gleboznawstwo 3

TEMAT I:

  1. Omówić czynniki glebotwórcze:

Czynniki glebotwórcze – zespół elementów środowiska geograficznego, którego historyczny i aktualny układ uwarunkowuje proces powstawania i ewolucji gleb. Do czynników glebotwórczych zaliczamy:

  1. skałę macierzystą

  2. klimat – im klimat jest cieplejszy i wilgotniejszy, tym intensywniej przebiegają procesy glebotwórcze

  3. biosferę – fauna glebowa powoduje mieszanie materiału, mineralizację substancji organicznych, wzbogaca glebę w substancje organiczne, stabilizuje strukturę glebową. Rośliny chronią glebę przed bezpośrednim działaniem deszczu i gradu. Korzenie roślin przemieszczają składniki pokarmowe.

  4. ukształtowanie powierzchni – gleby na stokach o wystawie północnej są mocniej i głębiej przesycone wodą. Na stokach północnych mniejsza jest również intensywność wietrzenia.

  5. hydrosferę – niszcząco – budująca rola wody. Woda powoduje wypłukiwanie i przemieszczanie składników pokarmowych wewnątrz profilu glebowego.

  6. czynnik antropogeniczny – człowiek ma wpływ na powstawanie i przekształcanie gleb.

  1. Poziom mieszany a poziom przejściowy:

Poziom mieszany – część profilu glebowego, w którym morfologiczne zmiany między sąsiednimi poziomami głównymi obejmują pas szerszy niż 5 cm. Cechy przyległych poziomów są wyraźne. Oznacza się je dużymi literami, stosowanymi do określania przyległych poziomów głównych, oddzielonych ukośną kreską (tzw. zapis łamany), np.: A/E, E/B, B/C.

Poziom przejściowy ­– część profilu glebowego, w którym równocześnie sa widoczne morfologiczne cechy sąsiednich poziomów głównych. Oznacza się je dużymi literami właściwymi dla poziomów głównych, np.: AE, EB. Jako pierwszą stawiamy literę poziomu głównego, którego morfologicznych cech jest więcej.

  1. Miąższość biologiczna a genetyczna gleby:

Miąższość genetyczna gleby – suma miąższości poszczególnych poziomów genetycznych. W warunkach Niżu Polskiego, w glebach dobrze rozwiniętych, waha się od kilkudziesięciu cm do około 2 m. Gleby mineralne, w których jednolity genetycznie profil o tym samym składzie sięga co najmniej do 150 cm zaliczane są do całkowitych. Natomiast wszystkie gleby, których jednolite genetycznie profile są płytsze od 150 cm określa się jako niecałkowite.

Biologiczna głębokość gleby – miąższość strefy dostępnej dla korzeni roślin. Gleby biologicznie głębokie są lepsze od biologicznie płytkich.Głębokość biologiczna może być mniejsza lub większa od genetycznej. U nas częstszy jest drugi przypadek, ponieważ zasięg palowych systemów korzeniowych drzew przekracza głębokość strefy objętej wyraźnymi wpływami procesów glebowych. Przykładem sytuacji odwrotnej mogą być bielice o mocno zorsztynizowanym poziomie wzbogacenia. Duża zawartość toksycznych składników – niekrystalicznych związków glinu w tym poziomie powoduje, że większość korzeni nie przenika poniżej jego górnej granicy. Silnie erodowane gleby górskie, ukształtowane z masywnych skał macierzystych mogą być płytkie zarówno genetycznie jak i biologicznie.

4. Omówić czynniki wpływające na barwę gleby:

próchnica – nadaje barwę czarną, szarą, brunatną. Im więcej jest próchnicy tym barwa jest intensywniejsza.

związki żelaza (magnetyt, hematyt, getyt, limonit) – barwa gleby zależy od stopnia utlenienia, na którym występuje żelazo. Żelazo na +3 stopniu utlenienia nadaje glebie barwy o odcieniach ciepłych: czerwone, żółte itp. Żelazo na +2 stopniu utlenienia nadaje barwy zimne: zielonkawe, niebieskie, odcienie stalowoszare.

ziarna kwarcu, okruchy kalcytu, kryształy łatwo rozpuszczalnych soli (np. NaCl, Na2CO3, CaCl2) – nadają barwę białą

- Barwa biała tuż pod poziomem próchnicy nadkładowej świadczy nie tylko o wymyciu związków żelaza, lecz także o silnym zakwaszeniu gleby, niskiej zawartości składników mineralnych, małej aktywności biologicznej.

- Odwrotnie barwy brunatne związane są z zasobnością gleby i dużą aktywnością biologiczną. - Barwy niebieskozielne świadczą o nadmiernym uwilgotnieniu kwaśną wodą zastojową i złej areacji gleby.

- Brunatnoszare zabarwienie powierzchni gleby wskazuje na jej dostateczną przewiewność, natomiast zabarwienie smoliście czarne świadczy o niedostatku tlenu.

- Gleby o ciemnym zabarwieniu absorbują więcej ciepła niż jasne, tym samym szybciej na wiosnę aktywizują się pod względem biologicznym, ale też szybciej wysychają niż gleby jasne.

5.Podział struktur glebowych:

Struktura gleby – rodzaj i sposób wzajemnego powiązania oraz przestrzenny układ elementarnych cząstek stałej fazy gleby. Przy określaniu struktury glebowej rozpatruje się kształt i wielkość elementów strukturalnych, a także ich trwałość i stopień wykształcenia w profilu glebowym. Podział struktur glebowych jest następujący:

1) Struktury proste (nieagregatowe) – struktury, w których poszczególne elementarne cząstki stałej fazy gleby są albo ze sobą zlepione, albo ułożone luźno. W masie glebowej brak jest naturalnej łupliwości lub jest ona niewidoczna. Wyróżnia się następujące typy tych struktur:

a) struktury rozdzielnoziarniste ( r ) – ziarna glebowe występują oddzielnie, nie są więc zlepione żadnym spoiwem, tak jak np. w piasku luźnym, żwirze, w utworach pyłowych o małej zawartości materii organicznej

b) struktury spójne ( m ) – tworzą jednolitą masę. Zawiera małe ilości frakcji ilastej (pęczniejącej, kruszącej się) i materii organicznej. Dlatego nie wykazuje żadnych pęknięć ani trwałych szczelin, które powodowałyby naruszenie fizycznej jednolitości utworu. Są to przeważnie gliny piaszczyste, piaski gliniaste, gliny pylaste itp. czasami w strukturze tej wyróżnia się jeszcze podtypy:

2) Struktury agregatowe – struktury, w których można wyróżnić naturalne płaszczyzny łupliwości (odspojenia). Indywidualne elementy strukturalne nazywa się grudkami lub agregatami. Struktury te opisuje się wg następujących cech: kształtu elementów strukturalnych i sposobu ich ułożenia w profilu glebowym (typ struktury), wymiaru agregatów strukturalnych (klasa wielkości agregatów), stopnia rozróżnialności elementów strukturalnych w profilu glebowym i ich trwałości (stopień wykształcenia struktury glebowej).

a) struktury sferoidalne – elementy strukturalne mają kształt kulisty o powierzchniach gładkich lub chropowatych, ale nie przylegających do powierzchni otaczających agregatów. Wyróżnia się następujące typy tych struktur:

b) struktury foremnowielościenne (poliedryczne) – agregaty mają kształt wielościanów foremnych o gładkich lub chropowatych powierzchniach, przylegających do powierzchni sąsiednich agregatów. Wyróżnia się następujące typy tych struktur:

c) struktury wrzecionowate – agregaty mają kształt graniastosłupów wrzecionowatych (oś pionowa jest znacznie dłuższa od osi poziomych). Agregaty w profilu mają układ pionowy. Wyróżnia się następujące typy tych struktur:

d) struktury dyskoidalne – agregaty są rozbudowane w kierunku osi poziomych przy znacznym zredukowaniu osi pionowej. Dominuje tu łupliwość w płaszczyźnie poziomej i poziomy układ płytek. Wyróżnia się następujące typy tych struktur:

3) Struktury włókniste – są to struktury torfów słabo lub średnio zhumifikowanych. W masie organicznego materiału macierzystego znajdują się znaczne ilości korzeni, łodyg i liści roślin torfotwórczych o różnym stopniu rozłożenia i w różnym stopniu przemieszczane z kompleksowymi związkami próchnicznymi. Wyróżnia się następujące typy tych struktur:

6.Omówić czynniki negatywne i pozytywne wpływające na strukturę gleby:

a)Czynniki wpływające na powstawanie agregatów glebowych:

  1. koloidy glebowe – w stanie skoagulowanym stanowię lepiszcze wiążące poszczególne cząstki elementarne. Sam proces koagulacji nie jest jeszcze wystarczający do powstania trwałych gruzełków, ale je warunkuje. Przyczyną koagulacji koloidów glebowych jest odwodnienie zachodzące przede wszystkim podczas przemarzania lub dodatku elektrolitów. Szczególne znaczenie ma oddziaływanie kationów dwuwartościowych Ca2+ i Mg2+. Dużą zdolność do tworzenia większych agregatów wykazują zwłaszcza koagulaty powstające pod wpływem jonów wapnia w przedziale odczynu gleby od słabo kwaśnego do słabo alkalicznego

  2. minerały ilaste – mają one właściwości klejące i tworzą agregaty sklejające się zarówno między sobą, jak i cząstkami piasku i pyłu. Tworzenie agregatów po wpływem działania cząstek ilastych jest możliwe jednak tylko w glebach o dużej zawartości frakcji iłu.

  3. substancja organiczna – wywiera bardzo duży wpływ na powstawanie i stabilizację agregatów glebowych. Szczególne znaczenie mają tu kwasy huminowe i znajdujące się w śluzach bakteryjnych polisacharydy i poliuronidy, które tworzą siatkę włókien pomiędzy nieorganicznymi cząstkami gleby i sklejają je ze sobą. Próchnica z jednej strony zlepia większe cząsteczki mineralne, z drugiej – powoduje rozluźnienie gleb ciężkich. Zaletą próchnicy jest ogromny wpływ na zwiększenie porowatości gruzełków.

  4. fauna glebowa – istotna rolę odgrywają tu przede wszystkim dżdżownice, których wydaliny – koprolity, to doskonałej jakości agregaty glebowe, odporne na działanie opadów i ugniatanie kołami maszyn rolniczych. Powstają one dzięki sklejaniu cząstek gleby śluzową wydzieliną przewodu pokarmowego dżdżownic.

  5. orka prowadzona w stanie optymalnej wilgotności uprawowej (wynoszącej ok. 60 – 80% polowej pojemności wodnej) – powoduje ona rozkruszenie gleby, a jednocześnie stwarza korzystne warunki do działania innych czynników strukturotwórczych.

  6. Systemy korzeniowe traw i roślin motylkowych – szczególnie korzystnie wpływają na wodoodporność agregatów. Tworzą one sieć kanałów ułatwiających rozpadanie masy glebowej na agregaty oraz wydzielają substancje śluzowe zlepiające elementarne ziarna mineralne gleby.

  7. nawożenie – jego efekt ujawnia się jako efekt wprowadzania kationów dwuwartościowych i substancji organicznej w postaci nawozów naturalnych oraz zwiększonej ilości resztek pożniwnych.

b)Czynniki wpływające destrukcyjnie na strukturę glebową:

  1. uprawa mechaniczna przeprowadzona w niewłaściwym stanie uwilgotnienia gleby. Obróbka gleby suchej wywołuje rozkruszanie istniejących agregatów. W przypadku gleby nadmiernie uwilgotnionej następuje ich rozmazywanie.

  2. Ugniatanie gleby kołami maszyn rolniczych

  3. Erozja wodna i wietrzna

  4. Wprowadzanie do gleby kationów jednowartościowych – NH4+, Na+, K+ - powodują peptyzację koloidów

  5. Niesprzyjające czynniki atmosferyczne

7.Konkrecje (nowotwory) glebowe – różnych kształtów skupienia, występujące wewnątrz lub na powierzchni gleby, złożone z różnych związków chemicznych.

PODZIAŁ KONKRECJI GLEBOWYCH

  1. konkrecje pochodzenia chemicznego i biochemicznego

1. nagromadzenia łatwo rozpuszczalnych soli – spotyka się je w krajach o klimacie suchym i półsuchym. Powstają na skutek wytrącania się: NaCl, Na2SO4, CaCl2, MgCl2. Mają one postać:

  1. wykwitów

  2. nalotów

  3. zacieków

  4. plam

  5. żyłek

2. konkrecje gipsowe – spotyka się je w krajach o klimacie suchym i półsuchym. W tym przypadku wytrąca się CaSO4 ∗ 2H2O (gips). Konkrecje mogą mieć postać:

  1. nalotów

  2. białych cętek

  3. żyłek

  4. kryształków gipsu

  5. cienkich włókien zwanych pseudogrzybniami

3. konkrecje żelaziste i manganowe

Mechanizm powstawania: w wyniku działania na glebę kwaśnych roztworów zostają uruchomione różne składniki, z przewagą związków żelaza. Wytrącają się one na pewnej głębokości w profilu glebowym, tworząc nowotwory. Nowotwory żelaziste mogą powstawać nie tylko na drodze chemicznej, ale także biochemicznej, na przykład w skutek wytrącania się związków żelaza z wody, która podsiąka w profilu glebowym ku górze.

Nowotwory te obok żelaza zwykle zawierają związki manganu, glinu, fosforu, baru oraz związki organiczne.

a. pieprze

– drobne kuliste nowotwory, barwy od ciemno – brunatnej do czarnej; ich wielkość dochodzi do 5 mm. Najczęściej występują w poziomach próchnicznych i podpróchnicznych gleb odgórnie oglejonych, w których panują długotrwałe warunki beztlenowe. W stanie wilgotnym pieprze przy kopaniu rozmazują się i tworzą ciemne smużki przebiegające zgodnie z kierunkiem ruchu łopaty.

b. bobki, fasolki, groszki, orzeszki

– są to konkrecje żelaziste, o kształcie kulistym i nerkowatym, ze znaczną niekiedy zawartością manganu. Często zawierają one znaczne domieszki fosforu, który został unieruchomiony przez związki żelaza i glinu w warunkach silnie kwaśnego odczynu gleby. Występowanie tych nowotworów wskazuje na to, że gleby obecnie lub w przeszłości odznaczały się zmiennymi warunkami wodno – powietrznymi.

c. nieregularne bryły

– powstają przeważnie w glebach piaszczystych. Ich powstawanie może się wiązać z procesami bielicowania „przykorzeniowego”, przebiegającymi w wyniku oddziaływania kwaśnych roztworów gromadzących się wokół obumarłych korzeni. Dotyczy to głównie gleb leśnych.

d. rudawce i orsztyny

– silnie zbite warstwy piaszczysto – próchniczno – żelaziste. Są one charakterystyczne dla obniżeń terenowych wśród podmokłych borów sosnowych i świerkowych. Osiągają niekiedy kilkadziesiąt cm grubości.

Ich występowanie z kilku powodów jest zjawiskiem niepożądanym:

Niezbyt grube warstewki rudawca żelazistego nie stanowią przeważnie poważniejszej przeszkody dla korzeni roślin, zwłaszcza starszych, których korzenie z łatwością je przerastają.

e. ruda darniowa

– występuje blisko powierzchni gleby i tworzy dużych rozmiarów bryły. Powstaje w depresjach terenów piaszczystych pokrytych borami lub torfowiskami.

Mechanizm powstawania: z terenów wyżej położonych spływają do dolin roztwory o odczynie kwaśnym. Zostają one, między innymi, przez bakterie utlenione i w efekcie wytrącają się związki żelaza, manganu i fosforu tworząc bryły rudy darniowej. Żelazo, w rudzie darniowej, występuje w formie limonitowej. Jeśli proces utleniania się kwaśnych roztworów odbywa się w zbiornikach wodnych, powstaje ruda jeziorowa.

f. faliste smugi i warstewki żelaziste - pseudofibry

– stanowią lekko pofałdowane płaszczyzny złożone ze scementowanych związków żelaza. Osiągają one grubość od kilku do kilku dziesięciu mm. Występują głównie w glebach bielicowych lub ługowanych i przemywanych.

Utwory te nie stanowią przeszkody dla korzeni roślin, które przerastają je, a nawet wewnątrz nich się rozwijają i rozrastają, znajdując tam składniki pokarmowe, które są zasorbowane w koloidach. Występowanie tego typu konkrecji jest korzystne dla roślin również z tego względu, że zatrzymują one wodę z opadów.

W glebach o wysokim poziomie wód gruntowych występują często cienkie, równolegle ułożone, poziome warstewki, barwy ciemno- lub jasnordzawej o grubości od kilku mm do kilku cm. Pochodzenie tych warstewek związane jest z ruchami poziomu wód gruntowych. W zetknięciu z powietrzem, przenikającym do profilu glebowego, wytrąca się zawarte w wodzie żelazo. Przechodzi ono z +2 na +3 stopień utlenienia. Warstewki te są przeważnie poza zasięgiem korzeni roślin.

g. rurki przykorzeniowe

– powstają one w głębszych partiach profilu glebowego. Powstawanie tego typu konkrecji można między innymi tłumaczyć warunkami lepszej areacji, jakie panują w kanałach przykorzeniowych roślin. Konkrecje te przybierają kształt rurek zbieżnych z kształtem korzeni. Pozostają one w glebie nawet po obumarciu korzeni, wokół których się wytworzyły.

h. powłoki pokrywające ścianki szczelin

– powstają w szczelinach gleby, pokrywając ścianki tych szczelin powłokami. Posiadają barwę czarną lub czarno – brunatną. Powstają szczególnie często w glebach, w których intensywnie zachodzą procesy glejowe, a dokładniej opadowo – glejowe.

4. konkrecje węglanowe

a. wykwity kalcytowe

  1. często są spotykane w terenach półsuchych i suchych. W glebach klimatu umiarkowanego ta forma konkrecji występuje rzadko.

b. mikrokonkrecje

– często występują w glinach i lessach. Mają postać drobnych rureczek, często są rozgałęzione. Osiągają rozmiary od ułamka do 2 – 5 mm. Konkrecje te powstają często wokół obumarłych korzeni roślin. Na przekroju glebowym konkrecje te są widoczne pod postacią jasnych powyginanych kreseczek.

c. rurki wokół korzeni

– konkrecje te występują często nawet na znacznych głębokościach, tworząc rurkowate otoczki wokół korzeni roślin. Zbudowane są z węglanu wapnia. Powstawanie ich można tłumaczyć wytrącaniem się CaCO3 z roztworów zawierających kwaśny węglan wapnia. Rurki węglanowe wokół korzeni niektórych roślin motylkowych mogą mieć długość od kilkunastu do kilkudziesięciu cm, a grubość do 2 cm.

d. oczka

– są to konkrecje wapienne, o kształcie nieregularnie kulistym i o średnicy do 2 cm. Powstają one w glebach wytworzonych z glin zwałowych i lessów.

e. laleczki

– tworzą się w tych samych glebach co oczka. Ich długość dochodzi najczęściej do 5 cm, ale spotyka się również większe. Mogą one być pochodzenia przykorzeniowego, o czym świadczą kształty odpowiadające rozgałęzieniom korzeni. Ich powstawanie może być związane z procesami ługowania gleby z CaCO3.

f. warstewki lub warstwy

– spotyka się je w różnych glebach warstwowanych o niejednakowym składzie mechanicznym. Występują one w warstwowanych materiałach moreny czołowej. Są to pokaźnej grubości warstwy CaCO3, na których często, dodatkowo wytrącają się konkrecje żelaziste.

g. smugi

– mają białą barwę. W profilu glebowym przebiegają najczęściej pionowo, ale także i ukośnie. Smugi przebiegające pionowo – tworzą się w szczelinach, którymi przecieka woda opadowa zawierająca Ca(HCO3)2. Smugi ukośne tworzą się w dawnych kanałach korzeniowych. Konkrecje te występują najczęściej w glebach ciężkich.

h. pseudogrzybnia – pseudomycelium

– tworzy ona faliste nitki CaCO3 w niższych częściach profilu gleby. Istnieje pogląd, że konkrecje te związane są z istnieniem sezonowych zmian klimatycznych.

5. Nagromadzenie krzemionki

Konkrecje te mają postać białego nalotu wokół jednostek strukturalnych i wewnątrz szczelin. Nalot ten może być nazywany „osypką krzemiankową”. Jego powstawanie najprawdopodobniej jest związane z występowaniem okresowych warunków beztlenowych.

II Konkrecje pochodzenia zoogenicznego

  1. korytarze dżdżownic i kretowiny

a. korytarze dżdżownic

– sięgają niekiedy znacznych głębokości w profilu glebowym. Są one wyścielone śluzem dżdżownic. Mają one szczególne znaczenie w glebach ciężkich, ponieważ są podstawowym elementem i sposobem przewietrzania i pionowego drenowania gleby

b. kretowiny

– widoczne w profilu glebowym korytarze gryzoni, wypełnione glebą. Kretowiny, występujące w poziomie próchnicznym są zazwyczaj jaśniej zabarwione niż te występujące w głębszych partiach profilu.

  1. koprolity

– konkrecje powstające w czasie procesów fizjologicznych mezo- i mikrofauny glebowej.

a. makrokoprolity

– drobne konkrecje złożone z zaokrąglonych bryłek gleby, wydalanych jako odchody przez dżdżownice i inne organizmy. Konkrecje te występują na powierzchni gleby przykrywając pionowe korytarze dżdżownic.

b. mikrokoprolity

– nie są widoczne gołym okiem. Dostrzega się je dopiero pod mikroskopem. Są to głównie odchody wazonkowców, skoczogonków i roztoczy. Jest ich wiele w poziomach próchnicznych wielu gleb. Mają duże znaczenie próchnicotwórcze.

Temat II

  1. Podział frakcji glebowych

Skład granulometryczny (mechaniczny) gleby charakteryzuje stan rozdrobnienia mineralnej części fazy stałej gleby. Jest to procentowa zawartość poszczególnych frakcji mechanicznych (granulometrycznych) w stałej fazie gleby. Frakcją mechaniczną nazywa się umownie przyjęty zbiór ziaren glebowych (objętych wspólną nazwą), mieszczących się w określonym przedziale wielkości średnic, wyrażonych w milimetrach.

Poszczególne frakcje granulometryczne różnią się między sobą nie tylko wymiarami cząstek, ale również składem mineralogicznym i chemicznym oraz właściwościami fizycznymi.

Części szkieletowe – stanowią je frakcje kamieni i żwiru Jest to mało aktywna część gleby, niemniej spełnia rolę materiału zapasowego, z którego pod wpływem wietrzenia powstają frakcje o mniejszych średnicach. Najpospolitszymi minerałami tworzącymi szkielet glebowy są: kwarc, skalenie, miki i amfibole.

Kamienie i żwir – są to w stosunkowo niewielkim stopniu zmienione okruchy skalne. Stąd też ich skład mineralogiczny i chemiczny jest zbliżony do skał, z których powstały. Jeśli części szkieletowe znajdują się blisko powierzchni gleby, duża ich zawartość jest zjawiskiem niepożądanym. Części szkieletowe, zwłaszcza w glebach lekkich, wpływają ujemnie na właściwości tych gleb, powodując zbytnią przepuszczalność i przewiewność gleb. W związku z tym gleby nie są w stanie utrzymać wilgoci i głęboko przesychają. W glebach ciężkich, domieszka części szkieletowych, wzmaga przewiewność gleby, jej zdolność do ogrzewania się oraz przepuszczalność dla powietrza i wody.

Części ziemiste

Frakcje piasku – składają się przede wszystkim z kwarcu i krzemionki. W ich skład wchodzą również miki i skalenie. We frakcjach tych mogą występować jako powłoki takie minerały, jak: gibsyt, hematyt i limonit, nadające im różne zabarwienie – od czerwonego do żółtego. Piasek gruby i średni wpływają rozluźniająco na glebę, lecz przy dużych ich ilościach zwiększa się nadmiernie przepuszczalność i przewiewność gleb. Piasek drobny natomiast wpływa na polepszenie się właściwości wodnych gleb piaszczystych.

Frakcje pyłu – są bardzo ubogie w krzemiany i glinokrzemiany. Składają się prawie wyłącznie z drobnych ziaren kwarcu, którego ilość może dochodzić do 90%. W ich składzie można również spotkać amorficzną krzemionkę, skalenie i minerały ciężkie. Frakcje pyłu wpływają na polepszenie się właściwości gleb piaszczystych, przede wszystkim poprawiają ich właściwości fizyczne. Wynika to przede wszystkim stąd, że pył ma znaczną zdolność kapilarnego podnoszenia wody, szczególnie dotyczy to frakcji pyłu drobnego. Ponadto zawartość frakcji pyłu drobnego wpływa korzystnie na tworzenie się agregatów glebowych.

Frakcje spławialne – ił pyłowy gruby składa się głównie z krzemionki, skaleni i muskowitu, a także małej ilości wtórnych minerałów ilastych. Ił pyłowy drobny i ił koloidalny zawierają głównie wtórne minerały ilaste (do najważniejszych należą minerały grupy kaolinitowej, illitowej i smektytowej), krzemionkę, tlenki oraz wodorotlenki żelaza i glinu. Frakcje spławialne obniżają porowatość i przepuszczalność powietrzno-wodna gleby. Podnoszą natomiast plastyczność, spoistość, zwięzłość, pojemność wodną gleby oraz zwiększają opór mechaniczny stawiany korzeniom roślin.

Grupy granulometryczne

Występujące w przyrodzie utwory glebowe są mieszaniną różnych frakcji granulometrycznych. Frakcje te występują w różnych stosunkach ilościowych, tworząc albo utwory monofrakcyjne, w których przeważa jedna frakcja, albo polifrakcyjne (różnoziarniste), w których procentowa zawartość różnych frakcji jest podobna. Na podstawie procentowego udziału frakcji określa się grupę granulometryczną gleby

  1. Charakterystyka grup granulometrycznych

Podział utworów glebowych na grupy granulometryczne

Utwory glebowe o przewadze frakcji piasku posiadają cechy zdeterminowane jego obecnością. Odznaczają się lekkością w uprawie mechanicznej, dużą zawartością powietrza, wysoką przepuszczalnością powietrzno-wodną, niewielkim podsiąkiem kapilarnym, brakiem zdolności magazynowania substancji pokarmowych, szybkim tempem rozkładu substancji organicznej. Tworzą się z nich gleby zbyt suche, mało żyzne, ale szybko nagrzewające się i biologicznie czynne. Ich jakość poprawia się w miarę zwiększania ilości części spławialnych. Tak więc najsłabsze są gleby wytworzone z piasków luźnych, a znacznie lepsze wytworzone z piasków gliniastych. Wraz ze wzrostem w glebie frakcji pyłu i części spławialnych poprawia się znacznie jej zdolność magazynowania wody i substancji pokarmowych

Utwory glebowe różnoziarniste – gliniaste, szczególnie gliny średnie charakteryzują się korzystnym układem stosunków wodno-powietrznych, są również dość zasobne w składniki pokarmowe. Gliny ciężkie i utwory ilaste mają dużą zawartość części spławialnych i koloidalnych, co pogarsza ich właściwości fizyczne (w porównaniu z glinami średnimi). Gleby te wprawdzie wykazują dużą zasobność w składniki pokarmowe i odznaczają się wysoka pojemnością wodną, nie zabezpieczają jednak roślinom dostatecznej ilości powietrza, a znaczna część wody występuje w formie nieprzyswajalnej dla roślin. Przepuszczalność powietrzna i wodna tych gleb jest zbyt niska, często więc przy nadmiarze wody dochodzi do niedotlenienia korzeni roślin oraz powstawania niekorzystnych warunków dla życia pożytecznych mikroorganizmów glebowych. W wielu przypadkach najkorzystniejszą formą użytkowania tych gleb (zwanych „ciężkimi”) są trwałe użytki zielone.

Utwory pyłowe charakteryzują się, z punktu przydatności do uprawy, korzystnymi cechami. Zapewniają roślinom dobre stosunki powietrzne i wodne. Są jednak bardzo podatne na erozję wodną.

Temat IV :

10.Gęstość

Każdy utwór glebowy, w zależności od składu granulometrycznego, struktury i działania czynników zewnętrznych, tworzy układ o różnych stopniu zagęszczenia. Miarą tego zagęszczenia jest gęstość gleby, której wielkość jest bezpośrednio związana z gęstością fazy stałej oraz objętością wolnych przestworów glebowych.

Ze względu na to, że gleba jest układem trójfazowym, wyróżnia się gęstość właściwą (ρ) i gęstość objętościową (q o).

Gęstość właściwa

Gęstość właściwa jest to stosunek masy fazy stałej gleby do objętości zajmowanej przez tę fazę. Innymi słowy jest to ciężar 1 cm3 tworzywa mineralnego i organicznego.

M

q = ----- (g/cm3)

Vs

gdzie: M – masa gleby wysuszonej w 105oC (g)

Vs – objętość fazy stałej gleby (cm3)

Ponieważ gęstość właściwa charakteryzuje jedną fazę gleby, jest dla danej gleby niezmienna. Zależy od składu mineralogicznego gleby oraz od zawartości substancji organicznej. Większość gleb mineralnych charakteryzuje się gęstością właściwą od 2,50 do 2,80 g/cm3. Niewielkie wahania gęstości są spowodowane tym, że część mineralna fazy stałej gleby jest zbudowana głównie z minerałów takich jak: kwarc, ortoklaz, plagioklaz, których gęstość nie odbiega od podanych wyżej wartości. Gdy gleby zawierają większe ilości minerałów ciężkich (>2,9 g/cm3), takich jak: magnetyt, epidot, hornblenda, obserwuje się wzrost gęstości fazy stałe nawet powyżej 2,9 g/cm3 .

Należy podkreślić, że stopień rozdrobnienia mineralnej części gleby nie ma żadnego wpływu gęstość fazy stałej. Wpływ taki wywiera substancja organiczna, która jest lżejsza od mineralnych części gleby. Stąd też wierzchnie poziomy gleb mineralnych zasobnych w substancję organiczną mogą wykazywać gęstość właściwą na poziomie około 2,40 g/cm3 lub nawet mniejszą (tab. 2).

Gęstość objętościowa

Gęstość objętościowa qo jest to stosunek masy próbki gleby, pobranej z zachowaniem struktury, do całkowitej jej objętości.

Gęstość objętościową można oznaczać w glebie zaraz po jej pobraniu, czyli z wodą aktualnie się w niej znajdującą. Nosi ona wtedy nazwę gęstości objętościowej chwilowej. Można ją też oznaczać w glebie wysuszonej w temperaturze 105oC, a więc pozbawionej wody. Jest to gęstość objętościowa rzeczywista.

M

q o = ----- (g/cm3)

Vs

gdzie: M – masa próby glebowej wilgotnej lub suchej (g)

Vs – całkowita objętość próbki glebowej (cm3) w stanie naturalnym

Ponieważ gęstość objętościowa charakteryzuje glebę jako układ trójfazowy (faza stała, ciekła i gazowa), ewentualnie dwufazowy (faza stała i gazowa), jest dla danej gleby wartością zmienną. Jest bardzo labilna, dlatego też wahania jej są znaczne, nawet sezonowo. Gęstość objętościowa chwilowa jest jeszcze bardziej zmienna niż gęstość objętościowa rzeczywista. Wynika to stąd, że istotny wpływ na jej wartość wywiera stopień uwilgotnienia gleby.

Gęstość objętościowa zwiększa się w miarę w miarę zagęszczania fazy stałej i zmniejszania objętości porów. W związku z tym luźne i porowate gleby wykazują małą gęstość objętościowa, a gleby bardziej zbite – większą. Ponieważ cząstki gleb piaszczystych wykazują tendencję do zwartego ułożenia, ich gęstość objętościową jest duża, tym bardziej że zawartość substancji organicznej jest w nich z reguły mały. Z kolei cząstki gleb drobnoziarnistych (gliny, utwory pyłowe, iły) nie przylegają zwykle do siebie tak ściśle jak cząstki piasku. Wynika to z faktu, że gleby te wykazują często strukturę gruzełkowatą (zwłaszcza gliny lekkie i średnie), na co wpływa również stosunkowo duża zawartość substancji organicznej. Gruzełkowatość gleb decyduje o ich pulchności i porowatości, co z kolei wpływa na małą wartość gęstości objętościowej.

Ogólnie biorąc gęstość objętościowa gleb mineralnych wynosi 1,1 – 1,8 g/cm3, a gęstość objętościowa torfu nasyconego wodą wynosi 0,8 – 1,1 g/cm3. Gęstość objętościowa wierzchnich poziomów gleb gliniastych, ilastych i pyłowych w zależności od struktury może się wahać od 0,90 do 1,60 g/cm3. W glebach piaszczystych wahania wynoszą od 1,20 do 1,90 g/cm3. Bardzo zbite gleby, bez względu na skład granulometryczny, mogą mieć gęstość objętościową około 2 g/cm3 lub nawet większą. Gęstość objętościowa gleby, bez względu na skład granulometryczny, z reguły wzrasta wraz z głębokością. Zjawisko to jest wynikiem mniejszej zawartości substancji organicznej, mniejszego zgruźlenia, słabszej penetracji korzeni, większej zawartości wywołanej uciskiem warstw wyżej leżących oraz ograniczeniem wpływu czynników atmosferycznych. Pulchne i strukturalne poziomy próchniczne i podpróchniczne, wykazują gęstość objętościową niższą niż zbite poziomy niżej leżące.

Gęstość objętościowa określa stosunki powietrzne gleby, im jest ona niższa tym gleba jest bardziej przewiewna. Jest to uzależnione od obecności przestworów wypełnionych powietrzem. Na ilość i wielkość przestworów wypełnionych powietrzem wpływa głównie budowa agregatowa i układ gleby, a także zawartość w glebie części organicznych, korzeni, kanałów pokorzeniowych wypełnionych luźną masą glebową oraz stopień spulchnienia gleby przez faunę.

Porowatość gleby

Porowatość ogólna gleby (n) jest sumą wszystkich wolnych przestworów, wypełnionych wodą lub powietrzem, w jednostce objętości gleby. Miarą porowatości jest stosunek objętości przestworów do całkowitej objętości gleby, jest on wyrażony w procentach.

Vp

n = ------- x 100 (%)

V

gdzie: n – porowatość

Vp – objętość przestworów

V – objętość gleby

100 – przeliczenie na procenty

Wielkość porowatości ogólnej uzależniona jest od składu granulometrycznego gleby, struktury, budowy agregatowej, stopnia obtoczenia ziaren, rodzaju minerałów ilastych, zawartości próchnicy i jej jakości, działalności mezofauny, obecności korzeni roślin a także od zabiegów agrotechnicznych, rodzaju użytkowania gleby, ilości i intensywności opadów atmosferycznych i zmian temperatury.

Porowatość warunkuje stosunki wodno-powietrzne gleb. Charakteryzuje się ja zazwyczaj nie tylko ilością, ale i jakością porów. W glebie wyróżnia wg Richardsa następujące rodzaje porów (podział porów glebowych ze względu na ich średnicę):

Są one wypełnione wodą, która nie może być z nich usunięta ani na skutek działania siły ciężkości, ani siły ssącej korzeni. Zawierają wodę niedostępną dla roślin.

Wypełnione są, w zależności od wilgotności gleby, wodą dostępną dla roślin lub powietrzem.

Zasadniczo są wypełnione powietrzem, wyjątkowo np. po obfitych deszczach wodą .

W makroporach powietrze i woda poruszają się swobodnie, w przeciwieństwie do mezo- i mikroporów, w których ruch powietrza jest utrudniony, a ruch wody polega na jej powolnym przemieszczaniu się pod wpływem sił kapilarnych. Właściwości wodno-powietrzne gleby zależą więc w dużym stopniu od udziału poszczególnych rodzajów porów w glebie. Gleby gruboziarniste, o przewadze makroporów, charakteryzują się wprawdzie dużą przewiewnością i przepuszczalnością, lecz są suche, ponieważ nie mogą utrzymać dostatecznych ilości wody. Natomiast gleby drobnoziarniste, o przewadze mikroporów, zatrzymują stosunkowo dużą ilość wody, lecz charakteryzują się mała przepuszczalnością i przewiewnością. Najbardziej korzystne warunki wodno-powietrzne panują w glebach o przewadze mezoporów i umiarkowanym udziale mikro- i makroporów (gliny średnie).

Porowatość gleb waha się od 28 do 94% (tab. 2). W mineralnych glebach uprawnych porowatość mieści się w granicach od 28 do 75%, przy czym za optymalny uznaje się zazwyczaj układ, w którym porowatość wynosi około 50%. W organicznych i mineralno-organicznych glebach łąkowych porowatość jest znacznie większa i wynosi od 55 do 99%.

Zawartość porów glebowych można oznaczyć przyrządem Richardsa, określając tzw. porowatość dyferencjalną. Porowatość dyferencjalna określa objętość poszczególnych grup porów glebowych. Wyraża się ją w % w stosunku do całkowitej objętości gleby. O charakterze stosunków wodno-powietrznych w glebie informuje właśnie porowatość dyferencjalna, a nie porowatość ogólna. Utwory glebowe o optymalnej porowatości ogólnej, często nie zabezpieczają roślinom optymalnych ilości wody lub powietrza.

Porowatość ogólną gleby można obliczyć na podstawie gęstości fazy stałe oraz gęstości objętościowej rzeczywistej według wzoru:

q – q o

n = ---------- x 100 (%)

q

gdzie: n – porowatośc ogólna gleby (%)

q - gęstość właściwa gleby (g/cm3)

q o – gęstość objętościowa (g/cm3)

100 – przeliczenie na procenty

TEMAT V:

11. Wilgotność wagowa a objętościowa

Wilgotność gleby - Wilgotność gleby określa zawartość wody w glebie. Wyróżnia się wilgotność wagową i objętościową.

Wilgotność wagowa to stosunek masy wody zawartej w próbce gleby do masy gleby suchej tzn. wysuszonej w 1050C. Wyraża się ją w procentach wagowych.

(%)

gdzie:

mw – masa wody zawartej w glebie,

ms – masa gleby wysuszonej w 1050C.

Wilgotność objętościowa określa stosunek objętości wody w glebie do objętości całej próbki gleby. Wyraża się ją w procentach objętościowych.

(%)

gdzie:

Vw – objętość wody w glebie,

V – objętość całej gleby.

12. Przedziały pF dla różnych rodzajów wody (tylko mineralne) Krzywa pF

Woda w glebie jest utrzymywana różnymi siłami. Całkowita siła wiążąca wodę z glebą zwana jest potencjałem glebowym albo siłą ssącą i zależy m.in. od ilości wody w glebie. Można ją wyrażać w jednostkach ciśnienia. Dla wygody w operowaniu dużymi liczbami przyjęto jednostkę określoną symbolem pF. Oznacza ona logarytm z wysokości słupa wody h mierzonej w cm, którego ciśnienie odpowiada sile ssącej gleby.

pF = log h (cm H2O)

Dostępność wody dla roślin zależy od siły z jaką jest ona związana w glebie. Przy pełnym wysyceniu gleby wodą siła ssąca pF = 0, natomiast w miarę wysychania gleby wzrasta aż do pF = 7, czyli F = 107 cm H2O . Wartości sił i odpowiadające im równoważne średnice porów glebowych przedstawia tabela:

Krzywa pF wskazuje z jaką siłą związana jest woda w glebie, w przedziale os stanu pełnego nasycenia wodą do suchego. Jej kształt zależy głównie od składu granulometrycznego gleby. Na jej podstawie dokonuje się obliczeń porowatości różnicowej lub też określonych pojemności wodnych, zapasów wody i retencyjności.

Woda grawitacyjna (wolna) zawarta jest w porach o średnicy > 30 μm, czyli w przedziale pF 2,0 – 0,0.

Woda łatwo dostępna dla roślin występuje w porach o średnicy 3 – 30 μm dla gleb mineralnych i przy ciśnieniu ssącym pF 3,0 – 2,0. W glebach organicznych woda ta znajduje się w porach o średnicy 6 – 30 μm, co odpowiada potencjałowi pF 2,7 – 2,0. Woda łatwo dostępna dla roślin określana jest jako ”Efektywna Retencja Użyteczna” (ERU).

Wilgotność gleby przy wartości potencjału pF = 2,7 (w glebie organicznej) i pF = 3,0 (w glebie mineralnej) określana jest jako początek hamowania wzrostu roślin.

W porach o średnicy 3,0 – 0,2 μm i ciśnieniu pF 3,0 – 4,2 dla gleb mineralnych oraz o średnicy 6,0 – 0,2 μm i ciśnieniu pF 2,7 – 4,2 zawarta jest woda trudno dostępna dla roślin.

Woda zawarta w przedziale potencjałów pF 2,0 - 4,2 dla gleb mineralnych i organicznych określana jest jako „Potencjalna Retencja Użyteczna” (PRU).

W porach o średnicy < 0,2 μm i potencjale pF > 4,2 zawarta jest „Woda Niedostępna Dla Roślin”.

Wilgotność gleby przy potencjale pF = 4,2 w glebach mineralnych i organicznych określana jest jako „Punkt Trwałego Więdnięcia Roślin”.

TEMAT VI:

13. wpływ przepuszczalności gleby na życie roślin

Przepuszczalnością gleb w stosunku do wody nazywamy ich zdolność do pochłaniania wody lub do przesączania w głąb profilu.

Im gleby są mniej przepuszczalne tym więcej wody spływa po powierzchni lub dłużej na niej stagnuje. Zwiększony spływ powierzchniowy oznacza gorsze wykorzystanie wody opadowej przez gleby, a ponadto powoduje wzmożoną ich erozję.

Dłuższe stagnowanie wody na powierzchni gleb może powodować wymakanie roślin uprawnych, zmniejszanie natlenienia gleby, nasilanie się procesów redukcyjnych itp. Gleby zbyt przepuszczalne są równocześnie za suche. Zachodzą w nich duże straty składników nawozowych usuwanych wraz z infiltrującą wodą opadową.

Temat VII

14. Kwasowość czynna a potencjalna

Kwasowość gleb dzieli się na czynną i potencjalną, która z kolei dzieli się na wymienną i hydrolityczną. Podział ten wynika stąd, że kwasowość gleby zależy od jonów wodoru obecnych w roztworze glebowym (ciekła faza gleby), ale także od jonów wodoru i glinu zasorbowanych w kompleksie sorpcyjnym (stała faza gleby).

Odczynem gleby, czyli kwasowością czynną, nazywa się stężenie jonów wodorowych w roztworze glebowym wyrażone w molach na 1 dm3. Do określenia odczynu gleb używa się symbolu pH.

Stąd roztwory wodne, w których:

- stężenie [H+] >10-7, czyli pH < 7, są kwaśne (w roztworach tych stężenie jonów wodorotlenowych jest wyższe od stężenia jonów wodorotlenowych),

- stężenia [H+] = 10-7, czyli pH = 7, są obojętne (w roztworach tych stężenie jonów wodorowych równa się stężeniu jonów wodorotlenowych),

- stężenie [H+] <10-7, czyli pH > 7, są zasadowe (w roztworach tych stężenie jonów wodorowych jest mniejsze niż stężenie jonów wodorotlenowych).

15. podział gleb ze względu na odczyn

a) Do gleb o odczynie bardzo kwaśnym zalicza się bielice i gleby torfowisk wysokich.

b) Gleby o odczynie kwaśnym to bielicowe, rdzawe i brunatne kwaśne,

c) a o odczynie lekko kwaśnym to brunatne wyługowane i płowe.

d) Do gleb o odczynie obojętnym zalicza się czarnoziemy, gleby brunatne właściwe,

e) a o odczynie zasadowym to rędziny i gleby słone.

16. czynniki decydujące o kwaśnym odczynie

Do czynników decydujących o kwaśnym odczynie gleb należą: brak składników zasadowych w skale macierzystej, przewaga opadów nad parowaniem, odprowadzanie składników zasadowych wraz z plonami a także dostarczanie do gleb składników zakwaszających. Gleby wytworzone ze skał magmowych lub ze skał osadowych piaszczystych, ubogich w składniki zasadowe (Ca, Mg, K, Na), charakteryzują się oczywiście odczynem kwaśnym. Jednak nawet gleby wytworzone ze skał „zasadowych”, tzn. zasobnych w składniki zasadowe, w warunkach klimatu umiarkowanego wilgotnego, ulegają zakwaszeniu. Jest to spowodowane przesiąkaniem, razem z wodą opadową, roztworów o odczynie kwaśnym. Roztwory te powodują rozpuszczenie i wymycie związków o charakterze zasadowym. W konsekwencji tego zjawiska również kompleks sorpcyjny zostaje stopniowo wysycany jonami wodoru i glinu, czyli wzrasta kwasowość potencjalna.

Zakwaszenie gleb odbywa się także na skutek pobierania z nich składników zasadowych wraz z plonami roślin, przy niedostatecznym nawożeniu. Chociaż trzeba przyznać, że niektóre nawozy np. potasowe, większość azotowych przyczyniają się do obniżenia odczynu gleb.

17. Charakterystyka gleb kwaśnych

Gleby o odczynie kwaśnym są pozbawione węglanów. W ich kompleksie sorpcyjnym występują głównie jony wodoru i glinu. Próchnica tych gleb charakteryzuje się przewagą fulwokwasów, a ich stosunki powietrzne są z reguły wadliwe. Struktura gruzełkowa gleb o wysokim stężeniu jonów wodorowych w roztworze glebowym jest niestabilna, co jest spowodowane brakiem lepiszcza a także destrukcyjnym działaniem próchnicy kwaśnej. W roztworach gleb kwaśnych znajdują się toksycznych dla roślin ilości glinu, żelaza i manganu. Większość składników pokarmowych staje się niedostępna dla roślin. Poważnemu ograniczeniu ulega również aktywność biologiczna bakterii i promieniowców, co wpływa na zahamowanie wielu korzystnych przemian związków azotowych, takich jak nitryfikacja, czy też wiązanie azotu atmosferycznego.

W miarę zmiany odczynu na obojętny (gleby intensywnie wapnowane) te niekorzystne właściwości gleb kwaśnych ulegają poprawie. Mogą niestety wystąpić inne, niż omówione wyżej, niekorzystne zjawiska, takie jak obniżenie rozpuszczalności związków żelaza, manganu, miedzi, cynku czy fosforu, który łączy się z kationami wapnia lub też węglanem wapnia i tworzy nierozpuszczalne apatyty. Należy przyznać, że w glebach o odczynie kwaśnym fosfor również nie może być przyswajalny przez rośliny. Powodem jest tworzenie się nierozpuszczalnych związków żelaza i glinu, np. wavelitu, strengitu, czy też waryscytu.

W celu utrzymania w glebie czynności biologicznych na właściwym poziomie – korzystnym rolnikowi – odczyn jej musi być regulowany. Dokonuje się tego najczęściej poprzez wapnowanie. Prawidłowe wapnowanie powinno być oparte nie tylko na znajomości pH, ale także na znajomości składu granulometrycznego gleby. Potrzebne są też informacje na temat próchnicy. W glebach lekkich, piaszczystych, wapnowanie należy poprzedzić nawożeniem obornikiem. Na glebach lekkich należy również stosować niskie dawki nawozu, ale za to częściej podawane. Zalecenia te spowodowane są słabą buforowością gleb lekkich.

W celu obniżenia pH, np. gdy chcemy zwalczyć parcha ziemniaczanego lub też zwiększyć przyswajalność Fe, Mn, Zn, stosuje się kompost z torfowisk wysokich, ze ściółki iglastej lub Fe2SO4. W celu obniżenia pH na glebach alkalicznych należy nawozić je siarką lub gipsem Zabieg ten ma za zadanie wyparcie węglanów przez siarczany.

Do pomiaru pH stosuje się dwie grupy metod: kolorymetryczne i potencjometryczne.

18. na czym polegają właściwości buforowe?

Właściwości buforowe (regulujące) gleby polegają na zdolności gleby do przeciwstawiania się zmianom odczynu. Wyraża się je ilością zasady lub kwasu potrzebną do spowodowania określonej zmiany pH gleby.

19. zakresy układów buforowych

Wg Ulricha w glebie można wyróżnić 5 układów buforowych zdolnych do stabilizowania odczynu gleby w odpowiednich przedziałach pH:

Bufor Zakres buforowania pH
węglanowy 8,0 – 6,2
krzemianowy 6,2 – 5,0
wymiany jonowej 5,0 – 4,2
glinowy 4,2 – 2,8
żelazowy 3,8 – 2,4

20. gleby o słabych i dobrych właściwościach buforowych

Poszczególne gleby pod względem buforowania mogą różnić się nawet bardzo znacznie. Wysoka buforowość cechuje gleby węglanowe, gleby zasobne w próchnicę oraz gleby ciężkie o odczynie zbliżonym do obojętnego. Natomiast niską buforowością odznaczają się gleby piaszczyste, lekkie, o słabo wykształconym kompleksie sorpcyjnym oraz gleby ubogie w próchnicę i części koloidalne.

Właściwości buforowe gleb mają duże znaczenie; od nich zależy np.: efekt wapnowania. Jeżeli gleba odznacza się słabą zdolnością buforową (gleba piaszczysta), to nawet niewielka dawka nawozu wapniowego może wywołać znaczną zmianę jej odczynu. Gleby zaś o dużej zawartości koloidów, szczególnie organicznych, będą potrzebowały więcej nawozu wapniowego do zmiany ich pH o tę samą wartość co gleby piaszczyste. Dlatego na gleby o lekkim składzie mechanicznym należy stosować małe dawki nawozów wapniowych w formie trudno rozpuszczalnej np.: CaCO3, natomiast na gleby o dużej zawartości koloidów – duże dawki nawozów wapniowych w formie energicznej np.: CaO.

TEMAT VIII:

21. T

Całkowita kationowa pojemność sorpcyjna T jest to suma wszystkich kationów zasadowych (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) i kwasowych (H+ i Al3+) zasorbowanych przez glebę. Wyraża się ją w centymolach na kg suchej gleby (cmol(+)/kg). Pozostałe kationy nie są uwzględniane, gdyż stanowią < 1 % całkowitej pojemności sorpcyjnej.

22. S

Suma zasad S jest to suma kationów o charakterze zasadowym, tj. Ca2+, Mg2+, K+, Na+ zasorbowanych przez glebę. Wyraża się ją również w centymolach na kg suchej gleby (cmol(+)/kg).

23. Kwasowość wymienna a hydrolityczna

Kwasowość gleby

Kwasowość gleby jest to stan gleby, w którym odczyn jej ma charakter kwaśny, czyli pH < 7. Kwasowość dzieli się na dwa rodzaje: kwasowość czynną i kwasowość potencjalną.

Kwasowość czynna to kwasowość spowodowana przez stężenie wolnych jonów wodorowych w roztworze glebowym.

Kwasowość potencjalna to kwasowość wywołana przez jony wodorowe i glinowe zasorbowane w kompleksie sorpcyjnym gleby. Pomiędzy kwasowością potencjalną i czynną zachodzą stale reakcje wymiany. Kwasowość potencjalna dzieli się na dwa rodzaje: wymienną i hydrolityczną.

Kwasowość wymienna jest kwasowością ujawniającą się po zadziałaniu na glebę solami obojętnymi np.: KCl. W tym przypadku z kompleksu sorpcyjnego przechodzi do roztworu glebowego tylko część (słabo związane) jonów H+ i Al3+.

KS- 2 H+ + 2 KCl KS- 2 K+ + 2 HCl

Kwasowość hydrolityczna jest kwasowością ujawniającą się po zadziałaniu na glebę solami hydrolizującymi zasadowo (sole słabych kwasów i mocnych zasad) np.: CH3COONa. W tym przypadku z kompleksu sorpcyjnego przechodzą do roztworu glebowego praktycznie wszystkie (słabo i silnie związane) jony H+ i Al3+.

KS- H+ + CH3COONa KS- Na+ + CH3COOH

TEMAT IX :

24. Znaczenie wapnia, magnezu, sodu i potasu w glebie.

a) rola Wapnia Ca w glebie:

b) Rola Magnezu Mg w glebie:

c) Rola Potasu K w glebie:

d) Rola Sodu Na w glebie:

TEMAT X:

25. SUBSTANCJA A MATERIA ORGANICZNA

  1. Substancja organiczna gleby

Materia organiczna gleby to wszystkie występujące w glebie związki zawierające węgiel pochodzenia organicznego. Składają się na nią żywe organizmy glebowe (edafon) oraz substancja organiczna gleby.

Organizmów żywych umownie nie zalicza się do substancji organicznej gleby, chociaż ich udział w ogólnej masie martwej i żywej materii organicznej gleby wynosi 10-15 %.

Substancja organiczna gleby to suma obumarłych składników organicznych występujących w glebie, od świeżych, nierozłożonych resztek roślinnych i zwierzęcych do bezpostaciowych produktów rozkładu i resyntezy. Składają się więc na nią szczątki organiczne oraz substancje próchniczne. Najważniejszym źródłem substancji organicznej gleby są obumarłe części roślin wyższych, głównie korzenie.

Substancja organiczna stanowi w glebie układ dynamiczny, ulegający ciągłym przemianom. Charakter i nasilenie tych przemian zależą od szaty roślinnej, działalności mikroorganizmów i fauny glebowej, warunków hydrotermicznych oraz fizykochemicznych i chemicznych właściwości gleb. Procesy prowadzące do zmian ilościowych i jakościowych substancji organicznej w glebie to: mineralizacja i humifikacja.

26. Mineralizacja – jaki efekt, rodzaje mineralizacji, butwienie a gnicie

Mineralizacja to rozkład związków organicznych połączony z wytworzeniem prostych związków mineralnych, takich jak: CO2, H2O , NH3 oraz jonów (Ca2+ , K+, SO42-, HPO42- itp.).

W czasie rozkładu obumarłej materii organicznej w glebie można wyróżnić trzy zasadnicze fazy, które mogą współwystępować, lecz na ogół przechodzą jedna w drugą:

  1. Faza inicjalna - obejmuje procesy hydrolizy i utleniania substancji organicznej bezpośrednio po obumarciu żywych organizmów.

  2. Faza rozkładu mechanicznego - rozdrobnienie substancji organicznej pod wpływem makro- i mezofauny, jej przemieszczenie i wymieszanie z innymi składnikami gleby.

  3. Faza rozkładu mikrobiologicznego - żywe organizmy (mikroflora i mikrofauna) powodują przemianę substancji organicznej w związki nieorganiczne.

b) rodzaje mineralizacji

W zależności od warunków wodno-powietrznych wyróżniamy dwa rodzaje mineralizacji:

c) butwienie a gnicie

Butwienie zachodzi w warunkach aerobowych, najlepiej w podwyższonej temperaturze i przy pH obojętnym. Przeważnie jest reakcją egzotermiczną. Produktami rozkładu są tu takie związki, jak: CO2, H2O, H2O2, PO43-, SO42-, NO3-;

Gnicie przebiega w warunkach anaerobowych, najczęściej przy dużym uwilgotnieniu, pH kwaśnym i niskiej temperaturze. Obok produktów pełnego rozkładu: CO2, H2O wytwarzają się w większych ilościach związki: H2S, CH4, CS2 (skatol) - gazy toksyczne dla środowiska glebowego

27. Czynniki wpływające na skład próchnicy

Próchnica stanowi część substancji organicznej, która całkowicie zatraciła swoją anatomiczną strukturę tkanek. Jest to mieszanina amorficznych, ciemno zabarwionych substancji o charakterze koloidalnym, powstających w glebie w wyniku procesów humifikacji

Czynniki wpływające na przebieg humifikacji i skład próchnicy:

28. Czynniki wpływające na zawartość próchnicy w glebie:

Zawartość próchnicy w glebach mineralnych jest ogólnie przyjętym wskaźnikiem ich żyzności potencjalnej. Zależy ona głównie od jej trofizmu, a więc od właściwości ekologicznych gleby. Warunki ekologiczne decydują w dużej mierze o wysokości produkcji masy roślinnej i czynności biologicznej gleby, a co za tym idzie o bilansie próchnicznym profilu glebowego.

Czynniki wpływające na zawartość próchnicy w glebie:

- jakość i ilość związków organicznych, które dostają się do gleb;

- tempo humifikacji związków organicznych, o którym decyduje aktywność biologiczna gleb;

- tempo mineralizacji próchnicy zawartej w glebie;

- właściwości fizyczne i chemiczne gleby;

- ilość i jakość zawartych w glebach związków mineralnych.

29. Znaczenie próchnicy:

Wpływ próchnicy na glebę:

TEMAT XI:

30. Stosunek węgla do azotu i przemiany związków azotowych : nitryfikacja, denitryfikacja, amonifikacja

Azot jest bardzo ważnym składnikiem gleby. Jest on również podstawowym składnikiem białka, dlatego też jest niezbędny dla wzrostu i rozwoju wszystkich organizmów żywych. Fizjologiczna rola azotu w roślinie polega na tym, że przyczynia się on do dobrego wypełnienia ziarna zbóż, zwiększa procentową zawartość białka w ziarnie, reguluje zużycie potasu i fosforu przez rośliny, zapewnia silny rozwój systemów korzeniowych. Jednak pobierany w zbyt dużych ilościach może być szkodliwy. Powoduje wówczas: wyleganie zbóż, opóźnia dojrzewanie, pogarsza jakość plonów, zmniejsza odporność roślin na choroby.

Stosunek C:N

Stosunek węgla do azotu jest jednym z podstawowych wskaźników obrazujących natężenie procesów przemian substancji organicznej gleby. W poziomach próchnicznych gleb ornych naszej strefy klimatycznej wartości C:N wahają się w przedziale 8:1 – 15:1, najczęściej przyjmując wartości 10:1 – 12:1. W warstwie organicznej gleb leśnych waha się on w szerokich granicach (10:1 – 30:1). Zmniejszenie się stosunku C:N do wartości mniejszej niż 10:1 świadczy o wysokim stopniu humifikacji substancji organicznej, ale jednocześnie o zbyt szybkiej jej mineralizacji. Natomiast stosunek C:N większy niż 30:1 wskazuje na małą aktywność procesów biologicznych i nagromadzenie się nierozłożonej substancji organicznej.

Czynniki wpływające na kształtowanie się stosunku C:N w glebach to:

- warunki klimatyczne - w glebach klimatu ciepłego i suchego obserwuje się jego zmniejszenie, natomiast w klimacie wilgotnym i chłodnym stosunek C:N ulega zwiększeniu.

- zależy także od stosunku C:N w materii organicznej, jaka dostaje się do gleby;

w organizmach drobnoustrojów wynosi 5:1, a w organizmach roślinnych ok. 50:1.

Tabela 1

Kształtowanie się stosunku C:N w zależności od rodzaju substancji organicznej

Rodzaj materii organicznej C:N

Słoma zbóż ozimych

Słoma owsiana

Resztki pożniwne zbóż

Obornik surowy

Ścierń roślin motylkowych

Obornik przegniły

Próchnica poziomów A

Substancja organizmów bakterii

100:1

80:1

43:1

30:1

23:1

20:1

10:1

5:1

- stosunek C:N w glebie zależy również od głębokość w profilu glebowym

W głębszych poziomach glebowych stosunek ten ulega wyraźnemu zmniejszeniu.

- od pory roku

Pomimo że stosunek C:N jest dla danej gleby wartością względnie stałą, to w ciągu roku może ulegać znacznym wahaniom.

b) Przemiany jakim ulegają związki azotu w glebie:

- amonifikacja – rozkład białka, zawartego w związkach organicznych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego do amoniaku. Proces ten jest wieloetapowy: białko ulega rozkładowi przechodząc w polipeptydy, potem w aminokwasy aż wreszcie, podobnie jak dostający się bezpośrednio do gleby mocznik w amoniak.

W amoniak przekształcana jest też część azotu cząsteczkowego dostającego się do gleby z atmosfery lub uwalniającego się z brodawek na korzeniach roślin motylkowych.

- nitryfikacja – polega na zamianie amoniaku do azotanów poprzez azotyny.

NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + E przebieg reakcji powoduje bakteria Nitrosomonas

2HNO2 + O2 2HNO3 + E przebieg reakcji powoduje bakteria Nitrobacter

- denitryfikacja – przemiana azotanów poprzez azotyny do azotu cząsteczkowego, który

ulatnia się do atmosfery.

HNO3 + H2O NH3 + 2O2 - denitryfikacja częściowa

2HNO3 2HNO2 2HNO N2 - denitryfikacja całkowita;

przebieg reakcji powoduje bakteria Bacillus denitryficans

W wyniku denitryfikacji może ulotnić się od 10 do 15% azotu dostarczanego do gleby w postaci nawozów mineralnych.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Oznaczanie kwasowości Wymiennej i Glinu Wymiennego metodą So, gleboznawstwo
frakcje gramulometryczne -sklad mech, gleboznawstwo
glebA, Ochrona Środowiska, Gleboznastwo
Zes. 7, AR Poznań - Leśnictwo, gleboznawstwo LP, Fizjologia roślin, tylko ściągi
5. Gęst-wł, GLEBOZNAWSTWO, SYSTEMATYKA
Gleboznawstwo WYKŁAD II
Gleboznawstwo.GiK.Pytania.Wykłady 2013 MOJE, geodezja i kartografia PW
Grupa granulometryczna - ćwiczenia, gleboznawstwo
OPRACOWANIE - SORPCJA, gleboznawstwo
sciaga na ustny, Studia, 1-stopień, inżynierka, Ochrona Środowiska, Geologia i gleboznawstwo
GLEBYp, Ogrodnictwo UP Lbn, Gleboznawstwo
gleboznawstwo sciaga, SGGW Inżynieria Środowiska, SEMESTR 2, Gleboznawstwo
Gleba Torfowa, Ochrona środowiska, gleboznawstwo
3 ok, niezbędnik rolnika 2 lepszy, Gleboznawstwo, mikrobiologia
Opis zawodu Gleboznawca, Opis-stanowiska-pracy-DOC
KLASYFIKACJA GLEB, Studia PŁ, Ochrona Środowiska, Gleboznawstwo
GiK Gleboznawstwo 15 16 I rok sem 2 dzienne

więcej podobnych podstron