Gleba to zewnętrzna powłoka litosfery składająca się z cząstek mineralnych i organicznych, powietrza i wilgoci glebowej. Pod wpływem organizmów żywych w glebie zachodzi przemiana materii organicznej w mineralną i mineralnej w organiczną. Główną cechą gleby jest żyzność, czyli zdolność zaopatrywania roślin w wodę, tlen i składniki pokarmowe.
Przez proces glebotwórczy rozumie się całokształt zjawisk fizycznych, chemicznych, biochemicznych i biologicznych zachodzących w powierzchniowych warstwach skorupy ziemskiej pod wpływem kontaktu z biosferą, atmosferą i hydrosferą, w wyniku których powstają gleby. Do tych zjawisk należą m.in. rozkład i synteza substratu mineralnego i resztek organicznych: przemieszczanie mineralnych i organicznych składników z udziałem żywych organizmów (obieg biologiczny), a także w postaci gazów, roztworów i zawiesin transportowanych przez ciekłą fazę gleby; wymiana materii i przepływ energii między organizmami żywymi a substratem mineralnym gleby.
Istota procesu glebotwórczego polega na stopniowym, w trakcie jego trwania, przetwarzaniu i przystosowywaniu pierwotnie martwego substratu mineralnego do stanu urodzajności. Wtedy można mówić o powstaniu gleby zdolnej spełnić wymagania pokarmowe roślin.
Efektem długotrwałych procesów glebotwórczych w określonych warunkach klimatycznych i na określonych utworach macierzystych, pod wpływem określonej szaty roślinnej, jest wykształcenie się trwałych cech w profilach glebowych, pozwalających na zaliczenie danej gleby do określonego typu.
Najważniejsze procesy glebotwórcze, które wpłynęły na powstanie większości gleb występujących na obszarze Europy Środkowej, w tym Polski to:
Proces brunatnienia – stopniowy rozpad pierwotnych krzemianów i glinokrzemianów, uwalnianie się z nich związków żelaza i glinu w nierozpuszczalnej postaci, które z kolei osadzają się na powierzchni ziarn gleby, nadając im brunatną barwę. Nie zachodzi tu przemieszczanie się żelaza i glinu, ponieważ tworzą one zwarte kompleksy próchniczno-ilasto-żelaziste w profilu gleby. Proces ten prowadzi do powstawania w profilu gleby poziomu brunatnienia, charakterystycznego dla gleb typu brunatnego.
Proces przemywania (płowienia, lessiważu) – przemieszczanie w głąb profilu glebowego wymytych z wyżej leżących poziomów cząstek koloidalnych, będących w stanie rozproszenia, bez ich uprzedniego rozkładu (przy słabi kwaśnym odczynie gleby). Proces przemywania prowadzi do formowania się poziomu przemywania w glebie (poziomu płowego) i poziomu iluwialnego ilastego (tekstualnego), które to poziomy pozwalają zaliczyć daną glebę do typu gleb płowych.
Proces bielicowania – przebiega przy kwaśnym odczynie gleby, głównie piaskowych, ubogich w składniki pokarmowe. Proces ten polega na rozkładzie glinokrzemianów i kloidów glebowych, na wymywaniu w głąb profilu gleby składników , w pierwszej kolejności zasadowych, a następnie na uruchamianiu kwasów próchnicowych oraz związków żelaza i glinu, przy równoczesnej redukcji związków żelaza. Proces wymywania składników pochodzących z rozkładu koloidów glebowych i glinokrzemianów prowadzi do powstanie poziomu eluwialnego, o jasnym zabarwieniu, często prawie całkowitym wybieleniu, a formujący się pod nim poziom iluwialny (wmywania) wzbogaca się w te związki i przyjmuje barwę rdzawą, brunatno rdzawą do czarnej, często twardej. Proces ten prowadzi do powstanie gleb typu bielicowego.
Proces glejowy – redukcja różnych mineralnych związków (żelaza, manganu i in.) utworu glebowego w warunkach nadmiernej wilgotności (utrudnionego dostępu powietrza). Związki żelaza 3+ mające zabarwienie brunatnordzawe przechodzą, przy udziale mikroorganizmó beztlenowych, w obecności substancji organicznej, w związki żelaza 2+, przybierając formę ruchliwą, a w skutek tego są wymywane przez wodę wsiąkającą lub niekiedy mogą się skupiać, tworząc konkrecje żelazisto-manganowe. W wyniku tego procesu poziomy lub warstwy zasobne w związki żelaza i manganu przybierają barwę zielonkawą, niebieską lub popielatą.
Proces bagienny – gromadzenie i humifikacja szczątków roślinnych w warunkach nadmiernego uwilgotnienia (anaerobiozy). W zależności od intensywności i długotrwałości warunków beztlenowych mogą powstawać utwory całkowicie zmumifikowane, które nazywa się mułami, lub utwory częściowo zhumifikowane, nazywane torfami. Gleby powstające pod wpływem procesu bagiennego zalicza się do mułowo-bagiennych bądź torfowo-bagiennych.
Proces murszenia – zachodzi w odwodnionych warstwach gleb organicznych (torfowych, mułowych, gytiowych), a więc w warunkach aerobowych. Jego intensywność zależy od rodzaju utworu organicznego i jego stopnia zmumifikowania oraz od głębokości odwodnienia. Proces ten polega na fizycznych, fizykochemicznych i biochemicznych przemianach zachodzących w substancji organicznej, a przede wszystkim jej koloidalnej części. Odwodniona masa organiczna torfu, mułu lub gytii kurczy się, pękając dzieli się na agregaty (bryły), które w dalszej fazie procesu murszenia dzielą się na drobniejsze agregaty, przybierając niekiedy formę ziarn. Im bardziej jest zhumifikowana masa organiczna w procesie murszenia, tym twardsze i bardziej trwałe są ziarna powstałego murszu.
Gleba powstaje w wyniku złożonego procesu glebotwórczego, czyli procesu stopniowej zamiany zwietrzeliny skał lub luźnej skały w glebę. Proces glebotwórczy składa się z kilku następujących po sobie etapów.
Procesy przygotowawcze – to proces wietrzenia, przygotowujący podłoże do powstawania gleby. Intensywność procesów przygotowawczych zależy od klimatu i rodzaju wietrzejącej skały. Podstawowym procesem, który warunkuje rozwój gleby, jest wietrzenie. Jest to właściwie proces geologiczny, a nie glebotwórczy, lecz bez niego właściwe procesy glebotwórcze nie mogłyby zachodzić. Dlatego też wietrzenie określa się mianem procesu przygotowawczego, doprowadzającego do rozdrobnienia skały, a często także do zmiany składu chemicznego przypowierzchniowej warstwy skały. W wyniku rozpadu i rozkładu skały litej powstaje zwietrzelina ,która jest niezbędna do utworzenia gleby. W niektórych glebach luźne cząstki mineralne powstały w wyniku innych procesów (np. lessowy pył kwarcowy został nawiany przez wiatr lub namuły rzeczne naniesione przez wodę rzeczną).
Proces mineralizacji – powierzchnię zwietrzałej skały opanowują bakterie, grzyby, mchy i porosty. Ich szczątki ulegają rozpadowi na proste związki mineralne (mineralizacja) niezbędne do budowy korzeni roślin. Na tak przygotowanym gruncie zaczyna rozwijać się roślinność trawiasta, która czerpie pożywienie z wytworzonych składników mineralnych.
Proces humifikacji – łączenie prostych związków mineralnych (efekt procesu mineralizacji), przy współudziale drobnoustrojów, w związek organiczny, zwany próchnicą lub humusem. Do właściwych procesów glebotwórczych zalicza się proces humifikacji, czyli powstawania próchnicy i związków humusowych. Składniki organiczne gleby pochodzą z obumierających organizmów. Ważnym składnikiem organicznym jest próchnica. Powstaje ono na skutek rozkładu resztek organizmów roślinnych i zwierzęcych i dalszych ich przemian. Decyduje o strukturze gleby i jej właściwościach odżywczych. Zawartość próchnicy przeciętnie nie przekracza kilku procent i jedynie w czarnoziemach i glebach bagiennych jest wyższa.
Migracja cząstek glebowych-przemieszczanie się cząstek glebowych związane z wciskaniem wody. Wytwarzają się wówczas poziomy (warstwy) charakterystyczne dla danego typu gleby.
Większość gleb posiada następujące poziomy warstwy glebowe:
-poziom próchniczy
-poziom wymywania
-poziom wmywania
-skała macierzysta
poziom próchniczy-znajduje się w nim większość cząstek organoicznych. Jego grubość oraz zawartość próchnicy przesądza o żyzności gleby;
Poziom wymywania(nazywany również eluwialnym)-jest to kolejny poziom w przypadku gleb bielicowych. Powstaje on na skutek działania wody zawierającej związki humusowe. Wymywane są przede wszystkim rozpuszczalne sole, a następnie węglan wapnia i tlenki żelaza a na końcu materiały ilaste. W tym poziomie pozostaje nierozpuszczalna krzemionka o jasnoszarym, jasnobrunatnym lub prawie białym zabarwieniu. Biaława barwa pochodzi od ziaren kwarcu, które jako nierozpuszczone pozostają na miejscu. W procesie wymywania wsiąkająca w glebę woda opadowa rozpuszcza składniki pokarmowe, wypłukuje je i przenosi w głąb gleby. W środowisku kwaśnym rozpuszczeniu i wymywaniu ulegają sole, węglan wapnia i tlenki żelaza, a pozostaje nierozpuszczalna krzemionka o jasno szarej barwie. Rozpuszczanie oraz wymywanie związków organicznych i mineralnych to proces bielicowania.
Poziom wmywania (iluwialny)- przechodzą do niego substancje wymyte z wyższego poziomu. Osadzane są tu tlenki żelaza, które nadają temu poziomowi kolor rdzawy lub brunatny i pozostałe substancje wymyte z wyższego poziomu. Procesy wmywania – osadzanie wymytych z wyższych warstw gleby tlenków żelaza, glinu, soli i materiałów ilastych. W zależności od rodzaju osadzanych związków wyróżniamy:
– proces brunatnienia, czyli pokrywania cząstek glebowych rdzawobrunatną otoczką związków żelaza;
– proces glejowienia (oglejania), czyli redukcji związków żelaza i manganu w warunkach beztlenowych, prowadzącej do powstania zielonkawoniebieskiego zabarwienia.
Skała macierzysta - występuje poniżej poziomów wymywania i wmywania. Nie ma tam śladów procesów glebotwórczych, natomiast wyraźne są skutki wietrzenia..Często właśnie ta warstwa decyduje o rodzaju gleby i jej przydatności dla rolnictwa.
Gleby wraz ze skałami i wodami otwartymi w określonych warunkach geomorfologicznych i klimatycznych decydują o charakterze krajobrazu i odzwierciedlają jego historię.
Zarówno gleby, jak i podściełające je porowate zwietrzeliny skał macierzystych, w istotnej mierze wpływają na gospodarkę wodną krajobrazu określonego obszaru. Woda z opadów atmosferycznych częściowo wsiąka w glebę zajmując jej pory, a wypiera z nich powietrze. Podczas obfitych opadów część wody, po wypełnieniu porów gleby, wsiąka głębiej, aż do wód gruntowych, a nadmiar, jako odpływ powierzchniowy, trafia do cieków wodnych, potoków i rzek. Gleba dzięki swym zdolnościom retencyjnym odgrywa ważną rolę regulatora gospodarki wodnej w krajobrazie, a tym samym także zbiornika buforowego. Gleba poprzez swe bogate właściwości sorpcyjne spełnia również w ekosystemie rolę naturalnego filtru. Zatrzymuje o na i magazynuje wszelkie zanieczyszczenia i substancje szkodliwe pochodzenia naturalnego i emisje antropogeniczne.