1. Czynniki życia każdego organizmu wpływające na produkcję: światło, ciepło—czynniki kosmiczne, składniki pokarmowe, powietrze, woda—czynniki glebowe

2. Funkcje wody w glebie. Woda glebowa bierze udział we wszystkich procesach fizycznych, chemicznych i biologicznych, jest: rozpuszczalnikiem i środkiem transportowym składników pokarmowych ze środowiska glebowego do rośliny, niezbędna w procesach fizjologicznych roślin i fauny glebowej, regulatorem ciepła i wilgoci w otoczeniu rośliny, woda kształtuje zawartość powietrza w glebie, niezbędna w procesach glebotwórczych, formuje mikroklimat i klimat większych obszarów

3. ROLA WODY W GLEBIE: Udział w procesie glebotwórczym (ma wpływ na wietrzenie minerałów i skał glebotwórczych oraz na mineralizacje związków organicznych). W procesie glebotwórczym biorą udział wszystkie rodzaje wód pod postacią: deszczu, gradu, śniegu lodu. Wody powierzchniowe i gruntowe powodują: zmywanie gleb (erozja, unoszenie, transport), akumulacje (namulanie, sedymentacje), zabagnianie, zasolenie (z podsiąku wód gruntowych), wymywanie i przenoszenie substancji organicznych, związków mineralnych, drobnych cząstek koloidalnych.

4. Duży i mały obieg wody w przyrodzie. Duży obieg (procesy zachodzące w skali globalnej):parowanie z oceanów, kondensacja w atmosferze, przemieszczanie się pary wodnej nad kontynenty, opad na lądy, wsiąkanie, spływ podziemny i powierzchniowy zasilający oceany. Mały obieg (procesy zachodzące w małej skali – lokalnie):parowanie, kondensacja, opad, wsiąkanie, odpływ. Czynniki powodujące obieg wody w przyrodzie: energia promienista słońca, siła grawitacji, obrót kuli ziemskiej wokół osi, ciśnienie atmosferyczne, siły międzycząsteczkowe (kapilarne), procesy biologiczne, czynniki antropogeniczne

5. Ogniwa obiegu w przyrodzie. W obiegu wody można wyróżnić trzy ogniwa: atmosferyczne powierzchniowe oraz glebowe. Pomiędzy nimi istnieją powiązania przez procesy przepływu wody: parowanie, kondensację, opady, przesiąkanie, spływ powierzchniowy, spływ gruntowy, podsiąk i retencję.

6. Bilans wodny obszaru. Bilans wodny – zestawienie obiegu wody w przyrodzie na poszczególnych obszarach (np. dorzecze, zlewisko itd.), z rozróżnieniem na przychody i rozchody (odpływy). Mierzy się go, biorąc pod uwagę ilość opadów na danym terenie, odpływ powierzchniowy i podziemny z danego terenu, parowanie. Rp + P = Rk + H + E na Rp składa się Rpp retencja powierzchniowa i Rpg retencja gruntowa, na P składa się opad w okresie bilansowym, na H składa się Hp odpływ powierzchniowy i Hg odpływ gruntowy, na E składa się Eg parowanie z gleby i gruntu i Et transpiracja roślin oraz Ei intercepcja, parowanie z liści, na Rk składa się Rkp retencja wód powierzchniowych i Rkg retencja wód w glebie, plus były tam jeszcze jakieś tabelki ale stwierdziłem że są nieważne.

7. Bilans wodny obszaru, składnik bilansu wodnego Ro = LE + T Ro - przychód energii cieplnej ( promienistej) do powierzchni terenu. Na niżu Polski Ro IV - IX 40 kcal cm^-2. Polska południowa Ro IV - IX 35 kcal cm^-2. L- ciepło parowania ( około 580 kcal kg^-1 odprowadzającej wody czyli około 0.06 kcal mm ^-1 słupa wyparowania wody z 1cm^2) .E- parowanie (mm) 400-500 mm w okresie IV-IX. T- ciepło-energia zużyta na ogrzanie atmosfery (kcal) czyli wymiana ciepła pomiędzy powierzchnią i atmosfera. Bilans wodny P=H+E→E=P-H. Bilans cieplny Ro=le +t. Współczynnik strat: beta=t/Ro czyli T=beta/Ro. Współczynnik strat wody alfa=H/P. H=alfa*P. Ro-T=LE. Ro-beta Ro=L (P-H). Ro (1-beta)=LP-LH. Ro (1-beta)=LP-LPalfa Ro-przychód energii cieplnej do powierzchni. L-ciel ciepło parowania 0.06kcal/mm. T-energia zużyta na ogrzanie atmosfery. Ilość zużyte energii cieplnej jest proporcjonalna do ilości wyparowanej wody

8. W jaki sposób można kształtować stosunki cieplne w glebie: Nadmiar wody: stosujemy odwodnienie, czyli zwiększamy odpływ H, tym samym zwiększamy współczynnik odpływu α=H/P. Zmniejsza się parowanie i większa ilość energii cieplnej idzie na ogrzanie gleby. Niedobór wody: stosujemy nawodnienie, zwiększamy wtedy procesy parowania i zużycie na ten cel energii cieplnej, tym samym zmniejszając ilość ciepła zużywanego na ogrzanie atmosfery

9. Rozkład opadów, parowania i retencji gruntowej (głębokość zwierciadła wody gruntowej) w roku normalnym w Polsce. Wnioski: 1) Rozkład P i E zależy od temperatur powietrza, 2) E w półroczu zimowym (X-III) jest niższe od opadów (P) 3) E w półroczu letnim (IV-IX) jest wyższe od opadów 4) Nadmiar wody w okresie wiosennym 5) Deficyt wody VI-VIII10.Woda w glebie-charakteryzuje się wysoką lepkością i znacznym napięciem powierzchniowym. Cząsteczki wody charakteryzują się biegunowością elektryczną i są dipolami elektrycznymi, co wynika z niesymetrycznego rozmieszczenia w nich atomów wodoru i tlenu. ( Kąt pomiędzy H w cząsteczce wynosi 105*). Biegunowość cząsteczki wpływa na wzajemne elektryczne przeciąganie się dipoli wodnych, powodując, że woda jest dobrym rozpuszczalnikiem. Biegunowość powoduje ponad to, że woda dobrze i szybko adsorbuje się na powierzchni fazy stałej w glebie.

11. Woda higroskopowa – warstwa bezpośrednio przylegająca do cząsteczki gleby, utworzona z pary wodnej powietrza glebowego. Jest wodą silnie związaną niedostępną dla roślin (siła wiązania znacznie przekracza siłę ssącą korzeni). Nie porusza się w glebie, nie rozpuszcza soli , nie zamarza (nawet w -78 st C) całkowicie wyparowuje w 105 st C. Ilość wody molekularnej zależy od składu granulometrycznego i chemicznego oraz od ilości koloidów glebowych i kompleksu sorpcyjnego. Woda błonkowata: Woda tworząca zewnętrzną warstwę wody molekularnej jest związana siłami molekularnymi przez zewnętrzne warstwy wody higroskopowej. Utworzona z zasobów pary wodnej lub wody wolnej i kapilarnej (roślina jedynie częściowo korzysta z tej wody). Woda ta przemieszcza się wskutek wyrównywania potencjałów (od cząsteczek z grubszą warstwą do tych z cieńszą.

12. • Siły przyciągania na powierzchni fazy stałej – siły sorpcyjne mogą być różnego typu, włączając tu siły elektrostatyczne Coulomba i siły miedzy molekularne (siły dyspersyjne – siły oddziaływania miedzy cząsteczkami lub atomami na skutek wzbudzenia dipoli, van der Waalsa – siły wzajemnego oddziaływania miedzy dipolami, są słabsze 10-100 razy od sił wiązania chemicznego) • Siły te wynikają m.in. Z składu jonowego kompleksu sorpcyjnego gleby i z chemizmu fazy stałej • Siły te są tak małe, że praktycznie nie maja większego znaczenia dla obliczeń dotyczących oddziaływania miedzy woda i cząstkami fazy stałej • Siły adhezyjne i elektrostatyczne (sorpcyjne) małego zasięgu przyczyniają się do silnego wiązania cienkiej błonki wodnej na powierzchni fazy stałej. Woda ta nazywa się higroskopijna (tuż przy powierzchni fazy stałej) i woda błonkowa (nieco dalej od tej powierzchni). Obie te formy wiązane są bardzo silnie przez macierz glebowa, a ilość retencjonowanej wody jest bardzo Siła osmotyczna • Występowanie siły osmotycznej jest warunkowane podwójna warstewka. W warstwie bliżej powierzchni fazy stałej zaadsorbowana jest znaczna ilość jonów (znaczne stężenie). W błonce wodnej zachodzi dyfuzja stężeniowa. • Taka podwójna warstwa w glebie działa jako osmometr. Role półprzepuszczalnej błony pełni tu pole elektrostatyczne. Utrzymuje ono wysokie stężenie jonów przy powierzchni ziaren i cząstek –wyższe niż w roztworze. Siły kohezji • Woda jest utrzymywana przez siły kohezji, czyli wewnętrznej lepkości wody występującymi pomiędzy molekułami wodnymi. • Efektem tych sił jest m.in. napięcie powierzchniowe

13. Woda tworząca zewnętrzną warstwę wody molekularnej – higroskopowej silnie zaadsorbowanych przez fazę stałą jest związana siłami molekularnymi. -Drobiny wody błonkowatej znajdują się w zasięgu oddziaływania mniejszych sił molekularnych gdyż są bardziej oddalone od powierzchni fazy stałej. -Utworzona z zasobów pary wodnej lub wody wolnej i kapilarnej (niektóre rośliny posiadające większą siłę ssącą korzeni, jedynie w niewielkim stopniu korzystają z tej wody, wyłącznie z warstewek najbardziej oddalonych od powierzchni fazy stałej – jako najsłabiej związane) -Woda ta może przemieszczać się wskutek wyrównywania potencjałów (od cząsteczek z grubszą warstwą do tych z cieńszą. -Ilość tej wody jest około 2 – 4 razy większa od maksymalnej higroskopowości

15. Woda w postaci pary wodnej, występowanie i znaczenie : Woda ta wchodzi w skład powietrza glebowego zajmującego przestwory. Powietrze glebowe i zawarta w nich woda ciągle wymieniają się z powietrzem atmosferycznym. Przemieszczanie się wody glebowej w postaci pary wodnej charakteryzuje się tym, że nie towarzyszy mu przemieszczanie się substancji chemicznych. Jeżeli prężność pary wodnej Po jest większa w powietrzu glebowym niż w warstwie powietrza nad gleba to gleba traci wodę i wysycha. Przy zjawisku odwrotnym – gdy Po jest większą w powietrzu nad gleba to gleba pochłania parę wodna z powietrza atmosferycznego. Warunkiem ruchu pary wodnej w glebie jest również różnica prężności pary wodnej w stykających ze sobą przestworach glebowych. Ruch ten odbywa się od obszarów wilgotnych do suchych.

16. Woda wolna (inaczej grawitacyjna) - wypełnia pory większe od kapilarnych; to wody mające zdolność ruchu pod wpływem sił grawitacji i różnicy ciśnień hydrostatycznych. Jej obecność w strefie aeracji wiąże się z wielkością i częstotliwością opadów atmosferycznych oraz przepuszczalnością skał w tej strefie. Występują w strefie aeracji jako wody wsiąkowe i zawieszone oraz w strefie saturacji jako wody przypowierzchniowe, gruntowe, wgłębne i głębinowe. Tylko wody kapilarna i wolna są dostępne dla korzeni roślin, pozostałe są zbyt silnie związane z cząsteczkami gleby.

17. Charakterystyka porów glebowych na tle występujących w nich rodzajach wód Ph=0 >30mm woda grawitacyjna (odcieka) ph=2 30-8,5 8,5-4 woda kapilarna (woda łatwo dostępna) ph=2.9 4-0,2 woda kapilarna błonkowata (trudno dostępna) ph=4.2 <0,2 higroskopowa chem.zwiaz. (niedostepna)

18. Woda kapilarna, siły odpowiedzialne za jej występowanie, zjawisko wzniosu kapilarnego. Woda kapilarna - ruch wody w glebie w strefie aeracji skierowany ku górze, nazywany bywa podsiąkiem kapilarnym. Na granicy fazy stałej i ciekłej oraz ciekłej i gazowej w kapilarach o średnicy dziesiętnych części milimetra, występują siły kapilarne – mogą one wciągać i wypychać wodę z kanalików glebowych. Wyróżniamy:- wodę kapilarna zawieszona (np. z opadów) - wodę kapilarna z podsiąku (właściwa). Siły działające na cząsteczkę cieczy na granicy dwóch ośrodków: Czerwona strzałka pokazuje wypadkową siłę, jaką ciecz przyciągałaby molekułę, gdybyśmy chcieli ją oderwać od powierzchni. Ta wypadkowa siła jest przyczyną występowania

19. Woda kapilarna – woda występująca w drobnych porach, szczelinach i naczyniach włoskowatych ponad zwierciadłem wód gruntowych, gdyż silniejsze od niej są siły napięcia powierzchniowego. Rośliny mogą pobierać następujące rodzaje wód: - wodę infiltracyjną – w stopniu ograniczonym do 3 dni po obfitych opadach atmosferycznych, -wodę kapilarną przywierającą – częściowo tj. wodę, która jest zatrzymywana , w glebie siłami mniejszymi niż siła ssąca korzeni roślin, - wodę kapilarną właściwą obniżenie ogólnej ilości wody w glebie, skutkuje spadkiem wody dostępnej dla roślin, a także wpływa na zmniejszenie przyswajalności niektórych składników pokarmowych Zatem można powiedzieć że jest ona niezbędna do uprawy roślin.

22. Zalety kapilarności: +Gleby o dużej kapilarności zapewniają roślinom sporo wody dostępnej na transpirację i umożliwiają korzystanie z zapasu wody gruntowej. +Gleby o małej kapilarności narażone są na przesuszanie( powinno się w nich utrzymywać wyższy poziom wody gruntowej)

Wady kapilarności: +Kapilarność sprzyja parowaniu z powierzchni gruntu co traktujemy jako stratę wody, która ponadto obniża temperaturę. +Gleby o dużej kapilarności skłonne są do zabagnień (wymagają one więc obniżenia poziomu wody gruntowej) +W okresie zimowym gdy parowanie jest niskie, woda podnosząc się kapilarami powodować może pogorszenie stanu dróg. Pod słabo odwodnioną nawierzchnią dróg zamarzająca woda spowoduje wybrzuszenia nawierzchni i dziury. Stopy fundamentowe powinny mieć odpowiednio zaprojektowaną głębokość posadowienia aby chronić przed skutkami podsiąku kapilarnego

25. Potencjał Wody Glebowej - Właściwości wodne gleby można opisać dwojako – określając ilość zawartej w niej wody (wilgotność) oraz charakteryzując stan energetyczny wody (potencjał wody). Pomiar potencjału umożliwia określenie siły, z jaką woda jest zatrzymywana w glebie. Gdy potencjał wody glebowej się obniża, staje się ona coraz trudniej dostępna dla roślin. Potencjał wody jest określany w jednostkach ciśnienia (paskal, bar, atmosfera i ich wielokrotności), lub przy pomocy wskaźnika pF (logarytm dziesiętny z wysokości słupa wody, odpowiadającego sile ssącej gleby). Aby dokładnie określić potrzeby nawadniania roślin, należy znać zarówno potencjał jak i zawartość wody w glebie. Zależność pomiędzy potencjałem a zawartością wody nie jest liniowa. Aby ją ustalić, należy opracować tzw. krzywą retencji wody dla danego rodzaju gleby. Do pomiaru potencjału wody glebowej wykorzystuje się tensjometry i mierniki oporności elektrycznej (bloczki gipsowe, sondy granular matrix) (patrz też hasło 'wilgotność gleby').

26. Potencjał wody glebowej (Ψ) to praca usunięcia jednostki masy wody poza zasięg sił wiążących. Na całkowitą wartość potencjału Ψt składają się: ciśnienia hydrostatyczne i atmosferyczne (Ψp) oraz potencjał grawitacyjny (Ψg), osmotyczny podwójnej warstwy elektrycznej (Ψs), adsorpcyjny (Ψa) i kapilarny (Ψk). Część sił wiążących jest tak duża, że związana woda nie jest dostępna dla roślin (tzw. woda higroskopijna.

28. Charakterystyka ciśnienie – wilgotność gleby Y(q), przykładowe dla gleby zwięzłej i o luźnej

strukturze. Gleby luźne (wytworzone ze żwirów i piasków). Gleby zwięzłe (wytworzone z iłów i glin ciężkich). Wilgotność (wagowa) - Wilgotność gleby lub gruntu[1]W określa się jako stosunek masy wody zawartej w glebie Mw do masy fazy stałej gleby Ms (masy po wysuszeniu w temp. 105 °C). Wyraża się ją w procentach wagowych i nazywa niekiedy wilgotnością wagową: W=(Mw/Ms)*100% Wilgotność objętościowa -Wilgotność gleby wyrażana jest również często w procentach objętościowych, jako tzw. wilgotność objętościowa Wo. Określa ona stosunek objętościowy wody w glebie Vw do objętości całej próby gleby V:Wo=(Vw/V)*100%

30. mała retencja- szeroki zakres działań technicznych i nietechnicznych powodujących poprawę jakościową i ilościową zasobów wodnych na skutek spowolnienia obiegu wody i związków chemicznych w małych zlewniach rzecznych. sposoby magazynowania wody: zbiornikach o pojemności do 5 mln m3, stawach i oczkach wodnych, dolinach rzecznych, korytach rzek i rowów melioracyjnych wyposażonych w urządzenia piętrzące, glebie i gruncie

31. a. retencja glebowa i krajobrazowa: • poprawa struktury gleby, zabiegi agromelioracyjne, wapnowanie, prawidłowa agrotechnika, odpowiedni płodozmian, zwiększenie zawartości próchnicy w glebie, • układ pól ornych, użytków zielonych, lasów, użytków ekologicznych, • zalesienia, tworzenie pasów ochronnych, zadrzewień, zakrzaczeń, • zwiększenie powierzchni mokradeł, torfowisk, bagien.

b. wody gruntowe i podziemne: • ograniczenie spływu powierzchniowego, • zwiększenie przepuszczalności gleb, • zabiegi przeciwerozyjne, fitomelioracyjne i agromelioracyjne, regulowanie odpływu z sieci drenarskich, • stawy i studnie infiltracyjne

32. Pełna pojemność wodna – to stan nasycenia woda gleby przy którym wszystkie przestwory (lub prawie) są wypełnione woda. Maksymalna dopuszczalna pojemność wodna – dopuszczalne maksimum uwilgotnienia gleby (max zapas wody), przy którym w glebie znajduje się niezbędna ilość powietrza (z punktu widzenia roślin). Optymalna pojemność wodna – optymalne uwilgotnienie, przy której zapewniona jest najkorzystniejsza ilość wody i powietrza. Polowa pojemność wodna – max ilość wody, jaka może utrzymać gleba przez dłuższy czas (przy całkowitym wyeliminowaniu parowania gleby). Pojemność okresu suszy – minimalny dopuszczalny stan uwilgotnienia gleb zapewniający roślinie pobór wody trudno dostępnej. Pojemność trwałego więdnięcia roślin – (współczynnik więdnięcia) jest zapasem wody niedostępnej dla roślin (fizjologicznie nieczynnej, chemicznie związanej, tj. wody higroskopowej).

33. . Retencja użyteczna R jest ilością wody , która mogą być wykorzystywane na procesy ewapotranspiracji (parowania terenowego).Można wyróżnić retencje użyteczna maksymalna: Rmax – jest różnicą pomiędzy stanem PPW i wilgotnością współczynnika więdnięcia oraz retencje użyteczną efektywną: Re – jest różnicą pomiędzy PPW i POS

34.i 35

36. Norma odwodnienia (osuszenia), definicja, znaczenie minimalnej i średniej normy odwodnienia. Norma odwodnienia - odległość wody gruntowej od powierzchni terenu w środku łanu miedzy rowami. Przez normę odwodnienia rozumie się średnią w okresie wegetacji odległość krzywej depresji od powierzchni terenu w środku rozstawy. Maksymalna norma odwodnienia - minimalne dopuszczalne uwilgotnienie odpowiadające maksymalnej głębokości położenia zwierciadła wody gruntowej. Minimalna norma odwodnienia-takie położenie zwierciadła wody gruntowej przy którym jest za dużo wody.

37. Dopuszczalne maksimum uwilgotnienia jest zależne od: rodzaju rośliny, fazy wegetacji roślin, rodzaju gleby, właściwości wody i jej ruchliwości. O dopuszczalnym maksymalnym uwilgotnieniu decyduje nie absolutna ilość wody, lecz ilość powietrza w glebie. Wg Kopeckiego minimalne zapasy powietrza wynoszą: • trawy 6-10% (objętości gleby), pszenica i owies 10-15%, jęczmień i buraki 15-20%. ZNACZENIE POWIETRZA W GLEBIE: Gdy brakuje powietrza (intensywność oddychania korzeni jest wysoka wynosi 0,2-3,0 mg m-3 s-1) – może dojść do niepożądanych procesów anaerobowych, następuje zanik mikroorganizmów tlenowych i zmniejszenie przyswajalności zapasów pokarmowych, a pośrednio nagromadzenie w stężeniach szkodliwych CO2 (>10%),deficyt azotu (na skutek denitryfikacji), powstawanie Mn2+

38. W powietrzu glebowym,O2 jest zawsze mniej a CO2 zawsze więcej niż w powietrzu atmosferycznym. Gdy brakuje powietrza (intensywność oddychania korzeni jest wysoka wynosi 0,2-3,0 mg m-3 s-1) – może dojść do niepożądanych procesów anaerobowych następuje zanik mikroorganizmów tlenowych i zmniejszenie przyswajalności zapasów pokarmowych, a pośrednio nagromadzenie w stężeniach szkodliwych CO2 (>10%), deficyt azotu (na skutek denitryfikacji), powstawanie Mn2+, Fe2+, NO2-, S2-, CH4, C2H4

39. .Optymalne poziomy wód gruntowych w okresie wegetacji. Orientacyjne normy odwodnienia (wg Ostromęckiego)Rodzaj gleby: a) grunty mineralne: łąki0,5 - 0,8; pastwiska0,7 - 1,0; pola orne 0,9 - 1,2 b) torfy: łąki0,4 - 0,6; pastwiska0,6 - 0,7; pola orne0,7 - 0,8 (łąki, pastwiska, pola orne <- to rodzaje użytków rolnych), wg innych zródeł: Łaki 0,5 – 0,75 GO 0,7 – 1,25 Sady 1,0 – 1,75

40. Metody pomiaru uwilgotnienia gleby: 1.Wykorzystanie właściwości dielektrycznych gleby- Pomiar wilgotności gleby oparty na metodzie reflektometrii TDR (Time Domain Reflectometry) polega na pomiarze prędkości rozchodzenia się impulsu elektromagnetycznego w badanym ośrodku, która zależy od stałej dielektrycznej tego ośrodka 2.Metoda suszarkową- polega na suszeniu materiału i mierzeniu ubytku masy. Jest to najbardziej rozpowszechniona - badając masy gruntu przed i po suszeniu i przeliczając według wzorów. 3.Dawniej używano także metod chemicznych, bazujących na wykorzystaniu reakcji wilgoci zawartej w próbce gruntu z karbidem i mierzeniu objętości wywiązującego się w tej reakcji acetylenu.