Skały osadowe powstają w wyniku nagromadzania i osadzania produktów wietrzenia starszych skał, jak również resztek roślinnych i zwierzęcych o różnym stopniu rozkładu. Głównymi procesami uczestniczącymi w genezie tych skał są: wietrzenie, transport, sedymentacja i diageneza. Skały okruchowe, skały ilaste, skały chemiczne i organiczne.
Podział Polski ze względu na wiek skał:
-SUDETY I PRZEDGÓRZE - zbudowane ze skał przedpaleozoicznych, na przedgórzu występują również utwory lodowcowe i wietrzeniowe oraz eoliczne.
-WYŻYNY ŚRODKOWOPOLSKIE - zbudowane głównie ze skał osadowych paleozoicznych i mezozoicznych, występują tutaj również utwory lodowcowe i wietrzeniowe oraz eoliczne.
-KARPATY I KOTLINY PODKARPACKIE - dominują skały osadowe górnej kredy i trzeciorzędu.
-NIŻ POLSKI - pokryty osadami czwartorzędowymi: utwory plejstoceńskie przyniesione przez lodowiec oraz holoceńskie.
Podział Polski ze względu na rodzaj skał:
PIASKI - zajmują ponad 50% powierzchni kraju. Piaski wydmowe - związane z działalnością wiatru. Piaski rzeczne - związane z działalnością rzek. Piaski rzecznolodowcowe - związane z przepływem wód lodowcowych. Piaski morskie - nagromadzone na wybrzeżach morskich. Najgorsze własciwości skałotwórcze.
UTWORY PYŁOWE - Występują na terenie całej Polski, zwłaszcza na południu tworzą duże obszary.
LESSY - występują płatami, na Wyżynie Lubelskiej, na Wyżynie Małopolskiej, w zachodniej Polsce, mniejsze wyspy na Przedgórzu Sudeckim, oraz płaty lessowe północnych stoków Karpat. Powstają w warunkach względnie suchego klimatu. Bardzo dobre właściwości glebotwórcze.
UTWORY IŁOWE - w Polsce największe powierzchnie zajmują iły lodowcowe i wietrzeniowe powstałe ze zwietrzenia łupków ilastych.
GLINY - na terenie Polski przeważają gliny pochodzenia lodowcowego - zwałowe, lub produktów jej przemycia i przesortowania. Gliny zwałowe- pochodzenia lodowcowego. Dość dobre wł. Glebotwór.
TORF - największe złoża znajdują się na Pojezierzu Mazurskim i Pomorskim, Polesiu, Pobrzeżu Bałtyku i Orawie.
Wpływ zlodowaceń na skały macierzyste gleb Polski:
powstawanie moren czołowych i dennych; lądolód przenosił ogromne masy skalne, które zalegają do dziś na terenie Pl w postaci dużych głazów, zwanych głazami narzutowymi; rzeźbienie terenu przez masy lądolodu doprowadziło do odsłonięcia starszych skał, takich jak kreda i wapienie; powstanie skał lessowych; powstanie pokładów torfu.
Skład granulometryczny - procentowa zawartość poszczególnych frakcji granulometrycznych w glebie.
Frakcja granulometryczna - zbiór cząstek o zbliżonej wielkości. Charakteryzuje wielkość cząstek elementarnych, skład mineralogiczni, chemiczny oraz właściwości fizyczne.
Charakterystyka frakcji:
-FRAKCJA KAMIENISTA - wymiary 75<200mm. Skład mineralny: mało zmienione odłamki różnych skał. Ich udział utrudnia uprawę chemiczną. Powstają gleby zlewne o gorszej strukturze i właściwościach wodno-powietrznych.
-FRAKCJA ŻWIROWA-wymiary 2<75mm. Skład mineralny: odłamki różnych skał(występują ziarna żwiru, kwarcu) Utrudnia uprawę chemiczną.
-FRAKCJA PIASKOWA-wymiary:0,05<20mm skład mineralny: kwarc, krzemionka, gips, hematyt, limonit. Wpływ: zwiększa przepuszczalność i przewiewność a zmniejsza retencję wody są skłonne do przesuszenia.
-FRAKCJA PYŁOWA-wymiary: 0,002<0,05mm, Skład mineralny: cząsteczki kwarcu i krzemionki, mało glinokrzemianów. Wpływ: wysoka pojemność wody, mała przepuszczalność gleby, doskonały system kapilarnego przenoszenia wody i szybkie parowanie wody.
-FRAKCJA IŁOWA-Wymiary:<0,002 skł. Mineralny: minerały ilaste, koloidy próchnicy, wodorotlenki glinów i żelaza bezpostaciowa krzemionka. Wpływ: wysoka zdolność sorpcji(wymiennej), duża molekularna pojemność wody co decyduje o zwięzłości i plastyczności. Zbyt duża ilość tej frakcji może powodować nadmierną zwięzłość.
Podział gleb na tzw. kategorie agronomiczne ze względu na ich skład granulometryczny:
- I - gleby bardzo lekkie (do 10% części spławialnych)
- II - gleby lekkie (10-20% części spławialnych)
- III - gleby średnie (20-35% części spławialnych)
- IV - gleby ciężkie (ponad 35% części spławialnych)
Odczyn gleby - stan roztworu glebowego wyrażony stosunkiem stężenia jonów wodorowych H+ do jonów wodorotlenowych OH-. Na tej podstawie wyróżnia się odczyny gleby: kwaśny (przewaga jonów wodorowych, pH < 6,6), obojętny (równowaga stężeń jonów wodorowych i wodorotlenowych, pH 6,6 - 7,2) oraz zasadowy (przewaga jonów wodorotlenowych, pH > 7,2).
Kwasowość gleb - stan odczynu ich roztworów, przy którym stężenie jonów wodoru (H+) jest wyższe od stężenia jonów wodorotlenku (OH-).
Przyczyny zakwaszania gleb: odprowadzanie składników zasadowych wraz z plonami roślin, stosowanie nawozów azotowych, kwaśne deszcze powstające w wyniku emisji dwutlenku siarki i tlenków azotu do atmosfery na skutek spalania paliw.
Skutki zakwaszenia gleb: zmniejszenie przyswajalności składników pokarmowych roślin, wymywanie ich do głębszych warstw gleb, zmniejszenie zawartości próchnicy w glebie, zniszczeniem zdolności buforowych gleby, zmiana składu i aktywności mikroorganizmów.
Kompleks sorpcyjny-bardzo drobne cząstki glebowe (koloidy), które dzięki posiadaniu ładunku elektrycznego oraz dużej powierzchni zewn., często i wewn., są zdolne do zatrzymywania cząstek gazów, cieczy, ciał stałych oraz mikroorganizmów glebowych.
Sorpcja chemiczna-przejście form rozpuszczalnych w nierozpuszczalne wskutek reakcji chemicznych.
Sorpcja fizyczna-osadzanie się drobin (gazów, mikroorganizmów itp.) na powierzchni stałych cząstek glebowych.
Sorpcja wymienna-wiązanie jonów (głównie kationów) z równoczesnym wydzielaniem do roztworu glebowego równoważnych ilości innych jonów.
Sorpcja biologiczna-zatrzymywanie składników chemicznych przy udziale drobnoustrojów glebowych i korzeni roślin.
Sorpcja mechaniczna - zatrzymywanie się cząstek zawiesin w mniejszych od nich przestworach glebowych.
Koloid składa się z: jądra o budowie krystalicznej lub amorficznej oraz strukturze zbitej lub porowatej; wewnętrznej powłoki jonów dodatnich lub ujemnych, które stanowią część składową jądra; zewnętrznej powłoki jonów kompensujących o ładunku przeciwnym do jonów wewnętrznej powłoki.
Pojemność sorpcyjna gleby - jest to maksymalna ilość jonów, jakie gleba może zaabsorbować. Zależy ona głównie od ilości i jakości komponentów z jakich zbudowany jest kompleks sorpcyjny.
Właściwości buforowe gleb - zdolność gleb do przeciwstawiania się zmianie odczynu. Właściwości buforowe gleb mają duże znaczenie, gdyż od nich zależą na przykład efekty wapnowania. Jeżeli gleba będzie odznaczała się słabą zdolnością buforowania, np. gleba piaszczysta, to nawet niewielka dawka nawozu wapniowego może wywołać znaczną zmianę jej odczynu. Gleby o dużej zawartości koloidów, szczególnie organicznych, będą wymagały więcej nawozu wapniowego do zmiany odczynu o tę samą wartość co gleby piaszczyste.
Mineralizacja - zespół procesów, w wyniku których związki organiczne przekształcają się w glebie w związki nieorganiczne, czyli tzw. mineralne. W procesie mineralizacji biorą udział mikroorganizmy, mikrofauna i mezofauna glebowa.
Humifikacja - końcowe stadium procesu rozkładu substancji organicznych przez mikroorganizmy do powstania próchnicy. Humifikacja składa się z dwóch etapów: rozkład (butwienie z udziałem tlenu i beztlenowe gnicie); synteza swoistych związków próchnicznych, które składają się z: kwasów humusowych, kwasów fulwowych, huminów i ulminów.
Podział próchnicy ze względu na rozpuszczalność: Kwasy huminowe (nierozpuszczalne w wodzie w warunkach kwaśnych, a więc w dużo mniejszym stopniu wymywane z gleby); Kwasy fulwowe (rozpuszczalne w wodzie w całym zakresie pH i w warunkach naturalnych szybko przemieszczają się w głąb gleby); Huminy i ulminy (prawie nierozpuszczalne w żadnych odczynnikach chemicznych)
Formy próchnicy: próchnica lądowa (wytworzoną w warunkach umiarkowanie wilgotnych), próchnica wodna (wytworzoną w warunkach nadmiernego uwilgotnienia).
Funkcje próchnicy w glebie: funkcja chemiczna i fizykochemiczna (próchnica jest źródłem azotu (N) i fosforu (P) dla roślin oraz wpływa na właściwości fizykochemiczne gleby); funkcja biologiczna (próchnica wpływa na aktywność mikroflory i mikrofauny glebowej oraz na wzrost i rozwój roślin); funkcja fizyczna - próchnica poprawia strukturę gleby, tym samym wpływa na: aerację, retencję wodną i ułatwia uprawę gleby.
Zawartość próchnicy w glebach: czarnoziemy 2.8%, czarne ziemie 4.9%, rędziny kredowe 3.4%, mady 3.5%, bielicowe 1.5%, brunatne 2.5%, płowe 1.6%.
Struktura gleby - zdolność elementarnych cząstek stałej fazy gleby do łączenia się i rozpadania na pojedyncze agregaty. Na powstanie określonej struktury gleby ma wpływ m.in.: rodzaj skały macierzystej, na której gleba się wytworzyła, procesy glebotwórcze, jakie w niej przebiegają i warunki klimatyczne. Ze względu na charakter wyróżnia się: bezagregatową, agregatową i włóknistą. Ze względu na stabilność rozróżnia się: struktury gleby trwałe i nietrwałe.
Gęstość gleby - masa jednostki objętości gleby o naturalnej budowie, wysuszonej w temp.105*C. [Mg/m3]. Gleby mineralne: 1,1-1,7Mg/m3, organiczne: 0,1-0,3Mg/m3.
Gęstość stałej fazy gleby - stosunek masy fazy stałej gleby do objętości zajmowanej przez tą fazę.[Mg/m3]. Rośnie wraz ze zwiększaniem się ilości minerałów ciężkich a maleje ze wzrostem substancji organicznej. Gleby mineralne: 2,55-2,70 Mg/m3, organiczne: 1,4-1,8 Mg/m3.
Porowatość gleby - całkowita objętość przestrzeni wolnych (przestworów, porów) między cząsteczkami stałej fazy gleby (gęstość gleby/gęstość stałej fazy gleby).
Makropory (pory aeracyjne) - o średnicy >30µ, zawsze wypełnione powietrzem, wody płyną przez nie okresowo, w czasie opadów.
Mezopory (kapilarne) - o śr. 30-0,2µ, wypełnione wodą dostępną dla roślin.
Mikropory (mikrokapilarne) - o śr. <0,2µ, wypełnione wodą niedostępną dla roślin.
Znaczenie wody w glebie:
niezbędna dla życia biologicznego gleby; niezbędna dla różnych procesów glebowych (np. wietrzenia minerałów, mineralizacji, humifikacji i in.).
Źródła wody glebowej: opady, podsiąkające wody gruntowe, para wodna skraplana z powietrza glebowego.
Siły zatrzymujące wodę w glebie: siły grawitacji (powodujące odpływ wody w głąb profilu glebowego); siły ssące (wiążące wodę w glebie).
Kategorie wody w glebie: 1.woda w postaci pary wodnej; 2.molekularna: a) higroskopowa-niedostępna dla roślin; b) błonkowata-trudno dostępna dla roślin; 3. kapilarna-dostępna dla roślin: a) kapilarna właściwa; b) kapilarna zawieszona; 4. woda wolna-dostępna dla roślin: a) przesiąkająca; b) gruntowo-glebowa.
Czynniki glebotwórcze - organizmy żywe (wpływają na rodzaj, przebieg i intensywność wietrzenia materiału skalnego, z którego powstaje gleba), klimat (jest czynnikiem, pod wpływem którego na obszarach o podobnej budowie podłoża, mogą wykształcić się różne typy gleb), skały macierzyste (podlegają procesom wietrzenia fizycznego, chemicznego i biologicznego), rzeźba terenu (od tego czynnika zależy miąższość zwietrzeliny skalnej, a tym samym głębokość, do jakiej mogą sięgać procesy glebotwórcze), stosunki wodne (bez udziału wody niemożliwy byłby rozwój organizmów i roślin na jej powierzchni, a co za tym idzie zahamowane zostałyby procesy glebotwórcze), czas (pokrywa glebowa podlega ciągłym przemianom, przechodząc kolejne stadia rozwojowe), działalność człowieka (doprowadza on często do zmian właściwości fizycznych i chemicznych gleb, poprzez stosowanie różnych zabiegów agrotechnicznych).
Rędzina - gleba zasobna w wapń i próchnicę gleba wytworzona w procesie wietrzenia skał wapniowych, węglanowych i gipsowych, nierzadko z domieszką materiału lodowcowego: piasku i gliny, o korzystnych właściwościach fizycznych i słabo zasadowym odczynie, płytka. Rędziny są na ogół glebami żyznymi jednak trudne w uprawianiu.
Gleby brunatnoziemne - średniożyzne lub żyzne, słabo kwaśne lub obojętne gleby, wytworzone ze skał osadowych: iłów, utworów pyłowych i glin różnego pochodzenia, typowe dla klimatu umiarkowanego. Brunatnienie - uwalnianie się, w wyniku wietrzenia chemicznego, tlenków żelaza, które w połączeniu ze związkami próchnicznymi tworzą na ziarenkach glebowych brunatne otoczki.
Gleby płowe ziemne - typ gleb brunatnoziemnych, powstających na utworach średnio przepuszczalnych, najczęściej na lessach, piaskach lub glinach morenowych. Najczęściej uprawiane na tych ziemiach są: pszenica, groch, buraki cukrowe, ziemniaki. Płowienie - przemieszczanie się w głąb profilu glebowego wymytych z wyżej leżących warstw cząstek koloidalnych będących w stanie rozproszenia, bez ich uprzedniego rozkładu; przemywanie odbywa się przy słabo kwaśnym odczynie gleby.
Gleby bielicoziemne - gleby powstałe z różnych skał macierzystych, w klimacie umiarkowanym chłodnym, w procesie bielicowania - wymywania związków mineralnych i organicznych w głąb gleby.
Proces oglejenia - polega na redukcji mineralnych części utworu glebowego w warunkach dużej wilgotności w obecności substancji organicznej. Fe3+ przechodzi w Fe2+, który jest 2x bardziej ruchliwy niż Fe3+ i jest wymywany przez wodę.
Czarnoziemy-ich cechą charakterystyczną jest intensywne gromadzenie się w nich próchnicy wysyconej kation. Ca i Mg. Stąd ich duża żyzność. Należą do gleb o największej wartości użytkowej.
Czarne ziemie - typ gleby zaliczany do gleb pobagiennych, powstają na utworach mineralnych zasobnych w materię organiczną, oraz węglan wapnia, lub będących pod wpływem wód gruntowych zasobnych w kationy wapnia. Wartość użytkowa czarnych ziem jest różna w zależności od miąższości poziomu próchniczego, fizycznych i chemicznych właściwości skał.
Bonitacja - ocena jakości gleby pod względem wartości użytkowej, uwzględniająca żyzność gleby, stosunki wodne w glebie, stopień kultury gleby i trudność uprawy w powiązaniu z agroklimatem, rzeźbą terenu oraz niektórymi elementami stosunków gospodarczych. Klasyfikacja:
Gleby klasy I - gleby orne najlepsze. czarnoziemy, rędziny kredowe, gleby brunatne (tylko te bogate w próchnicę), mady. Są to gleby najbardziej zasobne w składniki pokarmowe, łatwe do uprawy.
Gleby klasy II - gleby orne bardzo dobre. Mają skład i właściwości podobne (lub nieco gorsze) jak gleby klasy I, jednak położone są w mniej korzystnych warunkach terenowych co powoduje, że plony roślin uprawianych na tej klasie gleb, mogą być niższe niż.
Gleby klasy III - gleby orne średnio dobre. Gleby brunatne, gleby bielicowe. Posiadają gorsze właściwości fizyczne i chemiczne. Odznaczają się dużym wahaniem poziomu wody w zależności od opadów atmosferycznych. Na glebach tej klasy można już zaobserwować procesy ich degradacji.
Gleby klasy IV - gleby orne średnie. Plony roślin uprawianych na tych glebach są wyraźnie niższe niż na glebach klas wyższych, nawet gdy utrzymywane są one w dobrej kulturze rolnej. Gleby te są bardzo podatne na wahania poziomu wód gruntowych.
Gleby klasy V - gleby orne słabe. Do tej klasy należą gleby kamieniste lub piaszczyste o niskim poziomie próchnicy. Są ubogie w substancje organiczne. Do tej klasy zaliczmy również gleby orne słabe położone na terenach nie zmeliorowanych albo takich które do melioracji się nie nadają.
Gleby klasy VI - gleby orne najsłabsze. Próba uprawy roślin na glebach tej klasy niesie ze sobą duże ryzyko uzyskania bardzo niskich plonów. Posiadają bardzo niski poziom próchnicy.
Zastosowanie bionitacji: przeprowadza się ją w celu zakładania jednolitej ewidencji gruntów, będącej podstawą określenia wymiaru podatku gruntowego, scalania gruntów oraz racjonalnego ich wykorzystania na cele nierolnicze.
Kompleksy przydatności rolniczej gleb - każda jednostka grupuje gleby cechujące się zbliżonymi właściwości rolniczymi i mogące być podobnie użytkowane. Za rośliny wskaźnikowe uznano, ze względu na dobre wykorzystanie wilgoci w zimę, wierność plonowania, oraz wysoki udział w strukturze zasiewów gruntów ornych, pszenice ozimą i żyto ozime. Dla obszarów górskich za roślinę wskaźnikową uznano owies jary.
Waloryzacja rolniczej przestrzeni
produkcyjnej - uwzględnia się: jakość gleb wg klas bonitacyjnych, agroklimat, warunki wodne, rzeźbę terenu.
Ocena uwarunkowań przyrodniczych dla rolnictwa jest zadaniem bardzo złożonym i trudnym. Wymaga ona bowiem szczegółowych klasyfikacji nie tylko poszczególnych komponentów środowiska przyrodniczego, ale także ich ujęcia syntetycznego.