WYKŁAD I

Gleboznawstwo

Dziedzina nauk przyrodniczych zajmująca się genezą i ewolucją, różnorodnością i rozmieszczeniem gleb na powierzchni Ziemi teraz i w przeszłości. Gleboznawstwo obejmuje również aspekty żyzności gleb, a także metodologii badań mikrobiologicznych, fizycznych i chemicznych, których celem jest podniesienie produktywności gleby.

Powstawanie gleb

Proces powstawania gleb rozpoczyna się od przemian zachodzących w skałach na powierzchni ziemi. W wyniku tych przemian powstaje gleba- złożony, dynamiczny twór przyrody, odznaczający się swoistymi cechami morfologicznymi oraz właściwościami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi umożliwiającymi rozwój roślin i zwierząt.

Skała, z której powstała gleba, stanowi jej podstawowe tworzywo (skała macierzysta).

Im młodsze gleby tym bardziej zbliżone są właściwościami do skały macierzystej. Ponadto wpływ skały macierzystej na właściwości gleby uzależniony jest od intensywności wietrzenia. Szybkość wietrzenia uzależniona jest od warunków klimatycznych oraz od budowy i stanu rozdrobnienia skały macierzystej.

Proces powstawania gleb może mieć różny przebieg w zależności od panującego układu czynników glebotwórczych, do których poza skałą macierzystą zalicza się:

• Klimat

• Organizmy żywe

• Ukształtowanie powierzchni

• Działalność człowieka

• Czas

Klimat określa w znacznym stopniu charakter wietrzenia oraz wpływa na kierunek procesów glebotwórczych. Do najistotniejszych składników klimatu należą opady, wilgotność oraz temperatura powietrza.

Wpływ klimatu na kształtowanie się i ewolucję gleb odzwierciedla się w budowie innych profilów.

Im klimat jest cieplejszy i wilgotniejszy, tym intensywniej przebiegają procesy glebotwórcze i tym łatwiej i szybciej ulegają przemianą gleby. Dlatego na obszarach podzwrotnikowych, ciepłych i wilgotnych, profile są dobrze wykształcone o dużej miąższości, natomiast w chłodnych obszarach arktycznych obserwuje się gleby o słabo wykształconych profilach.

Klimat wilgotny sprzyja wietrzeniu i powstawaniu minerałów ilastych z jednoczesnym ubożeniem w zasady górnych poziomów gleby, a wzbogaceniem w te związki poziomów dolnych.

W klimacie suchym wietrzenie obejmuje łatwo ulegające rozkładowi minerały zawierające sód. Odczyn w klimacie suchym jest przeważnie alkaliczny.

Na powstawanie i przemiany gleb wywierają wpływ wszystkie organizmy żywe.

Żywe organizmy

Fauna glebowa powoduje:

• Mieszanie materiału glebowego

• Wzbogacenie gleby w substancję organiczną

• Obieg składników pokarmowych

• Mineralizację substancji organicznej

• Stabilizację struktury

Roślinność z kolei przyczynia się do formowania zasadniczych cech profilów glebowych poza tym chroni powierzchnię skały przed działaniem deszczu i gradu nie dopuszczając do niszczenia struktury gruzełkowatej, wypłukiwania i unoszenia cząstek gleby przez wodę i wiatr.

Rzeźba terenu

Wyróżniamy następujące formy rzeźby terenu:

• Niziny- obszary rozpościerające się od 200- 300m n.p.m.

• Wyżyny- obszary wzniesione ponad 200-300m n.p.m.

• Góry- wysoko wzniesione części powierzchni ziemi mniej lub bardziej rozczłonkowane i odgraniczone od przyległych obszarów nizinnych lub wyżynnych. Wyróżniamy góry niskie do 500m, średnie do 1500m i wysokie o wysokości ponad 1500m.

Rzeźba stanowi pośredni czynnik glebotwórczy, może przyśpieszać lub opóźniać działanie innych czynników. Np. na stokach północnych mniejsza jest intensywność naświetlania i parowania oraz wietrzenie gdyż procesy chemiczne, fizyczne i biologiczne przebiegają wolniej niż na stokach południowych. Obok wystawy istotny wpływ na procesy powstawania i kształtowania się gleb ma nachylenie powierzchni terenu. Rzeźba terenu i związane z nią procesy erozyjne istotnie wpływają na kształtowanie się profilów glebowych.

Działalność człowieka

Zmiany wywołane działalnością człowieka mogą osłabiać lub wzmacniać naturalne procesy glebotwórcze. Np. zakładanie lasów iglastych na ubogich w krzemiany piaskach nasila proces bielicowania. W innych przypadkach obniżając poziom wód gruntowych w torfach powoduje osuszenie górnych warstw co prowadzi do wytworzenia się w ich profilach charakterystycznych poziomów i przejścia tych gleb do grupy gleb murszowych.

Osobne zagadnienie stanowi glebotwórcza działalność człowieka, której rezultatem są tzw. gleby antropogeniczne. Większość gleb ogrodniczych zaliczana jest właśnie do tej grupy.

Czas

Czas nie jest czynnikiem glebotwórczym, oznacza natomiast trwanie procesu powstawania i rozwoju gleby. Gleby podobnie jak żywe organizmy przechodzą swe stadia rozwojowe. Na kuli ziemskiej zarówno klimat jak i roślinność oraz gleby układają się strefowo. W oparciu o procesy glebotwórcze i właściwości gleb, eksperci FAO wyróżnili:

1. Gleby strefy tundrowej- zawierające mało próchnicy, azotu i fosforu. Plony roślin są niskie i wynoszą: ziemniaki 80-110 dt/ha; owies 12-15 dt/ha; żyto jare 14-17 dt/ha

2. Gleby bielicowe- występują w warunkach klimatu umiarkowanie chłodnego i umiarkowanie wilgotnego, mają na ogół mało składników pokarmowych i mało korzystne właściwości wodno- powietrzne. Wymagają intensywnego nawożenia, wapnowania i starannej oraz terminowej uprawy.

3. Brunatne gleby leśne- powstają w klimacie ciepłym, umiarkowanie wilgotnym. W Polsce wykorzystywane pod uprawy polowe i ogrodnicze.

4. Gleby szare leśne- powstają w klimacie kontynentalnym w strefie lasostepu, w pasie pomiędzy glebami bielicowymi, a czarnoziemami. Wymagają nawożenia organicznego i mineralnego.

5. Czarnoziemy- występują w klimacie kontynentalnym umiarkowanie suchym. Powstają z lessów i odznaczają się grubą warstwą próchniczą, nawet do 100cm. Łatwo erodują, plony obniża tylko niedobór wody

6. Gleby kasztanowe- spotykane w klimacie kontynentalnym, suchym i ciepłym, pomiędzy strefą czarnoziemów, a glebami pustynnymi. Poprawić można je przez melioracje (nawodnianie).

7. Gleby stref podzwrotnikowych- (szarko brązowe gleby stepów podzwrotnikowych, czerwonoziemy i żółtoziemy wilgotnych lasów podzwrotnikowych, czerwono- czarne gleby podzwrotnikowych prerii).

8. Gleby klimatu zwrotnikowego- (czerwone gleby sawann, czarne ziemie podzwrotnikowe i zwrotnikowe, gleby czerwono- bure suchych i pustynnych sawann).

9. Mady- są to gleby organiczno- mineralne, powstałe w dolinach rzek (zajmują 4% powierzchni lądów).

Procesy glebotwórcze

Proces glebotwórczy obejmuje całokształt zjawisk fizycznych, chemicznych i biologicznych zachodzących w powierzchniowej warstwie skorupy ziemskiej, w wyniku których kształtują się gleby. Na obszarze naszego kraju spotyka się gleby wykształcone pod wpływem procesu przemywania (płowienia), bielicowania, oglejenia, brunatnienia i murszenia.

• Proces przemywania – polega na przemieszczaniu w głąb profilu glebowego wymytych z wyżej leżących warstw cząstek koloidalnych będących w stanie rozproszenia bez ich uprzedniego rozkładu. Przemywanie odbywa się przy słabo kwaśnym odczynie gleby. Proces ten prowadzi do powstawania poziomu przemywania (poziomu płowego) i poziomu iluwialnego ilastego.

• Proces bielicowania- przebiega przy kwaśnym odczynie gleby, przede wszystkim w lasach iglastych. Jest to przemieszczanie się (lugowanie) związków zasadowych w głąb profilu glebowego wraz z przesiąkającą wodą. W rezultacie bielicowania pod warstwą próchnicy powstaje przejściowy (o barwie popiołu) poziom wymycia (eluwialny) pozbawiony żelaza i związków zasadowych, pod nim zaś poziom wmycia (iluwialny) o zabarwieniu czerwono- brunatnym.

• Proces oglejenia- polega na redukcji mineralnych części utworu glebowego w warunkach dużej wilgotności i w obecności substancji organicznej. Związki żelaza trójwartościowego o zabarwieniu brunatno rdzawym lub żółto rdzawe przechodzą w wyniku tego procesu w związki żelaza dwuwartościowego, w skutek czego stają się ruchliwe i są wymywane przez wodę, a poziomy zasobne w żelazo przybierają barwę zielonkawą, niebieskawą lub popielatą.

• Proces brunatnienia- polega na stopniowym rozkładzie glinokrzemianów i uwalnianiu się związków żelaza i glinu, które następnie otaczają ziarna gleby nadając im brunatną barwę. Nie zachodzi tu przemieszczanie żelaza i glinu, ponieważ tworzą się trwałe kompleksy próchnicowo- ilasto- żelaziste w profilu glebowym.

• Proces murszenia- zachodzi w odwodnionych warstwach gleb organicznych. Jego intensywność zależy od rodzaju utworu organicznego, stopnia zmumifikowania i głębokości odwodnienia. Odwodniona masa organiczna torfu lub mułu kurczy się, pękając dzieli się na agregaty, które mogą przybierać niekiedy formę ziaren.

Morfologia gleb

Morfologia czyli budowa gleb, zależna jest od właściwości skał macierzystych oraz przebiegu procesów glebotwórczych.

Do głównych cech morfologicznych gleby zalicza się:

• Budowę profilu glebowego

• Miąższość

• Barwę

• Strukturę

• Układ

• Uwilgotnienie gleby

Profil glebowy

Pionowy przekrój gleby nazywamy profilem glebowym. W każdej glebie występują w określonej kolejności charakterystyczne poziomy zróżnicowania lub warstwy. Poziom formułuje się w wyniki procesu glebotwórczego.

Występowanie w profilu glebowym określonych poziomów genetycznych lub warstw stanowi podstawowe kryterium w typologicznej klasyfikacji gleby, dlatego poziomy te lub warstwy nazywane są również poziomami diagnostycznymi. Poziomy główne w profilu glebowym oznacza się dużymi literami alfabetu łacińskiego, a cechy im towarzyszące opisuje się małymi literami.

Poziomy główne:

• O- organiczny

• A- próchniczy

• B- wzbogacania

• C- skały macierzystej

• E- wymywania

• G- glejowy

• P- bagienny gleby organicznej

• D- podłoże mineralne gleby organicznej

• M- murszowy gleby organicznej

• R- podłoże skalne

Występujące poziomy przejściowe oznacza się literami poziomów głównych np. AE, EC, BC, przy czym pierwsza litera oznacza poziom dominujący.

Poziomy mieszane oznacza się przez dodawanie ukośnika do dużych liter przyległych poziomów głównych: A/E, E/C, B/C. Podział poziomów głównych można dokonać przez dodanie cyfr arabskich np. A₁, A₂, A₃.

1. O- poziom organiczny zawiera ponad 20% świeżej lub częściowo rozłożonej materii organicznej

2. A- poziom próchnicy o ciemnym zabarwieniu i zbudowany z rozłożonej substancji organicznej

3. E- poziom wymywania barwy jasnoszarej, jasnobrązowej lub białej, powstaje w procesie bielicowania (E_ES- wymywanie tlenków żelaza i glinu) lub lessive (E_ET- wymywania frakcji ilastej)

4. B- poziom wymywania powstaje na skutek wmywania składników wymytych z poziomu E- tlenków żelaza i glinu (Bhfe- poziom spodic- diagnostyczny dla gleb bielicowych) oraz frakcji ilastej (Bt- poziom argillit- diagnostyczny dla gleb pływowych)

5. G- poziom oglejenia polega na redukcji mineralnych części utworu glebowego w warunkach dużej wilgotności i obecności substancji organicznej

6. C- poziom skały macierzystej; składa się z materiału mineralnego nieskonsolidowanego, niewykazującego cech innych poziomów glebowych; który jest mało zmieniony przez procesy glebotwórcze i nie wykazuje cech identyfikacyjnych innych poziomów

Istotnym elementem opisu profilu glebowego jest rodzaj przejścia poziomu jednego w drugi i kształt przebiegu linii przejścia. Wyróżnia się przejścia:

• Ostre, bardzo nagłe rozgraniczenie poziomów strefa<2cm

• Wyraźne, rozgraniczenie jest nagłe, ale strefa przejścia wynosi 2-5cm

• Stopniowe, różnica między poziomami jest uchwytna, ale strefa przejścia zabarwienia waha się w granicach 5-10cm

• Niewyraźne, rozgraniczenie poziomów jest trudne do wyznaczenia, a strefa przejścia>10cm

Kształty przebiegu linii mogą być:

• Równe

• Faliste

• Zaciekowe

• Kieszeniowe

Miąższość gleb

Jest to łączna głębokość wszystkich jednolitych poziomów zróżnicowania profilu glebowego od powierzchni do skały macierzystej. Gleby wytworzone ze skał masywnych (gleby górskie, rędziny), a także gleby z utworów organicznych odznaczają się zwykle mniejszą miąższością od gleb wytworzonych ze skał niemasywnych (np. materiału pochodzenia lodowcowego).

Gleby wytworzone ze skał niemasywnych:

• Całkowite

• Niecałkowite

Do całkowitych zaliczane są takie gleby, w których genetycznie jednolity profil sięga 150cm. Wszystkie gleby wytworzone ze skał niemasywnych, o profilu płytszym od 150cm zalicza się do gleb niecałkowitych z podziałem na 3 grupy:

1. Płytkie profil jednolity genetycznie jest płytszy od 50cm

2. Średnio- głębokie miąższość profilu od 50 do 100cm

3. Głębokie o miąższości profilu od 100 do prawie 150cm

Gleby wytworzone ze skał masowych dzieli się na:

1. Płytkie, profil łącznie ze zwietrzeliną ma miąższość do 25cm

2. Średnio- głębokie, miąższość profilu do 25 do 50cm

3. Głębokie, o miąższości powyżej 100cm

Gleby organiczne dzieli się według ich miąższości na:

1. Płytkie, o miąższości 30-80cm

2. Średnio- głębokie, o miąższości 80-130cm

3. Głębokie, o miąższości ponad 130cm

WYKŁAD II

Poziomy główne w glebach mineralnych i mineralno- organicznych:

• Poziom organiczny [O], w glebach mineralnych i mineralno- organicznych poziom ten tworzy się w warunkach tlenowych (aerobowych) i nie przekracza 30cm miąższości. Składa się z opadłego listowia oraz innych obumarłych roślinnych i zwierzęcych części. W zależności od wilgotności masa ta ma niejednolitą gąbczastą strukturę o różnym stopniu humifikacji. W typowych warunkach leśnych, przy nadmiernym uwilgotnieniu i silnym kwaśnym odczynie tworzą się warstwy próchnicy nadkładowej tzw. Butwiny, smolizny (ektopróchnicy). Im bardziej niekorzystne warunki tym warstwy te są grubsze.

• Poziom próchniczy [A], występuje w glebach mineralnych o profilu nienaruszonym (naturalnym), a jego miąższość wynosi od kilku do kilkunastu cm. Poziom A jest częścią profilu najbardziej wystawiony na działanie promieni słonecznych, deszczu, wiatru, mrozu. Fizyczne zmiany powodują ciągłe rozdrabnianie zgromadzonego w tym poziomie materiału organicznego oraz mineralnego. W tym poziomie im gleba starsza tym dalej posunięte procesy wietrzenia i tym większa jest zawartość minerałów. Proces rozkładu mniej odpornych minerałów jest źródłem składników dla roślin. Młodsze gleby- zwłaszcza wulkaniczne, są mniej zwietrzałe, dlatego są bardziej żyzne. Poziom ten cechuje ciemne zabarwienie, o zróżnicowanej w zależności od typu gleby intensywności, na co rzutuje stopień humifikacji materii organicznej. Zawartość substancji organicznej waha się w szerokich granicach, od dziesiątych części procenta, po prawie 10%. Aktualnie postępuje proces „odpróchnicowania”.

• Poziom wymywania (eluwialny) [E], obejmuje strefę wymywania, która znajduje się bezpośrednio pod poziomami O i A. Najbardziej charakterystyczne poziomy wymywania wykształcają i są widocznie w glebach zakwaszonych (związkami organicznymi) roztworów glebowych przesiąkają w głąb profilu. Zabarwienie poziomu wymywania ma zwykle jasnoszare lub jasnobrunatne zabarwienie, a w typowych bielicach nawet białe. Barwa tego poziomu pochodzi od krzemionki pochodzącej z wietrzenia glinokrzemianów lub ziaren kwarcu (piasku), pozbawionych żelazistych lub próchniczych otoczek koloidalnych. W glebach użytkowych rolniczo poziom wymywania jest niszczony (głębokie orki) i włączany do poziomu A.

• Poziom wzbogacania (wmycia) [B] (iluwialny), odznacza się osadzeniem w nim różnych minerałów i składników pokarmowych. W poziomie tym osadzają się głównie tlenki żelaza i glinu, a także sole wapnia, fosforu i magnezu. Do tego poziomu wmywane są minerały ilaste, koloidy organiczne- często w scheletyzowanej formie. W klimacie ciepłym i suchym w tym poziomie osadzają się: węglan wapnia, siarczan wapnia i innych soli, przemieszczających się z dolnych części profilu gleby na skutek parowania, wzmagające podsiąkanie roztworu glebowego, zwłaszcza przy wiejących silnych i suchych wiatrach. Poziomy wmycia są najczęściej barwy rdzawo szarej lub jasnobrunatnej, o miąższości warstwy od kilku do kilkunastu cm, poziom zaznacza się też w formie smużek z zaciekami. W glebach płowych poziom wzbogacania oznacza się [Bt] i powstaje w wyniku wmycia z wyższej warstwy cząstek ilastych i tlenków żelaza.

• Poziom glejowy [G], charakteryzuje się popielatym zielonkawym lub niebieskawym zabarwieniem, nadanym przez zredukowane związki żelaza i manganu. Poziom glejowy w glebie wykształca się w warunkach dużego uwilgotnienia i słabego dostępu tlenu lub wręcz jego braku. Brak tlenu w glebie jest wywołany dużym uwilgotnieniem. Najczęściej ten poziom spotyka się na glebach zwięźlejszych, w bezpośrednim zasięgu wody, względnie długotrwałego oddziaływania wody w tzw. „lata mokre”, zwłaszcza na zagęszczonej powierzchni gleby, powstałej przez częste ubijanie kołami pojazdów w czasie koszenia, zwijania i znoszenia siana.

• Oglejenie odgórne zwane pseudoglejowym lub opadowo- glejowym; oznaczane jest symbolem [g], które może się pojawić z tych samych względów, co omówione powyżej w przypowierzchniowej części profilu, w wyniku gromadzącej się wody opadowej na terenach płaskich (pól, łąk) lub w dolinach terenów podgórskich, gdzie utrudniony jest jej odpływ. Jednak w tych warunkach więcej jest w tym poziomie gleby plamek i cętek, co potwierdza fakt, że zalewająca woda nie wypełnia całkowicie gleby i powstały w niej uwięzione resztki powietrza.

• Poziom skały macierzystej [C], gleb mineralnych występuje w profilu glebowym poniżej poziomów zróżnicowania gleby. W utworach luźnych (piaski) jest to zwykle niescementowany materiał podobny fizycznie i pod względem składu do wyżej leżącego w profilu gleby, niezmienionego w wyniku procesu glebotwórczego. W utworach wykształconych ze skał zwartych, poziom C wykazuje znacząco mniejszy stopień zwietrzenia, w porównaniu z wyżej leżącymi części profilu glebowego. W przypadku trudności w wyznaczeniu, wydziela się poziom przejściowy i oznacza symbolem BC.

Poziomy główne w glebach organicznych:

• Poziom organiczny [O], o miąższości warstwy ponad 30cm. Zgromadzona materia organiczna powstaje w warunkach anaerobowych i stanowi podstawową część profilu.

• Poziom bagienny [P], jest to część gleby objęta bagiennym procesem glebotwórczym. Poziom ten jest spotykany w glebach mułowych właściwych, torfowo- mułowych oraz gytiowych i torfowych, w opisie, których wyróżnia się trzy warstwy torfu z których każda oddziałuje na roślinność wegetującą na powierzchni:

• Warstwa korzeniowa o miąższości 0-30cm, w której znajduje się zasadnicza ilość i masa korzeni roślin zielnych

• Warstwa torfowa podścielająca pierwsza znajduje się na głębokości 30-80cm decyduje o warunkach podsiąkania kapilarnego, ponieważ lustro wód gruntowych w glebach nieodwodnionych znajduje się na tej głębokości

• Warstwa torfowa podścielająca druga występuje na głębokości 80-130cm.

• Poziomy murszowe [M] są charakterystyczne dla pobagiennych gleb organicznych (torfowo- murszowych, gytiowo- murszowych i mułowo- murszowych), które są w różnym stopniu wykształcone, zależnie od zaawansowania stanu murszenia: M₁, M₂, M₃. W początku murszenia wykształca się poziom M₁, osiągający miąższość 20cm, odznaczający się zgruźlaniem substancji organicznej. Poziom M₂ charakteryzuje się miąższością 10-20cm, o charakterystycznej ziarnistej (średnica ziaren 1-2mm) strukturze. Poziom M₃ odznacza się grubo pryzmatyczną strukturą. Łączna miąższość (grubość) poziomów murszenia może mieć max. 50cm.

• Podłoże mineralne gleb organicznych (nie lite) oznacza [D]

Fizyczne właściwości gleb

Gleba składa się z trzech faz:

• Stałej- obejmującej cząstki mineralne, organiczne i organiczno- mineralne o różnym stopniu rozdrobnienia

• Ciekłej- wody w której są rozpuszczane związki mineralne i organiczne tworzące roztwór glebowy

• Gazowej- mieszaniny gazów i pary wodnej

Ciężar właściwy gleby (rzeczywisty) $\gamma = G_{s}/V_{s}\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$, waha się od 1,4μ u gleb murszowych do 2,7 np. w przypadku gleby brunatnej wytworzonej z lessu.

Ciężar objętościowy gleby $\Upsilon_{a} = G/V\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$, waha się od 0,08 w przypadku gleby murszowej do 1,6 w przypadku gleby brunatnej wytworzonej z gliny lekkiej.

Porowatością gleby n nazywamy stosunek objętości przestrzeni wolnych V_p do całkowitej objętości gleby V[%].

Warunkuje stosunki powietrzno- wodne gleb. Charakteryzuje się zazwyczaj nie tylko ilością, ale i wielkością porów (mikropory o ϕ < 0, 2μm,  mezopory o ϕ od 0, 2 do 30μm i makropory > 30μm).

Porowatość ogólna waha się najczęściej od 33% w przypadku gleb o składzie granulometrycznym ps, do >50% w przypadku gc i i. Porowatość ogólna zależy od czynników wewnętrznych (uziarnienie) oraz czynników zewnętrznych związanych z warunkami meteorologicznymi, roślinnością i wykonywaną agrotechniką.

Faza stała

Skład mechaniczny gleby

Okruchy skal i minerałów występujące w glebie dzieli się na tzw. Frakcje mechaniczne. Frakcją nazywa się zbiór cząstek o określonych średnicach granicznych, które wyznaczają największą i najmniejszą średnicę określonej frakcji np. 1,0-0,1mm. Ziarna o średnicach większych od 1,0mm nazywa się częściami szkieletowymi gleby, zaś cząstki o średnicach mniejszych niż 1,0mm częściami ziemistymi.

Frakcję kamieni (ϕ > 20mm) stanowią odłamki mniej lub bardziej zwietrzałych skał (obtoczonych), rzadko pojedyncze ziarna minerałów. Najwięcej występuje w glebach terenów górskich.

Frakcję żwiru(ϕ 20 − 1, 0mm  gruby i drobny)stanowią odłamki skalne i ziarna minerałów, przewagę uzyskują tutaj okruchy kwarcu. Znaczna domieszka żwiru utrudnia uprawę roli.

Frakcję piasku (ϕ 1, 0 − 0, 1mm  gruby,  sredni i drobny)stanowią głównie okruchy kwarcu, niewielkie ilości skaleni i mik. Obecność piasku w glebie zwiększa jej przepuszczalność, zmniejsza retencję wodną i wysokość podsiąku kapilarnego.

Frakcja pyłu (ϕ 0, 1 − 0, 02mm  gruby i drobny) obejmuje drobne odłamki kwarcu, czasem z domieszką mik. Wywiera znaczny wpływ na właściwości fizyczne gleb. Zwiększa pojemność wodną oraz wysokość podnoszenia kapilarnego i plastyczność gleb. Gleby pyłowe są szczególnie narażone na erozję wodną.

Frakcja spławialna (ilasta) (ϕ < 0, 02mm).

• Podfrakcję iłu pływowego grubego (ϕ 0, 02 − 0, 006mm) składa się z krzemionki i niezależnej ilości kwarcu. Duży udział tej frakcji zmniejsza porowatość, a także trwałość struktury gleb.

• Podfrakcję ilu pyłowego drobnego (ϕ 0, 006 − 0, 002mm) składa się głównie z krzemionki i minerałów ilastych.

• Podfrakcja ilu koloidalnego (ϕ < 0, 002mm) składa się z minerałów ilastych, cząstek organicznych i minerałów- organicznych. Zmniejsza przepuszczalność gleb, a zwiększa spoistość, plastyczność i lepkość.

Faza ciekła gleby

Zależnie od rodzaju i wielkości sił działających na wodę w glebie można wyróżnić wiele form tej wody. Do głównych należą:

1. Woda w postaci pary wodnej

2. Woda molekularna

3. Woda kapilarna

4. Woda wolna

Gleby mają różną zdolność retencyjną, co stwarza odmienne możliwości zaspokajania potrzeb wodnych roślin. Rośliny korzystają przede wszystkim z wody kapilarnej i inflacyjnej.

Woda w glebie występuje w formie roztworu o różnym stężeniu i składzie chemicznym. W roztworze glebowym spotyka się przede wszystkim jony H⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, Fe⁺⁺, Fe^+ + +, HCO₃⁻, Cl⁻, NO₃⁻, CO₃⁻⁻, SO₄⁻⁻.

Faza gazowa gleby

Powietrze nie jest obojętnym składnikiem gleby, jego zawartość wpływa na prawidłowe zaopatrzenie korzeni roślin w tlen i na aktywność biologiczną gleby. Natlenienie gleby i korzeni roślin jest efektem wypadkowym procesów biologicznych i chemicznych, powodujących ciągłe zużycie tlenu przy równoczesnym wydzielaniu dwutlenku węgla oraz procesów fizycznych umożliwiających wymianę gazów w układzie atmosfera- gleba- korzenie roślin.

Chemiczne i fizykochemiczne właściwości gleby

Gleba odznacza się zdolnością zatrzymywania i pochłaniania różnych składników (jonów, cząsteczek). O zjawiskach sorpcyjnych zachodzących w glebach decyduje koloidowa faza stała zwana kompleksem sorpcyjnym. Dzięki właściwością sorpcyjnym gleb możliwa jest regulacja w nich odczynu oraz magazynowanie dostarczanych w nawozach składników pokarmowych roślin. Właściwości te przyczyniają się również do neutralizacji szkodliwych dla organizmów żywych substancji, które dostają się do gleby.

Kompleks sorpcyjny gleby zbudowany jest z koloidów glebowych, wśród których można wyróżnić: minerały ilaste, krystalicznie uwodnione tlenki żelaza i glinu, minerały bezpostaciowe, próchnicę oraz kompleksy ilasto próchnicze.

Najważniejszą właściwością tych koloidów jest ładunek elektryczny na ich powierzchni wynikający z budowy ich jądra.

1. Sorpcja wymienna (fizykochemiczna)-

Sorpcja ta polega na wymianie jonów pomiędzy roztworem glebowym, a koloidalnym kompleksem sorpcyjnym gleby. Na miejsce jonów zaabsorbowanych na powierzchni koloidów glebowych wchodzi równoważna chemicznie ilość jonów z roztworu glebowego.

• Sorpcja wymienna kationów- elektroujemny ładunek przeważającej większości koloidów glebowych decyduje o tym, że w glebach występuje przede wszystkim sorpcja wymienna kationów.

Podczas reakcji wymiany ustala się między ilością kationów wymiennych występujących w kompleksie sorpcyjnym, a ilością kationów w roztworze stan dynamicznej równowagi.

Najczęściej spotykanymi kationami są: Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, K⁺, Na⁺, NH₄⁺ oraz Al^+ + +.

Sorpcja wymienna zależy od następujących czynników:

• Budowy sorbenta

• Rodzaju towarzyszącego anionu

• Stężenia kationu w roztworze i stężenia roztworu

• Temperatury

Wpływ rodzaju kationu na sorpcję wymienną zależy od wartościowości, wielkości oraz stopnia uwodnienia koloidów. Wraz ze wzrostem wartościowości kationów wzrasta ich zdolność wymienna, czyli energia wejścia.

Uszeregowanie kationów pod względem energii wejścia od kompleksu sorpcyjnego:

Li⁺ < Na⁺ < NH₄⁺ = K⁺ < Mg⁺⁺ < Ca⁺⁺ < Al^+ + + < Fe^+ + + < H⁺

Jony wodorowe zachowują się jak jonu dwu- lub trzywartościowe.

Uszeregowanie kationów w zależności od energii wejścia do poszczególnych składników kompleksu sorpcyjnego w glebie nieco się różni:

Oprócz energii wejścia wyróżnia się energię wyjścia. Jako regułę przyjmuje się, że im łatwiej jakiś kation jest sorbowany przez kompleks sorpcyjny, tym trudniej daje się z niego usunąć. Dlatego też takie jony jak H, Al., Fe łatwo wchodzące do stałej fazy gleb są bardzo trudne do usunięcia z niej.

Pojemność sorpcyjna gleb w stosunku do kationów

Całkowitą ilość kationów wymiennych, łącznie z jonami wodorowymi, którą jest w stanie zabsorbować 100g gl., przyjęto nazwać pojemnością sorpcyjną gleb (T): T=S+H

Gdzie: S- suma kationów metali o charakterze zasadowym,

H- jony wodorowe znajdujące się w kompleksie sorpcyjnym

Zdolność sorpcyjną gleb charakteryzuje się również stopniem nasycenia kompleksu sorpcyjnego jonami metali o charakterze zasadowym (V):

$$V = \frac{S}{T} \bullet 100\%$$

Pojemność sorpcyjna gleb w większości przypadków wzrasta wraz ze wzrostem pH.

• Sorpcja wymienna anionów

Spośród anionów najczęściej w glebach występują: MoO₄⁻⁻, BO₃⁻⁻, SO₄⁻⁻, Cl⁻, NO₃⁻, H₂PO₄⁻⁻, HCO₃⁻, HO⁻, SiO₃⁻⁻.

Niektóre z nich podlegają sorpcji wymiennej, ale znaczenie jej w porównaniu do sorpcji kationów jest niewielkie. Sorbowane są głównie przez uwodnione tlenki żelaza i glinu, które mają charakter koloidów amfoterycznych. Aniony mogą być również w pewnym zakresie sorbowane wymiennie przez minerały ilaste, dzięki obecności na ich powierzchni jonów OH^-.

1. Sorpcja chemiczna

Powstawanie w glebie nierozpuszczalnych związków wskutek reakcji chemicznych. Sorpcja ta ma szczególne znaczenie w przypadku anionów kwasu fosforowego, gdyż w glebie wytrącone są nierozpuszczalne fosforany żelaza, glinu i wapnia.

Al^+ + + + H₂PO₄⁻ + 2H₂O = 2H⁺ + Al(OH)₂H₂PO₄

1. Sorpcja biologiczna

Sorpcja biologiczna spełnia w glebach podobną rolę wobec jonów NO₃⁻, SO₄⁻, Cl⁻ jak sorpcja chemiczna wobec anionu kwasu fosforowego. W tym przypadku sorbentami są żywe organizmy żywe, zarówno rośliny wyższe jak i drobnoustroje glebowe, które pobierają i zatrzymują jony w swoich organizmach na okres ich życia.

1. Sorpcja fizyczna

Powoduje zatrzymywanie przez gleby całych molekuł pary wodnej, dwutlenku węgla, tlenu, amoniaku oraz niektórych bakterii, jest zjawiskiem powierzchniowym dlatego o jej wielkości będzie decydować wielkość powierzchni właściwej gleb, co jest związane ze stopniem ich rozdrobnienia. Dominującą rolę w tej sorpcji spełniają koloidy glebowe.

1. Sorpcja mechaniczna

Można ją porównać do działania sączka, który zatrzymuje mechanicznie stałe cząstki zawieszone w wodzie. Dzięki temu przesączająca się przez glebę woda jest oczyszczona nawet z takich drobnych zawiesin jak bakterie i dostaje się do warstw głębszych gleby w stanie zdatnym do picia. Sorpcja mechaniczna zależy od składu mechanicznego, budowy i miąższości gleb.

Odczyn gleby

Odczyn gleby jest określany przez stosunek jonów wodorowych H⁺ do jonów wodorotlenowych OH^-, na które dysocjuje woda: H₂O = H⁺ + OH⁻

Jony wodorowe warunkują odczyn kwaśny, a jony wodorotlenowe- odczyn zasadowy.

Iloczyn stężenia obu jonów w wodzie i roztworach wodnych jest wielkością stałą i przy 22^OC wynosi $\left\lbrack H^{+} \right\rbrack \bullet \left\lbrack \text{OH}^{-} \right\rbrack = 10^{- 14}\frac{\text{mol}^{3}}{\text{dm}^{3}}$ . W wodzie destylowanej [H⁺]= [OH^-]= $10^{- 7}\frac{\text{mol}^{3}}{\text{dm}^{3}}$. Gdy zmieni się stosunek stężeń tych jonów, zmieniają się właściwości roztworu:

• Roztwory kwaśne [H⁺] > 10⁻⁷

• Roztwory obojętne [H⁺] = 10⁻⁷

• Roztwory zasadowe [H⁺] < 10⁻⁷

Stężenie jonów wodorowych przyjęto wyrażać ujemnym logarytmem wartości tego stężenia i oznaczać symbolem pH: −log[H⁺]=pH:

• Roztwory kwaśne pH<7

• Roztwory obojętne pH=7

• Roztwory zasadowe pH>7

W Polsce przeważają gleby o odczynie kwaśnym, gleby kwaśne i bardzo kwaśne zajmują 50% powierzchni kraju, gleby lekko kwaśne -30%, a gleby obojętne i zasadowe -20%.

O kwaśnym odczynie gleb decyduje kilka czynników:

• Brak składników zasadowych w skałach macierzystych

• Przewaga opadów nad parowaniem

• Odprowadzanie składników zasadowych z plonami roślin

• Doprowadzenie do gleb substancji zakwaszających

Kwasowość i zasadowość gleb

Stan gleby, w którym odczyn jej jest kwaśny tj. występuje przewaga jonów wodorowych w roztworze i kompleksie sorpcyjnym nad jonami wodorotlenowymi nazwano kwasowością gleby.

Kwasowość gleby:

• Czynna- pochodzi od jonów wodorowych roztworu glebowego

• Potencjalna- spowodowana przez wymienne jony wodoru i glinu zaabsorbowane przez koloidy glebowe

• Wymienna

• Hydrolityczna

Kwasowość czynną mierzymy w wyciągach wodnych gleb (pH w H₂O). Stanowi ona niewielki ułamek kwasowości potencjalnej.

Kwasowość potencjalna ujawnia się w glebach po potraktowaniu ich roztworami soli obojętnych (KCl) lub hydrolizujących zasadowo (CH₃COO)₂Ca. W pierwszym przypadku mówimy o kwasowości wymieniowej (pH w KCl), w drugim o kwasowości hydrolitycznej.

Działając roztworami soli obojętnych (KCl nie wszystkie jony wodoru wypieramy do roztworu glebowego. Można je wyprzeć z kompleksu sorpcyjnego traktując gleby roztworami soli hydrolizujących zasadowo (sole słabych kwasów i mocnych zasad).

WYKŁAD III

Wpływ odczynu na niektóre właściwości gleb i na rośliny.

Gleby kwaśne są pozbawione węglanu wapnia. W ich kompleksie sorpcyjnym występują głównie jony wodoru i glinu, a próchnica charakteryzuje się przewagą fulwokwasów. Stosunki wodno- powietrzne tych gleb są z reguły wadliwe na skutek niestabilności struktury gruzełkowatej (brak lepiszcza i destrukcyjne działanie kwaśnej próchnicy). W glebach kwaśnych poważnemu ograniczeniu ulega aktywność biologiczna bakterii i promieniowców. Większość tych roślin uprawnych najlepiej rozwija się przy odczynie od lekko kwaśnego do obojętnego. Są to rośliny, które mogą służyć jako wskaźniki odczynu gleb. Występowanie maku polnego, kąkolu, pięciornika gęsiego jest związane z odczynem zasadowym. Na glebach kwaśnych rośnie paproć i mech.

Buforowe właściwości gleb

Zdolność gleby do przeciwstawiania się zmianie odczynu nosi nazwę właściwości buforowych lub zdolności regulujących gleb. Jony wodorowe występujące w glebie jako bufor w stosunku do zmiany odczynu. Oddziaływanie to polega na tym, że usuwane z roztworu glebowego jony wodorowe są uzupełniane z kompleksu sorpcyjnego, a wprowadzane do roztworu- przechodzą do kompleksu sorpcyjnego, przy czym w obu przypadkach odczyn roztworu glebowego nie ulega większym zmianom.

Właściwości buforowe gleb są uwarunkowane wielkością ich pojemności sorpcyjnej, ilością zabsorbowanych kationów o charakterze zasadowym oraz składem roztworu glebowego.

Żyzność i urodzajność gleb

Żyzność warunkuje współudział gleb we wzroście, rozwoju i plonowaniu roślin, przejawia się w zdolności gleby do przekazywania bytującym na niej roślinom składników pokarmowych, wody, powietrza, ciepła itp. Oraz w wymianie gazowej. Jeżeli dana gleba wykazuje większą żyzność od drugiej, tzn. że przy tej samej agrotechnice…………………………………………… Żyzność nie zawsze idzie w parze z zasobnością. Wśród czynników warunkujących określony stan żyzności gleby do najważniejszych należą następujące:

1. Czynniki morfologiczne: właściwości makro-, mezo- i mikromorfologiczne profilu glebowego i jego poziomów, miąższość gleby i poziomu próchniczego.

2. Czynniki fizyczne: skład mechaniczny, struktura, tekstura, porowatość, rozkład porów, temperatura i zdolność nagrzewania się gleby, właściwości wodne (przepuszczalność, zawartość wody użytecznej dla roślin), właściwości powietrzne itp.

3. Czynniki chemiczne i fizykochemiczne: zasobność w makro- i mikroskładniki pokarmowe roślin, zawartość substancji toksycznych, pH i zawartość CaCO₃, skład kompleksu sorpcyjnego, buforowość

4. Czynniki biochemiczne i biologiczne: zawartość substancji organicznej zwłaszcza próchnicy, skład edafonu, aktywność biologiczna gleby.

Urodzajność oznacza zdolność gleby do wytwarzania plonów. Wyraża się ją plonem z jednostki powierzchni. Gleba dzięki własnej żyzności współdziałającego z nią klimatu oraz działalności ludzkiej i nakładów może tworzyć określony wypadkowy plon roślin.

• Urodzajność potencjalna wyraża możliwość maksymalnego plonowania roślin uprawnych w określonych warunkach ekologicznych przy zastosowaniu optymalnych zabiegów odpowiadających współczesnym osiągnięciom nauki

• Urodzajność aktualna gleby oznacza plonowanie w określonych warunkach siedliska i w danym czasie przy zastosowaniu niezbędnych zabiegów agrotechnicznych.

Zasobność, żyzność i urodzajność gleb nie są właściwościami stałymi. W przyrodzie istnieje wiele czynników, które je ograniczają powodując jednocześnie degradację środowiska glebowego. Degradacją gleb nazywamy niekorzystne zmiany środowiska glebowego, które obniżają jego aktywność biologiczną, co z kolei powoduje obniżenie urodzajności i poziomu plonowania roślin. Zjawiska degradacji mogą być powodowane przez naturalne czynniki przyrodnicze lub też pod wpływem niewłaściwej działalności człowieka np.

• Deformacje stosunków wodnych

• Zjawiska erozji gleb

• Niewłaściwą mechanizację rolnictwa

• Wadliwą chemizację gleby

• Zanieczyszczenia przemysłowe gleb.

Użytkowanie i bonitacja gleb w Polsce

Sposób trwałego użytkowania gleb wywiera zasadnicze piętno nie tylko na morfologii profilów glebowych, ale również na ich właściwościach fizycznych, chemicznych i biologicznych oraz wartości użytkowej. Na terenie Polski do najważniejszych kategorii gleb należy zaliczyć:

• Gleby orne (uprawne)

• Gleby darniowe (pod trwałymi użytkami łąkowo- pastwiskowymi)

• Gleby leśne

• Specjalną kategorią gleb są grunty nad wodami.

Gleby orne (uprawne) pozostają pod bezpośrednim działaniem człowieka. Stosowane przez niego zabiegi agrotechniczne, agrochemiczne i melioracyjne powodują zasadnicze zmiany we właściwościach poszczególnych jednostek taksonomicznych gleb. Dzięki uprawie i nawożeniu procesy glebowe, zwłaszcza rozkład substancji organicznej i mineralnej przebiegają intensywniej.

Gleby darniowe (łąkowo- pastwiskowe) są trwale porośnięte roślinnością trawiastą, trawiasto- zieloną lub trawiasto- turzycową. Charakterystyczną i najważniejszą część składową profilu tych gleb stanowi poziom darniowy, który jest regulatorem uwilgotnienia, ciepłoty i dostępu powietrza do profilu glebowego. Charakteryzują się dobrze wykształconym poziomem próchniczym, który z biegiem czasu pogłębia się dzięki dużej aktywności biologicznej tych gleb.

Gleby leśne odznaczają się w większości przypadków dobrze rozwiniętym profilem, a korzenie rosnących drzew i krzewów sięgają głęboko. Bardzo ważnym elementem tych gleb jest ściółka leśna, która poza regulacją wilgotności, dostępu powietrza i ciepłoty jest siedliskiem zespołu mikroorganizmów. Produkty rozkładu ściółki są kwaśne toteż przesączająca się przez ściółkę woda zakwasza stopniowo profil glebowy.

Grunty pod wodami stanowią swoistą kategorię utworów glebowych, których skład, właściwości i dynamizm nie zostały dokładnie zbadane.

Bonitacyjną klasyfikację gleb przeprowadza się według aktualnej lub potencjalnej ich produktywności przy odpowiednim ich użytkowaniu i zagospodarowaniu.

Powszechna bonitacyjna klasyfikacja gleb w Polsce została przeprowadzona w 1956roku. Tabela klas gruntów obejmuje bonitację gleb:

• Gruntów ornych

• Użytków zielonych

• Gruntów pod lasami

• Gruntów pod wodami

Bonitacyjna klasyfikacja gleb gruntów ornych

opiera się przede wszystkim na terenowych badaniach odkrywek glebowych ze szczególnym uwzględnieniem takich cech morfologicznych jak: położenie, budowa profilów, barwa, struktura, skład mechaniczny, przepuszczalność, stosunki wodne, odczyn zawartości CaCO₃ i in.

Klasa I- gleby orne najlepsze

Gleby tej klasy występują zawsze w dobrych warunkach fizjologicznych. Odznaczają się dobrą zasobnością w przyswajalne formy składników pokarmowych P, K i Mg. Mają dobrą naturalną strukturę są ciepłe, biologicznie i chemicznie czynne, a także są przepuszczalne, przewiewne i niezaskorupiające się oraz łatwe do uprawy. W dobrze wykształconym poziomie akumulacyjnym zawierają słodką próchnicę, nie wykazują silniejszego zakwaszenia poziomu A. Można na nich osiągnąć bez większych nakładów wysokie plony. Dobrze na nich plonują warzywa, buraki cukrowe, pszenica, lucerna, rzepak, koniczyna czerwona. Nadają się także pod sady. Zaliczone z reguły do kompleksu pszennego bardzo dobrego.

Klasa II- gleby orne bardzo dobre

Gleby zaliczone do tej klasy zbliżone są właściwościami użytkowymi do gleb klasy I, lecz występują w nieco gorszych, choć nadal dobrych warunkach rzeźby terenu, czyli na terenach płaskich lub falistych o umiarkowanych spadkach. Gorsze ich właściwości wodne wynikające z mniejszej przepuszczalności i przewiewności. Sprawia to pewną trudność w ich uprawie, bowiem zwiększają się opory przy wykonywaniu orek, zwłaszcza głębokich. W zasadzie udają się na tych terenach wszystkie rośliny uprawne. Jednak przy średniej kulturze rolnej plony uzyskane na glebie klasy II w porównaniu do I klasy są niższe. Gleby te wchodzą w skład kompleksów- pszennego bardzo dobrego lub pszennego dobrego. Można na nich uprawiać wymagające rośliny uprawne, w tym przemysłowe oraz zakładać sady. Do tej klasy gleb zalicza się bardzo dobre czarnoziemy leśno- stepowe, leśno- łąkowe wytworzone z lessów, a także bardzo dobre produkcyjnie, lekkie lub średnie mady pyłowe i próchnicze. Do tej klasy zalicza się najlepsze spośród czarnych ziem. Również bardzo dobre czarnoziemne rędziny, bardzo dobre gleby brunatne wytworzone z lessów oraz najlepsze gleby brunatne wytworzone z lessów oraz najlepsze gleby brunatne wytworzone z glin, iłów pylastych lub utworów pyłowych wodnego pochodzenia, a także najlepsze gleby płowe.

Klasa IIIa- gleby orne dobre

Do tej klasy (podklasy) zalicza się gleby o wyraźnie gorszych właściwościach fizycznych i chemicznych lub występujące w gorszych warunkach fizjologicznych w porównaniu do klas I i II. Chodzi tutaj o stosunki wodne, przez co ograniczony jest dobór gatunków roślin do uprawy. Wysokość plonowania waha się w szerokich granicach i zależna jest od stopnia kultury, umiejętności uprawy, wielkości nawożenia doglebowego i nalistnego. Znaczną rolę w kreowaniu wielkości plonu odgrywają warunki atmosferyczne. Gleby tej klasy można zaliczyć do kompleksu pszennego dobrego lub żytniego bardzo dobrego. Do tej klasy IIIa zalicza się gleby brunatne i płowe wytwarzane z piasków gliniastych mocnych całkowitych lub naglinowych, naiłowych, napyłowych zalegających na zwięźlejszych podłożach o dobrych stosunkach wodnych. Wchodzą tu także średnio dobre gleby brunatne i pyłowe wykształcone z glinu, utworów pyłowych i lessów, średnio dobre czarnoziemy leśno- stepowe, występujące w gorszych warunkach fizjologicznych. Zalicza się do tej klasy średnio dobre czarne ziemie wytworzone z glinu, iłów, utworów pyłowych i piasków gliniastych mocnych, a także średnio dobre mady pyłowe oraz najlepsze spośród ciężkich strukturalnych mad.

Klasa IIIb- gleby orne średnio dobre

Gleby te są pod względem właściwości zbliżone do gleb klasy IIIa, ale w większym stopniu zaznacza się ich gorsze właściwości fizyczne i chemiczne oraz gorsze fizjograficzne. Poziom wód gruntowych ulega jeszcze większym wahaniom, dlatego okresowo gleby te są za mokre lub za suche, stąd plonowanie jest bardziej zmienne w porównaniu z klasą IIIa. Gleby te są silnie narażone na erozję. Na glebach klasy IIIb pozostającej w wysokiej kulturze i przy sprzyjającym przebiegu warunków atmosferycznych można osiągnąć wysokie plony pszenicy, buraków cukrowych i koniczyny czerwonej. Gleby z tej podklasy (IIIb) jeśli są ciężkie to zalicza się do kompleksu pszennego dobrego lub zbożowo- pastewnego mocnego. Do tej podklasy (IIIb) zalicza się gleby brunatne, płowe i opadowo- oglejone wytworzone z piasków gliniastych mocnych lub lżejszych- naglinowych, naiłowych i napyłowych. Wchodzą tutaj średnio dobre gleby brunatne i płowe wytworzone z glinu, iłów, utworów pyłowych, gorsze odmiany czarnoziemów leśno- łąkowych (zdegradowane) lub średnio dobre czarnoziemy leśno- łąkowe i niecałkowite. Należą także średnio dobre czarne ziemie wytworzone z glinu, iłów, utworów pyłowych wodnego pochodzenia i piasków gliniastych mocnych. Do tej podklasy zaliczono także średnio dobre mady oraz rędziny węglanowo- wapniowe i rędziny gipsowe.

Klasa IVa- gleby orne średniej jakości, lepsze

Są to gleby o zdecydowanie mniejszym liczebnie doborze gatunków roślin uprawnych w porównaniu do gleb wyższych klas (I- IIIb). Plony uprawianych roślin są średnie nawet przy stosowaniu dobrej agrotechniki. Plonowanie uzależnione jest w dużym stopniu od przebiegu warunków atmosferycznych. Gleby te narażone są na erozję wodną, ponieważ występują w terenach urzeźbionych i na większych spadkach. Gleby ciężkie tej podklasy (IVa) są zasobne w składniki pokarmowe lecz są mało przewiewne, zimne i mało czynne pod względem biologicznym. Gleby te są trudne w uprawie dlatego, że uprawiane na mokro mażą się, a ich znaczna część wymaga melioracji. Gleby takie zaliczane są do kompleksu zbożowo- pastewnego mocnego lub pszennego wadliwego. W okresach upałów zasychają, tworząc głębokie szczeliny i pęknięcia lub bryły- trudne do rozbicia. Orzy sprzyjającej pogodzie i dobrej kulturze rolnej można na nich uzyskać wysokie plony pszenicy, buraków cukrowych i koniczyny czerwonej. Gleby lekkie tej podklasy należą do gleb żytnich, udają się na nich jęczmień i pszenica. Do klasy IVa należą gleby brunatne, płowe i bielicowe, wytworzone z różnych piasków, żwirów gliniastych, całkowite lub niecałkowite. Ponadto należą tutaj podmokłe czarnoziemy leśno- łąkowe, średniej jakości czarne ziemie. Zaliczone są do nich średniej jakości mady piaszczyste i pyłowe oraz mady ciężkie wytworzone z iłu.

Klasa IVb- gleby orne średniej jakości, gorsze

Gleby z tej klasy pod względem właściwości są zbliżone do klasy IVa, ale są bardziej wadliwe, ponieważ są zbyt suche lub zbyt wilgotne. Są to typowe gleby żytnie, należące do kompleksów żytnich- dobrego i słabego. Plony na nich uzyskuje się w szerokich granicach zależnych od przebiegu warunków klimatycznych. Gleby ciężkie- ilaste w tej klasie (IVb) są najczęściej podmokłe, ale zbyt ciężkie do uprawy, ponieważ położone są w złych warunkach fizjograficznych. Niektóre z tych gleb położone są płytko zalegającym przepuszczalnym podłożu, dlatego są suche. W innych poziom wód gruntowych jest przez zbyt długi czas wysoki, dlatego występuje wyraźne oglejenie powyżej 50cm. Na tych glebach oziminy najczęściej zawodzą, a udają się rośliny siewu wiosennego takie jak owies, koniczyna czerwona, brukiew. Niekiedy zakłada się na nich sady z mniej wybrednych drzew np. wiśni. Do gleb klasy IVb zalicza się te same jednostki taksonomiczne (typy) co i do klasy IVa, lecz odznaczających się gorszą budową profilu- płytszym na skutek zachodzącej erozji.

Klasa V- gleby orne słabe

Gleby z tej klasy są mało żyzne, słabo uwodnione i zawodne pod względem produkcyjnym. Należą do nich gleby zbyt lekkie i za suche, na których udają się żyto i łubin żółty, wydając przeciętne plony. W latach o wyższych opadach atmosferycznych dosyć dobrze plonują ziemniaki i serdela. Gleby lekkie i suche tej klasy należą do kompleksu żytniego słabego lub bardzo słabego. Należące również do tej klasy (V) płytkie kamieniste gleby są ubogie w substancję organiczną, dlatego jest kłopot ze zbiorem ziemniaków, ponieważ w plonie bulw mogą znajdować się kamienie. Gleby ciężkie i podmokłe klasy V należą do kompleksu zbożowego- pastewnego słabego. Do klasy V zalicza się lżejsze gleby brunatne, rdzawe, płowe i bielicowe wytworzone ze żwirów piaszczystych i gliniastych oraz pisków słabo gliniastych całkowitych lub niecałkowitych na przepuszczalnym podłożu piaszczystym lub wapiennym. Do tej klasy wchodzą także gleby wytworzone ze średnio głębokich piasków słabo gliniastych wietrzeniowych o zbyt wysokim poziomie wód gruntowych. Gleby wytworzone z piasków słabo gliniastych, zalegające na piasku luźnym są suche, podobnie jak płytkie gleby wytworzone z glinu i utworów pyłowych, zalegające na żwirach lub piaskach. Do tej klasy zaliczone są płytkie czarnoziemy leśno łąkowe i czarne ziemie zalegające na piaskach słabo gliniastych. Zaliczane są do klasy V także mady………

Klasa VI- gleby orne najsłabsze

Pod względem produkcyjnym gleby te są słabe, wadliwe, a plony roślin są niestabilne w latach i równocześnie niskie co czyni uprawę nieopłacalną. Należą do klasy VI gleby luźne, które są zbyt suche, na których uprawiane rośliny: żyto, owies i łubin żółty plonują nisko. Gleby te są trudne do uprawy, ponieważ są zbyt płytsze niż w klasie V lub są płytkie i kamieniste. Zaliczane są do tej klasy gleby za mokre o stałym i wysokim poziomie wód gruntowych, często ze zmurszałą lub storfiałą próchnicą glebową, na których przeprowadzenie melioracji odwadniających jest utrudnione, dlatego powinny zostać przeznaczone pod pastwiska. Również bardzo płytkie rędziny zaliczone są do klasy VI, na których można uprawiać żyto lub koniczynę białą. Ponadto do tej klasy zalicza się najgorsze odmiany gleb ornych na torfach, gleb murszowych, mad bardzo lekkich lub bardzo ciężkich oraz bardzo płytkie rędziny inicjalne, wytworzone z twardych wapieni.

Klasy bonitacyjne gleb pod trwałymi użytkami zielonymi (UZ)

Trwałe użytki zielone, czyli łąki i pastwiska, które przez długi czas użytkowania pozostają w jednym miejscu bez przeorywania. Wynika to z okresowych nadmiarów wody, utrudniającej uprawę płużną. Niekiedy dokonuje się renowacji UZ, poprzez orkę i ponowny podsiew przygotowanej powierzchni nasionami traw i roślin motylkowych lub wyłącznie podsiew w „starą ruń”. Przy bonitacji gleb UZ wydziela się 6 klas: I, II, III, IV, V, VI.

Klasa I

Uz na glebach mineralnych, zasobnych w próchnicę o trwałej strukturze gruzełkowato- ziarnistej, zasobne w składniki pokarmowe, przewiewne, przepuszczalne oraz wysoce produkcyjnych, które bez nawożenia dają 3 pokosy siana. Na tych UZ istnieje pełna możliwość dowolnego regulowania stosunków wodnych w ciągu roku poprzez piętrzenie wody i jej upuszczanie. W składzie gatunkowym runi, dominują trawy bardzo dobre- wyczyniec, wiechlina, kostrzewa, konietlica i rośliny motylkowate- koniczyna czerwona, biała, szwedzka, stanowiące ponad 80%, ziół i chwastów jest mniej niż 13%, a turzyc brak lub nie więcej niż 3%. Powierzchnia tych UZ jest równa i gładka, co umożliwia do nich dostęp przez cały rok, a także warunki wodne są korzystne, bowiem jeżeli występują zalewy to wiosną, przynosząc żyzne namuły brak na ich powierzchni kamieni, zarośli. Plony siana przekraczają 5ton/ ha, a uzyskiwane są przy przeciętnych nakładach. Pastwiska dają możliwość wyżywienia zielonką 3 krów wysokomlecznych przez 150 dni, a przy wypasie kwaterowym istnieje możliwość 5-krotnego spasania.

Klasa II

Uz na glebach mineralnych i mułowo- torfowych o właściwościach i położeniu jak w klasie I, bez pełnej możliwości dowolnego regulowania stosunków wodnych, lecz przeważa dobry odpływ wody, a ruń jest zwarta i głęboka. Łąki 2-3 kośne o wydajności co najmniej 4ton z 1 ha siana dobrej jakości. W składzie botanicznym runi bardzo dobre trawy i rośliny motylkowate mają udział nie mniejszy niż 50%. Wśród traw występują: mozga trzcinowata, konietlica, tymotka, życica trwała, rajgras wyniosły, stokłosa bezostna. Gatunki traw mają mniejsze lub większe wymagania wodne, co świadczy o zmiennych warunkach wodnych w okresie wegetacyjnym. W składzie gatunkowym spotyka się rośliny motylkowe- koniczyna czerwona, biała, szwedzka, komonice- rożkowa i błotna, groszek łąk, wyka ptasia. Produktywność tych UZ umożliwia 4-krotne spasanie i wyżywienie 3 krów w ciągu okresu wegetacyjnego.

Klasa III

UZ o równej powierzchni położone na glebach mineralnych i mułowo- torfowych o właściwościach fizycznych i chemicznych gorszych niż w klasach I i II. Uwilgotnienie gleb mineralnych może być niewłaściwe w pewnych okresach roku. Zalewy powierzchni mogą być inne niż tylko wiosenne oraz rody są mniej żyzne. Odpływ wód zalewowych z powierzchni jest na ogół powolny. Uprawa powierzchni tych UZ jest możliwa przez cały okres wegetacji, a zmechanizowanie zbioru jest w połowie roku możliwe, głównie pokosu 2-go (letniego). Plon siana średniej jakości wynosi ponad 3 tony z 1 ha. W składzie runi jest więcej niż 15% traw bardzo dobrych i dobrych oraz roślin motylkowatych. Główną masę plonu stanowi roślinność o średniej jakości. Więcej występuje tutaj ziół i chwastów. Z motylkowatych spotyka się koniczyny oraz komonice- rożkową i błotną, groszek łąk, wykę ptasią. Produktywność tych UZ (pastwiska), umożliwia wyżywienie 2 krów w ciągu okresu wegetacyjnego.

Podział utworów glebowych na grupy mechaniczne

Nazwa utworu glebowego pochodzi od zawartości dominującej frakcji oraz części spływialnych

1. Utwory kamieniste zawierają więcej niż 50% kamieni, pozostałą część stanowi żwir i części ziemiste. Mogą to być utwory kamieniste żwirowe, piaszczyste, gliniaste lub ilaste.

2. Utwory żwirowe zawierają ponad 50% frakcji żwiru

• Żwiry piaszczyste zawierają 0- 10% części spławialnych, a części ziemiste należą do piasku

• Żwiry gliniaste zawierają > 10% części spławialnych, a części ziemiste wykazują skład mechaniczny glinu

1. Utwory piaskowe (piaski)- zawierają znaczne ilości frakcji piasku i 0-20% części spławialnych:

• Piaski luźne- zawierają 0-5% części spławialnych

• Piaski słabo gliniaste- zawierają 5-10% części spływialnych

• Piaski gliniaste lekkie- zawierają 10-15% części spływialnych

• Piaski gliniaste mocne- zawierają 15-20% części spływialnych

Utwory piaskowe zawierające 25-40% frakcji pyłowych nazywa się piaskami pylistymi

1. Utwory pyłowe (pyły) zawierają ponad 40% pyłowych i do 50% części spławialnych:

• Utwory pyłowe zwykłe- zawierają 0-35% części spływialnych

• Utwory pyłowe ilaste- zawierają 35-50% części spływialnych

1. Utwory gliniaste (gliny)- utwory przewiewne równoziarniste zawierają powyżej 10% piasku i powyżej 20% części spływialnych

• Gliny piaszczyste- zawierają 20- 25% części spływialnych

• Gliny lekkie- zawierają 25- 35%

• Gliny średnie- 35- 50%

• Gliny ciężkie- ponad 50% części spływialnych

Utwory gliniaste zawierające 25- 40% cząstek frakcji pyłowych otrzymują przymiotnik pylasty

1. Utwory iłowe (iły)- zawierają poniżej 10% piasku i powyżej 50% części spływialnych

Utwory iłowe zawierające 25- 40% frakcji pyłu nazywa się pylastymi