WYKŁAD NR 3 cd.

Góry - wysoko wzniesione części powierzchni Ziemi, rozczłonkowane, powstałe wskutek ruchów górotwórczych lub działalności wulkanicznej

1. Góry niskie - do 500m

2. Góry średnie - do 1500m

3. Góry wysokie >1500m

Na proces powstawania i kształtowania się gleb górskich wpływa w znaczącym stopniu nachylenie powierzchni terenu.

W zależności od kąta nachylenia wyróżnia się:

-stoki połogi < 5°

- stoki spadziste 5° - 20°

-stoki strome 20° - 45°

-stoki urwiste > 45°

Na stokach spadzistych i stromych - gleby płytkie o profilu słabo wykształconym lub niewykształconym.

Na wysokich stokach o wystawie północnej intensywność wietrzenia skał jest mniejsza, bo amplituda wahań temperatur jest mniejsza (przebiega to wolniej).

U podnóża stoków i w obniżeniach terenu powstają gleby głębsze o zwiększonej miąższości poziomu próchnicznego.

Z rzeźbą terenu związane są procesy erozyjne.

EROZJA WODNA

Zjawisko erozji wodnej polega na wymywaniu i przemieszczaniu cząstek glebowych przez spływającą po stokach wody opadowe. Erozja wodna zachodzi tam, gdzie gleby nie są porośnięte roślinnością naturalną łąkową lub leśną.

Erozja wodna dzieli się na:

- powierzchniową (płaska lub liniowa)

- podziemną (zwaną sufozją).

1. Erozja powierzchniowa płaska - unoszenie najdrobniejszych cząstek organicznych, nie powoduje żłobień. Wpływa ujemnie na właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleb (spłycenie miąższości gleb) poziom próchniczny

2. Erozja powierzchniowa liniowa - wierzchnie warstwy gleby, a następnie głębsze ulegają zniszczeniu.

Niewielkie żłobiny parowy, wąwozy ..

Im spadki terenu są większe a zbocz dłuższe, tym większe są szkody erozyjne.

3. Erozja podziemna - w dolnych częściach profilu glebowego powstają wolne przestwory w wyniku podziemnego przepływu wody. Powstają pieczary, korytarze. Może prowadzić do zapadania się gleby.

W Polsce obszary górskie: Sudety, Karpaty, Wyż. Śląska, Wyż. Lubelska, tereny pokryte lessami.

EROZJA EOLICZNA (WIETRZNA)

Najbardziej podatne na erozje eoliczną są piaski luźne, w mniejszym stopniu piaski pylaste i utwory pyłowe. Południowo-wschodnia i środkowa Polska, tereny nadmorskie.

Zapobieganie erozji:

- melioracje przeciwerozyjne (fitomelioracje) np. zalesienie

Cele: +zmniejszenie prędkości spływu

+ umocnienie tras odpływu bądź wywiewania

Działalność człowieka:

* wpływ na niszczenie gleb:

- bezplanowe wycinanie lasów

- nieumiejętne osuszanie gleb bagiennych

- szkody wywołane przez przemysł

* działalność w kierunku zachowania i tworzenia gleby

- zagospodarowanie nieużytków

- rekultywacja terenów zniszczonych przez naturę, przemysł, kopalnictwo

- zakładanie lasów

- regulowanie stosunków wodnych

W wyniku osuszania się torfów tworzą się gleby murszowe.

Antropogeniczne industrioziemne - gleby zdewastowane wskutek oddziaływanie przemysłu (górnictwo) formowane współcześnie z materiału ziemistego: wyrobisk, nasypów, zwałowisk. Przykład: obszary polderowe w Holandii.

Zwiększenie miąższości poziomu akumulacyjnego, wzmacnianie gleb w próchnicę oraz podnoszenie jej żyzności prowadzi do gleb kulturoziemnych..

SKAŁY MACIERZYSTE

Skała - naturalne skupienie minerałów wchodzących w skład skorupy ziemskiej, a powstające na drodze procesu geologicznego:

* krzepnięcia magmy - skały magmowe: głębinowe (plutoniczne), wylewne (wulkaniczne)

* krystalizacji soli w akwenach - osad chemiczny

* przeobrażenia istniejących już skał - metamorfizm

* wietrzenie innych skał i osadzanie produktów wietrzenia często z udziałem transportu - osadowe okruchowe

* gromadzenie i osadzanie resztek roślinnych lub zwierzęcych w morzu i na lądach - osadowe organogeniczne

Budowa skorupy ziemskiej:

- magmowe, metamorficzne 95%

- osadowe 5%

Budowa powierzchni Ziemi:

- skały osadowe 75%

Skały okruchowe: deluwialne, eoliczne, aluwialne, zwałowe, fluwioglacjalne

Osady aluwialne: średnio obtoczone, dobrze wysortowane

zwałowe: obok okruchów obtoczonych, ziarna ostrokrawędziste, nie wysortowane

eoliczne: dobrze obtoczone, dobrze przesortowane

rezydualne (w rejonach górskich): ziarna ostrokrawędziste, brak selekcji

fluwioglacjalne: słabo obtoczone, w miarę wysortowane

WYKŁAD NR 4 28.10.2009

Wietrzenie skał i minerałów

Wietrzenie to proces rozpadu i rozkładu skał i minerałów.

Rodzaje wietrzenia:

* fizyczne - doprowadza do zmiany spoistości i rozpadu skały na różnowymiarowe odłamki o zwiększonej powierzchni zbiorczej

*chemiczne - rozpad skał i minerałów oraz zmiana składu chemicznego i mineralogicznego

Zasięg strefy wietrzenia - do głębokości docierania wpływów termicznych słońca oraz chemicznych działanie wody i powietrza - od kilku do kilkunastu metrów. Dolna granica - zwierciadło wody gruntowej.

WIETRZENIE FIZYCZNE

Wietrzenie fizyczne powodowane jest przez:

* insolacje (nasłonecznienie) - rozluźnienie i rozpadnięcie skały wskutek zmiany temperatury w skałach. Skały o większym współczynniku rozszerzalności cieplnej materiałów łatwiej ulegają wietrzeniu:

Skały magmowe: rozpad ziarnisty

Skały metamorficzne: rozpad blokowy

*zamróz - rozpad skały powodowany zamarzającą wodą w szczelinach i porach skalnych

Woda lód - zwiększa objętość o ok. 9%

Wraz ze spadkiem temperatury wody wzrasta ciśnienie na ściany szczelin, powstaje wówczas zwietrzelina blokowo - ziarnisto - pylasta.

temp. °C lodu	0	-5	-10	-20
ciśnienie kg/cm^2	1	590	1090	1910

*mechaniczne działanie roślin i zwierząt

- korzenie roślin rozrastając się wnikają w małe szczeliny wywierając nacisk na skałę, co prowadzi do spękań i rozkruszania skały

- skałotocze, robaki, ssaki penetrują w szczelinach, rozbijają i rozkruszają skały, przygotowując je do wietrzenia chemicznego

WIETRZENIE CHEMICZNE

Proces rozkładu minerałów skałotwórczych oraz skał głównie pod działaniem wody, tlenu, związków chemicznych wytwarzanych przez mikroorganizmy glebowe

Procesy zachodzące podczas wietrzenia chemicznego:

* rozpuszczanie - całkowite lub częściowe przeprowadzenia minerałów w stan roztworu wodnego. Uwolnione pierwiastki występują w roztworze wodnym jako kationy i aniony.

* hydroliza (uwodnienie) - wbudowanie cząstek wody w siatkę krystaliczną minerału bezwodnego, który zmienia się w minerał uwodniony

* utlenianie (oksydacja) - przechodzenie związku o niższym stopniu utlenienia w związek o wyższym stopniu

* odtlenianie (redukcja)

* karbonatyzacja (uwęglowienie) - dwuwęglany ulegają wymywaniu w głąb profilu glebowego, tworzą się konkrecje węglanowe

Wietrzenia chemiczne wpływa na:

* uwalnianie z minerałów pierwotnych wielu pierwiastków (K, Ca, Mg, Fe i inne), które w skałach występują w formach niedostępnych dla roślin

* powstawanie nowych minerałów, wśród których najistotniejszą rolę odgrywają minerały ilaste

Z wietrzenia biotytu powstaje: K, Mg, Fe

kalcyt: Ca, …

limonit: Fe

minerały ilaste: K, Ca, Mg, Fe mają zdolność do sorpcji

W wyniku wietrzenia krzemianów powstają: SiO₂, tlen i wodór, Al, Fe, węglany Ca, Mg, Na, K, siarczany Ca, Mg, Fe

Minerały ilaste - są to uwodnione glinokrzemiany o budowie krystalicznej i strukturze sieci krystalicznej warstwowej lub warstwowo - wstęgowej o wzorze ogólnym nSiO₂Al₂O₃*nH₂O

Tworzą z wodą plastyczną masę o konsystencji ilastej (plastycznej i mazistej). Wchodzą w skład koloidów mineralnych i razem z koloidami organicznymi są najbardziej aktywnymi składnikami fazy stałej gleby.

Skład chemiczny minerałów ilastych:

* Si, Al, O, OH - wchodzą w skład warstwy (pakiety)

* H2O, Mg, K, Fe i inne kationy - w przestrzeniach między pakietami

Budowa minerałów ilastych

Są zbudowane z szeregu płaskich, krystalicznych jednostek (pakietów) ułożonych równolegle względem siebie. Pakiety składają się z warstw regularnej wielkości (czworościany i ośmiościany)

Wyróżnia się warstwy:

* krzemotlenowe - atomy tlenu i krzemu tworzą czworościany (tetraedry)

* matalo - tleno - wodorotlenowe - atomy O, Al, (Mg, Fe) i grupy hydroksylowe tworzą ośmiościany (oktaedry)

WYKŁAD NR 5

4.11.2009

SKŁAD MATERIAŁU GLEBOWEGO I JEGO WŁAŚCIWOŚCI

Gleba stanowi układ trójfazowy:

- faza gazowa 25% wolne przestrzenie (pory) 50%

- faza ciekła 25%

- faza stała 50% (w tym 15% składniki organiczne: próchnica oraz resztki roślinne i zwierzęce w różnym stopniu rozkładu)

Składniki mineralne.

Okruchy skał.

Skład mineralogiczny

- minerały pierwotne (kwarc, muskowit, skalenie)

- minerały wtórne (ilaste: kaolinit, illit, montmorylonit)

Skład granulometryczny (uziarnienie).

Skład chemiczny fazy stałej: makroelementy, mikroelementy.

Faza stała gleby składa się z cząstek o różnych wymiarach, które nazywane są frakcjami granulometrycznymi.

Frakcja granulometryczna to zbiór cząstek glebowych o określonych wielkościach granicznych.

Skład granulometryczny określa procentowy udział poszczególnych frakcji w materiale glebowym.

Frakcja piasku - kwarc, miki, skalenie - wpływa rozluźniająco na glebę. Kiedy przeważa w glebach, są one ubogie w składniki pokarmowe i posiadają mała pojemność wodną.

Frakcja pyłu - kwarc, bezpostaciowa krzemionka - wpływa na tworzenie się gruzełków glebowych. Kiedy przeważa w glebach, są one dobrze przepuszczalne i jednocześnie mają dużą retencję wodną.

Ił pyłowy gruby - amorficzna krzemionka, drobne ziarna kwarcu - wpływa korzystnie na strukturę gleby, zwiększa retencję wodną. Kiedy jest go za dużo oddziałuje niekorzystnie na fizyczne właściwości gleby.

Grupa granulometryczna - jest to utwór glebowy o podobnym uziarnieniu, charakteryzujący się ściśle określoną zawartością poszczególnych frakcji.

Klasyfikacja uziarnienia gleb i utworów glebowych 2008!!

WYKŁAD NR 6 18.11.2009

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE GLEB

Faza stała: w różnym stopniu rozdrobnienia i rozkładu

*cząstki mineralne

- minerały pierwotne

- minerały wtórne

* cząstki organiczne

- resztki roślinne i zwierzęce

- próchnica

Faza ciekła: woda - roztwór glebowy (rozpuszczalne szczątki mineralne i organiczne)

Faza gazowa: powietrze glebowe: gazy, para wodna

Powietrze i Wooda glebowa zajmują wolne przestrzenie, tj. pory glebowe.

Właściwości fizyczne gleby:

* podstawowe

1. gęstość właściwa

2. gęstość objętościowa

3. porowatość

4. plastyczność

5. lepkość

6. zwięzłość

7. pęcznienie i kurczliwość

* funkcjonalne (wtórne)

1. właściwości wolne (są bardzo dynamiczne)

2. właściwości powietrzne (regulowane przez człowieka)

3. właściwości cieplne (regulowane przez człowieka)

PODSTAWOWE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE GLEB:

1. Gęstość właściwa gleby - jest to masa 1 cm² gleby pozbawionej jakichkolwiek przestworów

γ=m/V

m - masa fazy stałej gleby

V - objętość tej fazy

Zależy od: składu mineralogicznego, zawartości próchnicy

Gleby mineralne (do 90% kwarc) - 2,4 - 2,8 g/cm³, wzrasta w głąb profilu.

Nazwa minerału	Gęstość
Kwarc	2,65
Ortoklaz	2,5 - 2,6
Plagioklazy	2,6 - 2,7
Biotyt	1,7 - 3,1
Limonit	3,2 - 3,9
Kalcyt	2,7
Kaolinit	2,6
Próchnica	1,4

Gleby organiczne (torfowe) 1,5 - 2 g/cm3

- nie zamulone 1,5 - 1,7

- słabo zamulone 1,5 - 1,9

- silnie zamulone 1,9 - 2

Znaczenie gęstości:

* wskazuje orientacyjnie na skład fazy stałej

* wskazuje na stopień zamulenia gleby organicznej

* charakteryzuje poziomy genetyczne

- w poziomie A - gęstość najniższa

- w poziomie C - gęstość najwyzsza

* służy do obliczania porowatości gleby

Stopień rozdrobienia minerałów nie ma wpływu na gęstość właściwą gleby.

2. Gęstość objętościowa gleby

Jest to stosunek masy określonej objętości gleby pobranej z zachowaniem naturalnego układu do jej objętości.

γ₀=m/V

Wyróżnia się:

* gęstość objętościową chwilową - uwzględnia się masę określonej gleby z aktualnie zawarta wodą

* gęstość objętościową rzeczywistą - uwzględnia się masę określonej objętości gleby po wysuszeniu w 105°C

- gleby mineralne 0,8 - 1,9 g/cm³

- gleby organiczne

+ wytworzone z torfu niskiego 0,3 - 1,1 g/cm³

+ wytworzone z torfu wysokiego 0,04 - 0,5 g/cm³

Gęstość objętościowa charakteryzuje dwie fazy (stałą i gazową). Jest wielkością fizyczna dynamiczną: w danej glebie ulega zmianie podczas sezonu wegetatywnego

siew zbiór - wzrost gęstości objętościowej w miarę zagęszczania fazy stałej.

Czynniki wpływające na gęstość objętościową gleby:

- porowatość

- struktura

- zbitość gleby

- korzenie roślin

- zabiegi agrotechniczne

- wilgotność gleby - wpływa na gęstość objętościową chwilową

	Poziom: powierzchniowy A	Skała macierzysta
Gleby wytworzone z piasków	0,9 - 1,5	1,9 g/cm^3
Gleby wytworzone z pyłów	0,8 - 1,2	1,7 g/cm^3
Gleby wytworzone z glin	0,8 - 1,3	1,8 g/cm^3
Gleby uprawne	1,28
Gleby darniowe	1,05

Gęstość objętościowa odzwierciedla stopień zbitości gleby:

gleby pulchne <1,1 g/cm³

gleby zwięzłe 1,2 - 1,3

gleby słabo zbite 1,4 - 1,5

gleby zbite 1,6 - 1,7

gleby silnie zbite >1,7

Optymalna zbitość (zagęszczenie gleby)

jęczmień jary 1,5

pszenica ozima 1,46 - 1,63

owies 1,53 - 1,63

żyto 1,24 - 1,50

buraki cukrowe 1,10 - 1,20

ziemniaki 1,0 - 1,10

3. Porowatość gleby

- sumaryczna objętość porów określonej objętości gleby

- suma przestworów w jednostce objętości gleby zajętych przez wodę lub powietrze

Miarą porowatości jest stosunek objętości przestworów do całkowitej objętości wyrażony w %

P₀=Vp/V

Vp - objętość przestworów

V - objętość gleby

Porowatość ogólną oblicz się na podstawie wyników oznaczeń gęstości właściwej i gęstości objętościowej wg wzoru:

P₀=(γ₀-γ)/γ * 100%

γ - gęstość właściwa gleby

γ₀ - gęstość objętościowa gleby

Czynniki wpływające na porowatość

- skład granulometryczny - im gleba zawiera więcej części spławianych tym jej porowatość ogólna jest większa

- sposób użytkowania gleby

- zabiegi uprawne

Wielkość porowatości ogólnej:

- gleby piaszczyste 35 - 45%

- gleby gliniaste i lessy 40 - 50%

- iły 50 - 60%

- gleby torfowe 80 - 90%

Rodzaje porowatości:

* porowatość ogólna - suma wszystkich porów

* porowatość niekapilarna - pory o średnicy >1200μm

* porowatość kapilarna - pory o średnicy <1200μm

- makropory - pory o średnicy >8,5μm

- mezopory - pory o średnicy 8,5 - 0,2μm

- mikropory - pory o średnicy <0,2μm

Znaczenie porowatości:

* warunkuje występowanie wody i powietrza w glebie

* porowatość kapilarna decyduje o szybkiej wymianie powietrza i wody (woda grawitacyjna) - “magazyn powietrza dla roślin”

Porowatość kapilarna powinna wynosić:

- dla zbóż 10 - 20%

- dla traw 6 - 10%

* porowatość kapilarna decyduje o podsiąku wody i jej dostępności dla roślin

- makropory (pory duże) - znajduje się w nich powietrze glebowe i woda - grawitacyjna, część wody grawitacyjnej (wolno przesiąkającej) jest bardzo łatwo dostępna dla roślin

- mezopory - wypełnione są wodą dostępną dla roślin

- mikropory - wypełnione są wodą niedostępną dla roślin

Zróżnicowanie porowatości w utworach glebowych

Utwór glebowy	Porowatość ogólna	Makropory	Mezo- i mikropory
Piasek	42	32	10
Pył	50	22	28
Ił	58	9	49

Przewaga makroporów - gleby zbyt przepuszczalne i przewiewne, ale za suche.

Przewaga mezo- i mikroporów - gleby średnio przepuszczalne i słabo przewiewne, za wilgotne.

WYKŁAD NR 7 25.11.09

Struktura gleby

Rodzaj i sposób wzajemnego powiązania elementarnych cząstek fazy stałej gleby. Przy jej określaniu rozpatruje się kształt i wielkość elementów strukturalnych na jakie rozpada się masa glebowa.

Powstanie struktury jest związane z rodzajem skały macierzystej oraz działaniem czynników i procesów glebotwórczych - struktura naturalna.

Struktura sztuczna (nabyta) - powstaje w powierzchniowych poziomach gleb w wyniku stosowanych przez człowieka zabiegów agrotechnicznych.

Podział struktury gleby:

* struktury proste (nieagregatowe)

- rozdzielno ziarnista (ziarna glebowe nie są zlepione)

* struktury agregatowe

- gruzełkowa (agregaty kuliste, porowate, zlepione przez koloidy mineralno-organiczne i śluzy bakteryjne, np. poziomy A gleb uprawnych

- bryłowa (nieregularne, duże agregaty sztucznie wytworzone w wyniku orki zbyt suchych lub zbyt mokrych gleb ciężkich

- pryzmatyczna

- angularna

- subangularna

4. Plastyczność i konsystencja gleby

Jest właściwością gleby uzależnioną od wilgotności.

Plastyczność - zdolność gleby do utrzymania kształtu nadanego jej w stanie wilgotnym.

Zależy od:

- frakcji iłu koloidalnego

- próchnicy

Wyraźnie ujawnia się w glebach spoistych (iłach, glinach, pyłach), które wykazywać mogą konsystencję:

* zwarta - kiedy gleba jest sucha; podczas działania na nią nacisku nie zmienia swego kształtu, a po przekroczeniu pewnej granicy ulega rozkruszeniu

* plastyczna - kiedy gleba jest wilgotna; podczas działania siły zewnętrznej odkształca się, a po ustąpieniu jej działania zachowuje nadany kształt

- płynna - gleba mokra; pod wpływem siły zewnętrznej nie można nadać jej kształtu, rozpływa się

Gleby niespoiste (np. piaski) stają się pod wpływem wilgotności od razu płynne, bez stanu wilgotności

Klasy plastyczności

Klasa	Wskaźnik plastyczności
I - utwory silnie plastyczne	>17
II - utwory plastyczne	17 - 7
III - utwory słabo plastyczne	7 - 1
IV - utwory nieplastyczne	< 1

Wskaźnik informuje o spoistości gleby (im wyższy tym bardziej spoista, cięższa do uprawy, ale mniej podatna na erozję wodna i eoliczną).

Znaczenie plastyczności:

* przydatna przy ustalaniu metod i terminów upraw

5. Lepkość gleby

Zdolność przylegania gleby do różnych przedmiotów. Miarą lepkości jest siła potrzebna do oderwania metalowego krążka od powierzchni gleby wyrażona w g/cm³.

Zależy od:

* składu granulometrycznego - zawartość frakcji <0,002 mm

* wilgotności gleby

* struktury gleby - przy mniejszej powierzchni styku gleby z przedmiotem zmniejsza się lepkość

* zawartość próchnicy - w glebach lekkich zwiększa się lepkość a w ciężkich zmniejsza ją

Podział gleb w zależności od lepkości:

Gleby bardzo silnie zwięzłe	>15 g/cm^3
Gleby silnie zwięzłe	15 - 5
Gleby średnio zwięzłe	4 - 2
Gleby słabo zwięzłe	1,5 - 0,5
Gleby sypkie, luźne	0,4 - 0,1

6. Zwięzłość i pulchność gleby

Zwięzłość gleby: - opór, jaki stawia gleba podczas jej rozcierania lub rozklinowywania;

- siła, z jaką cząstki gleby są ze sobą spojone.

Zależy od:

* składu granulometrycznego

- wzrasta wraz z udziałem frakcji <0,002mm

- utwory zawierające dużo krańcowo różnych frakcji

* próchnicy i związków wapnia

- zwiększa zwięzłość gleb lekkich

- zmniejsza zwięzłość gleb ciężkich

* struktury

- agregaty o strukturze gruzełkowej zmniejszają zwięzłość gleb średnich i ciężkich

- w glebach piaszczystych wpływają na wzrost ich zwięzłości

* wilgotności

7. Pęcznienie i kurczliwość

Pęcznienie - powiększanie objętości gleby na skutek wzrostu jej wilgotności

Kurczliwość - zmniejszenie objętości gleby pod wpływem obniżenia się jej wilgotności

Silnie pęcznieją i kurczą się gleby organiczne i zasobne w minerały z grupy montmorylonitu.

Wielkość pęcznienia:

Rodzaj utworu	%
Pył zwykły	7
Glina średnia	16
Glina ciężka	25
Ił	32

Przykład kurczenia się torfów:

Rodzaj torfu	%
Torf turzycowy - stopień rozkładu R - 15%	29
Torf turzycowo - trzcinowy R - 25%	49
Torf trzcinowy R - 35%	67

Kurczenie się gleb ilastych - torfów prowadzi do ich spękania; w glebach pęczniejących i kurczących się korzenie roślin mogą ulec uszkodzeniu.

W pęczniejących i kurczących się torfach masa organiczna torfu zatraca budowę włóknistą lub gąbczastą i przybiera postać ziarnistą, co przyspiesza proces murszenia.

WTÓRNE WŁAŚCIWOSCI FIZYCZNE:

(funkcjonalne, bardzo dynamiczne, mogą być regulowane działalnością człowieka)

- właściwości wodne

- właściwości powietrzne

- właściwości cieplne

WŁAŚCIWOŚCI WODNE

Znaczenia wody w glebie:

* jest jedną z 3 składowych części gleby

* w stanie płynnym jest roztworem glebowym (rozpuszczalne składniki mineralne, organiczne, tlen, dwutlenek węgla)

* warunkuje życie biologiczne gleby

* wpływa na przebieg procesów glebowych

* niezbędna dla wzrostu roślin

* stanowi środowisko obiegu i wymiany składników między fazą stałą gleby, roztworem a rośliną

Ilość wody zużyta na wytworzenie 1kg suchej masy:

Roślina	Ilość wody w l
Kukurydza	223
Ziemniaki	250
Żyto	310
Pszenica	356
Lucerna	400
Koniczyna	500
Rzepak	610

Na uzyskanie plonu odpowiadającego 5 ton ziarna i 5 ton słomy pszenica zużywa ok. 3560000 l wody - 356 mm opadu.

Źródła wody w glebie:

* woda w postaci pary wodnej (wchodzi w skład powietrza glebowego)

* woda molekularna

- higroskopowa (niedostępna dla roślin, gdyż siłą wiążąca ją z glebą znacznie przekracza siłę ssącą korzeni większości roślin)

* woda błonkowata (część tej wody jest bardzo trudno dostępna dla roślin)

* woda kapilarna

* woda wolna

- woda grawitacyjna (infiltracyjna, przesiąkająca)

- woda gruntowa

Czynnikiem różnicującym ilościowy udział poszczególnych postaci wody jest przede wszystkim skład granulometryczny.

WYKŁAD NR 8 2.12.09

Cd. o wodzie

Woda kapilarna (zajmuje głównie mezopory >0,2μm)

- woda kapilarna właściwa pozostaje w kontakcie z wodą gruntową

- woda kapilarna przywierająca (zawieszona) pochodzi z opadów atmosferycznych, ze spływu powierzchniowego lub nawodnień

Znaczenie wody kapilarnej:

- jest dostępna dla roślin

- porusza się we wszystkich kierunkach

- wpływa na układ stosunków powietrzno-wodnych

- wpływa na przemieszczanie składników pokarmowych z dolnej części profilu do poziomów górnych

Wpływ uziarnienia gleby na podsiąk kapilarny wody:

Frakcja (średnica w mm)	Maksymalna wysokość podsiąku kapilarnego (cm)	Czas maksymalnego podsiąku kapilarnego (liczba dni)
2 -1	6	4
1 - 0,5	13	4
0,5 - 0,2	25	8
0,2 - 0,1	43	8
0,1 - 0,05	106	72
0,05 - 0,002	200	-
<0,002	>3000

Woda wolna (wypełnia w glebie pory większe od kapilarnych)

- woda grawitacyjna

To woda przemieszczająca się w głąb gleby pod wpływem siły ciężkości: pojawia się w glebie po większych opadach atmosferycznych lub nadmiernym uwadnianiu.

Znaczenie wody wolnej:

- przemieszcza w głąb składniki mineralne

- przewietrza glebę

- jeśli wolno przesiąka jest dostępna dla roślin

- woda gruntowa

To woda występująca w zasięgu nasycenia wodnego gleby i jest zatrzymywana przez warstwy nieprzepuszczalne. Tworzy tzw. wodonośne poziomy wody podziemnej.

- woda gruntowo-glebowa

Zwierciadło wody gruntowej zalega na głębokości, z której podsiąk kapilarny wywiera wpływ na procesy zachodzące w glebie.

Głębokość zalegania wody gruntowej nie wpływającej ujemnie na korzenie roślin:

Łąki	50 cm
Pastwiska	70 cm
Pola orne	60 - 200 cm
Piski luźne i słabogliniaste	60 - 70 cm
Gliny	120 - 150 cm
Iły	- 200 cm

Pojemność wodna gleby

To zdolność gleby do zatrzymywania określonej ilości wody - retencja glebowa.

Zależy od:

* składu granulometrycznego gleby

* zawartości koloidów glebowych

* struktury wody

* zróżnicowania porowatości

Wyróżnia się pojemność wodną:

- maksymalną (MPW)

- kapilarną (KPW)

- polową (PPW)

- higroskopijną maksymalną (MH)

- aktualną (WA)

Woda w glebie jest utrzymywana różnymi siłami. Całkowita siła wiążąca wodę z glebą zwana jest siłą ssącą lub potencjałem kapilarnym. Zależy od średnicy porów oraz od wilgotności gleby.

* maksymalna pojemność wodna - zwana też pełną pojemnością wodną jest to maksymalna ilość wody, którą może w sobie pomieścić gleba. Jest ona przeważnie równa porowatości gruntowej.

* kapilarna pojemność wodna - określa stan nasycenia gleby wodą w warunkach stałego jej kontaktu z lustrem wody punktowej.

* polowa pojemność wodna - odpowiada tej ilości wody, którą gleba może zatrzymać po swobodnym odcieku wody grawitacyjnej z próbki całkowicie nasyconej wodą, przy braku parowania.

* woda grawitacyjna - to woda wolna (zbędna), która występuje w ilościach powyżej polowej pojemności wodnej.

* woda dostępna dla roślin - występuje w przedziale pomiędzy polową pojemnością a punktem trwałego więdnięcia roślin. Ze względu na różną siłę ssącą korzeni roślin wyznaczony punkt więdnięcia jest charakterystyczna dla gleby a nie dla rośliny.

* woda niedostępna dla roślin - utrzymywana jest w glebie w ilościach poniżej punktu trwałego więdnięcia. Obejmuje ona wodę higroskopową.

* wilgotność aktualna - określa ilość wody znajdującej się aktualnie w glebie. Jest pojemnością wody najbardziej dynamiczną w glebie. Zmienia się pod wpływem oddziaływania czynników atmosferycznych opadów, wyparowania z powierzchni gleby, transpiracji.

* maksymalna higroskopijna pojemność wodna - odpowiada ilości wody jaką gleba może zabsorbować z powietrza maksymalnie wysyconego parą wodna.

Bilans wodny gleby - jest to ilościowe zestawienie przychodu i rozchodu wody w określonym czasie

W=W₀ + (S₀ + K + Wg) - (T + P + Sp + Sgl +Sgr)

przychód rozchód

W - zapas wody w określonej warstwie glebowej w końcu badanego okresu

W₀ - zapas wody w glebie na początku badanego okresu

S₀ - suma opadów

K - woda z kondensacji pary wodnej

Wg - woda z podsiąku kapilarnego

T - transpiracja

P - parowanie

Sp - spływ powierzchniowy

Sgl - spływ boczny

Sgr - spływ grawitacyjny

Bilans określa się w m³

Bilans zestawia się dla różnych głębokości lub poziomów profilu glebowego, może obejmować różne okresy czasu (pory roku, miesiące, okres wegetacyjny, itp.)

Przepuszczalność wodna gleby

Zdolność gleby do wchłaniania (nasiąkania) wody i przesiąkania (filtracji) jej w głąb profilu.

Zależy od:

* składu granulometrycznego

* struktury

* porowatości

* koloidów glebowych

* budowy profilu glebowego

* sposobu użytkowania gleby

WYKŁAD NR 9 9.12.09

Cd. Poprzedniego wykładu

Całkowita siła wiążąca wodę w glebie nazywana jest siłą ssąca gleby.

Zależy od:

* przestworów kapilarnych, w których znajduje się woda (im są mniejsze tym większą siłą utrzymywana jest w nich woda)

* ilości wody w glebie (im mniejsza jest jej ilość w glebie tym wypełnia ona kapilary o mniejszej średnicy, w których wiązana jest większymi siłami)

Powszechnie stosowaną jednostką do wyrażania siły ssącej gleby jest pF. Symbol ten stanowi logarytm z wysokości słupa wody - h w cm, odpowiadającej potencjałowi wiążącemu wodę w glebie.

pF=logh

h - wynosi od 1cm do 10000000cm

Siła wiązania wody w glebie (potencjał kapilarny) można wyrażać w jednostkach ciśnienia.

pF	słup wody cm	atm	MPa
7,0	10000000	10000	1000
4,2	15849	15	1,5

15atm - przeciętna siła ssąca korzeni roślin

Wielkość potencjału kapilarnego można obliczyć wg wzoru:

h=0,294/d=0,3/d

h - potencjał kapilarny (w cm słupa wody)

d - średnica porów okrągłych (cm)

Krzywa sorpcji wody przedstawia zależność między siłą ssącą gleby a jej wilgotnością. Na jej podstawie możemy określić:

* maksymalną pojemność wodną, pF 0

* polową pojemność wodną, pF 2,5 lub 2,0

* wilgotność trwałego więdnięcia roślin, pF 4,2

* wilgotność początkową hamownia wzrostu roślin, pF 2,85

* wilgotność silnego hamowania wzrostu roślin, pF 3,2

* wilgotność całkowitego zahamowania wzrostu roślin, pF 3,7

* zawartość wody dostępnej dla roślin, pF 2,5 - 4,2

* zawartość wody produkcyjnej, pF 2,5 - 3,7

* maksymalna higroskopijna pojemność wodna, pF 4,7

* porowatość efektywna (zawartość makro-, mikro- i mezoporów)

Przedział pomiędzy polową a więdnięciem - woda dostępna dla roślin, pF 2 - 4,2 (niedostępna - 15%)

Gleby różniące się składem granulometrycznym i porowatością, przy tej samej wartości pF zawierają różną ilość wody:

* gleba wytworzona z piasku 11%

* gleba wytworzona z gliny średniej ~30% pF 2,5

* gleba wytworzona z iłu ~50% średnica porów 8,5μm

Interpretacja krzywej pF

* przedstawia zależność pomiędzy wilgotnością gleby a siłami wiązania wody w glebie

* dostarcza informacji do oceny możliwości zaspokajania potrzeb wodnych roślin i określania panujących stosunków powietrzno-wodnych w glebie

* ilustruje ilościowo udział różnych rodzajów wody w glebie oraz zdolność gleby do magazynowania wody

* pozwala określić ilość wody dostępnej dla roślin, ilość wody niedostępnej i zbędnej

* porównując wilgotność glebową oznaczoną w dowolnym czasie z krzywą pF tej gleby można określić potrzeby nawadniania

WYKŁAD NR 10 16.12.09

Cd. poprzedniego wykładu

Klasyfikacja stosunków wodnych gleb:

I Gleby o optymalnym uwilgotnieniu

Poziom wody znajduje się na odpowiedniej głębokości w odniesieniu do składu granulometrycznego i wymagań wilgotnościowych uprawianych roślin (np. gleby gliniaste - 120 - 200cm)

II Gleby okresowo lub trwale nadmiernie uwilgotnione

* gleby okresowo nadmiernie wilgotne

* gleby okresowo podmokłe

* gleby trwale podmokłe

Nadmierne uwilgotnienie warunkuje:

- słabo przepuszczalne warstwy w profilu glebowym

- zaleganie blisko powierzchni wody gruntowej (np. gliny - 80cm)

III Gleby okresowo lub trwale nadmiernie suche:

* gleby okresowo za suche

* gleby trwale za suche

FAZA GAZOWA GLEBY (WŁAŚCIWOŚCI POWIETRZNE)

Powietrze glebowe zajmuje wolne przestrzenie, które nie są wypełnione wodą. Ilość powietrza w glebie oraz zawartość poszczególnych gazów w powietrzu glebowym może zmieniać się w ciągu okresu wegetacyjnego.

Wpływa na:

* zaopatrzenie korzeni roślin w tlen

* aktywność biologiczną gleby

* wymianę gazów w układzie atmosfera - gleba - korzenie

Skład powietrza glebowego i atmosferycznego:

Składnik	% w powietrzu glebowym	% w powietrzu atmosferycznym
azot	70,8	78,09
tlen	10,4 - 20,7	20,94
CO2	0,15 - 0,65	0,03
inne (metan, amoniak, siarkowodór)	4	0,88

Procesy oddychania mikroorganizmów glebowych i korzeni roślin (aktywność respiracyjna gleby) obniżają stężenie tlenu i zwiększają ilość CO₂ w powietrzu glebowym.

Skład powietrza w profilu gleby torfowej:

Głębokość w cm	Zawartość % CO2	Zawartość % O2
10	0,64	20,1
20	2,79	17,9
60	6,50	14,44

Wilgotność gleby sprzyja większej zawartości CO₂ w glebie.

Właściwości powietrzne gleby:

* ruch powietrza w glebie - wymiana gazowa

* przewietrzność

* pojemność powietrzna gleby

Pomiędzy powietrzem glebowym a powietrzem atmosferycznym następuje stała wymiana gazów określana “oddychaniem gleby”

Czynniki wymiany gazowej:

* dyfuzja stężeniowa - przepływ powietrza z miejsc o większej koncentracji do miejsc o koncentracji mniejszej

* dyfuzje termiczna - przepływ powietrza z miejsc o wyższej temperaturze do miejsc o niższej temperaturze

Wytworzone w wyniku aktywności biologicznej różnice stężeń powodują przemieszczanie się gazów w porach wypełnionych powietrzem. Przepływ powietrza występuje przede wszystkim w warstwie powierzchniowej gleby.

Wymiana gazów między glebą a atmosferą zależy od:

* wielkości porów i przestworów

* stopnia uwilgotnienia

Przewietrzanie gleby związanie jest również z wsiąkaniem wody opadowej. Woda ta wypiera powietrze glebowe w równoważnej objętości oraz zasysa powietrze atmosferyczne do gleby. Przesiąkająca woda opadowa natlenia głębsze warstwy gleby.

Z powietrza glebowego rośliny pobierają tlen potrzebny korzeniowi do oddychania.

Niewłaściwe warunki tlenowe wpływają na niedotlenienie korzeni objawiające się:

- zahamowaniem stożka wzrostu

- zaburzeniami w pobieraniu pokarmu

- obumieraniem korzeni

Warunki powietrzne gleb wpływają na rozwój i zdrowotność gleb, a tym samym na ich plonowanie (odpowiednie prace agrotechniczne).

WŁAŚCIWOŚCI CIEPLNE GLEBY

Kształtują się one w wyniku dopływu i rozchodzenia się powietrza w środowisku glebowym.

Źródła ciepła:

* energia promieni słonecznych

* ciepłe wiatry, deszcze

* ciepło z procesów mikrobiologicznych

* ciepło z przemian fizykochemicznych

* ciepło pochodzące z wnętrza ziemi

* radioaktywność

Znaczenie ciepła:

- warunkuje przebieg wielu procesów zachodzących w glebie; jest niezbędna dla życia i rozwoju roślin, drobnoustrojów glebowych oraz fauny glebowej

Najodpowiedniejsza temperatura gleby dla:

* rozwoju większości roślin uprawnych 15-25°C

* procesu nityfikacji 27-32°C

* rozwoju kłębów ziemniaka 16-21°C

Właściwości cieplne gleb:

1. Zdolność gleby do nagrzewania się - zdolność do pochłaniania promieni słonecznych

Zależy od:

* barwy gleby - im ciemniejsza tym bardziej się nagrzewa

* wilgotności - wilgotna wolniej się nagrzewa

* przewodnictwa i pojemności cieplnej

* nachylenia i ekspozycji - na stokach południowych bardziej się nagrzewa

* pokrycia szatą roślinną - bez roślin szybciej się nagrzewa

* powierzchni gleby - chropowate bardziej się nagrzewają niż gładkie

2. Zdolność gleby do wypromieniowania ciepła - przejawia się kiedy temperatura gleby wyższa od temperatury otaczającego powietrza.

Gleby, które szybciej się nagrzewają (ciepłe - piaski, lessy), szybciej się oziębiają. Rośliny na nich rosnące są bardziej narażone na wiosenne przymrozki.

Części mineralne oziębiają się szybciej niż części organiczne gleby.

3. Przewodnictwo cieplne gleby - to zdolność przeprowadzania ciepła w glebie.

Przewodnictwo cieplne mierzy się ilością ciepła przenikającego przez warstwę gleby grubości 1cm i o powierzchni 1cm² w ciągu sekundy.

Przewodnictwo cieplne:

	w stanie suchym	w stanie nasyconym
piasek	0,00046	0,0039
glina	0,00033	0,0021
torf	0,00027	0,0011

Ciepło przenika z gleby do wody ok.. 150 razy szybciej niż z gleby do atmosfery.

Znaczenie przewodnictwa cieplnego:

* ciepło przenika z warstw wierzchnich w głąb gleby

* przyczynia się do wyrównania temperatury w profilu glebowym

4. Pojemność cieplna gleby

Ilość ciepła, jaka jest potrzebna aby ogrzać 1g (1cm³) gleby o 1°C

Głównym czynnikiem decydującym o pojemności cieplnej gleby jest jej wilgotność. Gleby suche mają mniejszą pojemność cieplną niż gleby wilgotne.

Pojemność cieplna gleby jest wypadkową pojemności cieplnej fazy stałej, ciekłej i gazowej.

Gleby ciężkie silnie wilgotne wykazują dużą pojemność cieplną, ogrzewają się i oziębiają najwolniej - gleby zimne.

Gleby piaszczyste suche wykazują małą pojemność cieplną, łatwo się ogrzewają i szybko się ochładzają - gleby ciepłe.

WYKŁAD NR 11 6.01.10.

Chemiczne właściwości gleb.

Chemiczne właściwości gleb określa:

- skład chemiczny gleby

- formy i związki pierwiastków występujących w glebie

- przemiany związków chemicznych

Skład chemiczny gleby zależy od:

- składu mineralogicznego masy glebowej

- składu i zawartości materii organicznej

- składu roztworu glebowego

- kierunku procesów mikrobiologicznych

Forma występowania pierwiastków zależy od:

- ilości i jakości koloidów glebowych

- odczynu

- właściwości sorpcyjnych

- właściwości oksydoredukcyjnych gleby

Skład chemiczny skorupy ziemskiej(litosfery), w %:

Tlen 49,13

Krzem 26,00

Glin 7,45

Żelazo 4,20

Wapń 3,25

Sód 2,40

Magnez 2,35

Potas 2,35

Wodór 1

Węgiel, chlor, fosfor, siarka, mangan i inne 2

Zawartość i rozmieszczenie poszczególnych pierwiastków w glebie zależy głównie od:

• Skały, z której wytworzyła się gleba

• Składu granulometrycznego

• Przebiegu procesów glebotwórczych

Podział pierwiastków wg ilości niezbędnych roślinom:

• Makroelementy (makropierwiastki)

Występują w glebach w dużych ilościach i w dużych ilościach są pobierane przez rośliny. Ich nadmiar na ogół nie jest szkodliwy dla roślin, ale niedobór może powodować zahamowanie wzrostu.

C, O - rośliny pobierają z powietrza

H - rośliny pobierają z wody glebowej

N - częściowo z powietrza, ale też z roztworu glebowego

Mg, P, K, Ca, Mg, S, Fe - z roztworu glebowego

AZOT

Stanowi materiał budulcowy białek, wchodzi w skład kwasów nukleinowych (RNA, DNA) i kwasów adenozyno fosforanowych (ATP, ADP), znajduje się w składzie niektórych witamin, alkaloidów, chlorofilu i innych połączeń biorących udział we wzroście w rozwoju organizmów roślinnych i zwierzęcych. Pobudza wzrost części nadziemnych roślin, nadaje im intensywną zieloną barwę, reguluje pobieranie składników pokarmowych (potas, fosfor i In.) przez rośliny.

Całkowita zawartość N w warstwie ornej gleby:

- w glebach mineralnych 0,02% - 0,35% : 600 - 10500kg/ha

Formy azotu:

1. N organiczny - wchodzi w skład substancji organicznej gleby i próchnicy

N organiczny N nieorganiczny

98 - 99% dostępny dla roślin

Niedostępny dla roślin

2. N - NH4 (azot amonowy) - związany trwale przez minerały ilaste - illit, wermikulit, niedostępny dla roślin

3. N - w związkach mineralnych (rozpuszczalny) - dostępny dla roślin

• N - NO3 - forma azotanowa w roztworze glebowym łatwiej dostępna przy odczynie kwaśnym

• N - NH4 - forma amonowa w kompleksie sorpcyjnym i w roztworze glebowym, łatwiej dostępna przy odczynie obojętnym lub słabo zasadowym

4. N - N2- - forma cząsteczkowa w powietrzu glebowym

Źródła azotu w glebie:

• Substancje organiczne

• Opady i wyładowania atmosferyczne

• Nawożenie mineralne i organiczne

• Wiązanie azotu z powietrza przez mikroorganizmy wolno żyjące i symbiotyczne (Azotobacter, Arthobacter, Clostridium, Rhizobium - bakterie brodawkowe)

Przeciętne ilości azotu dostarczanego do gleby:

Źródło N N w kg/ha/rok

Opady atmosferyczne 10

Wiązany przez bakterie 10 (25)

Resztki roślinne 30

Nawozy mineralne 70

Nawozy organiczne 30

Zawartość C organicznego i azotu w glebie

Im więcej węgla tym większa zawartość azotu - korelacja!

Przemiany azotu w glebie:

• Mineralizacja - procesy mineralizacji:

1. Amonifikacja - przemiany organiczne związków azotu do amoniaku przebiegają w warunkach tlenowych lub beztlenowych

hydroliza

R - CH₂H₂ + HOH R - CH₂OH + NH₃ + energia

Enzymatyczna amoniak

2NH₃ + H₂O + CO₂ (NH₄)₂CO₃ + 2NH₄⁺ + CO^2-

2. Nitryfikacja - utlenianie amoniaku przez kwas azotawy do kwasu azotowego; przebiega w warunkach dobrego natlenienia, odpowiedniej temperaturze i odczynie pH

3. Denitryfikacja - redukcja azotanu do azotynu i wydzielanie wolnego azotu; zachodzi w warunkach braku dostępu tlenu w głębszych warstwach gleby

bakterie

2HNO3 2HNO3 HNO + N2

(proces nieporządany, powoduje straty azotu wskutek utleniania)

Procesy amonifikacji i nitryfikacji to procesy korzystne, gdyż powstają jony NH4+ i NO3-, które są:

• Łatwo dostępne dla roślin, a także dla mikroorganizmów glebowych

• Mogą być sorbowane przez kompleks sorpcyjny

• Ulegają tez wymywaniu w głąb profilu glebowego przez wody opadowe, przesiąkające

Na ilość wymywanego azotu duży wpływ ma sposób użytkowania gleby:

Warzywa > okopowe > zbożowe > trawy

Grunty orne > użytki zielone > las

WYKŁAD NR 12

13.01.10.

Krzem, glin, sód - występują w glebie w dużych ilościach, ale przez rośliny pobierane w małych ilościach

FOSFOR

- wchodzi w skład związków budujących komórki (kwasy nukleinowe, fosfolipidy, nukleoproteiny)

- bierze udział w procesie oddychania organizmów

- wpływa na części generatywne roślin

- oddziałuje na rozwój systemu korzeniowego roślin

- nadaje sztywność słomie

Ogólna zawartość fosforu w glebie 0,01 - 0,3%

Piaski, margle, wapienie

Formy fosforu w glebie:

1. Związki organiczne

P organiczny P nieorganiczny

Mineralizacja

25 - 65%

niedostępny dla roślin dostępny dla roślin jako anion H₂PO₄^-

2. Związki mineralne fosforu - połączenia z Ca, Fe, Al., Mg, Mn - występuje w minerałach

(fluoroapatyty, hydroksyapatyty, fofstoryty - fosforany wapnia) - bardzo trudno rozpuszczalne w glebie

Ca3(PO4)2 + 4H2O + 4CO₂ Ca(H2PO4) + 2Ca(HCO3)2

Nierozpuszczalny rozpuszczalny fosforan 1-wapniowy

fosforan trójwapniowy

Źródła fosforu:

• uwalniany w procesach wietrzenia minerałów

• mineralne substancje organiczne

• nawożenie mineralne i organiczne

przemiany fosforu w glebie:

• uwstecznianie (fiksacja, retrogradacja) fosforu

H2PO₄^- + Al₃⁺ + H2O Al(OH)2H2PO4 + 2H

Rozpuszczalny w glebie kwaśnej związek trudno rozpuszczalny

Anion

• sorpcja wymienna przez koloidy wodorotlenków Fe i Al.

• Sorpcja wymienna przez minerały ilaste

Najlepsza przyswajalność fosforu dla roślin jest przy odczynie gleby lekko kwaśnym i obojętnym (pH 5,5 - 7,0).

Na przyswajalność fosforu mogą wpływać niektóre jony: jon NH₄⁺ zwiększa pobieranie fosforu przez rośliny; jon NO₃^- zmniejsza pobieranie fosforu przez rośliny.

POTAS

- bierze udział w prosach oddychania, fotosyntezy

- reguluje uwodnienie tkanek

Ogólna zawartość K w glebie 0,01(0,1) - 3,3% K

Gleby torfowe > rędziny > piaszczyste > gliny ciężkie > iły

Formy K

Występuje w glebie w mineralnej frakcji gleby: 90 - 98% K

• Nieprzyswajalny - minerały: skalenie, miki

• Trudno przyswajalny - niewymienny (w przestrzeniach międzypakietowych minerałów ilastych: illit)

• Łatwo przyswajalny - w roztworze glebowym lub sorbowany na powierzchni koloidów glebowych)

Pobierany przez rośliny w postaci jonów K⁺, ulega wymywaniu przez wody gruntowe (~20kg/ha/rok)

Źródła K:

• Uwalniany w procesie wietrzenia minerałów np. kaolinizacja

• Mineralizacja substancji organicznej

• Nawożenie mineralne i organiczne

Przemiany potasu w glebie

• Uwstecznianie (fiksacja, retrogradacja)

• Trwale wiązane w przestrzeniach międzypakietowych minerałów ilastych: illitu, wermikulitu

• Podlega sorpcji wymiennej

Roztwór glebowy kompleks sorpcyjny

WAPŃ

- reguluje nawadnianie tkanek

- bierze udział w procesach metabolicznych

- wyściela błony komórkowe

- poprawia właściwości fizyczne, chemiczne, biologiczne gleby

Zawartość Ca w glebie 0,07 - 3,6%Ca

W glebie wytworzonej ze skał węglanowych jest go więcej.

Źródła wapnia:

- uwalniany w procesach wietrzenia minerałów (kalcyt, dolomit, plagioklazy, amfibole, pirokseny)

- mineralizacja substancji organicznej

- wapnowanie gleby

Formy Ca:

• W postaci minerałów: kalcyt, dolomit, plagioklazy zasadowe

• Rozpuszczalne węglany wapnia Ca(HCO₃)₂

• W kompleksie sorpcyjnym gleby jako jon Ca²⁺

• W roztworze glebowym Ca(HCO₃)₂ i Ca₂₊

Łatwo ulega wymywaniu w głąb profilu glebowego (do 400kg/ha/rok)

Rola Ca w glebie:

- sprzyja tworzeniu się struktury gruzełkowej

- poprawia stosunki powietrzno - wodne w glebie

- zmniejsza twardość gleby

- wpływa na przyswajalność składników pokarmowych

Zasada oznaczania węglanu wapnia w glebie:

Reakcja rozkładu CaCO3 za pomocą HCl:

CaCO₃ + 2HCl CaCl₂ + H₂O + CO₂

WYKŁAD NR 13 20.01.10.

MAGNEZ

• Wchodzi w skład chlorofilu

• Bierze udział w procesach fotosyntezy i wielu reakcjach enzymatycznych

Ogólna zawartość magnezu w glebie 0,06 - 1,2% Mg

Źródła magnezu:

• Uwalniany w procesach wietrzenia minerałów (dolomit, biotyt, oliwiny, pirokseny, amfibole)

• Mineralizacja substancji organicznej

• Wapnowanie gleb (wapno magnezowe)

Magnez w glebie:

• Występuje w roztworze glebowym w postaci soli o różnym stopniu rozpuszczalności

• Podlega sorpcji wymiennej

• Łatwo ulega wymywaniu

W glebach piaszczystych występuje niedobór magnezu.

Przy odczynie kwaśnym jony Mg²⁺ są wypierane z kompleksu sorpcyjnego przez jony H⁺ i ulegają łatwo wymyciu w głąb profilu przez wody opadowe.

Duża zawartość potasu w glebie (intensywne nawożenie K) może ograniczać pobieranie magnezu przez rośliny.

ŻELAZO

• Bierze udział w procesach oksydoredukcyjnych zachodzących w glebie i w komórkach przede wszystkim w procesie oddychania

• Jest niezbędne przy tworzeniu chlorofilu w procesie fotosyntezy

W glebie występuje w ilości ok. 2,5% Fe, ale może ulegać wahaniom w zakresie 0,X - X,0%.

Źródła:

• Uwalniany w procesach wietrzenia minerałów (limonit, hematyt, lignit, pirokseny, oliwiny, biotyt i inne)

• Mineralizacja substancji organicznej

Formy:

• Trwałe tlenki i wodorotlenki, fosforany, węglany w postaci krystalicznej lub amorficznej

• W roztworach glebowych proste kationy i kompleksowe jony

• Tworzy kompleksowe chelatowe?? połączenia z substancją organiczną

Związki żelaza trójwartościowego Fe³⁺ nadają glebom trwale żółtą, brunatną, rdzawą barwę.

Związki żelaza Fe²⁺ barwią glebę na kolor siny lub zielonkawy, co wskazuje na małą przewiewność gleby.

Uwodnione tlenki żelaza zwiększają zwięzłość gleb, mogą tworzyć konkrecje (orsztyn) ograniczające przepuszczalność wodną gleb.

Wodorotlenki bezpostaciowe odznaczają się zdolnościami sorpcyjnymi. Połączenia organiczne zwiększają mobilność żelaza i jego dostępność dla roślin.

Mikroelementy (mikroskładniki)

Występują w glebie w małych ilościach i w bardzo małych ilościach pobierane są przez rośliny. Są niezbędne dla roślin. Nadmiar lub niedobór mikroelementów jest szkodliwy dla roślin i zwierząt.

Rośliny pobierają mikroelementy z gleby.

Spełniają one rolę katalizatorów w wielu procesach fizjologicznych:

- fotosynteza

- oddychanie

- powstawanie chlorofilu

W glebach biorą udział w procesach oksydo - redukcyjnych.

Źródła mikroelementów:

• Skały macierzyste

• Substancja organiczna

• Chemiczne środki ochrony roślin

• Zanieczyszczenia przemysłowe

• Spaliny silników samochodowych

Żelazo 5000 - 50000mg/kg

Mangan 10 - 4000

Cynk 15 - 1000

Miedź 5 - 10

Bor 5 - 100

1mg/kg=0,0001%; 1%=10000mg/kg

Rośliny pobierają mikroelementy z gleby.

Najmniejsze ilości mikroelementów występują w glebach wytworzonych z piasków i ze skał magmowych kwaśnych. Najwięcej jest ich w glebach wytworzonych z iłów oraz skał magmowych zasadowych wraz ze wzrostem zawartości części spławianych wzrasta zawartość wielu mikroelementów.

Przyswajalność mikroelementów przez rośliny uzależniona jest od:

• Odczynu gleby

- większość mikroelementów jest najbardziej dostępna dla roślin przy odczynie obojętnym, odczyn bardzo kwaśny i zasadowy obniża ich przyswajalność

• Zawartość substancji organicznej

- w różnym stopniu wpływa na zawartość mikroelementów

- zwiększa dostępność Fe

- obniża dostępność Cu, Mn, Zn

• Stosunków wodno - powietrznych gleb - w warunkach dużego uwilgotnienia Fe i Mn są łatwiej przyswajalne

• Obecność w glebie innych pierwiastków (antagonizm między jonami)

Ca i Mn; Cu i Fe; Cu i Zn - nadmiar jednego pierwiastka ogranicza pobieranie drugiego

Formy występowania w glebie:

• W postaci anionów w roztworze glebowym

• Jako kationy w kompleksie sorpcyjnym gleby (Mn²⁺, Zn²⁺)

• Tworzą połączenia chelalote?(nie mogę się rozczytać, co tu napisałam:P) ze związkami organicznymi

Substancja organiczna gleby

Skład:

• Obumarłe szczątki roślin i zwierząt

• Organiczne produkty ich rozkładu (nagromadzenie w glebie i na jej powierzchni)

Źródła substancji organicznej:

- obumarłe części roślinne (w lasach - ściółka leśna, na łąkach - roślinność trawiasto - zielona)

- korzenie roślin i resztki pozbiorowe

- obumarłe ciała zwierząt i obumarłe mikroorganizmy (3 - 20t/ha)

- nawozy organiczne (obornik, gnojowica, komposty, 20 - 40t/ha)

Ilość części roślin gromadzonych w glebie t/ha/rok

Roślinność części nadziemne korzenie

Las 20 - 45 30 - 100

Łąka 10 - 30 30 - 80

Rola 3 - 20 5 - 30

Czarnoziem (roślinność stepowa) 7 25

Gleba bielicowa (roślinność upraw 4 - 6 3 - 4

jednoroczne)

WYKŁAD NR 14

27.01.10.

Fazy rozkładu substancji organicznej

1. Faza inicjalna - obejmuje procesy hydrolizy i utleniania zachodzące w substancji organicznej bezpośrednio po obumarciu.

Największym zmianom ulegają związki aromatyczne i białkowe. Zmiana zabarwienia obumarłych części roślin.

2. Faza mechanicznego rozkładu - rozdrabnianie materii organicznej pod wpływem makro- i mezofauny. Część zmienionej substancji organicznej ulega przemieszczeniu w wymieszaniu ze składnikami masy glebowej.

3. Faza mikrobiologicznego rozkładu - mikroflora i mikrofauna glebowa powoduje przemianę substancji organicznej w związki nieorganiczne (gnicie i butwienie)

Makro- i mezofauna glebowa: krety, myszy i inne gryzonie, ślimaki, roztocze, nicienie, skoczogonki, larwy owadów i mrówki

Szybkość rozkładu resztek roślinnych zależy od składu chemicznego substancji organicznej. Im większa zawartość ligniny, tym wolniejszy jest proces rozkładu substancji organicznej.

Rośliny motylkowe trawy zioła krzewy liściaste drzewa liściaste drzewa iglaste wrzosy

Resztki roślinne i zwierzęce niezmumifikowane

Mineralizacja humifikacja

(całkowity rozpad) (przebudowa i rozpad substancji organicznej oraz synteza produktów rozkładu)

gnicie w warunkach butwienie w warunkach swoiste związki

beztlenowych tlenowych próchniczne (kwasy

CO₂, H₂O, CH₃, NH₃, CO₂, H₂O, NO₃^-, PO­₄^3-, humusowe, huminy)

H₂S i inne SO₄^2- i inne

¾ do 4/5 substancji organicznej ¼ - 1/5 substancji org.

• Próchnica jest bezpostaciowym (amorficznym) związkiem organicznym, który tworzy się w wyniku mikrobiologicznego i fizykochemicznego procesu zwanego procesem humifikacji (Musierowicz).

• Próchnica jest złożoną i dość trwałą mieszaniną brunatnych i ciemnobrunatnych amorficznych substancji koloidalnych powstała w wyniku modyfikacji pierwotnej tkanki roślinnej lub w wyniku syntezy przez różne organizmy glebowe (Buckman)

Z chemicznego punktu widzenia próchnicę można określić jako produkt kondensacji polifenoli i aminokwasów powstający w glebie pod wpływem działań mikroorganizmów.

Zawartość próchnicy w poziomie A

Nazwa gleby	Zawartość próchnicy
	%	t/ha
Bielicowe	0,6 - 1,8	18 - 54
Płowe	1,2 - 2,3	36 - 69
Brunatne	1,5 - 2,5	45 - 75
Czarnoziemy	2,6 - 4,0	78 - 120
Mady	1,1 - 4,2	33 - 126
Czarne ziemie	1,8 - 5,6	54 - 168
Rędziny	2,0 - 6,0	60 - 180

Skład chemiczny próchnicy

Średnia zawartość w %
	C	O	H	N	Popiół
Próchnica	58	28	4 - 5	4 - 7	2 - 8
Rośliny uprawne	45	42	6,5	1,5	5

100/58 = 1,724 %próchnicy = %C*1,724

Zawartość próchnicy w glebie zależy od:

• Sposobu użytkowania gleby (mniejsza w glebach uprawnych niż w glebach darniowych, uprawie roślin okopowych towarzyszy obniżka zawartości próchnicy)

• Jakości i ilości związków organicznych dostarczanych do gleby

• Tempa humifikacji związków organicznych w glebie i mineralizacji próchnicy

• Właściwości fizycznych, chemicznych i fizykochemicznych gleby

• Zawartość N organicznego w glebie

• Składu granulometrycznego gleby (mniejsza zawartość w glebach piaszczystych niż w zwięźlejszych)

Sposoby zwiększania zawartości próchnicy w glebie:

• Uprawa wieloletnich roślin motylkowych i traw

• Stosowanie nawozów organicznych (obornik, komposty, gnojowica, nawozy zielone, torf)

• Dobór roślin dostarczających dużo resztek pozbiorowych (odpowiednie zmianowanie)

• Wapnowanie gleb kwaśnych

PODZIAŁ ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH:

1. Nieswoiste związki próchniczne

• Węglowodany, białka, aminokwasy, alkohole, lignina, kwasy organiczne, itp.

• Bituminy (tłuszcze, woski, smoły, żywice) - rozpuszczalne w mieszaninie alkoholu i benzenu

2. Swoiste związki próchniczne (tzw. kwasy)

• Kwasy fulwowe - rozpuszczalne w kwasach i zasadach

• Kwasy huminowe - rozpuszczalne w zasadach lecz nie rozpuszczalne w kwasach

• Huminy i ulminy - nierozpuszczalne ani w kwasach ani w zasadach

WYKŁAD NR 1

26.02.10. Cd.

Na początku wydzielamy kwasy fulwowe i huminowe (rozpuszczamy je w zasadach).

Odporność związków próchnicznych na procesy rozkładu

• Cukry, skrobia, białka proste - ulegają szybkiemu rozkładowi

• Białka złożone, hemiceluloza, celuloza, lignina, woski, itp. - ulegają wolnemu rozkładowi

Proces humifikacji związków organicznych ma charakter biochemiczny i przyjmuje się, ze przebiegają w 2 etapach:

• Rozkład substancji organicznej do prostych elementów budulcowych

• Synteza substancji prostych i powstanie swoistych substancji próchnicznych

Bituminy - 2 - 15% ogólnej zawartości substancji organicznej

Są to związki organiczne, które przechodzą do roztworu przy traktowaniu próbek glebowych mieszaniną alkoholi i benzenu. Są odporne na działanie bakterii a ulegają rozkładowi w warunkach tlenowych przy udziale grzybów. Biorą udział w odżywianiu roślin i dostarczaniu im substancji biologicznie czynnych.

• Kwasy fulwowe - wielocząsteczkowe oksykarboksylowe kwasy humusowe silnie kwaśne, rozpuszczalne w wodzie, alkoholach, kwasach i roztworach alkalicznych. W glebie są bardzo ruchliwe i łatwo przemieszczają się w profilu glebowym. Tworzą połączenia z Fe bardziej ruchliwe niż z Al. Duża zawartość fulwokwasów przy małej ilości kwasów humusowych nie sprzyjają gromadzeniu się próchnicy w glebie. Przeważają w glebach bielicowych.

• Kwasy humusowe - połączenia próchniczne o wyższym stopniu kondensacji i polimeryzacji niż kwasy fulwowe, odznaczają się ciemnobrunatnym lub szarobrunatnym zabarwieniem. Ekstrahowanie z gleby rozcieńczonym roztworem NaOH i w uzyskanych wyciągach wytracane kwasami m.in. jako żele. Przeważają w czarnoziemach, czarnych ziemiach, rędzinach.

• Huminy i ulminy - są nieaktywne

Związki humusowe bardzo rzadko występują w glebie w stanie wolnym, głównie tworzą połączenia humusowo - mineralne.

- fulwiany i bitumiany

- ful wiany i hulmany z metalami alkalicznymi

- związki kompleksowe

Rodzaje i formy próchnicy

W glebach ornych próchnica amorficzna, całkowicie zmumifikowana i wymieszana z częściami mineralnymi gleby.

W zależności od stopnia i charakteru jej wysycenia kationami wyróżnia się rodzaje próchnicy:

• Nienasycona - kwaśna - przeważnie w próchnicy H⁺ i Al³⁺

• Nasycona - słodka - nasycona kationami Ca²⁺ i Mg²⁺

• Słona - nasycona jonami Na⁺

W glebach leśnych zależnie od zróżnicowania pod względem morfologicznym wyróżniane są próchnice:

• Surowa (mor)

• Moderowa (moder)

• Mullowa (mull)

Mor - typ próchnicy leśnej siedlisk oligotroficznych (mało żyznych) z małą intensywnością rozkładu materii organicznej. Tworzą się pod drzewostanem szpilkowym.

Moder - typ próchnicy leśnej siedlisk mezotroficznych ze średnią aktywnością rozkładu materii organicznej.

Mull - typ próchnicy eutroficznej z dużą aktywnością rozkładu materii organicznej. Tworzy się od drzewostanem liściastym.

Znaczenie próchnicy:

1. Udział w powstawaniu gleb (wpływ na migrację i akumulację w procesach wietrzenia)

2. Udział w kształceniu właściwości fizycznych gleby

• Reguluje stosunki cieplne gleby

• Jest lepiszczem strukturotwórczym

• Zwiększa pojemność wodną gleby

3. Wpływa na właściwości chemiczne gleby

• Dostarczanie składników pokarmowych, przyczynia się do ich uruchamiania

• Udział w procesach wymiany jonowej

4. Jest składową częścią kompleksu sorpcyjnego

5. Wpływa na żyzność i urodzajność gleb

6. Odgrywa ważną rolę w ochronie środowiska glebowego

• Zmniejszenie stężenia toksycznych pierwiastków w roztworach glebowych

• Wpływ na właściwości buforowe

• Ułatwienie biodegradacji pestycydów

• Hamowanie rozwoju niektórych fitopatogenów roślin

Odczyn gleby

Jest określany jako stosunek jonów wodorowych H⁺ do jonów wodorotlenowych OH^- w roztworze.

Woda w nieznacznym stopniu ulega dysocjacji, czyli rozpada się na jony, a z każdej cząsteczki wody destylowanej w temp. 22stC tworzy się 1 jon H⁺ i 1 jon OH^-.

[H⁺]=[OH^-]=10⁷gramojonów/1dm³

Odczyn gleby określa się na podstawie pH oznaczonego w wodzie destylowanej lub roztworze 1 mol KCl (stosunek gleby do roztworu 1:2,5)

Odczyn	pH KCl	pH H2O
Bardzo kwaśny	<4,5	<5,0
Kwaśny	4,6 - 5,5	5,1 - 6,0
Lekko kwaśny	5,6 - 6,5
Obojętny	6,6 - 7,2
Zasadowy	>7,2

Najodpowiedniejszym odczynem dla większości roślin uprawnych - pH 6 - 7

• Bardzo wrażliwe na odczyn kwaśny - lucerna, jęczmień, groch, buraki

• Średnio wrażliwe - pszenica, kukurydza, rzepak

• Mało wrażliwe - łubin żółty, owies, żyto, ziemniaki

Rośliny wskaźnikowe:

• Dla gleb o odczynie bardzo kwaśnym: czerwiec roczny, wrzos, kłosówka wełnista, paproć, mech

• Dla gleb o odczynie zasadowym: podróżnik błękitny, mak polny, kąkol, marchew zwyczajna

Glebach kwaśnych ograniczeniu ulega aktywność biologiczna bakterii i promieniowców. Wpływa to na zahamowanie procesu nitryfikacji i wiązania wolnego azotu.

W roztworze gleb bardzo kwaśnych znajdują się duże ilości toksycznych wówczas dla roślin Al, Fe, Mn.

Wiele składników pokarmowych (N, P, K, Ca, Mg) przy niskim pH jest trudno przyswajalna dla roślin.

Stan odczynu gleb Polski:

• Kwaśne i bardzo kwaśne - ok. 50% powierzchni kraju

• Lekko kwaśne - 30%

• Obojętne i zasadowe - 20%

Przyczyny zakwaszenia gleb Polski:

• Mały udział skał macierzystych zasobnych w wapń

• Duże zalesienie gleb w przeszłości

• Klimat z przewagą opadów nad parowaniem

• Zstępujący ruch wody powoduje wymywanie łatwo rozpuszczalnych składników o charakterze alkalicznym

Czynniki powodujące wzrost jonów wodorowych w glebie:

• Działalność fizjologiczna organizmów glebowych wydzielających duże ilości CO₂ oraz wytwarzających kwasy organiczne w procesach przemian substancji organicznej

• Emitowanie przez zakłady przemysłowe tlenków SO₂, SO₃, NO₃, które wraz z opadami atmosferycznymi dostają się do gleby (kwaśne deszcze)

• Stosowanie nawozów mineralnych, zwłaszcza fizjologicznie kwaśnych

• Pobieranie przez rośliny składników zasadowych przy niedosta

WYKŁAD NR 2

05.03.10.

Właściwości sorpcyjne gleby

W chemii fizycznej pojęcie sorpcji obejmuje:

• Absorpcja - proces przenikania masy absorbenta polegający na pochłanianiu danego składnika przez ciało stałe lub ciekłe. Podlegają jej gazy, pary, cząstki niezdysocjowane oraz jony z roztworów.

• Adsorpcja - sorpcja powierzchniowa - proces polegający na wiązaniu cząstek cieczy lub gazu na powierzchni ciała stałego (adsorbenta). Zachodzi na granicy faz.

Znaczenie sorpcji:

• Reguluje odczyn gleby

• Magazynowanie składników pokarmowych uwalniających się w procesie wietrzenia minerałów i mineralizacji substancji organicznej

• Magazynowanie składników pokarmowych dostarczonych w nawozach

• Zatrzymywanie i neutralizowanie szkodliwych substancji (np. metali ciężkich, pestycydów), które dostają się do gleby

• Udział w odżywianiu się roślin, gdyż umożliwia pobieranie składników pokarmowych z gleby

O zjawiskach sorpcyjnych zachodzących w glebie decyduje silnie zdyspergowana faza stała zwana kompleksem sorpcyjnym gleby.

W skład kompleksu sorpcyjnego wchodzą:

• Koloidy mineralne

• Glinokrzemiany - głównie minerały ilaste, krzemionka

• Krystaliczne tlenki i wodorotlenki żelaza i glinu

• Minerały amorficzne tj. niekrystaliczne (alofany - bezpostaciowe żele tlenków Al i Fe)

• Koloidy organiczne - próchnica, żywe bakterie

• Koloidy organiczno - mineralne - kompleksowe połączenia próchnicy z minerałami ilastymi

Koloidy glebowe - to takie układy, które w ośrodku dyspersyjnym zawierają cząstki o średnicy <1 lub <2µm.

Układ dyspersyjny - dwufazowy, w którym cząstki jakiegoś ciała (np. ił) są rozproszone w innym ciele (np. w wodzie) odgrywającym role ośrodka dyspersyjnego.

W zależności od stopnia rozdrobnienia cząstek zawieszonych wyróżnia się:

• Zawiesiny - układy zawierające cząstki o średnicy >0,1µm; nie ulegają dyfuzji i dializie; pozostają w cząstkach zwykłej bibuły

• Dyspersoidy - układ dyspersyjny zawierające cząstki o średnicy 0,1 - 0,001µm; słabo dyfundują, nie dializują, nie przechodzą przez ultrafiltry

• Roztwory rzeczywiste - układ zawierający cząstki o średnicy <0,001µm; ulegają dyfuzji, dializie, przechodzą przez ultrafiltry

Dyfuzja - przenikanie cząstek jednej substancji do drugiej przy bezpośrednim zetknięciu

Dializa - proces rozdzielania substancji polegający na różnej zdolności przenikania przez przegrody półprzepuszczalne

Większość koloidów glebowych posiada ładunki ujemne:

• Trwałe (niezależne od pH) - występują głównie w wewnętrznej powierzchni minerałów ilastych o sieci krystalicznej typu 2:1 (smektyt, illit)

• Nietrwałe (zależne od pH) - występują głównie w koloidach próchnicznych oraz minerałów ilastych o sieci krystalicznej typu 1:1 (kaolinit); źródłem tych składników są grupy hydroksylowe, karboksylowe i fenolowe

Pojedyncza cząstka koloidalna - micela składają się z:

• Jądra o budowie krystalicznej lub amorficznej

• Wewnętrznej powłoki jonów naładowanych ujemnie lub dodatnio

• Zewnętrznej warstwy kompensujących jonów o ładunku przeciwnym niż jony powłoki wewnętrznej

W kompleksie sorpcyjnym dominują kationy Ca, Al, H w mniejszych ilościach występuje Mg, K, Na.

Rodzaje sorpcji:

• Mechaniczna

• Fizyczna

• Chemiczna

• Wymienna

• Biologiczna

Sorpcja mechaniczna - polega na mechanicznym zatrzymywaniu w porach glebowych drobnoustrojów i różnego rodzaju zawiesin na zasadzie filtru.

Zależy od:

• Składu granulometrycznego

• Zróżnicowania porowatości

• Struktury gleby

Im gleba ma więcej frakcji drobniejszych, tym silniej sorbuje mechanicznie. Mechaniczne przemieszczanie się iłu koloidalnego wraz z przesiąkającą wodą opadową może spowodować zailanie średnich części profilu.

Oczyszczanie ścieków, zatrzymywanie nawozów i środków ochrony roślin wprowadzonych do gleby w formie zawiesiny wodnej.

Sorpcja fizyczna

Sorpcją fizyczną (apolarną) nazywa się zdolność fazy stałej gleby do zagęszczania i zatrzymywania na swej powierzchni gazów (CO2, O2, N2, NH2), molekuł pary wodnej oraz niektórych mikroorganizmów.

Procesy te są spowodowane działaniem sił Van der Waalsa, które występują na powierzchniach granicznych fazy stałej i ośrodka dyspersyjnego.

O wielkości tej sorpcji decyduje wielkość powierzchni właściwej gleby, co jest związane ze stopniem rozdrobnienia fazy stałej.

Decydującą rolę sorpcji fizycznej odgrywają koloidy glebowe, szczególnie minerały ilaste odznaczające się dużą powierzchnią właściwą.

Energia powierzchniowa równa się iloczynowi całkowitej powierzchni fazy stałej i napięcia powierzchniowego ośrodka dyspersyjnego.

Ep = p * α

Sorpcja fizyczna jest wynikiem dążności układów dwufazowych o wysokim stopniu dyspersji do zmniejszenia energii powierzchniowej. Może to nastąpić poprzez zmniejszenie napięcia powierzchniowego lub przez zmniejszenie dyspersji (rozdrobnienia) fazy stałej.

Wyróżnia się:

• Sorpcję fizyczną dodatnią - kiedy na powierzchni cząstek glebowych (koloidów) zagęszczane są kwasy organiczne, alkaloidy, barwniki, które zmniejszają napięcie powierzchniowe.

• Sorpcja fizyczna ujemna - kiedy od powierzchni koloidów glebowych odpychane są kwasy organiczne, sole, cukry, które zwiększają napięcie powierzchniowe.

W efekcie tych zjawisk powstają niejednorodności koncentracji roztworów glebowych.

Sorpcja glebowa ma duże znaczenie w zatrzymywaniu par i gazów.

H2O>CO2>O2>N2

Co zależne jest od:

• Temperatury: wzrost temperatury zmniejszenie sorpcji

• Ciśnienia

• Wilgotności

• Uziarnienia gleby

Znaczenie sorpcji fizycznej:

• Decyduje o składzie powietrza glebowego

• Decyduje o maksymalnej higroskopijności gleby

• Decyduje o ilości wody niedostępnej dla roślin

Sorpcja chemiczna

Polega na powstawaniu w glebie nierozpuszczalnych soli w wyniku reakcji pomiędzy jonami znajdującymi się w roztworach glebowych lub na powierzchni kompleksu sorpcyjnego

Sorpcji tej w dużym stopniu ulegają:

• Aniony kwasu fosforowego PO₄^3-, kwasu węglowego CO₃^2-, kwasu siarkowego SO₄^2- tworząc nierozpuszczalne fosforany, węglany, siarczany.

KS^Ca2+ + Na₂CO₃ KS _Na^Na + CaCO₃

Na podmokłych obszarach w wyniku procesów biochemicznych i oksydoredukcyjnych tworzą się o różnych wielkościach konkrecje żelaziste, żelazisto - manganowe w formie pieprzy, rurek, orsztynu bądź rudy darniowej.

WYKŁAD NR 3

12.02.10

Sorpcja biologiczna

Polega na selektywnym zatrzymywaniu w glebie różnych składników za pośrednictwem roślin wyższych i niższych, mikroorganizmów oraz makro- i mikrofauny glebowej.

Biologicznie sorbowane kationy o i aniony pobierane z głębszych warstw gleby przez korzenie roślin, które po obumarciu i rozkładzie tych roślin wracają do gleby.

Drobnoustroje i fauna glebowa pobierają różnego rodzaju jony, które są uwalniane do gleby z powietrza atmosferycznego i glebowego przez bakterie symbiotyczne i wolno żyjące, który po przetworzeniu w złożone związki organiczne może być wykorzystywany przez rośliny (zbiałczanie azotu).

Sorpcji biologicznej podlegają jony kwasu azotowego (NO₃^-), które nie podlegają innym rodzajom sorpcji, co zapobiega wymywaniu tej formy azotu z gleby.

Zbyt intensywna sorpcja biologiczna może spowodować okresowy niedobór pewnych składników pokarmowych dla roślin, należy zatem uzupełniać je przez nawożenie.

Sorpcja biologiczna odgrywa ważna role w glebach lekkich, ubogich w koloidy organiczne i mineralne.

Sorpcja wymienna

(polarna) polega na wymianie jonów (głownie kationów) pomiędzy kompleksem sorpcyjnym a roztworem glebowym.

Skład kompleksu sorpcyjnego:

• Najbardziej rozdrobniona koloidalna część fazy stałej gleby:

• Minerały ilaste

• Minerały amorficzne - alofany

• Wodorotlenki Fe i Al

• Koloidalna krzemionka

• Próchnica

• Połączenia organiczno - mineralne

Zdolność wymiany koloidów mineralnych zależy od:

• Typu sieci krystalicznej minerałów ilastych

• Wielkości ładunku (u większości koloidów ujemny)

• Powierzchni właściwej

Zdolność wymiany koloidów organicznych i organiczno - mineralnych zależy od:

• Budowy i struktury ich drobin

• Ilości i jakości grup funkcyjnych (karboksylowych -COOH i fenolowych -OH)

Wymiana kationów zachodzi do momentu ustalenia się stanu dynamicznej równowagi pomiędzy stężeniem jonów w kompleksie sorpcyjnym i w roztworze glebowym.

Stężenie jonów w roztworze glebowym wzrasta wskutek:

• Uwalniania w procesie wietrzenia minerałów i mineralizacji substancji organicznej

• Nawożenia

Stężenie jonów w roztworze glebowym maleje wskutek:

• Sorbowania przez kompleks sorpcyjny

• Pobierania przez rośliny i organizmy glebowe

• Wymywania w głąb profilu przez wody opadowe

Głównymi kationami występującymi w kompleksie sorpcyjnym są:

• Wapń

• Wodór

• Glin

I w mniejszych ilościach:

• Magnez

• Sód i inne

Czynniki wpływające na sorpcję wymienną:

• Budowa sorbenta

• Odczyn gleby

• Rodzaj kationu

• Stężenie kationu w roztworze glebowym

• Temperatura

Nie wszystkie kationy są jednakowo sorbowane. Ich energia wejścia do kompleksu sorpcyjnego zależy od:

• Wartościowości jonów

• Ciężaru atomowego i wielkości ich średnic

Przy zbliżonych stężeniach kationów wchodzą one do kompleksu sorpcyjnego w następującej kolejności:

H⁺>Fe³⁺>Al³⁺>Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺=NH₄⁺>Na⁺>Li⁺

Jony wodorowe mimo, że są jednowartościowe mają większą energię wejścia.

Składniki kompleksu sorpcyjnego sorbują kationy w następującej kolejności:

Montmorylonit Ca²⁺>Mg²⁺>H⁺>K⁺>Na⁺

Kaolinit Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺>H⁺>Na⁺

Illit H⁺>K⁺>Ca²⁺>Mg²⁺>Na⁺

Próchnica H⁺> Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺>Na⁺

Montmorylonit i kaolinit wykazują sorpcję w stosunku do Ca²⁺ i Mg²⁺, illit w stosunku do H⁺ i K⁺, a próchnica do H⁺ i Ca²⁺.

Na zjawiskach sorpcji wymiennej oparte są procesy:

• Zmian i regulacji odczynu

• Zjawisko buforowości

• Nawożenie mineralne

• Pobieranie składników pokarmowych dla roślin

Pojemność sorpcyjna gleby:

Całkowita ilość jonów, które sorbuje gleba wymiennie nazywamy pojemnością sorpcyjną.

Wyraża się w milimolach na 100g gleby (mmol(+)/100g) lub emmol(+)/kg)

T = H_h + S

T - pojemność sorpcyjna

H_h - kwasowość hydrolityczna gleby (mmol(+)/100g)

S - suma kationów o charakterze zasadowym (mmol(+)/100g)

WYKŁAD NR 4

19.03.10.

Gleby o dużej pojemności sorpcyjnej można nawozić większymi dawkami nawozów a gleby o mniejszej pojemności nawozi się częściej i mniejszymi dawkami.

Na podstawie (T) i (S) wylicza się stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym (V)

V = S/T * 100%

Jest to procentowy udział kationów wymiennych w stosunku do pojemności sorpcyjnej gleby i zależy od stopnia zakwaszenia gleby.

Gleby sorpcyjnie nienasycone - zawierają w kompleksie sorpcyjnym większe ilości wymiennych jonów wodorowych - V wynosi kilka %

Gleby sorpcyjnie nasycone - w których kompleks sorpcyjny wysycony jest jonami wapnia, magnezu i potasu - V powyżej 70%

W mineralnej części kompleksu sorpcyjnego najwyższą pojemność sorpcyjną wykazują minerały ilaste trójwarstwowe (smektyty).

Koloidy organiczne odznaczają się wielokrotnie większą pojemnością sorpcyjną w stosunku do kationów niż koloidy mineralne.

Pojemność wymienna względem kationów niektórych składników gleby [w cmol(+)/kg]

Składnik gleby PWK

Kandyty 5 - 15

Smektyty 80 - 120

Kwasy huminowe 180 - 500

Kwasy fulwowe 200 - 670

Próchnica zwiększa sumę kationów zasadowych oraz pojemność sorpcyjną.

Zasobność, żyzność i urodzajność gleby

• Zasobność gleby - to sumaryczna zawartość w glebie makro i mikroelementów, próchnicy oraz substancji organicznej w różnym stopniu rozkładu

W kształtowaniu się zasobności biorą udział:

• Procesy wietrzenia skał i minerałów

• Procesy tworzenia się i gromadzenia próchnicy, decydują one o zasobności naturalnej

• Nawożenie w dużym stopniu kształtuje zasobność gleb uprawnych i wpływa na zasobność agrotechnicznych (obejmuje ona zasobność naturalną wzbogaconą w składniki nagromadzone w toku działalności człowieka)

Zasobność gleb kształtuje się zatem w wyniku naturalnych procesów glebotwórczych oraz procesów glebowych i jest cechą charakterystyczną każdej gleby.

Właściwości określające zasobność gleby:

• Skład granulometryczny (zawartość frakcji <0,02mm)

• Skład mineralogiczny (rodzaj skały macierzystej)

• Zawartość substancji organicznej (ilość i jakość próchnicy)

• Odczyn

• Właściwości sorpcyjne (pojemność sorpcyjna i stopień wysycenia kompleksy sorpcyjnego)

• Zespoły organizmów glebowych (bakterie, grzyby, promieniowce)

Gleby zwięźlejsze o składzie drobnoziarnistym oraz o większej zawartości próchnicy są zasobniejsze od gleb lekkich gruboziarnistych uboższych w próchnicę.

• Żyzność gleby - współudział gleb we wzroście rozwoju i plonowania roślin.

Przejawia się w zdolności gleby do przekazywania roślin odpowiedniej ilości składników pokarmowych, wody, powietrza, ciepła oraz w wymianie gazowej.

Dzieje się to na skutek posiadanych przez glebę właściwości fizycznych, chemicznych i fizykochemicznych i biologicznych.

S_Z = f(Z, B_P, M_K, W_f, W_ch, W_b)

S_Z - stan żyzności gleby

f - funkcja

Z - zasobność

B_P - budowa (morfologiczna) profilu glebowego

M_K - mikroklimat

W_f - właściwości fizyczne

W_ch - właściwości chemiczne

W­_b - właściwości biologiczne

Wymienione czynniki wzajemnie na siebie oddziałują i kompleksowo wpływają na kształtowanie się określonego stanu żyzności gleb.

Kryterium oceny stanu żyzności jest reakcja roślin na warunki stwarzane im przez glebę. Im więcej gatunków roślin można uprawiać na tej glebie tym większa jest jej żyzność.

Duży wpływ na kształtowanie stanu żyzności gleby może wywierać człowiek poprzez zmianę naturalnego układu przyrodniczego.

Wyróżnia się:

• Żyzność naturalną właściwą - ukształtowana jest wyłącznie przez naturalne czynniki przyrodnicze, na które nie oddziałuje człowiek. Jest ona ściśle związana z typem i gatunkiem gleby oraz z określonym zbiorowiskiem roślinnym.

• Żyzność naturalną podlegającą wpływowi człowieka - charakterystyczna dla gleb uprawnych, ma ona charakter zmianny przy czym zmiany te mogą być pozytywne lub negatywne.

Przykłady pozytywne:

- przeciwdziałanie degradacji gleb

- drenowanie gleb podmokłych

- nawadnianie suchych gleb

Przykłady negatywne:

- wylesianie gleb

- osuszanie torfowisk

• Żyzność agrotechniczna - występuje tam, gdzie człowiek poprzez zabiegi uprawne od początku wpływa na wytwarzanie się gleb.

Kiedy z substratu macierzystego o bardzo wysokim stopniu zasobności i żyzności formowana jest przez człowieka całkiem inna gleba (rekultywowane tereny w obrębie obszarów górnictwa odkrywkowego).

WYKŁAD NR 5

26.03.10.

Miernikiem żyzności gleby jest jej urodzajność - określana jako zdolność gleby do wydawania plonów.

U = f(Ż, K, R, D)

U - urodzajność

Ż - żyzność

K - klimat

R - roślinność (zmianowanie)

D - działalność człowieka (uprawa, nakłady pracy)

Urodzajność ma charakter dynamiczny i uwarunkowana jest działaniem wszystkich czynników wpływających na rośliny.

Wyróżnia się:

• Urodzajność potencjalną - możliwość maksymalnego plonowania wartościowych roślin uprawnych w określonych warunkach ekologicznych przy zastosowaniu optymalnych zabiegów agrotechnicznych

• Urodzajność aktualna - plonowanie w określonych warunkach siedliska i w danym czasie, przy zastosowaniu niezbędnych zabiegów agrotechnicznych

Przy takiej samej żyzności gleby w zależności od wpływu człowieka uzyskiwany plon (zbiór z powierzchni 1ha) może być różny.

Każde siedlisko ma swoje słabe strony, które należy poznać i ulepszać poprzez odpowiednie zabiegi agrotechniczne i agromelioracyjne oraz przez należytą ochroną przed czynnikami degradującymi jego aktualne i potencjalne zdolności produkcyjne.

Czynniki niszczące żyzność i degradujące środowisko glebowe

Degradacją gleb nazywamy niekorzystne zmiany środowiska glebowego, które pogarszają właściwości gleb i wyrażają się obniżeniem jej urodzajności.

Wskaźnikiem degradacji gleb jest zmniejszenie produkcji biomasy i obniżenie jej jakości.

Czynniki niszczące pokrywę glebową:

• Deformacja stosunków wodnych (przeobrażenie spowodowane przez górnictwo odkrywkowe i podziemne, niewłaściwe wykonane zabiegi melioracyjne, pogorszenie stosunków hydrologicznych, w zalewniach na skutek obniżania się poziomu wód gruntowych, spłycanie jezior, osuszanie torfowisk - prowadzi do nadmiernego rozkładu substancji organicznej i pogorszenia właściwości sorpcyjnych

• Zjawiska erozji gleb (niszczenie pokrywy glebowej wskutek działania wody i wiatrów - prowadzi do zmniejszenie miąższości poziomów powierzchniowych, obniżenie zasobności i żyzności gleby)

• Niewłaściwa mechanizacja uprawy (stosowanie ciężkich ciągników innych maszyn rolniczych powoduje silne ugniatanie gleby, zwiększa zagęszczenie masy gleby co niekorzystnie wpływa na porowatość gleby)

• Wadliwa chemizacja gleby (przenawożenie ujemnie wpływa na organizmy glebowe a stosowane w ochronie roślin w sposób niekontrolowany pestycydy mogą przyczynić się do chemicznego skażenia gleby przez substancje aktywne tych preparatów)

• Zanieczyszczenia przemysłowe (emisje szkodliwych substancji do atmosfery, które wraz z opadem atmosferycznym przenikają do gleby w postaci gazów, płynów, pyłów, co prowadzi do silnego zakwaszenia gleby, wymywanie wapnia i magnezu z kompleksu sorpcyjnego, związki S, Pb, Cu i innych pierwiastków podlegają w glebie nadmiernej akumulacji i stają się toksyczne dla roślin i organizmów glebowych)

Ujemne skutki czynników degradujących ujawniają się w różnym czasie o natężeniu, co jest uzależnione od odporności gleb na degradację.

Odporność gleb na degradację jest to zdolność gleb do samoobrony przeciwko ujemnym skutkom działalności czynników niszczących zasobność, żyzność, urodzajność środowiska glebowego.

W skali kraju tylko ok. 30% powierzchni zajmują gleby odporne na degradację.

Gleby zwięźlejsze i zasobniejsze w próchnicę są bardziej odporne na degradację niż gleby lekkie ubogie w substancję organiczną.

Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego jonami H⁺ jest jednym z kryteriów oceny degradacji gleby.

Kategorie degradacji gleb	Wysycenie jonami H^+ %
Bardzo słabo zdegradowane	25 - 40
Słabo zdegradowane	45 - 55
	55 - 70
Silnie zdegradowane	70 - 85
Bardzo silnie zdegradowanie	< 75

Powstawanie gleby

W procesie tworzenia się gleby począwszy od skały macierzystej w dalszym rozwoju biorą udział czynniki glebowe, do których zalicza się: klimat, wodę, organizmy żywe, rzeźbę terenu, działalność człowieka, czas.

Wszystkie te czynniki współdziałają ze sobą i w naturalnym substracie glebowym wywołują wiele zmian takich jak:

• rozkład minerałów pierwotnych (skaleni, mik, piroksenów, amfiboli i innych) oraz synteza minerałów wtórnych (kaolinit, illit, wermikulit, montmorylonit) z produktów tego rozkładu

• Przetwarzanie substancji organicznej (humifikacja mineralizacja)

• Przemieszczanie składników w profilu glebowym w postaci roztworów rzeczywistych, koloidalnych, zawiesin przez wodę znajdującą się w glebie i przy udziale organizmów żywych bytujących w glebie

• Wymiana materii i przepływ energii między żywymi organizmami a glebą

Przemiany te określa się mianem procesu glebotwórczego.

Procesy glebotwórcze przebiegające w określonych warunkach klimatycznych oraz pod wpływem określonej szaty roślinnej prowadzą do ukształtowania się odpowiednich typów gleb.

Przemiany chemiczne i biologiczne oraz zmiany właściwości fizycznych zachodzące w powierzchniowej warstwie skorupy ziemskiej, w wyniku których kształtuje się nazywamy procesem glebotwórczym.

Na terenie Polski występują gleby, które tworzą się pod wpływem procesów:

• Bielicowania

• Brunatnienia

• Przemywania (płowienia)

• Glejtowania

• Bagiennych

• Darniowych

• Murszenia

Proces bielicowania

Polega na rozkładzie glinokrzemianów i koloidów glebowych oraz na wymywaniu w głąb profilu produktów rozkładu.

Powstające w procesie rozkładu substancje organiczne, kwasy próchnicowe (głównie kwasy fulwowe) tworzą ze związkami żelaza i glinu łatwo rozpuszczalne kompleksy, które są bardzo ruchliwe i także przemieszczają się w głąb profilu.

Proces wymywania tych składników prowadzi do powstania poziomu eluwialnego (wymywania) o jasnym, prawie białym zabarwieniu a wzbogacony w wymyte składniki niżej leżący poziom iluwialny (wymywania) uzyskuje barwę brunatno - rdzawą.

Bielicowanie przebiega na obszarach występowania utworów piaszczystych pod roślinnością borową.

Proces płowienia

Polega na mechanicznym przemieszczaniu się wyżej leżących poziomów w głąb profilu nierozłożonych minerałów ilastych (iłu koloidalnego).

Przemieszczanie odbywa się pod wpływem przesiąkającej wody opadowej przy lekko kwaśnym odczynie.

Proces ten prowadzi do powstania jasnej barwy poziomu płowienia i pod nim leżącego brunatnej barwy poziomu iluwialnego (teksturalnego) wzbogaconego we frakcję iłu koloidalnego.

Procesy brunatnienia

Polega na stopniowym rozkładzie glinokrzemianów i uwalniania się związków żelaza, które w postaci nierozpuszczalnych wodorotlenków i tworzących się kompleksów próchniczno - ilasto - żelazistych osadzają się na powierzchni ziaren mineralnych.

Proces ten prowadzi do powstania poziomu brunatnienia o charakterystycznej brunatnej barwie.

Proces glejowy

Polega na redukcji związków mineralnych, głównie żelaza i manganu, w warunkach dużej wilgotności, często w obecności substancji organicznej przy udziale mikroorganizmów beztlenowych.

Zredukowane związki żelaza są bardziej ruchliwe i mogą być wymywane przez wodę.

Poziomy zasobne w związki żelaza dwuwartościowego mają barwę sino - popielatą, niebieskozieloną.

Proces glejowy może zachodzić pod wpływem wód gruntowych lub opadowych.

WYKŁAD NR 6

09.04.10.

Proces bagienny

Polega na gromadzeniu oraz powolnej humifikacji i mineralizacji szczątków roślinności bagiennej w warunkach anaerobiozy tj. nadmiernego uwilgotnienia przy braku dostępu powietrza..

W zależności od intensywności i długotrwałości warunków beztlenowych mogą powstawać utwory całkowicie zmumifikowane nazywane mułami lub częściowo zmumifikowane zwane torfami.

Proces murszenia

Zachodzi po odwodnieniu torfowiska i przerwaniu trwałej anaerobiozy.

Proces ten polega na częściowej mineralizacji masy organicznej torfu lub mułu, w wyniku której zanika pierwotna włóknisto - gąbczasta struktura torfu i pojawia się struktura drobnoagregatowa do ziarnistej i tworzy mursz.

Procesy glebotwórcze oddziałując w czasie przyczynia się do wykształcenia w skale macierzystej poziomych stref (poziomów) morfologicznie zróżnicowanych. Poziomy te są widoczne na pionowym przekroju gleby tzw. profilu glebowym.

Odznaczające się określonymi cechami oraz położeniem w profilu poziomy nazywamy poziomami genetycznymi gleby.

Poziom genetyczny - to mineralna lub organiczna lub mineralno - organiczna część profilu glebowego w przybliżeniu równoległa do powierzchni gleby. Wyróżnia się jednolitą barwą, konsystencja, ilością materii organicznej i innymi właściwościami, które określa się w terenie i często uzupełniane badaniami laboratoryjnymi.

Wyróżnia się:

• Poziomy główne

• Poziomy przejściowe

• Podpoziomy

• Nieciągłości fitogeniczne

• Cechy towarzyszące

Poziomy główne - wyróżnia się na podstawie dominujących faz przeobrażeń utworu macierzystego przez procesy glebotwórcze.

Widoczne są różnice w wyglądzie oraz właściwościach chemicznych i fizycznych tych poziomów w porównaniu ze skałą macierzystą.

Poziomy główne oznacza się dużymi literami alfabetu łacińskiego.

Wyróżnia się następujące poziomy główne:

• O - poziom organiczny - zawiera ponad 20% świeżej lub częściowo rozłożonej materii organicznej. W glebach mineralnych i mineralno 0 organicznych poziom ten tworzy się na powierzchni utworu mineralnego przy pełnym dostępie powietrza.

- w glebach leśnych jest to poziom ściółki zwany próchnicą nadkładkową

- w glebach semihydrogenicznych o ile występuje ma miąższość mniejszą od 10 cm

- w glebach mineralno - organicznych do 10 do 30 cm

- w glebach organicznych ponad 30 cm

• A - poziom próchnicy - tworzy się w powierzchniowej warstwie gleby mineralnej barwy ciemnoszarej do czarnej dzięki zawartości zmumifikowanej materii organicznej. Zawiera mniej niż 20% materii organicznej w różnym stopniu związanej z mineralnymi składnikami gleby

• E - poziom wymywania (eluwialny) - wytworzony bezpośrednio pod poziomem O lub A. charakteryzuje się jaśniejszą barwą niż poziomy sąsiednie, mniejszą ilością frakcji ilastej niż poziom bezpośrednio pod nim leżący. Zawiera większą ilość kwarcu i krzemionki lub minerałów odpornych na wietrzenie niż poziomy sąsiednie.

• B - poziom wzbogacania - leży pomiędzy poziomem A lub E (jeżeli E występuje) a poziomem C, G lub R. Charakteryzuje się nagromadzeniem półtoratlenków żelaza i glinu oraz frakcji ilastej w wyniku wymywania lub rozkładu minerałów pierwotnych i tworzenia się wtórnych minerałów ilastych. Mogą się w tym poziomie gromadzić węglany lub ich sole.

• C - poziom skały macierzystej - składa się z materiału minerały skały luźnej. Jest mało zmieniony przez procesy glebotwórcze nie wykazujący cech innych poziomów glebowych. Mogą się w nim nagromadzać węglany, wodorotlenki żelaza oraz inne rozpuszczalne sole, występują także cechy oglejenia.

• G - poziom glejowy - wykazuje cechy silnej lub całkowitej redukcji (głównie związków Fe) w warunkach anaerobowych. Ma barwę stalowoszarą, odcień zielonkawy lub niebieskawy i nie ma cech diagnostycznych poziomów A, E lub B.

• P - poziom bagienny - występuje w powierzchniowej części profilu gleby organicznej, w której zachodzi bagienny proces glebotwórczy.

• D - podłoże mineralne - występuje w glebach organicznych podścielając warstwy torfu lub mułu.

• M - poziom murszenia - część profilu gleby organicznej objęta procesem murszenia

• R - podłoże skalne - lita lub spękana skała masywna (magmowa, osadowa, przeobrażona) występująca w podłożu.

Poziomy przejściowe

Część profilu, w którym równocześnie są widoczne morfologiczne cechy dwóch sąsiednich poziomów głównych i trudno jest wyznaczyć granicę między nimi, nazywane są poziomami przejściowymi. Oznacza się je dużymi literami właściwymi dla poziomów głównych (AB, AC, BC)

Podpoziomy

Wyróżnia się je wówczas gdy istnieje potrzeba dalszego podziału poziomów głównych różniących się barwą, strukturą lub inną cechą. Wówczas do symbolu poziomu dopisuje się kolejne liczby arabskie (A1, A2, C1, C2).

Nieciągłości fitogeniczne

Występujące w profilu warstwy różniące się składem granulometrycznym o różnym pochodzeniu geologicznym. W takich przypadkach każdą warstwę oznacza się cyfrą rzymską stawianą przed symbolem poziomu głównego. Górna warstwa, której odpowiada jedynka rzymska nie jest numerowana, a każda następna otrzymuje numery II, III; np. A - Bbr - C - IIC

Piasek glina

WYKŁAD NR 8

16.04.10.

Cechy morfologiczne towarzyszące poziomom głównym, a związane z genezą danego poziomu oznacza się małymi literami alfabetu dodawanymi po literze określającej poziom główny.

a - dobrze zmumifikowana materia organiczna nagromadzona w mineralnej części gleby w warunkach hydrom orficznych Aa

an - poziom lub warstwa wytworzona przez człowieka wskutek działalności gospodarczej (w glebach antropogenicznych) Aan

br - akumulacja na miejscu (wzbogacenie in situ) (w glebach brunatnych) Bbr

ca - akumulacja węglany wapnia, stosuje się w połączeniu z różnymi poziomami Cca

es - eluwialne wymycie żelaza i glinu, stosuje się w poziomie E w glebach bielicoziemnych Ees

et - eluwialne wymycie iłu koloidalnego, gleby płowe Eet

fe - iluwialna akumulacja żelaza; stosuje się do poziomu B w glebach bielicoziemnych Bfe

g - cechy glejowe spowodowane okresową stagnacja wody opadowej w obrębie poziomów głównych Bg, Cg

gg - oglejenie spowodowane wodami gruntowymi Bgg, Cgg

h - iluwialna akumulacja związków próchnicznych (humusowych); stosuje się do poziomu B w glebach bielicoziemnych Bh

h - podpoziom zawierający dobrze rozłożoną materię organiczną w poziomie O gleb mineralnych (podpoziom ściółki) Oh

t - iluwialna akumulacja frakcji ilastej w glebach mineralnych; stosuje się do poziomu B w glebach płowych Bt

t - w glebach organicznych oznacza torf; stosuje się do poziomu Ot

ni - torf niski

wy - torf wysoki

R1, R2 - stopień rozkładu torfu

p - poziom rozluźniony (spulchniony) przez orkę Ap

Definicje poziomów glebowych opierały się na kryteriach opisowych i nie zawsze pozwalały na jednoznaczne zakwalifikowanie gleby do określonej jednostki taksonomicznej. Było to powodem wielu dyskusji przy profilach glebowych.

W obowiązującej systematyce gleb Polski ustalono poziomy wyróżniające tzw. poziomy diagnostyczne, które wydzielono na podstawie kryteriów w większości wymiernych. Ich występowanie lub brak w profilu jest podstawą zaliczenia gleby do określonej jednostki taksonomicznej.

Definicje tych poziomów opracowano na podstawie Soil Taxonomy wydanej na Zachodzie w 1975r., z której wybrano tylko poziomy występują na terenach Polski.

Barwę poziomów opisano na podstawie skali barw wg `Mansell Soil Color Charts'. Każda barwa w tej skali określana jest poprzez odcień (Hue), jasność (Value) i nasycenie (Chroma).

Odcień określa barwę podstawową lub pośrednią i oznacza się go dużymi literami łacińskimi, np. R - red, Y - yellow, G - green, YR - żółto-czerwony o różnych proporcjach składników, np. 2,5YR; 7,5YR

Jasność wyraża się liczbą od 0 (czerwony) do 10 (biały) 1 - 9 stopnie szarości

Nasycenie barwy - cyframi arabskimi od 0 (brak nasycenia) do 14 (barwa czysta), najczęściej w zakresie nasycenia od 1 do 8. Oznaczenie barwy gleby polega na znalezieniu w atlasie wzorca zbliżonego do barwy gleby i zapisywanie kolejno: odcienia, jasności, nasycenia np. 1,7YR ¾

STRUKTURA GLEBY

Strukturą gleby nazywa się rodzaj i sposób wzajemnego powiązania elementarnych cząstek stałej fazy gleby.

Przy jej określaniu rozpatruje się kształt i wielkość elementów strukturalnych na jakie rozpada się masa glebowa.

Powstawanie struktury jest związane z rodzajem skały macierzystej oraz z działaniem czynników i procesów glebotwórczych - struktura naturalna.

Struktura sztuczna (nabyta) - powstaje w powierzchniowych poziomach gleb w wyniku stosowanych przez człowieka zabiegów agrotechnicznych.

Podział struktur gleby:

• Struktury proste (nieagregatowe)

- rozdzielnoziarnista (ziarna glebowe nie są zlepione, np. piaski luźne)

• Struktury agregatowe

- gruzełkowata (agregaty kuliste, porowate, zlepione przez koloidy mineralno-organiczne i śluzy bakteryjne, np. poziomy A gleb uprawnych)

- bryłowa (nieregularnie duże agregaty sztucznie wytworzone w wyniku orki zbyt suchych lub zbyt mokrych gleb ciężkich)

- pryzmatyczna (agregaty ostrokrawędziste o kształcie sześcianów tworzą się w glinach ciężkich, iłach podczas wysychania i namakania)

- angularna (agregaty o powierzchniach gładkich oraz ostrych narożach i krawędziach np. w glinach średnich i iłach)

- subangularna (agregaty o powierzchniach gładkich oraz zaokrąglonych narożach i krawędziach, np. w glinach lekkich i średnich)

GLEBOZNAWSTWO wykład (30.04.2010)

Diagnostyczne poziomy powierzchniowe (epiderony)

Określane są symbolem A

Poziomy te są ciemno zabarwione o różnym stopniu szarości w zależności od zawartości materii org.

Poziom powierzchniowy mollie (miękki)

Cechy wyróżniające:

• trwała struktura gruzełkowata lub ziarnista

• nasycenie kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym wyższe lub równe 50%

• zawartość węgla organicznego co najmniej 0,5Corg

• miąższość poziomu min 10cm gdy zalega bezpośrednio na skale litej oraz 25cm w innych glebach mineralnych o uziarnieniu piasków słabogliniastych i drobniejszym >0,6Corg

• zawartość fosforu rozpuszczonego w 1% kw cytrynowym poniżej 109mgP/kg gleby

Poziom podpowierzchniowy umbrie

Cechy wyróżniające takie same, ale nasycenie kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym poniżej 50%

Diagnostyczne poziomy podpowierzchniowe

Wytworzyły się poniżej poziomu powierzchniowego.

Określane symbolem B lub E

Poziom podpowierzchniowy cambie, Bbr

Cechy wyróżniające:

• uziarnienie piasków gliniastych, glin, pyłów, iłów

• struktura agregatowa różnego kształtu i wielkości

• min ilaste o sieci krystalicznej 2:1

• intensywne przemiany morfologiczne wyrażane określoną barwą

• nie wykazują scementowania ani stwardnienia konsystencji

Charakterystyczny dla gleb brunatnych, czarnych ziem, czarnoziemów

Poziom podpowierzchniowy albie, Ees

Jest powiomem eluwialnym, z którego przy układach rozpuszczalnych frakcji próchnicy zostały wymyte niektóre produkty rozkładu minerałów (glin, żelazo).

Cechy wyróżniające:

• wzbogacenie w SiO₂

• charakterystyczne wybielenie poziomu z odcieniem mniej lub bardziej szarym

• uziarnienie piasku luźnego lub słabogliniastego

• w składzie min dominuje kwarc

Występowanie w glebach bielicowych.

Poziom podpowierzchniowy spodie, Bhfe

Jest to poziom iluwialnej akumulacji półtoratlenków żelaza i glinu oraz próchnicy

Cechy wyróżniające:

• uziarnienie odpowiada najczęściej piaskom luźnym

• struktura od rozdzielnoziarnistej do spoistych agregatów scementowanych wymytymi związkami żelaza i glinu

• w agregatach brak min ilastych pęczniejących o strukturze 2:1

• zwiększona zawartość półtoratlenków i próchnicy w stosunku do poziomów nadległych pod nimi leżących

• dodatnie wskaźniki iluwiacji

• akumulacja kompleksów żelazisto-glinowo-próchnicznych ulegających ekstrakcji w 0,1M pirofosforanu sodu

• nie zawiera węglanów

• odczyn kwaśny (pH 3-5)

• wysycenie kompleksów sorpcyjnych kationami o charakterze zasadowym 20%

Charakterystyczny dla gleb bielicowych

Poziom podpowierzchniowy luvic (wypłukuję), Eet

• przemywanie i wymywanie frakcji ilastej

• barwa słomkowożółta

Występuje w glebach płowych

Poziom podpowierzchniowy argillic, Bt

Cechy wyróżniające:

• tworzy się powyżej poziomu eluwialnego E

• nagromadzenie frakcji ilastej na przestrzeni pionowej 15-30cm

• gdy poziom E zawiera mniej niż 15% frakcji ilastej to poziom Bt musi zawierać jej o 3% więcej (E=10%, Bt=13%)

• gdy poziom E zawiera >40% frakcji ilastej to poziom Bt conajmniej o 8% więcej tej frakcji

• powstanie agregatów pokrytych otoczkami ilastymi

Charakterystyczny dla gleb płowych

Poziom podpowierzchniowy siceric (gr. sideros - żelazo), Bv

• występowanie w glebach o uziarnieniu piasków luźnych i słabogliniastych

• barwa rdzawa od tlenków żelaza

• słaba struktura lub jej brak

Występują w glebach rdzawych

Systematyka gleb - jest to dział gleboznawstwa zajmujący się klasyfikowaniem i porządkowaniem gleb wg. kryteriów przyrodniczo-genetycznych. Systematyka gleb Polski została opracowana przez Polskie Towarzystwo Gleboznawstwa w 1989r. Oparta jest na kryteriach przyrodniczych, które uwzględniają genezę i rozwój gleb zachodzący pod wpływem procesów geologicznych i glebotwórczych oraz działalności gospodarczej człowieka.

...

Ewolucja gleb zależy od:

• strefy roślinno-klimatycznej

• stosunków wodnych

• ukształtowania terenu

• lokalnych warunków ekologicznych

• utworów macierzystych

Na podstawie kryteriów genetycznych wydzielono następujące jednostki:

• dział |

• rząd | w zależności od wpływu czynników glebotwórczych

• typ | i procesów glebotwórczych

• podtyp |

• rodzaj | pochodzenie skały macierzystej

• gatunek |

Def: dział, rząd, typ gleby, podtyp gleby, rodzaj gleby -> skrypt

Dział I - Gleby litogeniczne

Główny czynnik glebotwórczy - skała macierzysta i jej skład min. i granulometryczny wpływa na budowę oraz właściwości gleby.

Rząd: IA - gleby mineralne bezwęglanowe słabo wykształcone

IB - gleby wapniowcowe o różnym stopniu rozwoju

I A - gleby mineralne bezwęglanowe słabo wykształcone

Rząd ten obejmuje gleby w początkowej fazie rozwoju.

Budowa profilu glebowego: (A) C - R gleba inicjalna

(A) C - C gleba inicjalna

A C - C gleba słabo wykształcona

Materiał glebowy tworzy się głównie pod wpływem wietrzenia fizycznego. Części mineralne powstałego utworu są słabo powiązane z materiałem organicznym (A) - inicjalny poziom próchnicy.

Typy: I A1 - gleby inicjalne skaliste (litosole)

I A2 - gleby inicjalne luźne (regosole)

I A3 - gleby inicjalne ilaste (pelosole)

I A4 - gleby bezwęglanowe słabo wykształcone ze skał masywnych (rankery)

I A5 - gleby wykształcone ze skał luźnych (arenosole)

IA1 - gleby inicjalne skaliste (litosole)

Termin „litos” pochodzi od gr. lithos - kamień. Należą tu:

• gleby wytworzone in situ z różnych niewęglanowych skał masywnych

• profil bardzo płytki o budowie: (A) C - R

• zwietrzelina nie przekracza 10cm

• różny stopień zakwaszenia

• poziom (A) C zawiera znaczne ilości odłamków skał macierzystych i bardzo mało próchnicy

• poziom (A) C zalega bezpośrednio na litej skale - R

Pokrywę roślinną tworzą zespoły zbiorowisk naskalnych lub muranowych (skucina i kostrzewa miękka, trzcinnik owłosiony, pojedyncze okazy świerku, sosny lub kosówki)

I A2 - gleby inicjalne luźne (regosole)

Gr. reghos - niewypełniony. Należą tu gleby początkowego stadium rozwojowego, wytworzone za żwirów i piasków wydmowych...

WYKŁAD NR 10

07.05.10.

Dział I - Gleby litogeniczne

Główny czynnik glebotwórczy: skała macierzysta i jej skład mineralogiczny i granulometryczny wpływa na budowę profilu.

I A4 Gleby bezwęglanowe słabo wykształcone ze skał masywnych (rankery).

Gleby słabo zróżnicowane morfologicznie wytworzone głównie z granitów, gnejsów, niektórych piaskowców.

• Budowa morfologiczna: O - AC - C - R

• Poziom AC miąższości 10 - 30 cm z reguły kamienisto - rumoszowy

• Odczyn kwaśny lub bardzo kwaśny (pH < 5)

• W poziomie organicznym próchnica typu mor

Występowanie: najczęściej w piętrze kosodrzewiny lub bór górnoreglowy

Podtypy gleb:

• Rankery właściwe: O - AC - C - R

• Rankery brunatne: O - A - Bbr - C

Występują w piętrze regla dolnego oraz na terenach wyżynnych, tworząc się ze skał zasobnych w glinokrzemiany.

• Rankery bielicowe: O - AE - Bc - C

• Występują w piętrze regla górnego i piętrze kosodrzewiny i tworzą sieze skał ubogich w glinokrzemiany.

W poziomach Bbr i Bc ponad 50% szkieletu oraz obecność okruchów skał w poziomach powierzchniowych.

I A5 Gleby słabo wykształcone ze skał luźnych (arenosole) - łac. `arena' - piasek, wytworzone głównie z pisaku.

• Budowa morfologiczna: A - C lub AC

• Poziom A miąższości 10 - 30cm bezpośrednio na skale macierzystej

• Odczyn najczęściej kwaśny

• Jeśli użytkowany rolniczo to poziom Ap a pod nim piasek

I B - Gleby wapniowcowe o różnym stopniu rozwoju

• Wytworzone ze skał węglanowych (wapienie, margle, dolomity), siarczanowych (gips) oraz skał zasobnych w węglan wapnia

• Właściwości biologiczne i fizykochemiczne tych gleb są uwarunkowane zasobnością skały macierzystej w wapń i magnez oraz odporności skały na procesy wietrzenia

Typy: I B1 rędziny

I B2 Prarędziny

Rędziny są glebami międzystrefowymi, dominujący składnik w powstawaniu - skała macierzysta.

Skała macierzysta rędzin stanowi zwietrzelina skał węglanowych różnych formacji geologicznych oraz skał siarczanowych.

Przeważnie są to rędziny mieszane, w których obok zwietrzelin skał węglanowych występują domieszki innego pochodzenia.

• Budowa profilu: ACca - Cca - R

• Burzenie z HCl

• Odczyn zasadowy (w poziomie A przeważnie obojętny)

• Duże lub pełne wysycenie kompleksu sorpcyjnego katio0nami o charakterze zasadowym

• Węglany aktywne Ca(CO₃)₂ wpływają na szybki rozkład świeżej substancji organicznej i przebieg procesów mineralizacji

• Próchnica słodka wysycona jonami Ca²⁺ i Mg²⁺

• trwała struktura agregatowa

• bardzo różny skład granulometryczny

Rędziny siarczanowe charakteryzują nieco innymi właściwościami niż rędziny węglanowe.

• Skała gipsowa łatwiej ulega wietrzeniu

• Niższa wartość pH

• Mniejszy stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi

Podtypy:

• Rędziny inicjalne: ACca - Cca - R (ACca do 10cm)

• Rędziny właściwe: ACca - Cca - R (ACca 10 - 30cm)

• Rędziny czarnoziemne: Aca - Acca (Aca - Acca >30cm) w poziomie A >3% próchnicy

• Rędziny brunatne: Aca - Bbrca - Cca (Aca do 30cm)

• Rędziny próchniczne górskie: O - A - Cca - R; poziom O - A 30 - 70cm; zawartość substancji organicznej >6% powiązana z częścią mineralną

• Rędziny but winowe górskie: O - Acca - Cca - R kwaśny poziom organiczny o miąższości 5cm z materią organiczną słabo zhumifikowaną.

Rodzaje:

• Rędziny węglanowe wytworzone z wapieni i magli trzeciorzędowych:

- kredowe

- jurajskie

- triasowe, dewońskie, permskie

- prekambryjskie

- siarczanowe (gipsowe)

Na podstawie miąższości zwietrzeliny wyróżnia się:

• Rędziny płytkie do 25cm

• Rędziny średnio głębokie 25 - 50cm

• Rędziny głębokie 50 - 100cm

• Rędziny bardzo głębokie >100cm

Rozmieszczenie rędzin:

• Rędziny kredowe: okolice Chełma, Tomaszowa Lubelskiego, Niecka Nidziańska, okolice Pińczowa, Opola

• Rędziny jurajskie: obszar Jury Krakowsko - Częstochwskiej

• Rędziny triasowe, dewońskie, permskie: okolice Kielc, Kęcin

• Rędziny prekambryjskie: Kotlina Kłodzka

Powierzchnia rędzin 0,75% Polski, co stanowi 1,54% gruntów ornych.

Dział II - Gleby autogeniczne

Gleby tworzące się pod wpływem czynników glebotwórczych bez wyraźnego wpływu jednego z nich.

W dziale gleb autogenicznych wyróżnia się następujące rzędy:

• IIA Gleby czarnoziemne

• IIB Gleby brunatnoziemne

• IIC Gleby bielicoziemne

Rząd IIA - Gleby czarnoziemne

Czynniki glebotwórcze:

• Klimat kontynentalny (w Polsce w strefie przejściowej)

• Roślinność: łąkowo - stepowa, leśno - stepowa o znacznym wpływie roślinności lasów liściastych

• Skała macierzysta - less

Geneza:

• Dominacja procesów biologicznych nad wietrzeniem fazy mineralnej

• Znaczny dopływ substancji organicznej

• Szybki rozkład i humifikacja substancji organicznej

Cechy i właściwości:

• Duża miąższość poziomu A barwy czarnej lub ciemnoszarej (A >40cm)

• Zasobne w związki próchniczne ~3%

• Próchnica słodka wysycona kationami Ca²⁺ i Mg²⁺

• Przewaga kwasów humusowych nad fulwowymi

• Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym 76,5%

• Węglan wapnia przeważnie w głębi profilu

Typy: II A1 Czarnoziemy

Głównie próchniczne, strefowe. W Polsce gleby reliktowe.

• Klimat: opad 400 - 500mm, gorące lato 25 - 30°C

• Roślinność: trawy kredofilne i inne wapniolubne

• Proces mineralizacji dominuje nad wietrzeniem fazy mineralnej i przemieszczaniem produktów wietrzenia

Czarnoziemy wytworzyły się w holocenie:

• Okres borealny

• Okres atlantycki

• Okres subborealny

• Okres subatlantycki

Podtypy:

• Czarnoziemy niezdegradowane

• Czarnoziemy zdegradowane

Cechy i właściwości czarnoziemów niezdegradowanych:

• Budowa profilu: A - AC - Cca A - AC - C - Cca

• Poziom próchniczny (mollic) ok. 70cm

• Zawartość próchnicy od 3 do 4%

• Próchnica słodka wysycona kationami Ca i Mg

• Węglan wapnia występuje na powierzchni lub ba głębokości ~40cm

• Struktura gruzełkowa

• Odczyn poziomu A lekko kwaśny, obojętny lub zasadowy

• Stopień wysycenia V=70% i wzrasta w głąb

• Właściwe stosunki powietrzno - wodne

• Odpowiednia przewiewność i przepuszczalność

• Poziom C zawiera węglan w postaci rozproszonej lub konkrecji

Cechy i właściwości czarnoziemów zdegradowanych:

• Budowa profilu: A - Abbr - Bbr -C

• Poziom próchniczny ok. 40cm

• Zawartość próchnicy ~2%

• Węglan wapnia w dolnej części profilu >80cm lub brak

• Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym V=50 - 60%

• Właściwe stosunki powietrzno - wodne

• Odpowiednia przewiewność

• Zachodzą procesy brunatnienia i wykształca się poziom Bbr

WYKŁAD NR 11

14.05.10.

Rząd II - Gleby brunatnoziemne

Czynniki glebotwórcze:

• Klimat umiarkowany oceaniczny (atlantycki) lub umiarkowany kontynentalny

• Roślinność: lasy liściaste i mieszane

• Skała macierzysta: utwory różnego pochodzenia geologicznego i uziarnienia, zawierające dużo glinokrzemianów i często zasobne w węglan wapnia

Geneza:

• Intensywne wietrzenie fizyczne i chemiczne

• Rozpuszczanie i wymywanie węglanów

• Wietrzenie minerałów pierwotnych i tworzenie się wtórnych minerałów ilastych

• Uwalnianie półtoratlenków Fe i Al

• Segregacja i uwalnianie wolnych tlenków żelaza

• Usuwanie produktów przemian substancji organicznej

* Uwalniane w procesie wietrzenia tlenki Fe razem ze związkami organicznymi tworzą na ziarnach mineralnych barwne otoczki nadające barwę poziomowi wietrzenia.

* Powstają trwałe połączenia substancji organicznej ze związkami mineralnymi w postaci kompleksowych żelazisto - próchniczno - ilastych.

* Wolne formy Fe oraz minerałów ilastych występują kiedy:

• nie są przemieszczane w głąb profilu

- gromadzą się w poziomie cambic - Bbr - w glebach brunatnych

• są przemieszczane w głąb profilu

- gromadzą się w poziomie argillit - Br w glebach płowych

Cechy i właściwości:

• próchnica typu mull lub mull - moder

• są biologicznie czynne, szybki proces humifikacji i mineralizacji substancji organicznej

• odczyn oraz stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym waha się w dosyć szerokich granicach w zalezności od skały macierzystej oraz ilości opadów

• w razie nadmiernej wilgotności może wystąpić oglejenie w danej części profilu

Typy:

• II B1 Gleby brunatne właściwe

• II B2 Gleby brunatne kwaśne

• II B3 Gleby płowe (lessiv'es)

Typ II B1 Gleby brunatne właściwe

• Powstają z różnych utworów macierzystych bogatych w zasady pod lasami liściastymi

• Charakteryzują się płytkim wymyciem węglanów (nie głębiej niż 60 - 80cm)

• Brak przemieszczania się lub słabe przemieszczanie frakcji ilastej oraz wolnego Al I Fe

• Poziom próchniczny 20 - 30cm barwy szarej lub brunatnoszarej

• Zawartość próchnicy 2 - 3%

• Odczyn lekko kwaśny do obojętnego (pH 5 - 7,2)

• Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym V=30 -60% lub >60%

• Poziom diagnostyczny cambie Bbr (brunatnienia)

Podtypy:

1. gleby brunatne typowe: O - A - Bbr - Cca

2. gleby szarobrunatne: O - A - Abbr - BbrCca

3. gleby brunatne oglejone: O - A - Bbrg - Ccag

4. gleby brunatne wyługowane: O - A - Bbr(t, fe) - Bbr - C - Cca

* w glebach leśnych występuje poziom O, który tworzy ściółka leśna typu mull lub mull - moder (drzewa liściaste z przewagą buka)

* w glebach uprawnych pierwszym poziomem genetycznym jest poziom Ap, pozostałe poziomy zgodnie z kolejnością występują w podtypach

II B2 Gleby brunatne kwaśne

• powstają ze skał ubogich w glinokrzemiany o uziarnieniu utworów piaszczystych i gliniastych, rzadziej pyłowych

• nie zawierają węglanów w całym profilu

• odczyn w całym profilu kwaśny lub bardzo kwaśny

• stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym V<30%

• zawierają duże ilości wolnego Fe i Al.

• Poziom diagnostyczny camble Bbr - silnie zakwaszony

Podtypy:

1. gleby brunatne kwaśne typowe: O - A - Bbr - C

2. aleby brunatne kwaśne bielicowe: O - A - AE - Bfeht - BbrC

3. gleby brunatne kwaśne glejowe: O - A - Bbrg - Cg

II B3 Gleby płowe

• wytworzyły się z utworów różnego pochodzenia pod lasami liściastymi i mieszanymi

• klimat: umiarkowany wilgotny (średnie temp roczne 6 - 8°C, opady 500 - 700mm rocznie)

Procesy płowienia polegają na:

• namywaniu węglanów i innych rozpuszczalnych soli

• częściowym wymywaniu wodorotlenków Fe i Al oraz bardzo ruchliwych form związków próchnicznych

• pionowym przemieszczaniu iłu koloidalnego, wolnego Fe i Al z poziomów wierzchnich w głąb profilu

• tworzeniu się teksturalnego (zwięzłego) poziomu wmycia Bt oraz nad nim leżącego o luźniejszym układzie i jaśniejszej barwie poziomu przemywania Fet

Cechy budowy:

• poziom próchniczny miąższości 15 - 20cm barwy szarej

• zawartość próchnicy poniżej 2%

• poziom E o małej zawartości frakcji koloidalnej, barwy jasnożółtej, słabo strukturalny

• poziom Bt wzbogacony w ił koloidalny i związki Fe, teksturalny, barwy brunatnej i strukturze pryzmatycznej

• w poziomie skały macierzystej występują węglany

• odczyn lekko kwaśny, kwaśny w wierzchniej części profilu, w głębszych częściach profilu obojętny

• stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym zróżnicowany w profilu: poziomy A i E 20 - 60%, Bt >70%

• poziomu diagnostyczne: Lubic - Eet, argillit - Bt

Poziom agrillic Bt - charakterystyczny dla gleb płowych

• poniżej poziomu eluwialnego

• nagromadzenie frakcji ilastej

Podtypy:

• gleby płowe typowe: O - A - Eet - Bt - C lub Cca

• gleby płowe zbrunatniałe: O - A - Bbr - Eet - Bt - C

• gleby płowe bielicowe:

• gleby płowe opadowo glejowe:

• gleby płowe gruntowo glejowe:

• gleby płowe z poziomem argic:

• gleby płowe zaciekowe:

II C Gleby bielicoziemne

Czynniki glebotwórcze:

• klimat: umiarkowany chłodny, wilgotny (>1000mm opadów rocznie, średnia temp roczna ok. 1°C)

• roślinność: w terenach nizinnych bory świeże i mieszane w górach bory jodłowo - świerkowe, świerkowe

• skała macierzysta: skały ubogie w składniki o charakterze zasadowym (piaski różnej genezy, zwietrzeliny skał magmowych kwaśnych - granit, zwietrzeliny gnejsów i piaskowców o spoiwie krzemionkowym

Geneza:

• intensywne wietrzenie i rozkład minerałów pierwotnych (uwalnia się krzemionka, wodorotlenki Fe i Al, mogą tworzyć się minerały ilaste, ale szybko ulegają destrukcji)

• gromadzenie dużej ilości substancji organicznej w postaci ściółki na powierzchni gleby (tworzenie się dużej miąższości poziomu organicznego)

• przemywny wpływ gospodarki wodnej

• wypłukiwanie z poziomu O ruchliwych kwasów humusowych (fulwowych) pod wpływem silnie zakwaszonej wody opadowej

• tworzenie łatwo rozpuszczalnych kompleksowych połączeń kwasów humusowych z jonami Fe i Al w górnej mineralnej części profilu

• przemieszczanie się tych połączeń w głąb profilu, gdzie ulegają wytrąceniu tworząc poziom eluwialny B (spodic)

Cechy i właściwości:

• skała macierzysta przepuszczalna, uboga w składniki pokarmowe dla roślin

• bardzo mała ilość minerałów ilastych lub ich brak

• silne zakwaszenie w całym profilu

• niska pojemność sorpcyjna i bardzo mała zdolność buforowa

• małej miąższości poziom próchniczny lub jego brak

• próchnica kwaśna i wysycona jonami wodoru

Typy:

• II C 1. Gleby rdzawe - tworzą się w wyniku procesu rdzawienia

• II C 2. Gleby bielicowe - tworzą się w procesie bielicowienia

• II C 3. Bielice - w procesie bielicowania

II C 1. Gleby rdzawe

Powstają z silnie przepuszczalnych piasków luźnych lub słabo gliniastych pod kwasolubnymi zbiorowiskami boru mieszanego sosnowo - dębowego lub kwasowego zbiorowiska lasu mieszanego bukowo - dębowego.

Gleby rdzawe tworzą się w wyniku procesu rdzawienia, który polega na powstawaniu nieruchliwych połączeń kompleksowych próchnicy z półtoratlenkami. Uwalniające się za pomocą wietrzenia minerałów pierwotnych Duże ilości wolnego Fe i Al nie związanego próchnicą tworzą rdzawe otoczki na ziarnach mineralnych.

Cechy i właściwości:

• Budowa profilu O - ABv - Bv - C

• Małej miąższości poziom organiczny (kilka cm)

• Typ próchnicy: moder; miąższość poziomu ABv ok. 20cm

• Odczyn kwaśny lub bardzo kwaśny (pH = 3 - 5)

• Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym 20 - 30%

• Poziom diagnostyczny rdzawy Bv (siderie)

Podtypy:

• Gleby rdzawe właściwe O - Abv - Bv - C

• Gleby brunatno - rdzawe O - Abv -

• Gleby bielicowo - rdzawe

Ze względu na małą przydatność rolniczą w uprawie rolniczej niewykorzystywane.

II C 2. Gleby bielicowe

Cechy i właściwości:

• Budowa profilu O - A - Ees - Bhfe - C

• Poziom organiczny miąższości ok. 15cm tworzy próchnica nadkładowa typu mor

• Poziom próchniczny o miąższości poniżej 10cm

• Poziom eluwialny Ees (albie) barwy szarobiałej lub jasno - popielatej o różnej miąższości w zależności od intensywności procesu bielicowienia

• Poziom diagnostyczny iluwialny Bhfe (spodic) wykazuje pewien stopień scementowania, barwy krwawo - brunatno - rdzawej

• Odczyn bardzo kwaśny w całym profilu

• Stopień wysycenia kompleksy sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym poniżej 20%

• Skała macierzysta: piaski luźne, piaski słabo gliniaste

Podtypy:

• Gleby bielicowe właściwe - o cechach i właściwościach jak wyżej

Gleby bielicowe są rolniczo bardzo mało przydatne.

II C 3. Bielice

Cechy i właściwości:

• Budowa profilu O - Ees - Bh - Bfe - C

• Poziom organiczny ok. 35cm

- Ol - surowinowy (mało zmienione resztki ściółki)

- Of - butwinowy (ciemnobrunatne rozdrobnione i częściowo rozłożone resztki roślin, poprzerastane korzeniami roślin i strzępkami grzybni)

- Oh - epihumusowy (barwy brunatno - czarnej lub czarnej z silnie rozłożonymi resztkami roślin i z dużym udziałem próchnicy bezpostaciowej zmumifikowanej, poprzerastanej korzeniami)

• Brak poziomu próchniczego lub jest bardzo słabo wykształcony (A)

• Poziom eluwialny Ees (albic) miąższości od kilku do kilkudziesięciu cm, barwy szarobiałej

• Poziom diagnostyczny iluwialny Bhfe (spodic) zwięzły, silnie scementowany kompleksowymi połączeniami Al i Fe z kwasami próchnicznymi (głównie fulwowymi) tworzącymi orsztyn

• Odczyn bardzo kwaśny w całym profilu

• Stopień wysycenia kompleksy sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym poniżej 10%

• Skała macierzysta: piaski luźne, wydmowe lub silnie przemyte i przesortowane piaski dalekiego transportu wodnego w górach

• Zwietrzelina granitów i gnejsów

Podtypy:

• Bielica właściwa - o charakterze i właściwościach jak wyżej

Gleby wyłącznie leśne i nie nadają się pod uprawę.

Dział III Gleby semihydrogeniczne

Do tego działu należą gleby, które kształtują się w warunkach okresowego silnego uwilgotnienia.

Wilgotność spowodowana jest:

- wysokim poziomem wód gruntowych

- stagnowaniem wód opadowych na nieprzepuszczalnym podłożu

Obejmuje ono dolną i środkową część profilu glebowego, gdzie w warunkach beztlenowych zachodzą procesy glejowe.

Rzędy: III A Gleby glejobielicoziemne

III B Czarne ziemie

III C Gleby zabagniane

Czarne ziemie

- klimat: umiarkowany oceaniczny lub kontynentalny

- roślinność: łąkowa przy udziale roślinności bagiennej lub siedliska leśne olszowo - jesionowe, wilgotne i silnie wilgotne

- skała macierzysta: utwory mineralne zasobne w CaCO₃ i części ilaste (gliny margliste, utwory pyłowe i iły; rzadziej piaski gliniaste będące pod wpływem oddziaływania wód gruntowych zasobnych w wapń).

Czarne ziemie powstawały na obszarach płaskich obniżeń, na starych tarasach

Geneza:

• Akumulacja materii organicznej w warunkach dużej wilgotności w powierzchniowej części profilu

• Przemiana substancji organicznej w związki próchniczne

• Tworzenie połączeń kwasów humusowych wysyconych wapniem i iłem koloidalnym i powstanie związków organiczno - mineralnych

• Rozwój procesów glejowych w dolnej części profilu glebowego

Typ: czarne ziemie

Cechy i właściwości:

• Budowa profilu A - Cca - G

• Poziom próchniczny ponad 40cm barwy czarnej lub ciemnoszarej

• Zawartość próchnicy ponad 2 - 6%

• Próchnica słodka wysycona Ca i Mg

• Struktura gruzełkowata

• Odczyn obojętny lub alkaliczny

• Węglan wapnia w środkowej części profilu lub głębiej

• Oglejenie w poziomie skały macierzystej

• Poziomem diagnostycznym jest poziom mollic

Podtypy:

1. czarne ziemie glejowe O - Aa - G

2. czarne ziemie właściwe Ap - Aa - Cca - G

3. czarne ziemie zbrunatniałe Ap - Aa - Abbr - Bbr - Cca - G

4. czarne ziemie wyługowane Ap - Aa - AC - G

5. czarne ziemie zdegradowane (szare) Ap - Aa - Bbr - G

6. czarne ziemie murszaste Ae - Cca - G

Czarne ziemie należą do gleb zasobnych w składniki pokarmowe, są urodzajne i przeważnie użytkowane rolniczo.

Dział IV Gleby hydrogeniczne

Do działu gleb hydrogenicznych zalicza się gleby, które powstają z utworów mineralnych lub organicznych pod wpływem warunków wodnych środowiska. W powstaniu tych gleb biorą udział zjawiska sedentacji, sedymentacji i decesji, kształtowanymi przez wodę.

• sedentacja - polega na osadzaniu się utworów mineralnych i organicznych na miejscu ich występowania

• sedentacja organiczna - zachodzi wówczas, gdy na powierzchni określonego podłoża powstaje i odkłada się nowy organiczny utwór glebowy

Sedentacja może zachodzić także pod wodą, a rozłożona całkowicie lub częściowo materia organiczna pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego nosi nazwę detrytusu.

• Sedentacja mineralna - przebiega w środowisku wodnym przy niedoborze dwutlenku węgla, na skutek chemicznego wytrącania związków mineralnych, głównie CaCO₃

• Sedymentacja - polega na osadzaniu transportowanego materiału przez wodę lub wiatr

Materiałem transportowanym przez wodę jest najczęściej zawiesina mineralna.

Sedentacja i sedymentacja stanowią akumulacyjną fazę rozwoju gleb hydrogenicznych.

Proces powstawania i gromadzenia hydrologicznych utworów glebowych nosi nazwę procesu bagiennego.

Z materii organicznej powstaje: humus, włókno roślinne, detrytus. Z materii mineralnej powstają utwory podłoża.

• Decesja - faza ta występuje wówczas, kiedy w glebach hydrogenicznych ich uwodnienie zostanie zmniejszone lub przerwane na skutek obniżenia się poziomu wód gruntowych.

Organiczne składniki gleby ulegają procesom humifikacji i mineralizacji, zmienia się ich struktura oraz właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne, co prowadzi do powstania murszu.

Gleby hydrologiczne są składnikami ekosystemów łąkowych i częściowo leśnych.

W dziale gleb hydrologicznych wyróżnia się:

Rzędy: IV A Gleby bagienne

IV B Gleby pobagienne

W procesie bagiennym tworzą się:

• utwory próchniczne (h) - utwory podłoża wraz z humusem tworzą kompleksy organiczno - mineralne

• utwory torfiaste (e) - utwory mineralne oraz humus z domieszką włókna roślinnego

• torf (t) - włókno roślinne i humus z niewielką domieszką substancji mineralnej, głównie CaCO₃

• muł (m) - humus i osady mineralne, niekiedy z domieszką CaCO₃

• namuł (n) - osady mineralne z domieszka humusu i niekiedy z domieszką CaCO₃

• gytia (gy) - detrytus (bezpostaciowa masa powstała z całkowicie lub częściowo rozłożonej substancji organicznej pochodzenia roślinnego i zwierzęcego - planktonu, osadów mineralnych i CaCO₃ w różnej proporcji)

Na podstawie zawartości masy organicznej w wymienionych utworach glebowych dzieli się je na:

- mineralne właściwe do 3% materii organicznej

- mineralne próchniczne 3 - 10% materii organicznej

- mineralno - organiczne 10 -20 % materii organicznej

- organiczne >20% materii organicznej

Na podstawie miąższości warstwy utworu organicznego w przypowierzchniowej (stopowej) części profilu wyróżnia się:

- gleby mineralne - warstwa organiczna do 10cm

- gleby mineralno - organiczne - warstwa organiczna 10 - 30cm

- gleby organiczne - warstwa organiczna >30cm

Rząd IV Gleby bagienne

Rząd ten obejmuje gleby charakteryzujące się czynnym procesem gromadzenia osadów organicznych w warunkach anaerobiozy.

Proces bagienny może przebiegać w 2 odmianach:

• jako proces mułotwórczy (błotny) - przy zmniejszonej anaerobiozie z okresowym występowaniem warunków tlenowych, co prowadzi do powstania mułów lub utworów torfiastych

• jako proces torfotwórczy - przewaga anaerobiozy, w warunkach beztlenowych tworzy się torf

Proces bagienny, jako czynny proces torfo- lub mułotwórczy zachodzi w warstwie przypowierzchniowej. Głębiej w profilu zalega materiał glebowy nie podlegający przemianie chyba, że zmienią się stosunki wodne.

Czynny proces bagienny zaznacza się symbolem P:

- warstwy organiczne - O

- podłoże mineralne - D

- ogólny zapis profilu - PO - O - D

Typy: IV A 1. Gleby mułowe

IV A 2. Gleby torfowe

IV A 1. Gleby mułowe POm - Om - D

Występują na obszarach okresowo lub stale zalewowych.

Powstają w warunkach okresowej areacji (natlenienia) stymulującej proces humifikacji materii organicznej pochodzenia roślinnego.

Intensywne procesy biologiczne i wysoka torficzność przepływającej wody zalewowej przyczyniają się do produkcji i gromadzenia dużej ilości biomasy szybko ulegającej rozkładowi.

Muł charakteryzuje się małą ilością niezmumifikowanego włókna roślinnego oraz znaczną ilością osadzonej zawiesiny mineralnej, tworzącej z humusem związki organiczno - mineralne.

Powierzchnia gleb mułowych jest nierównie ukształtowana, często zakrzaczana.

IV A 2. Gleby torfowe

Gleby te powstają w ekosystemach bagiennych w warunkach trwałej anaerobiozy sprzyjającej wytwarzaniu i akumulacji torfu.

Torf narasta stopniowo w wyniku corocznego odkładania się części rozłożonych szczątków hydrofilowej roślinności torfotwórczej, stanowiącej utwór macierzysty gleb.

Składniki torfu:

- substancja organiczna - mniej lub bardziej rozłożone szczątki roślin

+ bituminy

+ kwasy organiczne i ich sole

+ celuloza i lignina

- substancje mineralne

+ tlenki metali uwalniane w procesie mineralizacji (SiO₃, P₂O₅, K₂O, CaO, MgO, Fe₂O₃)

+ namuły nanoszone przez wodę lub wiatr

Proces przekształcania podziemnych i nadziemnych części roślin zachodzący w warunkach beztlenowych przy współudziale mikroflory nazywany jest procesem torfotwórczym. Na przebieg procesu torfotwórczego wpływają warunki środowiskowe oraz skład gatunkowy zbiorowisk roślinnych występujących na torfowiskach.

Gleby torfowe tworzą się z torfów różnych typów torfowisk, w których:

• aktualnie zachodzi proces bagienny i panują warunki sprzyjające tworzeniu się torfu

• proces bagienny został przerwany z przyczyn maturalnych lub sztucznych, ale powierzchniowa warstwa zachowuje charakterystyczną dla utworów torfowych strukturę włóknistą i gąbczastą lub kawałkową

Podział gleb torfowych na podtypy opiera się na zróżnicowaniu naturalnych torfowisk wynikających z żyzności siedlisk:

Podtypy:

1. gleby torfowe torfowisk niskich

2. gleby torfowe torfowisk przejściowych

3. gleby torfowe torfowisk wysokich

Gleby torfowe torfowisk niskich: POtni - Otni - D

Potni - Otni

Powstają pod wpływem płytko występujących wód gruntowych oraz w miejscach dopływu i nagromadzenia się wód powierzchniowych.

Wody te wzbogacone w sole mineralne różnego rodzaju namuły są w miarę natlenione, co zapewnia rozwój roślinności zielnej, szuwarowo - turzycowej, olszy, brzozy, wierzby.

Wg składu botanicznego zbiorowisk torfotwórczych wyróżnia się:

1. szuwarowe (blisko koryta cieku wodnego - najniżej położone tereny doliny)

2. turzycowiskowe (wyższe tarasy, doliny rzeczne w dalszej odległości)

3. olesowe (obrzeża dolin rzecznych)

4. mechowiskowe (kształtują się niezależnie od dolin rzecznych)

Torfy szuwarowe

Torfy turzycowiskowe

Torfy olesowe

Torfy mechowiskowe

WYKŁAD NR? 28.05.10.

Dział V Gleby napływowe

Powstają w wyniku erozyjno - sedymentacyjnej działalności wód ze spływów powierzchniowych i rzecznych.

Wody te transportują cząstki glebowe rozmywanych utworów glebowych i osadzają je w miejscach, gdzie zmniejsza się energia przepływu.

Podczas transportu następuje segregacja przenoszonego materiału wg wielkości i masy cząsteczek.

Bliżej przepływającej wody osadzają się ziarna grubsze, a i wolniejszy jest przepływ i dalej do głównego nurtu, osadzają się części drobniejsze.

Wody rzeczne transportują także materiał rozmyty w wyniku erozji rzecznej, bocznej i dennej nurtu rzecznego.

Osady ze zmywów deluwialnych oraz przesortowane przez wody rzeczne aluwia, a także namuły morskie osadzane w zatokach są utworami macierzystymi gleb napływowych.

V A Gleby aluwialne

Tworzą się w okresach przyboru wody. Unoszone są wówczas znaczne ilości zawiesiny a gdy wody występują z brzegów i zalewają dolinę osadzają naniesiony materiał glebowy.

Części grubsze osadzają się bliżej koryta a materiał drobniejszy transportowany jest dalej i osiada w rozwidleniach nadrzecznych.

Przy ujściach wielkich rzek tworzą się osady delt.

Typy: V A 1. Mady rzeczne

V A 2. Mady morskie

Mady rzeczne wyścielają współczesne taras zalewowe i osady delt.

Podtypy:

1. mady właściwe A - AC - G

2. mady próchniczne A - AC - CG

3. mady brunatne A - Bbr - C

Cechy i właściwości:

• budowa warstwowa profilu

• miąższość warstw waha się od kilku mm do kilkudziesięciu cm

• warstwy zróżnicowane pod względem uziarnienia i pod względem intensywności zabarwienia (jaśniejsze mineralne, ciemniejsze warstwy próchniczne)

• zawartość próchnicy 1 - 6%

• w dolnej części profilu często pojawia się oglejenie

• odczyn zwykle obojętny lub zasadowy

• przeważająca ilość warstw o zbliżonym składzie granulometrycznym pozwala określić gatunek mady

Gatunki mad:

1. mady bardzo lekkie - do 10% części spławianych

2. mady lekkie - 11 - 20% części spławianych

3. mady średnie - 21 - 35% części spławianych

4. mady ciężkie - 36 - 50% części spławianych

5. mady bardzo ciężkie - >50% części spławianych

Mady bardzo lekkie oraz ciężkie i bardzo ciężkie użytkowane są przeważnie jako łąki i pastwiska. Mady lekkie i średnie próchniczne i brunatne użytkowane są ako grunty orne.

Ogólna powierzchnia: ponad 180000ha

Dział VII Gleby antropogeniczne

Tworzą się pod wpływem intensywnej działalności człowieka.

Naturalny układ czynników środowiska ulega przeobrażeniu:

1) w kierunku dodatnim:

- wzbogacenie w próchnicę

- podnoszenie żyzności gleby

Powstają gleby zaliczane do rzędu gleb kulturoziemnych.

2) w kierunku ujemnym:

- zniekształcenie cech morfologicznych

- deformacja powierzchni gleby

- dewastacja znacznych obszarów

- zmiana stosunków wodnych

powstają gleby zaliczane do rzędu gleb industrio- i urbanoziemnych.

Rząd VII A Gleby kulturoziemne

• wieloletnie intensywne nawożenie organiczne (komposty, torf, odpady z gospodarstw domowych, obornik, gnojówka, itp.)

• intensywne nawożenie mineralne, wapnowanie

• głęboka uprawa mechaniczna

• wprowadzenie warstw obcego materiału do profilu glebowego

• zabiegi agromelioracyjne (nawadnianie)

Zabiegi te oddziałują na w przypowierzchniowej warstwie profilu glebowego. Pierwotne poziomy ulegają całkowitemu przeobrażeniu i gleba nabiera cech wyjątkowo korzystnych z punktu widzenia żyzności i produkcyjności.

• Poziom akumulacyjny osiąga 40 -60cm

• Wysoka zawartość próchnicy

• Znaczna zasobność w składniki pokarmowe głównie fosfor i wapń

• Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym powyżej 50%

• Trwała struktura gruzełkowata

• Właściwy układ stosunków powietrzno - wodnych

W rzędzie kulturoziemnych wyróżnia się:

Typy: VII A 1. Hortisole

Są to gleby ogrodowe. Poziom próchniczny sztucznie kształtowany przez człowieka za pomocą zabiegów agrotechnicznych. W wyniku przeprowadzonych zabiegów zmienia się bio - organiczno - mineralny skład gleby.

Gleby te są morfologicznie podobne do czarnoziemów lub czarnych ziem, ale są one pochodzenia antropogenicznego.

VII A 2. Rigosole (gleby regulówkowe)

Gleby typologicznie przeobrażonymi wskutek regulówki lub głębokiej uprawy mechanicznej, bądź wprowadzenia warstw obcego materiału do profilu glebowego. Zabiegi te zmieniają właściwości morfologiczne i biofizyko - chemiczne wyjściowego profilu glebowego. Pierwotne następstwo poziomów ulega zniekształceniu lub przeobrażeniu pod wpływem świadomej działalności człowieka. Rigosole dzieli się wg typologii pierwotnej gleby wyjściowej na popielicowe, pobrunatne, pomadowe itp.

Rząd: VII B. Gleby industrio- i urbanoziemne

Rząd ten obejmuje utwory glebowe przeobrażone wskutek oddziaływania zabudowy przemysłowej i komunalnej, przemysłu, a w szczególności górnictwa głębinowego i odkrywkowego. Wspomniane czynniki wpływają na zmiany we właściwościach gleb, zniekształcają naturalne profile gleb, deformują powierzchnię a także dewastują.

Obok mechanicznego uszkodzenia gleb powstają ciągłe lub nieciągłe deformacje powierzchni na skutek podziemnej eksploatacji skał i górniczych robót przygotowawczych.

Zanieczyszczenia przemysłowe atmosfery wywołane emisją dymów, pyłów, lotnych popiołów zawierających szkodliwe związki chemiczne nie powodują widocznych zmian w morfologii profilu gleby, ale wpływają na zmiany we właściwościach chemicznych.

W rzędzie gleb industrio- i urbanoziemnych wyróżnia się cztery typy:

VII B 1. Gleby antropogeniczne o niewykształconym profilu

VII B 2. Gleby antropogeniczne próchniczne

VII B 3. Pararędziny antropogeniczne

VII B 4. Gleby antropogeniczne słone

VII B 1. Gleby antropogeniczne o niewykształconym profilu

Gleby powstające współcześnie, nie wykazujące morfologicznego zróżnicowania na poziomy genetyczne. Tworzą się one z materiału mineralnego nasypów, wyrobisk, zwałowisk i skarp. Zalicza się do nich również gleby głęboko przekopane i przemieszane.

VII B 2. Gleby antropogeniczne próchniczne

Gleby, których przeobrażenia związane są ściśle z działalnością człowieka. Występują one na obszarach aglomeracji miejskich, gdzie zostają przeobrażone w wyniku oddziaływania zabudowy przemysłowej i komunalnej oraz przemysłu. Mimo głębokiej warstwy próchnicznej są one przekształcone mechanicznie, chemicznie lub hydrologicznie.

VII B 3. Pararędziny antropogeniczne

Gleby, w których od powierzchni występują duże nagromadzenia węglany wapnia w wyniku działalności człowieka (>5% CaCO₃). Cecha charakterystyczną tych gleb na obszarach dużych aglomeracji miejskich jest nagromadzenie w nich gruzu lub pyłu wapiennego. Na obszarach górniczych pararedziny tworzą się ze skał klastycznych luźnych, które ulegają silnemu zanieczyszczeniu odłamkami skał węglanowych lub siarczanowych wydobywanych z kopalń. Tworzą wtedy gleby płytkie, często ze słabo wykształconym poziomem A.

VII B 4. Gleby antropogeniczne słone

Powstają w aglomeracjach miejskich w wyniku stosowania soli do zwalczania gołoledzi i odśnieżania ulic, a także wskutek zanieczyszczeń przemysłowych.

Występują w Inowrocławia a także nad brzegiem cieków odprowadzających słone wody dołowe z kopalni.

Po usunięciu czynnika zasalającego gleby te dość szybko ulegają odsoleniu.

---