Wpływ odczynu na różne rodzaje sorpcji glebowej : Sorpcja wymienna kationów:

pojemność sorpcyjna zwiększa się wraz ze wzrostem pH (ładunek nietrwały)

Sorpcja wymienna anionów:

najsilniejsza występuje w odczynie kwaśnym Sorpcja chemiczna:

intensywność przebiegu tej sorpcji zależy głownie od odczynu. Szczególne znaczenie (negatywne) ma sorpcja chemiczna anionów fosforanowych, zachodząca w odczynie kwaśnym i zasadowym oraz kationów Fe³⁺ i Mn²⁺ w odczynie zasadowym. Rodzaje Sorpcji : Sorpcja wymienna anionów:

Kompleks sorpcji wymiennej anionów tworzą koloidy posiadające na powierzchni ładunek dodatni , należą do nich przede wszystkim amfoteryczne, uwodnione tlenki glinu i żelaza. Ładunki dodatnie mogą powstawać także na bazie grup amidowych i aminowych związków próchnicznych . Ładunki dodatnie na powierzchni koloidów tworzą się przy dużej koncentracji jonów H+ w roztworze glebowym , są one dołączane do odpowiednich grup funkcjonalnych tych substancji. Najsilniejsza sorpcja anionów, zwana także sorpcja niespecyficzną, występuje zatem w odczynie kwaśnym . Punkt izoelektryczny pH dla Al(OH)3 wynos i 8,1, zaś dla Fe(OH) 3 = 7,1; zatem przy pH niższym od tych wartości substancje te będą posiadały na powierzchni cząstek ładunki dodatnie pozwalające na wymienne zatrzymywanie anionów, a przy wyższym zyskają ładunek ujemny i wejdą w skład kompleksu sorpcji wymiennej kationów Siła zatrzymywania anionów (energia wejścia do kompleksu ) jest zróżnicowana i można ją uszeregować następująco: SiO4-/4 > PO3-/4 > SO2-/4 > MoO2-/4 > H /2 B0-/3 > N0-3 > Cl-

Sorpcja Chemiczna: Sorpcja chemiczna polega na reakcjach chemicznych, w wyniku których rozpuszczalne i przyswajalne dla roślin składniki pokarmowe przechodzą w związki nierozpuszczalne, których rośliny nie mogą pobierać (uwstecznianie, retrogradacja składnika). Intensywność przebiegu tej sorpcji zależy głównie od odczynu. Szczególne znaczenie (negatywne) ma sorpcja chemiczna anionów fosforanowych, zachodząca dynamicznie w odczynie kwaśnym i zasadowym (więcej na ten temat w podrozdz. 4.1.1) oraz kationów Fe 3 + i Mn 2 + w odczynie zasadowym.

Sorpcja biologiczna polega na zatrzymaniu składników (ich form przyswajalnych) przez rośliny i organizmy glebowe, które je pobierają i wykorzystują dla swoich funkcji życiowych (składniki pokarmowe), a następnie po obumarciu ulegają rozkładowi, w wy-niku którego składniki te są ponownie uwalniane do gleby i mogą być przyswajane przez rośliny. Zbyt intensywna sorpcja biologiczna prowadzona przez drobnoustroje może powodować jednak okresowe niedobory dla roślin niektórych składników, zwłaszcza azotu. W przypadku wprowadzenia do gleby znacznych ilości substancji organicznej o dużej zawartości węgla, a małej azotu (szeroki stosunek C:N - np. słoma, łęty ziemnaczane), rozwijającym się masowo drobnoustrojom nie wystarcza uwalniany z jej rozkładu azot i pobierają z gleby jego mineralne formy przetwarzając na substancję białkową swoich organizmów - zbiałczanie azotu. proces ten jest niekorzystny w okresie intensywnego wzrostu roślin, natomiast korzystny - jesienią.

Sorpcja fizyczna wiąże się ze zjawiskiem zagęszczania się na powierzchni silnie zdyspergowanych cząstek stałych (koloidów) molekuł innych ciał, znajdujących się w ośrodku płynnym lub gazowym (np. cząstek wody, C0 2 , niektórych bakterii). Sorpa ta poleg a na fizycznym, wzajemnym oddziaływaniu na siebie (przyciąganiu) różnych cząstek (działanie sił van der Waalsa). Z tym rodzajem sorpcji jest związane m.in. powstawanie wody higroskopowej w glebie. Wielkość tej sorpcji zależy od powierzchni właściwej gleby, a ta z kolei - głównie od składu granulometrycznego i mineralnego (dominująca rola minerałów ilastych).

Sorpcję mechaniczną można porównać do sączka, który zatrzymuje w sposób mechaniczny stałe cząstki zawieszone w cieczy. W przestworach gleby są zatrzymywane w ten sposób różne drobne cząstki stałe (także bakterie) niesione przez infiltrującą

w głąb wodę , co zapobiega wymywaniu ich do warst w głębszych. Równocześnie przesiąkająca w głąb woda , dostająca się niekiedy do wód gruntowych , ulega oczyszczeniu zawiesiny.

Bufory glebowe i przedziały pH ich największ aktyw:

Bufor węglanowy - działa tylko w tych glebach, które zawierają CaCo3, zatem w znacznej części gleb Polski nie występuje. Działanie tego buforu jest bardzo szybkie i utrzymuje pH gleby w przedziale 8.0-6.2. Reakcja buforowania występującego w glebie bardzo słabego kwasu węglowego powoduje przechodzenie węglanów w wodorowęglany (łatwo wymywane z gleby) i jest odwracalna:CaCo3 + H2Co3 <=> Ca(HCo3)2

Natomiast w przypadku mocnych kwasów mineralnych zachodzi pełna ich neutralizacja i rozkład węglanów - proces nieodwracalny:

CaCo3 + H2SO4 => CaSO4 + CO2 + H2O

Bufor wymiany jonowej - czyli kompleks sorpcji wymiennej występuje we wszystkich glebach, jednak jego wydajność jest bardzo zróżnicowana i zależy przede wszystkim od jego pojemności, a ta - od ilości i jakości koloidów glebowych i odczynu, zależy także od stopnia wysycenia zasadami. Spośród typowych koloidów glebowych największą zdolność buforową posiadają związki próchniczne oraz minerały ilaste, szczególnie z grupy montmorylonitu (smektytu), zatem największym zbuforowaniem będą się charakteryzować średnio zwięzłe i zwięzłe gleby próchniczne o odczynie zbliżonym do obojętnego. Bufor wymiany jonowej funkcjonuje przy pH > 4,2.

Pojęcia dotyczące Sorpcji T i V :

Pojemność sorpcyjna gleb (T) jest to całkowita ilość kationów wymiennych (łącznie z jonami wodorowymi) , którą jest w stanie zaadsorbować 1 kg (lub 100 g) gleby, wyraża się ją w cmol(+)/kg lub mmol(+)/100 g (dawniej w me/lOOg lub mval/ lOOg). Zatrzymywane w kompleksie sorpcyjnym kationy mogą mieć charakter:

- zasadowy - głównie Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na + i NH+/ 4 + , a sum ę ich zawartości (w cmol ) oznaczamy symbolem S;

- kwaśny - głównie H+ i Al 3+ , a sumę ich zawartości oznaczamy symbolem H; zatem T = S + H.

Pojemność sorpcji wymiennej kationów zależy, w największym stopniu, od ilości i właściwości koloidów glebowych oraz odczynu (tab. 4.3). Największą pojemność sorpcyjną wykazują swoiste związki próchniczne , a następnie warstwowe minerały ilaste typu 2:1 (montmorylonit, wermikulit) . Pojemność sorpcyjna zwiększa się wraz ze wzrostem pH . Ogólnie można powiedzieć , że pojemność sorpcyjna gleby zależy od jej składu granulometrycznego i mineralnego , zawartości i jakośc i próchnicy oraz odczynu . Metodą rachunku regresji ustalono (za Fotymą i Mercikiem 1992), że wartość T wzrasta o 0,3-K),6 cmol(+)/kg gleby na 1% zawartości mineralnych cząstek koloidalnych , o 1,1-5-1,3 cmol(+)/kg gleby na 1% zawartości próchnicy i o 0,6^-2,4 cmol(+)/kg gleby na jednostkę pH . Procentowy udział zawartości kationów zasadowych S w całkowitej pojemności sorpcyjnej 7 określany jest jak o stopień wysycenia gleby zasadam i i oznaczany symbolem V. Gleby zawierające w swym kompleksie sorpcyjnym 80+100 % kationów alkalicznych przyjęto nazywać sorpcyjnie nasyconymi, w odróżnieniu od gleb sorpcyjnie nienasyconych, w których stopień wysycenia zasadami kompleksu sorpcyjnego jest mniejszy.Pojemność kompleksu sorpcyjnego i stopień wysycenia go zasadami świadczą o żyznośc i gleby. Im większa pojemnoć KS i większe jego wysycenie zasadami, tym gleba wykazuje lepsze zaopatrzenie w dostępne dla roślin składniki pokarmowe , odznacza się także większym i zdolnościam i buforującymi (. Sorpcja wymienna kationów należy do najważniejszych właściwośc i gleby.

Makroskładniki : pokarmowe pobierane z gleby: występują w glebie w znacznych ilościach i rośliny wykazują względem nich duże zapotrzebowanie, należą do nich: N, P, K, Ca, Mg, S. Nadmiar form przyswajalnych makroskładników w glebie, w stosunku do zapotrzebowania roślin, na ogół nie jest dla nich szkodliwy, z wyjątkiem azotu i potasu, w pewnym stopniu także siarki. Makrosladniki wchodza w skład materiału budulcowego jakim jest bialko, zapasowego(tluszcze), enzymów i witamin. Mikroskładniki występują w glebie w bardzo niewielkich ilościach(z wyjątkiem żelaza), również zapotrzebowanie roślin na nie jest bardzo Male, jednak ich obecność w glebie jest niezbędna dla rozwoju roślin i organizmów glebowych (także zwierząt - konsumentów roślin). Duże znaczenie dla roślin jako mikroskładniki pokarmowe mają: żelazo

(Fe), mangan(Mn), cynk(Zn), miedź(Cu), bor(?), molibden(?), chlor(?) i kobalt(?). Podstawową rolą mikroskładników jest aktywacja enzymów odpowiedzialnych za różne procesy fizjologiczne roślin. Głównym źródłem mikroskładników w glebie jest skała macierzysta, subst. Organiczna oraz imisje odprzemysłowe i balast nawozów mineralnych. Najmniejsze ich ilości wytworzone w warunkach naturalnych występują w glebach wytworzonych z piasków i skał magmowych kwaśnych, największe - w glebach powstałych ze skał osadowych, w tym szczególnie iłów i iłołupków oraz magmowych zasadowych. Wraz ze wzrostem udziału cząstek ilastych w glebie wzrasta w niej także zawartość mikroelementów. Poziomy próchniczne są zwykle bogatsze w mikroskładniki od zalegających głębiej.Gleby objęte uprawą rolniczą mogą ulec zubożeniu w mikroskładniki pokarmowe, ze względu na wyprowadzenie ich z plonem.

Woda w Glebie : Woda chemiczna, inaczej krystalizacyjna, wchodzi w skład różnych minerałów (np. CaS04 - 2H 2 0) , nie ulatnia się przy suszeniu próbki w temperaturze 105°C, jedynie w przypadku rozłożenia się minerału może przejść do roztworu glebowego. Woda w tej postaci nie bierze bezpośredniego udziału w procesach glebowych i nie może być wykorzystywana przez rośliny wyższe i organizmy glebowe. Jej ilość w glebie może dochodzić do 7% i zależy przede wszystkim od składu mineralnego i granulometrycznego gleby.

Woda w postaci lodu jest pod względem chemicznym mało aktywna, odgrywa jednak znaczącą rolę w procesach wietrzenia fizycznego skał i minerałów, zatem wpływa na procesy glebowe i glebotwórcze. Woda w tej postaci nie jest dostępna dla roślin.

Woda w postaci pary wchodzi w skład powietrza glebowego, zajmującego pory glebowe niewypełnione wodą. Pozostaje w stanie chwiejnej równowagi z wodą glebową występującą w stanie ciekłym. W zależności od występujących warunków (prężności pary) następuje wymiana między nimi, ma miejsce także ciągła wymiana pary po

między powietrzem glebowym i atmosferycznym, w kierunku od wyższej do niższej prężności (oddawanie lub pochłanianie pary wodnej przez glebę). Para wodna przemieszcza się w glebie od miejsc o wyższym ciśnieniu (prężności) do miejsc o ciśnieniuniższym, stąd też przesuwa się z miejsc bardziej wilgotnych do suchszych oraz z miejsc 0 temperaturze wyższej do miejsc z temperaturą obniżoną.

W naszym klimacie para wodna nie stanowi istotnego składnika bilansu wodnego gleb, natomiast jej obecność i ruchliwość mają duże znaczenie w zaopatrzeniu w wodę roślin kserofilnych, a także roślinności pionierskiej wkraczającej na tereny bezglebowe 1 porastającej gleby inicjalne.

Woda molekularna to woda (lub para wodna), której cząsteczki uległy adsorpcji na powierzchni cząstek koloidalnych gleby dzięki siłom elektrostatycznym. Cząsteczki wody mają budowę dipolową wynikającą z niesymetrycznego rozmieszczenia atomów wodoru i tlenu, zaś wokół koloidów glebowych występuje pole elektryczne związane z niezrównoważonymi ładunkami znajdującymi się na ich powierzchniach. Dzięki tym właściwościom cząsteczki wody ulegają adhezji (siły przyciągania pomiędzy cząstką koloidalną, a cząsteczką wody) na powierzchni cząstek glebowych. Ilość wody molekularnej wzrasta wraz z zawartością mineralnych koloidów glebowych i próchnicy, zależy także od relacji między jonami w kompleksie sorpcyjnym. Kationy jednowarto-ściowe (Na+ ) zwiększają zawartość tej wody, obniżając zarazem spójność gleby. Następstwem tego jest pogorszenie się struktury oraz zmniejszenie przepuszczalności i natlenienia gleby. Odwrotnie, zatem korzystnie, wpływają jony dwuwartościowe (Ca2+ , Mg2+ ). Woda molekularna dzieli się na higroskopową i błonkowatą.

Woda kapilarna to woda wypełniająca cienkie kanaliki glebowe o średnicy 0,05+8,5 um, w których na granicy fazy stałej i ciekłej oraz ciekłej i gazowej występują tzw. siły kapilarne (włosowate) - adhezji i kohezji. Siły adhezji, czyli przyciągania wody do ścianek kapilary, wykazując tendencję do powiększania granicznej powierzchni pomiędzy fazą stałą i ciekłą, powodują jej przemieszczanie się. Z kolei siły kohezji, czyli przyciągania między cząsteczkami wody, sprawiają, że przemieszcza (wznosi) się cały słup wody w kapilarze, a nie tylko jej cząsteczki przyścienne. Wielkość powstającego pod wpływem tych sił ciśnienia uzależniona jest przede wszystkim od średnicy kapilary. Im kapilara cieńsza, tym są one większe, w następstwie tego woda przemieszcza się wolniej, ale na dalsze odległości. Woda kapilarna może poruszać się we wszystkich kierunkach, także ku górze, czyli wbrew siłom grawitacji (podsiąk kapilarny); przesuwa się z kapilar szerszych do węższych, z miejsc wilgotniejszych do suchszych (także od warstw gruboziarnistych do drobnoziarnistych). Im cieńsza kapilara, z tym większą siłą woda jest zatrzymywana. Większość roślin ma zdolność pozyskiwania wody z kapilar nie cieńszych niż 0,2 um, w których siła jej zatrzymywania

wynosi 1,5 MPa (15 atmosfer). Woda występująca w kapilarach o średnicy 0,2+0,6 um zaliczana jest do trudno dostępnej dla roślin, ze względu na znaczne siły, jakimi jest związana z glebą (0,5+1,5 MPa). Wypełniająca kanaliki 0,6+3,0 um jest średnio dostępna, natomiast znajdująca się w kapilarach 3,0+8,5 um uważana jest za łatwo dostępną. Woda kapilarna może pochodzić: - z podsiąku z warstw głębszych i wody gruntowej; - z przesiąkającej wody opadowej, spływu i nawodnień; - z kondensacji pary wodnej. Wodę kapilarną dzielimy na właściwą i przywierającą.Wysokość, na jaką woda przemieszcza się z dużą intensywnością (w znacznej ilości), a więc stanowi znaczące źródło zaopatrzenia roślin w wodę, nosi nazwę podsiąku użytecznego. Wielkość podsiąku użytecznego waha się od około 5 cm w glebach bardzo lekkich do około 60-70 cm w niektórych utworach pyłowych.

Woda grawitacyjna (wolna) okresowo wypełnia pory grubsze od kapilarnych (> 8,5 (um), w których działające na nią siły grawitacji są większe od sił kapilarnych,zatem woda ta przesiąka w głąb, napełniając „po drodze" pory drobniejsze - puste kapilary (nasiąkanie gleby). Woda grawitacyjna pojawia się w glebie w czasie i bezpośrednio po opadach, spływie powierzchniowym lub napływie podpowierzchniowym. Wyróżnia się wodę grawitacyjną wolno przesiąkającą i szybko przesiąkającą.

Woda gruntowa jest to poziom wodonośny, zalegający niezbyt głęboko pod powierzchnią terenu, występujący na utworach nieprzepuszczalnych. Jeżeli zwierciadło wody gruntowej zalega w profilu gleby lub nieco głębiej, lecz dzięki podsiąkowi stanowi istotne źródło wilgoci dla roślin (podsiąk użyteczny), to wtedy nosi nazwę wody gruntowo-glebowej. Wyróżniamy wodę gruntowo-glebową właściwą i zaskórną.

Z wymienionych postaci wody glebowej jedynie trzy - wodę kapilarną, grawitacyjną wolno infiltrującą i gruntową - określamy mianem wody użytecznej, gdyż tylko one mogą mieć zasadnicze znaczenie dla zaspokojenia potrzeb roślin wyższych i organizmów glebowych

Stosunki Wodno Powietrzne : Zdolność gleby do zapewnienia roślinom odpowiedniej ilości wody i powietrza określa się mianem stosunków wodno-powietrznych gleby. Relacje między fazą ciekłą a gazową w glebie różnią się niekiedy bardzo w zależności od jej składu granulometryczne-go, zawartości substancji organicznej, struktury, usytuowania w reliefie, głębokości zalegania wody gruntowej oraz przebiegu warunków pogodowych. Krzystnymi stosunkami wodno-powietrznymi charakteryzują się średnio zwięzłe gleby próchniczne (glp, płz, płi), o trwałej, gruzełkowej strukturze. Gleby lekkie (piaszczyste) charakteryzują się dominacją makroporów wypełnionych zwykle powietrzem, są zatem glebami dobrze przewietrzanymi, ale o słabych zdolnościach retencji wodnej. Gleby ciężkie, odwrotnie, posiadają w przeważającej części mezo- i mikropo-ry, stąd charakteryzują się dużą retencją wodną i zbyt słabym napowietrzeniem.

Właściwości Cieplne : Gleba, jako ożywiony twór przyrody, potrzebuje dla swojego funkcjonowania i zapewnienia roślinom wyższym warunków wzrostu i rozwoju odpowiedniej ilości ciepła. Źródłem ciepła w glebie jest przede wszystkim energia promieni słonecznych, w niewielkim stopniu także zachodzące w niej procesy egzotermiczne. Gleba ulega również ochładzaniu w wyniku wypromieniowania ciepła (zwłaszcza w nocy) oraz napływu zimnych mas powietrza (adwekcji) i parowania wody glebowej. Dopływ i odpływ ciepła z gleby zależą od klimatu i właściwości gleby, natomiast dynamika nagrzewania się gleby - głównie od jakości fazy stałej, porowatości i uwilgotnienia. Głównymi parametrami odzwierciedlającymi właściwości cieplne gleby są: - ciepło właściwe, - przewodnictwo cieplne.Właściwości cieplne gleby, w warunkach klimatu umiarkowanego, mają szczególnie duże znaczenie w okresie wiosennym, kiedy od szybkości nagrzewania się gleb zależy moment rozpoczęcia wegetacji i przystąpienia do prac polowych w rolnictwie.

Gleby porowate, suchsze, o małej pojemności cieplnej (np. piaszczyste) nagrzewają się szybciej i nazywa sieje ciepłymi, natomiast zwięzłe, silniej uwilgotnione - zimnymi.

Substancja Organiczna przemiany swoiste substancje itp :

Substancja organiczna jest jednym z podstawowych i charakterystycznych składników gleby. W jej skład wchodzą szczątki roślin, zwierząt i innych organizmów glebowych oraz ich wydzieliny (w przypadku użytków rolnych także nawozy organiczne), w różnym stopniu przetworzone, znajdujące się zarówno w glebie, jak i na jej powierzchni.

Można wyróżnić dwa zasadnicze kierunki tych przemian:

1) całkowity rozkład substancji organicznej do prostych związków mineralnych -proces mineralizacji;

2) częściowy jej rozkład, a następnie synteza (resynteza) do jakościowo nowych,

specyficznych substancji organicznych, zwanych swoistymi związkami próch-nicznymi (próchnicą właściwą, humusem) - proces humifikacji Przyjmuje się ogólnie, że około 75-^80% substancji organicznej w glebie ulega mineralizacji, reszta - humifikacji. Obydwa kierunki przemian mają charakter złożony, a w ich trakcie powstaje wiele produktów pośrednich. Mineralizacja substancji organicznej przebiega w trzech fazach:1.Faza inicjalna 2. Faza mechanicznego rozkładu 3. Faza mikrobiologicznego rozkładu

W zależności od warunków przebiegu procesu mineralizacji może on mieć charakter butwienia lub gnicia.

Butwienie jest to proces mineralizacji zachodzący w warunkach aerobowych o charakterze egzotermicznym. Rozkład substancji organicznej przebiega przy dostępie tlenu, dając produkty pełnego utleniania:

Gnicie jest procesem anaerobowym (beztlenowym), przy czym brak tlenu może być spowodowany nie tylko dużą zwięzłością lub nadmiernym uwilgotnieniem gleby, ale również intensywnym rozwojem mikroorganizmów aerobowych, zużywających zbyt szybko duże ilości tlenu, stwarzających tym samym warunki beztlenowe.

Ogólnie substancję organiczną gleby dzielimy na:

- swoiste substancje próchniczne - stanowią 85-^90% ogólnej zawartości substancji organicznej,

- nieswoiste substancje próchniczne - stanowią 10-^15% ogólnej zawartości substancji organicznej w glebie

Swoiste subst próch : Swoiste substancje próchniczne, zwane także próchnicą właściwą lub humusem, tworzą się w procesie częściowego rozkładu „wyjściowych" substancji organicznych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego oraz wtórnej syntezy (resyntezy) produktów

tego rozkładu do nowych jakościowo substancji. Proces ten nosi nazwę humifikacji i jest skutkiem działalności życiowej mikroorganizmów glebowych. Nie można mówić o pojedynczym, konkretnym związku humusowym, wydziela się natomiast ich grupy

(frakcje) charakteryzujące się zbliżonymi właściwościami

Kwasy fulwowe (fulwokwasy) Wyróżnia się wśród nich jasnożółte kwasy krenowe i żółtobrunatne kwasy apokrenowe, te ostatnie są uważane za utlenioną formę pierwszych. Fulwokwasy są substancjami łatwo rozpuszczalnymi we wszystkich stosowanych do ekstrakcji związków hu-97 musowych rozpuszczalnikach - kwasach, zasadach, alkoholach, a nawet wodzie. Kwasy fulwowe wykazują dużą heterogeniczność, mają prostszą od pozostałych związków humusowych monomeryczną budowę (niekiedy są polimerami o krótkim łańcuchu). Wolne i pod postacią soli są rozpuszczalne w wodzie. Posiadają silnie kwaśny charakter. Dzięki tym cechom są w glebie bardzo ruchliwe i wywierają duży wpływ na proces jej tworzenia się i rozwoju. Większe ich ilości powstają w warunkach małej aktywności biologicznej gleby. Wchodzą w połączenia z Fe i Al, co ma duże znaczenie w procesie bielicowania. Kwasy fulwowe mają słabiej niż huminowe wykształcone jądro, dlatego określa się je niekiedy mianem niedojrzałych. Dużym udziałem kwasów fulwowych

charakteryzuje się próchnica gleb bielicowych (do 70%) i brunatnych kwaśnych.

Kwasy huminowe

Wykazują dużą różnorodność, posiadają podobną, chociaż bardziej złożoną niż kwasy fulwowe, budowę. Są to substancje koloidalne, składające się z polimerów, które z kolei zbudowane są z monomerów (rys. 5.1), w skład których wchodzą: - jądro aromatyczne,- mostek łańcuchowy, - grupy funkcjonalne. Jądro jest podstawą strukturalnej osnowy tych kwasów. Tworzą go związki aromatyczne typu fenoli, związki cykliczne zawierające azot (indol, pirymidyna, puryna),a także aminokwasy alifatyczne. Jako mostki występują najczęściej oddzielne atomy tlenu i azotu (-0- , -N= ) lub grupy atomów (=NH, =CH 2 ) . Najczęściej spotykanymi grupami funkcjonalnymi są: karboksylową (-COOH), hydroksylowa (-OH), metoksy-lowa (-OCH3), aminowa (-NH2 ) i inne. Dzięki dysocjacji jonu H+ z tych grup substancje te wykazują duże zdolności sorpcyjne (patrz podrozdz. 4.3). Monomery (cząstki mikrostrukturalne) cechuje zdolność łączenia się w polimery, w postaci łańcuchów.Dzięki swej budowie kwasy huminowe oprócz dużych zdolności sorpcji wymiennej charakteryzują się wysoką chłonnością w stosunku do wody. Kwasy huminowe wyodrębnia się z gleby poprzez ekstrakcję roztworem NaOH, a następnie wytrące-98 niem kwasami. Kwasy huminowe różnych gleb różnią się między sobą np. w glebach bielicowych są bardziej hydrofilne niż w czarnoziemach, łatwiej ulegają peptyzacji i wykazują większą ruchliwość w profilu glebowym. Kwasy huminowe mogą tworzyć z wielowartościowymi kationami (metalami) związki wewnątrzkompleksowe -tzw. che laty.

W obrębie kwasów huminowych wyróżnia się: kwasy hymatomelanowe, kwasy huminowe brunatne, kwasy huminowe szare.

Huminy

Składają się ze stosunkowo mało zmienionej oraz częściowo tylko shumifikowa-nej, trudno rozkładalnej, pierwotnej substancji organicznej. Należą do najmniej zbadanych swoistych związków próchnicznych. Na ogół są nieaktywne i nie biorą bezpośredniego udziału w procesach glebowych. Nie rozpuszczają się w roztworach alkalicznych i alkoholu. Mogą tworzyć kompleksy organiczo-mineralne (huminowo-iłowe) ogrywające dużą rolę strukturotwórczą.

Znaczenie próchnicy : Próchnica glebowa, w tym zwłaszcza swoiste związki humusowe, jest najcenniejszą i niezastąpioną substancją glebową, należy do głównych wskaźników żyzności gleby. Oddziałuje korzystnie na wszystkie właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleby:

- Wpływa korzystnie na tworzenie się wodoodpornej struktury gleby, dzięki czemu ulegają poprawie jej stosunki wodno-powietrzne.

- Zwiększa retencję wodną gleby.

- Ciemne zabarwienie próchnicy sprzyja pochłanianiu promieni słonecznych i ogrzewaniu gleby.

- Próchnica wydatnie zwiększa zdolności sorpcyjne i zasobność gleb.

- Zwiększa zdolności buforowe gleby, reguluje odczyn i stężenie składników pokarmowych w roztworze glebowym.

- Substancja organiczna stanowi źródło energii i składników pokarmowych dla mikroorganizmów odpowiedzialnych za zdecydowaną większość procesów glebowych. Gleby zasobne w próchnicę charakteryzują się wyższą aktywnością biologiczną.

- Fizjologicznie aktywne związki próchniczne mają duży wpływ stymulujący na wiele procesów zachodzących w roślinach wyższych, np. na proces oddychania, fotosyntezy i inne.

- Substancja organiczna gleby oddziałuje także fitosanitarnie sprzyjając silnemu na-mnażaniu się mikroorganizmów saprofitycznych, będących często antagonistami dla fitopatogenów.

- Próchnica, w tym szczególnie związki humusowe, osłabia negatywne dla roślin skutki skażenia odprzemysłowego gleb oraz nadmiernej chemizacji w rolnictwie (tworzenie się połączeń z pestycydami i przyspieszanie ich rozkładu).

Organizmy Glebowe :

Wirusy

Są najmniejszymi i najprymitywniejszymi z mikroorganizmów glebowych. Występują w glebie najczęściej jako tzw. fagi, czyli organizmy niszczące inne mikroorgani-106 zmy - bakteriofagi (wirusy pasożytujące na bakteriach), aktinofagi (wirusy niszczącepromieniowce), mykofagi (wirusy atakujące grzyby). Działalność fagów należy ocenić ogólnie jako szkodliwą, mogą co prawda atakować organizmy niepożądane, ale niszczą także organizmy pożyteczne, np. bakterie wiążące wolny azot, niektóre z nich mogą także wywoływać choroby u roślin wyższych.

Bakterie

Są najbardziej aktywnymi organizmami glebowymi. Wywierają decydujący wpływ na szereg procesów zachodzących w glebie, a te z kolei stanowią o jej właściwościach i żyzności. Liczba bakterii w 1 g poziomu próchnicznego gleby waha się od kilku milionów do 5 mld, co daje masę od kilkuset do około 10 tys. kilogramów na 1 ha. Populacja bakterii zasiedlających glebę zależy od jej właściwości, a zwłaszcza ilości i jakości substancji organicznej, odczynu, warunków wodno-powietrznych oraz temperatury. Na podstawie zapotrzebowania pokarmowego i sposobu odżywiania się bakterii

podzielono je na dwie główne grupy: 1)bakterie samożywne (autotroficzne), 2)bakterie cudzożywne (heterotroficzne).

Grzyby

Grzyby są to organizmy heterotroficzne i poza nielicznymi wyjątkami - tlenowe. Z punktu widzenia funkcjonowania gleby oraz oddziaływania na wzrost i rozwój roślin wyższych najważniejsze są mikrogrzyby. Na ogół jest ich w glebie znacznie mniej niż bakterii, są jednak większe i ich biomasa niekiedy dorównuje wagowo bakteriom. Różnorodność zbiorowisk mikrogrzybów glebowych jest ogromna, reprezentują wszystkie znane w środowisku przyrodniczym klasy tych organizmów (glonowce, workowce, podstawczaki, grzyby niedoskonałe). Ogólnie, ze względu na sposób funkcjonowania oraz rolę, jaką odgrywają względem gleby i roślin wyższych, grzyby można podzielić na trzy grupy. Grzyby są na ogół tolerancyjne w stosunku do odczynu, zasolenia i innych właściwości chemicznych gleby, pod warunkiem odpowiedniego uwilgotnienia i napowietrzenia. Z tego powodu mikrogrzyby glebowe odgrywają szczególnie dużą rolę w glebach kwaśnych, zwłaszcza leśnych, w których aktywność bakterii i promieniowców radykalnie spada oraz glebach zdegradowanych i terenach rekultywowanych.

Glony

Są to organizmy foto syntetyzujące (zawierają chlorofil), występują w znacznych ilościach płytko pod powierzchnią gleby (sinice, okrzemki, zielenice); są organizmami pionierskimi w początkowych stadiach procesu tworzenia się gleb, przyspieszają wietrzenie skały, wykazują dużą odporność na niekorzystne warunki środowiska glebowego. Na obszarach zagrożonych erozją wietrzną odgrywają ważną rolę dzięki sklejaniu luźnych cząstek glebowych, co zapobiega ich wywiewaniu.

Porosty

Ważną rolę w glebach inicjalnych odgrywają też porosty - grzyby żyjące w symbiozie z glonami. Występują na suchych i jałowych stanowiskach - piaskach, skałach, drewnie - wszędzie tam, gdzie inne organizmy nie mogłyby utrzymać się przy życiu. Są pionierami procesów glebotwórczych, głównie dzięki wydzielaniu kwasów o znacznym stężeniu, powodujących rozkład tworzących skałę minerałów.

Mikrofauna

Mikrofauna występuje w przestworach glebowych, bierze udział w rozdrabnianiu i przemieszczaniu materii organicznej, niekiedy na znaczne głębokości. Należą tu pierwotniaki, nicienie, roztocze i skoczogonki. Pierwotniaki i nicienie bytują w przestworach wypełnionych wodą, zaś roztocze i skoczogonki - powietrzem. Mikrofauna, w porównaniu z wyżej omówionymi mikroorganizmami, występuje w stosunkowo niewielkich ilościach.

Żyzność gleby definiujemy jako jej współudział we wzroście, rozwoju i plonowaniu roślin, przejawiający się w zdolności gleby do przekazywania bytującym na niej roślinom wyższym i innym zamieszkującym ją organizmom składników pokarmowych, wody, powietrza i ciepła, dzięki odpowiednim właściwościom fizycznym, chemicznym i biologicznym (Kowaliński - Gleboznawstwo 1995). Wszystkie zatem właściwości gleby stanowią o jej żyzności.

Urodzajność gleby to jej zdolność do wytwarzania, przy udziale innych czynników środowiska, biomasy roślinnej - plonu, i zależy od: żyzności gleby, cech genetycznych rośliny, klimatu i działalności człowieka. Pojęcie urodzajności gleb jest używane w odniesieniu do gleb użytków rolnych, stąd jako jeden z jej głównych czynników wymienia się działalność człowieka (agrotechnikę). Ponieważ metody uprawy gleby oraz jakość wykonania poszczególnych zabiegów mogą wykazywać duże zróżnicowanie, więc często wyróżnia się urodzajność potencjalną i aktualną. Przez urodzajność potencjalną rozumiemy zdolność do wytworzenia określonej ilości biomasy przy

zastosowaniu optymalnej agrotechniki (technologii uprawy), można tę zależność zapi­

sać następująco:

---