skład granulometryczny gleb
- gleba: naturalny twór cienkiej warstwy skorupy ziemskiej, która powstała w wyniku procesów wietrzenia skał
- układ złożony, ożywiony i dynamiczny, w którym zachodzą systematyczne procesy rozkładu i syntezy związków mineralnych i organicznych oraz ich przemieszczanie
- powstaje w określonym czasie, w wyniku oddziaływania na skały macierzyste takich czynników jak klimat, organizmy żywe, woda, ukształtowanie terenu, działalność człowieka
gleba jako układ fazowy:
- faza stała
- faza ciekła - roztwór glebowy
- faza gazowa
faza stała gleby:
- cząstki mineralne - okruchy skał
- organiczne stanowi próchnica, resztki roślinne i zwierzęce oraz organizmy żywe zasiedlające glebę
- organiczno-mineralne o różnym stopniu rozdrobnienia
pierwotne minerały glebowe tworzą związki lub pierwiastki chemiczne powstałe podczas naturalnych procesów zachodzących w glebie (siarczki, chlorki, tlenki, wodorotlenki)
wtórne minerały glebowe powstały podczas zachodzących w glebie procesów chemicznych
jednostkami strukturalnymi minerałów pierwotnych oraz wtórnych są czworościany krzemowe i ośmiościany glinowe
minerały glebowe wraz z próchnicą wchodzą w skład kompleksu sorpcyjnego, który może na swojej powierzchni sorbować kationy różnych pierwiastków, jest on obdarzony ładunkiem `-`
minerały ilaste mogą sorbować większą ilość kationów, jony zatrzymywane sa w przestworach międzypakietowych
1:1 - Al : Si - kaolinit
2:1 - Si : Al - illit, smektyt
minerały wtórne mogące sorbować kationy to tlenki lub wodorotlenki Fe, Al, Si, Mn, ujemne ładunki powstają w wyniku dysocjacji jonów na grupach OH-
faza ciekła gleby:
jest roztworem glebowym, który bierze udział we wszystkich procesach, które w niej zachodzą
ilość roztworu glebowego, jak również stężenie w nim poszczególnych pierwiastków w zasadniczy sposób wpływa na wielkość plonów roślin
rodzaje wody glebowej:
- para wodna
- molekularna (higroskopijna, błonkowata)
- kapilarna (właściwa, przywierająca)
- wolna (infiltracyjna, gruntowo-glebowa)
rośliny korzystają z wody:
- infiltracyjnej (do 3 dni po opadach)
- kapilarnej przywierającej (zatrzymywanej przez glebę z siłą mniejszą niż siła ssąca korzeni)
- kapilarnej właściwej
pF - symbol, który określa potencjał wody glebowej
faza gazowa gleby:
powietrze glebowe wypełnia ok. 25% gleby, jego ilość i zachodzące procesy utleniania lub redukcji zależą od rodzaju gleby
sorpcja - możliwość zatrzymywania przez glebę kationów i anionów
sorpcja wymienna: K. Ca, Mg
frakcje i grupy granulometryczne gleby:
- procentowy udział wszystkich frakcji granulometrycznych gleby w całej masie gleby nazywamy składem granulometrycznym (mechanicznym) gleby
- ocena składu granulometrycznego gleb jest jednym z najważniejszych wskaźników służących do klasyfikacji utworów glebowych oraz pośrednio do waloryzacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej
- waloryzacja rolniczej przestrzeni produkcyjnej dotyczy oszacowania potencjalnej produkcyjności danego rejonu oraz określenia przydatności do uprawy poszczególnym roślin uprawnych
- do waloryzacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej służą 3 klasyfikacje gleb
1. kategorie agronomiczne (b. lekkie, lekkie, średnie, ciężkie)
2. bonitacyjna klasyfikacja gleb ( I, II, IIIa, IIIb, IVa, IVb, V, VI, VIRZ)
3. kompleksy gebowo-rolnicze
materia organiczna w glebie
w skład materii organicznej wchodzą obumarłe szczątki roślinne i zwierzęce, produkty ich rozkładu i wtórnej syntezy związków próchnicznych
mineralizacja - jej szybkość zależy od dostępu tlenu, temperatury, składu chemicznego wyjściowych substancji organicznych i innych czynników
w ciągu 1-3 lat mineralizacji ulega 60-80% substancji organicznej
produkty rozkładu w warunkach tlenowych to: dwutlenek węgla, woda, amoniak, jony siarczanowe, fosforanowe, azotanowe
w warunkach beztlenowych: dwutlenek węgla, woda, siarkowodór i metan
temperatura rozkładu poszczególnych substancji organicznych maleje w następującej kolejności:
nawozy zielone > słoma zbóż > obornik > torf > węgiel brunatny
humifikacja materii organicznej - proces rozkładu substancji organicznej połączony z wytworzeniem swoistych związków próchnicznych charakterystycznych dla poszczególnych gleb
proces humifikacji przebiega w dwóch fazach:
mikrobiologicznego rozkładu złożonych związków wysokomolekularnych (lignina, błonnik, garbniki) do prostszych elementów budulcowych
mniej lub bardziej złożonej syntezy substancji prostszych, w wyniku której powstają swoiste substancje próchniczne
proces humifikacji ma charakter biochemiczny
próchnica jest kompleksem związków organicznych, których skład elementarny znacznie różni się od produktów wyjściowych
przeciętna próchnica zawiera ok. :
58% C, 5%N, 3-6%H, 30%O
ponadto P, S, Ca, Mg, K, Na, Fe
próchnica składa się z:
- kwasów fulwowych
- kwasów huminowych
- humin
- białek
- błonnika
- ligniny
podział substancji próchnicznych
- nieswoiste substancje próchniczne
- swoiste substancje próchniczne - stanowią ok. 85-90% ogólnej ilości substancji organicznej
należy do nich kompleks bezpostaciowych substancji o zabarwieniu od żółtego do czarnego
zawartość próchnicy:
rędziny - 2.1-6.3%
czarnoziemy 1.8-4%
gleby brunatne wytworzone z lessu 1.4-2.6%
gleby bielicowe wytworzone z piasków 1.1-2%
czarne ziemie wytworzone z glin lekkich 1.2-5.7%
mady rzeczne
na zawartość próchnicy w glebie wpływają następujące czynniki:
- klimat
- okrywa roślinna
- skład granulometryczny
- jakość i ilość związków organicznych, które dostają się do gleby w danej strefie bioekologicznej
rola i znaczenie materii organicznej dla żyzności gleb
materia organiczna spełnia funkcję w kształtowaniu fizycznych, fizykochemicznych i biochemicznych właściwości gleb
właściwości fizyczne:
poprawia strukturę gleby, tym samym wpływa na aerację, retencję wodną, ułatwia uprawę gleby
dodatni wpływ na tworzenie struktury gruzełkowatej [lepiszcze strukturalne] - powoduje zlepianie cząstek w agregaty
większa zwięzłość gleb piaszczystych
na glebach ciężkich zwiększa zwięzłość
bardzo duża pojemność wodna związków próchnicznych, w stosunku do swojej masy mogą zatrzymywać 3-5 razy więcej wody w formie dostępnej dla roślin
szczególnie istotne na glebach lekkich
próchnica ma wpływ na barwę gleby
dzięki ciemnemu zabarwieniu silnie pochłania promieniowanie słoneczne, poprawia właściwości termiczne gleby
właściwości fizykochemiczne:
wpływa na zdolności sorpcyjne i kształtowanie się zasobności gleby
związki próchniczne tworzą organiczną część kompleksu sorpcyjnego
pojemność sorpcyjna związków próchnicznych jest wyższa 4-12 razy od koloidów mineralnych, dlatego próchnica zwiększa o 20-70% całkowitą pojemność sorpcyjną gleby
związki próchniczne wpływają na właściwości buforowe gleby, regulują i stabilizują odczyn
próchnica reguluje stężenie jonów Ca, NH, Mg, Na, K w roztworze glebowym przez ich uwalnianie bądź sorbowanie
odgrywa też ogromną rolę w gospodarce N i P, jest podstawowym źródłem tych pierwiastków ponieważ ulega mineralizacji
funkcja biologiczna:
wpływa na aktywność mikroflory, stymuluje wzrost i rozwój roślin
związki próchniczne oddziałują na mikroorganizmy i rośliny wyższe:
są źródłem N i P
mikroorganizmy zasiedlające glebę czerpią z materii organicznej energię oraz niezbędne dla nich składniki pokarmowe, dlatego gleby zasobne w materię organiczną odznaczają się dużą aktywnością biologiczną
związki próchniczne wpływają na procesy fizjologiczne roślin (wiele substancji wzrostowych, auksyny, witaminy, kwasy organiczne, antybiotyki), działanie tych substancji nie jest jednoznacznie określone, zależy od ich stężenia
substancje wzrostowe w związkach próchnicznych intensyfikują oddychanie, gospodarkę wodną, czy fotosyntezę
mogą przeciwdziałać występowaniu wielu chorób roślin uprawnych
fitosanitarne działanie spowodowane jest silnym namnażaniem organizmów glebowych, antagonistów fitopatogenów
związki próchniczne odgrywają istotną rolę w ochronie środowiska glebowego - chronią je przed skutkiem skażenia środkami chemicznymi oraz nadmiernej chemizacji
związane jest to z ich właściwościami -> tworzą połączenia z pestycydami (herbicydami), dezaktywują je i przyspieszają ich rozkład
metody zwiększania ilości substancji organicznej w glebie:
zachowanie ilości substancji organicznej, którą gleby posiadają - uprawa odpowiednich roślin
wzbogacanie gleb lekkich
w glebach mineralnych zapasy materii organicznej regulują takie zabiegi jak:
ograniczenie mechanicznej uprawy
uprawa wieloletnich roślin motylkowych i traw
stosowanie nawozów organicznych (obornik, komposty, nawozy zielone, torf)
iłowanie i glinowanie gleb lekkich
odpowiednie zmianowanie
rośliny najbardziej zubażające glebę - okopowe, kukurydza
rośliny motylkowe i ich mieszanki z trawami w największym stopniu wzbogacają glebę w materię organiczną
w przeliczeniu na 1t suchej masy w największym stopniu wzbogaca glebę obornik, a w najmniejszym słoma
znając udział poszczególnych grup roślin w zmianowaniu oraz rodzaj i dawki nawozów można sporządzić bilans materii organicznej