronomicznej gleby. Przy takich samych potrzebach wapnowania większe dawki zalecane są na gleby cięższe, niż na gleby lżejsze.
WODA W GLEBIE
Znaczenie wody w glebie:
- jest czynnikiem limitującym rozwój roślin
(bardzo duże zapotrzebowanie na wodę → pszenica, owies, koniczyna czerwona, rzepak);
- jest nośnikiem substancji odżywczych - rośliny pobierają składniki mineralne
głównie w formie jonów i związków obecnych w wodzie
(najważniejszy wyjątek to pobieranie CO2 z powietrza)
skład pierwiastkowy roślin: C - 45%, O - 42%, H - 6,5%, N - 1,5%, inne - 5%
główny stały składnik roślin: celuloza (C6H10O5)·n
- pełni rolę w tworzeniu gleby, uczestnicząc w procesach wietrzenia skał
i transporcie zwietrzeliny;
- kształtuje obieg materii i energii w glebie.
Źródła wody w glebie:
- opady atmosferyczne (źródło podstawowe)
- osady atmosferyczne
- para wodna zawarta w powietrzu atmosferycznym i glebowym
- woda gruntowa (ma zdolność podsiąkania ku górze porami kapilarnymi)
możliwa wysokość podsiąku kapilarnego:
● piasek luźny - 30 cm
● piasek gliniasty - 100 cm
● gleba gliniasta - 150 cm
● gleba ilasta - 200 cm
● gleba torfowa - 220 cm
ZATRZYMYWANIE WODY W GLEBIE
Zatrzymanie wody przez glebę wymaga siły ssącej (ciśnienia ssącego)
≥ 0,33 atm (≥ 0,033 MPa, ≥ 2,5 pF)
Siły adhezji - przyciąganie cząsteczek wody przez stałą fazę gleby
Siły kohezji - wzajemne przyciąganie się cząsteczek wody
Zakres ciśnienia ssącego: do 10000 atm, do 1000 MPa, do 7 pF
(1 MPa = 10 atm)
Rośliny mogą pobierać wodę związaną siłami ≤ 15 atm (≤ 4,2 pF)
► 15 atm to maksymalna siła ssąca korzeni
RODZAJE WODY W GLEBIE
1. WODA CHEMICZNA - w minerałach np. CaSO4·2H2O.
Niedostępna dla roślin.
2. WODA W POSTACI PARY WODNEJ
Skraplając się może zasilać inne rodzaje wód, może też być
wykorzystywana przez rośliny.
3. WODA HIGROSKOPOWA (ADHEZYJNA) - jest wiązana z pary wodnej
na powierzchni cząstek z siłą od 31 atm do 10000 atm (4,7-7,0 pF).
Niedostępna dla roślin.
4. WODA BŁONKOWATA (KOHEZYJNA) - przywiera dookoła cząstek
otoczonych już wodą higroskopową. Jest związana siłą poniżej 31 atm.
Częściowo (zewnętrzne warstwy) dostępna dla roślin.
5. WODA KAPILARNA - wypełnia pory kapilarne.
Jest zatrzymana siłami 0,33-31 atm (im węższe kapilary tym
silniej związana).
Może podsiąkać ku górze. Częściowo dostępna dla roślin.
Woda kapilarna właściwa (podparta) ma łączność z wodą gruntową,
a woda kapilarna przywierająca (zawieszona) nie ma.
6. WODA WOLNA
6a. Woda grawitacyjna
● przesiąka w głąb pod wpływem siły grawitacji
● zasila wody gruntowe (warstwy wodonośne)
● wypłukuje składniki odżywcze
● przemieszcza cząstki
● przewietrza glebę
● wolno przesiąkająca jest dostępna dla roślin
6b. Woda gruntowa
● występuje na utworach trudno- lub nieprzepuszczalnych
● w zasięgu korzeni dostępna dla roślin
● uzupełnia zasoby wody kapilarnej
7. WODA W POSTACI LODU
POJEMNOŚĆ WODNA GLEBY (RETENCJA GLEBY)
Jest to zdolność utrzymywania przez glebę określonej ilości wody.
Wartość pojemności podaje się jako zapas wody w profilu glebowym o miąższości 1 m, wyrażony grubością [mm] warstwy tej wody.
1. Maksymalna pojemność wodna (retencja całkowita) - maksymalna ilość wody jaką gleba może wchłonąć do wypełnienia wszystkich przestworów
2. Pojemność wodna w punkcie trwałego więdnięcia roślin - ilość wody związanej siłami ponad 15 atm (>4,2 pF), czyli niedostępnej dla roślin
3. Użytkowa pojemność wodna (retencja użytkowa) - ilość wody związanej siłami poniżej 15 atm czyli dostępnej dla roślin
4. Aktualna pojemność wodna (retencja aktualna Ra) - ilość (zapas) wody znajdującej się aktualnie w glebie
Ra oblicza się na podstawie WAo
WAo = a-b/e · 100 (metoda suszarkowo-wagowa)
WAo - wilgotność aktualna objętościowa gleby [%]
a - waga cylinderka ze świeżą glebą [g]
b - waga cylinderka z glebą po wysuszeniu w 105°C [g]
e - objętość cylinderka [cm3]
Ra = WAo · h/10
Ra - retencja aktualna [mm]
h - miąższość (grubość) warstwy gleby [cm]
Usunięcie całej wody z gleby (z wyjątkiem wody chemicznej) wymaga suszenia w temperaturze 105-110 °C.
5. Polowa pojemność wodna (retencja polowa) - ilość wody jaka może być utrzymywana w glebie po odcieknięciu wody grawitacyjnej (pF ≥ 2,5)
gleby bardzo lekkie - ppw = 110-145 mm
gleby lekkie - ppw = 146-210 mm
gleby średnie - ppw = 211-270 mm
gleby ciężkie - ppw = 271-460 mm
Rozkład polowej pojemności wodnej [mm] w profilu glebowym
|
Warstwa gleby (cm) |
|||
|
0-25 |
25-50 |
50-75 |
75-100 |
piasek luźny |
30 |
30 |
25 |
25 |
piasek słabo gliniasty |
40 |
35 |
35 |
35 |
piasek gliniasty lekki |
45 |
45 |
45 |
40 |
piasek gliniasty mocny |
55 |
55 |
55 |
45 |
glina lekka |
70 |
65 |
65 |
70 |
glina średnia |
80 |
80 |
80 |
80 |
glina ciężka |
100 |
100 |
100 |
100 |
ił |
115 |
120 |
110 |
115 |
pył zwykły |
75 |
75 |
75 |
75 |
pył ilasty |
90 |
90 |
90 |
90 |
ppw oblicza się na podstawie granulometrii i zawartości próchnicy
(węgla organicznego)
Zastosowanie znajomości ppw:
● wykreślanie krzywej pF (krzywej sorpcji)
►określanie ilości wody w glebie dostępnej dla roślin
● określanie zdolności retencji glebowej w zlewni
►średnia ppw = suma iloczynów ppw i odsetka powierzchni
● określanie dawki nawodnienia
►ilość powyżej ppw jest zbędna
● określanie podatności upraw na suszę
►wskaźnikiem podstawowym jest wartość klimatycznego bilansu wodnego
kbw = opad rzeczywisty - ewapotranspiracja potencjalna (ETp)
(stacje meteo) (wzór Penmana-Monteitha)
● określanie narażenia wód gruntowych na zanieczyszczenie
►określanie wielkości odpływu wody z profilu glebowego
Składowe pełnego bilansu wodnego gleby nieużytkowanej:
Rk = Rp + (P + K + Pk + N) - (I + E + Sp + Ow + Ob)
Rk - retencja końcowa (na końcu badanego okresu)
Rp - retencja początkowa (na początku badanego okresu)
P - suma opadów w badanym okresie
K - ilość wody z kondensacji pary wodnej
Pk - ilość wody z podsiąku kapilarnego
N - ilość wody z napływu powierzchniowego i podziemnego
I - intercepcja (zatrzymywanie opadu na roślinach)
E - parowanie (ewaporacja lub ewapotranspiracja)
Sp - spływ powierzchniowy
Ow - odpływ wgłębny (przesiąkanie w głąb poza profil glebowy)
Ob - odpływ boczny
W praktyce określa się zwykle: Rk, Rp, P, E, Sp, Ow
Podstawowe urządzenie do pomiaru elementów bilansu wodnego gleby to lizymetr
(Rk, Rp, E, Ow) Bilans lizymetryczny: Rk = Rp + P - Ow - E
Zastosowania badawcze lizymetru:
● bilans wodny (odpływ wgłębny, parowanie, retencja)
● wielkość zasilania wód gruntowych
● potrzeby wodne roślin, potrzeby pokarmowe roślin
● obieg składników mineralnych w glebie
● zagrożenia dla jakości wód gruntowych
Typy gospodarki wodnej gleb:
1. GRUNTOWO-WODNA (GW) - zwierciadło wody gruntowej znajduje się
stale w zasięgu strefy korzenienia roślin.
2. OPADOWO-GRUNTOWO-WODNA (OGW) - występują sezonowe wahania
zwierciadła wody gruntowej, wiosną jest ona dostępna, latem i jesienią
rośliny korzystają z opadów i podsiąku kapilarnego.
3. OPADOWO-RETENCYJNA (OR) - woda gruntowa zalega głęboko,
jedynym źródłem zaopatrzenia w wodę są opady.
ORGANIZMY GLEBOWE
1. Bakterie (0,5-3,0 mld / 1 g gleby)
1a. samożywne (korzystają z substancji mineralnych)
bakterie nitryfikacyjne (utleniające amoniak do azotanów)
bakterie denitryfikacyjne (redukujące azotany do N2 lub N2O)
bakterie siarkowe (utleniające H2S i sole siarkawe)
pałeczki tlenowe (utleniające wodór do wody)
bakterie żelazowe (utleniające żelazo i sole żelazawe)
bakterie tlenkowęglowe (utleniające CO do CO2)
1b. cudzożywne (korzystają z substancji organicznych)
bakterie wolnożyjące wiążące azot z powietrza
bakterie brodawkowe korzeniowe (wiążące N2 z powietrza)
bakterie błonnikowe (rozkładające celulozę)
bakterie pektynowe (rozkładające pektyny)
bakterie amonifikacyjne (rozkładające białka, aminokwasy, mocznik)
bakterie rozkładające węglowodory aromatyczne i pestycydy
2. Promieniowce (do kilkuset tys. w 1 g gleby, zwłaszcza w torfach)
► rozkładają aminokwasy, błonnik, ligniny, chityny, fenole, lipidy
► wytwarzają antybiotyki
► sprzyjają tworzeniu gruzełków i próchnicy
3. Grzyby (1 -15 tys. w 1 g gleby)
► rozkładają błonnik, pektyny, związki aromatyczne, ligninę, keratynę
► biorą udział w tworzeniu związków humusowych, antybiotyków, witamin
► wytwarzają substancje śluzowe
► akumulują wodę
► wytwarzają kwasy organiczne (uwalnianie S, K, P z minerałów)
► wspomagają tworzenie struktury gruzełkowatej
► dostarczają związki aminowe pobudzające kiełkowanie i wzrost roślin
► wytwarzają fitotoksyny
4. Glony (przeciętnie 10 tys. w 1 g gleby) - sinice, zielenice, okrzemki
► dostarczają znacznej ilości substancji organicznej
► pełnią ważną rolę w wietrzeniu biologicznym
5. Porosty (w Polsce około 1200 gatunków)
► występują w warunkach ubogich (np. w glebach piaszczystych)
► wytwarzają kwasy rozpuszczające minerały
► są pionierami procesów glebotwórczych
6. Rośliny wyższe - główni dostarczyciele materii organicznej do gleby
7. Pierwotniaki (do 1 mln w 1 g gleby) - korzenionóżki, wiciowce, orzęski
► biorą udział w rozkładzie materii organicznej
► niektóre pochłaniają bakterie, zakłócając rozwój roślin
► niektóre to organizmy chorobotwórcze
8. Nicienie (do 110 bilionów na 1 ha) - należą do typu robaków
► część z nich odżywia się szczątkami organicznymi
► część z nich pasożytuje na korzeniach (uciążliwe szkodniki)
► uczestniczą w rozkładzie resztek organicznych
9. Wazonkowce - są grupą pośrednią pomiędzy nicieniami a dżdżownicami
10. Dżdżownice (do 2,5 mln sztuk na ha) - należą do typu pierścienic
► drążą korytarze korzystne dla struktury, porowatości i przewiewności gleb
► rocznie pochłaniają około 35 ton gleby na 1 hektarze
► wzbogacają pochłoniętą materię w enzymy
► rocznie wydalają około 17 ton koprolitów zasobnych w N, Ca, Mg, P, K
► koprolity poprawiają strukturę i urodzajność gleby
11. Owady, mięczaki, stawonogi - rozdrabniają materię organiczną i rozpo-
czynają proces jej rozkładu (kontynuowany dalej przez grzyby i bakterie)
12. Gryzonie
► kruszą, granulują i czynią glebę przepuszczalną i przewiewną
► przenoszą glebę pomiędzy poziomami głębokości
AZOT W GLEBIE
- bardzo rzadko jest składnikiem minerałów
- jego zasoby pochodzą ze szczątków organicznych
- 95% azotu znajduje się w nierozłożonej materii organicznej oraz w próchnicy
(w tych postaciach jest niedostępny dla roślin)
- 5% znajduje się w formie pierwiastkowej (N2) oraz związków nieorganicznych
(głównie N2O, NO, NO2-, NO3-, NH4+)
- zawartość azotu ogólnego w glebach polskich waha się
od 0,05% (gleby piaszczyste) do 4% (gleby torfowe)
Nog = N-NH4 + N-NO2 + N-NO3 + Norg
- mikroorganizmy pochłaniają głównie jony amonowe (NH4+)
- rośliny pobierają NH4+, ale też w dużych ilościach jony azotanowe (NO3-)
Obieg azotu
1. azot w roślinach wchodzi głównie w skład białek i aminokwasów
(też witamin, nukleotydów, kwasów nukleinowych, alkaloidów, chlorofilu)
2. białka z obumarłej materii ulegają rozkładowi (hydrolizie) do aminokwasów
3. aminokwasy są rozkładane do amoniaku (amonifikacja)
4. amoniak jest utleniany do azotanów (nitryfikacja)
5. azotany są:
● pobierane przez rośliny do budowy białek i innych związków azotowych
● redukowane do N2 lub N2O uwalnianych do atmosfery (denitryfikacja)
● łatwo wymywane przez wodę (nie są sorbowane przez glebę)
SZACUNKI BILANSU AZOTU
Przychód roczny na obszarach rolniczych:
● około 15 kg N/ha z opadów atmosferycznych
● około 5-10 kg N/ha z wiązania przez bakterie wolnożyjące
● około 6 kg N/ha z wiązania przez bakterie brodawkowe
(uprawa roślin motylkowatych raz na 4 lata)
● około 8 kg N/ha z mineralizacji materii organicznej
● obecnie około 50-60 kg N/ha z nawozami mineralnymi
● około 20 kg N/ha z obornikiem
● około 1,5 kg N/ha z materiałem siewnym
Rozchód roczny na obszarach rolniczych:
● około 50-100 kg N/ha zabiera się z plonami roślin
● około 30 kg N/ha jest wymywane z gleb przez wodę
● około 5 kg N/ha ulatniania się do atmosfery
►Przy braku nawożenia bilans azotu w glebie jest ujemny◄
Zalecane jest utrzymywanie dodatniego salda azotu,
ale nie więcej niż +30 kg N/ha
Skutki niedoboru azotu:
- zaburzenia wzrostu roślin, niedorozwój systemu korzeniowego, karłowacenie
- obfite kwitnienie lecz słabe zawiązywanie owoców
- rośliny stają się wątłe, sztywne i strzeliste
- żółknięcie i opadanie liści (najpierw starszych)
- gatunki wskaźnikowe: wrzos, fiołek wonny, bliźniczka psia trawka
Skutki nadmiaru azotu:
- nadmierny wzrost organów wegetatywnych (liście soczyste i miękkie)
- podatność na wyleganie i choroby
- przewaga białka na węglowodanami w komórkach (cienkie ściany komórkowe)
- opóźnienie dojrzewania
- zmiana koloru liści na intensywnie zielony (też niebieskawy)
- gatunki wskaźnikowe: świerząbek kosmaty, barszcz zwyczajny, szczaw alpejski,
pokrzywa zwyczajna, przytulia czepna, gwiazdnica pospolita, komosa biała
FOSFOR W GLEBIE
- minerały fosforanowe występują powszechnie lecz akcesorycznie
- do 65% fosforu znajduje się w nierozłożonej materii organicznej
oraz próchnicy (w tych postaciach fosfor jest niedostępny dla roślin)
- główne mineralne związki fosforu w glebie to:
● kwas ortofosforowy H3PO4
● fosforany rozpuszczalne, np. Ca(H2PO4)2, Mg(H2PO4)2
● fosforany niemal nierozpuszczalne, np. Ca3(PO4)2, FePO4, AlPO4
- fosforany są silnie sorbowane i zatrzymywane w glebie i osadach
- zawartość fosforu ogólnego w glebach Polski waha się od 0,01% do 0,2%
Pog = Porg + P-PO4 + Pniefosforanowy
(ortofosforany)
(polifosforany)
- rośliny pobierają aniony H2PO4- oraz HPO42-
(pochodzą one z dysocjacji kwasu i rozpuszczania fosforanów)
- związki organiczne zawierające fosfor:
nukleotydy, nukleoproteidy, fityna, kwasy nukleinowe, fosfolipidy,
sacharofosfaty
Rola fosforu w roślinie:
- nośnik energii w cyklach wiązania węgla
- odtwarzanie białka
- przenoszenie cech genetycznych
Znaczenie nawożenia fosforowego: jest niezbędne !
- uodparnia rośliny na choroby
- podnosi ich zimotrwałość
- wzmacnia system korzeniowy
- zmniejsza możliwość wylegania
Skutki niedoboru fosforu:
- zahamowanie wzrostu łodyg i liści
- słabe wykształcenie organów generatywnych
- liście barwią się na niebiesko-zielono z odcieniem purpurowym i fioletowym
- liście stają się matowe
- rośliny wskaźnikowe: szczaw polny, sporek polny, złocień polny
POTAS W GLEBIE
- większość potasu w glebie występuje w związkach mineralnych
- potas występuje w glebie:
● w minerałach (np. solowcach, glinokrzemianach)
● związany z koloidami w formie niewymiennej (K+)
● związany z koloidami w formie wymiennej (K+)
● w roztworze glebowym (K+)
● w substancji organicznej
- tylko 1-5 % całej ilości potasu jest dostępne dla roślin
- z gleb luźnych jest łatwo wymywany, natomiast w zwięzłych jest sorbowany
- rośliny pobierają potas w postaci kationu K+
Potas w roślinie (jon K+):
- występuje w soku komórkowym
- jest związany adsorpcyjnie z cytoplazmą i chloroplastami
- reguluje stan plazmy komórkowej
Gatunki wskazujące na nadmiar potasu:
sporek polny, rdest, przetacznik polny i bluszczykowi, komosa biała
Podstawowe skutki niedoboru potasu:
● utrata ciśnienia komórkowego
● więdnięcie i wiotczenie liści
● zanik chlorofilu (chloroza) - pojawianie się żółtych i białożółtych plam na liściach
● obumarcie tkanek (nerkoza) - brunatnienie liści
Zalety racjonalnego nawożenia potasowego: jest niezbędne !
● poprawia odporność na suszę
● zmniejsza podatność na wymarzanie
● zwiększa odporność na działanie patogenów
● poprawia jakość plonów
PRZEMIANY MATERII ORGANICZNEJ
Opad roślinny - główne źródło materii organicznej w glebie
● opad warstwy drzew i krzewów
(rocznie od 2,5 t/ha w borach suchych do 6 t/ha w żyznych grądach i łęgach)
● opad roślin runa (około 1% opadu warstwy drzew i krzewów)
● obumierające podziemne części roślin
● resztki pożniwne
Odczyn szczątków organicznych (pH w H2O):
borówka brusznica - 3,7-3,8; igły świerka - 3,8-4,2; borówka czernica - 4,0-4,5
igły sosny - 4,0-4,2; liście wrzosu - 4,4; liście dębu - 4,8-4,9; liście brzozy - 5,3-6,0
liście buka, liście leszczyny - 5,3-6,6; liście wiązu - 7,3
Szczątki organiczne podlegają biochemicznemu rozkładowi w procesach mineralizacji i humifikacji
► łatwo: cukry proste, skrobia, aminokwasy, proteiny
► trudniej: proteidy, pektyny, hemiceluloza, celuloza, lignina
► najtrudniej: woski, żywice, garbniki
MINERALIZACJA - rozkład do prostych związków nieorganicznych
(50-70% szczątków):
● butwienie - rozkład w warunkach tlenowych z wydzielaniem ciepła
produkty końcowe → CO2, H2O, SO42-, PO43-, NO3- i inne
● gnicie - rozkład w warunkach beztlenowych
produkty końcowe → CO2, H2O, H2S, NH3, C8H7N (indol), N2 i inne
im cięższa gleba tym niższy stopień mineralizacji
HUMIFIKACJA - rozkład prowadzący do powstawania próchnicy
(30-50% szczątków)
● Faza I - rozkład związków złożonych (np. ligniny, celulozy, garbników)
do związków prostszych (np. aminokwasów, prostych kwasów tłuszczowych,
prostych cukrów)
● Faza II - synteza prostszych związków (kondensacja, polimeryzacja)
do tzw. związków humusowych (związków próchnicznych)
Tempo powstawania związków humusowych
►ilość dni po obumarciu◄
Resztki roślinne |
Początek rozkładu (widoczne zmiany) |
Pojawienie się |
Liście koniczyny |
2 - 4 |
14 - 20 |
Liście leszczyny |
5 - 8 |
25 - 30 |
Korzenie koniczyny |
5 - 8 |
60 - 75 |
Igły sosny |
|
|
Korzenie traw |
|
|
ZWIĄZKI HUMUSOWE ORGANICZNE
1. Kwasy huminowe właściwe (szare)
- mają wysoką pojemność sorpcyjną
- ulegają koagulacji przy spadku pH
- mają silne działanie strukturotwórcze
2. Kwasy huminowe brunatne
- mniej podatne na koagulację
- silniejsze właściwości kwasowe
3. Kwasy fulwowe
- najbardziej aktywne chemicznie związki humusowe
- rozpuszczają się w wodzie, zasadach, kwasach
- łatwo migrują w głąb profilu glebowego
- mają dużą pojemność sorpcyjną
4. Huminy
- mało aktywne formy związków humusowych
- nierozpuszczalne w wodzie, kwasach i zasadach
Struktura kwasu huminowego
ZWIĄZKI HUMUSOWE ORGANICZNOMINERALNE
1. Humiany i Fulwiany (sole kwasów huminowych i fulwowych)
- powstają wskutek wymiany jonów wodoru w kwasach na jony alkaliczne
2. Chelaty
- połączenia kwasów huminowych i fulwowych z jonami metali (głównie Fe)
3. Połączenia z minerałami ilastymi
Próchnica - bezpostaciowy kompleks organicznych i organicznomineralnych związków humusowych.
Przeciętny skład próchnicy:
C - 58%
N - 5%,
H - 3-6%,
O - 30%,
S, P, Ca, Mg, K, Na, Fe, Mn i inne.
Gleby polskie zawierają od 0,6% (piaszczyste) do około 6% próchnicy
Znaczenie próchnicy w glebie:
1. Wpływ na właściwości fizyczne
● sprzyjanie tworzeniu struktury gruzełkowatej
● optymalizacja pojemności wodnej
● kształtowanie ciemnej barwy gleby
2. Wpływ na właściwości chemiczne
● zwiększa pojemność sorpcyjną gleby
● reguluje stężenia składników w roztworze glebowym
● stabilizuje odczyn gleby (poprawia właściwości buforowe)
3. Wpływ na właściwości biologiczne
● aktywizuje działalność mikroorganizmów
● wpływa korzystnie na rozwój roślin,
np. przedłuża aktywność witamin, substancji wzrostowych, antybiotyków
● ma właściwości fitosanitarne, tzn. sprzyja mnożeniu mikroorganizmów
saprofitycznych, antagonistycznych dla wirusów, pasożytów
4. Działanie ochronne dla środowiska glebowo-wodnego
● sorbowanie składników zapobiegające ich wymywaniu przez wodę
● wiązanie mikrozanieczyszczeń organicznych (np. pestycydów),
sprzyjające ich biodegradacji
● unieruchamiające wiązanie mikrozanieczyszczeń nieorganicznych
(np. metali ciężkich)
Rodzaje próchnicy:
● słodka (mull) - pH gleby 5,5-7,0, głównie siedliska lasów liściastych
zawiera znaczne ilości kationów Ca2+ i Mg2+
zasobna w kwasy huminowe
ma dużą pojemność sorpcyjną (magazyn N, P, S dla roślin)
● przejściowa (moder) - pH gleby 4,5-5,5, siedliska lasów i borów mieszanych
● kwaśna (mor) - pH gleby 3,0-4,5, siedliska borów szpilkowych
zawiera znaczne ilości jonów H+ i Al3+,
przyczynia się do wymywania koloidów i składników pokarmowych
ŻELAZO W GLEBIE
► żelazo występuje:
● w minerałach (głównie tlenkach i siarczkach żelaza)
● w formie otoczki związków Fe na cząstkach glebowych
● w formie jonów Fe2+ i Fe3+
● w chelatach, czyli połączeniach ze związkami próchnicznymi
► żelazo występuje na różnym stopniu utlenienia (-2 do +6), głównie +2 i +3
warunki tlenowe
+3 barwy rudawe, czerwone, brązowe, żółte (np. Fe3+, Fe2O3)
niedobór tlenu (np. przy nadmiernej wilgotności, dużej zwięzłości gleby)
+2 barwy szare, zielonkawe, niebieskawe (np. Fe2+, FeSO4)
► procesy glebowe związane z Fe
brunatnienie - pokrywanie się cząstek glebowych związkami żelaza,
zabarwianie gleby na kolor rdzawo-brunatny
oglejenie - przemiany zachodzące w glebach zawodnionych,
w tym redukcja związków żelaza zmieniająca barwę gleby
► związki Fe cementują luźne ziarna gleby (obniżając zdolność filtracyjną gleb)
► związki Fe przemieszczają się z migrującą wodą i mogą gromadzić
w postaci zbitych, nieprzepuszczalnych warstw
(tzw. warstwy orsztynowe, rudawcowe)
► odczyn kwaśny sprzyja rozpuszczaniu związków Fe i uwalnianiu jonów
► rośliny pobierają z roztworu glebowego jony Fe2+, Fe3+ oraz chelaty
► duże ilości Fe2+ w glebie (zwykle podmokłej) są trujące dla roślin
► w roślinie żelazo bierze udział w tworzeniu chlorofilu, w procesach
oddychania i fotosyntezy
► główne rośliny żelazolubne: sałata, szpinak, także owies i ryż (części zielone)
► chelaty stosuje się w ogrodnictwie i sadownictwie
(ziemia ogrodnicza wzbogacona w chelaty lub oprysk roztworem chelatu Fe)
Objawy niedoboru żelaza (głównie w glebach wapiennych):
● niezdolność młodych liści do wytworzenia chlorofilu
● liście wzdłuż nerwów są ciemnozielone, pozostałe powierzchnie żółtawe
SORPCJA GLEBOWA
Sorpcja - całokształt zjawisk, w wyniku których gleba zatrzymuje (pochłania) drobne zawiesiny, mikroorganizmy, molekuły, jony, parę wodną i gazy.
Znaczenie sorpcji:
● magazynowanie w glebie mineralnych składników odżywczych dla roślin
● przeciwdziałanie wypłukiwaniu składników przez wodę
● ochrona wód przed zanieczyszczeniem
● ochrona plonów przed skażeniem
● zatrzymywanie produktów wietrzenia i składników wprowadzanych z nawozami
Największe zdolności sorpcyjne posiada najdrobniejsza frakcja stałej fazy gleby (zwłaszcza koloidy < 0,002 mm). Frakcja ta jest nazywana
kompleksem sorpcyjnym.
Zdolności sorpcyjne zależą od powierzchni właściwej cząstek gleby:
● gleby piaszczyste 3-67 m2/g
● gleby pylaste 24-117 m2/g
● gleby gliniaste i ilaste do 269 m2/g
● kaolinit 10-30 m2/g
● montmorylonit 700-800 m2/g
● próchnica 800-1000 m2/g
RODZAJE SORPCJI:
1. Mechaniczna - mechaniczne zatrzymywanie zawiesin oraz mikroorganizmów
w przestworach, porach, kapilarach
2. Fizyczna - zatrzymywanie gazów, par, zawiesin, molekuł, mikroorganizmów
na powierzchni cząstek (proces adsorpcji) lub wewnątrz cząstek
(proces absorpcji)
3. Wymienna - wymiana jonów (głównie kationów) pomiędzy kompleksem
sorpcyjnym a roztworem glebowym
szereg wejścia:
najłatwiej wchodzą do kompleksu najtrudniej wchodzą do kompleksu
najtrudniej wychodzą z kompleksu najłatwiej wychodzą z kompleksu
H+ > Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ i NH4+ > Na+ > Li+
4. Chemiczna - pozostawanie w glebie wytrącających się z roztworu
glebowego soli
5. Biologiczna - zatrzymywanie substancji w żywych organizmach
jako potencjalnego źródła składników mineralnych po obumarciu
POJEMNOŚĆ SORPCYJNA - ogólna ilość materii organicznej i mineralnej, która może być zatrzymana przez kompleks sorpcyjny.
Jednostka: milirównoważnik kationów (me) na 100 gramów kompleksu sorpcyjnego (lub minerału).
● kaolinit → 5-15 me/100 g
● montmorylonit → 80-100 me/100 g
● illit → 15-40 me/100 g
● wodorotlenki żelaza i glinu → 4 me/100 g
● próchnica → 350-700 me/100 g
● koloidy mineralne + próchnica → 200-700 me/100 g
Procesy sorpcji zależą m.in. od odczynu:
- w środowisku obojętnym lub lekko zasadowym
przeważa sorbowanie kationów
- w miarę wzrostu zakwaszenia wzrasta udział sorbowania anionów
S O R P C J A K A T I O N Ó W
W warunkach polskich sorbowane są:
● w największych ilościach H+ i Ca2+,
● w ilościach średnich Mg2+, K+, Al3+ i NH4+,
● w małych ilościach Na+.
W klimatach suchych sorbowane są głównie Ca2+ i Mg2+
kationy kwaśne: H+, Al3+, Fe3+, Mn2+
kationy zasadowe: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+
S O R P C J A A N I O N Ó W
● PO43- w dużych ilościach i w szerokim zakresie pH
● HPO42-, H2PO4- w znacznych ilościach, w nieco mniejszym zakresie pH
● SO42- w małych ilościach w środowisku silnie kwaśnym,
kwaśnym i lekko kwaśnym
● Cl-, NO3- w znikomych ilościach w środowisku silnie kwaśnym
Profil glebowy - pionowy przekrój gleby ukazujący jej budowę, z genetycznymi poziomami zróżnicowania, tworzącymi się w wyniku procesów glebotwórczych
Poziom glebowy - mineralna, organiczna lub mineralno-organiczna warstwa w profilu glebowym, w przybliżeniu równoległa do powierzchni gleby, odróżniająca się od poziomów sąsiednich barwą, uziarnieniem, składem chemicznym itp.
POZIOMY GŁÓWNE:
O - poziom organiczny
►objętościowa przewaga świeżej lub częściowo
rozłożonej materii organicznej
►w glebach mineralnych do 30 cm miąższości
(warunki tlenowe)
►w glebach organicznych ponad 30 cm
(najczęściej warunki beztlenowe)
A - poziom próchniczny
►miąższość zazwyczaj do kilkunastu cm
►zawiera związki humusowe (jest ciemny)
►wagowo do kilku % nierozłożonej materii org.
E - poziom wymywania (eluwialny)
►bezpośrednio pod A lub pod O gdy nie ma A
►strefa wymywania składników przez wodę
►barwa jasna, dużo kwarcu
►najwyraźniejsza w glebach kwaśnych pod borami
B - poziom wzbogacenia (iluwialny)
►strefa osadzania składników wymytych wyżej
►dużo tlenków żelaza i glinu, soli wapnia i fosforu,
minerałów ilastych, koloidów organicznych
►barwa rdzawoszara, jasnobrunatna, brązowa
►do kilkunastu cm miąższości
(czasem występuje jako cienkie smużki)
►może być nieiluwialny
(pozostawanie produktów wietrzenia na miejscu)
C - poziom skały macierzystej
►nie jest litą skałą, posiada cechy wietrzenia,
ale bez znamion procesów glebotwórczych
►często gromadzą się w nim
węglany wapnia i magnezu
R - podłoże skalne
►skała lita, masywna
G - poziom glejowy
►w warunkach uwilgotnienia i słabego dostępu tlenu
►barwa popielata, zielonkawa, niebieskawa (zredukowane związki Fe i Mn)
z rdzawymi plamkami i cętkami
►oglejenie od wody gruntowej oznaczamy G
►oglejenie od opadów (odgórne) oznaczamy Gg
P - poziom bagienny
►część profilu gleby organicznej w której zachodzi proces glebotwórczy
M - poziom murszowy gleby organicznej
►w osuszonych glebach bagiennych
►wzrost aeracji, wzmożona humifikacja i mineralizacja
►tworzenie struktury kaszkowatej
D - podłoże mineralne gleb organicznych (nielite)
Warstwy w obrębie poziomu oznaczamy liczbami
od góry np. A1, A2, A3. Są to tzw. podpoziomy
Poziomy mieszane
Obejmują strefę szerszą niż 5 cm pomiędzy poziomami głównymi,
w którą wcinają się ich języki. Oznaczanie od góry np. A/E, A/C, E/B, B/C
Poziomy przejściowe
Obejmują strefę, w której są widoczne cechy dwóch sąsiadujących poziomów. Oznaczanie np. AC, EC, BC (na pierwszym miejscu dominujący)
Oznaczenia cech poziomów (dopisuje się do symboli głównych):
a - dobrze zhumifikowana materia organiczna, stosuje się tylko do A, czyli Aa
an - poziom antropogeniczny, wytworzony przez człowieka
b - poziom kopalny, stosuje się do gleb kopalnych
br - akumulacja nieiluwialna (w miejscu - in situ), typowa dla gleb brunatnych,
stosuje się z poziomem B, czyli Bbr
ca - akumulacja węglanu wapnia
cn - akumulacja wodorotlenków i węglanów w postaci konkrecji lub pieprzów,
np. Ccacn
cs - akumulacja siarczanu wapnia
es - eluwialne wymycie żelaza i glinu, stosuje się do poziomu E
et - eluwialne wymycie frakcji ilastej, stosuje się do E
l - podpoziom ściółki w powierzchniowej części poziomu O gleb mineralnych
i organicznych
f - podpoziom z materią organiczną, częściowo rozłożoną, stosuje się do O
fe - iluwialna akumulacja żelaza, stosuje się do B
h - iluwialna akumulacja próchnicy
g - cechy glejowe spowodowane wodami opadowymi
stagnującymi nad poziomami
gg - cechy oglejenia od wód gruntowych, np. Bgg
na - poziom wzbogacony w sód
ox - akumulacja wodorotlenków w poziomach scementowanych (orsztynowych,
rudawcowych), stosuje się do B
p - poziom rozluźniony, wzruszony przez orkę lub inny zabieg spulchniający
t - iluwialna akumulacja frakcji ilastej w glebach mineralnych, stosuje się do B
v - nieiluwialne nagromadzenie żelaza, glinu, manganu, próchnicy, do B
x - warstwa stwardniała, zwykle stosuje się do B
Oznaczenia cech poziomów stosowane tylko w glebach hydrogenicznych:
t - torf, stosuje się do O
bg - warstwa torfu bagnowego torfowiska wysokiego, stosuje się do O
brz - warstwa torfu brzezinowego torfowiska przejściowego, stosuje się do O
e - utwór torfiasty lub murszowaty w glebach organiczno-mineralnych
gy - gytia, stosuje się do poziomu O
i - utwór murszasty w glebach organiczno-mułowych
m - muł, stosuje się do O
me - warstwa torfu mechowiskowego torfowiska niskiego, zbudowana z mchów
brunatnych i niskich turzyc, stosuje się do O
ms - warstwa torfu mszarnego torfowiska przejściowego i wysokiego, do O
n - poziom namułów mineralnych, rozdzielających warstwy organiczne
ni - torf niski, np. Otni
ol - warstwa torfu olsowego torfowiska niskiego, zbudowana głównie z
materiału olszowego, do O
pr - torf przejściowy, np. Otpr
sz - warstwa torfu szuwarowego torfowiska niskiego, zbudowana przeważnie
z trzciny, do O
tu - warstwa torfu turzycowiskowego torfowiska niskiego, zbudowana
przeważnie z wysokich turzyc z domieszką trzciny, do O
tz - warstwa torfu zamulonego, do O
wy - torf wysoki, np. Otwy
wr - warstwa torfu wrzosowiskowego torfowiska wysokiego, do O
SYSTEMATYKA GLEB POLSKI
Podstawowe kryteria podziału: geneza i rozwój gleb
Jednostki: DZIAŁ → RZĄD → TYP → PODTYP → RODZAJ → GATUNEK
DZIAŁ I - GLEBY LITOGENICZNE
Mają budowę i właściwości uzależnione głównie od skały macierzystej
Rząd IA - Gleby mineralne bezwęglanowe słabo wykształcone
(wytworzone ze skał kwarcowo-krzemianowych)
Typ IA1 - litosole (gleby inicjalne skaliste),
● płytkie, kwaśne, miąższość zwietrzeliny do 10 cm,
● profil A/C-C (w A/C niewiele próchnicy), głównie w górach i na wyżynach,
● porośnięte zbiorowiskami naskalnymi lub murawowymi,
● spotyka się na nich skarlałe świerki, sosny lub kosówkę.
Typ IA2 - regosole (gleby inicjalne luźne),
● profil A/C-C (poziom A/C do 10 cm miąższości), porośnięte pionierską roślinnością
● w górach na niezlepionych utworach kamienisto-żwirowo-piaszczystych,
● na piaskach wydmowych (nietrwałe),
Typ IA3 - pelosole (gleby inicjalne ilaste),
● profil AC-C (mała zawartość próchnicy),
● na zwięzłych skałach gliniastych lub ilastych, wilgotne pęcznieją, suche kurczą się,
● siedliska niskiej jakości użytków zielonych lub lasu wilgotnego (np. grądu).
Typ IA4 - rankery (gleby słabo wykształcone ze skał masywnych),
● profil O-AC-C (poziom O do kilku cm, AC 10-30 cm), kwaśne,
● w piętrze kosówki i w reglu górnym (rozwijają się do O-AE-B/C-C),
● w reglu dolnym i na pogórzu (rozwijają się do O-AC-BbrC-C).
Typ IA5 - arenosole (gleby słabo wykształcone ze skał luźnych),
● profil A-C lub A/C-C (poziom A od 10 do 30 cm),
● głównie na piaskach, porośnięte roślinnością piaskolubną lub borami sosnowymi,
● często wykorzystywane rolniczo (Ap-C).
Rząd IB - Gleby wapniowcowe o różnym stopniu rozwoju (wytworzone ze
skał wapniowcowych i o dużej zawartości CaCO3)
Typ IB1 - rędziny,
● z wapieni, margli, dolomitów, gipsów, opok,
● profil O-ACca-Cca (AC około 30 cm zawiera 2-6% próchnicy),
● zasadowe, mała zasobność w Fe i Al, duża w Ca, Mg i K,
● korzystne stosunki powietrzno-wodne,
● pod lasami liściastymi (buczynami i grądami) lub murawami kserotermicznymi,
● Wyżyna Kielecka, Wyżyna Lubelska, Roztocze, Wyżyna Krakowsko-
Częstochowska, Pieniny, Niecka Nidziańska.
Typ IB2 - pararędziny,
● ze skał zasobnych w CaCO3 (np. o spoiwie węglanowym),
● na fliszu karpackim, na pagórkach morenowych, profil AC-Cca (AC do 25 cm).
DZIAŁ II - GLEBY AUTOGENICZNE
Tworzą się pod wpływem różnych czynników glebotwórczych
Rząd IIA - Gleby czarnoziemne
(wytworzone z lessów)
Typ IIA1 - czarnoziemy (w Polsce reliktowe - ulegają degradacji),
● profil A-AC-C-Cca (A > 40 cm, zwykle > 70 cm),
● zawartość próchnicy od 2,6 do 4%,
● pod roślinnością stepową, klimat kontynentalny,
● ił koloidalny nie ulega przemieszczaniu, bardzo słabe wymywanie składników,
● zasobne w węglan wapnia, odczyn lekko kwaśny lub obojętny,
● idealne warunki powietrzno-wodne,
● okolice Hrubieszowa, Jarosławia, Przemyśla, Tomaszowa Lubelskiego, Głubczyc,
Sandomierza,
Rząd IIB - Gleby brunatnoziemne, 52% gleb Polski, wyróżniają się brunatnymi otoczkami na ziarnach (związki żelazisto-próchniczno-ilaste),
zawierają wagowo 1,5-2,5% próchnicy.
Typ IIB1 - gleby brunatne właściwe,
● profil O-A-Bbr-Cca, na skałach bogatych w węglany,
● odczyn lekko kwaśny lub obojętny, brak przemieszczania iłu, Fe i Al,
● pod grądami, lasami jaworowymi, bukowo-jodłowymi.
Typ IIB2 - gleby brunatne kwaśne,
● profil O-A-Bbr-C, na skałach bezwęglanowych,
● odczyn silnie kwaśny lub kwaśny, słabe przemieszczanie iłu, Fe i Al,
● pod buczyną karpacką, lasami i borami mieszanymi.
Typ IIB3 - gleby płowe,
● na pyłach, glinach, piaskach gliniastych, silne przemieszczanie iłu, słabsze Fe i Al,
● profil O-A-Eet-Bt-C, odczyn lekko kwaśny,
● pod lasami mieszanymi i liściastymi
Rząd IIC - Gleby bielicoziemne, 25% gleb Polski,
na piaskach i zwietrzelinach skał krzemianowych, mało minerałów ilastych, silnie kwaśne, pod borami i lasami mieszanymi.
Typ IIC1 - gleby rdzawe,
● profil O-ABv-Bv-C,
● rdzawe otoczki ze związków próchnicy z półtoratlenkami (Fe2O3, Al2O3).
Typ IIC2 - gleby bielicowe,
● na piaskach luźnych, rzadko uprawiane
● profil O-A-Ees-Bh-Bfe-C, wąski poziom E,
Typ IIC3 - bielice,
● gleby leśne pod borami, na wydmach, w górach na granitach, piaskowcach,
● profil O-Ees-Bfe-C, nie uprawiane.
DZIAŁ III - GLEBY SEMIHYDROGENICZNE
kształtują się w warunkach okresowego zawodnienia, zachodzą w nich procesy glejowe
Rząd IIIA - Gleby glejo-bielicoziemne
w górnej części profilu dominuje bielicowanie → tworzenie poziomu E,
w dolnej dominuje oglejenie gruntowe
Typ IIIA1 - gleby glejobielicowe,
● z piasków luźnych, pod wilgotnymi, mieszanymi borami i lasami,
● woda gruntowa około 80 cm p.p.t.,
● profil Ol-Of-Oh-AhEes-Bhfeoxgg-G.
Typ IIIA2 - glejobielice,
● pod borami mieszanymi wilgotnymi,
● profil Ol-Of-Oh-Ees-Bh-Bfegg-G.
Rząd IIIB - Czarne ziemie (2% gleb Polski)
Typ IIIB1 - czarne ziemie,
● na glinach, pyłach, iłach, profil A-C-G (A bardzo ciemny),
● wagowo 1,8-5,6% próchnicy, odczyn obojętny lub zasadowy,
● pod lasami liściastymi (łęgi, grądy).
Rząd IIIC - Gleby zabagniane
Typ IIIC1 - gleby opadowo-glejowe,
● profil A-Gg-C, na glinach lub pyłach,
● pod lasami liściastymi (nadają się na użytki zielone).
Typ IIIC2 - gleby gruntowo-glejowe,
● profil A-G, płytki poziom wody gruntowej (podsiąk kapilarny),
● pod wilgotnymi borami i lasami liściastymi.
DZIAŁ IV - GLEBY HYDROGENICZE
- utwory macierzyste powstały pod wpływem warunków wodnych
(luźne osady organiczne lub mineralne),
- tworzą głównie ekosystemy darniowe.
Rząd IVA - Gleby bagienne
- zachodzi w nich proces bagienny P (gromadzenie osadów organicznych),
- profil PO-O-D (PO zwykle ponad 30 cm grubości).
Typ IVA1 - gleby mułowe,
● zalewowe (z okresową aeracją),
● zhumifikowana masa roślinna + osady mineralne,
● duża produkcja biomasy (szybki rozkład), żyzne.
Typ IVA2 - gleby torfowe,
● włókna roślinne + humus + ziarna mineralne,
● do 90% materii organicznej,
● warunki niedotlenione lub beztlenowe.
● gleby torfowe torfowisk niskich (słabo kwaśne lub obojętne)
1) mechowiskowe, 2) turzycowiskowe, 3) szuwarowe, 4) olsowe
● gleby torfowe torfowisk przejściowych (kwaśne)
1) mszarne przejściowe, 2) brzezinowe
● gleby torfowe torfowisk wysokich (silnie kwaśne i kwaśne)
1) mszarne wysokie, 2) wrzosowiskowe, 3) bór-bagnowe
Torfowisko niskie (95% polskich torfowisk) → powstaje na terenach zasilanych wodami płynącymi, zasobne w biogeny, porośnięte wierzbą, brzozą, olszą czarną, trzciną, tatarakiem, turzycami, kniecią błotną, wieloma gatunkami mchów
Torfowisko przejściowe → zwykle powstaje z t. niskiego wskutek utraty zasilania wodami płynącymi, zwykle stanowi pierwszą fazę rozwoju t. wysokiego
Torfowisko wysokie → powstaje w płytkich zbiornikach wodnych (bez przepływu), roślinność nie ma dostępu do wód gruntowych, siedlisko ubogie, zakwaszone, karmione opadami, porośnięte przez mchy torfowce, wrzosy, bagno zwyczajne, wełniankę, rosiczki, żurawinę błotną, kosodrzewinę (w górach),
brzozę karłowatą (relikt), malinę moroszkę (relikt)
Eksploatacja torfowisk
Torfowiska zajmują w Polsce 13 tys. km2, czyli około 4% kraju
Przeciętna miąższość torfowiska nie przekracza 5-8 m
W latach 80. XX wieku działalność człowieka obejmowała 82% torfowisk
Proces wydobycia:
1) odwodnienie złoża przeznaczonego do eksploatacji
2) wyrównanie powierzchni torfowiska (usunięcie drzew, krzewów i pni)
3) przygotowanie składowisk, wykonanie dróg dojazdowych i wewnętrznych
4) zdjęcie wierzchnicy (powierzchniowa, żywa część torfowiska - około 50 cm)
5) wydobycie metodą frezowania (ścinania warstw o miąższości około 70 cm)
Rekultywacja potorfi:
● zatopienie
● zabagnienie pobudzające regenerację torfowiska
(jest ona możliwa gdy eksploatacja nie była zbyt głęboka - do 2,5-3,5 m)
● zasypanie wyrobiska i przeznaczenie dla rolnictwa (zwłaszcza użytki zielone)
● uprawa żurawiny lub jagody amerykańskiej
● zalesienie olszą czarną lub brzozą omszoną
Rząd IVB - Gleby pobagienne
- przerwanie procesu bagiennego, aeracja,
- wzmożona humifikacja, a zwłaszcza mineralizacja,
- ubytek masy organicznej,
- murszenie (zmiany struktury masy organicznej i jej przesuszenie).
Typ IVB1 - gleby murszowe,
● z gleb bagiennych, struktura ziarnista, sypkie, profil M-O-D
● mursz darniowy (M1), poddarniowy (M2), przejściowy (M3),
Typ IVB2 - gleby murszowate,
● z gleb płytkich bagiennych lub gruntowo-glejowych,
● profil AM-AC-C,
DZIAŁ V - GLEBY NAPŁYWOWE
powstają na osadach aluwialnych lub deluwialnych
Rząd VA - Gleby aluwialne
Typ VA1 - mady rzeczne (5% gleb polskich),
● profil A-C-CG-G, wyściełają terasy rzeczne,
● budowa sedymentacyjna warstwowa, okresowo namulane, okresowo przesychają,
● pod użytkami zielonymi, łęgami, żyzne, uprawiane.
Typ VA2 - mady morskie
● w dawnych zatokach
Rząd VB - Gleby deluwialne, z materiału osadzonego u podnóża stoków
Typ VB1 - gleby deluwialne,
● profil A-C, materiał z pól ornych (z lessów, rędzin).
DZIAŁ VI - GLEBY SŁONE
Rząd VIA - Gleby słono-sodowe,
- mają co najmniej 15-cm warstwę o dużej zawartości soli (>0,2%),
- nadmiar sodu (niekorzystna struktura),
- wzdłuż wybrzeża, Kujawy, Niecka Nidziańska, obszary górnicze.
Typ VIA1 - sołonczaki,
● w poziomie słonym więcej niż 2% soli,
Typ VIA2 - gleby sołonczakowate,
● w poziomie słonym 0,5-1,5% soli
Typ VIA3 - sołońce,
● duża zawartość sodu, zasadowe, lepkie, zbite.
DZIAŁ VII - GLEBY ANTROPOGENICZNE
przeobrażone typologicznie w wyniku działalności człowieka
Rząd VIIA - Gleby kulturoziemne, przeobrażone pozytywnie, nawożone, zagospodarowane, często meliorowane, miąższość A 40-60 cm
Typ VIIA1 - hortisole, ogrodowe (np. poklasztorne), podobne do czarnoziemów
Typ VIIA2 - rigosole, głęboka uprawa, profil z utworami antropogenicznymi
Rząd VIIB - Gleby industrio- i urbanoziemne, przeobrażone negatywnie, zniszczone mechanicznie, zapylone, zasolone, obciążone metalami ciężkimi
Typ VIIB1 - gleby antropogeniczne o niewykształconym profilu,
na nasypach, skarpach, zwałowiskach
Typ VIIB2 - gleby antropogeniczne próchniczne, gleby miejskie, np. w parkach
Typ VIIB3 - pararędziny antropogeniczne, duże nagromadzenie CaCO3 na powierzchni
Typ VIIB4 - gleby słone antropogeniczne, zasolone
OKREŚLANIE MOŻLIWOŚCI PRODUKCYJNYCH GLEB
Klasa bonitacyjna - wskaźnik określający przydatność produkcyjną gleby, ustalany na podstawie warunków glebowo-terenowych i warunków uprawy
Kompleks przydatności rolniczej - zespół gleb o podobnych właściwościach rolniczych, zajmujących określony obszar, tworzących siedlisko sprzyjające określonym uprawom
Bonitacja gleb gruntów ornych
Klasa I - gleby orne najlepsze (w Polsce 0,5% gruntów ornych),
● równinne, głęboki poziom A, próchnica słodka,
● najlepsze z czarnoziemów, czarnych ziemi, mad, gleb brunatnych, rędzin
Klasa II - gleby orne bardzo dobre (3,2%),
● te same co w klasie I ale o gorszym położeniu i stosunkach wodnych,
płytszym A,
● gleby brunatne i płowe utworzone z utworów gliniastych i pylastych
Klasa IIIa - gleby orne dobre (10%),
● gorsze właściwości i położenie od klas I i II,
● dobre gleby brunatne, płowe, czarnoziemy, czarne ziemie, mady, rędziny
● zmeliorowane gleby torfowo-mułowe
Klasa IIIb - gleby orne średnio dobre (13,6%),
● okresowo zbyt suche lub zbyt wilgotne,
● gleby brunatne, płowe, torfowe, niektóre mady i rędziny, gorsze czarnoziemy
Klasa IVa - gleby orne średniej jakości - lepsze (22,3%),
● plony zależą od warunków atmosferycznych,
● gleby brunatne, płowe, bielicowe, opadowo-glejowe, gorsze rędziny,
podmokłe czarnoziemy i czarne ziemie
Klasa IVb - gleby orne średniej jakości - gorsze (16,6%),
● zbyt suche lub zbyt wilgotne (z oglejeniem),
● gleby piaszczyste (brunatne, płowe i bielicowe), płytkie mady i rędziny,
najgorsze czarnoziemy i czarne ziemie, płytkie torfowe
Klasa V - gleby orne słabe (20,7%),
● mało żyzne, mało urodzajne, ubogie w próchnicę, płytkie,
● gleby bielicowe, rdzawe, płowe, torfowe, murszowe
Klasa VI - gleby orne najsłabsze (11,6%),
● płytkie, dają niskie i niepewne plony,
● suche i luźne lub za mokre o wysokim poziomie wody gruntowej,
● bielicowe, rdzawe, rankery, najgorsze mady
Klasa VIRZ - gleby pod zalesienia (1,5%),
● profil inicjalny,
● słabo zaznaczony poziom próchniczny
Kompleksy przydatności rolniczej gleb ornych
1. Pszenny bardzo dobry,
● gleby z klas I i II,
● pszenica ozima i jara, żyto, jęczmień jary, owies, kukurydza, ziemniaki, buraki cukrowe
i pastewne, marchew pastewna, brukiew, rzepak jary i ozimy, warzywa, lucerna, koniczyna
czerwona, gorczyca, mak, len, chmiel, groch, tytonie ciężkie, także pod sady
2. Pszenny dobry,
● gleby z klas II, IIIa i IIIb,
● rośliny uprawne jak w P1 (plony mniej pewne) oraz pod sady
3. Pszenny wadliwy,
● zwięzłe gleby z klas IIIb i IVa,
● pszenica ozima i jara, jęczmień jary, kukurydza
4. Żytni bardzo dobry (pszenno-żytni),
● gleby z klas IIIa, IIIb i IVa,
● uprawy jak w 1 i 2 (pszenica plonuje słabo) oraz gryka, rzepa, łubin, tytonie lekkie
5. Żytni dobry (żytnio-ziemniaczany dobry),
● gleby z klas IVa i IVb,
● żyto, gryka, ziemniaki, marchew pastewna, buraki pastewne, owies, len,
tytonie lekkie, słonecznik, peluszka, łubin, kapusta
6. Żytni słaby (żytnio-ziemniaczany słaby),
● gleby z klas IVb i V,
● żyto, owies, ziemniaki, wyka, seradela, łubin
7. Żytni najsłabszy (żytnio-łubinowy),
● gleby z klas V i VI,
● żyto, łubin
8. Zbożowo-pastewny mocny,
● gleby mineralne z klas IIIb, IVa, IVb i V - trawy, koniczyny, owies,
pszenica ozima i jara, buraki pastewne, brukiew, kapusta
● gleby organiczne z klas IIIa, IVa i IVb - trawy, koniczyny, owies, ziemniaki,
buraki pastewne, brukiew, kapusta, pszenica jara, konopie, rzepak
9. Zbożowo-pastewny słaby,
● gleby mineralne z klas IVb i V - owies, żyto, kapusta, koniczyna biała,
ziemniaki, rzepa
● gleby organiczne z klas IVa, IVb, V i VI - żyto, konopie, ziemniaki,
słonecznik pastewny, brukiew, rzepa, koniczyna białoróżowa
10. Pszenny górski,
● gleby z klas II, IIIa i IIIb (około 300-450 m n.p.m.),
● owies, pszenica ozima, jęczmień jary, ziemniaki, koniczyna,
buraki pastewne i cukrowe
11. Zbożowy górski,
● gleby z klas IVa i IVb (około 500-600 m n.p.m.),
● pszenica ozima i jara, jęczmień jary, ziemniaki, owies, koniczyna,
buraki pastewne, rzepa
12. Owsiano-ziemniaczany górski (zbożowo-pastewny górski),
● gleby z klasy V (około 550-700 m n.p.m.),
● ziemniaki, owies, trawy, koniczyny
13. Owsiany górski (owsiano-pastewny górski),
● gleby z klasy VI (około 700-900 m n.p.m.),
● owies, mieszanki traw i motylkowatych
14. Kompleks do przeznaczenia pod użytki zielone
NIZINNE I WYŻYNNE UŻYTKI ZIELONE
1. Grądy (zasilane wodą gruntową, nie zalewane)
● właściwe - na niewielkich wzniesieniach
● zubożałe - na terenach wylesionych po borach
● popławne - na glebach deluwialnych
● połęgowe - na glebach aluwialnych
2. Łęgi (zalewane, zamulane, bardzo wydajne)
● właściwe - na wyższych terasach, zalewane wiosną
● rozlewiskowe - na niższych terasach, liczniejsze zalewy
● zastoiskowe - w obniżeniach bezodpływowych
3. Bielawy, czyli łąki bagienne
● bielawy zalewne - przy rzekach
● bielawy właściwe - nieco oddalone od rzek
4. Łąki i pastwiska pobagienne (powstają z bielaw, dominacja turzyc, mchów)
GÓRSKIE UŻYTKI ZIELONE
podgórskie, górskie, wysokogórskie, dolinowe, grzbietowo-szczytowe itp.
Bonitacja gleb użytków zielonych
Klasa I - obfite plony, 3 pokosy, zawsze możliwy maszynowy zbiór siana
Klasa II - 3 pokosy słabiej plonujące
Klasa III - wymagają melioracji, 2 pokosy
Klasa IV - okresowo zalewane, 1 pokos (czasem 2)
Klasa V - ubogie, zakrzaczone, kamieniste, 1 pokos
Klasa VI - 1 zbiór siana ręczny i to nie każdego roku
Kompleksy przydatności rolniczej gleb użytków zielonych
1z - użytki zielone bardzo dobre i dobre
● 1,8% nizinnych i wyżynnych, 1% górskich, użytki klas I i II,
● grądy popławne i połęgowe, łęgi
2z - użytki zielone średnie
● 55,8% nizinnych i wyżynnych, 60% górskich, użytki klas III i IV,
● grądy połęgowe, łęgi rozlewiskowe, grądy właściwe, łęgi zastoiskowe,
łąki i pastwiska pobagienne, rzadziej bielawy
3z - użytki zielone słabe i bardzo słabe
● 42,4% nizinnych i wyżynnych, 39% górskich, użytki klas V i VI,
● grądy właściwe, łęgi zastoiskowe, bielawy, łąki i pastwiska pobagienne
DEGRADACJA GLEB - zmniejszanie areału gleb oraz niekorzystne zmiany środowiska glebowego obniżające jego aktywność biologiczną i urodzajność
● fizyczna (np. prace geomechaniczne, straty masy gleby wywołane erozją,
zaskorupianie, rozpływanie)
● chemiczna (np. straty składników pokarmowych, nagromadzenie substancji
szkodliwych, zakwaszenie)
● biologiczna (np. zmniejszanie zawartości substancji organicznej,
niekorzystne zmiany składu mikroflory i mikrofauny)
Gleby zwięzłe drobnofrakcyjne, o dużej pojemności sorpcyjnej,
aktywne biologicznie i zasobne w próchnicę są dość odporne na degradację
Zmiany areału gleb rolniczych w Polsce:
1980 r. - 18,84 mln ha użytków rolnych; 8,68 mln ha lasów
1996 r. - 17,88 mln ha użytków rolnych; 8,81 mln ha lasów
2006 r. - 15,96 mln ha użytków rolnych; 9,20 mln ha lasów
Przekształcenia chemiczne
1. Radionuklidy
● są akumulowane w glebie, przechodzą głównie do zbóż i traw (→ mleko)
● przykładowo działalność człowieka podwoiła ilość 14C w środowisku
2. Pestycydy
● podlegają sorpcji glebowej
● hamują w glebie procesy mikrobiologiczne (oddychanie, nitryfikację,
mineralizację, tworzenie brodawek korzeniowych)
● stare pestycydy o długim czasie rozkładu (np. DDT, lindan, dieldryna)
nadal są obecne w gruntach, nowe ulegają szybkiemu rozkładowi
● należy stosować pestycydy:
1) o dużej selektywności,
2) o małych dawkach stosowania,
3) szybko rozkładające się
● w uprawach rzędowych oprysk stosować pasowo (nie powierzchniowo)
3. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne
● gromadzą się w gruntach i osadach dennych
● wnikają do roślin
● ulegają naturalnemu rozkładowi (chemo- i fotooksydacji, biodegradacji)
● zapobieganie skażeniu gleb:
- utrzymywanie warunków tlenowych
- stosowanie preparatów organicznych aktywujących mikroflorę glebową
oraz próchnicotwórczych
4. Zakwaszenie (przyczyny, skutki, ochrona → wykład nr 2)
5. Metale ciężkie
● podlegają sorpcji w gruntach i osadach
● są unieruchomione w kompleksach ze związkami próchnicznymi,
uwalniają się w środowisku kwaśnym
● są dobrze pochłaniane z gleb na plantacjach wierzbowych
● zapobieganie skażeniu gleb i wchłanianiu przez rośliny:
1) zaniechanie stosowania rolniczego osadów ściekowych
2) stosowanie nawozów organicznych próchnicotwórczych,
3) ograniczanie zakwaszenia gleb
6. Alkalizacja
● nadmiar składników zasadowych, czyli Ca i Mg,
a w mniejszym stopniu K i Na
● blokuje roślinom pobieranie fosforu i mikroelementów
● naturalnie występuje w glebach wapniowcowych
● alkalizację wywołuje
- nadmiar nawozów wapniowych lub wapniowo-magnezowych
- opad pyłów (zwłaszcza w rejonach cementowni, elektrowni, hut,
kopalni i zakładów przetwórczych skał wapiennych, składowisk popiołów i żużli)
● jest niwelowana bezwapniowym nawożeniem mineralnym
7. Wyjałowienie gleb (ubytek składników pokarmowych)
● główne przyczyny:
- pobieranie przez rośliny
- wymywanie przez wodę
● bardziej podatne są gleby lekkie
Wielkość wymywania składników z gleby górskiej w okresie wegetacji:
Użytek |
N-NO3 |
Ca |
Mg |
Na |
K |
SO4 |
|
[kg/ha] |
|||||
Odpływ wgłębny |
|
|
|
|
|
|
Odpływ wgłębny |
|
|
|
|
|
|
Zapobieganie wyjałowieniu:
- utrzymywanie ciągłego okrycia roślinnego gleby
- stosowanie nawożenia mineralnego kompleksowego (wieloskładnikowego)
- przyorywanie słomy zbożowej, rzepakowej, kukurydzianej, strączkowej
- uprawy pól zielonych do przyorania
►motylkowate (koniczyna, łubin, lucerna, seradela, wyka, peluszka)
►mieszanki motylkowatych z trawami
- stosowanie nawożenia naturalnego (nie zalecane corocznie)
►dopuszcza się nawożenie naturalne do 170 kg N na ha rocznie,
czyli gnojowicy do 45 m3/ha, obornika do 40 t/ha
- stosowanie nawożenia kompostami, odpadami torfowymi
- stosowanie wypasu rotacyjnego kwaterowego (wypas do połowy października)
- stosowanie koszarzenia nocnego przy wypasie owiec
(ogrodzenie - koszar 2-3 m2/dobę/owcę)
8. Przenawożenie
● wynika z niewłaściwego stosowania nawozów, np.:
- wysokiego nawożenia naturalnego po przyoraniu motylkowatych
- przedawkowania nawozów mineralnych
- częstego stosowania gnojowicy lub ścieków
● najczęściej zdarza się przeazotowanie (prowadzi do nagromadzenia
nadmiaru związków białkowych i niebiałkowych w roślinach)
● obniżeniu zawartości składników w glebie służą uprawy np.:
- azotolubne: marchew, rzepak, chmiel, ziemniak, kukurydza, żyto
- potasolubne: burak cukrowy, ziemniak, kukurydza, rzepak
- fosforolubne: fasola, rzepak, łubin, gryka
- siarkolubne: rzepak, gorczyca, cebula, kapusta, motylkowate
9. Ścieki i osady ściekowe
● nie stosować pod rośliny przeznaczone do bezpośredniego spożycia
● główne wymogi dla stosowania to stan sanitarny i zawartość metali ciężkich
● warunki wprowadzania ścieków do gleb
„Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie warunków jakie należy spełnić
przy wprowadzaniu ścieków do wód lub ziemi...” (Dziennik Ustaw nr 137 z 2006 roku)
● warunki wprowadzania osadów ściekowych do gleb
„Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie komunalnych
osadów ściekowych” (Dziennik Ustaw nr 134 z 2002 roku)
10. Zasolenie
● nadmierna koncentracja soli w roztworze glebowym
● utrudnione pobieranie wody przez rośliny
● negatywny wpływ na rośliny od 3000 mg/dm3 soli
● zamieranie roślin (prócz słonorośli) od 5000 mg/dm3 soli
● przyczyny możliwego zasolenia w Polsce:
- obfite opady znad oceanu w czerwcu-lipcu
- środki odladzające zimą
- niektóre nawozy mineralne (np. saletra sodowa)
- wody kopalniane
- spływy z górniczych zwałowisk skał płonnych
- nawadnianie wodą morską
● rośliny
- bardzo odporne: burak, szpinak, pomidor,
- średnio odporne: jęczmień, słonecznik,
- wrażliwe: truskawka, groch, fasola
11. Inne ważne czynniki i substancje skażające
● opad pyłu (związki wapnia, siarczki, dwutlenek manganu, tlenki żelaza,
węglowodory, metale ciężkie)
● związki fluoru - wybitnie fitotoksyczne, np. fluorowodory,
w rejonach hut aluminium, szkła i stali, fabryk nawozów fosforowych
● proces intoksykacji - przemiany związków nieszkodliwych w toksyczne
pod wpływem zmiany odczynu, natlenienia, uwilgotnienia itp.
np. redukcja siarczanów do siarczków
● zaprawy nasienne
O uznaniu gleby za zanieczyszczoną mówi:
„Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleby
oraz standardów jakości ziemi” (Dziennik Ustaw nr 165 z 2002 roku)
Przekształcenia biologiczne
1. Ubytek materii organicznej
przyczyny:
● intensywna uprawa mechaniczna → przesuszenie, aeracja, mineralizacja
● stosowanie nawożenia tylko mineralnego
● brak przyorywanych pól zielonych
● zaniechanie przyorywania resztek pożniwnych
● nadmierne odwadnianie → natlenienie, murszenie, mineralizacja
(poziom wód gruntowych nie powinien być obniżany głębiej niż 70 cm p.p.t.)
2. Zmiany składu flory i fauny glebowej
● niektóre pestycydy powodują rozwój toksycznych grzybów
(taką glebę opanowują drobnoustroje odporne na mikotoksyny)
● niektóre pestycydy auksynowe wpływają na rozwój nicieni pasożytniczych
● szkodliwe działanie na wazonkowce i dżdżownice mają:
ścieki, gnojowica, niektóre pestycydy, nadmiar nawozów amonowych
● osuszanie gleb podmokłych → wyginięcie mikroorganizmów beztlenowych
● stosowanie ścieków i gnojowicy → zamieranie mikroorganizmów tlenowych
● obecność dżdżownic świadczy o żyzności i czystości gleby, służy im:
- stosowanie obornika i kompostów
- przyorywanie resztek pożniwnych i zielonek
- płytka uprawa
- ograniczanie zabiegów mechanicznych
3. Zmęczenie gleby - załamanie równowagi biologicznej gleby, skutkujące
rozwojem niekorzystnej mikroflory i mikrofauny (patogenów, bakteriofagów,
pasożytów, grzybów) oraz spadkiem żyzności i urodzajności
przyczyny:
- zbyt długie monokulturowe użytkowanie tą samą uprawą
(zwłaszcza koniczyną, burakami, łubinem, pszenicą)
- silna mechanizacja (przesuszenie, ugniatanie)
- nadmierne stosowanie gnojowicy i nawozów mineralnych
- częste stosowanie pestycydów
- rozpad pestycydów w glebie na związki toksyczne
zapobieganie i przywracanie równowagi:
- pobudzenie aktywności biologicznej obornikiem, kompostami
- wysiew mieszanek strukturotwórczych
(np. lucerna + przelot pospolity + nostrzyk biały + trawy)
- wprowadzanie upraw roślin sanitarnych (owies, rzepak, strączkowe),
wytwarzających antybiotyki
- stosowanie płodozmianu odpowiadającego allelopatii dodatniej
(np. kukurydza-ogórek, ziemniak-fasola, cebula-burak, wyka-żyto)
- założenie łąki i jej późniejsze przyoranie
- nawożenie uzupełniające glebę w składniki wyczerpane przez monokulturę
- stosowanie szczepionek przeciwbakteryjnych
- ograniczenie mechanizacji, np.
1) ograniczenie zabiegów przedsiewnych do bronowania
2) zastąpienie orki jesiennej uprawą kultywatorem z szerokimi łapami (gruberem)
Bronowanie, kultywatorowanie:
● spulchnianie i wymieszanie wierzchniej warstwy gleby bez jej odwracania
● wyrównanie powierzchni
● rozbijanie i kruszenie brył
● wyciąganie rozłogów perzu
Przekształcenia fizyczne
1. Zmiany antropogeniczne geomechaniczne
● zdzieranie, ubijanie przez ciężki sprzęt, mieszanie z gruzem, przykrywanie
(prace budowlane)
● likwidacja gleb (górnictwo odkrywkowe)
● zasypywanie (wysypiska, zwałowiska, obwałowania, nasypy)
● niszczenie i deformacja (chaotyczne wydobycie surowców)
● powstawanie podeszwy płużnej pod warstwą orną na skutek ugniatania kołami maszyn
likwidacja podeszwy:
głęboszowanie - przeoranie podglebia głęboszem (co 3-4 lata)
2. Zaskorupianie
● występuje na glebach pylastych po deszczu oraz w warunkach niedoboru Ca
● zapobieganie:
1) uprawy strukturotwórcze, 2) wapnowanie, 3) kultywatorowanie
3. Ruchy masowe - osuwanie
● osuwiska suffozyjne, erozyjne, a zwłaszcza zwietrzelinowe
● osuwanie zwietrzelinowe
- gdy zwietrzelina znacznie nasiąknie wodą i pod jej ciężarem zsuwa się
(najłatwiej gdy warstwa zalegająca pod spodem ma właściwości poślizgowe, np. ił)
- zapobieganie biotechniczne → najlepiej wiążą glebę
drzewa: olsza, wiąz, modrzew, jodła, dąb, klon, grab;
kombinacje drzew i krzewów: olsza szara + wierzba purpurowa
- zapobieganie poprzez drenaż gruntu
4. Ruchy masowe - spełzywanie zwietrzeliny
● niedostrzegalne przemieszczanie grawitacyjne (nawet kilka cm rocznie)
● w klimacie umiarkowanym głównie na użytkach zielonych
● w klimacie zimnym nazywa się soliflukcją
● objawy:
- pomarszczona powierzchnia
- zmienione położenie starych kamieni granicznych
- przechylenie słupów
- skrzywienie pni drzew w dolnym odcinku
5. Ruchy masowe - spływanie zwietrzeliny
● spływ masy przepojonej wodą z obfitych opadów lub nagłych roztopów
● spływy błotne (stoki powyżej 25°)
● spływy ziemne (stoki do 25°)
6. Zawodnienie gleb
● odcięcie dopływu tlenu do gleby
● obumarcie kserofitów i mezofitów, a rozwój higrofitów i hydrofitów
● zawodnienia w obszarach górniczych:
- napływ wód gruntowych w nieckach z osiadania
- obniżenie dna doliny rzecznej skutkujące rozlewiskami wód rzecznych
● zalewy powodziowe
● tworzenie zbiorników
Poprawa i rekultywacja:
- melioracje odwadniające
- zasypanie i nasadzenie drzew o dużym zużyciu wody (buk, modrzew, topola)
- zaadaptowanie na stawy rybne
7. Przesuszenie gleb
● nadmierny spadek uwilgotnienia
● zmiany szaty roślinnej (np. bór wilgotny → bór świeży)
● zwydmianie gleb piaszczystych
● murszenie gleb bagiennych
przyczyny obniżenia poziomu wód gruntowych:
● urbanizacja, budowa placów, dróg itp. (zamiana wsiąkania opadów na spływ)
● wylesienie terenu (np. powstanie Pustyni Błędowskiej)
● obniżenie bazy erozyjnej (np. obniżenie poziomu wód w jeziorze)
● odwadnianie skutkujące lejami depresyjnymi
1) złóż eksploatacji głębinowej,
2) głębokich wykopów,
3) wyrobisk odkrywkowych
● gospodarczy pobór wód podziemnych → leje depresyjne
● melioracje odwadniające (rowy otwarte i dreny)
działania ochronne:
● fitomelioracje (zalesienia, zakrzaczenia, zadarnienia)
● nawodnienia wodami dobrej jakości
1) podsiąkowe, 2) przesiąkowe, 3) zalewowe, 4) stokowe,
5) bruzdowe, 6) deszczowniane, 7) mikronawodnienia
Pilna potrzeba nawodnień:
dorzecze Obry, zlewnia środkowej i dolnej Warty,
Kujawy, Mazowsze
● spiętrzanie cieków, budowa stawów, oczek wodnych
● ograniczenie mechanizacji rolniczej
● zasypywanie lub zastawianie dawnych rowów odwadniających
● zatykanie odpływów drenarskich
● w glebach bagiennych:
1) utrzymywanie wysokiego poziomu wód gruntowych
2) blokowanie odpływu wód pozimowych
Skala odwodnień drenami w Polsce (głównie grunty orne):
1) 1945-1960 - 57 tys. ha 5) 1976-1980 - 681 tys. ha
2) 1961-1965 - 269 tys. ha 6) 1981-1985 - 329 tys. ha
3) 1966-1970 - 490 tys. ha 7) 1986-1990 - 280 tys. ha
4) 1971-1975 - 607 tys. ha
Siecią drenów odwodniono w Polsce prawie 5 mln ha gruntów ornych
Siecią kanałów i rowów odwodniono w Polsce 2 mln ha użytków zielonych
Ważniejsze kanały odwadniające i obszary silnie zmeliorowane:
● Kanał Rudzki 16 km (rz. Ełk - rz. Biebrza)
● Kanał Woźnawiejski 9 km (rz. Jegrznia - rz. Ełk)
● Kanał Kapicki 11 km (miejscowość Kapice - rz. Biebrza)
● Kanał Kuwasy 13 km (j. Rajgrodzkie - rz. Ełk) odwadniająco-nawadniający
● Kanał Łęg 12 km (rz. Ełk - Kanał Rudzki)
● Kanał Wieprz-Krzna 140 km (rz. Wieprz - rz. Krzna Południowa)
● Kanał Turośl 20 km (rz. Turośl - rz. Pisa)
● obszar Żuław Wiślanych (główny kanał odwadniający → Kanał Panieński)
● dolina Noteci
● dolina Narwi
● dolina Nidy
Obniżenie poziomu wód gruntowych spowodowały także kanały żeglowne, np.:
→Obry →Mosiński
→Notecki →Warta-Gopło
→Bachorze →Augustowski
8. Erozja wodna - niszczące działanie wód płynących
powierzchniowa (zmywanie powierzchniowe gleby → rozmywanie garbów, zamulanie niecek, tworzenie deluwiów)
liniowa (żłobienie rowków, bruzd, koryt, wąwozów, tworzenie krajobrazu bad land)
● skutkuje zanieczyszczaniem wód powierzchniowych zawiesinami i fosforem
● zagraża na 28,5% Polski (głównie w górach, na pogórzu,
na Wyżynie Małopolskiej, Wyżynie Lubelskiej, Roztoczu)
● w Polsce woda znosi rocznie około 4 mln ton urodzajnej gleby
● podatność gleb na erozję:
- utwory bardzo podatne → pyły (zwłaszcza lessy)
- silnie podatne → piaski luźne, rędziny kredowe
- średnio podatne → żwiry i piaski gliniaste
- słabo podatne → gliny lekkie i gliny średnie
- odporne → gliny ciężkie, iły, gleby szkieletowe
● zagrożenie erozją ze względu na nachylenie:
- słabe → poniżej 3° (<5%)
- umiarkowane → 3-6° (5-11%)
- intensywne → 6-10° (11-18%)
- silne → 10-15° (18-27%)
- bardzo silne → ponad 15° (>27%)
Beskidy (stok ok. 11°) |
Roczna wielkość zmywu gleby [t/ha] |
las |
0,03 |
użytek zielony |
0,11 |
uprawy zbożowe |
2,50 |
okopowe, warzywa |
22,0 |
Do zmycia 18 cm warstwy gleby ze stoku o nachyleniu 6° potrzeba:
- 575 tys. lat pod pierwotną puszczą - 82 tys. lat pod trwałą darnią
- 110 lat pod uprawą polową - 18 lat na czarnym ugorze
Zabiegi ochronne:
na gruntach ornych
► użytkowanie orne na stokach o nachyleniu do 12° (do 21%)
► grunty orne do 500 m n.p.m., a co najwyżej 700 m n.p.m.
► stosowanie uprawy poprzecznej na stokach (wzdłuż warstwic)
1) tworzenie tzw. pól wstęgowych równoległych do poziomic
2) przemienny układ poprzecznych pól ornych i użytków zielonych
3) orka poprzeczna (nigdy z góry na dół) z odwracaniem skib w górę stoku
► mulczowanie (przykrywanie ugoru)
1) słomą, łętami, liśćmi itp.
2) pozostawienie nie przyoranych skoszonych poplonów
► utrzymywanie ciągłej okrywy roślinnej
► stosowanie płodozmianów przeciwerozyjnych (bez okopowych, bez warzyw)
mieszanki: np. życica trwała + kostrzewa czerwona + stokłosa bezostna
+ komonica zwyczajna
oziminy: najlepiej rzepak, żyto, pszenżyto
► ograniczanie mechanizacji
► głęboszowanie (ułatwia wsiąkanie wody)
na użytkach zielonych
► łąki i pastwiska na stokach o nachyleniu do 20° (do 36%)
► tworzenie rowków chłonnych lub progów kamienno-ziemnych wzdłuż poziomic
co 10-30 m na użytkach o dużym nachyleniu
► podsiewanie i przykrywanie (np. gałęziami) świeżych bruzd erozyjnych i miejsc
uszkodzonych racicami zwierząt
► użytkowanie przemienne kośno-pastwiskowe
► wypas kwaterowy
inne
► stoki o nachyleniu powyżej 20° powinny być zalesione
► zalesianie stromych stoków (Beskidy: sosna, buk, modrzew, jodła) wymaga tworzenia
i obsadzania mikrotarasów (co około 2 m)
● mikrotarasy podpiera się:
1) płotkami (rzędy palików przeplatanych wikliną)
2) kamiennymi progami
3) żywopłotami z wierzby, kaliny, rokitnika, maliny
► zaniechanie zrębów na stromych stokach
► obsiewanie, obsadzanie, przykrywanie gałęziami szlaków ściągania drewna
► zadrzewianie nieużytków (np. płytkich gleb, młak)
► wyrównywanie stoków (ścinanie garbów, zasypywanie niecek)
► umacnianie dróg spływu wód opadowych (linii spływu)
● zadarnianie
● zakrzaczanie (wierzby krzewiaste, czeremcha, dzika róża, głóg, wiciokrzew)
● zadrzewianie (olsza szara, wierzba krucha, jesion wyniosły)
► przekształcanie linii spływu w rowy umocnione kamieniami i darnią
► zadarnianie dróg rolniczych, leśnych i den wąwozów
► umacnianie skarp przydrożnych i wąwozowych
gatunki odporne na wywracanie: śliwa tarnina, głóg, kalina, bez czarny,
leszczyna, kruszyna, czeremcha, grab
► umacnianie brzegów koryt cieków (gatunki jak na liniach spływu)
► tworzenie tarasów (naorywanie lub uprawa powodująca ich samoistne powstawanie)
● założenie naprzemiennych poprzecznych pól:
- pola orne kilku- kilkunastometrowej szerokości (odkładanie skib w dół stoku)
- pola darniowe o szerokości około 2 m pomiędzy ornymi
9. Erozja wietrzna (wywiewanie wierzchniej warstwy gleby)
● skutkuje przesuszeniem, odsłanianiem korzeni
● najbardziej podatne są gleby piaszczyste i murszowe
● zagraża na 27,6% powierzchni kraju, głównie na obszarach o małej lesistości,
obszarach nadmorskich, górskich, przemysłowych (rozwiewanie zwałowisk)
● jest nasilona w okresie wczesnowiosennym
Zabiegi ochronne:
- zakładanie i pielęgnowanie na pasach darniowych śródpolnych pasów
zadrzewień, tzw. pasów wiatrochronnych
gatunki neutralne dla upraw: jarzębina, lipa, klon srebrzysty, wierzba drzewiasta, drzewa owocowe
- utrzymywanie stałej okrywy roślinnej
- zalesianie nierolniczych gleb piaszczystych (sosną)
- zadarnianie piasków na cele rolnicze
(trawy → kostrzewa czerwona, kostrzewa owcza, mietlica pospolita)
- uprawa bezorkowa z siewem bezpośrednim
(siewnik umieszcza nasiona w glebie na odpowiedniej głębokości)
- unikanie aktywnego spulchniania gleby, np. glebogryzarką
- utrzymywanie korzystnego uwilgotnienia
- stosowanie sztucznych preparatów strukturotwórczych
- nawożenie obornikiem i kompostami
- okrywanie gleby materiałami bio- lub fotodegradowalnymi
● biomaty z włókien naturalnych (z juty, z włókna kokosowego, słomiane)
● porowate emulsje bitumiczne
● folia z polibutenu
dodatkowe korzyści z okrywania:
ochrona przed kroplami deszczu
zabezpieczenie nasion przed wymywaniem
zmniejszenie utraty wilgoci
korzystny mikroklimat dla nasion
przyspieszenie rozwoju roślin
uzyskanie efektu nawożenia
Ustawa o ochronie gruntów rolnych i leśnych
Dziennik Ustaw nr 16 z 1995 roku
● reguluje zasady ochrony gruntów rolnych i leśnych
oraz rekultywacji i poprawiania wartości użytkowej gruntów
● określa warunki przeznaczania gruntów rolnych i leśnych na cele nierolnicze i nieleśne
● określa skutki ekonomiczno-prawne wynikające z wyłączenia gruntów
z produkcji rolniczej lub leśnej
● określa obowiązki właściciela gruntów w zakresie zapobiegania degradacji gruntów
● wskazuje możliwości finansowania działań ochronnych
z Funduszu Ochrony Gruntów Rolnych
● określa zasady kontroli postępowania z gruntami
Kartografia gleb - dział gleboznawstwa zajmujący się sporządzaniem map glebowych na podstawie badań terenowych i laboratoryjnych oraz analizy czynników glebotwórczych
Mapa glebowa jest mapą tematyczną, przedstawiającą zróżnicowanie
i właściwości pokrywy glebowej
Podział map glebowych ze względu na skalę:
● szczegółowe (plany) - skala większa od 1: 10 000 (zwykle 1: 5 000),
służą do prawidłowego prowadzenia gospodarki leśnej i rolnej
● wielkoskalowe - 1: 10 000, 1: 25 000, 1: 50 000, orientują w sytuacji glebowej
● średnioskalowe - 1: 100 000, 1: 200 000, 1: 300 000, służą do planowania
zagospodarowania przestrzennego
● małoskalowe (przeglądowe) - skala 1: 500 000 i mniejsza, orientują
w powiązaniach między ewolucją gleb a warunkami makrogeograficznymi
Rodzaje map glebowych:
● glebowo-przyrodnicze (genetyczne) → rozmieszczenie typów gleb
● bonitacyjne → rozmieszczenie klas bonitacyjnych
● glebowo-rolnicze → rozmieszczenie kompleksów przydatności rolniczej
(często łącznie z typami gleb i granulometrią)
● glebowo-melioracyjne → ukazują cechy gleb istotne dla melioracji,
np. przepuszczalność wodną, poziom wód gruntowych
● glebowo-siedliskowe → typy siedlisk leśnych na tle typów gleb (w leśnictwie)
● analityczne → np. mapa kwasowości, mapa zasobności w fosfor,
mapa potrzeb wapnowania
● interpretacyjne → np. mapa zagrożenia erozją (podatność + nachylenie)
Informacje glebowe (np. skażenie gleb) są też w treści map sozologicznych
Przykładowe oznaczenia na mapach:
typy gleb:
A - bielicowe i pseudobielicowe
B - brunatne właściwe
Bw - brunatne wyługowane i brunatne kwaśne
C - czarnoziemy właściwe
D - czarne ziemie właściwe
M - murszowe i murszowate
Dz - czarne ziemie zdegradowane
F - mady
Klasy bonitacyjne: I, II, IIIa ……
Kompleksy przydatności rolniczej: 1, 2… 14, 1z, 2z, 3z
Inne:
Ls - lasy
RN - gleby rolniczo nieprzydatne (np. pod zalesienie)
N - nieużytki rolnicze
W - wody
Tz - tereny zabudowane
PGL - lasy państwowe
Literatura
1. Redakcja: Bohdan Dobrzański i Saturnin Zawadzki „Gleboznawstwo”. PWRiL,
Warszawa, 1995.
2. B. Dobrzański „Gleboznawstwo - podręcznik dla uczniów techników melioracji wodnych”.
PWRiL, Warszawa, 1983.
3. M. Trybała „Gospodarka wodna w rolnictwie”. PWRiL, Warszawa, 1996.
4. K. Konecka-Betley, D. Czępińska-Kamińska, E. Janowska
„Systematyka i kartografia gleb”. SGGW, Warszawa, 1999.
5. Redakcja: Stanisław Uziak „Badanie gleb w laboratorium i w polu - przewodnik do
ćwiczeń z gleboznawstwa dla studentów biologii i geografii”. UMCS, Lublin, 1992.
6. Elżbieta Myślińska „Laboratoryjne badania gruntów”. PWN, Warszawa, 1998.
7. Redakcja: Stefan Ziemnicki „Erozja wodna”. PWRiL, Warszawa, 1978.
8. P. Prochal, K. Maślanka, K. Koreleski „Ochrona środowiska przed erozją wodną”.
AR, Kraków, 2005.
9. „Kodeks Dobrej Praktyki Rolniczej” wydany w 2002 roku przez Ministerstwo Rolnictwa
i Rozwoju Wsi oraz Ministerstwo Środowiska (dostępny na www)
10. E. Gorlach, T. Mazur „Chemia rolna”. PWN, Warszawa, 2002.
11. M. Strzemski, J. Siuta, T. Witek „Przydatność rolnicza gleb Polski”.
PWRiL, Warszawa, 1973.
12. Bolesław Adamczyk „Ochrona gleb”. Zakład Ochrony Przyrody PAN,
Kraków - Warszawa, 1978.
13. Henryk Greinert „Ochrona gleb”. Wydawnictwo Wyższej Szkoły Inżynierskiej,
Zielona Góra, 1998.
Biblioteka Jagiellońska: www.bj.uj.edu.pl/uj/katalog
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
wykład 5 gleba
wyklad gleba, Gleby
wykład 5 gleba
Gleba wyklady
Gleboznastwo -Wykłady, niezbędnik rolnika 2 lepszy, Gleboznawstwo, gleba
gleba egz ściąga na wykład, Leśnictwo SGGW niestacjonarne 1stopnia, Semestr 2, gleboznawstwo, kolokw
Wykłady z ochrony środowiska, Wyklad 8, Kazda gleba formuje sie w procesach glebotworczych, ktorych
Gleboznastwo -Wykłady, niezbędnik rolnika 2 lepszy, Gleboznawstwo, gleba
Napęd Elektryczny wykład
wykład5
Psychologia wykład 1 Stres i radzenie sobie z nim zjazd B
Wykład 04
geriatria p pokarmowy wyklad materialy
ostre stany w alergologii wyklad 2003
WYKŁAD VII
Wykład 1, WPŁYW ŻYWIENIA NA ZDROWIE W RÓŻNYCH ETAPACH ŻYCIA CZŁOWIEKA
Zaburzenia nerwicowe wyklad
Szkol Wykład do Or
więcej podobnych podstron