SKŁAD GRANULOMETRYCZNY

procentowa zawartość mineralnych cząstek gleby należących do następujących frakcji mechanicznych: piasku, pyłu, iłu oraz szkieletu.

GRUPA GRANULOMETRZYCZNA

grupa gleb lub skał zbliżonych do siebie składem granulometrycznym o określonych umownie granicach zawartości poszczególnych frakcji.

FRAKCJA GRANULOMETRYCZNA

Zbiór cząstek glebowych określonych średnicach, mieszczących się w przedziale liczb granicznych, które wyznaczają najmniejszą i największą średnicę zastępczą określonej frakcji, np. 1,0-0,1 mm. Cząstki jednej frakcji posiadają zbliżone własności fizykochemiczne.

Frakcja		Średnica ziaren mm
Części szkieletowe		Kamienie żwir	Powyżej 20 20-1
	Części ziemiste	Piasek	1-0,1
				Piasek gruby	1-0,5
				Piasek średni	0,5-0,2
				Piasek drobny	0,2-0,1
				Pył	0,1-0,02
				Pył gruby	0,1-05
				Pył drobny	0,05-0,02
		Części spławialne		Części spławiane	Poniżej 0,02
				Ił pyłowy gruby	0,02-0,006
				Ił pyłowy drobny	0,006-0,002
				Ił koloidalny	Poniżej 0,002

Grupa mechaniczna	Zawartość część spławialnych (<0,02mm)%	Zawartość frakcji pyłu (0,1-0,02mm)%
Piasek luźny -pl	0-5	0-25	Przy zawartości frakcji pyłu 25-40% dodaje się przymiotnik pylasty, np. piasek gliniasty mocny pylasty
Piasek słabo gliniasty -psg	5-10
Piasek gliniasty lekki -pgl	10-15
Piasek gliniasty mocny -pgm	15-20
Glina lekka - gl	20-35
Glina średnia -gs	35-50
Glina ciężka - gc	powyżej 50
Ił- i	powyżej 50
Utwór pyłowy zwykły - płz	0-35	powyżej 40
Utwór pyłowy ilaste - płi	35-50	powyżej 40
Utwory kamieniste	Zawierające znaczną ilość frakcji kamieni ( bez wskaźników liczbowych); w modyfikacji podziału - ponad 25% masy glebowej utwory, w których przeważa frakcja żwiru (bez wskaźników liczbowych); dzielą się na żwiry piaszczyste zawierające do 10% części spławianych w całej masie glebowej; w modyfikacji podaje się ze frakcja żwiru (1-20mm) ma stanowić ponad 50% masy glebowej.
Żwiry

WŁAŚCIWOŚCI SOPRBCYJNE GLEBY

pH 2= 10^-2 stężenie jonów wodorowych

Roztwór kwaśny H⁺ < 10^-7

Obojętny H⁺ = 10^-7

Zasadowy H⁺ > 10^-7

Kwasowość gleby jest to stan, w którym odczyn jest kwaśny tj. występuje przewaga jonów wodorowych w roztworze i kompleksie sorpcyjnym nad jonami wodorotlenowymi. Wyróżniamy kwasowość czynną i potencjalną.

Kwasowość czynna pochodzi od jonów H+ zawartych w roztworze glebowym. Ze względu na bezpośredni kontakt z systemem korzeniowym roślin i z organizmami glebowymi jest ona najbardziej szkodliwa. Oznaczamy ją w wyciągu wodnym bądź w zawiesinie glebowej.

Kwasowość potencjalna - związana jest z kationami wodoru (H) i glinu (Al.), które występują w kompleksie sorpcyjnym gleb

• Kwasowość wymienna- jest to kwasowość powodowana przez kationy wodoru i glinu słabo związane z kompleksem sorpcyjnym, ujawnia się przy potraktowaniu gleby roztworami soli obojętnej. W Polsce stosujemy KCL natomiast na Zachodzie NaCl

• Kwasowość hydrolityczna- stabilna- powodowana jest przez kationy wodoru i glinu silnie związane z kompleksem sorpcyjnym. Ujawnia się przy potraktowaniu gleby solami hydrolizującymi zasadowo np. octan wapnia, octan sodu.

Przyczyny naturalne kwasowości gleb:

• skała macierzysta o charakterze kwaśnym wykształcona z granitu (skała z których wykształca się gleba)

• przewaga opadów nad parowaniem (kationy zasadowe przechodzą w głąb profilu)

• roślinność (lasów sosnowych)

Przyczyny antropogeniczne kwasowości gleb:

• kwaśne deszcze

• wynoszenie składników pokarmowych (zasadowych) wraz z plonem

• stosowanie nawozów fizjologicznie kwaśnych, np. siarczan amonu

• stosowanie nawozów organicznych

Podział gleb na kategorie według odczynu stosuje się gdy oznaczymy tzw. Kwasowość wymienną:

• silnie kwaśne - pH < 4,5

• kwaśne - pH 4,6-5,5

• słabo kwaśne - pH od 5,6 - 6,5

• gleby obojętne - pH od 6,6- 7,2

• zasadowe - pH > 7

KOMPLEKS SORPCYJNY GLEBY - silnie zdyspergowana koloidalna faza stała gleby, która decyduje o zdolności zatrzymania i pochłaniania różnych składników.

W skład kompleksu sorpcyjnego wychodzą:

• koloidy mineralne - wtórne minerały ilaste

• koloidy organiczne - próchnica glebowa

• koloidy organiczno-mineralne - połączenia substancji próchnicznych z minerałami

ZNACZENIE SORPCYJNYCH WŁASCIWOŚCI GLEB:

• regulacja stężeń składników pokarmowych w roztworze glebowym

• zatrzymanie składników nawozowych w glebie i zapobieganie eutrofizacji wód

• unieruchamianie substancji toksycznych

RODZAJE SORPCJI:

Sorpcja wymienna:

- kationów

- anionów

Fizykochemiczna, polega ona na wymianie jonów pomiędzy roztworem glebowym a kompleksem sorpcyjnym gleby.

SZEREG KATIONÓW W ZALEŻNOSCI OD ENERGII WEJSCIA DO KOMPLEKSU SORPCYJNEGO:

Li⁺< Na⁺<NH⁺₄=K⁺<Mg²⁺< Ca ²⁺<Al³⁺<Fe³⁺<H_­⁺

SZEREG KATIONÓW W ZALEŻNOSCI OD ENERGII WYJSCIA DO KOMPLEKSU SORPCYJNEGO:

Li⁺>Na⁺>NH⁺₄=K⁺>Mg²⁺>Ca ²⁺>Al³⁺ >Fe³⁺>H⁺

Sorpcja chemiczna - polega na tworzeniu się nierozpuszczalnych związków (niedostępnych dla roślin) z roztworu glebowego np. retrogradacja fosforu.

Sorpcja biologiczna - zespół zjawisk które w rezultacie prowadzą do nagromadzenia się różnych związków mineralnych wbudowywanych w żywe organizmy, np. NO₃ nawożenie azotanowe polegamy na sorpcji biologicznej.

Sorpcja fizyczna - zdolność fazy stałej gleby do zatrzymywania na swej powierzchni gazów par i mikroorganizmów; zależy głównie od napięcia powierzchniowego i całkowitej powierzchni sorbenta.

Sorpcja mechaniczna - polega na zatrzymywaniu w drobnych porach glebowych cząsteczek organicznych i mineralnych, których średnica jest większa od średnicy porów glebowych.

Tab. Pojemność sorpcyjna niektórych skałdników gleb w cmol(+)/kg

Składnik	Poj. Sorp
Kaolinit	3-15
Haloizyt	5-10
Montmorylonit	80-120
Wermikulit	100-120
Illit	20-50
Chloryt	10-40
Allofan	100
Uwodnione tlenki Fe i Al.	4
Próchnica	150-250

ŻYWE ORGANIZMY (EDAFON) - na ogół nie są zaliczane do substancji organicznej gleby, chociaż w warstwach ornych edafon (głównie mikroorganizmy i części podziemne roślin) stanowi 10-15 % ogólnej masy martwej i żywej materii organicznej gleby.

SUBSTANCJA ORGANICZNA GLEBY - suma obumarłych składników organicznych (głównie roślinnych) występujących w glebie, od świeżych, nierozłożonych resztek roślinnych i zwierzęcych do bezpostaciowych produktów rozkładu i resyntezy. Substancja organiczna występuje w glebie w zróżnicowanej morfologicznie postaci, na podstawie której wyróżniane są tzw. typy próchnicy.

SUBSTANCJE PRÓCHNICZNE (PRÓCHNICA) - jest kompleksem substancji organicznych, które gromadzą się w glebie lub na jej powierzchni. Stanowi ona przejściowe lub końcowe produkty mikrobiologicznych procesów rozkładu, przetworzenia i syntezy resztek roślinnych lub zwierzęcych.

SUBSTANCJE PRÓCHNICZNE (PRÓCHNICA) - jest kompleksem substancji organicznych, które gromadzą się w glebie lub na jej powierzchni. Stanowi ona przejściowe lub końcowe produkty mikrobiologicznych procesów rozkładu, przetworzenia i syntezy resztek roślinnych lub zwierzęcych.

SWOISTE SUBSTANCJE PRÓCHNICZNE - są to wysokocząsteczkowe związki o mało rozpoznanej budowie, które można wyekstrahować 0,1 M roztworem NaOH. Substancje te stanowią 25-90 % substancji próchnicznych.

Są one dzielone na:

• kwasy fulwowe

• kwasy huminowe

• huminy

PRÓCHNICA

Kwasy fulwowe- zaliczamy kwasy kreonowe

Kwasy apokreonowe

Kwasy hymatomelanowe

Kwasy huminowe - zliczamy kwasy huminowe szare

Kwasy huminowe brunatne

Huminy

Gleby mineralne są to gleby które zawierają do 3% próchnicy

Mineralno -próchnicze 3-5%

Gleby próchnicze 5-105

Powyżej 10% -20% gleby mineralne organiczne powyżej 20% gleby organiczne

PRÓCHNICE WODNE

TORFOWA

Powstająca w warunkach nadmiernie uwodnionych proces humifikacji zatrzymany głównie

Gromadzi się nie rozłożona materia organiczna

MURSZOWA

Próchnica która powstała w wyniku szybkiej mineralizacji składa się z kwasów fulwowych charakterystyczna jest dla terenów

GYTIOWA

W środowisku wodnym z silnie rozdrobnionej bez postaciowej materii organicznej

T-Hh =S - suma kationów zasadowych

V= stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kation o charakterze zasadowym

1. określenie potrzeb wapnowania

2. możliwość porównania gleb między sobą

jednostka mR⁺- 100 g^-1

MATERIA ORGANICZNA GLEBY - wszystkie występujące w glebie związki zawierające węgiel pochodzenia organicznego. Zalicza się tu zarówno spotykane w glebie żywe organizmy jak też obumarłe szczątki organiczne wraz z produktami ich rozkładu i humifikacji, określane mianem substancji organicznej gleby.

Zawartość kwasów huminowych i fulwowych w próchnicy waha się znacznie w zależności od typu gleby.

Stosunek kwasów huminowych do fulwowych wskazuje na kierunek transformacji substancji organicznej w glebie.

PRÓCHNICA GLEB leśnych charakteryzuje się wysoką zawartością kwasów fulwowych, natomiast próchnica gleb łąkowych i torfowych odznacza się dużą przewagą zawartości kwasów huminowych. Stosunek kwasów huminowych do fulwowych zazwyczaj zmniejsza się wraz ze wzrostem głębokości profilu.

Tab. Stosunek kwasów huminowych do kwasów fulwowych w wierzchnich poziomach wybranych gleb (Kononowa 1966)

Gleba	kw. huminowe/kw. fulwowe	Gleba	kw. huminowe/kw. fulwowe
Czarnoziem	2.0 - 2.5	Szara leśna	1.0
Szaroziem	1.7	Bielica	0.8
Kasztanowa ciemna	1.5 - 1.7	Tundrowa	0.3

NIESWOISTE SUBSTANCJE PRÓCHNICZNE - należą tu związki o dobrze rozpoznanej budowie, zaklasyfikowane do różnych w chemii organicznej grup strukturalnych. Stanowią one 10-15 % substancji próchnicznych.

Należą tu między innymi:

• węglowodany

• tłuszczowce

• aminokwasy

• lignina

• garbniki

ETAPY PRZEMIAN SUBSTANCJI ORGANICZNEJ GLEBY

MINERALIZACJA - proces rozkładu substancji organicznych na związki nieorganiczne (mineralne), takie jak: CO2, H20, NH3, azotany, fosforany, siarczany itp., z jednoczesnym uwolnieniem energii.

Mineralizacja przebiega głównie dzięki działalności drobnoustrojów i umożliwia wielokrotne wykorzystywanie przez rośliny mineralnych składników pokarmowych, pochodzących ze szczątków obumarłych organizmów. Szybkość rozkładu uzależniona jest od składu chemicznego wyjściowych substancji organicznych. Zawartość np. ligniny w tkankach roślinnych przedłuża proces mineralizacji, natomiast obecność związków azotu, fosforu, potasu i innych składników wzmagających aktywność biologiczną gleb przyspiesza mineralizację.

HUMIFIKACJA - proces przemian strukturalnych i chemicznych prowadzących do powstania próchnicy glebowej ze szczątków roślin i zwierząt, głównie pod wpływem działalności organizmów glebowych.

Pod wpływem humifikacji następuje wpierw mechaniczne rozdrobnienie i chemiczna przebudowa tych szczątków. Wskutek tego stopniowo tracą one zorganizowaną strukturę komórkową, zmieniają skład chemiczny i barwę, ulegają względnemu wzbogaceniu w azot i zostają przekształcone w grupę dość trwałych, bezpostaciowych, czarnych, ciemnobrunatnych lub żółtych wielkocząsteczkowych związków o charakterze kwasów organicznych.

Produkty zaawansowanego procesu humifikacji noszą nazwę humusu.

Niezupełnie zhumifikowane substancje przejściowe nazywa się prehumusem.

DODATNIA ROLA PRÓCHNICY:

• podstawowe źródło C i N dla przetwarzających ją cudzożywnych organizmów glebowych oraz pośrednie źródło azotu dla autotroficznych roślin zielonych

• podstawowy czynnik decydujący o odczynie gleby - ze względu na kwaśny charakter związków humusowych i dużą pojemność sorpcyjną niektórych frakcji humusu

• wpływa na poprawę buforowych właściwości gleby poprzez obecność koloidów humusowych

• zwiększa zdolność magazynowania mineralnych składników odżywczych w postaci łatwo przyswajalnej dla roślin, co stanowi ochronę przed wypłukiwaniem tych składników przez wody opadowe

• koloidy humusowe spełniają rolę spoiwa niezbędnego dla tworzenia się korzystnej i gruzełkowatej struktury gleby

• ma dobry wpływ na pojemność wodną gleb oraz na kształtowanie się potencjału oksydacyjno-redukcyjnego.

UJEMNA ROLA PRÓCHNICY:

• rozpuszczalne w wodzie fulwokwasy mogą powodować nadmierne zakwaszenie gleby oraz sprzyjać wypłukiwaniu z niej wielu cennych składników, co w konsekwencji może być przyczyną wyjałowienia górnych warstw gleby.

Wpływ Związków Próchnicznych Na Właściwości Fizyczne Gleby

Substancje próchniczne wpływają dodatnio na tworzenie się struktury agregatowej gleb, poprawiając stosunki wodno - powietrzne. Próchnica działa jako lepiszcze strukturotwórcze, powodując sklejanie elementarnych cząstek masy glebowej w agregaty.

W glebach piaszczystych powoduje to zwiększenie ich zwięzłości, a w glebach o cięższym składzie granulometrycznym, wpływa na zmniejszenie zwięzłości.

Związki próchniczne posiadają wysoką pojemność wodną. W stosunku do swej wagi mogą one zatrzymać 3-5-krotnie więcej wody w formie dostępnej dla roślin. Ta właściwość ma szczególne znaczenie w glebach piaszczystych, ponieważ ich pojemność wodna zależy głównie od zawartości substancji próchnicznych.

Istotny jest wpływ próchnicy na barwę gleby. Dzięki ciemnemu zabarwieniu próchnica silnie pochłania promienie słoneczne, poprawiając właściwości termiczne gleby.

Swoiste związki próchniczne stanowią organiczną część składową kompleksu sorpcyjnego, a ich pojemność sorpcyjna przewyższa 4-12 razy pojemność części mineralnej.

Związki próchniczne zwiększają też zdolności buforowe gleb, regulując i stabilizując odczyn gleby.

Próchnica reguluje stężenie kationów Ca2+, Mg2+, NH4+, Na+, K+ i H+ w roztworze

glebowym poprzez ich uwalnianie bądź sorbowanie.

Próchnica ma znaczny wpływ na gospodarkę azotem i fosforem. Jest podstawowym

źródłem tych pierwiastków, które w tej postaci są magazynowane w glebie. Formy te po mineralizacji są dostępne dla roślin wyższych.

Wpływ Związków Próchnicznych Na Rozwój I Wzrost Roślin I Mikroorganizmów

Związki próchniczne mogą oddziaływać na mikroorganizmy glebowe i rośliny wyższe w różny sposób. Przede wszystkim są one poważnym źródłem C, N i P, które po zmineralizowaniu są dostępne dla roślin.

Makro- i mikroorganizmy glebowe czerpią z substancji organicznej niezbędną dla ich życia energię i mineralne składniki pokarmowe. Z tego względu gleby zasobne w próchnicę odznaczają się wyższą aktywnością biologiczną.

Związki próchniczne mają także istotny wpływ na procesy fizjologiczne roślin.

Stwierdzono w nich wiele tzw. substancji wzrostowych, takich jak witaminy, auksyny, niektóre inne kwasy organiczne oraz substancje o charakterze antybiotyków.

Substancje próchniczne gleby mogą przeciwdziałać występowaniu chorób niektórych roślin uprawnych, przy czym to fitosanitarne działanie jest spowodowane silnym mnożeniem się mikroorganizmów saprofitycznych, które są antagonistami fitopatogenów.

Wiązanie Środków Ochrony Roślin Przez Substancje Próchniczne

Ostatnio zwraca się uwagę na istotną rolę substancji próchnicznych w chronieniu środowiska glebowego przed skutkami skażenia odpadami przemysłowymi oraz przed skutkami nadmiernej chemizacji rolnictwa. Jest to niewątpliwie związane z właściwościami sorpcyjnymi substancji próchnicznych.

Nie mniej ważna jest też ich zdolność do tworzenia odpowiednich połączeń z pestycydami, a zwłaszcza herbicydami. Dezaktywacja herbicydów łączy się z ich adsorbowaniem, ale także z przyspieszaniem ich rozkładu poprzez dostarczenie mikroorganizmom związków energetycznych.

Zawartość Próchnicy W Glebie

Zawartość próchnicy w glebach waha się w szerokich granicach. Na zawartość próchnicy mają wpływ następujące czynniki :

• jakość i ilość związków organicznych, które dostają się do gleb w danej strefie bioekologicznej,

• tempo humifikacji związków organicznych, o którym decyduje aktywność biologiczna gleb uwarunkowana działalnością mikroorganizmów,

• tempo mineralizacji próchnicy zawartej w glebach,

• właściwości fizyczne, fizykochemiczne i chemiczne gleby,

• ilość i jakość zawartych w glebie związków mineralnych

Rząd	Typ, rodzaj, gatunek	Zawartość próchnicy %
Gleby wapniowcowe	Rędziny kredowe	2.1 - 6.3
		Rędziny jurajskie	1.5 - 7.0
Gleby czarnoziemne	Czarnoziemy	1.8 - 4.0
Gleby brunatnoziemne	Brunatne wytworzone z piasków	0.9 - 2.2
		Brunatne wytworzone z gliny lekkiej i średniej	1.1 - 3.0
		Brunatne wytworzone z gliny ciężkiej	1.6 - 3.7
		Brunatne wytworzone z utworów pyłowych	1.3 - 1.9
		Brunatne wytworzone z lessów i utworów lessowatych	1.4 - 2.6
	Gleby brunatnoziemne	Płowe wytworzone z utworów pyłowych	1.4 - 2.4
		Płowe wytworzone z lessów i utworów lessowatych	1.0 - 2.5
		Płowe wytworzone z gliny lekkiej	1.0 - 2.6
Gleby bielicoziemne	Bielicowe wytworzone z piasków	1.1 - 2.0
Gleby zabagniane	Opadowo- glejowe wytworzone z pyłów	1.2 - 2.1
Czarne ziemie	Czarne ziemie wytworzone z piasków	1.2 - 4.1
		Czarne ziemie wytworzone z glin lekkich i średnich	1.2 - 5.7
		Czarne ziemie wytworzone z glin ciężkich i iłów	2.5 - 5.6
	Gleby aluwialne	Mady rzeczne i deluwialne wytworzone z piasków	1.5 - 5.2
		Mady rzeczne i deluwialne wytworzone z pyłów	1.7 - 5.8
		Mady rzeczne wytworzone z iłów	2.4 - 6.8

TYPY PRÓCHNIC:

Próchnica typu mull:

• jest charakterystyczna dla gleb kasztanowych, czarnoziemów, rędzin i innych gleb wykazujących wysoką aktywność biologiczną.

• powstaje ona przy udziale roślinności trawiastej.

• jest to dobrze zhumifikowana substancja organiczna, wytworzona przy udziale bezkręgowców i bakterii przerabiających resztki roślinne.

• ten typ próchnicy charakteryzuje się odczynem obojętnym, stosunkiem C:N zbliżonym do 10 oraz zdolnością do tworzenia trwałych kompleksów organiczno-mineralnych. Występuje przede wszystkim w glebach uprawnych.

• jest to ektopróchnica jest bardzo słabo wykształcona - najczęściej występuje tylko podpoziom surowinowy Ol

Próchnica typu moder:

• występuje na siedliskach lasów mieszanych i borów mieszanych w stanie zbliżonym do naturalnego lub mało zmienionych. Typ moder powstaje również w ekosystemach zdegradowanych na siedliskach lasowych jako forma degradacyjna

• jest na ogół kwaśna i powstaje przy współudziale grzybów i drobnej fauny glebowej

• charakterystyczny jest podpoziom butwinowy Ofh, który składa się z rozdrobnionych resztek roślinnych o rozpoznawalnej budowie tkankowej i ciemnobrunatnej barwie

• Jest to typ próchnicy średnio zhumifikowanej. W przemianach resztek roślinnych udział biorą stawonogi i grzyby acidofilne. Stosunek C:N wynosi 15-25. Wytworzone kompleksy organiczno-mineralne są nietrwałe i słabo związane z mineralną częścią gleby.

Próchnica typu mor:

• wykształca się na ubogich siedliskach borowych

• złe warunki rozkładu substancji organicznej powodowane ubóstwem składników odżywczych, niedostatkiem wilgoci lub ciepła - nagromadzenie się grubych warstw kwaśnej ektopróchnicy, zwłaszcza w formie butwinowej

• proces humifikacji prowadzą głównie grzyby, a kwaśne substancje powstałe w trakcie tego procesu są wypłukiwane przez wody opadowe w głąb profilu glebowego, gdzie gromadzą się w postaci poziomów iluwialno-humusowych

• wszystkie podpoziomy próchnicy typu mor są wyraźnie wykształcone - podpoziom surowinowy Ol, butwinowy Of i epihumusowy Oh

• Stosunek C:N w próchnicy typu mor jest zawsze większy od 20, a często osiąga wartość 30-40, natomiast odczyn jest kwaśny.

1

Materia organiczna gleby

Żywe organizmy
(edafon)

Substancje swoiste

Substancje nieswoiste

Szczątki organiczne

Substancja organiczna gleby

Substancje próchniczne

---