Struktura gruzełkowata - zdolność gleby do rozpadania się na cząstki różnej wielkości i kształtu, zwane agregatami. 0-10mm = agregaty; >10mm = bryły i bryłki
Tekstura gleby - przestrzenne rozmieszczenie cząstek fazy stałej gleby
Podział agregatów:
1. ze względu na wielkość:
-0-0,25mm - mikroagregaty;
-0,25-5mm - mezagregaty;
-5-10mm - makroagregaty;
2. ze względu na budowę:
-I rzędu - poj. cząstki, posklejane ziarnka piasku;
-II rzędu - posklejane agregaty I rzędu;
3. ze względu na trwałość:
-mechanicznie trwałe
a)wodoodporne (gruzełki);
b)rozmywalne w wodzie;
-mechanicznie nietrwałe;
Oznaczanie struktury:
1. przesiewanie pobranej i wysuszonej gleby przez sito o wymiarach oczek 100mm celem oddzielenia brył i bryłek;
2. odważanie 0,5kg próby (2 powt.) i przesianie przez zestaw sit o średnicy oczek 7, 5, 3, 2, 1, 0,5, 0,25mm. Zważenie;
3. oznaczanie wodoodporności agregatów jedną z metod np. szalkową, celem obliczenia MWDg;
4. obliczenie delta MWD i wskaźnika wodoodporności;
Wskaźniki charakteryzujące stan struktury gleby:
MWDa - średnia ważona średnia agregatu
MWDg - średnia ważona średnia gruzełka
delta MWD = MWDa - MWDg
Współczynnik wodoodporności agregatów w % = MWDg/MWDa * 100%
Czynniki wpływające na tworzenie struktury:
PLUS:
-różnoziarnisty skład granulometryczny;
-nawożenie organiczne i wapnowanie gleb;
-minimalna uprawa mechaniczna roli;
-duża zawartość próchnicy w glebie;
-uprawa roślin wieloletnich, pozostawiających dużo resztek pożniwnych;
-optymalna ilość mikroorganizmów;
-koloidy trwałe (org., Ca2+, Mg2+);
-optymalna ilość wody;
MINUS:
-równometryczny skład granulometryczny;
-wyłączne nawożenie NPK;
-duża ilość zabiegów mechanicznych;
-mała zawartość próchnicy w glebie;
-uprawa roślin okopowych, wymagających dużo zabiegów mechanicznych;
-mało lub za dużo mikroorganizmów glebowych;
-koloidy nietrwałe (min., K+, Na+);
-brak lub nadmiar wody;
Metody oznaczania wodoodporności agregatów:
metody |
grupa metod |
intensywność oddziaływania wody |
oznaczenia |
bezpośrednie |
szalkowe |
bardzo słaba |
pojedynczych frakcji |
|
deszczowania |
średnia |
pojedynczych frakcji |
|
przepłukiwania |
duża |
pojedynczych frakcji |
|
przesiewania na mokro |
bardzo duża |
pojedynczych frakcji lub próbek mieszanych z kilku frakcji |
pośrednie |
przepływowe |
słaba |
pojedynczych frakcji, próbek mieszanych z kilku frakcji lub próbek gleby w stanie nienaruszonym |
Części składowe gleby:
-faza stała - cząstki mineralne, organiczno-mineralne i organiczne;
-faza ciekła - woda, w której rozpuszczone są związki mineralne i organiczne tzw. roztwór glebowy;
-faza gazowa - mieszanina gazów i pary wodnej, czyli powietrze glebowe;
Układ gleby - przestrzenne ułożenie fazy stałej; może być luźny lub zbity;
Gg - gęstość gleby suchej jest miarą zagęszczenia g/cm3 w naturalnym układzie;
gęstość fazy stałej: Vfs = Gg/Gf * 100
porowatość ogólna: Pog = 100 - Vfs
wilgotność gleby - zawartość wody w glebie wyrażona w %'
-wagowa: Wwag = gH2O/gs.m.g. * 100 = B-C/C-A * 100
-objętościowa: Wob = cm3H2O/cm3 gleby * 100; Wob = Wwag * Gg
A - tara; B - masa naczynka z glebą mokrą; C - masa naczynka z glebą suchą;
Metody oznaczania wilgotności gleby:
-pośrednie - polegają na oznaczeniu takich cech gleby, które są zależne od wilgotności np. przewodnictwo ciepła, prądu, siła ssąca;
-bezpośrednie: szuszarkowo-wagowa (bardzo dokładna), spalania alkoholu;
Wewnątrz struktury gruzełkowatej znajdują się małe pory kapilarne, w których jest woda. Między nimi znajdują się duże pory, w których jest powietrze.
Gleby w dobrej strukturze stwarzają odpowiednie warunki do wzrostu roślin i ułatwiają pracę narzędzi uprawowych, odpowiednie warunki do siewu.
Oznaczanie wilgotności metodą suszarkową (grawimetryczną)
Zasada oznaczania polega na odparowaniu wody w suszarce w 105 C do uzyskania stałej masy. Wyjąć i wsadzić do eksykatora, by nie zmieniła się wilgotność. Oznaczanie w 2oznaczeniach, w 2 szklanych naczyniach
Wielkość porów:
- >1000um PNK
- 1000-12 PKD
- 1000-50 PKD szybko drenujące
- 50-12 PKD wolno drenujące (odpływanie wody 3-4 dni)
- 12-0,2 PK średnie woda dostępna
- <0,2um PK małe woda niedostępna
Woda związana siłami molekularnymi - higroskopowa, błonkowata - niedostępna dla roślin.
siła 3,1-1000MPa - higroskopowa
siła 1,5-3,1MPa - błonkowata
-woda grawitacyjna - siła <0,03MPa
-woda kapilarna - ma zdolność poruszania się wbrew sile grawitacji;
Im mniejsza średnica porów tym większa siła.
W kapilarach woda podsiąka wyżej.
h = 0,294/d
h - siła wiązania wody przez glebę wyrażona w cm słupa wody
d - średnica kapilar w cm
Siła wiązania wody jest odwrotnie proporcjonalna do wielkości kapilar.
polowa pojemność wodna - ilość wody, która może być utrzymana w glebie przez dłuższy czas
siła ssąca - 1,5MPa
|
powietrze |
woda |
siły wiązania wody w glebie |
rodzaje wody w glebie |
||
|
|
|
cm słupa wody |
hPa |
pF |
|
KPW |
>1000 |
<1000 |
2,94 |
2,9 |
0,46 |
|
PPW |
>12 |
<12 |
250 |
250 |
2,40 |
|
WTWR (PTW) |
>0,2 |
<0,2 |
14700 |
1,5Mpa |
4,2 |
|
pF - log10 z siły zatrzymywania wody w glebie wyrażonej w cm słupa wody
|
rodzaje wody w glebie |
||
|
grawitacyjna |
dostępna |
niedostępna |
KPW |
+ |
+ |
+ |
PPW |
- |
+ |
+ |
PTW |
- |
- |
+ |
Minimalna porowatość aeracyjna 15%.
Układ gleby:
-luźny - mały udział FS; duża objętość porów dużych duża zawartość powietrza; mały udział porów średnich i małych niekorzystne warunki wodne;
-zagęszczony - wzrost udziału FS; maleje objętość porów dużych pogorszenie stosunków powietrznych, rośnie objętość porów średnich i małych poprawa stosunków wodnych;
-zbity - udział FS rośnie nadmiernie; całkowita redukcja porów dużych spadek zawartości powietrza brak tlenu, utrudnione przenikanie korzeni, poprawa warunków wilgotnościowych;
Zapas wody - w tonach/ha lub w milimetrach - zawartość wody w określonej warstwie gleby na powierzchni 1ha.
Z = Wob * h (t/ha)
h - miąższość
zapas aktualny Zakt = Wob * h (t/ha)
polowa pojemność wodna Zppw - największa ilość wody, jaką gleba może utrzymać przez dłuższy czas;
Nawadniamy, gdy jest duża różnica między PPW a Wakt.
20% - poprawka na straty np. odparowanie, spływ;
Nawadnia się, gdy Dp jest większe od 2-mm.
ilość wody: Zppw - Zakt
Zdolność retencyjna gleby - zdolność gleby do magazynowania, jej zatrzymania w glebie;
-retencja ogólna - ilość całkowita wody jaką gleba jest w stanie zatrzymać;
-retencja użyteczna- nią cała woda jest dostępna w glebie dla roś z której mogą skorzystać. Kapilarna woda w kapilarach o wielkość 0,2 woda jest niedostępna, bo siła zatrzymania w kapilarach jest mniejsza niż siła ssąca korzeni
Czynniki retencyjności:
-skład garnulometryczny - udział różnych frakcji, duża retencja - iły, ciężkie gliny, pyły, mała retencja - piaszcyste zatrzymują mało i szybko tracą na sutek parowania, gleby ciężkie dużo i wolno tracą;
-zawartość substancji organicznych w tym próchnicy;
-układ gleby (tekstura) stan jej zagęszczenia, stan spulchnienia;
-kompleks sorpcyjny i rodzaj kationów;
-temperatura;
Dawka polewowa: Dp = 1,2 * h * (PPW - Wakt)
1,2 - poprawka
Zapas wody: Zt = Wob* h (/ha) Zt = (Wob * h) / 10 (mm)
Zakt = Wob * h
Zppw = PPW * h (t/ha)
Zwtwr = WTWR * h
WTWR - punkt więdnięcia roślin
zapas wody aktualnej dostępnej dla roślin = Zakt - Zwtwr
zapas wody, którą gleba może zakumulować - Zppw - Zakt
zawartość wody po podsiąku KPW = (A - C - 0,8) * 1,923
A - masa pierścienia po podsiąku
C - masa pierścienia po wysuszeniu
0,8 - współczynnik
zawartość wody po ciśnieniu PPW = (B - C - 0,2) * 1,923
B - masa pierścienia z glebą po ciśnieniu
0,2 - współczynnik
KPW = %obj * Gg
porowatość ogólna pory:
>1000um = Pog - KPW
1000-12 = KPW - PPW
12-0,2 = PPW - WTWR
<0,2 = WTWR
współczynnik wodoodporności agregatów w % = MWDg/MWDa * 100%
gęstość fazy stałej: Vfs = Gg/Gf * 100
porowatość ogólna: Pog = 100 - Vfs
wilgotność wagowa: Wwag = gH2O/gs.m.g. * 100 = B-C/C-A * 100
wilgotność objętościowa: Wob = cm3H2O/cm3 gleby * 100; Wob = Wwag * Gg
zapas wody: Z = Wob * h (t/ha)
ilość wody: Zppw - Zakt
Struktura gruzełkowata - zdolność gleby do rozpadania się na cząstki różnej wielkości i kształtu, zwane agregatami. 0-10mm = agregaty; >10mm = bryły i bryłki
Tekstura gleby - przestrzenne rozmieszczenie cząstek fazy stałej gleby
Podział agregatów:
1. ze względu na wielkość:
-0-0,25mm - mikroagregaty;
-0,25-5mm - mezagregaty;
-5-10mm - makroagregaty;
2. ze względu na budowę:
-I rzędu - poj. cząstki, posklejane ziarnka piasku;
-II rzędu - posklejane agregaty I rzędu;
3. ze względu na trwałość:
-mechanicznie trwałe
a)wodoodporne (gruzełki);
b)rozmywalne w wodzie;
-mechanicznie nietrwałe;
Oznaczanie struktury:
1. przesiewanie pobranej i wysuszonej gleby przez sito o wymiarach oczek 100mm celem oddzielenia brył i bryłek;
2. odważanie 0,5kg próby (2 powt.) i przesianie przez zestaw sit o średnicy oczek 7, 5, 3, 2, 1, 0,5, 0,25mm. Zważenie;
3. oznaczanie wodoodporności agregatów jedną z metod np. szalkową, celem obliczenia MWDg;
4. obliczenie delta MWD i wskaźnika wodoodporności;
Wskaźniki charakteryzujące stan struktury gleby:
MWDa - średnia ważona średnia agregatu
MWDg - średnia ważona średnia gruzełka
delta MWD = MWDa - MWDg
Współczynnik wodoodporności agregatów w % = MWDg/MWDa * 100%
Czynniki wpływające na tworzenie struktury:
PLUS:
-różnoziarnisty skład granulometryczny;
-nawożenie organiczne i wapnowanie gleb;
-minimalna uprawa mechaniczna roli;
-duża zawartość próchnicy w glebie;
-uprawa roślin wieloletnich, pozostawiających dużo resztek pożniwnych;
-optymalna ilość mikroorganizmów;
-koloidy trwałe (org., Ca2+, Mg2+);
-optymalna ilość wody;
MINUS:
-równometryczny skład granulometryczny;
-wyłączne nawożenie NPK;
-duża ilość zabiegów mechanicznych;
-mała zawartość próchnicy w glebie;
-uprawa roślin okopowych, wymagających dużo zabiegów mechanicznych;
-mało lub za dużo mikroorganizmów glebowych;
-koloidy nietrwałe (min., K+, Na+);
-brak lub nadmiar wody;
Metody oznaczania wodoodporności agregatów:
metody |
grupa metod |
intensywność oddziaływania wody |
oznaczenia |
bezpośrednie |
szalkowe |
bardzo słaba |
pojedynczych frakcji |
|
deszczowania |
średnia |
pojedynczych frakcji |
|
przepłukiwania |
duża |
pojedynczych frakcji |
|
przesiewania na mokro |
bardzo duża |
pojedynczych frakcji lub próbek mieszanych z kilku frakcji |
pośrednie |
przepływowe |
słaba |
pojedynczych frakcji, próbek mieszanych z kilku frakcji lub próbek gleby w stanie nienaruszonym |
Części składowe gleby:
-faza stała - cząstki mineralne, organiczno-mineralne i organiczne;
-faza ciekła - woda, w której rozpuszczone są związki mineralne i organiczne tzw. roztwór glebowy;
-faza gazowa - mieszanina gazów i pary wodnej, czyli powietrze glebowe;
Układ gleby - przestrzenne ułożenie fazy stałej; może być luźny lub zbity;
Gg - gęstość gleby suchej jest miarą zagęszczenia g/cm3 w naturalnym układzie;
gęstość fazy stałej: Vfs = Gg/Gf * 100
porowatość ogólna: Pog = 100 - Vfs
wilgotność gleby - zawartość wody w glebie wyrażona w %'
-wagowa: Wwag = gH2O/gs.m.g. * 100 = B-C/C-A * 100
-objętościowa: Wob = cm3H2O/cm3 gleby * 100; Wob = Wwag * Gg
A - tara; B - masa naczynka z glebą mokrą; C - masa naczynka z glebą suchą;
Metody oznaczania wilgotności gleby:
-pośrednie - polegają na oznaczeniu takich cech gleby, które są zależne od wilgotności np. przewodnictwo ciepła, prądu, siła ssąca;
-bezpośrednie: szuszarkowo-wagowa (bardzo dokładna), spalania alkoholu;
Wewnątrz struktury gruzełkowatej znajdują się małe pory kapilarne, w których jest woda. Między nimi znajdują się duże pory, w których jest powietrze.
Gleby w dobrej strukturze stwarzają odpowiednie warunki do wzrostu roślin i ułatwiają pracę narzędzi uprawowych, odpowiednie warunki do siewu.
Oznaczanie wilgotności metodą suszarkową (grawimetryczną)
Zasada oznaczania polega na odparowaniu wody w suszarce w 105 C do uzyskania stałej masy. Wyjąć i wsadzić do eksykatora, by nie zmieniła się wilgotność. Oznaczanie w 2oznaczeniach, w 2 szklanych naczyniach
Wielkość porów:
- >1000um PNK
- 1000-12 PKD
- 1000-50 PKD szybko drenujące
- 50-12 PKD wolno drenujące (odpływanie wody 3-4 dni)
- 12-0,2 PK średnie woda dostępna
- <0,2um PK małe woda niedostępna
Woda związana siłami molekularnymi - higroskopowa, błonkowata - niedostępna dla roślin.
siła 3,1-1000MPa - higroskopowa
siła 1,5-3,1MPa - błonkowata
-woda grawitacyjna - siła <0,03MPa
-woda kapilarna - ma zdolność poruszania się wbrew sile grawitacji;
Im mniejsza średnica porów tym większa siła.
W kapilarach woda podsiąka wyżej.
h = 0,294/d
h - siła wiązania wody przez glebę wyrażona w cm słupa wody
d - średnica kapilar w cm
Siła wiązania wody jest odwrotnie proporcjonalna do wielkości kapilar.
polowa pojemność wodna - ilość wody, która może być utrzymana w glebie przez dłuższy czas
siła ssąca - 1,5MPa
|
powietrze |
woda |
siły wiązania wody w glebie |
rodzaje wody w glebie |
||
|
|
|
cm słupa wody |
hPa |
pF |
|
KPW |
>1000 |
<1000 |
2,94 |
2,9 |
0,46 |
|
PPW |
>12 |
<12 |
250 |
250 |
2,40 |
|
WTWR (PTW) |
>0,2 |
<0,2 |
14700 |
1,5Mpa |
4,2 |
|
pF - log10 z siły zatrzymywania wody w glebie wyrażonej w cm słupa wody
|
rodzaje wody w glebie |
||
|
grawitacyjna |
dostępna |
niedostępna |
KPW |
+ |
+ |
+ |
PPW |
- |
+ |
+ |
PTW |
- |
- |
+ |
Minimalna porowatość aeracyjna 15%.
Układ gleby:
-luźny - mały udział FS; duża objętość porów dużych duża zawartość powietrza; mały udział porów średnich i małych niekorzystne warunki wodne;
-zagęszczony - wzrost udziału FS; maleje objętość porów dużych pogorszenie stosunków powietrznych, rośnie objętość porów średnich i małych poprawa stosunków wodnych;
-zbity - udział FS rośnie nadmiernie; całkowita redukcja porów dużych spadek zawartości powietrza brak tlenu, utrudnione przenikanie korzeni, poprawa warunków wilgotnościowych;
Zapas wody - w tonach/ha lub w milimetrach - zawartość wody w określonej warstwie gleby na powierzchni 1ha.
Z = Wob * h (t/ha)
h - miąższość
zapas aktualny Zakt = Wob * h (t/ha)
polowa pojemność wodna Zppw - największa ilość wody, jaką gleba może utrzymać przez dłuższy czas;
Nawadniamy, gdy jest duża różnica między PPW a Wakt.
20% - poprawka na straty np. odparowanie, spływ;
Nawadnia się, gdy Dp jest większe od 2-mm.
ilość wody: Zppw - Zakt
Zdolność retencyjna gleby - zdolność gleby do magazynowania, jej zatrzymania w glebie;
-retencja ogólna - ilość całkowita wody jaką gleba jest w stanie zatrzymać;
-retencja użyteczna- nią cała woda jest dostępna w glebie dla roś z której mogą skorzystać. Kapilarna woda w kapilarach o wielkość 0,2 woda jest niedostępna, bo siła zatrzymania w kapilarach jest mniejsza niż siła ssąca korzeni
Czynniki retencyjności:
-skład garnulometryczny - udział różnych frakcji, duża retencja - iły, ciężkie gliny, pyły, mała retencja - piaszcyste zatrzymują mało i szybko tracą na sutek parowania, gleby ciężkie dużo i wolno tracą;
-zawartość substancji organicznych w tym próchnicy;
-układ gleby (tekstura) stan jej zagęszczenia, stan spulchnienia;
-kompleks sorpcyjny i rodzaj kationów;
-temperatura;
Dawka polewowa: Dp = 1,2 * h * (PPW - Wakt)
1,2 - poprawka
Zapas wody: Zt = Wob* h (/ha) Zt = (Wob * h) / 10 (mm)
Zakt = Wob * h
Zppw = PPW * h (t/ha)
Zwtwr = WTWR * h
WTWR - punkt więdnięcia roślin
zapas wody aktualnej dostępnej dla roślin = Zakt - Zwtwr
zapas wody, którą gleba może zakumulować - Zppw - Zakt
zawartość wody po podsiąku KPW = (A - C - 0,8) * 1,923
A - masa pierścienia po podsiąku
C - masa pierścienia po wysuszeniu
0,8 - współczynnik
zawartość wody po ciśnieniu PPW = (B - C - 0,2) * 1,923
B - masa pierścienia z glebą po ciśnieniu
0,2 - współczynnik
KPW = %obj * Gg
porowatość ogólna pory:
>1000um = Pog - KPW
1000-12 = KPW - PPW
12-0,2 = PPW - WTWR
<0,2 = WTWR
współczynnik wodoodporności agregatów w % = MWDg/MWDa * 100%
gęstość fazy stałej: Vfs = Gg/Gf * 100
porowatość ogólna: Pog = 100 - Vfs
wilgotność wagowa: Wwag = gH2O/gs.m.g. * 100 = B-C/C-A * 100
wilgotność objętościowa: Wob = cm3H2O/cm3 gleby * 100; Wob = Wwag * Gg
zapas wody: Z = Wob * h (t/ha)
ilość wody: Zppw - Zakt