Ćwiczenie 6 - Właściwości gleb (Skrypt 31-39)
1. Gleba jako z
ródło składników mineralnych
Gleba - układ heterogeniczny złożony z trzech faz: stałej, płynnej, gazowej, oraz makro i
mikroorganizmów
a) FAZA STAA
A - złożona z ze związków organicznych, min. próchniczych, jak i mineralnych, stanowi
zbiornik jonów (niewielka ich część rozpuszczona jest w fazie płynnej, to tzw roztwór glebowy)
Cząsteczki stałe tworzą KOMPLEKS SORPCYJNY
FAZA CIEKA
A - wody, w której są rozpuszczone związki mineralne i organiczne tworzące roztwór
glebowy
FAZA GAZOWA - mieszaniny gazów i pary wodnej
b)KOMPLEKS SORPCYJNY - ma przewagę ładunków ujemnych, tworzą go cząstki stałe. Wysycony jest
różnymi kationami, głównie wapnia.
POJEMOŚĆ WYMIENNA - wielkość ładunku kompleksu sorpcyjnego. Odgrywa dużą rolę w pobieraniu
jonów przez system korzeniowy. Między ładunkiem kompleksu sorpcyjnego, a roztworu glebowego
zachodzi dynamiczna równowaga
2. Przemiany związków azotu z udziałem organizmów glebowych
Jedynym związkiem organicznym azotu przyswajalnym przez rośliny zielone w znacznych ilościach jest
mocznik, a także kilka aminokwasów, lecz w ilościach śladowych (tzn. u roślin arktycznych)
AMONIFIKACJA - przerabianie przez bakterie i grzyby związków azotu (np. aminokwasów) na NH3
NITRYFIKACJA  utlenienie amoniaku do NO2-, a potem do NO3-. Przeprowadzany w obecności O2
przez autotroficzne bakterie glebowe. Etap pierwszy, czyli utlenianie amoniaku do azotynu
przeprowadzany przez bakterie z grupy Nitroso, etap drugi (azotyn do azotanu) przeprowadzany przez
bakterie z grupy Nitro. Między grupami tych bakterii, które zawsze występują razem zachodzi
parabioza, dzięki czemu azotyn który jest szkodliwy nie akumuluje się.
DENITRYFIKACJA - zachodzi w warunkach beztlenowych, przeprowadzany przez bakterie
chemosyntetyzujące, polega na redukcji jonu azotowego do wolnego azotu. Ten powraca do atmosfery
zamykając cykl azotowy.
Reakcje (raczej jako ciekawostka)
Amonifikacja:
2 CH NH COOH + 3 O 4 CO + 2 H O + 2 NH "G -1009 kJ*mol
2 2 2 2 2 3
Nitryfikacja:
2 NH + 3 O 2 NHO + 2 H O [Nitroso] "G -272 kJ*mol
3 2 2 2
2 HNO + O 2 HNO [Nitro] "G -76 kJ*mol
2 2 3
Denitryfikacja:
C H O + 6 KNO 6 CO + 3 H O + 6 KOH + 2 N O "G -2280 kJ*mol
6 12 6 3 2 2 2
5C H O + 24 KNO 30 CO + 18 H O + 24 KOH + 12 N "G -2385 kJ*mol
6 12 6 3 2 2 2
3. Pojęcia (z Wikipedii)
MINERALIZACJA - proces rozkładu materii organicznej przebiegający w pełnych warunkach tlenowych.
Prowadzi do powstania prostych związków mineralnych: CO2, SO2, H2O, NO
BUTWIENIE - proces rozkładu (gnicie) roślinnej materii organicznej prowadzony w obecności tlenu przez
mikroorganizmy należące do destruentów, głównie bakterie. Produktami butwienia są: woda, dwutlenek
węgla, amoniak oraz jony fosforanowe, azotanowe i siarczanowe. Butwienie zachodzi min. w glebach
leśnych. Zachodzi w niedostatecznej do mineralizacji ilości tlenu
HUMIFIKAJCA - procesy przekształceń materii organicznej gleb polegające na częściowym rozkładzie
pierwotnych związków organicznych (szczątków roślinnych) i wtórnej syntezie. W wyniku humifikacji
powstaje humus glebowy, nadający poziomom próchnicznym gleb ciemne zabarwienie. Odgrywają
bardzo ważną rolę w kształtowaniu właściwości gleb. Humifikacja składa się z dwóch etapów: rozkładu
(butwienie z udziałem tlenu i beztlenowe gnicie) i synteza swoistych związków próchnicznych. Im tych
związków jest więcej tym żyz
niejsza jest gleba.
PRÓCHNICA (humus)- bezpostaciowe, organiczne szczątki w różnym stadium mikrobiologicznego i
fizyko-chemicznego procesu rozkładu, głównie roślinne, nagromadzone w glebach, albo na jej
powierzchni (np. w lesie).
4. Formy występowania substancji mineralnych w glebie (sam nie bardzo wiem co tu
wymyślić :))
Substancje występują w glebie w formie soli, jonów, wbudowane w złożone związki, mogą być
pochodzenia naturalnego, bądz
efektem nawożenia gleby. Można je spotkać w fazie stałej, ciekłej lub
gazowej.
5. Wpływ warunków zewnętrznych na pobieranie substancji mineralnych
Rodzaj podłoża - intensywność pobierania jonów z podłoża jest proporcjonalna do ich stężenia w
podłożu ale tylko w przypadku niskich stężeń. Zleży od zdolności do zatrzymywania wody przez glebę.
Temperatura - większość jonów pobierana jest w sposób aktywny, więc temperatura wpływając na
tempo oddychania modyfikuje pośrednio intensywność pobierania jonów. Należy zwrócić uwagę na fakt
dwukierunkowego transportu jonów. Poniżej optimum najbardziej hamuje pobieranie P i K, a najmniej
wpływa na Ca. Temperatura modyfikuje też właściwości fizyczne błon komórkowych (czasem nawet
skład chemiczny), co zmienia absorpcję składników.
Odczyn podłoża - optimum dla większości mikro i makroelementów mieści się w granicach 5-6 pH.
Szczególnie wrażliwy jest P, znacznie mniej wrażliwa jest siarka.
6. Rola mikoryzy i rizosfery w odżywianiu mineralnym roślin
Mikoryza
- grzyby przekształcają martwą materię organiczną, dostarczając roślinom związków głównie
fosforowych i azotowych
- zwiększają łączną powierzchnię chłonną
- ułatwiają pobieranie niektórych jonów (cynk, miedz
)
Ryzosfera - przykorzeniowa warstwa gleby, cechująca się bogatą florą bakteryjną i grzybową, mająca
duży wpływ na pobieranie przez korzenie substancji pokarmowych; strefa korzeniowa.
- wyrównywanie stężenia składników mineralnych, poprzez dyfuzję i nawożenie
- roztwór musi być hipotoniczny, a jego potencjał wody musi być większy od potencjału wody komórek
korzenia
7. Kwasowość roztworu glebowego, czynniki wpływające na zakwaszenie gleb
- głównym czynnikiem wpływającym na zakwaszanie gleb jest dwutlenek węgla pośrednio prowadzący
do wydzielenia się dużej ilości jonów H+
- nawozy azotowe
- kwaśne deszcze
- działalność bakterii azotowych, siarkowych
8. Przyczyny i konsekwencje nadmiernego zasolenia gleby
Przyczyny
- różnice w pobieraniu przez roślinę kationu i anionu tej samej soli (np KCl to sól kwaśna, NaNO3 to sól
zasadowa, są też sole obojętne)
- stosowanie nawozów
- odpady rolnicze
- nadmierne parowanie wody
- nawadnianie prowadzone wodami słonymi
Skutki
- ograniczenie wzrostu roślin
- podwyższenie pH gleby
- zaburzenie pobierania składników z gleby ( podwyższone stężenie sodu)
- zaburzenie wymiany jonów między kompleksem sorpcyjnym a roztworem glebowym
Dodatek specjalny:
Las łęgowy  zbiorowisko leśne, występujące nad rzekami i potokami, w zasięgu wód powodziowych,
które podczas zalewu nanoszą i osadzają żyzny muł. Siedliska niemal wszystkich łęgów związane są z
wodami płynącymi.