„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Irena Borowska
Charakteryzowanie produkcji roślinnej i zwierzęcej
321[04].O1.02
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
1
Recenzenci:
mgr inŜ. Urszula Malinowska
mgr inŜ. Ewa Walasek
Opracowanie redakcyjne:
mgr Edyta Kozieł
Konsultacja:
dr inŜ. Jacek Przepiórka
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczn
ą
programu jednostki modułowej 321[04].O1.02,
„Charakteryzowanie produkcji ro
ś
linnej i zwierz
ę
cej”, zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu technik pszczelarz.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie
3
2. Wymagania wstępne
5
3. Cele kształcenia
6
4. Materiał nauczania
7
4.1. Czynniki klimatyczne środowiska
7
4.1.1. Materiał nauczania
7
4.1.2. Pytania sprawdzające
12
4.1.3. Ćwiczenia
12
4.1.4. Sprawdzian postępów
13
4.2. Gleba jako siedlisko roślin
14
4.2.1. Materiał nauczania
14
4.2.2. Pytania sprawdzające
31
4.2.3. Ćwiczenia
31
4.2.4. Sprawdzian postępów
32
4.3. Wybrane zagadnienia z produkcji zwierzęcej
33
4.3.1. Materiał nauczania
33
4.3.2. Pytania sprawdzające
39
4.3.3. Ćwiczenia
40
4.3.4. Sprawdzian postępów
41
5. Sprawdzian osiągnięć ucznia
42
6. Literatura
46
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
3
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu podstawowych
wiadomości o produkcji roślinnej i zwierzęcej w gospodarstwie rolnym.
W poradniku znajdziesz:
−−−−
wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,
−−−−
cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
– materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do osiągnięcia załoŜonych celów
kształcenia i opanowania umiejętności zawartych w jednostce modułowej,
– zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy juŜ opanowałeś określone treści,
– ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,
– sprawdzian postępów,
– sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie
materiału całej jednostki modułowej,
– literaturę uzupełniającą.
Gwiazdką oznaczono pytania i ćwiczenia, których rozwiązanie moŜe Ci sprawiać
trudności. W razie wątpliwości zwróć się o pomoc do nauczyciela.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
4
Schemat układu jednostek modułowych.
321[04].O1
Podstawy zawodu
321[04].O1.01
Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony
przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska
321[04].O1.02
Charakteryzowanie produkcji roślinnej i zwierzęcej
321[04].O1.05
Stosowanie przepisów ruchu
drogowego
321[04].O1.03
Charakteryzowanie maszyn i urządzeń do produkcji
321[04].O1.06
Stosowanie technik kierowania
ciągnikiem rolniczym i wykonywanie
czynności kontrolno-obsługowych
321[04].O1.04
Posługiwanie się dokumentacją techniczną
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć:
−
znać podstawowe pojęcia dotyczące gleboznawstwa,
−
przeliczać podstawowe jednostki miar i wag,
−
definiować podstawowe zagadnienia i terminy z zakresu uprawy roli i roślin,
−
posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu mechanizacji rolnictwa,
−
określić całość prac występujących w produkcji zwierzęcej, zasady bhp i zasady
postępowania ze zwierzętami,
−
określić optymalne przygotowanie pomieszczeń inwentarskich,
−
rozpoznawać maszyny do produkcji roślinnej i produkcji zwierzęcej,
−
korzystać z wiadomości, nabytych na lekcjach chemii szczególnie dotyczących badania
kwasowości, czyli pH,
−
korzystać z róŜnych źródeł informacji,
−
uŜytkować komputer,
−
współpracować w grupie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
6
3.
CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
−
scharakteryzować czynniki środowiska i ocenić ich wpływ na wzrost, rozwój
i plonowanie roślin uprawnych,
−
wykonać pomiary podstawowych czynników meteorologicznych,
−
określić wpływ pogody na agrotechnikę i plony roślin uprawnych,
−
dokonać analizy i interpretacji bieŜących i długoterminowych prognoz pogody
podawanych przez środki masowego przekazu oraz zamieszczanych w serwerach
meteorologicznych,
−
rozpoznać typy gleb i scharakteryzować ich właściwości,
−
scharakteryzować procesy związane z powstawaniem gleb,
−
ocenić wpływ właściwości gleby na rośliny,
−
rozpoznać gleby pod względem genetycznym,
−
określić klasy bonitacyjne gleby i kompleksy rolniczej przydatności gleb,
−
określić rolę człowieka w kształtowaniu siedliska,
−
scharakteryzować proces degradacji i rekultywacji gleb,
−
scharakteryzować proces odkaŜania gleby,
−
określić czynniki wpływające na rozwój produkcji zwierzęcej w Polsce,
−
określić cechy charakterystyczne gatunków zwierząt gospodarskich,
−
określić system identyfikacji zwierząt.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
7
4.
MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Czynniki klimatyczne środowiska
4.1.1. Materiał nauczania
Klimat Polski
Przyrodniczy charakter produkcji rolnej uniemoŜliwia regulowanie czasu trwania
procesów wytwórczych, jak to ma miejsce w przemyśle. Zanim roślina czy zwierzę uzyska
dojrzałość techniczną i stanie się przydatne do celów gospodarczych musi przejść fazy
rozwojowe, których czas trwania jest na ogół stały i właściwy dla określonych roślin
i zwierząt. Ponadto charakteryzuje się zazwyczaj długim cyklem produkcyjnym oraz
sezonowością produkcji, czego następstwem jest brak ciągłości w otrzymywaniu produktów
roślinnych i zwierzęcych. Naturalny charakter produkcji rolnej oraz to, Ŝe człowiek w małym
tylko stopniu moŜe wpływać na kształtowanie się czynników przyrody, jest przyczyną
znacznych trudności planowania działalności w rolnictwie. Szczególnie trudne jest
przewidywanie przyszłych wyników produkcji roślinnej czy zwierzęcej.
Wielkość opadów atmosferycznych i ich rozkład w czasie, kierunek i siła wiatrów,
ciśnienie i wilgotność powietrza, grubość i okres utrzymywania się pokrywy śnieŜnej, stopień
nasłonecznienia, światło, itp. tworzą klimatyczne czynniki produkcji w gospodarce rolnej.
NiezaleŜnie od całokształtu działań człowieka w procesie wytwórczym, czynniki te
w mniejszym lub większym stopniu wywierają bezpośrednio i pośrednio istotny wpływ na
przebieg procesu wytwórczego w rolnictwie. Warunki przyrodnicze wyznaczają jego
specyficzny charakter i mają znaczny wpływ na wyniki produkcyjne. JeŜeli układ czynników
klimatycznych jest dla rolnictwa korzystny, wzmagają one tempo i zakres procesu
wytwórczego – w przeciwnym wypadku powodują zakłócenia i zmuszają rolnika do
podejmowania działań zaradczych.
Klimat Polski zaliczamy do typu przejściowego wśród klimatów ciepłych strefy
umiarkowanej. Do głównych czynników kształtujących klimat Polski naleŜą połoŜenie
w średnich szerokościach geograficznych, usytuowanie w centrum Europy między jej częścią
zachodnią, a wielką masą lądową Azji, równoleŜnikowy przebieg większości łańcuchów
górskich na obszarze Europy sprzyjający strefowej wymianie mas powietrza i nizinny
charakter przewaŜającej części Polski.
Klimat Polski charakteryzuje się duŜą róŜnorodnością i zmiennością typów pogody z dnia
na dzień. Występuje 6 pór roku (przedwiośnia, wiosny, lata, wczesnej jesieni, zimy), których
przebieg jest nieregularny. PrzewaŜają wiatry zachodnie, północno-zachodnie latem i lokalnie
halny w Tatrach oraz bryza nad morzem. Cechy klimatu kontynentalnego narastają z zachodu
na wschód.
Cechy klimatu Polski:
−
długość okresu wegetacyjnego wynosi na północnym wschodzie 190 dni, natomiast
w dolinie Odry wynosi 220 dni,
−
wiatry przewaŜają z kierunków SW, N, NW przynoszą one masy powietrza polarno
morskiego duŜą ilością pary powodując zachmurzenie i w efekcie opady. Wiatry
wschodnie sprowadzają do nas zazwyczaj wyŜe. Najsilniejsze wiatry występują w górach
i nad morzem. Ich wartości to odpowiednio 33 m/s oraz 24 m/s.
−
opady średnie roczne najmniejsze są w Polsce środkowej i wynoszą 500 mm, największe
natomiast w górach i wynoszą 1000 mm,
−
ś
rednia liczba dni z opadami wynosi od 130 do 170 dni,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
8
−
ś
rednia długość utrzymywania się pokrywy śnieŜnej wynosi 40 dni na zachodzie kraju,
50 dni na wybrzeŜu oraz w Wielkopolsce, 90–100 dni na północnym wschodzie i ponad
200 dni w wyŜszych częściach Tatr.
Rejony agroklimatyczne w naszym kraju są to obszary róŜniące się między sobą
warunkami klimatycznymi. W podziale na obszary bierzemy pod uwagę trzy czynniki: bilans
wodny, średnia dobowa temperatura powietrza, ilość światła, czyli bilansu energii słonecznej.
Czynniki wpływające na rośliny w czasie wzrostu:
−
promieniowanie słoneczne dostarczające światła i ciepła (temperatura),
−
powietrze atmosferyczne i glebowe (ciśnienie),
−
wiatry,
−
opady, ich ilość i rozkład w czasie wegetacji,
−
gleby, jej rodzaje i zasobność w składniki pokarmowe oraz wodę.
Jest to podział dość uproszczony, poniewaŜ są czynniki, na które nie mamy wpływu takie
jak ilość dostępnej energii słonecznej i związana z tym ilość światła i ciepła. Nie potrafimy
równieŜ sterować ilością opadów.
WaŜność oddziaływania czynników klimatycznych na Ŝycie roślin najlepiej obrazuje
zróŜnicowanie szaty roślinnej na ziemskim globie – od dŜungli tropikalnej po podbiegunowa
tundrę. Ilość światła i ciepła dostarczana przez energie promienistą słońca oraz ich zmienność
w cyklu dobowym i rocznym, zaleŜne od szerokości geograficznej, wraz ze stosunkami
wodnymi, zaleŜnymi teŜ od odległości mórz i oceanów, wpływają w sposób zasadniczy na
szatę roślinną. Czynnikami modyfikującymi warunki klimatyczne są rzeźba terenu
i wzniesienie n.p.m. Czynniki klimatyczne nazywane są w rolnictwie takŜe geograficznymi.
Ciśnienie atmosferyczne i jego zmiany nie wywierają wyraźnego wpływu, ale
spowodowane nimi wiatry, są zjawiskiem istotnym.
Jedyne naturalne źródło światła (czynnik ekologiczny warunkujący Ŝycie roślin
zielonych)
w siedlisku to promieniowanie słoneczne (fale elektromagnetyczne 0,2–5 µm).
Promienie widzialne (światło) 0,38–0,77 µm. Promienie niewidzialne: nadfioletowe < 0,38
µm, podczerwone > 0,77 µµm (promieniowanie pomarańczowe odgrywa istotną role w Ŝyciu
roślin zielonych).
Bezpośrednio oddziałowują na rośliny równieŜ:
−
promieniowanie widzialne jako źródło energii świetlnej, niezbędnej do fotosyntezy
(równieŜ niezbędne do syntezy chlorofilu, czyli warunkujące powstanie aparatu
fotosyntetycznego), zarazem przenoszące 48% energii cieplnej promieniowania
słonecznego,
−
promieniowanie podczerwone (cieplne) 45%,
−
promieniowanie nadfioletowe (chemiczne) 7% – szkodliwe dla organizmów Ŝywych,
−
długość dnia od 8 godzin w grudniu do 17 godzin w czerwcu.
ZaleŜnie od pory roku zmienia się natęŜenie i skład spektroskopowy światła.
NatęŜenie światła na granicy atmosfery jest maksymalne, gdy kąt padania promieni jest
najbardziej zbliŜony do kąta prostego. NatęŜenie światła docierającego do powierzchni ziemi
(istotne dla kształtowanie warunków świetlnych w siedlisku roślin) modyfikowane jest
stanem atmosfery. Suche i czyste powietrze nie powoduje zmian, para wodna (chmury),
zanieczyszczenia (pyły, dymy) pochłaniają i rozpraszają promienie.
Promieniowanie bezpośrednie i rozproszone
Promieniowanie bezpośrednie osiąga max na wiosnę dzięki niskiej wilgotności. Skład
spektroskopowy światła jest zmienny wskutek niejednakowego pochłaniania promieni
o róŜnej długości fali przez atmosferę i zawartą w niej parę wodną oraz zanieczyszczenia.
Najsilniej pochłaniane jest promieniowanie krótkofalowe. Promieniowanie długofalowe jest
pochłaniane w niewielkiej ilości.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
9
Promieniowanie rozproszone odgrywa role szczególnie zimą (50%), latem (40%), wiosna
(35%).
Wzrost natęŜenia światła zwiększa intensywność fotosyntezy do świetlnego punktu
wysycenia: heliofity (światłolubne) osiągają go przy oświetleniu bliskim pełnego światła
słonecznego, wymagają pełnego naświetlenia przez cały okres wegetacji; skiofity
(cieniolubne) punkt wysycenia poniŜej 0,1 intensywności światła słonecznego. Przyrost
suchej masy zachodzi, gdy produkcja asymilacyjna jest większa niŜ ich zuŜycie na
oddychanie.
Niedostatek światła powoduje wypłonienie (etiolacje roślin). Są one wówczas
„wybiegnięte”, mają wydłuŜone pędy wskutek wydłuŜenia międzywęźli o słabo rozwiniętej
tkance mechanicznej, są teŜ słabo ulistnione i zawierają mniej chlorofilu, co ogranicza
fotosyntezę. Rośliny łatwo wylegają pod wpływem nawet niewielkiego wiatru lub deszczu.
PoniewaŜ fotomorfogeneza zachodząca w czasie rozwoju wegetatywnego rzutuje na
ostateczny pokrój rośliny, waŜne jest zapewnienie odpowiednich warunków świetlnych juŜ
młodym siewkom przez wysiew właściwej ilości nasion na jednostkę powierzchni oraz przez
eliminowanie z łanu roślinności obcej, a u wysiewanych rzędowo buraków – przez wczesna
ich przecinkę.
Przejście z rozwoju wegetatywnego do generatywnego, czyli wytworzenie zawiązków
kwiatów i owoców jest u wielu roślin uwarunkowane nie tylko jarowizacją (wernalizacją)
wywołana bodźcem termicznym, ale teŜ fotoperiodyzmem. O ile jarowizacji moŜe być
poddany nawet młody zarodek w kiełkującym nasieniu, o tyle bodźcowe działanie światła
i ciemności odbiera roślina przez liście dopiero w określonej fazie wzrostu, np. kukurydza
reaguje na ten czynnik po wytworzeniu 11 liści, odmiany wczesne grochu po wytworzeniu
9–11 międzywęźli, a odmiany późne 13–17. Rośliny krótkiego dnia (RKD: kukurydza,
konopie, tytoń, słonecznik, bob, soja) kwitną, jeŜeli w tym okresie fotoperiod (czas
oświetlenia w ciągu doby) jest krótszy od pewnej krytycznej długości, czyli gdy występuje
odpowiednio długi okres ciemności. Rośliny długiego dnia (RDD: Ŝyto, pszenica, jęczmień,
owies, gorczyca, mak, groch, wyka, rzepak, koniczyna, lucerna, ziemniaki, buraki) kwitną,
jeśli fotoperiod jest dłuŜszy od krytycznego dla danego gatunku lub odmiany. Niedostateczna
długość okresu ciemności powoduje, ze rośliny krótkiego dnia pozostają w fazie rozwoju
wegetatywnego, wskutek wstrzymania przez fitochrom syntezy regulatorów kwitnienia.
Niedostatecznie długi okres działania światła powoduje takie samo zakłócenie rozwoju
roślin długiego dnia. Nie wykazują reakcji na fotoperiod gryka i niektóre odmiany tytoniu.
Długość dnia odgrywa teŜ role jako bodziec ruberyzacji (wytwarzanie bulw), np.: ziemniak
lepiej zawiązuje bulwy w warunkach krótkiego dnia i chłodnych nocy. Poza udziałem światła
w podstawowych procesach rośliny, jak wzrost i rozwój, fotosynteza, transpiracja – jest ono
teŜ czynnikiem powodującym ruchy rośliny. Nawet kilkusekundowe oświetlenie
zaciemnionej rośliny stanowi bodziec dla wygięcia się łodygi w kierunku źródła światła
(fototropizm dodatni – pozwala na kierowanie organów asymilujących ku światłu, co
zapewnia jego lepsze wykorzystanie). Otwieranie się szparek na świetle i zamykanie
w ciemności jest to fotonastia (ruch wywołany zmianą oświetlenia). Jeszcze inne działanie
ś
wiatła na roślinę występuje przy stosowaniu niektórych herbicydów (Gramaxone i Reglone),
które powodują zamieranie roślin jedynie przy dostępie światła. Rośliny potraktowane tymi
herbicydami i przetrzymywane w ciemności nie ulegają uszkodzeniu.
Warunki termiczne siedliska są wypadkową jego połoŜenia geograficznego, wysokości
n.p.m., rzeźby terenu oraz przebiegu pogody. ZaleŜą teŜ w pewnej mierze od szaty roślinnej,
a jednocześnie temperatury, która jako czynnik warunkujący Ŝycie roślin wpływa na rodzaj
roślinności na danym obszarze. Zasadniczym źródłem ciepła jest promieniowanie słoneczne,
zaabsorbowane przez glebę i znajdujące się w niej ciała, w wyniku czego energia promienista
przetwarza się w cieplną. Od gleby zaś nagrzewa się powietrze. Ilości zaabsorbowanych przez
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
10
glebę promieni zaleŜy od wystawy stoku, barwy gleby i pokrywających ją roślin. Ciemna
barwa gleby obniŜając albedo zwiększa ich pochłanianie, zaś zwarta szata roślinna zaciemnia.
RównieŜ gleba i znajdujące się w niej obiekty wysyłają promienie długofalowe 5–40 µm,
powodując oziębianie się emitujących je ciał.
Promieniowanie (ziemskie) przechodząc do atmosfery ulega częściowo pochłanianiu
przez zawartą w niej parę wodną, CO
2
i wszelkie zanieczyszczenia. Wskutek tego występuje
emitowane przez atmosferę promieniowanie zwrotne (powrotne), które ogranicza straty ciepła
w siedlisku. Brak promieniowania zwrotnego w czasie bezchmurnych nocy powoduje zimą
silne mrozy, wiosną – przymrozki. Temperatura powierzchniowej warstwy gleby w dzień jest
wyŜsza niŜ powietrza, a w bezchmurne noce niŜsza, wskutek promieniowania ziemskiego.
W noce bezchmurne róŜnice maleją.
Nieznacznymi źródłami ciepła dla roślin są:
−
ciepłe deszcze,
−
wody gruntowe i zalewowe na wiosnę,
−
procesy mikrobiologiczne związane z rozkładem materii organicznej,
−
procesy fizykochemiczne (ciepło zwilŜania).
Stopień podwyŜszenia temperatury gleby zaleŜy od jej właściwości fizykochemicznych
(róŜnica szybkości zamarzania i rozmarzania gleby torfowej i piaszczystej). Wahania dobowe
(kilkanaście cm) i roczne (im większe tym głębiej ustala się niezmienna temperatura zbliŜona
do średniej temperatury rocznej powierzchni ziemi danego siedliska). W dni pogodne od
ogrzanej ziemi nagrzewa się dolna warstwa powietrza, ale choć staje się lŜejsza, krąŜenie jest
wskutek oporu zimniejszych warstw górnych utrudnione i wznoszenie się ku górze powolne.
W bezchmurne noce powietrze zimniejsze spływa w obniŜenia terenu (mrozowiska). MoŜemy
jednak poprawić warunki środowiska dla uprawy roślin poprzez odpowiednie zabiegi
agrotechniczne, tak aby uzyskać jak największe plony.
WaŜnym określeniem w produkcji roślinnej jest pojęcie siedliska.
Rys. 1.
Czynniki naturalne i sztuczne kształtujące siedlisko roślin [opracowanie własne]
Siedlisko jest to zespół przyrodniczych czynników oraz czynników sztucznych
działających na rośliny w czasie wzrostu. Podstawowe składniki siedliska nie mogą się
zastępować gdyŜ są niezbędne dla roślin. Tak teŜ światło nie zastąpi składników
pokarmowych, woda nie zastąpi ciepła. Zarówno zbyt wysokie jak i zbyt niskie wartości
kaŜdego czynnika siedliska jest czynnikiem ograniczającym wzrost i rozwój roślin.
Czynniki naturalne:
−
czynniki geologiczne, rodzaje skał,
−
czynniki klimatyczne,
−
ś
wiatło,
Siedlisko roślin
Czynniki naturalne
Czynniki sztuczne
Agrotechniczne
Pratotechniczne
Techniczne
Melioracyjne
Geologiczne
Klimatyczne
Glebowe
Topograficzne
Wodne
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
11
−
glebowe – zasobność gleb w składniki pokarmowe,
−
topograficzne – związane z ukształtowaniem powierzchni,
−
wodne – jeziora, rzeki.
Czynniki sztuczne:
−
agrotechniczne – związane z uprawą roli, nawoŜeniem, zmianowaniem,
−
pratotechniczne – związane z uprawą uŜytków zielonych,
−
techniczne związane z rozbudową infrastruktury-autostrady, nasypy kolejowe, urządzenia
przemysłowe i komunalne,
−
melioracyjne – urządzenia nawadniające, odwadniające.
Pierwszym czynnikiem klimatycznym jest światło. Źródłem światła na Ziemi jest słońce,
ale ilość promieni, jaka pada na powierzchnię zaleŜy od pory roku, pory dnia. WyróŜniamy
rośliny dnia krótkiego wtedy, gdy dzień trwa do 14 godzin. Istnieją równieŜ rośliny dnia
długiego wymagające długości dnia ponad 14 godzin. Są teŜ rośliny obojętne na długość dnia.
Wpływ pogody na plonowanie roślin:
Pogoda wywiera bardzo duŜy wpływ na plony, przebieg prac polowych oraz organizację
prac w gospodarstwie. Od niej zaleŜy termin rozpoczęcia prac polowych, siewu, zabiegów
ochrony roślin i ukazywania się wschodów. Wpływa równieŜ na występowanie szkodników
i chorób.
Temperatury wpływają w sposób następujący na rośliny:
−
pszenica jara, rzepak ozimy; wschody są niszczone przy temperaturze od-10°C do -9°C,
−
groch polny, jęczmień jary, mak, owies; wschody są niszczone przy temperaturze
od -8°C do -7°C,
−
fasola, ogórek, gryka; wschody są niszczone w temperaturze od -1do 0°C.
Wielu zjawiskom powodowanym niekorzystnym przebiegiem pogody moŜna częściowo
przeciwdziałać w następujący sposób:
−
orka przedzimowa oraz wiosenna pozwala na zgromadzenie duŜych zasobów wody
w glebie, co zmniejsza skutki niedoborów w okresie wiosennym i letnim,
−
uprawki spulchniające przerywające parowanie wody z gleby oraz mechaniczne zabiegi
odchwaszczające przeciwdziałają utracie wody, a tym samym zapewniają lepsze warunki
roślinom uprawnym,
−
zasłony dymne lub deszczowe w sadach zapobiegają przemarzaniu kwiatów drzew
owocowych podczas występowania wiosennych przymrozków, podobne efekty daje
przykrywanie plantacji warzywnych folią lub włókniną,
−
rozbijanie chmur gradowych specjalnymi rakietami,
−
nawadnianie roślin uprawnych zmniejsza skutki niedoboru wody w okresie letnim,
−
zadrzewianie chroni uprawy przed wiatrami, poniewaŜ drzewa hamują siłę wiatru,
−
wprowadzenie do uprawy roślin mrozoodpornych zmniejsza wymarzanie roślin,
−
wprowadzenie do uprawy krótkosłomych odmian zbóŜ ogranicza wyleganie
powodowane ulewnymi deszczami i silnymi wiatrami,
−
rejonizacja niektórych odmian zmniejsza ryzyko nieudanych plonów.
DuŜą pomocą dla rolników w celu uniknięcia strat spowodowanych złą pogodą są
prognozy pogody. Prognozy dzielimy na krótkoterminowe, i długoterminowe.
Szkodliwymi zjawiskami atmosferycznymi dla rolnictwa są:
−
posuchy,
−
nadmierne opady,
−
gradobicia,
−
silne wiatry,
−
przymrozki,
−
odwilŜe zimowe.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
12
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Scharakteryzuj klimat naszego kraju,
2. Jak czynniki klimatyczne wpływają na plonowanie roślin?
3. W jaki sposób moŜemy ograniczać wpływ złych warunków pogodowych?
4. Wyjaśnić róŜnicę pomiędzy klimatem a pogodą.
5. Omów wpływ niskich temperatur na rośliny?
6. Jakie mamy prognozy pogody?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zmierz szybkość wiatru i określ jego kierunek, dokonaj kilku pomiarów w róŜnych
godzinach.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) zapoznać się z działaniem wiatromierza Wilda,
2) zaopatrzyć się w kompas,
3) zaplanować tok pracy,
4) zorganizować stanowisko pracy,
5) zgromadzić potrzebne dane,
6) określić prędkość wiatru w kilometrach na godzinę,
7) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
wiatromierz Wilda,
−
kompas,
−
plansza ze skalą Beauforta,
−
arkusze papieru formatu A4,
−
poradnik dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Zmierz opady atmosferyczne, oblicz sumy dekadowe ze stacji meteorologicznej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) udać się do punktu pomiaru opadów,
2) zapoznać się z budową i sposobem zainstalowania deszczomierza,
3) porównać cylinder miarowy z menzurką do pomiaru opadów,
4) zmierzyć w milimetrach opad z poprzedniej doby przy uŜyciu cylindra miarowego,
5) dokonać obliczeń,
6) przestudiować odpowiedni fragment poradnika dla ucznia,
7) zaprezentować efekty pracy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
13
WyposaŜenie stanowiska pracy
−
arkusze papieru do obliczeń,
−
poradnik dla ucznia,
−
deszczomierz,
−
menzurka z podziałką.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz
Tak
Nie
1) określić mikroklimat swojego regionu?
2) zmierzyć siłę i kierunek wiatru?
3) zmierzyć sumy opadów miesięcznych?
4) zinterpretować mapę pogody?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
14
4.2. Gleba jako siedlisko roślin
4.2.1. Materiał nauczania
Wiadomości ogólne o glebach
Nauka o glebie – gleboznawstwo (pedologia) jest nauką przyrodniczą powiązaną ściśle
z geologią, mineralogią, petrografią, geochemią, geomorfologią, a takŜe archeologią
i ekologią oraz szerokimi dziedzinami środowiska przyrodniczego, jak rolnictwo,
ogrodnictwo, leśnictwo. Część specjalistów traktuje termin pedologia jako synonim
gleboznawstwa, inni ograniczają jego stosowanie tylko do działów nauki o glebie
zajmujących się zagadnieniami teoretycznymi, jak np. paleopedologia czy ekopedologia.
Gleboznawstwo jest nauką o powstawaniu, rozwoju, budowie, właściwościach i funkcjach
gleb, a takŜe o ich przestrzennym rozmieszczeniu. Zajmuje się równieŜ sposobami
uŜytkowania gleb i związanymi z tym zagroŜeniami, a takŜe metodami zapobiegania
i usuwania skutków tych zagroŜeń.
Gleba, czyli pedosfera – stanowi powierzchniową warstwę skorupy ziemskiej, objętą
procesami glebotwórczymi. Jako zasadniczy element litosfery jest jednym z najwaŜniejszych
komponentów ekosystemów lądowych i wodnych. Gleby naleŜą do niepomnaŜalnych
zasobów kuli ziemskiej i spełniają wiele funkcji, przede wszystkim jako siedlisko wzrostu
i rozwoju roślin i zwierząt oraz transformacji składników mineralnych i organicznych.
W swej budowie i właściwościach mają zapisane cechy zarówno minionych epok
geologicznych, jak i dzisiejszych (holoceńskich) procesów litologiczno-pedologicznych.
Gleby, dzięki swoistym cechom, stanowią odbicie historii krajobrazu, którego są istotną
częścią. Początki wiedzy o glebie sięgają najodleglejszych czasów, ale rozwój gleboznawstwa
zaznacza się w końcu wieku XVIII i w XIX stuleciu. Rozwija się w tym czasie chemia rolna,
a wraz z nią chemia gleby. Wybitnymi przedstawicielami tamtych czasów byli: A. Thaer,
twórca teorii humusowej, według której rośliny pobierają składniki pokarmowe wyłącznie
w postaci związków organicznych, oraz Liebig, który obalił teorię humusową i udowodnił, Ŝe
rośliny zielone pobierają z gleby wyłącznie składniki mineralne. W tym czasie pojawiają się
nowe metody badania i klasyfikacji gleb, uwzględniające pochodzenie geologiczne podłoŜa,
fizyczne i chemiczne właściwości gleb lub ich skład mechaniczny. Twórcą genetycznego
kierunku w gleboznawstwie był rosyjski uczony W.W. Dokuczajew (1846–1903). Udowodnił
on, Ŝe gleba powstaje w określonym miejscu i czasie, przy współudziale przyrody martwej
i oŜywionej. Wykazał, Ŝe gleba jest tworem rządzącym się własnymi prawami i wymaga
specjalnych metod. Pierwszy podręcznik gleboznawstwa w języku polskim zawdzięczamy M.
Oczapowskiemu (początek XIX w.). W XX w. szczególne zasługi dla rozwoju
gleboznawstwa w Polsce mają: S. Miklaszewski i A. Musierowicz.
W literaturze gleboznawczej rozróŜnia się pojęcia gleba i utwór glebowy. Glebą
nazywamy zwietrzałą powierzchniową warstwę lądów globu ziemskiego powstałą w wyniku
procesów glebotwórczych umoŜliwiającą wzrost i rozwój roślin. Powstanie gleby poprzedza
zawsze wietrzenie skał. Procesy glebotwórcze mają charakter ciągły i powodują dalsze
przeobraŜenia gleby. Pojęcie gleby wiąŜemy z określoną powierzchnią i głębokością, czyli
miąŜszością. Natomiast pojęcie utwór glebowy określa masę glebową stanowiącą tworzywo
gleby, czyli substrat. Utwory glebowe o identycznych właściwościach mogą pochodzić
z róŜnych gleb, natomiast określona gleba moŜe zawierać na róŜnych głębokościach róŜniące
się nawet znacznie utwory glebowe. Do określenia miejsca wzrostu i rozwoju roślin uŜywane
są równieŜ terminy: ziemia, grunt, rola, podłoŜe. Nie naleŜy ich traktować jako synonimy,
chociaŜ są one po części bliskoznaczne. Ziemia to przede wszystkim nazwa naszej planety,
ale tereny uŜytkowane rolniczo nazywane są często ziemią uprawną, takŜe niektóre jednostki
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
15
systematyki gleb określone są tym terminem, np. czarna ziemia. Przesiana masa kompostowa
równieŜ nazywana jest ziemią kompostową. Gruntem nazywa się określony obszar gleb
o ustalonym sposobie uŜytkowania, np. grunty rolne, grunty pod budynkami. Rolą nazywana
jest wierzchnia, uprawiana warstwa gleby. W szklarniach rośliny uprawiane są w podłoŜach,
specjalnie przygotowanych, pełniących funkcję gleby. W gleboznawstwie podłoŜe to termin
określający podścielającą warstwę w niektórych glebach. MoŜna się teŜ spotkać z terminem
podglebie, dawniej uŜywanym, określającym warstwę występującą bezpośrednio pod warstwą
orną.
Na znaczenie gleby jako najwaŜniejszego przyrodniczego bogactwa ludzkości, bez
którego nie jest moŜliwa egzystencja człowieka, wskazuje Europejska Karta Gleby (Europen
Soil Charter) przyjęta przez Radę Europy (Councii of Europe) w 1972 roku.
Definiuje ona w 12 punktach rolę gleby w Ŝyciu człowieka i jego środowisku
przyrodniczym:
1. Gleba stanowi jedną z najcenniejszych wartości dla człowieka. UmoŜliwia Ŝycie na
Ziemi roślinom, zwierzętom i człowiekowi.
2. Gleba jest źródłem materii organicznej, która łatwo ulega niszczeniu.
3. Gleby są wykorzystywane dla celów rolniczych, przemysłowych i innych. Polityka
planowania regionalnego musi uwzględniać właściwości przyrodnicze gleb oraz aktualne
i przyszłe potrzeby społeczności.
4. Rolnicy i leśnicy muszą stosować metody, które chronią wartość gleby.
5. Gleby muszą być chronione przed erozją.
6. Gleby muszą być chronione przed zanieczyszczeniami.
7. Rozwój urbanizacji musi być tak planowany, aby minimalizować niszczenie gleby.
8. Przy budowie sieci infrastruktury, gleby muszą być chronione juŜ na etapie jej
projektowania.
9. Zasoby gleb są nie do zastąpienia.
10. Dla zapewnienia racjonalnego uŜytkowania i ochrony gleb muszą być prowadzone
interdyscyplinarne badania naukowe.
11. Ochronie gleby naleŜy poświęcać wiele uwagi i troski na wszystkich istniejących
poziomach edukacji.
12. Władze i organy urzędowe muszą właściwie planować, uŜytkować i ochraniać zasoby
gleb.
Czynniki wpływające na powstawanie gleb
Rys. 2. Czynniki wpływające na powstawanie gleb [opracowanie własne]
Powstawanie gleb
Skała macierzysta
Klimat
Organizmy Ŝywe
Działalność
człowieka
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
16
Skała – jest to zespół (zbiór) wielu róŜnych minerałów (skały wielomineralne) lub
jednego minerału (skała jednomineralna) powstały w sposób naturalny (bez ingerencji
człowieka). Podstawową jednostką sensie geologicznym jest minerał.
Skały, z których powstały gleby nazywamy skałami macierzystymi. Skały macierzyste
dzielimy na trzy typy:
−
skały magmowe, które dzielimy na głębinowe i wylewne,
−
skały osadowe, powstają w wyniku osadzania się materiału pochodzenia z produktów
wietrzenia innych skał,
−
skały przeobraŜone, powstające w głębi.
Poszczególne typy skal macierzystych dzielą się na kilka rodzajów.
Tabela 1. Skały macierzyste – rodzaje gleb [opracowanie własne]
Skały macierzyste gleb (rodzaje)
Udział w stosunku do powierzchni
całkowitej gleb [%]
Udział w stosunku do powierzchni
uŜytków rolnych [%]
ś
wiry
0,9
0,5
Piaski luźne i słabo gliniaste
34,6
24,8
Piaski gliniaste głębokie i zalegające
na piaskach luźnych
10,2
12,4
Piaski gliniaste na zwięźlejszym
podłoŜu
7,3
8,6
Gliny spiaszczone
8,5
10,2
Gliny średnio zwięzłe i zwięzłe
9,6
13,2
Iły
0,8
1,0
Utwory pyłowe wodnego
pochodzenia
4,2
4,6
Lessy i utwory lessowate
3,5
4,8
Utwory aluwialne (mady)
4,7
5,8
Skały wapienne (rędziny)
1,1
1,6
Skały masywne róŜnej genezy
6,1
3,9
Wietrzenie skał
Wietrzenie skał i minerałów jest procesem bardzo złoŜonym. Ogólnie moŜna je określić
jako rezultat działania niszczących sił przyrody, obejmujący zarówno fizyczny rozpad
(rozdrobnienie) jak i chemiczny oraz biologiczny rozkład skał i minerałów, którym ulegają,
zanim zostaną przemienione w glebę. Równolegle z procesami dezintegracji następują
procesy syntezy nowych minerałów i substancji amorficznych. Wszystkie zachodzące
przemiany wzajemnie na siebie wpływają, dlatego końcowy produkt wietrzenia rozpatrywać
naleŜy jako rezultat ich synergicznego działania.
Rys. 3. Rodzaje wietrzenia skał [opracowanie własne]
Procesy wietrzenia fizycznego prowadzą do rozdrobnienia skał i minerałów, nie
powodują natomiast zmian w ich składzie chemicznym. Przebieg procesów wietrzenia
fizycznego warunkowany jest aktywnością takich sił niszczących jak woda, temperatura,
działalność lodowców i wiatrów. Dezintegrująca działalność sił niszczących jest najczęściej
synergiczna i przejawia się w następujących zjawiskach fizycznych:
Wietrzenie skał
Wietrzenie fizyczne
Wietrzenie chemiczne
Wietrzenie biologiczne
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
17
1. Nagrzewanie i ochładzanie. Nagrzewanie skał prowadzi do ich rozszerzania się (zjawisko
rozszerzalności cieplnej), zaś ochładzanie – do kurczenia się. PrzewaŜająca większość
skał zbudowana jest z wielu minerałów, róŜniących się między sobą współczynnikiem
rozszerzalności cieplnej. W wyniku nagłych zmian temperatury dochodzi do powstania
napręŜeń, mogących powodować tworzenie się spękań i szczelin przyspieszających
dalsze rozkruszanie skał. Dodatkowo, w efekcie słabego przewodnictwa cieplnego skał,
temperatura na ich powierzchni jest często wyraźnie róŜna od temperatury panującej
w częściach głębiej połoŜonych. Takie zróŜnicowanie temperatury indukuje powstawanie
kierunkowych napręŜeń, które z czasem prowadzą do odpryskiwania powierzchniowych
warstw skały. Zjawisko to nazywane jest łuszczeniem się skał. Klasycznym przykładem
produktów tego typu wietrzenia są granitowe „głowy cukru” w Rio de Janeiro.
2. Zamarzanie i rozmarzanie
. W
oda ma zdolność wnikania we wszelkie szczeliny, spękania
i mikrootwory, powstałe w wyniku działania róŜnych czynników wietrzenia. Zamarzając,
wywiera ogromne ciśnienie, sięgające 1666 t/m
2
. Ciśnienie to powoduje powstawanie
szerokich szczelin w skałach i rozpadanie się mniejszych odłamków skalnych na coraz
drobniejsze frakcje. W ten sposób tworzą się np. cyrki lodowcowe.
3. Pęcznienie i kurczenie.
W zwietrzelinie obecnych jest wiele substancji zdolnych do
pęcznienia, związanego z uwodnieniem i kurczenia się w wyniku odwodnienia. Procesom
tym towarzyszy zmiana objętości i związany z nią „ruch” cząstek. Wzajemne ścieranie
się cząstek i powstające w ich obrębie napręŜenia przyczyniają się do dezintegracji
wietrzejącego materiału.
4. Obtaczanie i ścieranie.
T
ransport materiałów macierzystych przez wodę, wiatr i lodowce
silnie przyczynia się do ich rozpadu. Transportowane odłamki skalne, okruchy, czy nawet
pojedyncze ziarna mineralne są naraŜone na nieustanne zderzanie i ocieranie się, zarówno
o siebie nawzajem, jak i o napotkane przeszkody. W wyniku tych interakcji dochodzi do
ś
cierania się ich powierzchni. Zjawisko to nazywane jest abrazją. Przykładem
niszczącego działania mediów transportujących moŜe być działanie wód płynących.
Toczą one materiał skalny po dnie, czego efektem jest zdzieranie i obtaczanie
powierzchni odłamków skalnych.. Czynnikiem transportującym i erodującym
o wyjątkowej sile i zasięgu są równieŜ lodowce. Oddziałują one nie tylko na lite skały, na
których zalegają, ale równieŜ na luźne materiały zbierane po drodze i przenoszone dalej.
Ogromna masa przemieszczającego się lodowca miaŜdŜy wszelkie przeszkody
znajdujące się na jej drodze, zdzierając i krusząc podłoŜe, po którym się posuwa.
Działanie abrazyjne moŜe być wywoływane równieŜ przez wiatr transportujący cząstki
o małej średnicy. Znane są przykłady oddziaływania materiału niesionego przez wiatr na
przeszkody w postaci skałek bądź głazów znajdujących się na jego drodze, w wyniku
którego powstają formy zwane grzybami skalnymi.
5. Organizmy Ŝywe.
Działalność organizmów Ŝywych równieŜ przyczynia się do rozpadu
materiałów macierzystych, choć posiada znacznie mniejsze znaczenie od czynników
wcześniej wymienionych. Dotyczy ono przede wszystkim niszczącego działania
rozrastających się korzeni drzew i krzewów, choć pewną rolę przypisać naleŜy takŜe
aktywności fauny drąŜącej róŜnego rodzaju kanaliki i tunele, wybitnie ułatwiające
wnikanie wody. Rozluźniony w ten sposób materiał skalny odznacza się zwiększoną
powierzchnią reakcji, co ma duŜe znaczenie przy wietrzeniu chemicznym.
Wietrzeniem chemicznym nazywamy procesy chemicznego rozkładu, w trakcie których
dochodzi do rozpuszczania i uwalniania składników oraz syntezy nowych minerałów bądź
pozostawiania trwałych produktów końcowych rozpadu. Zachodzące przemiany są skutkiem
ekspozycji skał i minerałów na warunki atmosferyczne, często skrajnie róŜne od warunków
ich powstawania. Działanie agresywnych czynników środowiskowych, takich jak woda, tlen
i CO
2
, wyzwala spontaniczne reakcje chemiczne w obrębie wietrzejącego materiału.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
18
Wietrzenie chemiczne jest naturalnym następstwem wietrzenia fizycznego. Skały, które
uległy mechanicznemu rozkruszeniu są łatwo penetrowane przez wodę. W jej obecności
składniki najłatwiej rozpuszczalne ulegają rozpuszczeniu i wymyciu. W miarę intensyfikacji
tego procesu środowisko wietrzenia ulega wzbogaceniu w składniki słabiej rozpuszczalne,
tlen i grupy hydroksylowe.
Powstające produkty wietrzenia tworzące w konsekwencji glebę (minerały wtórne,
substancje bezpostaciowe) są znacznie bardziej stabilne od materiałów macierzystych
i pozostają w stanie względnej równowagi z czynnikami atmosferycznymi.
Reakcje rozpadu minerałów charakteryzują się duŜą dynamiką wymiany składników ze
ś
rodowiskiem wietrzenia, tzn. składniki te są ciągle usuwane bądź dostarczane. Powstawanie
określonych minerałów moŜliwe jest jedynie wtedy, gdy wszystkie niezbędne w tym celu
atomy i jony są obecne i względnie nieruchliwe. Na podstawie przemian skalenia potasowego
prześledzić moŜna powstawanie róŜnych produktów wietrzenia, w zaleŜności od obecności
potasu:
1. w wypadku, gdy cały potas został wymyty do roztworu, powstającym minerałem
wtórnym jest kaolinit:
4K[AlSi
3
O
8
] + 6H
2
O
→
Al
4
[(OH)
8
Si
4
O
10
] + 8SiO
2
+ 4KOH
skaleń potasowy + woda
→
→
→
→
kaolinit + krzemionka + potas
2. jeŜeli pewna część potasu nie ulegnie wymyciu i pozostanie w obrębie sieci krystalicznej,
powstającym minerałem wtórnym jest illit.
5K[AlSi
3
O
8
] + 4H
2
O
→
KAl
4
[(OH)
4
AlSi
7
O
20
] + 8SiO
2
+ 4KOH
skaleń potasowy + woda illit + krzemionka + potas
Wietrzenie minerałów jest procesem bardzo złoŜonym, odbywającym poprzez szereg
reakcji chemicznych, wzajemnie się uzupełniających, bądź indukujących. NajwaŜniejszymi
z nich są:
1. Hydroliza. Reakcje minerałów z wodą odgrywają zasadniczą rolę w procesach
chemicznego rozkładu substancji. Rozkład i przebudowa z udziałem wody to główne
procesy wietrzenia chemicznego. Powstające w ich wyniku formy wodorotlenkowe są
zwykle łatwiej rozpuszczalne od minerału macierzystego. Przykładem hydrolitycznego
rozkładu glinokrzemianów jest zamieszczona powyŜej reakcja rozpadu skalenia
potasowego.
2. Hydratacja. Polega ona na wiązaniu powstałych w wyniku dysocjacji wody jonów H
+
i OH
-
przez strukturę kryształu. Hydratacja łyszczyków prowadzi do wnikania części
jonów H
+
i OH
-
w przestrzenie miedzypakietowe. Skutkiem tego jest rozszerzenie sieci
kryształu i zwiększenie jego porowatości, co z kolei przyspiesza inne procesy rozkładu.
Reakcje hydratacji powodują przemianę minerału bezwodnego w uwodniony i słabo
uwodnionego w silnie uwodniony. Dobrym przykładem tego procesu jest przekształcanie
hematytu w limonit:
2Fe
2
O
3
+ 3H
2
O
→
→
→
→
2Fe
2
O
3
.
3H
2
O
(hematyt + woda
→
→
→
→
limonit)
3. Karbonatyzacja. Kwas węglowy jest słabym kwasem powstającym w wyniku reakcji CO
2
z wodą. Dwutlenek węgla w środowisku wietrzeniowym pochodzi częściowo
z atmosfery, a częściowo z reakcji biologicznego oddychania i rozkładu materii
organicznej. Roztwór kwasu węglowego działa na minerały silniej niŜ czysta woda.
Powstające w wyniku karbonatyzacji produkty są znacznie łatwiej rozpuszczalne niŜ
minerały macierzyste. Proces karbonatyzacji szczególnie silnie zaznacza się
w przemianach kalcytu, w wyniku których dochodzi do powstawania rozpuszczalnego
wodorowęglanu:
CaCO
3
+ H
2
CO
3
→
→
→
→
Ca(HCO
3
)
2
kalcyt + kwas węglowy
→
→
→
→
rozpuszczalny wodorowęglan
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
19
4. Utlenianie. Utlenianie w procesach wietrzenia rozumieć naleŜy zarówno jako reakcje
minerałów z tlenem jak i zmiany wartościowości występujących w ich sieci krystalicznej
metali (tzn. zmiany związane z przyjmowaniem lub oddawaniem przez nie elektronów).
Za doskonały przykład posłuŜyć tu mogą przemiany minerałów zawierających Ŝelazo.
JeŜeli w sieci krystalicznej występują jony Ŝelaza dwuwartościowego i ulegną one
utlenieniu do form trójwartościowych, to pozostałe składniki sieci muszą dostosować się
do zaistniałej sytuacji. Prowadzi to do osłabienia struktury kryształu, który ulega
rozkruszeniu i rozkładowi.
5. Rozpuszczanie. Zdolność minerałów do rozpuszczania się w wodzie i roztworach
wodnych zaleŜy od ich składu chemicznego. Sam proces rozpuszczania polega na
rozpadzie danej substancji na poszczególne jony, np. NaCl rozpada się, a dokładniej
dysocjuje na kation Na
+
i anion Cl
-
. Rozpad substancji inicjuje szereg dalszych reakcji
chemicznych, które wobec ułatwionego dostępu do substratu, charakteryzują się duŜą
dynamiką.
Jak juŜ wcześniej wspomniano, przebiegające w trakcie procesu wietrzenia reakcje
chemiczne są ze sobą powiązane, dlatego teŜ nie moŜna ich rozpatrywać rozłącznie. Śledząc
rozpad najwaŜniejszych minerałów skałotwórczych, tzn. glinokrzemianów, zaobserwować
moŜna, iŜ kolejność następujących po sobie przemian jest nieprzypadkowa. Rozpad
glinokrzemianów jest niezwykle skomplikowany, jednak ze względu na jego ogromne
znaczenie w przekształcaniu skał macierzystych i powstawaniu gleb, naleŜy podać, chociaŜ
uproszczony schemat tego procesu:
1. Uwodnienie powierzchni minerału (hydratacja). Aby zrozumieć istotę tego procesu,
naleŜy przypomnieć sobie, iŜ co prawda suma wszystkich ładunków dodatnich w sieci
krystalicznej jest równa sumie wszystkich ładunków ujemnych (zgodnie z regułą
Paulinga), jednak atomy znajdujące się na jej powierzchni posiadają niewysycone
wiązania na powłokach walencyjnych. Naładowana powierzchnia kryształu przyciąga do
siebie obecne w środowisku dipole wody. Siły przyciągające mogą powodować tak
znaczną polaryzację dipoli wody, iŜ ulęgają one dysocjacji na proton H+ i anion OH-.
Powstałe protony wodorowe łączą się z anionami tlenu sieci krystalicznej, zaś aniony
hydroksylowe z jonami naładowanymi dodatnio. Jednocześnie kationy alkaliczne, bądź
ziem alkalicznych mogą być podstawiane protonami wodorowymi.
2. Wymywanie kationów, uwalnianie krzemionki. Uwolnione z sieci krystalicznej kationy
zasadowe przechodzą do roztworu i ulegają wymyciu. Jednocześnie następuje uwalnianie
krzemionki, która moŜe ulec redukcji do form monomerycznych, tj. do poszczególnych
tetraedrów, lub częściowo zachować swoją budowę łańcuchową.
3. Synteza minerałów wtórnych. W obrębie zwietrzałego materiału dochodzi do dalszych
reakcji z czynnikami takimi jak woda, tlen i dwutlenek węgla, tzn. do reakcji hydrolizy,
hydratacji, utleniania i karbonatyzacji. ZaleŜnie od dominujących w danym środowisku
czynników wietrzenia powstają zróŜnicowane produkty procesu wietrzenia – minerały
wtórne i substancje amorficzne.
Na wpływy sił niszczących naraŜone są skały i minerały pozostające w stałym kontakcie
z czynnikami atmosferycznymi, tzn. występujące na powierzchni ziemi lub w jej pobliŜu.
W pierwszej fazie wietrzenia podlegają one rozkruszeniu na mniejsze fragmenty, a nawet na
poszczególne ziarna mineralne. Tak rozkruszony materiał, posiada znacznie zwiększoną
powierzchnię reakcji i charakteryzuje się mniejszą spoistością oraz obecnością szczelin,
pęknięć i mikrootworów. Staje się on obiektem ataku wody, tlenu i dwutlenku węgla,
inicjującym szereg reakcji chemicznych prowadzących do zmian w składzie chemicznym
wietrzejącego materiału. Powstają nowe minerały, zwane minerałami wtórnymi oraz
substancje nie wykazujące budowy uporządkowanej, tzn. substancje amorficzne.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
20
Nowopowstałe produkty charakteryzują się odmienną niŜ minerały pierwotne budową
oraz odmiennymi właściwościami fizyko-chemicznymi. Cechuje je zdolność do pozostawania
w stanie względnej równowagi z panującymi warunkami atmosferycznymi.
Wszystkim zachodzącym przemianom towarzyszy ciągłe zmniejszanie rozmiarów
cząstek oraz uwalnianie składników rozpuszczalnych, z których większość ulega
wymywaniu.
Rys. 4.Schemat obrazujący kierunki wietrzenia w środowisku kwaśnym, charakterystycznym dla gleb klimatu
umiarkowanie wilgotnego [opracowanie własne]
Czynniki kształtujące glebę
Proces powstawania gleb jest długotrwały i nie zaleŜy tylko od skały macierzystej, ale
równieŜ od szeregu czynników glebotwórczych. Klimat naszego kraju charakteryzuje się
ś
rednią roczną sumą opadów 300–600 mm i średnią roczną temperaturą powyŜej zera.
Ś
rednia temperatura lipca waha się w granicach 10°C do 20°C. Polska znajduje się w strefie
lasów mieszanych, gdzie poza drzewami iglastymi występują drzewa liściaste. W strefie
takiej kształtują się gleby bielicowe, gleby płowe, gleby brunatne, gleby czarne ziemie i gleby
bagienne.
Do czynników kształtujących glebę zaliczamy:
1. Klimat i woda.
Klimat jest najistotniejszym czynnikiem wietrzenia. Opady atmosferyczne dostarczają
wody niezbędnej do przebiegu reakcji chemicznych i odpowiedzialnej za wymywanie
składników rozpuszczalnych. Temperatura natomiast, zgodnie z regułą van't Hoffa,
wpływa na szybkość przebiegu reakcji. Wpływ klimatu moŜna szczególnie jasno
zobrazować na dwóch skrajnych przykładach: terenów pustynnych i obszarów
tropikalnego lasu deszczowego. W warunkach klimatu pustynnego zaznacza się wyraźna
przewaga parowania nad opadami. Pojawiająca się woda opadowa moŜe w czasie
przesiąkania penetrować skały, jednak następujący po opadach długotrwały okres suszy
powoduję szybki powrotny podsiąk wody, a w rezultacie jej wyparowywanie.
Zwierciadło wody gruntowej znajduje się zwykle na znacznej głębokości, dlatego pewna
ilość niesionych przez wodę składników nie ulega wypłukaniu, lecz powraca z nią na
powierzchnię. Wobec braku wody wszelkie reakcje chemiczne ulęgają zahamowaniu.
Dominują procesy wietrzenia fizycznego, a powstająca zwietrzelina składa się głównie
z nieprzekształconych (lub częściowo tylko przekształconych) minerałów pierwotnych.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
21
Odznacza się ona wysoką zawartością soli, takich jak gips i węglany oraz zasadowym
odczynem (pH 7,5–9,5). W tak niekorzystnych warunkach rozwój roślin jest skrajnie
utrudniony, jeśli nie niemoŜliwy, dlatego teŜ obszary pustynne charakteryzują się
dodatkowo ogólnym brakiem substancji organicznej. Warunki silnie oksydacyjne
sprzyjają pozostawaniu Ŝelaza w formie utlenionej, co nadaję powierzchni skał
zabarwienie czerwonawe, brązowe lub Ŝółtawe. Charakterystycznymi produktami
wtórnymi są tu montmorillonit, illit i chloryt, a najczęściej formy mieszanopakietowe
tych minerałów. Kaolinit pojawia się tylko tam, gdzie obecny był w skale macierzystej
i pozostał w stanie nieprzekształconym. Zupełnie inaczej sytuacja przedstawia się na
obszarach tropikalnego lasu deszczowego. Znaczna przewaga ruchu zstępującego wody
i wysokie temperatury silnie stymulują przebieg reakcji chemicznych. Zachodzi tu
intensywna hydroliza i przemieszczanie rozpuszczalnych składników w głąb, do lustra
wody gruntowej. Obfite i częste opady sprawiają, Ŝe lustro wody gruntowej znajduje się
bardzo płytko, w związku z czym większa część strefy wietrzenia jest całkowicie
nasiąknięta i pozostaje w stanie zredukowanym. Bujna wegetacja prowadzi do
nagromadzenia się ogromnych ilości materii organicznej, co w połączeniu
z wymywaniem kationów zasadowych obniŜa pH środowiska do wartości 3,5–5,5.
W takich warunkach wietrzenie chemiczne zachodzi bardzo gwałtownie. Strefa
wietrzenia sukcesywnie zubaŜana jest w kationy zasadowe i krzemionkę. Dochodzi do
nagromadzenia trwałych produktów końcowych rozpadu – minerałów o wysokiej
zawartości glinu (kaolinit, gibbsyt i boehmit) oraz tytanu (rutyl i anataz).
2. Ukształtowanie powierzchni.
Wpływ warunków topograficznych na wietrzenie chemiczne ujawnia się poprzez
zjawiska takie jak: spływ powierzchniowy i związany z nim stopień nawilŜenia skał
macierzystych, przesiąkanie wody w głąb i związane z nim wymywanie składników
rozpuszczalnych oraz erozja produktów wietrzenia. Na stromych zboczach większość
wody opadowej ulega odprowadzeniu ze spływem powierzchniowym. W tych warunkach
jej oddziaływanie na skały jest znikome. Intensywnie zachodzą natomiast procesy erozji,
wywoływanej przez płynącą wodę i wiatr oraz powierzchniowe ruchy masowe.
W konsekwencji, procesy mechanicznej dezintegracji przebiegają znacznie gwałtowniej
od procesów chemicznego rozkładu. Na terenach płaskich, nisko połoŜonych, sytuacja
wygląda inaczej. Spływ powierzchniowy jest znikomy, natomiast infiltracja osiąga
maksimum. W takich warunkach swobodne przesiąkanie wody w głąb jest utrudnione.
Rozpuszczalne składniki, uwolnione na drodze hydrolizy, pozostają w stagnującej
wodzie, co działa hamująco na dalsze procesy rozkładu. Zwierciadło wody gruntowej
znajduje się na niewielkiej głębokości, co prowadzić moŜe do lokalnych wystąpień wody
nad powierzchnię gruntu i tworzenia się bagien. Zainicjowany zostaje proces akumulacji
substancji organicznej. Środowisko staje się bardzo silnie zredukowane. Wydaje się, Ŝe
najbardziej sprzyjającymi terenami dla przebiegu procesów wietrzenia chemicznego są
faliste lub lekko pochyłe wyŜyny, gdzie spływ powierzchniowy nie jest zbyt duŜy, zaś
swobodne przesiąkanie wody nie jest niczym hamowane. W takich warunkach strefa
wietrzenia moŜe sięgać do głębokości trzydziestu metrów, a nawet głębiej.
3. Organizmy Ŝywe.
Działalność organizmów Ŝywych równieŜ przyczynia się do rozpadu materiałów
macierzystych, choć posiada znacznie mniejsze znaczenie od czynników wcześniej
wymienionych. Dotyczy ono przede wszystkim niszczącego działania rozrastających się
korzeni drzew i krzewów, choć pewną rolę przypisać naleŜy takŜe aktywności fauny
drąŜącej róŜnego rodzaju kanaliki i tunele, wybitnie ułatwiające wnikanie wody.
Rozluźniony w ten sposób materiał skalny odznacza się zwiększoną powierzchnią
reakcji, co ma duŜe znaczenie przy wietrzeniu chemicznym.
O powstawaniu gleby moŜna
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
22
mówić dopiero po zasiedleniu zwietrzeliny przez organizmy Ŝywe, które: wzbogacają ją
w związki organiczne (C i N), przyspieszają wietrzenie zarówno fizyczne, jak
i chemiczne.
4. Działalność człowieka.
Wywiera wpływ bezpośredni i pośredni. Działalność rolnicza, leśnictwo, melioracje,
urbanizacja i industrializacja, zanieczyszczanie gleby przemysłowe i rolnicze,
powstawanie gleb antropogenicznych – tworzenie „sztucznych gleb” np. ogrodniczych
czy podczas zabiegów rekultywacyjnych.
Czas. Jest czynnikiem glebotwórczym nie w ścisłym tego słowa znaczeniu. Gleby
przechodzą stadia rozwojowe ulegając ciągłym zmianom.
Procesy glebotwórcze
Procesami glebotwórczymi nazywamy wszystkie procesy fizyczne, chemiczne,
i biologiczne zachodzące w powierzchniowej warstwie skorupy ziemskiej, w wyniku których
kształtują się gleby. Na terenie naszego kraju najczęściej spotyka się gleby powstałe pod
wpływem procesu:
−
płowienia,
−
bielicowania,
−
oglejenia,
−
brunatnienia,
−
procesu bagiennego,
−
murszenia.
−
Składniki gleby.
−
KaŜda gleba zawiera w swoim składzie:
−
powietrze,
−
wodę,
−
próchnicę,
−
składniki mineralne.
Ich wzajemne relacje pokazuje rysunek 5.
Rys. 5. Średni odsetek poszczególnych składników gleby[opracowanie własne]
Podstawowymi składnikami większości gleb są cząstki mineralne które powstały wskutek
rozdrobnienia skały macierzystej, cząstki te mają róŜną wielkość. Ilościowy stosunek grup
cząsteczek mineralnych o róŜnej średnicy w danej glebie nazywamy jej składem
granulometrycznym. RozróŜnia się cząstki szkieletowe o średnicy większej niŜ 1 mm, oraz
cząstki ziemiste o średnicy mniejszej niŜ 1mm. Cząstki szkieletowe i ziemiste dzielimy na
frakcje w zaleŜności od ich wielkości. Największą rolę odgrywają tutaj cząstki spławiane
o średnicy mniejszej niŜ 0,01 mm. W zaleŜności od zawartości tych cząstek gleby dzielimy na:
−
gleby ilaste, zawierają one ponad 50% cząsteczek spławialnych oraz nieznaczną ilość
piachu i Ŝwiru,
Ilościowy stosunek
składników gleby
Powietrze 20%
Woda 30%
Próchnica 3%
Mineralne składniki
gleby 47%
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
23
−
gleby gliniaste, zawierają powyŜej 20% cząsteczek spławianych, w zaleŜności od
zawartości tych cząsteczek wyróŜniamy, gliny lekkie zawierające 20–35% cząsteczek
spławialnych, gliny średnie posiadające 35–50% cząstek spławialnych, gliny cięŜkie
zawierające ponad 50% cząstek spławialnych,
−
gleby pyłowe i lessy mające 40% cząsteczek pyłowych i do 50% cząsteczek spławialnych
−
gleby piaszczyste, składają się przede wszystkim z cząsteczek piaszczystych i zawierają
około 20% cząstek spławialnych, wśród piasków wyróŜnić moŜna piaski luźne
zawierające do 5% cząstek spławialnych, piaski słabo gliniaste mające 5-10% cząstek
spławialnych, piaski gliniaste mające 10-20% cząstek spławialnych,
−
gleby Ŝwirowe, mające znaczne ilości Ŝwiru a cząstek spławialnych posiadają do 20%,
−
gleby kamieniste, zawierają duŜo kamieni, a mało cząstek spławianych.
Rys. 6. Podział gleb ze względu na cząstki spławialne [opracowanie własne]
Występowanie wody w glebie
Woda jest filtrowana oraz oczyszczana dzięki przepływaniu przez gleby. One takŜe
wpływają na skład chemiczny oraz na ilość wody powracającej do atmosfery.
Jedną z najwaŜniejszych cech charakterystycznych kaŜdej gleby jest zawartość wody.
Czy pod postacią pary, czy w teŜ w formie ciekłej woda zajmuje około jednej czwartej masy
gleby. Jeśli gleba nie pokryta roślinnością stanie się zbyt sucha, zostaje usunięta przez wiatr.
Jeśli znajdzie się w niej zbyt duŜo wody, podłoŜe rozmięka i nie moŜe utrzymać ani plonów,
ani fundamentów budowli. Suche, silnie porowate gleby mogą wchłonąć duŜą ilość wód
deszczowych i dzięki temu chronią przed nagłymi, niespodziewanymi powodziami. Gleba,
która powoli wchłania wodę, moŜe wzmagać prawdopodobieństwo powodzi.
Wszelkie Ŝycie na lądzie jest pośrednio lub bezpośrednio zaleŜne od dostatecznego
poziomu wody. Wilgotność jest jednym z czynników warunkujących rodzaj roślinności
rosnącej na danej glebie. Zachowuje się ona bowiem jak gąbka i zatrzymuje wodę, która
moŜe być pobierana przez korzenie roślin. Na przykład na pustyniach, które praktycznie nie
zatrzymują wody, kaktusy przechowują własną wodę. Inne rośliny wytwarzają długie
korzenie, umoŜliwiające pobieranie wody znajdującej się nawet dziesiątki metrów pod
ziemią.
Rys. 7. Rodzaje wód występujących w glebie [opracowanie własne]
Podział gleb
ze względu
na cząstki
spławialne
do 0,01mm
Gleby ilaste
Gleby
gliniaste
Gleby pyłowe
Gleby
piaszczyste
Gleby
Ŝ
wirowe
Gleby
kamieniste
Woda
glebowa
Woda higroskopowa
Woda błonkowa
Woda kapilarna
Woda grawitacyjna
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
24
Woda w glebie występuje jako (rys. 7):
−
woda higroskopowa, otacza cząstki glebowe i z ogromną siłą przylega do nich jest
niedostępna dla organizmów Ŝywych oraz dla roślin,
−
woda błonkowa, jest trudno dostępna dla roślin,
−
woda kapilarna, wypełnia w glebie przestwory kapilarne ma zdolność poruszania się we
wszystkich kierunkach,
−
woda grawitacyjna wypełnia wszystkie wolne przestrzenie w glebie i pod wpływem
własnego cięŜaru porusz się z góry na dół, jest wodą wolną a jej dostępność dla roślin
zaleŜy od szybkości przesiąkania z góry w dół.
Powietrze glebowe
Powietrze glebowe wypełnia w glebie te przestrzenie, których nie wypełnia woda. Skład
powietrza glebowego róŜni się od powietrza atmosferycznego tym iŜ zawiera ono
dziesięciokrotnie więcej dwutlenku węgla niŜ powietrze atmosferyczne. Zapewnia ono
mikroorganizmom oraz roślinom dostęp do tlenu. Gleby o małej zawartości powietrza nie
stwarzają dobrych warunków do wzrostu i rozwoju roślin. Przyjmuje się, Ŝe w glebach
uprawnych powinno być powietrza od 10 do 20%, a w glebach łąkowych 6–10%.
Właściwości gleby
Plonowanie roślin uprawnych zaleŜy od właściwości gleby (rys. 8). Gleby wykazujące
dobre właściwości fizyczne, chemiczne, oraz duŜą aktywność organizmów glebowych mogą
stworzyć odpowiednie warunki roślinom do rozwoju i właściwego plonowania.
Rys. 8. WaŜniejsze właściwości gleb [opracowanie własne]
Właściwości wodne gleb zaleŜą od pojemności, przepuszczalności, zdolności podsiąkania
i wyparowywania, największą pojemność wodną posiadają gleby gliniaste, ilaste i torfowe,
najmniejszą pojemność wodną mają gleby Ŝwirowe i piaszczyste.
Właściwości cieplne gleby, ciepło zawarte w glebie pochodzi bezpośrednio od słońca,
ciepła powietrza oraz ciepła powstałego wskutek działania mikroorganizmów,
Właściwości sorpcyjne gleby jest to zdolność do zatrzymywania składników mineralnych
i organicznych
Gleba w zaleŜności od składu chemicznego moŜe wykazywać następujące odczyny:
−
kwaśny,
−
zasadowy,
−
obojętny.
Odczyn gleb wyraŜa się symbolem pH i liczbą określającą stopień zakwaszenia lub
zasadowości:
−
gleby bardzo kwaśne – pH poniŜej 4,5,
−
gleby kwaśne – pH od 4,6 do 5,5,
−
gleby słabo kwaśn e- pH od 5,6 do 6,5,
−
gleby obojętne – od 6,6 do 7,2,
−
gleby zasadowe – powyŜej 7,2.
Właściwości gleb
Właściwości wodne
i powietrzne
Właściwości cieplne
Właściwości
sorpcyjne
Odczyn i struktura
gleby
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
25
Gleby występujące w Polsce mają odczyn kwaśny lub lekko kwaśny. Rozwój
mikroorganizmów glebowych zaleŜy w znacznym stopniu od odczynu gleby. Odczyn gleby
wpływa na pobieranie składników pokarmowych przez rośliny. Odczyn gleb zmienia się
podczas procesu uprawy gleby. Łatwo jest glebę zakwasić natomiast proces odkwaszania gleb
jest długotrwały. Gleby odkwaszamy przez wapnowanie.
Charakterystyka gleb Polski
Polskie gleby powstały z róŜnych skał macierzystych w odmiennych warunkach
przyrodniczych, poprzez to naleŜą do róŜnych typów i nie mają takiej samej wartości
uŜytkowej.
Istnieje wiele podziałów gleb na przykład ze względu na sposób uŜytkowania
i urzeźbienie terenu.
Rys. 9. Podział gleb ze względu na sposób uŜytkowania [opracowanie własne]
Rys. 10. Podział gleb ze względu na urzeźbienie terenu [opracowanie własne]
Klasyfikacja gleb:
−
mineralne początkowego stadium rozwoju,
−
wapniowcowe,
−
czarnoziemne,
−
brunatnoziemne,
−
zabagnione,
−
bielicoziemne,
−
bagienne i półbagienne,
−
napływowe,
−
antropogeniczne.
Podział gleb ze względu na
urzeźbienie terenu
Gleby terenów nizinnych
Gleby terenów wyŜynnych
Gleby terenów górzystych
Podział gleb ze względu na
sposób uŜytkowania
Gleby uprawne
Gleby uŜytków zielonych,
czyli łąki i pastwiska
Gleby leśne oraz pod stawy
jeziora
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
26
Rys. 11. Genetyczna klasyfikacja gleb [Narodowy Atlas Polski]
Klasyfikacja gleb ornych:
1. Klasa I gleby orne najlepsze:
−
dobre warunki fizjograficzne,
−
zasobne w składniki pokarmowe,
−
strukturalne, wilgotne, przewiewne, przepuszczalne.
2. Klasa II gleby orne bardzo dobre:
−
mają nieco słabsze właściwości fizyczne niŜ gleby klasy I,
−
plony na tych glebach są przewidywalne.
3. Klasa III a i b gleby orne średnio dobre:
−
mają słabe stosunki wodne,
−
na glebach tych uprawia się przewaŜnie i otrzymuje wysokie plony Ŝyta
i ziemniaków,
−
moŜna na tych glebach uprawiać przy średnich plonach pszenicę, jęczmień, buraki
cukrowe.
4. Klasa IV a i b gleby orne średnie:
−
wybór roślin jest mniejszy niŜ w klasach wyŜszych,
−
gleby te są za cięŜkie lub za lekkie.
5. Klasa V gleby orne słabe:
−
są mało Ŝyzne,
−
są mało urodzajne,
−
do tej klasy naleŜą gleby zbyt suche na których moŜna uprawiać łubin, Ŝyto, w latach
obfitujących w opady moŜna uprawiać ziemniaki i seradelę,
−
często są kamieniste, płytkie, ubogie w substancje organiczne.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
27
6. Klasa VI gleby orne najsłabsze:
−
są to gleby zawodne i wadliwe,
−
dają plony niepewne, zawodne,
−
nadają się pod zalesienia.
Gleba stanowi jeden z waŜniejszych czynników środowiska przyrodniczego, stąd teŜ jej
jakość ma bardzo duŜy wpływ na rozwój i geograficzne rozmieszczenie cywilizacji. Polska
naleŜy do nielicznej grupy krajów, które dysponują szczegółowym przestrzennym
rozpoznaniem pokrywy glebowej. Posiadamy pełną inwentaryzację wartości gleb oraz
szczegółowe mapy glebowo-przyrodnicze i glebowo-rolnicze.
Poza opracowaniami kartograficznymi mamy takŜe odpowiednie rejestry, zawierające
informacje o ilościowym i jakościowym stanie pokrywy glebowej zarówno w skali kraju, jak
teŜ jednostek administracyjnych niŜszego rzędu (województwa, gminy, wsie). Systematycznie
badany jest stan i zachodzące zmiany właściwości gleb. Przeciętna jakość gleb Polski jest
dość niska. W obrębie gruntów ornych tylko około 23% gleb uznać moŜna za dobre lub
bardzo dobre (klasy I–IIIb), natomiast najsłabsze gleby (klasy V–VI) zajmują ponad 30%
powierzchni. Jeszcze bardziej niekorzystnie przedstawia się układ klas jakości gleb uŜytków
zielonych (łąk, pastwisk), gdzie grunty klas I–III zajmują niespełna 15%, natomiast klas
V–VI aŜ 47%; klasa IV stanowi 38% powierzchni uŜytków zielonych. Ponad 65%
powierzchni leśnej to ubogie, piaszczyste siedliska borowe. Wartość i przydatność rolnicza
(takŜe i leśna) gleb wielu krajów Europy Zachodniej (Francja, Belgia, Holandia oraz
zachodnia część RFN), połoŜonych w strefie klimatu atlantyckiego jest o około 25% wyŜsza
od jakości gleb Polski (przy korzystniejszych dla rolnictwa warunkach klimatycznych).
Pokrywa glebowa Polski charakteryzuje się duŜą zmiennością powierzchniową i pionową,
w niektórych regionach wręcz mozaikowatością, gdzie często na obszarze o powierzchni nie
większej niŜ 1 hektar występują obok siebie gleby dobre i bardzo słabe.
Rys. 12. Ocena gleb uŜytków rolnych Polski (w punktach) według gmin [wg danych IUNG, Puławy]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
28
Kompleksy rolniczej przydatności gleb ornych
1. kompleks pszenny bardzo dobry,
2. kompleks pszenny dobry,
3. kompleks pszenny wadliwy,
4. kompleks Ŝytni bardzo dobry,
5. kompleks Ŝytni dobry,
6. kompleks Ŝytni słaby,
7. kompleks Ŝytni bardzo słaby,
8. kompleks zboŜowo pastewny mocny,
9. kompleks zboŜowo pastewny słaby,
10. kompleks pszenny górski,
11. kompleks zboŜowy górski,
12. kompleks owsiano-ziemniaczany górski,
13. kompleks owsiano-pastewny górski,
14. gleby przeznaczone pod uŜytki zielone.
Nazwy kompleksów gleb ornych pochodzą od nazw gatunków zbóŜ, pszenicy i Ŝyta dla
terenów równinnych i owsa dla terenów górskich, poniewaŜ zboŜa są u nas najbardziej
typowymi roślinami wskaźnikowymi.
Klasyfikacja gleb pod uŜytki zielone
−
Klasa I – trwałe uŜytki zielone połoŜone na glebach mineralnych, zasobnych w próchnicę
o trwałej strukturze gruzełkowato-ziarnistej, przewiewnych, przepuszczalnych,
zasobnych w składniki pokarmowe. Wydajność tych łąk wynosi 5 ton siana z hektara
przy przeciętnych nakładach. Pastwisko w tej klasie zapewnia wyŜywienie 3 krów.
−
Klasa II – są to łąki dwukośne o wydajności nie mniejszej niŜ 4 ton siana z hektara.
Pastwiska gwarantują wyŜywienie 3 krów.
−
Klasa III – są to łąki, które dają plon do 3 ton siana z hektara, pastwiska tej klasy
umoŜliwiają wyŜywienie 2 krów na 1 hektarze.
−
Klasa IV – są to łąki zbyt mokre lub zbyt suche, pastwiska umoŜliwiają wykarmienie
1–2 krowy na 1 hektarze przez 130 dni.
−
Klasa V – wydajność siana wynosi 1,5 tony z 1 hektara, na pastwiskach moŜna Ŝywić 1
krowę przez 120 dni.
−
Klasa VI – łąki są zdegradowane, stale podlewane przez wody, dają do 1,5 tony siana
najgorszej jakości.
Kompleksy przydatności rolniczej gleb trwałych uŜytków zielonych
Na uŜytkach zielonych wyróŜnia się trzy kompleksy:
−
kompleks 1 z –uŜytki zielone bardzo dobre i dobre, naleŜą do nich łąki i pastwiska
zaliczane do klasy I i II,
−
kompleks 2 z –uŜytki zielone średnie, naleŜą do nich zaliczane do klasy III i IV,
−
kompleks 3 z –uŜytki zielone słabe i bardzo słabe naleŜą do nich łąki i pastwiska
zaliczane do klasy V i VI.
Proces degradacji gleb
Z szeroko dostępnych informacji wynika, Ŝe w ciągu ostatnich dziesięcioleci nastąpiło
znaczne nasilenie procesów degradacji gleby i istnieją dowody na to, Ŝe procesy te będą
w dalszym ciągu postępować, jeśli nie zostaną podjęte Ŝadne działania. Procesy degradacji
gleby są powodowane działalnością człowieka lub za jego przyczyną nasilają się. Zmiany
klimatu wraz z coraz częściej występującymi ekstremalnymi zjawiskami atmosferycznymi
mają równieŜ negatywny wpływ na glebę.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
29
Procesy degradacji gleby obejmują następujące zjawiska:
–
Erozja. Według szacunków Europejskiej Agencji Środowiska 115 milionów hektarów,
odpowiadające 12% całkowitej powierzchni obszaru lądowego Europy, jest dotkniętych
erozją wodną, natomiast 42 miliony hektarów erozją powietrzną, z czego 2 % w wysokim
stopniu.
–
Spadek zawartości materii organicznej. Materia organiczna odgrywa zasadniczą rolę
w obiegu węgla w glebie. Gleba, która rzeczywiście emituje gazy cieplarniane, jest
jednocześnie głównym magazynem węgla, zawierającym 1 500 gigaton węgla
organicznego i nieorganicznego. Około 45% gleb w Europie charakteryzuje się niską lub
bardzo niską zawartością materii organicznej (czyli 0–2% węgla organicznego),
natomiast w 45% gleb zawartość ta jest średnia (czyli 2–6% węgla organicznego).
Problem ten dotyczy w szczególności krajów na południu Europy, lecz takŜe niektórych
regionów Francji, Zjednoczonego Królestwa, Niemiec i Szwecji.
–
Zagęszczanie. Szacunki dotyczące obszarów zagroŜonych zagęszczaniem gleby są
rozbieŜne. Niektóre źródła określają około 36% typów podglebi w Europie jako podatne
w wysokim lub bardzo wysokim stopniu na zagęszczanie. Inne źródła uznają 32% typów
gleb za wysoce naraŜone, a 18% za dotknięte w średnim stopniu tym zjawiskiem.
–
Zasolenie. Oznacza nagromadzenie w glebie soli rozpuszczalnych, przede wszystkim
sodu, magnezu i wapnia. Problem ten dotyczy około 3,8 mln ha w Europie. Regiony
najbardziej dotknięte to Kampania we Włoszech, dolina rzeki Ebro w Hiszpanii i Wielka
Nizina Węgierska, lecz takŜe niektóre regiony Grecji, Portugalii, Francji, Słowacji
i Austrii.
–
Osuwanie się ziemi. Występuje częściej na obszarach o glebach zagroŜonych w wysokim
stopniu erozją, charakteryzujących się gliniastym podglebiem, stromymi zboczami, na
których występują intensywne i obfite opady oraz na odłogach, takich jak regiony
alpejskie i śródziemnomorskie. W chwili obecnej nie są dostępne Ŝadne dane dotyczące
całkowitego obszaru dotkniętego tym problemem w UE. Osuwanie się ziemi moŜe
występować na skutek wzrostu liczby ludności, wzmoŜonego ruchu turystycznego latem
i zimą, intensywnej działalności rolniczej bądź zmian klimatu.
–
SkaŜenie. Ze względu na trwające od ponad dwustu lat uprzemysłowienie oraz związane
z nim wykorzystywanie i obecność niebezpiecznych substancji w wielu procesach
produkcyjnych. Europa stoi w obliczu problemu skaŜenia gleby. Szacuje się, Ŝe 3,5 mln
miejsc moŜe być potencjalnie skaŜonych, natomiast 0,5 mln miejsc jest rzeczywiście
skaŜonych i wymaga rekultywacji.
–
Nieprzepuszczalność
powierzchni
gleby.
Obszar
dotknięty
problemem
nieprzepuszczalności, na którym powierzchnia gleby pokryta jest nieprzepuszczalnym
materiałem, obejmuje w państwach członkowskich średnio około 9% ich powierzchni.
W latach 1990–2000 powierzchnia obszaru w UE, dotkniętego problemem
nieprzepuszczalności wzrosła o 6%. W związku z niekontrolowanym rozwojem miast
rośnie teŜ w dalszym ciągu zapotrzebowanie na nowe tereny pod zabudowę oraz
infrastrukturę transportową.
–
Spadek róŜnorodności biologicznej. RóŜnorodność biologiczna gleby oznacza nie tylko
róŜnorodność genów, gatunków, ekosystemów bądź funkcji, lecz takŜe potencjał
metaboliczny danego ekosystemu. Na róŜnorodność biologiczną gleby wpływ mają
wszystkie wyŜej wymienione procesy degradacji, a w procesie utraty tej róŜnorodności
uczestniczą (w równym stopniu) wszystkie wspomniane zjawiska.
Erozja gleb jest to niszczenie pokrywy glebowej przez, wiatr, wodę. Bezpośrednią
przyczyną erozji jest działalność człowieka a przede wszystkim wycinanie lasów.
Rodzaje erozji:
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
30
−
erozja wietrzna, polega na unoszeniu cząstek gleby przez wiatr w klimacie naszego kraju,
nie odgrywa większej roli w niszczeniu gleb,
−
erozja wodna, występuje w naszym kraju na terenach górskich, pofałdowanych podczas
ulewnych letnich deszczów. Najbardziej na erozję naraŜone są gleby lessowe
−
sufozja, tworzenie się pustych powierzchni pod powierzchnią ziemi.
Nieracjonalna gospodarka człowieka coraz w większym stopniu wpływa na siedlisko.
Powstają nowe drogi, nowe zakłady przemysłowe, które w sposób istotny zmieniają siedlisko.
Przemysł wydobywczy niszczy rocznie setki hektarów gleb przydatnych rolniczo. Ta
niszcząca gospodarka zmusiła do wydania szeregu aktów prawnych, które nakładają
obowiązek rekultywacji zdegradowanych terenów.
Rekultywacja jest to zespół zabiegów mających na celu przywrócenie glebom lub całym
obszarom dawnej wartości rolniczej. Grunty potencjalnie Ŝyzne, do których zalicza się
zwałowiska na obszarze kopalni węgla brunatnego. Przystępując do rekultywacji takich
terenów naleŜy najpierw je wyrównać, następnie przystępujemy do zabezpieczenia przed
erozją. Jako rośliny pionierskie moŜemy wysiać motylkowe. Przykładem tutaj moŜe być
nostrzyk biały, który doskonale nadaje się na tereny rekultywowane. Poza tym nostrzyk jest
doskonałym poŜytkiem dla pszczół. Rekultywacja terenów zdewastowanych jest bardzo
kosztowna. NawoŜenie mineralne powoduje zakwaszanie gleb, poniewaŜ nawozy to sole
masowo produkowane przez przemysł chemiczny. Alternatywą moŜe tutaj być rolnictwo
ekologiczne z nawoŜeniem organicznym.
Zaletą nawoŜenia naturalnymi składnikami pokarmowymi jest:
−
samoczynne optymalne dawkowanie składników pokarmowych w odniesieniu do
wszystkich potrzeb roślin,
−
wykluczone jest niezrównowaŜone dawkowanie składników pokarmowych,
−
wyeliminowanie strat nawozów, brak moŜliwości uwstecznienia,
−
odbudowywana jest sprawność gleby,
−
rozluźnienie podglebia, likwidacja zagęszczenia powierzchniowego,
−
stosowanie nawoŜenia organicznego ogranicza stosowanie nawozów mineralnych,
−
następuje oŜywienie gleby, brak zaskorupienia, wymywania i rozpylania, rosną zdolności
sorpcyjne,
−
zmniejszenie zaleŜności gleby i roślin od pogody, optymalizacja gospodarki wodnej,
zmniejszenie wymarzania,
−
zmniejszenie poraŜenia przez szkodniki,
−
wzrost jakości biologicznej płodów,
−
zmniejszenie nakładów na uprawę gleby dzięki gospodarce próchnicą,
−
trwałe utrzymanie Ŝyzności gleby, brak degradacji,
−
produkowana Ŝywność jest nietoksyczna.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
31
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń:
1. Podaj definicję gleby.
2. Czy i jak człowiek ma wpływ na rozwój procesów glebotwórczych?
3. Czym jest wietrzenie skał?
4. W jaki sposób kształtują się gleby?
5. Scharakteryzuj gleby ilaste.
6. Jaki jest ilościowy stosunek składników gleby?
7. Scharakteryzuj gleby gliniaste.
8. Jakie jest znaczenie próchnicy w glebie?
9. Jakie nawozy poprawiają sprawność gleby?
10. Scharakteryzuj gleby naszego kraju.
11. Jakie znasz rodzaje wód glebowych?
12. Zdefiniuj co to jest kwasowość gleby.
13. Jakie znasz kompleksy przydatności rolniczej gleb ornych?
14. W jaki sposób klasyfikujemy uŜytki zielone?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj odkrywkę glebową w miejscu typowym dla danego terenu lub pola. Oznacz
poziom genetyczny gleby, kompleks rolniczo-glebowy. Dobierz rośliny pastewne, które mogą
być uprawiane na tym polu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wykonać odkrywkę glebową do głębokości 150 cm,
2) zaznaczyć wszystkie poziomy genetyczne gleby,
3) opisać poziomy profilu glebowego,
4) zbadać skład granulometryczny,
5) ustalić kompleks rolniczo-glebowy,
6) dobrać rośliny pastewne,
7) zapisać efekty pracy,
8) zaprezentować efekty pracy.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
arkusz do ćwiczenia,
−
poradnik dla ucznia,
−
szpadel,
−
znaczniki.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
32
Ćwiczenie 2
Określ kwasowość gleby, po pobraniu próbek z danego pola lub działki szkolnej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) pobrać próbki gleby z pola lub z działki szkolnej,
2) umieścić glebę w zagłębieniu kwasomierza Helliga,
3) potraktować glebę indykatorem,
4) przechylić kwasomierz i na podstawie koloru płynu i koloru na płytce określić pH,
5) zapisać wyniki w arkuszu,
6) wypełnić kartę pracy – ćwiczenia,
7) przedstawić wyniki badań próbki gleby.
Tabela do ćwiczenia 1. Karta pracy – ćwiczenia [opracowanie własne]
Określona kwasowość pH Przyczyny zakwaszenia
Proponowane metody
obniŜenia zakwaszenia
Proponowane rośliny do
uprawy
Pole 1 ..................
Pole 2 ..................
Pole 3 ..................
WyposaŜenie stanowiska pracy
−
arkusz do ćwiczenia,
−
poradnik dla ucznia,
−
kwasomierz Helliga,
−
indykator,
−
łopatka.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) scharakteryzować i rozpoznać skały macierzyste?
2) określić skład granulometryczny gleb?
3) określić kwasowość gleby?
4) rozpoznać glebę?
5) wymienić rodzaje wody w glebie?
6) wyjaśnić znaczenie próchnicy w glebie?
7) przedstawić właściwości gleb?
8) wymienić korzyści wynikające ze stosowania nawoŜenia organicznego?
9) scharakteryzować czarnoziemy?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
33
4.3.
Wybrane zagadnienia z produkcji zwierzęcej
4.3.1. Materiał nauczania
Produkcja zwierzęca w Polsce
Produkcja zwierzęca w naszym kraju obejmuje następujące gatunki zwierząt (rys. 13).
Rys. 13. Podstawowe gatunki zwierząt gospodarskich hodowanych w Polsce [opracowanie własne]
Hodowla bydła
W naszym kraju produkty uzyskiwane od bydła stanowią około ¼ wartości całej
produkcji towarowej rolniczej. 40% wartości całej produkcji zwierzęcej to produkcja mleka
i mięsa wołowego.
Produkty uzyskiwane od bydła:
−
produkty zasadnicze, stanowiące główny cel hodowli bydła, mleko, mięso wołowe,
−
produkty uboczne, obornik, skóra, rogi, racice, podpuszczka.
NajwaŜniejszą jednak sprawą, którą trzeba poruszyć jest to, iŜ bydło pobiera pasze, które
nie są przydatne w Ŝywieniu innych zwierząt i przetwarza je w pełnowartościowe produkty.
W niektórych regionach podmokłe łąki i pastwiska nadają się tylko do hodowli bydła, która
jest podstawą ich dochodów.
Pogłowie bydła w naszym kraju stanowi 0,6% ogólnego stanu pogłowia światowego.
Liczba bydła w zwłaszcza w latach dziewięćdziesiątych zmniejszyła się radykalnie wskutek
restrukturyzacji państwowych gospodarstw rolnych. Średnia roczna wydajność krów
w naszym kraju jest niŜsza dwukrotnie niŜ w Danii. Przemysł przetwórstwa mleka ma się
w naszym kraju dobrze, poniewaŜ wcześniej przygotował się na wstąpienie do Unii
Europejskiej.
ZróŜnicowana jest równieŜ wydajność w poszczególnych regionach naszego kraju,
województwa wschodnie, południowo-wschodnie i środkowe to rejony o niskiej wydajności
mlecznej, natomiast województwa zachodnie i północno-zachodnie to rejony o wysokiej
wydajności mleka.
W Europie zajmujemy piąte miejsce w pogłowiu bydła po Rosji, Francji, Niemczech,
Wielkiej Brytanii.
Rys. 14. Typy uŜytkowe bydła [opracowanie własne]
Produkcja
zwierzęca
Hodowla
bydła
Hodowla
owiec
Hodowla świń
Hodowla koni
Hodowla
drobiu
Hodowla
pszczół
Typy uŜytkowe bydła
Typ mleczny
Typ mięsny
Typ kombinowany
mleczno-mięsny
Typ kombinowany
mięsno-mleczny
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
34
WyróŜniamy następujące typy uŜytkowe bydła (rys. 14):
Typ mleczny krów charakteryzuje się szlachetną i delikatną budową ciała cienka, lecz
mocna kość, pojemne wymię z przewagą tkanki gruczołowej, skóra cienka łatwo
przesuwalna, pofałdowana na szyi. Cechy te nadają krowie sylwetkę zbliŜoną do trójkąta.
Typ mięsny cechuje budowa beczułkowata, krótkie mocne kończyny, głęboka klatka
piersiowa, pojemny brzuch silnie rozbudowany mostek. Bardzo dobrze umięśniony mostek
i zad.
Typ roboczy jest to typ, który praktycznie zanikł.
Typ mięsno-mleczny i mleczno-mięsny łącza w sobie cechy typu mięsnego jak
i mlecznego. W jednym typie przewaŜają cechy mięsne w drugim typie przewaŜają cechy
mleczne. Oba typy kombinowane charakteryzuje mocna, lecz szlachetna budowa, dobrze
rozwinięty przód jak i zad. Większość bydła hodowanego w Polsce naleŜy do typu
kombinowanego.
Typ mleczno-mięsno-roboczy jest mało rozpowszechniony a obecnie juŜ zanikający
naleŜy do niego stara rasa simental moŜna było od tego typu uŜytkowego uzyskiwać trochę,
mleka, mięso, i dzięki krępej budowie i duŜej masie krowy te mogły pracować w wolnym
tempie.
Hodowla owiec
Owce jako gatunek mogą być wszechstronnie uŜytkowane, dostarczają nam:
−
wełny,
−
mięsa,
−
mleka,
−
skór,
−
ponadto uzyskuje się tak zwany ciepły obornik nadający się jako nawóz zarówno na polu
jak i w przydomowym ogródku.
Owce są bardzo odporne na warunki utrzymania
UŜytkowanie owiec przedstawia rysunek 15.
Rys. 15. UŜytkowanie owiec [opracowanie własne]
Pogłowie owiec w naszym kraju regularnie maleje od 1986 roku. Jedyną szansą dla
owczarstwa jest poprawa rozrodu i chów jagniąt rzeźnych
Minimalne warunki utrzymania owiec
Owce w pomieszczeniu inwentarskim utrzymuje się: pojedynczo; grupowo.
Powierzchnia dla owiec utrzymywanych pojedynczo powinna wynosić, co najmniej
w przypadku utrzymywania: tryka – 3 m
2
; matki z jagnięciem – 2,5 m
2
i dodatkowo 0,7 m
2
dla kaŜdego jagnięcia ssącego; jarki – 1,5 m
2
; tryczka – 2 m
2
, skopka – 0,8 m
2
.
Powierzchnia dla owiec utrzymywanych grupowo, w przeliczeniu na jedną sztukę,
powinna wynosić, co najmniej w przypadku utrzymywania: tryków – 2 m
2
; matki
z jagnięciem – 1,5 m
2
i dodatkowo 0,5 m
2
dla kaŜdego jagnięcia ssącego; jarek – 0,8 m
2
;
tryczków – 1,5 m
2
, skopków – 0,6 m
2
. Powierzchnia wybiegów dla owiec powinna być
przynajmniej dwukrotnie większa od powierzchni normatywnej kojca. Wysokość ogrodzenia
i przegród powinna wynosić 120 cm.
Typy uŜytkowania owiec
UŜytkowanie mięsne
UŜytkowanie mleczne
UŜytkowanie wełniste
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
35
W pomieszczeniu inwentarskim dla owiec wymagania dotyczące mikroklimatu są
następujące:
−
stęŜenie dwutlenku węgla nie powinno przekraczać 3 000 ppm i siarkowodoru do 5 ppm,
a koncentracja amoniaku nie powinna przekraczać 20 ppm,
−
wilgotność powietrza nie powinna przekraczać 85%, ruch powietrza do 0,3 m/s,
a temperatura w przypadku utrzymania samic z jagniętami do 3 miesiąca Ŝycia powinna
wynosić, co najmniej 6°C,
−
oświetlenie dzienne w owczarniach (stosunek okien do podłogi) powinno wynosić, co
najmniej 1:20.
Hodowla trzody chlewnej
Ta gałąź produkcji zwierzęcej stanowi podstawowy element zaopatrzenia naszego rynku
krajowego w mięso i tłuszcz. Wieprzowina stanowi połowę spoŜywanego mięsa w Polsce.
Wszystkie kraje europejskie z wyjątkiem Francji produkują więcej wieprzowiny niŜ
wołowiny Na całym Świecie z wyjątkiem Europy produkcja mięsa wołowego i cielęciny jest
wyŜsza niŜ wieprzowiny. Przyczyn spoŜycia tak duŜej ilości wieprzowiny jest kilka:
−
duŜe zbiory ziemniaków, paszy przydatnej do tuczu świń,
−
duŜa rozrodczość trzody chlewnej, której pogłowie moŜna szybko zwiększyć przy
odpowiedniej bazie paszowej,
−
w stosunkowo krótkim czasie moŜna uzyskać materiał do uboju,
−
przetwory
z
wieprzowiny
mogą
być
długo
przechowywane,
co
pomaga
w samozaopatrzeniu się ludności wiejskiej w Ŝywność.
Ś
winie są drugim po bydle rodzajem zwierząt powszechnie i tradycyjnie hodowanych
w indywidualnych gospodarstwach. Świnie posiadają cenne właściwości biologiczne takie jak:
−
wczesne osiąganie dojrzałości rozpłodowej, duŜa płodność duŜa plenność,
−
szybki wzrost i szybkie osiąganie dojrzałości rzeźnej,
−
wysoka wydajność rzeźna wynosząca od 76 do 82%,
−
mała ilość paszy na 1 kg przyrostu,
−
wszystkoŜerność świń i niewybredność na paszę,
Stan zapotrzebowania na wieprzowinę na naszym rynku zaleŜy od:
−
liczebności trzody chlewnej i jego struktury,
−
przeciętnego wieku i masy ubijanych tuczników,
−
rytmiczność podaŜy w ciągu roku,
−
jakości uzyskiwanych po uboju produktów,
−
wartości hodowlanej loch i knurów w stadzie podstawowym.
Istnieje pojęcie, „cyklu świńskiego” polega to na tym, Ŝe zmniejszenie zbiorów paszy
powoduje wcześniejszą wyprzedaŜ tuczników nawet nie mających odpowiedniej wagi.
Jesienią maleje popyt na prosięta do tuczu, gwałtownie spadają ich ceny, następuje
zwiększona wyprzedaŜ loch na rzeź. Wiosną roku następnego ceny prosiąt rosną, rozpoczyna
się odbudowa stada loch, wzrasta stopniowo ilość świń, lecz podaŜ tuczników przez dłuŜszy
czas jest mniejsza od normalnej. Dodatkowym hamulcem są bardzo wysokie w tym okresie
ceny prosiąt.
PrzynaleŜność do UE wymusza na nas pewne standardy:
−
nie mniej niŜ 20 prosiąt odsadzonych od lochy rocznie,
−
częstotliwość oproszeń równa 2,2 do 2,4 od lochy rocznie,
−
uzyskanie od lochy 6 miotów w ciągu uŜytkowania rozpłodowego,
−
masa ubijanych tuczników poniŜej 105 kg,
−
przyrosty dobowe masy ciała powyŜej 700g,
−
zuŜycie do 3kg mieszanki pełnoporcjowej na 1kg przyrostu masy ciała,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
36
−
mięsność tusz nie mniejsza niŜ 53%,
−
odczyn mięsa po 45 minutach po uboju pH 6.0.
Rys. 16. Typy uŜytkowe świń [opracowanie własne]
UŜytkowanie trzody chlewnej w naszym kraju przedstawia rysunek 16. śeby uzyskiwać
wysokie efekty chowu trzody chlewnej zwierzętom naleŜy zapewnić:
−
moŜliwość ochrony przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi i zwierzętami
drapieŜnymi,
−
opiekę
i
właściwe
warunki
utrzymania,
uwzględniające
minimalne
normy
powierzchniowe w zaleŜności od systemów utrzymania,
−
warunki utrzymania nieszkodliwe dla ich zdrowia (nie powodujące urazów),
zapewniających swobodę ruchu i wygodne leŜenie oraz moŜliwość kontaktu wzrokowego
z innymi zwierzętami,
−
wolność od głodu, pragnienia, niedoŜywienia, stresu oraz strachu i cierpienia,
−
odpowiedni mikroklimat w budynkach z dobrą wentylacją i oświetleniem dostosowanym
do potrzeb poszczególnych gatunków i grup technologicznych.
Wielkość kojca dla zwierząt utrzymywanych pojedynczo powinna wynosić co najmniej:
−
dla knura – 6,00 m
2
,
−
dla loch – wymiary kojca 2,0 m x 0,6 m – 1,20 m
2
,
−
dla loch w okresie odchowu prosiąt – 3,50 m
2
,
−
knurki i loszki hodowlane o masie ciała 30–110 kg – 2,70 m
2
.
Powierzchnia kojca dla zwierząt utrzymywanych grupowo powinna wynosić
w przeliczeniu na jedno zwierzę co najmniej:
−
lochy – 1,60 m
2
,
−
prosięta odsadzone i warchlaki; o masie ciała do 10 kg – 0,15 m
2
. 10-20 kg,
−
loszki hodowlane o masie ciała 30 -110 kg – 1,4 m
2
,
−
tuczniki; o masie ciała 30-50 kg – 0,40 m
2,
50-85 kg – 0,55 m
2
., 85-110 m2. –0,65 m
2
,
ponad 110 kg – 1,00 m
2
.
Przy utrzymywaniu świń w systemie otwartym powierzchnia na 1 sztukę dorosłą
powinna wynosić nie mniej niŜ 15 m
2
. Zwierzęta muszą mieć moŜliwość ochrony przed
niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi i drapieŜnikami. W systemie bezściółkowym
podane w punkcie 2 powierzchnie mogą być mniejsze o 15%. Świnie nie mogą być
utrzymywane na uwięzi. Stanowisko dla loch z prosiętami powinno być wyposaŜone
w przegrodę zabezpieczającą prosięta przed przygnieceniem.
Hodowla koni
Znaczenie gospodarcze koni zmieniało na przestrzeni wieków. Jedną z waŜnych zalet
koni jako siły pociągowej jest ich przydatność do pracy na złych drogach, w głębokim błocie,
ś
niegu, na mokradłach oraz w górach. Szczególnie cenne są konie pociągowe uŜywane do
zrywki drzewa w górach. W 1991 roku najwięcej koni było w Polsce ich liczba wynosiła
939 tys. sztuk. W roku 1995 w naszym kraju było juŜ tylko 635 tys. koni. Największy spadek
pogłowia koni nastąpił w ostatnim dziesięcioleciu. Sposoby uŜytkowania koni obrazuje
rysunek 17.
Typy uŜytkowe świń
Rasy mięsne
Rasy tłuszczowo-
mięsne
Rasy słoninowe
Rasy smalcowe
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
37
Rys. 17. Typy uŜytkowe koni [opracowanie własne]
Typ wierzchowy, konie tego typu charakteryzuje jędrność tkanek, lekka budowa, długie
linie, zwłaszcza partii przodu i zadu przy stosunkowo krótkim grzbiecie. Kończyny dość
długie o sprzyjających szybkiemu biegowi proporcjach. Usposobienie bardzo Ŝywe, niekiedy
nawet nerwowe. W obrębie omawianego typu moŜemy wyróŜnić podtypy:
−
spacerowy – jazda rekreacyjna,
−
ujeŜdŜeniowy – jazda na czworoboku,
−
skaczący – skoki przez przeszkody,
−
wszechstronny.
Typ pociągowy, w obrębie tego typu moŜemy wyróŜnić trzy podtypy:
−
cięŜkie pociągowe,
−
pospiesznorobocze,
−
lekkie zaprzęgowe.
Typ wszechstronnie uŜytkowy, są to konie przystosowane do jazdy pod siodłem i do
zaprzęgu.
Typ juczny, są to małe krępe konie uŜywane do przenoszenia cięŜarów w górach
Hodowla drobiu
W Polsce drób zajmuje trzecie miejsce w zwierzęcej produkcji gospodarczej, po bydle
i trzodzie chlewnej. Dostarcza produkty bardzo wysokiej jakości o duŜej wartości odŜywczej,
czyli jaja i mięso z młodych brojlerów, poza tym ubocznym surowcem o duŜej wartości jest
pierze pozyskiwane od gęsi i kaczek.
Rys. 18. Hodowla drobiu w Polsce [opracowanie własne]
Hodowla pszczół
NajwaŜniejsze produkty dostarczane przez pszczoły to miód, wosk, pyłek pszczeli, kit
pszczeli(propolis). W Polsce znajduje się około 1 mln 91 tys. rodzin pszczelich. Najwięcej
w województwie lubelskim, podkarpackim i małopolskim. Najmniej w województwie
mazowieckim, łódzkim i wielkopolskim. Głównym zadaniem pszczół w gospodarce rolnej
jest zapylanie roślin, podnosi to znacznie plonowanie roślin ze względu na zapylenie
krzyŜowe. W Polsce do normalnego funkcjonowania potrzeba jeszcze około 1 mln. rodzin
pszczelich. W naszym kraju występują rejony, gdzie pszczół jest za duŜo oraz rejony gdzie
pszczół nie ma w ogóle. Szczególną rolę pszczoły odgrywają przy zapylaniu rzepaku oraz
sadów.
Typy uŜytkowe koni
Typ wierzchowy
Typ pociągowy
Typ wszechstronnie
uŜytkowy
Typ juczny
Hodowla drobiu
Hodowla kur
Hodowla kaczek
Hodowla gęsi
Hodowla indyków
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
38
System identyfikacji zwierząt
Głównym celem Systemu Identyfikacji i Rejestracji Zwierząt jest ujednolicenie
identyfikacji zwierząt. System jest wykorzystywany w szczególności do ustalenia miejsc
pobytu i przemieszczeń zwierząt.
System IRZ pozwala teŜ na:
−
zapewnienie bezpieczeństwa Ŝywności zgodnie z wymogami Unii Europejskiej;
−
uzyskanie pełnego dostępu do rynku produktów pochodzenia zwierzęcego innych państw
członkowskich UE;
−
wspieranie słuŜb hodowlanych.
Na system IRZ, obejmujący bydło, owce, kozy oraz świnie składają się następujące
elementy:
−
Rejestr zwierząt gospodarskich oznakowanych i siedzib stada tych zwierząt (Centralna
Baza Danych).
−
Znaki identyfikacyjne: kolczyki (bydło, owce, kozy i świnie) lub tatuaŜ (owce i świnie).
−
Paszporty bydła.
−
Księgi rejestracji prowadzone przez posiadacza w siedzibie stada odrębnie dla
poszczególnych gatunków zwierząt.
−
Znaki identyfikacyjne: kolczyki (bydło, owce, kozy i świnie) lub tatuaŜ (owce i świnie).
−
Paszporty bydła.
−
Księgi rejestracji prowadzone przez posiadacza w siedzibie stada odrębnie dla
poszczególnych gatunków zwierząt.
−
Dokumentacja przewozowa (w przypadku owiec i kóz).
Skomputeryzowana baza danych
Skomputeryzowana baza danych jest tworzona jako sieciowy system informatyczny,
zintegrowany z systemem IACS, oparty o struktury terytorialne ARiMR. W tej bazie danych
gromadzone są informacje na temat posiadaczy zwierząt, zwierząt i ich miejsc przebywania
(Rejestr Posiadaczy i Siedzib Stad) oraz przemieszczeń (rejestracja zgłoszeń zdarzeń
dotyczących zwierząt). Pozwoli to na śledzenie historii zwierząt, wspieranie Inspekcji
Weterynaryjnej, a takŜe stworzy moŜliwość identyfikowania mięsa wołowego (etykietowanie).
Znaki identyfikacyjne
Oznakowanie zwierząt polega na:
W przypadku bydła:
−
załoŜeniu na obu małŜowinach usznych kolczyków albo duplikatu kolczyka z numerem
identyfikacyjnym zwierzęcia gospodarskiego umoŜliwiającym dokonanie indywidualnej
identyfikacji kaŜdej sztuki.
W przypadku owiec i kóz:
−
załoŜeniu na lewą małŜowinę uszną kolczyka albo duplikatu kolczyka z numerem
identyfikacyjnym zwierzęcia gospodarskiego umoŜliwiającym dokonanie indywidualnej
identyfikacji kaŜdego zwierzęcia,
A ponadto:
−
załoŜeniu na prawą małŜowinę uszną kolczyka z numerem identyfikacyjnym zwierzęcia
gospodarskiego albo duplikatu kolczyka (owca przeznaczona do handlu)
−
wytatuowaniu
numeru
identyfikacyjnego
zwierzęcia
gospodarskiego
(owca
nieprzeznaczona do handlu)
−
załoŜeniu na prawą małŜowinę uszną kolczyka z numerem identyfikacyjnym zwierzęcia
gospodarskiego albo duplikatu kolczyka lub umieszczeniu na pęcinie opaski z numerem
identyfikacyjnym zwierzęcia gospodarskiego (kozy).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
39
W przypadku świń:
−
wytatuowaniu numeru identyfikacyjnego zwierzęcia gospodarskiego albo załoŜeniu na
lewą
małŜowinę
uszną
kolczyka
z
numerem
identyfikacyjnym
zwierzęcia
gospodarskiego, albo duplikatu kolczyka.
Numer identyfikacyjny bydła, owcy i kozy jest numerem umoŜliwiającym dokonanie
indywidualnej identyfikacji kaŜdego zwierzęcia oraz ustalenie, w której siedzibie stada
zwierzę się urodziło.
Numer identyfikacyjny świni jest numerem siedziby stada, w której zwierzę się urodziło
lub, w której po raz pierwszy zostało zgłoszone do rejestru zwierząt gospodarskich
oznakowanych.
Zasady zaopatrywania się w kolczyki
Kolczyki do oznakowania cieląt, jagniąt, czy koźląt moŜna zakupić z wyprzedzeniem. Na
wniosek posiadacza bydła, owiec i kóz (złoŜony na formularzu, który jest dostępny w biurze
powiatowym ARiMR) kierownik tego biura przydziela pulę numerów identyfikacyjnych
zwierząt gospodarskich, którymi będą oznakowane naleŜące do tego posiadacza. Posiadacz
zwierzęcia gospodarskiego nabywa kolczyki z przydzielonymi numerami identyfikacyjnymi
zwierząt gospodarskich od dostawcy, znajdującego się na liście prowadzonej przez Agencję
(wykaz dostawców dostępny w biurze powiatowym ARiMR). Zamówienie na kolczyki
moŜna złoŜyć bezpośrednio u dostawcy, albo za pośrednictwem biura na formularzu
udostępnionym przez Agencję.
Kolczyki do oznakowania zwierząt składają się z dwóch części „Ŝeńskiej” i „męskiej”
zakładanych odpowiednio z przodu i z tyłu ucha. Wykonane są one z giętkiego tworzywa
(barwy Ŝółtej – bydło, łososiowej – owce, kozy i świnie) oraz tak skonstruowane, aby nie było
moŜliwe samookaleczenie się zwierzęcia oznakowanego.
Znaki identyfikacyjne zakładane są w sposób pozwalający na łatwe odczytanie numeru,
oraz uniemoŜliwiający powtórne uŜycie w przypadku jego usunięcia, uniemoŜliwiający ich
łatwe zagubienie.
Na kolczyku dla bydła, owiec i kóz znajdują się:
−
14 znakowy numer identyfikacyjny zwierzęcia,
−
dwie pierwsze to litery „PL”,
−
dwie następne cyfry to numer serii kolczyka,
−
dziewięć następnych cyfr to numer zwierzęcia,
−
ostatni znak to cyfra kontrolna,
−
kod kreskowy (w przypadku kolczyków dla bydła),
−
znak graficzny Agencji Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa.
Seria kolczyka: dla owiec ma nr 10, dla kóz 20.
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń?
1. Jakie znasz typy uŜytkowe bydła?
2. Jak kształtowało się pogłowie koni w naszym kraju?
3. Wymień i opisz typy uŜytkowe owiec.
4. Scharakteryzuj typ kombinowany krów?
5. Opisz typy uŜytkowe świń?
6. Co znajduje się na kolczyku u bydła?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
40
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dokonaj oceny warunków zoohigienicznych i funkcjonalnych w chlewni z lochami
i zaproponuj moŜliwości poprawy istniejącego stanu. Przygotuj kojec dla lochy
wysokoprośnej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) ocenić funkcjonowanie urządzeń technicznych w pomieszczeniach,
2) wykonać podstawowe pomiary zoohigieniczne,
3) zaproponować moŜliwości poprawy warunków zoohigienicznych i funkcjonalnych,
4) wykonać czynności, które poprawią higienę chlewni,
5) przygotować kojec porodowy,
6) sporządzić notatki,
7) zaprezentować efekty pracy
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
arkusz do ćwiczenia,
−
poradnik dla ucznia,
−
podstawowy sprzęt do prac porządkowych w chlewni.
Ćwiczenie 2
Określ typ uŜytkowy oraz dokonaj oceny pokroju wskazanej sztuki bydła znajdującego
się w gospodarstwie rolnym.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) dokładnie dokonać oględzin cech anatomicznych wskazanej sztuki bydła,
2) zidentyfikować ocenianą sztukę bydła,
3) wskazać i nazwać poszczególne partie ciała,
4) ocenić pokrój,
5) porównać z opisem znajdującym się w poradniku dla ucznia,
6) zapisać wyniki w arkuszu,
7) zaprezentować efekty pracy.
WyposaŜenie stanowiska pracy
−
arkusz do ćwiczenia,
−
poradnik dla ucznia,
−
plansze z typami uŜytkowymi bydła,
−
bydło w oborze.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
41
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) rozpoznawać typy uŜytkowe krów?
2) rozpoznawać typy uŜytkowe koni?
3) określić warunki zoohigieniczne chlewni?
4) określić warunki zoohigieniczne owczarni?
5) ocenić pokrój konia?
6) charakteryzować system identyfikacji zwierząt?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
42
5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
2. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
3. Test zawiera 20 zadań. Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
4. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.
5. Zadania wymagają prostych obliczeń, które powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku. Tylko wskazanie odpowiedzi, nawet poprawnej, bez uzasadnienia
nie będzie uznane.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóŜ jego rozwiązanie
na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiązanie testu masz 45 min.
Powodzenia!
1. Europejska Karta definiuje rolę gleby w Ŝyciu człowieka i jego środowisku
przyrodniczym w
a) 12 punktach.
b) 6 punktach.
c) 1 punkcie.
d) 166 punktach.
2. Nieznacznymi źródłami ciepła dla roślin są
a) zimne deszcze.
b) wody głębinowe nie termalne.
c) procesy mikrobiologiczne związane z rozkładem materii organicznej.
d) deszczownie.
3. Wśród krajów europejskich zajmujemy pod względem liczby bydła miejsce
a) 1.
b) 5.
c) 2.
d) 8.
4. Krowa, która ma beczułkowatą budowę, krótkie mocne kończyny, głęboką klatkę
piersiową pojemny brzuch i silnie rozbudowany mostek jest typu uŜytkowego
a) mięsnego.
b) mlecznego.
c) kombinowanego.
d) roboczego.
5. Typem uŜytkowym bydła zanikającym obecnie jest typ
a) mięsny.
b) mleczny.
c) kombinowany.
d) roboczy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
43
6. Typem wielokierunkowym bydła jest typ
a) mięsno-mleczny.
b) mleczno-mięsny.
c) mięsny.
d) mleczno-mięsno-roboczy.
7. Rasą w typie wybitnie mlecznym jest
a) simentalska.
b) jersey.
c) pimontese.
d) hereford.
8. Produkty pozyskiwane od bydła stanowią wartość całej produkcji rolniczej
a) 45%.
b) 65%.
c) 25%.
d) 10%.
9. Podpuszczkę uzyskujemy z Ŝołądków
a) krów.
b) wolców.
c) cieląt.
d) byków.
10. Świnie ze względu na sposób odŜywiania uznaje się za
a) roślinoŜerne.
b) mięsoŜerne.
c) wszystkoŜerne.
d) odŜywiają się zielonkami.
11. Najwięcej owiec występuje w naszym kraju
a) w regionach północnych.
b) w regionie środkowej Polski.
c) w górach.
d) w Polsce wschodniej.
12. Wydajność rzeźna świń waha się między
a) 10–20%.
b) 30–35%.
c) 76–82%.
d) 15–30%.
13. Odnośnie produkcji świń liczba prosiąt odsadzonych od lochy rocznie powinna wynosić
a) 14.
b) 16.
c) 17.
d) 20.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
44
14. Według nowych dyrektyw locha powinna w okresie uŜytkowania rozpłodowego wydać
a) 3 mioty.
b) 4 mioty.
c) 5 miotów.
d) 6 miotów.
15. Masa ubijanych tuczników powinna wynosić
a) -powyŜej 120 kg.
b) 130 kg.
c) 140 kg.
d) poniŜej 105 kg.
16. Na 1 kg przyrostu masy tucznika zuŜycie paszy powinno wynieść
a) 1 kg.
b) 2 kg.
c) do 3 kg.
d) powyŜej 0,5 roku.
17. Mięsność tusz powinna wynosić
a) 20%.
b) 30%.
c) nie mniej niŜ 53%.
d) 42%.
18. Jędrność i suchość tkanek, lekka budowa, długie linie, kończyny dość długie sprzyjające
duŜej szybkości to cechy charakterystyczne dla konia o typie
a) pociągowy.
b) wierzchowy.
c) juczny.
d) wszechstronnie uŜytkowy.
19. Na kolczyku znajduje się
a) 11 znaków.
b) 12 znaków.
c) 10 znaków.
d) 14 znaków.
20. Źródłem białka dla pszczół jest
a) miód.
b) kit pszczeli.
c) pierzga.
d) wosk.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
45
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko ...............................................................................
Charakteryzowanie produkcji roślinnej i zwierzęcej
Zakreśl poprawną odpowiedź.
Nr zadania
Odpowiedź
Punkty
1
a
b
c
d
2
a
b
c
d
3
a
b
c
d
4
a
b
c
d
5
a
b
c
d
6
a
b
c
d
7
a
b
c
d
8
a
b
c
d
9
a
b
c
d
10
a
b
c
d
11
a
b
c
d
12
a
b
c
d
13
a
b
c
d
14
a
b
c
d
15
a
b
c
d
16
a
b
c
d
17
a
b
c
d
18
a
b
c
d
19
a
b
c
d
20
a
b
c
d
Razem:
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
46
6. LITERATURA
1. Bac S.: Produkcja roślinna. PWRiL, Warszawa 1999
2. Białousz S., Skłodowski P.
:
Ć
wiczenia z gleboznawstwa i ochrony gruntów.
PW
Warszawa, (wydanie IV, 1999)
3. Dobrzański B.: Produkcja roślinna. PWRiL, Warszawa 1995
4. Krukowski M.: Hodowla zwierząt. PWRiL, Warszawa 1996
5. Narodowy Atlas Polski. PWN, Warszawa 1994
6. Sołtysiak U.: Rolnictwo ekologiczne od teorii do praktyki. Ekoland 1993
7. Zawadzki Saturnin.: Gleboznawstwo. PWRiL, Warszawa 1999
Czasopisma:
−
Rzepak poradnik dla producentów
−
ZboŜe wysokiej jakości
−
Aktualności rolnicze
−
Trzoda chlewna
−
ś
ycie weterynaryjne