Funkcje gleby jako elementu środowiska przyrodniczego:
1.Produkcyjna (uprawa roślin)
- zasobność gleby - zawiera składniki pokarmowe dla roślin. Zawartość mikro- i makroelementów (mikro i makro-pierwiastków) np. azot fosfor, potas, wapń. Makroelementy stanowią budules roślinny, mikroelementy w niewielkich il , alepomagają w oddychaniu, fotosyntezie.
- żyzność gleby - warunki udostępniające składniki pokarmowe roślinom, warunki wodne i powietrzne np. próchnica
- Produkcyjność - plon w tonach na hektar, ile pszenicy w Polsce - 30t/ha. Klasyfikacja bonitacyjna...
2.Hydrologiczna - retencja wodna gleb - zdolność gleby do zatrzymywania i zaopatrzenia roślin w wodę. Gdy drobne przestrzenie między agragatami gleby to woda się zatrzyma, a jeśli nie to przesiąknie, trafi na litą skałę i zostanie na pewnej głębokości
3.Naturalnego filtra i stabilizatora - foltracja - oczyszczanie wody, zanieczyszczenie zatrzyma się na zasadzie sita (piaskowniki). Różne uziarnienie gleby np. grube ziarna i coraz drobniejsze, mieniają się przestrzenie; drobne ziarna - drobne przestrzenie tworzą układ koloidalny (rozproszone i rozpuszczone w wodzie ziarna)
4.Sanitarna- rozkład części organicznych, neutralizacja zw. org. Zacodzi to dzięki organizmom glebowym. Rośliny pobierają zw. nieorganiczne , ale Rosiczka je owady zw. organiczne w formie próchnicy przeprowadzją
5.Krajobrazowa- gleba z roślinami tworzy krajobraz.
GLEBA- jest naturalnym tworem wierzchniej warstwy skorupy ziemskiej powstałym ze zwietrzeliny skalnej w wyniku oddział. na nią zmień. się w czasiezespołów org. żywych i i czynników klimatycznych w określonych warunkach żeźby terenu.
Gleba - 3 fazy:stała- części mineralne i organiczne ciekła- woda glebowa
gazowa- powietrze glebowe
Sposób rozpoznania gleby - odkrywka
Lokalizacja odkrywek - na łąkach 150cm, lasy, pole orne 250cm (200cm). Odkrywkę można robić losowo (systematycznie: pod pasami, liniowo, sieci kwadratów)lub uwzględniając formę terenu
Poziom glebowy- poziom genetyczny to naturalnie wykształcony poziom w procesach glebotwórczych. Warstwa glebowa- to sztucznie wytworzona (narzucona) głębokość (np. co 20cm pobór do badań) warstwa wytworzona poprzez np. nanos rzeczny.
Opis morfologiczny:
1.Barwa- zależy od pierwiastków i od składu(żelazo F+3- czerwony; F+2- zielony; próchnica- ciemne czarne barwy; białe, jasne- krzemionka. Wyróżniamy 2 met oznaczanie barwy: met polowa (podajemy odcień[szaro-] i barwę [brunatna]
Za pomocą skali Munsella- jest to skala barwna polegająca na tym, że korzystamy z tabeli (w niej jest barwa dominująca [rodzaj], natężenia barwy, czystość.
Miąższość gleby - to łączna głębokość od powierzchni do skały macierzystej.
Gleby wytw ze skał niemasywnych:
a)całkowite - jednolity profil o tym samym składzie sięga co najmniej do 150cm
b)niecałkowite - płytkie 50-100cm; śr. głębokie - ponad 100cm ale nie więcej niż150cm
gleby wytw ze skał masywnych:
a:)płytkie - do 25cm
b)średnigłębokie - 80-130cm
c)głębokie - ponad 130cm
skład granulometryczny
wilgotność gleby - określa się organoleptycznie:
a)gleba sucha - w czasie rozcierania w palcach rozpyla się i kruszy, nie chłodzi ręki, nie brudzi palców, jeśli zwięźlejsza to rozciera się trudno.
b)świeża - zazw. chłodzi rękę po dotknięciu, ale nie brudzi palców, jeśli zwięźlejsza to trudno się rozciera
c)wilgotna - rozciera się b. łatwo(brudząc palce), wilgotna daje się wałeczkować, przy ściskaniu woda nie wycieka
d)mokra - przy ściskaniu nadmiar wody wycieka
Struktura gleby - zdolność do tworzenia agregatów glebowych
Sferoidalne:
struktura koprolitowa (ko),gruzełkowata (gr),ziarnista (zn)
Foremnowielościenne: Foremnowielościenna ostrokrawędzista (oa),Zaokrąglona(os),Bryłowa (br)
Wrzecionowate:struktura pryzmatyczna (pr), Słupkowa (ps), Dyskoidalne ,struktura płytkowa (dp), skorupkowa (ds)
struktury włókniste: struktura gąbczasta (hg), Włóknista (hw)
Przejście między poziomami:
Opisuje się na podstawie szerokości pasa, w którym można to przejście ustalić. Przy opisie gleb terenówrolnych nast. Szer pasów:
0-2cm- przejście ostre; 2-5cm- wyraźne; >cm- stopniowe. Trzeba podać lokalizację profilu, inf wynikające z opisu profilu. Przy dokonaniu opisu podaje się dodatkowo:
1.Klasyfikację topologiczną (dział, rząd, typ, podtyp gleby, rodzaj i gatunek)
2.Wrunki wodne
3.Klasyfikacje bonitacyjne
4.Komplesy przydatności rolniczej
Czynniki glebotwórcze:
1.Klimat wilgotność powietrza, wiatry, nasłonecznienie, ciśnienie
2.Woda erozja, wymywanie, gleby położone na zboczach będą spłukiwane
3.organizmy żywe funkcje sanitarne- rozkładają obumarły materiał- powoduje mineralizację- są składniki odżywcze dla roślin; powstaje próchnica. Org te mogą też rozsadzać skały lub działać jako lepiszcze
4.Ukształtowanie powierzchni >2880 (gleby surowe)urnie, porosty, rośliny pionierskie)
>1850m kosodrzewina (brunatne i szarobrunatne)
>1550m regiel górny, lasy świerkowe (bielice, humusowe)
>1260m regiel dolny, lasy bukowo-jodłowe (brunatne kwaśne)
>1000 (brunatne właściwe)
<1000m kraina uprawy roli
5.Działalność człowieka ochrony gleby i degradacja powodowana przez przemysł- niszczenie i obniżanie wartości produkc i przyrod gleby
pozytywna - jak największy plon
rekultywacja - przywrócenie ochrona
Procesy glebotwórcze:
Czarnoziemny - dominacja intensywnych procesów biologicznych nad wietrzeniem fazy mineralnej oraz przemieszczaniem produktów wietrzenia w wyniku czego następuje znaczny dopływ materii organicznej do gleby, intensywne przemiany materii organicznej w związki próchnicze, tworzą się połączenia organiczno-mineralne z minerałami ilastymi. Znaczny udział fauny glebowej w tym procesie
brunatnienia - polega na intensywnym wietrzeniu fizycznym i biochemicznym. Przemiany chemiczne prowadzą do rozpuszczenia i wymywania węglanów, wietrzenia materiałów pierwotnych i tworzenia się materiałów wtórnych ilastych, uwalniania półtoratlenków oraz redukcji i usuwania wolnych tlenków Fe.
płowienia - zachodzi w nim wymycie węglanów, pionowe przemieszczanie minerałów ilastych (iłu koloidalnego) z wierzchnich warstw do poziomu iluwialnego (Bt) w środowisku umiarkowanie wilgotnym.
Bielicowania - zachodzi tam proc. rozkładu glinokrzemianów i koloidów glebowych, wymywanie w głąb profilu składników początkowo zasadowych oraz uruchomienie kwasów próchniczych i związków żelaza i glinu przy ówczesnej redukcji związków żelaza
Czarnych ziem - wiąże się z akumulacją materii organicznej w warunkach dużej wilgotności, w utworach mineralnych zasobnych w CaCo3 i części ilaste.
Glejowy - polega na redukcji i odtlenieniu mineralnych części gleby w warunkach dużej wilgotności i obecności substancji organicznej. Związki żelaza 3 wartościowego Fe3+ przechodzą w żelazo 2 wartościowe Fe2+ przy udziale mikroorganizmów beztlenowych.
Bagienny - polega na gromadzeniu i humifikacji szczątków roślinnych w warunkach nadmiernego uwilgotnienia gleby (anaerobiozy). W zależności od intensywności i długotrwałości mogą powstać utwory całkowicie zhumifikowane - muły lub częściowo zhumifikowane - torfy.
Murszenia - zachodzi w odwodnionych partiach gleb organicznych. Polega na fizycznych i fizykochemicznych zmianach zachodzących w substancji organicznej. Odwodniona masa torfu, mułu lub gytii kurczy się, pękając dziali na coraz drobniejsze agregaty, przybierając niekiedy formę ziaren.
Powstawania gleb napływowych - erozyjna, sedymentacyjna działalność wód powierzchniowych
Gleb antropogenicznych - istotą procesu jest dział człowieka zmieniająca dotychczasowe proc glebotwórcze. Ich głębokość i jakość jest bardzo różna.
Właściwości gleby:
Właściwości FIZYCZNE
a)Skład granulometryczny piasek(śr. 1-0,1mm); pył(śr. 0,1-0,02mm); iłowe(śr. <0,02mm)
b)Gęstość gleby
-gęstość fazy stałej =masa gleby/ objętość (bez wolnych przestrzeni)
-gęstość objętościowa =masa gleby/ objętości gleby z zachowaniem struktury. Rozróżniamy gęstość obj. chwilową uwzględniającą wilgotność gleby oraz gęstość pozorną - sucha próbka gleby
Masa całości - masa cylindra+ masa gleby po wysuszeniu. Jedn. Mgm-3.
Orka, bronowanie, spulchnianie - zabiegi zmieniające gęstość. Dodatek materii org też zmienia gęstość.
Porowatość ogólna - procentowa zawartość porów w objętości gleby. Wyraża się wzorem =objętość porów(wolnych przestrzeni)/obj całej próbki*100%
Porowatość różnicowa - Wirówką odwirowuje się wodę i zostają mezopory, a potem znowu i zostają mikropory. Makropory (>8,5mikro metra - powietrze ); mezopory (8,5-0,24mikrom - woda wykorzystywana przez rośliny); mikropory (<0,24 -woda niedostępna dla roślin)
Plastyczność - zdolność gleby do zmieniania kształtów pod działaniem sił zewn.
Lepkość - zdolność gleby do przywierania do materiałów (zależy od wilgotności próchnicy i cząstki koloidowej).
Kurczliwość i pęcznienie -zmiana gleby pod wpływem zmiany wody
Zwięzłość gleby - zdolność gleby do przeciwdziałania do rozcinania, rozklinowywania.
Właściwości WODNE:
Prawidłowy układ stosunków wodnych: faza stała(45%), faza płynna(30%), faza gazowa(20%), substancje organiczne(5%). Najbliższe temu stanowi są lessy.
Bilans WODNY:
Bilans - przychody i rozchody
W=W0+(S0+k+Wg+Wn)-(T+P+Sp+Sgr)
W0-zapas wody na początku okresu
W- zapas wody na końcu okresu
t- przychód S0- suma opadów
k- konslensacja pary wodnej
Wg- podsięg wody kapilarny
Wn- woda napływowa z pow bocznej
T- transpracja (parowanie z aparat. Szpark. Pow roślin)
P- parowanie z gleby (powierzchniowe)
Sp- spływ pow. Sgr- spływ gruntowy
WILGOTNOŚĆ
W0- wilgotność objętościowa
W0=(masa wody w glebie* gęstość wody)/ obj gleby 100% = objętość wody w glebie/ obj gleby100%.
Właściwości fizyko-chem gleby:
Odczyn - stosunek jonów wodorowych(H+) do jowów wodorotlenowych(OH-)
pH = -log(H+)
Gleby w Polsce: kraśne i b kwaśne= 50% pow;
Słabo-kwaśne= 30%; zasadowe= 20%.
Właściwości sorpcyjne gleby - zdolność do pobierania i pochłaniania różnych składników, w tym jonów cząstek.
Kompleks sorpcyjny - silnie rozdrobniona koloidalna faza stała gleby
Dzięki sorpcji gleba posiada możliwości regulacji odczynu, zdolność magazynowania gostarczonych w nawozach skł pokarmowych dla roślin, zdolność neutralizacji składników szkodliwych dla org soślinnych
Właściwości chemiczne gleby:
Zaw proc pierwiastków: tlen(49,13%), Krzem(26%), glin(7,45%), żelazo(4,20%), wapń(3,25%), sód(2,40%), magnez(2,35%), potas(2,35%), wodór(1%). Pozostałe 2% to: tytan, węgiel, wodór, chlor, fosfor, siarka, mangan.
Makroelementy - występują w glebie w dużych stężeniach i stosunkowo duże ilości tych pierw pobierają rośliny. Węgiel, wodór, tlen, azot, fosfor.
Mikroelementy - występują w znikomych ilościach. Są niezbędne dla roślin. Mangan, cynk, miedź, bor, fluor, chlor, kobalt, molibden.
Forma przyswajania przez rośliny - część pierw w glebie i mogą być pobrane przez rośliny..
AZOT:
Rola w roślinie - materiał budulcowy białek, wchodzi w skład witamin kwasów nukleinowych, chlorofilu.
Nadmiar - nadmierny wzrost, podatność na choroby, wylęganie, opóźnienie dojrzewania, pogorszenie plonu
Niedobór - karłowatość roślin, żółknięcie liści, słabe wykształcenie systemu korzeniowego.
Łatwo ulega wymyciu i dostaje się do wód gruntowych. Pobierany z wody(1-2% ogólnej ilości) lub powietrza(bakterie brodawkowe[symbiotyczne], lub bakterie wolno żyjące np. Azotobacter)
FOSFOR - materiał budulcowy, bierze udział w procesach oddychania, budowie ziarna, nadaje sztywność
POTAS - rola w procesach fotosyntezy, oddychania, powoduje uwodnienie tkanek. Pobierany w postaci jonu K+.
Formy i typy próchnicy w glebach:
1)lądowe lub ziemne:
-próchnica surowa(mor) - wyraźnie zaznaczone podpoziomy
-p moderowa - warunki mezotroficzne
-p mullowa - brak poziomów
2)półwodne i wodne
-p murszowa
-p torfowa
-p gytiowa
próchnica gleb uprawnych ze względu na stopień i charakter wysycenia może być:
-słodka - adsorpcyjnie nasycona Ca++
-kwaśna - adsorpcjyjnie nasycona H+; H++
-słona - adsorpcyjnie nasycona Na+
Główne źródła subst organicznej gleb:
-obumarłe części roślin
-resztki pożniwne i korzenie roślin
-obumarłe ciało makro- i mezofauny
-nawozy organiczne
Ekosystem - układ ekologiczny utworzony przez współżyjące ze sobą organizmy roślinne i zwierzęce łącznie z ich siedliskiem(biotop), w którym wszystkie części składowe są ze sobą powiązane licznymi zależnościami, warunkują się wzajemnie i funkcjonują kompleksowo
Edafon - ogół organizmów bytujących w glebie
Procesy biochem wywołane przez mikroorganizmy:
1)mineralizacja organicznych związków azotu, fosforu i siarki. zmniejszenie zawartości zw org
2)immobilizacja(unieruchomienie) przemian nieorg zw w złożenia połączeń organizmów w wyniku pobrania pierwiastków przez org i wchodzenie w ich skład protoplazmy komórek
3)utlenianie - związane z przesączaniem się materii i energii np. reakcje utleniania zw org przez organizmy heterotroficzne
4)redukcja i przemiany energetyczne komórek mikroorganizmów
5)tworzenie osadów geologicznych (ropa, siarka, węgiel kamienny)
6)wytworzenie subst. Chelatujących- kompleksowych polimerycznych. Wynikiem czego jest krążenie, przemieszczanie się pierwiastków.
7)absorbowanie subst nieorganicznej- akumulacja na powierzchni.
Matreia org w glebie:
Próchnica - mieszanina brunatnych i ciemno-brun bezpostaciowych(amorficznych) substancji org, która tworzy się w wyniku proc humifikacji.
SKŁAD substancji organicznej:
-obumarłe szczątki roślinne i zwierzęce
-organiczne produkty ich rozkładu
Substancje tworzące próchnicę:
-nieswoiste subst próchnicze(węglowod, białka, tłuszczowce, węglowod) 10-15% ogólnej subst org
-swoiste subst próchnicze(kwasy fulwowe, kwasy huminowe) 85-90% ogólnej subst org
Rola i znaczenie próchnicy: podstawowy pierw węgiel
-magazyn składników pokarmowych
-kwasy zawarte w próchnicy pobudzają korzenie
-zdolność do tworzenia agregatów
-działanie strukturotwórcze. Zwiększanie zwięzłości gleb piaszczystych, polepszanie struktury gleb gliniastych i ilastych
-zwiększanie wodoodporności agregatów
-zwiększanie retencji wodnej
-zwiększanie właściwości sorpcyjnych gleb
-zwięk właściwości buforowych gleb
-stymulacja procesów życiowych org glebowych i roślin
-magazynowanie i dostarczanie składników pokarmowych dla roślin
-wpływ na temp. Gleby i ochronę środowiska glebowego (przed skażeniami i chorobami roślin)
Zasobność gleby- sumaryczna zawartość w glebie składników mineralnych (makro- i mikro-elementów, próchnicę)
RODZAJE zasobności:
-naturalna - wytworzona przez naturę
-agrotechniczna - natura+ wytworzona przez człowieka/gleby uprawne).
Zasobność poznajemy po: wzroście roślin, profilu glebowym, barwie gleby
Żyzność gleby - zdolność do udostępniania składników mineralnych
CZYNNIKI MORFOLOGICZNE:
-poziom zróżnicowania profilu
-miąższość gleby i poziomu At
-skład mechaniczny
-struktura i tekstura,, -porowatość
CZYNNIKI fizyczne:
-rozkład por w glebie i podglebie
-właściwości wodne i pH
-gospodarka wodna gleby
-właściwości powietrza i termiczne
-podatność na erozję
CZYNNIKI fizykochemiczne i chemiczne:
-zasobność w makro- i mikroskładniki odżywcze
-substancje mineralne toksyczne
pH i zawartość CaCo3
-właściwości sorpcyjne Ti3
-buforowość gleby, odporność na degradację
CZYNNIKI biochemiczne i biologiczne
-substancje organiczne i próchnicze
-skład edafonu
-aktywność -produkcja Co2
-kultura gleby (zabiegi agrotechniczne)
Urodzajność gleby - zdolność do wytworzenia plonów (czynniki wpływające na urodzajność to klimat, człowiek, gleba, rośloa)
Czynniki niszczące żyzność gleby:
-erozja -orka -kwaśne deszcze(siarka zakwasza)
-działalność przemysłowa człowieka
-metale ciężkie (ołów)