Zewnętrzną część skorupy ziemskiej na lądach tworzy pedosfera, w której zachodzi proces tworzenie się gleb. Gleba jest ważnym elementem środowiska naturalnego, gdyż warunkuje rozwój życia organicznego na kuli ziemskiej. Bez gleby nie mogłyby rosnąć rośliny, które stanowią podstawowe pożywienie człowieka i zwierząt. Gleba natomiast nie mogłaby się utworzyć bez roślinności, która obumiera i w ten sposób staje się czynnikiem tworzącym gleby. W tworzeniu gleby ważną rolę odgrywa czas trwania procesów, które ją kształtują. Wszelkie przeobrażenia zachodzące w zwietrzelinie lub luźnej skale, prowadzące do powstania gleby, noszą nazwę procesu glebotwórczego. Polega on na przemianie substancji mineralnych w organiczne i organicznych w mineralne przy udziale biosfery pod wpływem energii słonecznej i grawitacji.

Tworzenie gleby przebiega w kilku etapach. Warunkiem rozpoczęcia procesu glebotwórczego jest powstanie zwietrzeliny. Intensywność wietrzenia zależy od klimatu oraz rodzaju skał, które poddane są temu procesowi. W powstałej pokrywie zwietrzelinowej rozpoczyna się działalność bakterii, grzybów, mchów i porostów. Zachodzą różne procesy fizyczne i chemiczne. Na powierzchni gruntu zaczyna rozwijać się roślinność, głównie trawiasta, która obumiera. Drobnoustroje przyspieszają rozkład substancji orga­nicznych i sprzyjają powstawaniu próchnicy. Wielokrotnie powta­rzające się procesy obumierania i odradzania się roślinności prowadzą do utworzenia warstwy próchniczej.

Na proces glebotwórczy składają się, więc różne procesy fizyczne, fizykochemiczne, chemiczne i biologiczne zachodzące w skorupie ziemskiej. Wśród tych procesów wyróżnia się trzy główne grup;

1. Grupa 1

- procesy przygotowawcze, polegające na rozpadzie skał na drobne okruchy skalne pod wpływem wietrzenia. Tworzą się minerały wtórne. Grunt staje się porowaty i przepuszczalny dla wody. Pory skalne wypełnia także powietrze. Korzenie roślin mogą się swobodnie rozwijać. Pokrywę zwietrzelinową zaczyna porastać roślinność;

2) Grupa 2

- właściwe procesy glebotwórcze, zachodzące na powierzchni w górnych poziomach zwietrzeliny, gdzie gromadzą się obumarł resztki organiczne, z których wytwarzana jest próchnica. Zachodzi akumulacja i migracja różnych substancji mineralnych i organicznych;

3) Grupa 3

- procesy przemieszczania produktów wietrzenia i humifikacji powoduje wzbogacenie lub ubytek składników mineralnych i organicznych w różnych częściach warstwy glebowej. Migracja składników może zachodzić pod wpływem grawitacji, infiltracji wód opadowych i krążenia wód gruntowych.

Głównymi czynnikami glebotwórczymi są : klimat, roślinność, rodzaj skały, ukształtowanie terenu, czas.

Woda w glebie jest ważnym czynnikiem warunkującym wzrost i rozwój roślin. To od niej również zależy wielkość naszych plonów a także jakość, co w czasach konkurencji ma olbrzymie znaczenie. Składniki pokarmowe są pobierane przez rośliny w postaci rozpuszczonej w roztworze wodnym. Ilość i jakość wody w glebie są zróżnicowane w zależności od wielu czynników: sposobu użytkowania, zastosowanych zabiegów agrotechnicznych, rzeźby terenu, budowy gleby i jej właściwości. Woda w glebie podlega działaniu różnych sił i w zależności od rodzaju i wielkości sił działających na wodę w glebie można wyróżnić;

1)Para wodna

- występuje powszechnie w powietrzu glebowym,

- przemieszcza się z jednych poziomów do drugich i przeobraża się w inne postacie wody dzięki kondensacji lub sorpcji. Kondensacji pary wodnej sprzyja zwłaszcza temperatura ujemna, a utworzona w tym procesie woda zamarza w postaci lodu

- przemieszczać się w glebie biernie wraz z powietrzem glebowym, pod wpływem zmian ciśnienia atmosferycznego, temperatury i wilgotności, lub ak­tywnie — drogą dyfuzji

- w trakcie ruchu pary wodnej nie ulegają przemieszczeniu w glebie składniki pokarmowe ani inne sole zawarte w roztworze glebowym, a więc procesowi przechodzenia fazy płynnej w gazową, czyli w parę wodną, zawsze towarzyszy nagromadzenie w danej warstwie gleby tych substancji, które w niej występo­wały w roztworze przed nasileniem procesu parowania

2) Woda związana chemicznie

- zwana wodą krystalizacyjną

- stanowi składnik niektórych związków i mine­rałów globowych,

- jest w sensie fizycznym formą stałą,

- nie rozpuszcza ona składników pokarmowych i jest niedostępna dla roślin.

- na przykład w glebach silnie zasolonych lub zawierających dużo uwodnionego siarczanu wapnia na ilość wody rzędu 25% wagowych (oznaczoną metodą suszarkową w temperaturze l05 °C) składa się głównie jej forma krystalizacyjna, a więc fizjologicznie nie­dostępna dla roślin

3) Woda związana fizycznie

- cząsteczki wody łatwo ulegają adsorpcji na powierzchniach ścianek porów oraz drobniutkich, zdyspergowanych cząstek gleby, tworząc błonki z odpowiednio ukierunkowanych dipoli wody

- uwzględniając możliwość ruchu (warunkowanego wielkością sił wiązania) rozróżniamy dwie formy wody glebowej związanej fizycznie: higroskopową i błonkowatą

• Woda higroskopowa ( silnie związana)

- występuje ona w glebach w stanie zbliżonym do ciała stałego i jest utrzymywana na powierzchni cząstek dzięki bardzo wysokiemu ciśnieniu 10 000 – 20 000 atm.,

- jej przemieszczanie jest możliwe tylko w postaci pary wodnej i zależy od zmian temperatury oraz wilgotności powietrza,

-nie bierze ona udziału w rozpuszczaniu soli i składników pokarmowych w glebie,

-fizjologicznie jest ona niedostępna dla roślin,

• Woda błonkowata (słabo związana)

- występuje, w znaczeniu fizycznym, w stanie lepko-plynnym

- na ogól nie jest dostępna dla roślin, wysokie ciśnienie soku komórkowego roślin pozwala jednak na pobieranie tej formy wody przez korzenie,

- ma zdolność do rozpuszczania i przenoszenia soli w glebie, przemieszcza się w kierunku gdzie odbywa się parowanie,

4) Woda kapilarna

- wielu badaczy wodę kapilarną klasyfikuje jako wodę swobodną-gawitacyjną,

- występuje w stanie płynnym,

- wykazuje dużą ruchliwość, może więc uzupełniać zapas wody w warunkach intensywnej transpiracji roślin i bezpośredniego parowania powierzchniowej warstwy gleby,

- w zależności od budowy litologicznej profilu glebowego i jej powiązań z wodą gruntową wyróżniamy kilka odmian wody kapilarnej;

• Woda kapilarna podparta

- występuje w gruntach i glebach nad zwierciadłem wód gruntowych,

• Woda kapilarna zawieszona

- występuje wówczas, gdy woda kapilarna nie łączy się z wodą gruntową,

• Woda kapilarna opadnięta

- występuje w porach i kapilarach gleb dwuczłonowych, których poziomy drobnoziarniste podścielone są warstwami gruboziar­nistymi, pulchnymi lub bardziej strukturalnymi,

• Woda kapilarna pendularna

- występuje w izolowanych kapilarach w postaci ,złożonego systemu kropelek, bądź w kątach porów i miejscach styku cząstek w formach o wyraźnych meniskach,

5) Woda wolna

- stan płynny,

- dążność do ruchu w kierunku pionowym (lub bocznym w przypadku zboczy) pod wpływem siły ciężkości,

-duża zdolność do rozpuszczania soli, ich przemieszczania oraz przemieszczania roztworów koloidowy i drobnych zawiesin.

- występuje w kilku postaciach

• Woda grawitacyjna

- przesiąka w głąb gleby lub w kierunku bocznym, może osiągnąć zwierciadło wód gruntowych

• Woda gruntowa

- powstaje w następstwie wypełnienia wszystkich porów i szczelin gleby

- źródła zasilania: opady atmosferyczna, koryta rzek, sieci nawodnieniowe, sztuczne zbiorniki wodne, nawadnianie Pol,

• Lód

- woda znajdująca się w pod postacią krystalicznego ciała stałego

• Woda wolna powierzchniowa

- spływa z terenów nachylonych w okresach, kiedy dopływ znacznie przewyższa prędkość wsiąkania i filtracji wody w glebie

Ogólny kierunek procesu glebotwórczego określony jest składem sumarycz­nym bilansu oraz rozmieszczeniem składników mineralnych i organicznych two­rzących glebę. Kierunek procesu glebotwórczego zależy w dużej mierze od typu stosunków wodnych w strefie wietrzenia skorupy ziemskiej, w skałach macie­rzystych oraz w glebie.

Wyróżnia się szereg typów stosunków wodnych w glebach, oczywiście w przyrodzie występuje wiele typów przejściowych (podtypów).

1) Typ erozyjno-przemywny

- występuje na zboczach pagórków oraz wzniesień górskich

-dodatnie pozycje bilansu wodnego sta­nowią tutaj opady atmosferyczne (deszcz, śnieg) i deluwialne przepływy wody z górnych części skłonów. Pozycję ujemną stanowią: tranzytowy odpływ po­wierzchniowy, gruntowy odpływ boczny i — częściowo — infiltracja zasilająca wody gruntowe w kierunku pionowym.

- w wyniku erozji i denudacji chemicznej strefa wietrze­nia oraz głębokość profilu glebowego ulegają spłyceniu

- do­minuje erozja mechaniczna, denudacja chemiczna i wymywanie, a biogenicznej akumulacji towarzyszy stałe ubywanie produktów biogenezy

2) Typ przesiąkowo-automorficzny (przemywnie-automorficzny)

- występuje na wysokich równinach i wododziałach, o dobrym, naturalnym dre­nażu, gdzie wody gruntowe występują na głębokości poniżej 15—20 m.

- dopływ wody do gleby pochodzi wyłącznie z opadów atmosferycznych lub nawodnienia

- jest tym powszech­niejsze, im wyższy jest współczynnik uwilgotnienia, tj. im bardziej opady prze­ważają nad potencjalnym parowaniem.

- gdy wody grawitacyjne przenikają do głęboko zalegającego poziomu wód gruntowych. Prowadzi to do wykształcenia kilkumetrowej strefy wietrzeniowej (sialitycznej, ferralitycznej i alitycznej) oraz głębokich, kwaś­nych, ubogich gleb (wytworzonych z boksytów, czerwonoziemów, żółtoziemów, brunatnych leśnych i bielicowych)

- ogólny bilans składników w warunkach przesiąkowego (przemywnego, elu- wialnego) * typu stosunków wodnych jest w sensie geochemicznym ujemny, erozyjnie obojętny, a w aspekcie biologicznym dodatni:

- erozja może się tu pojawić jedynie w wypadku niewłaściwej działalności człowieka

3) Typ przesiąkowo-hydromorficzny (przemywnie-hydromorficzny), eluwialno-hydromorficzny

- występuje w klima­cie wilgotnym w glebach ukształtowanych na nisko położonych równinach lub długich zboczach o małych nachyleniach, gdzie wody gruntowe występują na głębokości 1—3 m

- wody te mają swobodny odpływ dzięki przewarstwieniom piaskowym i żwirowym, występującym na pewnej głębokości od powierzchni gruntu.

- formuje się również w glebach bagien­nych i glejowo-bagiennych po ich zdrenowaniu, kiedy człowiek sztucznie od­prowadzając nadmiar wody wolnej z gleby, wywołuje obniżenie poziomu wód gruntowych i ich odpływ

- występuje również na obszarach nawadnianych, na których woda gruntowa występuje na głębokości 2—3 ą przy sprawnym funkcjonowaniu sieci drenarskiej i obfitych dawkach nawodnieniowych

- woda okreso­wo lub stale podsiąka kapilarnie z wód gruntowych do strefy korzeniowej

- podstawowymi źródłami wody w bi­lansie wodnym gleb są wsiąkanie i infiltracja wody z opadów atmosferycznych lub nawodnień. W części ujemnej, rozchodowej, bilansu wodnego główną rolę odgrywa pełny przesiąk wody wolnej, a następnie jej odpływ z wodami grun­towymi. Transpiracja roślin stanowi drugą pozycję ubytku wody, natomiast pa­rowanie zajmuje stosunkowo podrzędną pozycję

- skała macierzysta w warunkach opisywanego typu stosunków wodnych znaj­duje się pod działaniem procesów redukcyjnych, ulega wzbogaceniu w biogenne produkty procesu glebotwórczego oraz niektóre składniki migracji geochemicz­nej; równocześnie traci jednak wraz z odpływającymi wodami gruntowymi łatwo rozpuszczalne związki

- erozja mechaniczna (bądź akumulacja) nie występuje

- dominacja procesu przemywania i odpływu w ogólnym bilansie wodnym takich gleb hydromorficznych prowadzi do wyraźnego ubytku wielu składni­ków — migrantów wodnych.

- okresowe zmiany warunków tlenowych i beztlenowych pociągają za sobą wytrącanie i hydro- geniczne nagromadzenie w glebach różnych związków, zwłaszcza uwodnio­nych tlenków (m.in. żelaza, manganu), kwaśnego węglanu wapnia (niekiedy sody) i pewnych ilości siarczanów oraz chlorków sodu i magnezu.

- dominacja przemywania prowadzi w skrajnych przypadkach (wilgotny kli­mat, depresje! terenu) do wykształcenia kwaśnych, glejowych, silnie żelazi- stych gleb bielicopodobnych (specyficzne gleby na Dalekim Wschodzie zbliżo­ne -do gleb bielicowych) lub sołodzi o wyraźnie zaznaczonym poziomie elu- wialno-bielicowym A2, iluwialnym poziomie B, który jest dodatkowo wzboga­cony uwodnionymi tlenkami (bardzo rzadko kwaśnym węglanem wapnia) po­chodzenia hydrogenicznego.

- przy słabiej zaznaczającym się przemyciu (klimat bardziej suchy, roślinność trawiasta) jeśli w dodatku woda gruntowa jest twarda, zawierająca dwuwęgla­ny Wapnia oraz pewne ilości łatwo rozpuszczalnych soli, geochemiczny proces wymywania nie doprowadza do osiągnięcia skrajnego (kwaśnego) stadium roz­woju gleb; powstają wtedy bezwęglanowe, słabo węglanowe lub silnie węgla­nowe czarne ziemie łąkowe

- w ten sposób w obrębie eluwialno-hydromorficznego typu reżymu wodnego mogą — w zależności od stopnia oddziaływania czynnika przemywającego — powstawać różne gleby od glejowo-bielicowych prźez solodzie i bielicopodobne do żelazistych łąkowych, łąkowych węglanowych, słabo sołoncowych lub zbi­tych gleb łąkowych

- ten typ stosunków stabilizuje się przy prawidłowo przeprowadzonym od­wodnieniu gleb bagiennych, to znaczy bez przesuszenia i z ukształtowaną moż­liwością dwustronnej regulacji wód gruntowych warunkującej zachowanie sub­irygacji w glebie.

4) Ewaporacyjno-hydromorficzny typ stosunków wodnych

- występuje na ob­szarach słabo odwadnianych równin, w kotlinach śródgórskich, w dolinach dolnego biegu rzek oraz ich deltach

- zbudowanych ze słabo przepuszczalnych gruntów, gdzie poziom wody gruntowej ustala się na niewielkiej głębokości (1—3 m). Wody gruntowe, mają charakter zastoiskowy, zawierają dużo rozpusz­czonych substancji mineralnych

- bilans wód grunto­wych w takich warunkach są kompensowane głównie przez parowanie, a tylko częściowo przez transpirację.

- w całym profilu gleby nagromadzają się więc krze­mionka, uwodnione tlenki, kwaśny węglan wapnia, gips oraz łatwo rozpuszczal­ne sole

- wody gruntowe w warunkach ewaporacyjno-hydromorficznego typu sto­sunków wodnych ulegają stopniowo wzbogaceniu w mineralne, składniki prze­chodzące wraz ze wzrostem ich stężenia kilka stadiów

- sezonowe opady nie są w stanie zmienić ewaporącyjnego typu stosunków wodnych gleb, ani kumulacyjnego charakteru bilansu soli w tych glebach (Opady atmosferyczne w wilgotnych okresach roku mogą przyczyniać się do odsolenia gleb, a także odprowadzać część soli do wód gruntowych. W su­chym sezonie roku wzmaga się jednak proces parowania i zwiększa zasolenie gleby.)

5) Ewaporacyjno-automorficzny typ stosunków wodnych

-występuje w warunkach suchych pustyń, jakie panują w niektórych rejonach Azji, na Saharze, na Półwyspie Arabskim, w Chile i Peru, przy głęboko zalegającym poziomie wód gruntowych i braku źródeł ich zasilania, na wysokich równinach i wyżynach

- główną i jedy­ną pozycją rozchodową bilansu wodnego jest tu parowanie (ze słabym udzia­łem transpiracji) wody kapilarnie zawieszonej. Dodatnie pozycje bilansu wod­nego tych gleb stanowią skąpe opady i kondensacja pary wodnej

- rozwojowi ewaporacyjno-automorficznego typu stosunków wodnych towa­rzyszy przesychanie gleb i gruntów do stanu powietrznie suchego, na głębo­kość kilku metrów

- towarzyszy wstępujący ruch wody kapilarnie zawieszonej (po opadach deszczu i rosy) ku powierzchniowym warstwom gleby. W wyniku tego w glebie utrzymują się sole nagromadzone wcześniej w ewaporacyjno-hydromorficznej fazie procesu glebotwórczego. W ten sposób powstają suche (po­zbawione wód gruntowych) sołonczaki, sołonczaki takyrowe, skorupy utwo­rzone z soli, które należy traktować w tych warunkach jak gleby paleohydromorficzne.

6) Zalewowo-namywany typ stosunków wodnych

- występuje w zalewanych dolinach rzek, pod­wodnych deltach rzek, w bagnach, pod płytkimi wodami jezior, mórz i sztucz­nych zbiorników wodnych, a na terenach uprawnych — na zalewanych polach ryżowych

- w bilansie wodnym tych terenów dominuje przypływ i odpływ wód powierzchniowych (zalewowych). Woda wol­na stale lub okresowo zakrywa glebę, powodując jej nadmierne uwilgotnienie. Na pozycje rozchodowe bilansu wodnego składają się przede wszystkim ubytki wód powierzchniowych (po powodziach i wylewach, po sezonowym wypa­rowaniu wód z jezior itp.)

- dopływ wody wolnej powoduje nagromadzenie osadów mechanicz­nych i chemicznych oraz organicznych (aluwia, osady denne, proluwia).

- wody zastoiskowe sprzyjają rozwojowi procesów beztlenowych i pojawie­niu się dużych ilości zredukowanych form manganu, siarki i azotu.

- wody prze­pływowe sprzyjają natomiast aeracji i dominacji procesów oksydacyjnych w glebach, bez względu na ich wysoki stopień uwodnienia

7) Zmarzlinowy typ stosunków wodnych

- jest charakterystyczny dla tych kon­tynentalnych obszarów globu ziemskiego, które odznaczają się długotrwałą, suchą, mało śnieżną, mroźną zimą.(Na tych obszarach lato jest chłodne, krót­kie, a średnia roczna temperatura jest ujemna)

- źródłami wody w glebach typu zmarzlino­wego, podobnie jak w innych glebach, są opady atmosferyczne (100—140 mm/rok) i wody podziemne (niekiedy artezyjskie)

- długotrwała zmarzlina akumuluje, więc i magazynuje wodę w glebie. Sezo­nowe tajanie lodu rozpoczyna się wiosną i przesuwa się od powierzchni w dół profilu glebowego. Pojawia się wolna woda grawitacyjna i kapilarna-podparta, która opiera się na zmarzłej nieprzepuszczalnej warstwie głębiej zalegającej. Rozpoczyna się wstępujący ruch wody kapilarnej, jej parowanie, zużycie na transpirację przez roślinność. Jednocześnie w glebie odbywają się procesy re­dukcyjne. Kształtuje się typ stosunków wodnych podobny do typu ewapora­cyjno-hydromorficznego przy osłabionym wymywaniu

- jeśli warstwy zamarznięte występują na znacznej głębokości i utrzymują się w ciągu całego roku — wolna woda pochodząca z topnienia lodu latem lub opadów deszczu spływa po zmarzlinie w postaci lokalnych potoków, przeno­szących sole oraz inne ruchliwe związki organiczne i mineralne (krzemionka, żelazo, mangan) do obniżeń terenowych i dolin.