GLEBA I ściąga


  1. pojęciem gleby, pojęciem powierzchni ziemi wg. POŚ

Gleba - oznacza górną warstwę litosfery, złożona z części mineralnych, materii organicznej, wody, powietrza
i organizmów, obejmującą wierzchnią warstwę i podglebie.

Powierzchnia ziemi - naturalne ukształtowanie terenu, gleba oraz znajdująca się pod nią ziemia do głębokości oddziaływania człowieka.

  1. ochrona gleby i powierzchni Ziemi

Ochrona powierzchni ziemi polega na zapewnieniu jej najlepszej jakości w szczególności poprzez:

- racjonalne gospodarowanie

- zachowanie wartości przyrodniczych

- zachowanie możliwości produkcyjnych

- ograniczenie zmian naturalnego ukształtowania

- utrzymanie jakości gleby i ziemi, co najmniej na poziomie wymaganych standardów

- zachowanie wartości kulturowych z uwzględnieniem archeologicznych dóbr kultury

Ochrona gleby polega na:

- minimalizacji erozji wodnej i wiatrowej;

- przeciwdziałaniu chemicznej degradacji gleb pod wpływem zanieczyszczeń przemysłowych, motoryzacyjnych, nawożenia mineralnego;

- przeciwdziałaniu przesuszeniu i zawodnieniu gleb;

- ograniczeniu do niezbędnego minimum technicznych deformacji gruntu i mechanicznego zanieczyszczenia gleby;

- zachowaniu gruntów o walorach ekologiczno-produkcyjnych;

- ograniczeniu przejmowania gruntów pod zabudowę techniczną i eksploatację kopalin.

  1. gleba

Utwór powierzchniowej zwietrzeliny skalnej powstałej pod wpływem czynników glebotwórczych: klimat, woda, biosfera, rzeźba terenu, czas, działalność człowieka . Zachodzą w niej ciągłe przemiany związków organicznych na mineralne w wyniku działania roślin i drobnoustrojów. Jest ożywionym tworem przyrody rozwijającym się w czasie i ulegającym ciągłym przemianom.

  1. utworu glebowego

Pojęcie utwór glebowy określa masę glebową stanowiącą tworzywo gleby czyli substrat. Utwory glebowe o identycznych właściwościach mogą pochodzić z różnych gleb, natomiast określona gleba może zawierać na różnych głębokościach różniące się nawet znacznie utwory glebowe

  1. kategorie użytkowania gleb

NATURALNE - pod roślinnością leśną lub trawiastą, o zrównoważonym obiegu składników pokarmowych są bliskie glebom rezerwatów ścisłych i parków.

LEŚNE- ingerencja człowieka nie następuje tu co roku, jak w glebach ornych, jednak stosuje się głęboką orkę, sztuczne drzewostany oraz nawożenie mineralne i pestycydy.

ORNE- zazwyczaj poleśne , zmieniona jest budowa oraz właściwości fizyczne i chemiczne poprzez coroczne nawożenie.

TRWAŁYCH UŻYTKÓW ZIELONYCH - pod łąkami i pastwiskami, częściowo zmienione uprawą, nawożeniem mineralnym i melioracją.

SZTUCZNE- na usypywanych zwałach po górniczych, budowlanych,- najwyższy stopień ingerencji człowieka, brak zgodności z układem czynników ekologicznych

  1. gleby naturalnych i leśnych z względu na działalność człowieka.

NATURALNE - pod roślinnością leśną lub trawiastą, o zrównoważonym obiegu składników pokarmowych, są bliskie glebom rezerwatów ścisłych i parków.

LEŚNE- ingerencja człowieka nie następuje tu co roku, jak w glebach ornych, jednak ze względu na stosowanie: głębokiej orki, sztucznych drzewostanów oraz nawożenia mineralnego i pestycydów - właściwości gleb leśnych są coraz rzadziej zgodne z układem czynników ekologicznych

  1. funkcje gleby

A) Gleba jest jednym z najcenniejszych zasobów Ziemi, gdyż od niej zależy życie roślin, które z kolei warunkują istnienie życia zwierząt i człowieka

B) Dzięki glebie możliwy jest przepływ energii i obieg materii w ekosystemie

C) Gleba filtruje, buforuje i transformuje szkodliwe substancje chemiczne - oddziałuje zwłaszcza na zanieczyszczenia wody do picia oraz na jakość produkowanej żywności.

D) Wpływa na obieg węgla w przyrodzie, a w związku z tym na globalne zmiany klimatyczne

E) Zawiera niezmierzone zasoby genów, ponieważ żyje w niej około 4 razy więcej organizmów niż na powierzchni.

F) Jest ważnym elementem środowiska przyrodniczego, tworzy swoisty pomost pomiędzy przyroda ożywioną a nieożywioną

G) Funkcja infrastrukturalna - gleba jest źródłem licznych surowców budowlanych

H) Gleba stanowi istotny element naszej kultury i cywilizacji, ponieważ w niej znajdują się znaleziska paleontologiczne i archeologiczne o wielkiej wartości dla poznania historii ziemi i ludzi

  1. gleby ze względu na proporcje składników mineralnych do organicznych w stałej fazie

-gleby mineralne- zawartość substancji organicznych jest mniejsza niż 5%

-gleby organiczno-mineralne- zawartość substancji organicznych wynosi 5-20%

-gleby organiczne- zawartość substancji organicznych jest większa niż 20% (np. gleby torfowe)

  1. punkty widzenia rozpatrywania składu mineralnego gleb

- skład chemiczny

- podatność na wietrzenie

- wpływ na właściwości gleby

  1. minerały ze względu na podatność na wietrzenie?

- bardzo nieodporne - gips, kalcyt

- nieodporne - plagioklazy bogate w wapń

- średnio odporne - pozostałe plagioklazy, augit, herublenda, biotyt

- bardzo odporne - muskowit

- wyjątkowo odporne - kwarc, minerały ilaste

  1. gleba jako układ trójfazowy

Faza stała - cząstki mineralne, organiczne i organiczno - mineralne w różnym stopniu rozdrobnienia

Faza ciekła - woda, w której są rozpuszczone związki mineralne i organiczne, tzw. roztwór glebowy

Faza gazowa - mieszanina gazów i pary wodnej czyli tzw. powietrze glebowe

  1. faza stała

Faza stała gleby składa się z cząstek różniących się między sobą nie tylko składem petrograficznym i właściwościami chemicznymi, ale także wielkością.

Cząstki glebowe są przeważnie pod postacią agregatów lub grudek zlepionych koloidami. Do substancji zlepiających należą najczęściej: próchnica, kalcyt, wodorotlenki glinu i żelaza, minerały ilaste i połączenia ilasto-próchniczne.

Cząstki o różnych wymiarach można grupować i segregować na tzw. frakcje mechaniczne o określonych wymiarach granicznych.

  1. skład granulometryczny, frakcja

Skład granulometryczny (uziarnienie) gleby - stan rozdrobnienia mineralnej części fazy stałej gleby.

Jest wyrażany procentowym udziałem poszczególnych cząstek mineralnych zwanych frakcjami granulometrycznymi.

Frakcja - poszczególne cząstki mineralne występujące w glebie.

  1. frakcje piasku i pyłu oraz iłu pyłowego.

Piasek, pył i ił pyłowy - złożone głównie z kwarcu i krzemionki (SiO2), mało aktywne chemicznie. Mogą występować (szczególnie w piasku) w postaci powłok, minerały, jak: gibbsyt, hematyt i limonit, nadające im różne zabarwienie - od czerwonego do żółtego.

  1. frakcje kamieni i żwiru oraz iłu koloidalnego.

Kamienie i żwiry - w stosunkowo niewielkim stopniu zmienione okruchy skalne, skład mineralogiczny i chemiczny zbliżony do skał, z których powstały.

Ił koloidalny - składa się głównie z zespołu wtórnych glinokrzemianów, tzw. Minerałów ilastych.

  1. utwory piaszczyste.

Utwory piaszczyste - zawierają do 20% części spławialnych i do 40% frakcji pyłu. Przy zawartości pyłu w granicach 25 - 40% do podstawowej nazwy grupy dodaje się przymiotnik pylasty.

Dzielą się na:

- piasek luźny (0 - 5% części spławianych)

- piasek słabo gliniasty (5 - 10% części spławianych)

- piasek gliniasty lekki (10 - 15% części spławianych)

- piasek gliniasty mocny (15 - 20% części spławianych)

  1. utwory gliniaste.

Utwory gliniaste - zawierają ponad 20% części spławialnych i do 40% frakcji pyłu. Przy zawartości pyłu w granicach 25 - 40% -> pylasta.

Dzielą się na:

- gliny lekkie silnie spiaszczone (20 - 25% części spławianych)

- gliny lekkie słabo spiaszczone (25 - 35% części spławianych)

- gliny średnie (35 - 50% części spławianych)

- gliny ciężkie (ponad 50% części spławianych)

  1. utwory ilaste i pyłowe.

Utwory ilaste - zawierają ponad 50% części spławialnych oraz części pyłowe i nieznaczną domieszkę piasku (<10%). Iły zawierające ponad 25% części pyłowych -> iły pylaste.

Utwory pyłowe - zawierają ponad 40% części pyłowych i do 50% części spławianych.

Wyróżnia się:

- utwory pyłowe zwykłe (0 - 35% części spławianych)

- utwory pyłowe ilaste (35 - 50% części spławianych)

  1. gleby wg. kategorii agronomiczne (skład granulometryczny)

I kategoria - gleby bardzo lekkie (do 10% części spławialnych)

II kategoria - gleby lekkie (10-20% części spławialnych)

III kategoria - gleby średnie (20-35% części spławialnych)

IV kategoria - gleby ciężkie (35-50% części spławialnych)

V kategoria - gleby bardzo ciężkie (>50% części spławialnych)

  1. właściwości fizyczne gleb.

- Uziarnienie

- Gęstość właściwa, gęstość objętościowa

- Porowatość, struktura, zwięzłość, plastyczność, lepkość, pęcznienie, kurczliwość.

- Barwa, układ

  1. gęstości właściwej

Ciężar właściwy - gęstość właściwa - (ciężar cząstek gleby, gęstość cząstek glebowych) - masa jednostki objętościowej stałej fazy gleby po jej wysuszeniu.

  1. czynniki decydujące o gęstości właściwej gleb. granicach poziomów próchnicznych gleb mineralnych.

Gęstość właściwa zależy od:

- składu mineralnego gleby i zawartości próchnicy

Średnia gęstość właściwa większości gleb mineralnych wynosi 2,65 g/cm3 i rośnie wraz ze wzrostem ilości minerałów ciężkich zawartych w glebie. Zawartość próchnicy obniża gęstość właściwą.

  1. dlaczego gęstość właściwa gleb wzrasta wraz z głębokością

Gęstość właściwa gleb wzrasta wraz z głębokością, ponieważ próchnica obniża gęstość właściwą, a zawartość próchnicy zmniejsza się wraz ze wzrostem głębokości. Zawartość minerałów ciężkich zwiększa gęstość właściwą.

  1. gęstości objętościowej gleb

Gęstość objętościowa - gęstość jednostki objętościowej gleby o nienaruszonej strukturze.

  1. gęstość objętościowa chwilowa i rzekoma gleb

Gęstość objętościowa chwilowa - dotyczy fazy stałej i roztworu glebowego, zależy od aktualnej wilgotności gleby.

Gęstość objętościowa rzekoma - ciężar jednostki objętości gleby o nienaruszonej strukturze, wysuszonej w 105 stopniach - służy od do porównań gleb miedzy sobą. Zależy on od struktury, składu granulometrycznego i układu.

  1. O czym wnioskujemy na podstawie gęstości objętościowej gleb? Granice gęstości objętościowej gleb mineralnych

Gęstość objętościowa określa stosunki powietrzne w glebie: im jest niższa tym gleba jest bardziej przewiewna.

Średnio w glebach mineralnych waha się od 1,1 do 1,8 g/cm3

  1. pory kapilarne wg. średnicę?

- makropory > 8,5µm. wypełnione powietrzem , okresowo zajęte wodą

- mezopory 0,2 - 8,5µm. wypełnione powietrzem i wodą dostępną dla roślin

- mikropory < 0,2µm. wypełnione wodą niedostępną dla roślin

  1. porowatości

Porowatość - suma objętości wolnych przestrzeni (niewypełnionych fazą stałą gleby) w jednostce objętości gleby.

Wyróżnia się porowatość ogólną, kapilarną i niekapilarną.

  1. porowatość gleby. granicach dla gleb mineralnych?

Porowatość zależy od:

- składu granulometrycznego, struktury, układu gleby, zawartości próchnicy.

Dla gleb mineralnych waha się między 30 - 50%

  1. stosunek porów kapilarnych do niekapilarnych w glebach wytworzonych z piasków, glin ciężkich i iłów.

Gleby wytworzone z piasków - przewaga porów niekapilarnych

- przepuszczalne dla wody, przewiewne, zbyt suche, intensywna mineralizacja substancji organicznej

Gleby wytworzone z glin i iłów - przewaga porów kapilarnych

- zasobne w wodę, mało przepuszczalne i mało przewiewne. Niedostatek tlenu - procesy oglejenia.

  1. zwięzłości gleby

Zwięzłość gleby - siła, z jaką są ze sobą zlepiona cząsteczki gleby.

Zwięzłość zależy od:

- zawartości próchnicy

- struktury

- układu

- wilgotności

- składu granulometrycznego

  1. gleby wg. zwięzłości.

- gliny zwięzłe (glina, ił)

- gliny średnio zwięzłe (piaski gliniaste, gleby słabo gliniaste)

- gliny luźne (żwir, piasek)

  1. lepkość i plastyczność gleby

Lepkość gleby - siła, z jaką przylegają cząstki i agregaty gleby do różnych przedmiotów.

Zależy ona od wilgotności i zawartości cząstek koloidalnych oraz od powierzchni, do której gleba przywiera.

Plastyczność gleby - zdolność do tworzenia form przestrzennych i zdolność zachowania kształtu po ustaniu działania sił zewnętrznych tworzących te formy.

Plastyczność ujawnia się tylko w glebach wilgotnych i zależy od:

- jakości i zawartości iłu koloidalnego oraz próchnicy.

  1. pęcznienie i kurczenie gleby

Pęcznienie gleb - zwiększanie się objętości gleby pod wypływem pochłaniania wody. Spowodowane jest tworzeniem się otoczek wody wokół koloidów.

Zależy od:

- składu granulometrycznego,

- ilości i jakości kationów wymiennych.

Koloidy wysycone Na+ wpływają na wzrost pęcznienia, natomiast koloidy wysycone Ca2+ na obniżanie się pęcznienia. Najsilniej pęcznieją gleby organogeniczne, wytworzone z ciężkich glin i iłów.

Kurczenie gleb - zjawisko odwrotne do pęcznienia. Zjawisko niekorzystne, uszkadza korzenie roślin, tworzy szczeliny, którymi odpływa woda. Szczególnie podatne na kurczenie są gleby organogeniczne. Gleby wytworzone z piasków nie wykazują pęcznienia i kurczenia.

  1. barwę gleby

Barwa gleby jest ważną cechą morfologiczną, pomocną w rozróżnianiu miąższości poszczególnych poziomów i warstw w profilach glebowych. Zabarwienie poziomów glebowych jest dość silnie związane ze składem oraz fizycznymi i chemicznymi właściwościami utworów glebowych.

Barwę nadają określone związki chemiczne występujące w glebie:

1) próchnica (barwy czarne, szare, brunatno-szare itp.),

2) związki żelaza (barwy czarne, czerwone, pomarańczowe, żółte, rdzawe, brunatne, zielonkawe itp.),

3) związki manganu (barwy czarne, brunatne itp.),

4) ziarna kwarcu i konkrecje kalcytu (barwy białe).

Zabarwienie gleby może mieć charakter jednolity lub niejednolity. Przewaga barw brunatnych związana jest często z zasobnością i dużą biologiczną aktywnością gleby. Biaława barwa pod poziomem próchnicy nadkładowej świadczy o wymyciu związków żelaza oraz o silnym zakwaszeniu gleby, niskiej zawartości składników mineralnych, małej aktywności biologicznej. Barwy niebieskawo-zielone wskazują na nadmierne uwilgotnienie kwaśną wodą zastojową i złą aerację gleby.

Barwa gleby wpływa w sposób bardzo istotny na jej bilans cieplny. Gleby o ciemnym zabarwieniu adsorbują więcej ciepła niż jasne, tym samym szybciej na wiosnę aktywizują się pod względem biologicznym, ale też szybciej wysychają niż gleby o jaśniejszej powierzchni. Zależnie od barwy, gleby pochłaniają 66-92% energii promienistej docierającej do ich powierzchni.

  1. barwy niejednolite

Plamiste - na tle barwy przeważającej występują plamy o odmiennej barwie

Językowate - odmienne zabarwienie występuje w kształcie pionowych zacieków

Smugowate - na tle zasadniczej barwy występują mniej lub bardziej równoległe do powierzchni terenu smugi o innym zabarwieniu

Marmurkowe - na tle mniej więcej jednolitej barwy występują jasne smugi wzdłuż szczelin i obumarłych korzeni roślin.

  1. czynniki decydujące o barwie gleby.

Barwa gleby jest wypadkową trzech różnych komponentów materiału glebowego.

O barwie decydują:

-otoczki koloidalne różnych związków tworzących powłoki wokół ziaren

-próchnica (im więcej tym barwa ciemniejsza)

-stosunek kwasów huminowych do fulwowych(kw. huminowe - barwa ciemna , kw. fulwowe - barwa jasna)

-związki żelazowe (barwa żółta, niebieska lub zielonkawa zależnie do odczynu)

-uwilgotnienie i oświetlenie

-rodzaj substancji organicznej i stopień jej rozkładu

  1. struktury gleby. czynniki strukturotwórcze gleb.

Struktura gleby - stan, w którym poszczególne ziarna glebowe są zlepione w agregaty o określonych kształtach i wymiarach.

W glebach strukturalnych wyróżnia się:

- Strukturę naturalną, powstała w wyniku działania procesu glebotwórczego

- Strukturę nabytą, wytworzoną w wyniku uprawy, nawożenia, płodozmianu

Czynnikami decydującymi o tworzeniu się struktury gleby są:

- obecność koloidów organicznych i mineralnych,

- działalność życiowa mikroorganizmów glebowych, roślin i fauny glebowej,

- działanie mrozu,

- uwilgotnienie,

- przesuszenie,

- zabiegi agrotechniczne np. wapnowanie, magnezowanie.

  1. Jakie struktury gleb?

Wyróżnia się trzy zasadnicze typy struktury:

- bezagregatową,

- agregatową,

Wyróżnia się agregaty:

- Płytkowe (warstwowe)

- Pryzmatyczne (słupkowe, kolumnowe)

- Bryłkowate i orzechowate

- Sferyczne (ziarniste i gruzełkowate)

- włóknistą.

  1. znaczenie struktury gruzełkowatej w glebach.

- zapewnia wysokie plony

- reguluje właściwości wodne i powietrzne gleb, a więc wpływa na procesy biologiczne i uruchamianie trudno przyswajalnych składników pokarmowych w glebach.

  1. czynniki powodujące niszczenie struktury gleb.

Czynniki powodujące niszczenie struktury gleb:

  1. Erozja.

Erozja polega na mechanicznym niszczeniu powierzchni Ziemi przez różne czynniki zewnętrzne, połączonym z przenoszeniem produktów niszczenia. Rozróżnia się erozję wodną i wietrzną.

  1. Zmiany stosunków wodnych na danym terenie.

Zmiany te są w większości spowodowane gospodarką człowieka i mogą polegać zarówno na nadmiernym osuszeniu gleb, jak i na nadmiernym ich nawadnianiu. Przyczyną osuszania gleb są kopalnie głębinowe i odkrywkowe.

  1. Niewłaściwie prowadzone melioracje.

Melioracje polegają na zabiegach technicznych wykonywanych w celu odprowadzenia nadmiaru wód lub nawodnienia terenów o deficycie wodnym.

  1. Wydeptywanie gleb przez ludzi lub przez zwierzęta.

Poważny problem stwarza wypas owiec na górskich halach. Nadmierny wypas grozi niszczeniem hal, a ostre i twarde racice owiec mogą zupełnie zniszczyć strukturę podłoża. Sytuacja taka groźna jest dla wszystkich terenów, gdzie wypas zwierząt odbywa się na zboczach wzniesień.

  1. Skażenia przemysłowe i komunikacyjne.

Dostają się do gleby przez powietrze lub za pośrednictwem wody, względnie też przy udziale obu tych czynników łącznie. Przykładem są kwaśne deszcze, zawierające związki siarki i prowadzące do zmiany kwasowości gleby i spadku jej żyzności.

  1. Chemizacja rolnictwa.

  2. Chemiczne metody walki ze szkodnikami pól i lasów.

  3. Niewłaściwe metody uprawy.

  4. Zajmowanie nowych terenów pod budownictwo przemysłowe i mieszkaniowe, a także rekreacyjne. Również budowa dróg i innych tras komunikacyjnych zabiera coraz więcej gruntów ornych i leśnych.

  1. układu gleby

Układ gleby - cechy zewnętrzne charakteryzujące stopień porowatości i zwięzłości gleb oraz ułożenie cząstek i agregatów gleby.

Zależy od:

- scementowania ziaren glebowych

- zwięzłości gleby

- porowatości gleby

  1. najczęściej wyróżniane układy gleb.

Ze względu na stopień zwięzłości w stanie suchym rozróżniamy następujące rodzaje układów:

- luźny (cechuje piaski i żwiry, w których poszczególne ziarna glebowe nie SA ze sobą scementowane),

- pulchny (cechuje poziomy próchniczne gleb wytworzonych z piasków gliniastych mocnych),

- pulchno-zwięzły,

- zwięzły,

- zbity,

- silnie zbity.

  1. gleby i poziomy charakteryzują się układem luźnym i pulchnym?

Układ luźny: piaski i żwiry

Układ pulchny: poziom próchniczy o strukturze gruzełkowatej

  1. gleby i poziomy charakteryzują się układem zbitym i silnie zbitym?

Układ zbity: iły, gliny ciężkie,

Układ silnie zbity: środkowa część profilu słabo lub nieprzepuszczalna dla wody.

  1. postacie wody występujące w glebach.

- stała (lód),

- chemiczna (krystalizacyjna) - część składowa związków zawartych w glebie,

- para wodna - wchodzi w skład powietrza glebowego, zajmującego pory glebowa niewypełnione wodą,

- związana z cząstkami glebowymi siłami molekularnymi (woda higroskopowa i błonkowata),

- kapilarna,

- grawitacyjna,

- gruntowa

  1. Jaki jest udział głównych form wody w glebach w zależności od składu granulometrycznego.

W żwirach i piaskach dominuje woda wolna, w piaskach gliniastych, pyłach i glinach dominuje woda kapilarna, a w glinach ciężkich i iłach dominuje woda molekularna.

  1. wody higroskopowej

Woda higroskopowa otacza najdrobniejsze cząstki glebowe cienką, silnie przywierającą powłoką.

Pochodzi ona z pochłoniętej i skroplonej pary wodnej.

Czynniki:

-stan rozdrobnienia masy glebowej,

-ilość próchnicy,

-rodzaj wymiennych kationów występujących na powierzchni żeli glebowych

  1. wody higroskopowej zwyczajnej i maksymalnej?

W.h. zwyczajna - woda znajdująca się w glebie wysuszonej na powietrzu

W.h. maksymalna - max. ilość wody jaką może pochłonąć gleba z powietrza, jeżeli między powietrzem nasyconym parą wodną 98% a glebą nastąpi stan równowagi

  1. wody błonkowatej? Dostępność dla roślin

Woda błonkowata powstaje w strefie aeracji wokół pojedynczych ziaren skalnych, które już osiągnęły maksymalną higroskopijność. Nie wypełnia porów i szczelin całkowicie, a otula cieniutką błoną ziarna skały. Woda błonkowata nie bierze udziału w podziemnym krążeniu wód. Na jej granicy siły przyciągania równają się 0 atmosfer. Woda ta jest trudno dostępna dla roślin, gdyż jest przyciągana z siłą do 50 atmosfer.

  1. Która woda kapilarna jest niedostępna dla roślin i dlaczego?

Woda kapilarna jest niedostępna dla roślin, gdy kapilary są mniejsze niż 0,2mm. W przestworach mniejszych, siły wiążące wodę są większe niż siła ssąca korzenia, więc w glebach nawet wilgotnych, ale zawierających dużo takich przestworów rośliny mogą cierpieć na niedostatek wody.

  1. Wysokości woda w zależności od składu granulometrycznego?

-w grubych żwirach woda nie podnosi się

-w grubych piaskach - do kilku cm

-w średnich piaskach - do 25cm

-w drobnych piaskach - do 60cmw glinach 200-300cm

  1. wody grawitacyjnej dostępność dla roślin

Woda grawitacyjna to woda wypełniająca w glebie pory większe od kapilarnych oraz przemieszczająca się pod wpływem sił ciężkości. Dla roślin jest całkowicie dostępna, a jej dostępność zależy od rodzaju gleby. Źródłem tej wody są opady atmosferyczne. Woda grawitacyjna przesiąka aż do poziomu wód gruntowych lub też zatrzymuje się na warstwach nieprzepuszczalnych, tworząc tam warstwy wodonośne.

  1. wody gruntowej, przydatności dla roślin.

Woda gruntowa to woda gromadząca się na nieprzepuszczalnych warstwach gleby, pochodząca z opadów atmosferycznych, przesiąków bocznych rzek, jezior, stawów, wodonośnych warstw, strumieni i potoków podziemnych.

Czynniki:

-głębokość zalegania

-skład granulometryczny w wierzchniej warstwie

  1. pojemności wodnej, rodzaje.

Pojemność wodna gleb - zdolność do zatrzymywania określonych ilości wody.

1. p.w. maksymalna (pełna) - stan całkowitego nasycenia gleby wodą, stan, w którym przestwory glebowa, kapilarne i niekapilarne wypełnione są wodą

2. p.w. (wilgotność) aktualna - jest to zawartość różnych postaci wody (stan uwilgotnienia) w danej chwili

3. p.w. kapilarna - stan, w którym przestwory kapilarne wypełnione są wody

4. p.w. polowa - taka ilość wody, jaką gleba jest w stanie utrzymać siłami kapilarnymi, poza zasięgiem wznoszenie kapilarnego.

5.p.w. higroskopowa

  1. wody niedostępnej dla roślin

Woda niedostępna dla roślin jest to woda fizjologicznie nieużyteczna, ponieważ związana jest w glebie siłami większymi od iły ssącej korzeni roślin, jest to ilość wody odpowiadająca trwałemu punktowi więdnięcia.

Zależy od:

- składu mechanicznego gleby,

- ilości drobnych porów mniejszych niż 0,2mm.

  1. rodzaje wód dostępnych dla roślin.

- woda kapilarna,

- woda grawitacyjna,

- woda gruntowa,

- częściowo woda błonkowa

  1. podział gleb wg kategorii stosunków wodnych

1 - gleby o właściwym uwilgotnieniu (optymalnym)

1a - gleby okresowo nadmiernie uwilgotnione - okresowe nadmierne uwilgotnienie w warstwach ornych powodowane stagnowaniem wody opadowej na leżącej głębiej warstwie o zwięźlejszym składzie granulometrycznym

2 - gleby okresowo podmokłe - występuje wysoki poziom wody gruntowej

3 - gleby trwale podmokłe

4 - gleby okresowo nadmiernie suche - brak wody wynika ze zbyt małej pojemności wodnej gleby, przy jednoczesnym głębokim zaleganiu wody gruntowej lub nadmiernego spływu powierzchniowego (np. na stokach)

5 - gleby trwale zbyt suche

  1. czynniki, zapewnieniające wody roślinom wyższym i pozostałym organizmom glebowym

a) warunki klimatyczne (wielkość i rozkład opadów, temperatura, wilgotność powietrza, prędkość wiatru)

b) zdolności retencyjne gleby (ilość średnica porów, skład granulometryczny, zawartość i jakość próchnicy, struktura gleby)

c) występowanie wody gruntowej (głębokość zalegania)

d) spływy, nawadnianie

e) działalność człowieka (melioracje, zabiegi agrotechniczne, działalność przemysłowa - lej depresji wokół kopalń)

  1. koloidy ze wzgl. na znak

a) ujemnie naładowane - próchnica, SiO2, związki Mn

b) dodatnio naładowane - Fe(OH)3, Al(OH)3, Ca(PO4)2, białka glebowe

  1. koloidy ze wzgl. na skład chemiczny

a) nieorganiczne - silnie rozdrobnione glinokrzemiany, minerały ilaste, SiO2, Fe(OH)3, Al(OH)3, CaCO3, Ca(PO4)2, związki Mn

b) organiczne - próchnica, białka, celuloza

  1. koloidy ze wzgl. na stopień uwodnienia

a) hydrofilowe -SiO2, próchnica, minerały ilaste

b) hydrofobowe - (OH)3, Al(OH)3, CaCO3

  1. koloidy ze wzgl. na właściwości kwasowe i zasadowe

a) acidoidy: SiO2, próchnica, minerały ilaste - słabe kwasy

b) bazoidy: Fe(H) 3, Al(OH)3 - słabe zasady

c) soloidy - obojętne

  1. grupy koloidów glinokrzemianowych

a) grupa kaolinitu (kandyty): kaolinit, hydrohalozizyt i dickit

b) grupa hydromik - illit i hydromuskowit

c) grupa montmorylonitu (smektyty): montmorillonit i beidellit

d) grupa wermikulitu: wermikulit

e) allofany - formy bezpostaciowe

  1. koloidy gleb klimatu umiarkowanego

Koloidy glinokrzemianowe, a także uwodnione tlenki Fe i Al.

  1. budowę i właściwości grupy kaolinitu

Grupa kaolinitu (kandyty): kaolinit, hydrohalozizyt i dickit

Poszczególne pakiety związane są trwale wiązaniami wodorowymi ( wodór grup OH oktaedrów). Wiązania te są na tyle silne, że nie dopuszczają do zwiększenia przestrzeni międzypakietowych i uniemożliwiają wchodzenie wody i dodatkowych kationów. Zdolności sorpcyjne tych minerałów są ograniczone tylko do powierzchni zewnętrznych.

  1. budowę i właściwości grupy montmorylonitu

Grupa montmorylonitu (smektyty): montmorillonit i beidellit, nontronit, saponit

  1. cechy charakteryzujące grupę minerałów ilastych

- są to uwodnione glinokrzemiany Al i Fe

- należą do krzemianów warstwowych - zbudowane z kolejno zmieniających się warstw tetraedrów i oktaedrów tworzących pakiety

- budowa płytkowa

- duże rozdrobnienie - wpływa na olbrzymią powierzchnię właściwą

  1. kaolinit i illit

Kaolinit - najczęściej jest produktem wietrzenia glinokrzemianów w środowisku wilgotnym w obecności CO2 (odczyn kwaśny). Kaolinit jest głównym składnikiem glin i iłów, występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.

Illit - najczęściej jest produktem wietrzenia glinokrzemianów. Może również powstawać w procesach przemian innych minerałów ilastych. Jest pospolitym składnikiem iłów, występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.

  1. montmorillonit i wermikulit

Montmorillonit - powstaje w strefie wietrzenia ciemnych skał magmowych: diabazów, bazaltów i gabra w warunkach alkalicznych. Jest głównym składnikiem iłów bentonitowych. W glebach występuje jedynie tam, gdzie zaistniały warunki alkaliczne, niezbędne przy jego tworzeniu.

Wermikulit - jest produktem wietrzenia lub hydrotermalnego rozkładu biotytu. Występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.

  1. źródła substancji organicznych

a) resztki pożniwne

b) nawozy organiczne

c) nawozy zielone, słoma

  1. zasadnicze kierunki przemian subst. org.

a) proces mineralizacji - całkowity rozkład subst. organicznej do prostych związków mineralnych

b)proces humifikacji - częściowy rozkład subst. organicznej, a następnie synteza (resynteza) do jakościowo nowych specyficznych subst. organicznych, zwanych swoistymi związkami próchniczymi (próchnicą właściwą, humusem)

  1. humifikacja

Humifikacja - proces biochemiczny, szereg skomplikowanych procesów - rozkładu, przebudowy i syntezy zw. Organicznych - głównie przy udziale drobnoustrojów.

  1. fazy mineralizacji subst. Org.

I) faza inicjalna - obejmuje głównie procesy hydrolizy i utleniania, zachodzące bezpośrednio po obumarciu organizmu żywego. Początkowym przemianom ulegają białka i związki aromatyczne, wzajemne połączenia komórek nie zostają zniszczone

II) faza mechanicznego rozkładu - następuje rozdrobnienie, częściowe przetworzenie i przemieszanie substancji organicznej z mineralnymi frakcjami gleby, głównie przez mezo- i makrofaunę glebową

III) faza mikrobiologicznego rozkładu - zachodzą rozliczne przemiany substancji organicznej przez organizmy glebowe, w tym głównie bakterie i grzyby. Część składników przechodzi do roztworu i kompleksu sorpcyjnego gleby, a część jest przyswajana przez mikroorganizmy, które po pewnym czasie obumierają i podlegają podobnemu rozkładowi (sorpcja biologiczna)

        1. butwienie

Butwienie - proces mineralizacji zachodzący w warunkach aerobowych o charakterze egzotermicznym, warunki tlenowe, pełny rozkład. Jest procesem korzystnym, ponieważ większość jego produktów stanowi łatwo przyswajalne składniki pokarmowe roślin.

Produkty: CO2, H2O, jony - SO42-, NO3- itd.

        1. warunkach gnicia.

Gnicie - proces anaerobowy, brak tlenu może być spowodowany nie tylko dużą zwięzłością lub nadmiernym uwilgotnieniem gleby, ale również intensywnym rozwojem mikroorganizmów aerobowych.

Produkty: proste związki mineralne: NH4+, CH4, H2S, indol, skatol oraz produkty pełnego utlenienia (CO2, H2O).

        1. subst. Org. Wg. szybkości rozkładu, grupy substancji próchniczych gleby.

  1. niespecyficznych subst. org.

Niespecyficzne substancje organiczne - związki chemiczne o znanej budowie i właściwościach.

Niespecyficzne substancje organiczne - węglowodany (cukry), węglowodory, tłuszcze, kwasy organiczne (szczawiowy, mrówkowy), alkohole, aminokwasy, fenole

  1. grupy i podgrupy swoistych związków próchniczych.

Wyróżnia się następujące grupy i podgrupy swoistych związków próchnicznych:

  1. Jak dzielimy związki próchnicze ze względu na ich rozpuszczalność w kwasach, alkoholach i zasadach.

Fulwokwasy- rozp. W H2O, alkoholach, ługu (NaOH), nie strąc. się w kw. Nieorg. (HCl), barwy żółtawej, 55% Corg.

Kw. huminowe- nie rozp. W H2O, alkoholach, rozp. W ługu, strąc. się w kw. Nieorg., barwy czarnej lub brunatnej, 58% Corg.

Kw. hymatometanowe- nie rozp. W H2O, rozp. walkoholach, ługu, strąc. się w kw. Nieorg. (HCl), barwy brunatnej, 62% Corg.

huminy- nie rozp. W H2O, alkoholach, ługu, barwy czarnej, 50- 60% Corg.

  1. kwasów huminowych.

Skład chemiczny:

C - 54%

O - 37%

H - 5%

N - 4%

  1. kwasy fulwowe.

Skład chemiczny:

C - 46%

O - 48%

H - 4%

N - 2%

  1. właściwości kwasów huminowych i fulwowych.

- kw. huminowe mają barwę od szaroczarnej do brunatnej, kw. fulwowe mają barwę żółtą.

- kw. huminowe mają większy ciężar cząsteczkowy

- kw. fulwowe są bardziej utlenione

- kw. fulwowe rozpuszczają się w kwasach, alkoholach, zasadach, kwasy huminowe tylko w zasadach.

- kw. fulwowe mają prostszą budowę, łatwo rozpuszczają się w wodzie.

- różnice w procentowym udziale składników (C,O,H,N)

  1. właściwości humin.

  1. typy gleb, w których przeważają kwasy huminowe, a których kwasy fulwowe.

Kwasy huminowe - czarnoziemy, czarne ziemie, rędziny, mady, gleby brunatne właściwe

Kwasy fulwowe - biorą udział w procesie zakwaszania i bielicowania gleb.

  1. próchnicy.

Próchnica - złożona, dość twarda mieszanina brunatnych lub ciemnobrunatnych amorficznych kompleksów koloidów mineralno-organicznych powstałych w procesie humifikacji.

  1. czynniki zawartości próchnicy

Zawartość próchnicy w glebie zależy od: Składu granulometrycznego, mineralnego, chemicznego, odczynu gleby, właściwości fizycznych, biologicznych, przede wszystkim stosunków powietrzno-wodnych.

  1. Które gleby zawierają najmniej próchnicy i dlaczego.

Gleby bielicowe, płowe, rdzawe wytworzone z piasków 0,6-1,8% - gleby nadmiernie przepuszczalne i przewiewne-następuje szybka mineralizacja(botwienie) i zwolnienie humifikacji.

  1. właściwości próchnicy

  1. rola próchnicy struktura gruzełkowej.

Powstałe związki próchnicy z min ilastymi i wodoro-roztworami Fe, Al sklejają grubsze części gleb i tworzą trwałe agregaty, które regulują stosunki wodno-powietrzne w glebie.

  1. zawartość próchnicy w glebach.

Mineralne gleby Polski zależą do gleb mało próchnicznych, zawartość w nich substancji organicznej kształtuje się w przedziale 0,6-6%.

Poziom zawartości próchnicy w glebie należy od jej cech dość stabilnych i zależy przede wszystkim od rodzaju skały macierzystej, z której gleba powstała, głębokości zalegania wody gruntowej, klimatu, rodzaju użytkowania oraz ukształtowania terenu.

Gleby bielicowe, płowe, rdzawe wytworzone z piasków - 0,6-1,8%

Gleby płowe, brunatne wytworzone z glin zwałowych, utworów pyłowych, lessów - 1,0-2,5%

Czarnoziemy ~ 4,0%

Rędziny próchnicze i mady ~ 6,0%

  1. regulowanie zawartości próchnicy

  1. znaczenie próchnicy

  1. twierdzenie o próchnicy

Związki próchnicze zwiększają zdolności buforowe gleb, regulując odczyn ich roztworów oraz stężenie składników pokarmowych. Dzięki zdolności sorpcyjnej substancje próchniczne regulują stężenie roztworów glebowych. Substancje próchnicze tworzą odpowiednie połączenia z pestycydami a zwłaszcza z herbicydami. Próchnica przyśpiesza rozkład środków chwastobójczych przez dostarczanie mikroorganizmom łatwo przyswajalnych związków energetycznych.

  1. pierwiastki, z których gleba się składa w 98%.

Skorupa ziemska - składa się z 29 pierwiastków. 89% skorupy ziemskiej składa się z 8 pierwiastków: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg (75% - O, Si)

  1. czynniki naturalne decydujące o zawartości poszczególnych pierwiastków w glebie.

Ponadto zależy od:

  1. istotne warunki dla pierwiastków niezbędnych dla roślin

Pierwiastki niezbędne do życia roślin:

  1. mikropierwiastki pokarmowe pobierane przez rośliny z wody, powietrza oraz stałej fazy gleby.

    1. makropierwiastki pokarmowe pokarmowe pobierana z powietrza i wody - O2, C, H2

    2. makropierwiastki pokarmowe pobierane z gleby - N, P, K, Mg, S

    3. mikropierwiastki pokarmowe (mikroelementy, metale ciężkie) pobierane z gleby - Fe, Mn, B, Mo, Zn, Cu, Cl, Co

  1. „mikroelementy.

Mikroelementy występują w glebach w znikomych ilościach. Rośliny potrzebują ich bardzo mało, ale są one niezbędne jako katalizatory procesów fizjologicznych, takich jak: fotosynteza, oddychanie, powstawanie chlorofilu itd. Do mikroelementów należą: mangan, cynk, miedź, bór, molibden, chlor, kobalt, jod, fluor, ołów.

  1. metale ciężkie

  1. metale ciężkie, których niezbędności dla roślin nie stwierdzono, a które przy podwyższonych zawartościach mogą być trujące - Cd, Hg, Pb, Se, Sr, Ni, Cr, F i inne

  2. pierwiastki występujące w dużych ilościach, a których niezbędności dla większości gatunków roślin nie została dowiedziona - Si, Al i Na

  1. „biodostępność”

Każdy pierwiastek występuje w glebie w bardzo wielu formach (postaciach) - formy te charakteryzują się różną biodostępnością (termin ten obejmuje zarówno przyswajalność danego pierwiastka przez rośliny, jak i drobnoustroje oraz inne organizmy bytujące w glebie).

  1. formy składników pokarmowych

  1. ilościowe

Ilościowe proporcje między formami pierwiastków o różnych dostępności dla roślin.

Jako ogólną regułę (niepozbawioną wyjątków) można przyjąć, że:

  1. źródła azotu

  1. zawartość azotu.

Zawartość azotu w glebach zależy od zawartości próchnicy.

Najbogatsze w azot są:

  1. gleby najmniej azotu.

Najmniejsze ilości: gleby wytworzone z piasków luźnych, piasków słabo gliniastych, gleby trwale suche, o niskiej zawartości próchnicy - gleby bielicowe i rdzawe - zwartość ~ 0,05% - 0,09%

  1. funkcje fosforu komórki

- Składnik każdej żywej komórki.

- Wchodzi w skład: nukleoproteidów, fosfatydów, fityn, enzymów.

- Odgrywa ważną rolę w przemianie energii.

- Korzystnie wpływa na: kwitnienie, owocowanie, powstawanie nasion, dojrzewanie roślin.

  1. zawartości fosforu

Najbogatsze w fosfor są czarnoziemy - występowanie w związkach organicznych, nieorganicznych.

Zawartość fosforu w glebach zależy od:

  1. związki nieorganiczne fosforu

  1. czynniki przyswajalności związków fosforu

Przyswajalność zależy od:

  1. rola fizyczna potasu

Niezbędny dla wytwarzania chlorofilu i skrobi, przemian cukrów.

  1. typy i gatunki gleb najbardziej ubogich w potas

Najbardziej ubogie: wytworzone z piasków luźnych, piasków gliniastych, gleby bielicowe i rdzawe

Ogólna zawartość k - 0.2~4%

  1. gleby najbardziej zasobne w potas oraz minerały glinokrzemianowe

Najbardziej zasobne: czarnoziemy, mady próchnicze, rędziny próchnicze, różne typy wytworzone z glin ciężkich, iłów

90-98% w minerałach glinokrzemianowych, skalenie miki, illit - odporne na wietrzenie

  1. związki z wapniem

Najczęściej występuje w glebach CaCO3, CA2+ wym.

Wpływa na neutralizację kwaśnego odczynu, powstawania struktury gruzełkowatej.

  1. gleby zawierają najmniej, a które najwięcej wapnia.

Najmniej Ca zawierają gleby bielicowe i rdzawe

Najwięcej Ca - rędziny

  1. związki z magnezem

Związki, w których występuje magnez:

- minerały: dolomity, oliwiny, minerały ilaste,

- kationy Mg2+, związki organiczne

Najmniej magnezu zawierają: gleby silnie zbielicowane i piaszczyste.

  1. odczynu, pH.

Odczyn gleby - stosunek jonów wodorowych H+ do jonów wodorotlenowych OH-.

[H+]/[OH-]

H2O = H+ + OH-

W wodzie destylowanej

Na podstawie przewodnictwa elektrycznego ustalono, że

[H+]*[OH-] = 10-14

Stąd wynika, że [H+] = [OH-] = 10-7

- log [H+] = - log [OH-] = 7

pH = - log [H+] - ujemny logarytm jonów wodorowych

Przy oznaczaniu odczynu środowiska używamy symbolu pH

  1. dlaczego pH mierzone w 1M KCl ma niższą wartość niż pH mierzone w wodzie.

Ponieważ ilość jonów dodatnich w obu przypadkach się różni - w H2O jest 2 razy więcej jonów dodatnich niż w KCl.

  1. kwasowości. jony kwasowości czynnej

Kwasowość - taki stan roztworów glebowych, w którym stężenie [H+] > stężenie [OH-]

Czynna (aktywna) - wolne jony H+ występujące w roztworze glebowym - H2O dest.

  1. pH gleby w 1M KCl.

Na podstawie pH w 1M KCl określa się stopień zakwaszenia gleb:

Gleby silnie kwaśne < 4.5

Gleby kwaśne 4.6 - 5.5

Gleby lekko kwaśne 5.6 - 6.5

Gleby obojętne 6.6 - 7.2

Gleby zasadowe > 7.2

  1. gleby silnie kwaśne i kwaśne, słabo kwaśne oraz obojętne i zasadowe

W Polsce przeważają gleby o odczynie kwaśnym.

Gleby kwaśne i bardzo kwaśne - 50% powierzchni kraju, gleby słabo kwaśne - 30%

Gleby obojętne i zasadowe - 20%

Gleby silnie kwaśne:

Gleby kwaśne:

Gleby słabo kwaśne:

Gleby obojętne:

Gleby zasadowe:

  1. kwasowości potencjalnej, rodzaje.

Kwasowość - taki stan roztworów glebowych, w którym stężenie [H+] > stężenie [OH-]

Ogólna kwasowość gleby - na całkowitą kwasowość gleby składają się jony H+ występujące w roztworze glebowym oraz jony H+ i Al3+ w kompleksie sorpcyjnym.

  1. kwasowości wymiennej

Kwasowość wymienna - jony H+ i Al3+ przechodzą do roztworu pod wpływem soli, uwzględniona zostaje tylko część zatrzymanych w kompleksie sorpcyjnym H+ i Al3+

Odzwierciedleniem kwasowości czynnej i wymiennej łącznie jest pH w KCl.

  1. jony kwasowości hydrolitycznej

Kwasowość hydrolityczna ogólna jest sumą kwasowości czynnej i potencjalnej. Obejmuje ona wszystkie jony wodorowe oraz glinowe występujące w glebie, przechodzące do roztworu soli hydrolizujących zasadowo.

Kwasowość hydrolityczna (Hh) - ekstrakcja - sole ulegające hydrolizie, dające odczyn zasadowy.

Ilość wydzielonego kwasu jest miarą Hh [cmol(+)/kg gleby lub mmol(+)/100g gleby]

  1. cel oznaczania kwasowości gleby

Pozwala doprowadzić glebę do odczynu obojętnego lub alkalicznego, co ma podstawowe znaczenie w działaniach mających na celu ochronę i rekultywa

  1. zasolenie gleb

Zasolenie gleb to zawartość w glebach soli rozpuszczalnych w glebie. Zasolenie gleb określa stopień wysycenia roztworu glebowego składnikami mineralnymi, z których najważniejszą rolę odgrywają kationy sodu, potasu, wapnia, magnezu oraz aniony chlorkowe, amonowe, siarczanowe fosforanowe, dwuwęglanowe i azotanowe.

Wyznaczenie stopnia zasolenia - pomiar przewodności elektrolitycznej właściwej roztworu wodnego gruntu w stosunku gleba:woda (1:5)

χ - przewodność elektrolityczna właściwa [µS/cm]

Przewodność elektrolityczna właściwa czystej wody, wynikająca z jej dysocjacji na jony H+ i jony OH- wynosi około 0.05 µS/cm.

Świeża woda destylowana ma x= 0.5~2.0 µS/cm

Po przechowywaniu jej w ciągu kilku dni przewodność wzrasta do 2~4 µS/cm wskutek pochłaniania CO2 i NH3 z powietrza.

Przewodność wód naturalnych wynosi 50~500 µS/cm, a wód mineralizowanych 500~1000 µS/cm.

  1. sorpcja

Sorpcja to zdolność do zatrzymywania (sorbowania) i pochłaniania różnych składników:

  1. kompleksu sorpcyjnego

Większość cząstek koloidalnych gleby charakteryzuje się zdolnością zatrzymywania (adsorbowania) na swojej powierzchni kationów dzięki posiadanym ujemny ładunkom elektrycznym.

Wszystkie cząstki fazy stałej gleby posiadające taką zdolność tworzą tzw. kompleks sorpcyjny.

O właściwościach sorpcyjnych (chłonnych) decyduje silnie rozdrobniona frakcja koloidowa, nazywana glebowym kompleksem sorpcyjnym.

  1. koloidy glebowe kompleksu sorpcyjnego

Na kompleks sorpcji kationów składają się koloidy glebowe:

  1. powstawanie ujemnych ładunków elektrycznych na powierzchni koloidów glebowych.

Ujemne ładunki elektryczne na powierzchni koloidów glebowych powstają w 2 procesach:

1. Izomorficzne podstawianie jonów w warstwach strukturalnych minerałów ilastych - Si4+ przez Al3+ w warstwach czworościanów krzemowych i jonów Al3+ przez Mg2+ lub Fe2+ w warstwach ośmiościanów glinowych - na powierzchni koloidu powstaje nadmiar ładunków ujemnych - ładunki stałe (trwałe) - ich ilość nie zależy od pH.

2. Dysocjacja protonów wodorowych z grup ­-OH znajdujących się na krawędziach minerałów glebowych lub poc­hodzących z grup funkcyjnych (karboksylowa, fenolowa, aminowa) związków próchnicznych - w odczynie kwaśnym H nie dysocjuje, a ilość tworzących się ładunków zwiększa się wraz ze wzrostem pH i powierzchni właściwej gleby - ładunki nietrwałe.

  1. ładunki stałe (trwałe) od nietrwałych

Ładunki stałe (trwałe): Izomorficzne podstawianie jonów w warstwach strukturalnych minerałów ilastych - Si4+ przez Al3+ w warstwach czworościanów krzemowych i jonów Al3+ przez Mg2+ lub Fe2+ w warstwach ośmiościanów glinowych - na powierzchni koloidu powstaje nadmiar ładunków ujemnych. Ich ilość nie zależy od pH.

Ładunki nietrwałe: Dysocjacja protonów wodorowych z grup ­-OH znajdujących się na krawędziach minerałów glebowych lub poc­hodzących z grup funkcyjnych (karboksylowa, fenolowa, aminowa) związków próchnicznych - w odczynie kwaśnym H nie dysocjuje, a ilość tworzących się ładunków zwiększa się wraz ze wzrostem pH i powierzchni właściwej gleby.

  1. micela

Micela- pojedyncza cząstka koloidalna gleby wraz z zaadsorbowanymi w sposób wymienny jonami. Ujemne ładunki powierzchniowe cząstki koloidalnej są równoważone przez ładunki dodatnie kationów przyciąganych siłami elektrostatycznymi z roztworu glebowego. W procesie wymiany z roztworem glebowym uczestniczy podwarstwa dyfuzyjna.

  1. fizykochemiczna sorpcja glebowa kationów

Fizykochemiczna sorpcja kationów polega na ich zatrzymywaniu przez koloidy glebowe w sposób umożliwiający ich wymianę pomiędzy warstwą dyfuzyjną miceli a roztworem glebowym.

  1. ilości wymiany warstwy dyfuzyjną miceli a roztworem glebowym

Wymiana ta niekiedy może zachodzić także bezpośrednio pomiędzy micelami a włośnikami korzeni roślin (wymiana kontaktowa), jednak w każdym przypadku odbywa się w ilościach chemicznie równoważnych.

  1. Energia wejścia do kompleksu.

Siła i wybiórczość sorpcji kationów, zwana energia wejścia do kompleksu wzrasta wraz z ich wartościowością (wyjątek stanowi H+) i zmniejszeniem się średnicy kationu w stanie uwodnionym.

  1. czynniki energii wejścia kationów do kompleksu sorpcyjnego.

Siła i wybiórczość sorpcji kationów wzrasta wraz z ich wartościowością (wyjątek stanowi H+) i zmniejszeniem się średnicy kationu w stanie uwodnionym.

  1. kationów wg. energii wejścia.

Li+ < Na+ < NH4+ = K+ < Ca2+ < Al3+ < Fe3+ < H+

  1. kationów wg. energii wejścia montmorylonit, illit oraz próchnica.

Montmorylonit Ca2+ > Mg2+ > H+ > K+ > Na+

Kaolinit Ca2+ > Mg2+ > K+ > H+ > Na+

Illit H+ > K+ > Ca2+ > Mg2+ > Na+

Próchnica H+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+

  1. energia `wyjścia'

Przyjmuje się jako regułę, że energia wyjścia z kompleksu (desorpcji) jest odwrotnością energii wejścia do niego. Kation łatwiej wychwytywany z roztworu glebowego i zatrzymywany na powierzchni koloidu trudniej przeprowadzić do roztworu glebowego.

Pomiędzy ilością kationów zatrzymanych w kompleksie sorpcyjnym a ich ilością w roztworze glebowym ustala się stan dynamicznej równowagi, zatem jeżeli roztwór glebowy zostanie wzbogacony w jakiś kation, np.: Ca, to określona jego ilość wejdzie do kompleksu sorpcyjnego gleby „wybijając” równocześnie do roztworu glebowego równoważną chemicznie ilość innych kationów.

Proces wymiany pomiędzy micelą a roztworem glebowym przebiega szybko i na ogół trwa kilka minut i zależy głównie od rodzaju sorbentu i temperatury.

W wapnowanych glebach kwaśnych ustalenie się równowagi może trwać nawet kilka dni.

  1. pojemności sorpcji wymiennej kationów

Pod pojęciem pojemności sorpcyjnej gleby w stosunku do kationów rozumiemy zdolność określonej ilości gleby do zatrzymywania w stanie zaabsorbowanym określonej ilości kationów.

  1. zależność pojemność sorpcji wymiennej kationów

Czynniki wpływające na jej wielkość:

- zawartość związków próchnicznych

- rodzaju minerałów ilastych występujących we frakcji iłu koloidalnego

- odczynu gleby

  1. mineralne i organiczne koloidy glebowe

  1. stopnia wysycenia gleby wymiennymi kationami zasadowymi

Procentowy udział zawartości kationów zasadowych (S) w całkowitej pojemności sorpcyjnej (T) określony jako stopień wysycenia gleby kationami o charakterze zasadowym

V = (S/T) * 100%

  1. obliczanie pojemności sorpcyjną gleb oraz stopień wysycenia zasadami?

Th=S+Hh

Th- pojemność sorpcyjna gleby

S- suma kationów zasadowych

Hh- kwasowość hydrolityczna

Vh=S/Th*100%

Vh- stopień wysycenia gleby kationami zasadowymi

  1. gleby sorpcyjnie nasyconych i nienasyconych

Gleby zawierające w swym kompleksie sorpcyjnym 80-100% kationów o charakterze alkalicznym przyjęto nazywać je sorpcyjnie nasyconymi, w odróżnieniu od gleb sorpcyjnie nienasyconych, w których stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego jest mniejszy.

  1. Rodzaje sorpcji:

-mechaniczna,

-fizyczna,

-chemiczna,

-wymienna,

-biologiczna

  1. sorpcja mechaniczna

Polega na mechanicznym zatrzymywaniu drobnych zawiesin i drobnoustrojów w przestworach kapilarnych. Sorpcji tej sprzyja proces koagulacji drobnych zawiesin. Zależy od składu granulometrycznego i struktury.

  1. sorpcja fizycznej

Jest to zdolność fazy stałej do zatrzymywania gazów, par, zawiesin, cząsteczek i drobnoustrojów na swej powierzchni lub wewnątrz na powierzchniach jej porów. Zatrzymywanie to zachodzi dzięki działaniu sił napięcia powierzchniowego na granicy dwóch faz. Wielkość sorpcji fizycznej z roztworów glebowych zależy od wielkości energii powierzchniowej Ep, która równa się iloczynowi całkowitej powierzchni fazy stałej przez napięcie powierzchniowe ośrodka dyspersyjnego graniczącego z fazą stałą.

    1. sorpcja chemiczna

Jest to powstawanie nierozpuszczalnych osadów, wskutek reakcji zachodzących pomiędzy jonami zawartymi w roztworach glebowych i w kompleksie sorpcyjnym.

Przykłady:

Sorpcja chem anionów kwasu fosforowego

Ca(HCO3)2+Ca(H2PO4)2=Ca2H2(PO4)2+2H2CO3

Anionu kwasu siarkowego

Ca(HCO3)2+MgSO3=Mg(HCO3)2+CaSO4

    1. sorpcja biologiczna

to proces pobierania i zatrzymywania składników chemicznych z roztworu glebowego i powietrza przez drobnoustroje glebowe i korzenie roślin; sorbentami są żywe organizmy, które pobierają i zatrzymują jony w swych organizmach na okres ich życia; po obumarciu organizmy te ulegają rozkładowi, uwalniając pobrane składniki, które stają się przyswajalne dla roślin

1



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
gleba sciaga, gleboznawstwo
Gleba ściąga1
sciaga na egzamin gleba
Gleboznawstwo, wyk ściąga, GLEBA - powierzchniowa część skorupy ziemskiej (litosfery) zdolna do zasp
Sciaga gleba
ściąga gleba kol I, Semestr II
gleba egz ściąga na wykład, Leśnictwo SGGW niestacjonarne 1stopnia, Semestr 2, gleboznawstwo, kolokw
sciaga gleba
wykąłdy sciaga gleba
glebozn sciaga, studia, roślinki - gleba
1. ściąga egz gleba, Biologia, Gleboznawstwo
SCIAGA GLEBA
R10 Gleba I
Środowisko bytowania woda, powietrze, gleba 2
1 sciaga ppt
R10 Gleba I
metro sciaga id 296943 Nieznany

więcej podobnych podstron