19. CHARAKTERYSTYKA STRUKTURY GLEB
Struktura gleby to rodzaj i sposób wzajemnego powiązania i przestrzenny układ elementarnych cząstek stałej fazy gleby.
I STRUKTURY NIEAGREGATOWE: cząstki gleby są albo ze sobą zlepione albo luźno ułożone w masie glebowej nie zauważa się naturalnej łupliwości. ROZDZIELNOZIARNISTA: ziarna glebowe nie zlepione żadnym spoiwem występują oddzielnie. SPÓJNA ( zwarta masa) gleba tworzy jednolitą masę, może być plastyczna, krucha, scementowana, amorficzna.
II STRUKTURY AGREGATOWE elementy strukturalne posiadają naturalne płaszczyzny łupliwości, zwane są grudkami lub agregatami. 1) SFEROIDALNE elementy strukturalne o kształcie kulistym o powierzchniach gładkich lub chropowatych, nie przylegających do otaczających je agragatów.
KOPROLITOWA agregaty głównie z ekstrementów bezkręgowców glebowych o nieregularnym kształcie. GUZEŁKOWA agregaty kuliste, porowate, trwale spojone. ZIARNISTA powstają głównie przez rozpad mechaniczny macierzystego materiału glebowego, agregaty prawie nieporowate.
2) FOREMNO WIELOŚCIENNE tworzą one wielościany foremne o gładkich lub chropowatych powierzchniach przylegających do sąsiednich agregatów. FOREMNO WIELOŚCIENNA OSTROKRAWĘDZISTA powierzchnie agregatów gładkie, naroża i krawędzie ostre, powstają np. w iłach, glinach ciężkich i średnich. FOREMNO WIELOŚCIENNA ZAOKRĄGLONA krawędzie i naroża zaokrąglone, często w glebach brunatnych na glinach średnich i lekkich. BRYŁOWA sztucznie wytworzona na skutek orki, agregaty duże nieregularne, chropowate.3) WRZECIONOWATE agregaty w kształcie graniastosłupów wydłużonych, w profilu układ pionowy. PRYZMATYCZNA agregaty to graniastosłupy wrzecionowate płasko ścięte. SŁUPOWA agregaty to graniastosłupy wrzecionowate o zaokrąglonych krawędziach i powierzchni górnej. 4) DYSKOIDALNE agregaty rozbudowane w kierunku osi poziomych. PŁYTKOWA płytki proste ułożone poziomo. SKORUPKOWA miseczkowato wklęsłe płytki. III STRUKTURY WŁÓKNISTE występują w słabo lub średnio zhumifikowanych torfach. GĄBCZASTA porowata masa wytworzona z torfów mechowiskowych słabo rozłożonych. WŁÓKNISTA w słabo rozłożonych torfach turzycowiskowych i szuwarowych. STOPNIE WYKSZTAŁCENIA STRUKTURY GLEBOWEJ AGREGATOWA SŁABA agregaty prawie nie do rozróżnienia. AGRAGATOWA ŚREDNIO TRWAŁA. Agregaty wyraźne lecz nie dają się wyróżnić w nie rozkruszonej glebie. AGREGATOWA TRWAŁA agregaty widoczne nawet w glebach nierozkruszonych.
20. ROLA SKŁADU GRANULOMETRYCZNEGO W KSZTAŁTOWANIU SIĘ WŁAŚCIWOŚCI GLEB Frakcja kamieni wpływa rozluźniająco na glebę. Zwiększa rozpuszczalność oraz umożliwia łatwiejsze przenikanie korzeni do głębszych warstw. Duża zawartość frakcji piasku zwiększa nadmierne przepuszczalność i przewiewność gleb. Gleby takie są zbyt suche i nie zapewniają dostatecznej ilości wody dla normalnego rozwoju roślin. Frakcja piasku skłądająca się głównie z ziaren kwarcu, zawiera bardzo małą ilość składników mineralnych niezbędnych dla roślin. Zwiększenie się w glebie iłu koloidalnego polepsza chemiczne właściwości gleby, zwiększa pojemność sorbcyjną w stosunku do kationów i do pewnego momentu poprawia fizyczne właściwości gleby. Nadmierna ilość tej frakcji pogarsza fizyczne właściwości gleby, czyni ją zbyt zwięzłą, nierozpuszczalną i trudną do uprawy mechanicznej.
21. RODZAJE SORBCJI W GLEBIE. SORBCJA zdolność do zatrzymywania
na powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej cząsteczek wody, gazów, mikroorganizmów i jonów.
A) MECHANICZNA polega na mechanicznym zatrzymywaniu w przestworach kapilarnych gleb , zawiesin i mikroorgaznmów glebowych które mają większe rozmiary niż pory glebowe. Zależyy od składu mechanicznego, budowy , struktury . Znaczenie przy oczyszczaniu ścieków. b) fizyczna powoduje zatrzymywanie przez gleby całych molekuł pary wodnej, CO2, tlenu, amoniaku oraz niektórych bakterii z tym rodzajem sorbcji jest związane powstawanie wody higroskopowej w glebie, zagęszczanie się roztworów wokół fazy stałej gleby oraz koagulacja koloidów. Zależy głównie od temperatury.
C) CHEMICZNA powstawanie w glebie nierozpuszczalnych związków. Ma szczególne znaczenie w przypadku anionów kwasu fosforowego, gdyż w glebie wytrącane są nierozpuszczalne fosforany żelaza, glinu i wapnia
Ca(HCO3)2 + CaH4(PO4)2 Ca2H2(PO4)2 + 2H2CO3
Roztwór roztwór osad osad kw. węglowego
D) BIOLOGICZNA sorbonentami są żywe organizmy, zarówno rośliny wyższe jak i drobnoustroje glebowe, pobierają różne składniki pokarmowe. Pobieranie jest selektywne. Po obumarciu organizmy te ulegają rozkładowi uwalniając podobne składniki, które stają się przyswajalne dla roślin. Następuje magazynowanie niektórych składników próchnicy . Ma największe znaczenie dla azotu. Zbyt intensywna sorbcja może spowodować niedobór składników pokarmowych roślin w glebach.
D) WYMIENNA zdolność kompleksu sorbcyjnego do przyłączania jonów roztworu glebowego z jednoczesnym oddaniem innych jonów do roztworu. Jony zaabsorbowane są w stałej równowadze dynamicznej .
KS + nKCl KS +Mg2+ + 2Cl- + 2Ca2++ NaCl + HCl + (n-6) KCl
KS- kompleks sorbcyjny
22. CHARAKTERYSTYKA KOMPLEKSU SORBCYJNEGO GLEB. Kompleks sorbcyjny gleb zbudowany jest z koloidów glebowych, wśród których wyróżniamy minerały ilaste ( glinokrzemianowe grupy kaolinitu, montrymolitu, illitu), krystaliczne uwodnione tlenki żelaza i glinu, minerały bezpostaciowe, próchnicę oraz kompleksy ilasto- próchniczne. Zdolność sorbcyjna gleb gliniastych jest większa niż piaszczystych, gdyż jest to uzależnione od ilości drobnych cząstek koloidalnych, których w tych pierwszych jest więcej. Im mniejsze są cząstki glebowe , tym silniej zatrzymują one roztwór glebowy, tym samym ulegaja powstrzymaniu ich wyługowanie , a składniki roztworu glebowego na dłużej pozostają w strefie zasiegu systemu korzeniowego rośliny. Gleby piaszczyste, mają słabe zdolności sorpcyjne.
23.SORPCJA WYMIENNA W GLEBACH: POJEMNOŚĆ SORPCYJNA, STOPIEŃ WYSYCENIA ZASADAMI. Pojemność sorbcyjna gleb - całkowita ilość kationów wymiennych łącznie z jonami wodorowymi, która jest w stanie zaabsorbować 100g gleby ( T) . T= S+H ( suma kationów albit + suma wodoru) . Stopień wysycenia zasadami V= S/T * 100%. Pojemność sorbcyjna gleb wzrasta w większości przypadków wraz ze wzrostem pH. Wartość ta dla danej gleby i dla danego poziomu geologicznego jest stałą tak długo, jak długo nie nastąpi zmiana ilościowa i jakościowa kompleksu sorbcyjnego gleby. Zmienny jest tylko wzajemny stosunek S i H. Gleby sorpcyjne nie nasycone - zawierają w swym kompleksie sorbcyjnym większe ilości wymiennych jonów wodorowych. Gleby sorpcyjne nasycone- których kompleks sorpcyjny jest wysycony jonami Ca,Mg i in.Pojemność sorbcyjna gleb w stosunku do kationów jest wielkością zmienną, zależną od właściwości danej gleby.
24. KWASOWOŚĆ GLEB: CZYNNIKI ZAKWASZAJĄCE GLEBY, SPOSOBY NEUTRALIZACJI. KWASOWOŚCIĄ GLEBY nazywamy taki stan odczynu krążących w niej roztworów przy którym stężenie jonów wodorowych jest wyższe od stężenia jonów wodorowych . O zawartości jonów H+ w roztworze glebowym decydują kwasy: węglowy, siarkowy, fosforowy, octowy, szczawiowy, cytrynowy, a także fulwowe i huminowe. Spośród kwasów mineralnych duże znaczenie ma m.in. kwas węglowy, który w postaci anionu CHO2+ wydzielany jest przez korzenie roślin oraz powstaje przez rozpuszczenie się w roztworze glebowym bezwodnika tego kwasu ( CO2) . Jony H+ mogą występować w roztworze glebowym oraz w najdrobniejszej części fazy stałej gleby w kompleksie sorbcyjnym . KWASOWOŚĆ CZYNNA pochodzi od jonów H+ występujących w roztworze glebowym . KWASOWOŚĆ POTENCJALNA wywołana jest przez jony H+ i jony Al2+ związane przez kompleks sorbcyjny gleby. Dzieli się na wymienną i hydrolityczną - kwasowość wymienna ujawnia się w wyniku działania na glebę roztworu soli obojętnej - o kwasowości hydrolitycznej decydują jony wodorowe i jony glinu silnie związane z cząsteczkami koloidalnymi kompleksu sorbcyjnego gleby. KWASOWOŚĆ WYMIENNA występuje w glebach w których stężenie jonów wodorowych mierzone w ln KCl jest mniejsze od 6 natomiast glin ruchomy pojawia się w glebach o pH poniżej 5,5 . Głównym zabiegiem odkwaszającym gleby jest wapnowanie przy użyciu węglanu wapnia, tlenku wapnia lub węglanu wapniowo- magnezowego. Stosowanie nawozów wapniowych w zależności od gatunku gleby. 25. POWSTAWANIE I WŁAŚCIWOŚCI PRÓCHNICY: próchnica powstaje z obumarłych szczątków roślin wyższych i niższych oraz zwierząt. Martwe resztki organiczne w wyniku działalności życiowej makro-, i mikrofauny oraz flory glebowej ulegają przekształceniu na prostsze związki organiczne, które następnie w wyniku odbywającej się prawdopodobnie biologicznej i fizykochemicznej syntezy przekształcają się w związki próchnicze. Proces przemiany martwej substancji organicznej pochodzenia roślinnego i zwierzęcego w próchnicę nazywa się HUMIFIKACJĄ. Próchnica wywiera ogromny wpływ na kształtowanie się fizycznych właściwości gleb: polepsza zgruźlenie , zmniejsza przyczepność i lepkość, zwiększa ogólną pojemność, działa regulująco na odczyn gleby, wpływa na zdolności sorbcyjne gleby, zwiększa 20-30 razy pojemność sorbcyjną w stosunku do koloidów mineralnych, warunkuje 30-90% pojemności sorbcyjnej gleb mineralnych. Dostarcza składników pokarmowych i przyczynia się do ich uruchamiania dzięki zawartości łatwo wymiennych jonów, wiązania N,P, S w formie związków organicznych , uwalnianiu składników pokarmowych i minerałów dzięki porowatości. 26. SKŁAD FRAKCYJNY PRÓCHNICY: BUDOWA I WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW Z POSZCZEGÓLNYCH GRUP. BITUMINY - mieszanina smół, wosków oraz różnych węglowodorów które można wyekstrahować z gleby mieszaniną alkoholowo- benzynową. Kwasy huminowe właściwe wielocząsteczkowe związki o złożonej budowie strukturalnej, zbudowane są z pierścieni cyklicznych i heterocyklicznych. Kwasy te zawierają grupy funkcyjne, karboksylowe- COOH, hydroksylowe-OH, metaloksylowe-OCH, i inne. Mają szaroczarną barwę są słabo dyspergowane i łatwo ulegają koagulacji pod wpływem elektrolitu. Rozpuszczają się głównie w ługach. Stanowią część składową próchnicy gleb: czarnoziemy, czarneziemie, rędziny. KWASY ULMINOWE - ( huminowe brunatne)-dyspergują łatwiej w wodzie, mają silniejszy charakter kwasowy, mniejszy ciężar cząsteczkowy. Rozpuszczają się w ługach i alkoholu. Występują w glebach brunatnych i bielicowych. FULWOKWASY grupa różnorodnych niskocząsteczkowych związków o charakterze kwaśnym. W ich skład wchodzą związki zawierające aminokwasy i substancje redukujące węglowodany i glikozydy, właściwe kwasy fulwowe o budowie cyklicznej. Trudniej koagulują , łatwo rozpuszczają się w wodzie oraz kwasach mineralnych. Odgrywają dużą rolę w procesie bielicowania gleb. HUMINY I ULMINY- pochodne kwasów huminowych ulminowych które pod wpływem różnych czynników fizycznych i chemicznych uległy dalekim zmianom. Są trwale związane z częścią mineralną gleby. Nie rozpuszczają się w wodzie, kwasach mineralnych i rozcieńczonych zasadach, rozpuszczają się na gorąco w stężonych zasadach. 27.PROCESY PRZEMIAN RESZTEK ORGANICZNYCH W GLEBACH I PRODUKTY TYCH PROCESÓW. Substancje organiczne w glebach stanowią układ dynamiczny, ulegający ciągłym przemianom. W procesach rozkładu substancji organicznej wyróżnia się kierunki.A) ROZKŁAD połączony z wytworzeniem prostych związków mineralnych: CO2, H2O, NH3 oraz jonów SO4, HPO4, NO3. Jest to proces mineralizacji substancji organicznej.b) rozkład połączony z wytworzeniem swoistych związków próchnicznych charakterystycznych dla poszczególnych gleb. Jest to proces humifikacji. W zależności od warunków wodno powietrznych w procesie mineralizacji wyróżniamy: BUTWIENIE- jest procesem aerobowym o charakterze egzotermicznym. Rozkład substancji organicznych przebiega przy dostępie tlenu dając produkty pełnego utlenienia( CO2, H2O , H2O2,SO4,PO4,NO3) , GNICIE- jest procesem anaerobowym brak tlenu w glebach może być spowodowany nie tylko ich nadmiernym uwilgotnieniem ale też intensywnym rozwojem aerobowych mikroorganizmów, przy gniciu obok produktów pełnego utleniania wytwarzają się takie związki jak metan, siarkowodór, pH 3. 28.WPŁYW PRÓCHNICY NA KSZTAŁTOWANIE SIĘ WŁAŚCIWOŚCI GLEB . Próchnica powstaje z obumarłych szczątków roślin wyższych i niższych oraz zwierząt. Martwe resztki organiczne w wyniku działalności życiowej makro, mezo i mikrofauny oraz flory glebowej ulegają przekształceniu na proste związki organiczne które następnie w wyniku odbywającej się prawdopodobnie biologicznej i fizykochemicznej syntezy przekształcają się w związki próchniczne. Proces przemiany martwej substancji organicznej pochodzenia roślinnego i zwierzęcego w próchnicę nazywa się humifikacją. Próchnica wywiera ogromny wpływ na kształtowanie się fizycznych właściwości gleb: polepsza zgruźlenie, zmniejsza przyczepność i lepkość, zwiększa górną pojemność wodną , działa regulująco na odczyn gleby, wpływa na zdolności sorbcyjne gleby, zwiększa 20-30 razy poj. sorbcyjną w stosunku do koloidów mineralnych, warunkuje 30-90 % pojemności sorbcyjnej gleby mineralnych. Dostarcza składników pokarmowych i przyczynia się do ich uruchamiania dzięki zawartości łatwo wymiennych jonów, wiązaniu N, P, S w formie związków organicznych, uwalnianiu składników pokarmowych z minerałów dzięki porowatości.