PROCESY GLEBOTWÓRCZE

Proces glebotwórczy - obejmuje całokształt zjawisk, które zachodzą w powierzchniowych warstwach litosfery pod wpływem czynników glebotwórczych i powodują powstawanie oraz rozwój gleby.

Zjawiska składające się na proces glebotwórczy:

• przemiany mineralnego tworzywa gleby: rozkład minerałów pierwotnych oraz synteza wtórnych minerałów glebowych (m.in. minerałów ilastych, getytu, gibbsytu)

• przetwarzanie substancji organicznych: rozkład, humifikacja i mineralizacja

• przemieszczanie składników w profilu glebowym przy udziale żywych organizmów oraz w postaci roztworów i zawiesin unoszonych przez ciekłą fazę gleby

• wytrącanie produktów procesu glebotwórczego

Istotą procesu glebotwórczego jest nieustanny, ciągły przepływ energii i wymiana składników w układzie, w którego skład wchodzi gleba, atmosfera, żywe organizmy, woda gruntowa oraz materiał macierzysty.

Źródła energii procesu glebotwórczego

• energia promieniowania słonecznego

• siła grawitacji

W wyniku fotosyntetycznej działalności roślin zielonych energia promieniowania słonecznego ulega przekształceniu w energię chemiczną akumulowaną w związkach organicznych.

Typologiczne procesy glebotwórcze

inicjalny darniowy brunatnienia lessiważu bielicowania

rdzawienia wertylizacji glejowy torfienia murszenia

salinizacji (powstawanie gleb zasolonych) sołonizacji sołodyzacji ferralityzacji

PROCES INICJALNY - przebiega przy współudziale pionierskich zbiorowisk organizmów (fitoedafon, porosty i mchy) i powoduje powstawanie gleb inicjalnych i słabo ukształtowanych. Każda gleba przechodziła w swoim rozwoju stadium inicjalne.

PROCES DARNIOWY

Klimat - pas umiarkowanie ciepły (subborealny), strefa przejściowa i wilgotna
Roślinność - stepowa, łąkowo-stepowa, leśno-stepowa; łąkowa, leśno-łąkowa
Skały (materiały) macierzyste - lessy, utwory lessopodobne, gliny, utwory pyłowe wodnego pochodzenia, iły

Proces darniowy rozwija się pod wpływem gęstej roślinności trawiastej i powoduje m.in. powstawanie w górnej części profilu glebowego ciemnego, niemal czarnego poziomu próchnicznego - mollic - o znacznej nieraz miąższości. W najbardziej typowej postaci przebiega w czarnoziemach przy udziale roślinności stepowej.

Morfologia profilu czarnoziemu:

Ap - A - AC (lub A/C) - Ck

Poziom diagnostyczny dla gleb powstających w wyniku procesu darniowego:

• poziom próchniczny A - Mollic

Proces darniowy jako towarzyszący innym procesom typologicznym prowadzi do powstawania typów gleb: czarna ziemia, vertisol (smolnica).

PROCES BRUNATNIENIA

Klimat - pas umiarkowanie ciepły, strefa przejściowa i wilgotna
Roślinność - wielogatunkowe lasy liściaste lub mieszane
Skały macierzyste - piaski gliniaste, gliny, lessy, utwory lessopodobne, utwory pyłowe wodnego pochodzenia
W terenach górskich - zwietrzeliny granitów, granitognjesów, gruboziarnistych piaskowców

Proces brunatnienia polega na intensywnym wietrzeniu pierwotnych minerałów, krzemianów i glinokrzemianów z wydzielaniem zawartego w nich żelaza, które w postaci nierozpuszczalnych wodorotlenków i kompleksów z kwasami próchnicznymi osadza się na powierzchni ziarn mineralnych nadając podpróchnicznej części profilu glebowego charakterystyczną brązową barwę.

Poziom diagnostyczny dla gleb powstających w wyniku procesu bunatnienia:

• poziom wzbogacania cambic - Bw

(łac. cambiare - zmieniać) gł. zmiana barwy, struktury

barwa brązowa - związki Fe³⁺

W wyniku procesu brunatnienia powstają gleby brunatnoziemne:

• gleby brunatne autroficzne

• brunatne dystroficzne

• mady brunatne

• rędziny brunatne

Morfologia profilu gleby brunatnej eutroficznej:

Gleba leśna O – A – Bw – Ck

Gleba uprawna Ap – Bw – Ck

Morfologia profilu gleby brunatnej dystroficznej:

Gleba leśna O – A – Bw – C

Gleba uprawna Ap – Bw – C

PROCES LESSIWAŻU (ILIMERYZACJI)

Klimat – par umiarkowanie ciepły (subborealny), strefa wilgotna

Roślinność – wielogatunkowe lasy liściaste lub lasy mieszane

Skały macierzyste – piaski gliniaste, gliny, lessy, utwory lessopodobne, utwory pyłowe wodnego pochodzenia

Polega na przemieszczaniu przez przesiąkające wody opadowe frakcji iłowej (< 0,002 mm), bez jej rozkładu chemicznego, z górnych poziomów gleby i osadzaniu jej głębiej, w poziomie wzbogacania.

Warunkiem przebiegu procesu lessiważu jest choćby częściowa poptyzacja materiału glebowego. Ułatwia ją postępujące zakwaszenie gleby i wymywanie kationów Ca²⁺ i Mg²⁺.

W wyniku procesu lessiważu powstają gleby płowoziemne.

Morfologia profilu gleby płowej:

Gleba leśna O-A-Et-Bt-C

Gleba uprawna Ap-Et-Bt-C / Ap-Bt-C

Poziomy diagnostyczne:

• Poziom wymywania luvic – Et

• Poziom wzbogacania argic – Bt

luvic (łac. eluere – wymywać) Et

(t od niem. Tonminerale – minerał ilasty)

argic (łac. argilla – biały ił) Bt

PROCES BIELICOWANIA

Klimat – pas umiarkowanie ciepły (subborealny), strefa wilgotna, pas umiarkowanie chłodny (borealny), bezmarzłociowa strefa tajgi

Roślinność – bory, bory mieszane

Skały macierzyste – piaski wydmowe, piaski sandrowe dalekiego transportu, zwydmione piaski rzeczne, w górach zwietrzeliny kwaśnych skał krystalicznych, bezwęglanowych piaskowców i łupków łyszczykowych

Proces bielicowania polega na wypłukiwaniu z górnych części gleby niektórych produktów rozkładu minerałów glebowych (głównie tlenki i wodorotlenki Fe i Al – żelazo i glin) w formie rozpuszczalnych w wodzie kompleksowych połączeć z ruchliwymi frakcjami związków humusowych (głównie kwasy fluwowe), których źródłem jest kwaśny poziom organiczny.

W wyniku procesu bielicowania powstają gleby bielicoziemne – gleby bielicowe i bielice. Bielice są jedynie glebami leśnymi , zajmują zaledwie 1% powierzchni Polski.

Morfologia profilu gleby bielicowej:

Gleba leśna O-A-Es-Bhs-C

Gleba uprawna Ap-Es-Bhs-C / Ap-Bhs-C

Poziomy diagnostyczne:

• Poziom wymywania albic - Es

• Poziom wzbogacania spodic – Bhs; Bhs, Bs

Morfologia profilu bielicy:

O-Es-Bhs-Bs-C (brak poziomu próchnicznego)

Poziomy diagnostyczne:

• Poziom wymywania albic – Es

• Poziom wzbogacania spodic – Bhs, Bs

albic (łac. albus – biały) Es

poziom, z którego uległy wymyciu produkty chemicznego rozkładu minerałów, głównie tlenki Al i Fe (s od ang. sesquioxides – półtoratlenki R2O3: Al₂O₃, Fe₂C₃)

spodic (gr. spodos – popiół drzewny)

Bhs lub Bhs i Bs

Poziom orsztynowy – silnie scementowany poziom spodic, występuje w bielicach powstających przy udziale wody gruntowej (tzw. glejobielice)

PROCES RDZAWIENIA

Klimat – pas umiarkowanie ciepły (subborealny), strefa wilgotna

Roślinność – bory mieszane, lasy mieszane

Skały macierzyste – paski sandrowe bliskiego transportu, piaski zwałowe, piaski rzeczne

Proces rdzawienia polega na powstawaniu nieruchliwych kompleksów próchnicy (głównie kwasów fulwowych) z uwolnionymi podczas wietrzenia krzemianków i glinokrzemianów tlenkami Al i Fe.

Kompleksy te, wraz z pewną ilością wolnych tlenków Al i Fe nie związanych z próchnicą, tworzą rdzawe otoczki na ziarnach mineralnych.

Proces rdzawienia przebiegający w klasycznej postaci prowadzi do powstania gleb rdzawych. Są kwaśne, ubogie w składniki odżywcze dla roślin, woda opadowa szybko przenika wgłąb profilu.

Morfologia profilu gleby rdzawej:

Gleba leśna O-A-Bv-C

Gleba uprawna Ap-Bv-C

Poziom diagnostyczny:

• Poziom wzbogacania sideric – Bv

sideric (gr. sideros – żelazo) Bv

(c od niem. Verwitterung – wietrzenie)

W rzędzie gleb rdzawoziemnych oprócz gleb rdzawych w randze typu wyróżnia się gleby ochrowe.

Poziom diagnostyczny: rubic – Bo

(łac. ruber – czerwony)

Wzbogacanie w związki żelaza w poziomie rubic wiąże się nie tylko z procesem rdzawienia lecz również z podsiąkaniem kapilarnym wód gruntowych i/lub z podpowierzchniowym spływem wód zasobnych w związki Fe.

PROCES WERTYLIZACJI

Klimat - pas tropikalny, strefa przejściowa, pas umiarkowanie ciepły (subborealny), strefa wilgotna (POLSKA)

Roślinność – suche sawanny i prerie, lasy kserotermiczne z pokrywą trawiastą, roślinność leśno-łąkowa i łąkowa

Skały macierzyste – zwietrzeliny skał zasadowych (bazalty, gabra), iły plejstoceńskie (warwowe)

Proces wertylizacji prowadzi do powstania wertisoli (vertisole), do tej pory zwanych w Polsce smolnicami.

Proces wertylizacji zachodzi wyłącznie w skałach ilastych, bogatych w węglan wapnia, w których dominującym minerałem ilastym jest montmorillonit, charakteryzujący się zdolnością do znacznych zmian objętości zależnie od stopnia uwilgotnienia.

Okres suchy – kurczenie minerałów, powstawanie spękań i szczelin, „samopogłębianie” poziomu A.

Okres wilgotny – pęcznienie minerałów, przesuwanie się względem siebie poszczególnych partii minerałów, powstawanie „powierzchni ślizgu” (silckensides).

Mikrorzeźba powierzchni terenu – „gilgai”.

Morfologia profilu vertisoli:

Gleba leśna O-A-Bi-Ci(g)

Gleba uprawna Ap-(A)-Bi-Ci(g)

Poziom diagnostyczny:

• vertic – Bi

(łac. vertere – odwracać)

Występowanie vertisoli w Polsce: Pyrzyce, Gniew n. Wisłą, Kętrzyn, Reszel, Osiek n. Notecią, okolice Poznania

Lokalne nazwy vertisoli na świecie:

• Australia – gilgai soils

• Indie – regury

• Maroko – tirsy

• Nigeria – firki

• Filipiny – adobe

PROCES GLEJOWY

Rozwija się w glebach mineralnych w warunkach silnego uwilgotnienia spowodowanego bądź wysokim poziomem wód gruntowych bądź stagnowaniem wód opadowych na warstwach słabiej przepuszczalnych.

Proces glejowy – to biochemiczny proces redukcji różnych związków mineralnych (głównie żelaza i manganu) przebiegający w warunkach utrudnionego dostępu do powietrza (nadmierne uwilgotnienie gleby).

Fe³⁺ > Fe²⁺

Mn⁴⁺ > Mn²⁺

zmiana barwy brunatnej lub żółtej na oliwkową, niebieskawą lub szarą

Proces glejowy przebiegający w klasycznej postaci prowadzi do powstania gleb glejowych.

Morfologia profilu gleby glejowej:

O-A-G lub A-G

Poziomy glejowe: G

Jeśli inne poziomy genetyczne wykazują cechy oglejenia jako procesu towarzyszącego oznacza się je dodatkowo symbolem: g, np Etg, Btg, Cg.

Rodzaje oglejenia:

• Oglejenie opadowo-wodne

• Oglejenie gruntowo-wodne

PROCES TORFIENIA

Złożony proces powolnych przemian chemicznych i strukturalnych, jakim przy ograniczonej humifikacji i mineralizacji podlegają szczątki roślin bagiennych w warunkach stałego nadmiernego uwilgotnienia i braku dostępu powietrza.

Morfologia profilu gleby torfowej:

O-C (gleba płytka)

O-O-O (gleba głęboka)

Poziom diagnostyczny:

• Organiczny histic – O histic (gr. histos – tkanka, tkanina) O

Ekologiczny podział gleb torfowych na podstawie składu roślinności torfotwórczej i rodzaju zasilania w wodę torfowiska:

• Gleby torfowe torfowisk niskich

• Gleby torfowe torfowisk przejściowych

• Gleby torfowe torfowisk wysokich

Gleby torfowe

• Torfowisk niskich

Zasilane wodą gruntową

Środowisko bogate w składniki mineralne

Odczyn od słabo kwaśnego do obojętnego

• Torfowisk wysokich

Zasilane wodą opadową

Środowisko skrajnie ubogie w składniki mineralne

Odczyn silnie kwaśny

• Torfowisk przejściowych

Zasilane wodą gruntową i opadową

Właściwości pośrednie między wyżej wymienionymi

Struktura włóknista lub włóknisto-gąbczasta

Gęstość objętościowa wszystkich torfów jest bardzo mała od 0,1 do 0,3 g*cm^-3

PROCES MURSZENIA

Zachodzi w utworach organicznych (I) lub mineralnych (II)

1. Proces biochemicznego przetwarzania materii organicznej po odwodnieniu torfowiska i zlikwidowaniu trwałych warunków beztlenowych.

Polega m.in. na humifikacji i częściowej mineralizacji oraz wzroście popielności masy torfowej, zaniku włóknisto-gąbczastej struktury torfu i pojawieniu się struktury drobnoagregatowej.

Procesowi murszenia towarzyszy decesja torfowiska. Decesja to osiadanie, zmniejszanie się miąższości złoża torfu po jego osuszeniu wskutek fizycznego zagęszczenia i biochemicznego rozkładu torfu.

W wyniku procesu murszenia zachodzącego w utworach organicznych powstają gleby organiczne murszowe.

Morfologia profilu gleby organicznej murszowej:

M-O-C (gleba płytka)

M-O (gleba głęboka)

Poziom diagnostyczny:

• Murszowy murshic M

2. Proces murszenia w utworach mineralnych zachodzi bez poprzedzającej fazy torfienia.

Proces tej polega na przetwarzaniu resztek organicznych w luźnych utworach piaszczystych charakteryzujących się dużymi okresowymi wahaniami poziomu wód gruntowych i znacznymi zmianami warunków aeracji. Powstająca w takich warunkach próchnica nie tworzy kompleksowych połączeń z mineralnymi składnikami gleby.

W wyniku procesu murszenia zachodzącego w luźnych utworach piaszczystych powstają gleby murszaste.

Morfologia profilu gleby murszastej:

Au-Cg

Poziom diagnostyczny:

• Murszasty Au

PROCES SALINIZACJI (ZASOLENIA)

Przebiega w warunkach klimatu aridowego (suchy klimat stepów, półpustyń i pustyń; gospodarka wodna egzoperkolatywna) i prowadzi do akumulacji w glebie i na jej powierzchni soli łatwo rozpuszczalnych w ilości przekraczającej próg toksyczności dla roślin średnio odpornych na zasolenie (zboża, bawełna).

• Rośliny słonolubne – halofity

• Gleby – sołonczaki

• Poziom diagsnostyczny: salic (łac. sal – sól, słony)

• pH 7,0 – 8,4

• przewodność elektryczna > 15 dS m^-1

• Specyficzną cechą jest obecność wykwitów roli na powierzchni sołonczaków (biała barwa)

PROCES SOŁONIZACJI

Prowadzi do akumulacji w glebie soli sodowych i powstania sołońców.

• Poziom diagnostyczny: natric (łac. natrium – sód)

• > 15% Na⁺ w kompleksie sorpcyjnym

• pH > 8,4

• struktura słupowa lub kolumnowa

• nieprzydatne dla rolnictwa

PROCES SOŁODYZACJI

Zachodzi w wyniku deszczowania (odmywania) sołońców lub w warunkach okresowo przemywanej gospodarki wodnej i prowadzi do powstania sołodzi.

Polega na wyparciu jonów Na⁺ z kompleksu sorpcyjnego powierzchniowych poziomów i zastąpieniu go wodorem.

W efekcie wzrasta ruchliwość próchnicy i drobnych frakcji mineralnych.

Procesowi towarzyszy oglejenie opadowo-wodne.

PROCES FERRALITYZACJI

Zachodzi w gorących i wilgotnych obszarach międzyzwrotnikowych i prowadzi do powstania ferrasoli (czerwonych i czerwonożółtych gleb ferralitowych), zwanych dawniej glebami letarytowymi.

Proces polega na intensywnym wietrzeniu chemicznym i pełnej hydrolizie wszystkich pierwotnych minerałów. Nawet kwarc może ulegać rozpuszczeniu.

Główne produkty rozkładu: Si, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na są wymywane głęboko, poza sferę wietrzenia.

Jednak szybkość wymywania Fe i Al jest mniejsza od pozostałych pierwiastków, dlatego ulegają one akumulacji w obrębie profilu glebowego tworząc specyficzny endopedon B – ferralic.

Miąższość poziomu ferralic może dochodzić do kilku metrów.

Skład mineralny poziomu ferralic:

• kwarc (grubsze ziarina), kaolinit

• getyt FeOOH – barwa żółta

• hematyt Fe2O3 – barwa czerwona

• gibbsyt Al(OH)3

Ferrarsole są glebami kwaśnymi i ubogimi w składniki odżywcze dla roślin.

W warunkach niezbyt głębokiego i zmiennego poziomu wody gruntowej procesowi ferrylityzacji towarzyszy wytrącanie związków żelaza z wody gruntowej.

Poziom wzbogacony w te związki nosi nazwę plintytu (plinthite) = laterytu (łac. later – cegła)

Powstałe w ten sposób gleby to plintosole (plinthosoles)

Plintyt – materiał glebowy, stanowiący mieszaninę iłu i kwarcu bogatą w związki żelaza i ubogą w próchnicę. Pod wpływem wielokrotnego nawilżania i wysuszenia nieodwracalnie twardnieje.

Gęstość właściwa 2,5-3,6 g*cm-3