GLEBOZNAWSTWO – WYKŁAD 2 – 12.10.2009

MINERAŁY SKAŁOTWÓRCZE ŹRÓDŁEM POKARMOWYM ROŚLIN I ZWIERZĄT

Gleboznawstwo - nauka o glebie, jej powstaniu, budowie i właściwości, jak również o klasyfikacji, metodach oznaczenia żyzności gleb.

Gleby należą do zasobów wyczerpalnych, niepomnażalnych, łatwo zniszczalnych oraz trudno odtwarzalnych.

FUNKCJE GLEBY WIODĄCE GLEBY:

• Podstawa Życia i przestrzeń życiowa dla człowieka i zwierząt

• Siedlisko dla naturalnej roślinności i org glebowych

• Stanowisko dla użytkowania leśnego i rolniczego

• Miejsce gromadzenia wody i skła pokarm

• Funkcje dokumentacyjne, krajobrazowe i kulturo historyczne

FUNKCJE GLEBY W ASPEKCIE BIOLOGICZNYM:

• Możliwość stworzenia warunków troficznych, wodnych, tlenowych i termicznych dla życia podziemnych organów roślin raz mikroflory i fauny

• Uczestnictwo w produkcji bio9masy i jej rozkładzie oraz magazynowania próchnicy

• Udział w przepływie energii przez ekosystemy

• Udział w obiegu pierwiastków biogennych.

Przeciętny procentowy skład litosfery, której najbardziej powierzchniową część nie zajętą przez oceany i morza pokrywają gleby, przedstawia się następująco:

• Tlen 46,7%

• Krzem 27,7%

• Glin 8,1%

• Żelazo 5,1%

• Wapń 3,7%

• Magnez 2,1%

• Sód 2,8%

• Potas 2,6%

• Inne 1,2% (w tym wodór 0,1%, fosfor 0,1%, węgiel 0,1%)

Gleby, które nas otaczają są z okresu lodowcowego lub współczesnego (czyli…)

Polskie gleby składają się - głównie z substancji mineralnych składających się w niewielkim udziale z substancji organicznych oraz połączeń organomineralnych.

Skały składają się z minerałów (zespoły minerałów).

Minerały - są to w większości związki chemiczne rzadziej pierwiastki rodzime, powstałe w wyniku krystalizacji lub wytrącania magmy, jak również część minerałów pochodzi z wytrącenia roztworów wodnych (w morzu). Minerały podzielono na 6 gromad (pod względem chemicznym):

• Pierwiastki

• Siarczki

• Solowce

• Tlenki wodorotlenki

• Sole kwasów tlenowych

Minerały organiczne:

1. Pierwiastki rodzime: Pt, Au, Ag, Hg, Cu, S, grafit, diament.

2. Siarczki

• Pirytfes2

• Galena PbS

• Sfaleryt (blenda) ZnS

• Chalkopiryt CuFeS₂

• Molibdenit MoS₂

• Cynober HgS

Odgrywają znikomą rolę glebotwórczą (duże znaczenie przemysłowe).

1. Tlenki i wodorotlenki – (17% w skorupie ziemskiej, w tym kwarc 12%)

• Kwarc SiO₂ (i krzemionka)

• Chalcedon SiO₂

• Agat SiO₂

• Opal SiO₂ *nH₂O

Do tlenków krzemu należą też: ametyst, morion, cytryn, kryształ górski i inne.

SiO₂ kwarc to minerał który w większości skal osadowych występuje jako szkielet. W skale piaszczystej występuje w 95%, w przypadku wydmowych (luźnych) ~98%.

1. Tlenki żelaza glinu:

• Hematyt Fe₂O₃

• Limonit FeO₃*nH₂O

• Getyt Fe₂O₃*H₂O

• Magnetyt Fe₃O₄ (FeO*Fe₂O₃)

• Korund Al₂O₃

• Diaspor Al₂O₃*H₂O

• Gibbsyt Al₂O₃*3 H₂O

Znaczenie glebotwórcze tych związków jest bardzo duże. Kwarc stanowi 60-90% masy glebowej, stanowi szkielet gleby. Tlenki żelaza i glinu stanowią do kilkunastu % masy glebowej i wpływają na barwę, ph oraz biorą udział w procesach bielicowania, brunatnienia, oglejenia itp.

1. Solowce (chlorki, fluorki itp.) - minerały złożone

• Halit NaCl

• Sylwin KCl

• Karnalit MgCl₂*KCl*6H₂O

Mają główne znaczenie w przemyśle jako źródło składników potasu oraz magnezu.

1. Sole kwasów tlenowych:

• Azotany:

• Nitratyn (sól chilijska) NaNO₃

• Nitryt (sól indyjska) KNO₃

• Węglany:

• Kalcyt CaCO₃

• Magnezyt MgCO₃

• Dolomit CaMg(CO₃)₂

• Syderyt FeCO₃

• Malachit CuCO₃*Cu(OH)₂

Ich znaczenie glebotwórcze jest bardzo duże. Ze skał wapiennych zawierających CaCO₃ tworzą się gleby zwane rędzinami (rędziny kredowe). Dolomit, kalcyt, magnezyt to nawozy (Ca-Mg, Ca lub Mg) wpływające na zwiększenia ph gleby.

Jeżeli skala wapienna znajduje się na powierzchni, gleby takie nazywamy rędzinami. Zastosowanie nawozów wapiennych – podniesienie wartości ph. Najwięcej roślin się przystosowuje do gleby o odczynie obojętnym ph.

• Siarczany:

• Gips CaSO₄*2H₂O

• Anhydryt CaSO₄

• Kainit MgSO₄*KCl*3H₂O

Z gipsu (i anhydrytu) tworzą się rędziny siarczanowe, kainit to nawóz K-Mg, natomiast gips jest stosowany powszechnie do obniżania odczynu w glebach alkalicznych, tj o ph ponad 8,5.

• Fosforany:

• Apatyty

• Fosforyty

• Wiwianit

Z apatytów produkuje się większość nawozów fosforowych.

• Krzemiany i glinokrzemiany

Są to sole kwasów krzemowych, np. H₄SiO₄. Stanowią ok. 80% skorupy ziemskiej. Ich skład jest często bardzo skomplikowany i podawany w postaci wzorów sumarycznych lub w formie tlenkowej np. ortoklaz KAlSi₃C₃ lub K₂O*Al₂O₃*6SiO₂. Podstawowym elementem budowy jest tetraedr (czworościan [SiO₄]^-4.

Krzemiany dzielą się na:

- pierwotne

- wtórne

W wyniku wietrzenia chemicznego krzemianów i glinokrzemianów powstają minerały wtórne (ilaste).

Minerały ilaste (średnica nie przekracza 0,001 mm) występują w najdrobniejszej frakcji gleby. Obecność tej frakcji wpływa na wszystkie właściwości chemiczne i fizyczne gleby.

Minerały organiczne to produkty niepełnego rozkładu martwych organizmów roślinnych bądź zwierzęcych bogatych w węgiel:

• Bursztyn

• Węgiel kamienny, brunatny

Znaczenie glebotwórcze mają tylko torfy, które są skałą macierzystą dla większości użytków zielonych.

Najważniejsze minerały pierwotne to:

• Kwarc

• Krzemiany i glinokrzemiany

• Bezkrzemiany - kalcyt, dolomit, związki żelaza i glinu oraz fosforany

ŁATWOŚC WIETRZENIA MINERAŁÓW:

Żyzność potencjalna gleb zależy od zawartości łatwo wietrzejących minerałów. Wyróżnia się:

• Minerały bardzo łatwo wietrzejące – gips, kalcyt, dolomit

• Łatwo wietrzejące – oliwin, ariortyt, apatryt

• Średnio wietrzejące – augity, hornblendy, plagioklazy, bioty

• Trudno wietrzejące – ortoklaz, muskowit, tlenki żelaza

• Bardzo trudno wietrzejące – kwarc, magnetyt, minerały iłowe (kaolinit, montmorylonit i illit).

Występowanie niektórych makro- i mikroelementów (pierwiastków pokarmowych roślin) w ważniejszych minerałach!!!!!!! – tabelka w książce do ćwiczeń (ja jej w tej chwili nie mam więc jej nie spisałam )

Na ćwiczenia: klasa bonitacyjna, skały macierzyste

Na ćwiczeniach: rozpoznawanie nazw minerałów (na podstawie barw itd.)