GLEBOZNAWSTWO sem 3

Badaniem gleb zajmuje się gleboznawstwo, a ich rozmieszczeniem przestrzennym geografia gleb.

1.Gleboznawstwo- pedologia- dział geografii fizycznej zajmujący się badaniem gleby, czyli wierzchniej, b. cienkiej warstwy skorupy ziemskiej (litosfery) nadającej się do uprawy roślin.

2.Budowa kuli Ziemskiej- kula Ziemska zbudowana jest z koncentrycznych stref o odmiennym składzie chemicznym i zróżnicowanej gęstości właściwej:

-jądro

-płaszcz dolny

-płaszcz pośredni

-płaszcz górny

-skorupa ziemska

3.Minerały- są substancjami chemicznymi powstającymi na drodze naturalnych procesów geologicznych.

4.Kryształy- są ciałami stałymi o prawidłowej budowie wewnętrznej tzn. takimi w których atomy rozmieszczone są prawidłowo tworząc tzn. sieć przestrzenną.

5.Skały- są naturalnymi skupieniami minerałów, różnią się między sobą składem mineralnym i budową wewnętrzną co związane jest z ich odmiennymi przystosowaniami.

6.Skały macierzyste gleb- skały z których powstały gleby. Stanowią one jeden z podstawowych czynników wpływających na ukształtowanie i właściwości gleby.

7.Gleba-pedosfera- jest naturalnym tworem wierzchniej warstwy skorupy ziemskiej, powstałym ze zwietrzeliny skalnej w wyniku oddziaływań na nią zmieniających się w czasie zespołów organizmów żywych i warunków klimatycznych w określonych warunkach rzeźby terenu.

Gleba jest złożonym, ożywionym, dynamicznym tworem przyrody, w którym zachodzą ciągłe procesy rozkładu i syntezy związków mineralnych i organicznych oraz ich przemieszczanie.

Każda gleba odznacza się swoistymi cechami:

-morfologicznymi (budowa)

-fizycznymi (uziarnienie, barwa, temperatura, ciśnienie)

-chemicznymi (skład, pierwiastki biogenne)

-biologicznymi (organizmy żywe)

Dzięki nim stwarza ona warunki dla życia roślin i zwierząt.

Jest ona integralny, wielofunkcyjnym składnikiem wszystkich ekosystemów lądowych i niektórych wodnych, podlegających stałej ewolucji.

Nazewnictwo- synonimy: ziemia, grunt, rola, podłoże.

Całość zmian przebiegających w powierzchniowych warstwach litosfery pod wpływem biosfery, atmosfery i hydrosfery, powodujących powstanie i rozwój gleby nazywamy procesem glebotwórczym.

8.Ekosfera- to przestrzeń na powierzchni Ziemi zasiedlona przez organizmy żywe.

9.Funkcje gleby:

-regulator gospodarki wodnej w krajobrazie (zdolności retencyjne), pełni rolę zbiornika buforowego dzięki zdolności zatrzymywania i magazynowania wody.

-naturalny filtr- bogate właściwości sorpcyjne (chłonne), zarówno fizyczne, chemiczne, jak i biologiczne. Pierwsza oczyszczania ścieków to gleba.

-wykorzystywana do produkcji rolniczej, ogrodniczej lub leśnej, także jako grunty budowlane, kopalnie surowców budowlanych (piasku, żwiru, gliny), składowiska odpadów itd.

-gleby wraz ze skałami i wodami otwartymi w określonych warunkach klimatycznych i geomorfologicznych decydują o charakterze krajobrazu i odzwierciedlają jego historię.

Do najważniejszych przyrodniczych funkcji gleby zaliczamy:

-udział w produkcji i rozkładzie biomasy

-akumulacja próchnicy

-udział w przepływie energii przez ekosystemy

-udział w magazynowaniu i obiegu pierwiastków (C,N,P,S)

-uczestnictwo w procesach „samoregulacyjnych” zapewniających ekosystemom mniejszą lub większą odporność na działanie czynników destrukcyjnych.

10.Wietrzenie skład i minerałów:

Pierwszą, ważną i bardzo złożoną fazą tworzenia się gleby jest proces wietrzenia skał.

Wietrzenie skał i minerałów to rezultat działania niszczących sił przyrody, obejmujących zarówno rozpad (rozdrabnianie) jak i chemiczny rozkład skał i minerałów. Wszystkie zachodzące przemiany wzajemnie na siebie wpływają, dlatego kocowy produkt wietrzenia rozpatrywać należy jako rezultat ich synergicznego działania.

Wszystkim zachodzącym przemianom towarzyszy ciągłe zmniejszanie rozmiarów cząstek oraz uwalnianie składników rozpuszczonych, z których większość ulega wymywaniu.

Pod względem genetycznym w skałach osadowych wyróżnia się 2 grupy minerałów:

-allogeniczne- powstałe w innym środowisku niż zawierające je skałą

-autogeniczne- tworzą się w miejscu powstania skał.

Powstają nowe minerały, zwane minerałami wtórnymi oraz substancje nie wykazujące budowy uporządkowanej tzw. substancje amorficzne. Nowopowstałe produkty charakteryzują się odmienną niż minerały pierwotne budową oraz odmiennymi właściwościami fizyko-chemicznymi.

Rozpatrując procesy wietrzenia należy zwrócić uwagę na następujące zagadnienia:

-procesy wietrzenia fizycznego

-procesy wietrzenia chemicznego

-produkty procesu wietrzenia

-czynniki wpływające na procesy wietrzenia.

11.Procesy wietrzenia fizycznego:

-prowadzą do rozdrobnienia skał i minerałów

-nie powodują zmian w ich składzie chemicznym

Przebieg procesów wietrzenia fizycznego warunkowany jest aktywnością takich sił niszczących jak woda, temperatura, działalność lodowców i wiatrów.

Zjawiska fizyczne:

-nagrzewanie i chłodzenie

-zamarzanie i odmarzanie

-obtaczanie i ścieranie

-pęcznienie i kurczenie

-organizmy żywe

12.Wietrzenie chemiczne:

Procesy chemicznego rozkładu, w trakcie których dochodzi do rozpuszczenia i uwolnienia składników oraz syntezy nowych minerałów, bądź pozostawienia trwałych produktów końcowych rozpadu.

Najważniejsze procesy wietrzenia chemicznego:

-hydroliza- rozpuszczenie minerałów w wodzie

-karbonatyzacja- działanie kwasu węglowego prowadzące do częściowego lub całkowitego rozpuszczenia minerałów

CaCO₃+ H₂CO₃= Ca(HCO₃)₂

Kalcyt+ kwas węglowy = rozpuszczalny wodorowęglan

-Hydrotacja- wiązanie powstałych w wyniku dysocjacji wody jonów H⁺ i OH^- przez strukturę kryształu

Reakcje hydratacji powodują przemianę minerału bezwodnego w uwodniony i słabo uwodorowanego w silnie uwodniony.

-Utlenienie i redukcja- w procesach wietrzenia rozumieć należy zarówno jako r. minerałów z tlenem jak i zmiany wartościowości występujących w ich sieci krystalicznej metali (tzn. zmiany związane z przyjmowanym lub oddawanym przez nie elektronem)

-Desylikacja (odkrzemionkowanie)- proces powodujący ubytek krzemionki z krzemianów i glinokrzemianów. Powstają nowe związki, których skład zależy od warunków klimatycznych w jakich się tworzą.

Śledząc rozpad najważniejszych minerałów skałotwórczych tzn. glinokrzemianów, zaobserwować można, iż kolejność następujących po sobie przemian jest nieprzypadkowa:

1.Uwodnienie powstałego minerału (hydratacja)

2.Wymywanie kationów, uwalnianie krzemionki

3.Synteza minerałów wtórnych.

13.Produkty wietrzenia:

-minerały wtórne

-substancje bezpostaciowe, są znacznie bardziej stabilne od materiałów macierzystych i pozostają w stanie względnej równowagi z cząstkami atmosferycznymi.

Produkty wietrzenia ogólnie dzielimy na:

-minerały ilaste

-tlenki i wodorotlenki glinu, żelaza, tytanu i krzemu (tzw. trwałe produkty końcowe rozpadu)

-uwolnione jony

Czynniki wpływające na procesy wietrzenia decydują o charakterze zachodzących przemian, rodzaju powstających produktów wtórnych, oraz dominujących w danych warunkach procesach fizycznych bądź chemicznych:

a) Klimat:

-opady atmosferyczne- dostarczają wody niezbędnej do przebiegu reakcji chemicznych i odpowiedzialnej za wymywanie składników rozpuszczalnych

-temperatura- wpływa na szybkość przebiegu reakcji.

b) Cechy fizyczne skał:

-tekstura- cecha określająca łatwość z jaką woda może przenikać do wnętrza skały (przepuszczalność)

-lepiszcze (spoiwo)- wpływają na odporność skał na wietrzenie

-twardość i wielkość cząstek- decydują o łatwości rozdrabniania na taki rozmiar, który umożliwia rozpad chemiczny

-wielkość cząstek- wpływa na chemiczne procesy rozkładu, obecność w skale dużych kryształów różnych minerałów osłabia jej odporność na wietrzenie fizyczne

14.Czynniki glebotwórcze:

1.Skała macierzysta- litosfera

Skład chemiczny i mineralny skały macierzystej wpływa na jej podatność na wietrzenie, a tym samym na tempo rozwoju powstającej gleby. Jest substratem gleby i stanowi główną część jej masy

2.Klimat

Opady, wilgotność, nasłonecznienie, temperatura.

Określa charakter wietrzenia oraz wpływa na kierunki procesów glebotwórczych

-Obszary humidowe- suma opadów przewyższa sumę parowania, określane jako wilgotne

-Obszary aridowe- suma parowania przewyższa sumę opadów, określane są jako suche.

3.Organizmy żywe

Biosfera, fauna, flora, mikroflora- ożywiają one zwietrzelinę skały macierzystej, włączają ją do złożonych procesów rozkładu, syntezy, akumulacji i migracji.

-Rośliny współdziałają z tworzywem gleby oraz cz. Glebotwórczymi przyczyniając się do formowania zasadniczych cech profilów glebowych, stanowiąc podstawę do wydzielania poszczególnych typów gleb.

4.Woda

-czynnik glebotwórczy o niszcząco-budującym charakterze

-stanowi miejsce powstawania utworów skalnych, które stają się skałą macierzystą dla tworzących się gleb

-glebotwórcza rola wody podkreślana jest w niektórych systematykach gleb przez nazwę gleby hydrogenicznej lub gleby hydromorficznej.

Okresowe nadmierne uwilgocenie sprzyja procesom redukcyjnym, natomiast w okresach suchych zachodzą procesy utleniania.

Gleby wytworzone w takich warunkach zaliczane są do pseudoglejowych (odgórnie okresowo oglejowych)

5.Czas- wiek gleby

Jest to przedział czasu równy sumie czasu trwania procesów glebotwórczych. Początek powstawania i rozwoju gleb łączy się z pojawieniem się roślinności na Ziemi.

6.Rzeźba terenu- wietrzenie fizyczne i chemiczne

Rzeźba terenu i procesy z nią związane erozyjne w wysokim stopniu wpływają na kształtowanie się profilów glebowych. Położenie w stosunku do p.m. stwarza określone warunki przebiegu procesu glebotwórczego.

7.Działalność człowieka- agrotechnika, wycinanie lasów

Związane jest z użytkowaniem gleby jako środka produkcji. Rezultatem glebotwórczej działalności człowieka są tzw. gleby antropogeniczne.

-obszary polderowe- obszary przybrzeżne, z reguły depresyjne, odcięte od morza sztucznymi obwałowaniami i osuszone systemem kanałów i …… Wykorzystywane w celach rolniczych.

15.Profil glebowy- pionowy przekrój odsłaniający morfologię (budowę) danej gleby, a w szczególności rodzaj, ……. …… i wzajemny układ poziomów genetycznych.

16.Najważniejsze procesy glebotwórcze:

1.Brunatnienie- stopniowy rozpad pierwotnych krzemianów i glinokrzemianów, a następnie uwalnianie z nich związków żelaza i glinu w postaci nierozpuszczalnych wodorotlenków i kompleksów z kwasami próchniczymi

2.Przemywanie/ płowienie- przemieszczanie w głąb profilu glebowego wymytych z wyżej leżących poziomów cząsteczek koloidalnych, będących w stanie rozproszenia, bez ich uprzedniego rozkładu. Przemywanie odbywa się przy słabo kwaśnym odczynie gleby. Prowadzi do powstania gleb płowych.

3.Bielicowanie- przebiega przy kwaśnym odczynie gleby. Wymywanie składników pochodzących z rozkładu koloidów glebowych i glinokrzemianów, prowadzi do powstania poziomu eluwialnego, o jasnym zabarwieniu, a formujący się pod nim poziom iluwialny (wymywania) przyjmuje barwę rdzawą, brunatno-rdzawą, aż do czarnej. Powstanie gleb typu bielicowego.

4.Proces glejowy- redukcja różnych mineralnych związków (żelaza, manganu i innych) utworu glebowego w warunkach nadmiernej wilgotności. Oglejenie w wyniku działania wysokich wód gruntowych nazywamy oglejowieniem oddolnym, a powstające gleby zaliczamy do podtypu gleb gruntowo-glejowych.

5.Proces bagienny- polega na gromadzeniu się i humifikacji szczątków roślinnych w warunkach nadmiernego uwilgocenia. Powstałe gleby zalicza się do mułowo-bagiennych, bądź torfowo-bagiennych.

6.Proces murszenia- proces kurczenia się i rozpadu na drobne ziarna masy organicznej, mułu lub torfu na skutek utraty przez nią wody (a więc w warunkach aerobowych)

17.Skały macierzyste- skały budujące skorupę ziemską powstają w wyniku działania różnych procesów geologicznych. Najbardziej podstawowy podział skał opiera się właściwie na ich ………. i obejmuje następujące grupy:

-Skały magmowe- powstają w wyniku krystalizacji magmy (profil torfowo-gruntowy)

-Skały osadowe- powstają w wyniku gromadzenia i osadzenia produktów wietrzenia oraz resztek roślinnych i zwierzęcych o różnym stopniu rozkładu (wapień, dolomit, łupek ilasty, piaskowiec)

18.Główne procesy uczestniczące w powstawaniu skał:

-wietrzenie

-transport

-sedymentacja (osadzanie)

-diageneza

19.Minerały antropogeniczne- powstają w wyniku działania procesów metamorficznych (przeobrażenia)- marmur, gnejs, łupek, kwarcyt

20.Minerały allogeniczne- powstałe po za środowiskiem tworzenia się skał osadowych (wietrzenie, przetransportowanie)

21.Skały metamorficzne- klasyfikowane są według założeń genetycznych w zależności od przedziałów temperatury i ciśnienia w jakich powstały. Główne czynniki metamorficzne:

-temperatura

-ciśnienie

Najliczniejszą grupę minerałów występujących w skorupie ziemskiej są krzemiany i glinokrzemiany.

22.Właściwości fizyczne gleb i ich znaczenie w kształtowaniu siedliska roślin i edafonu:

Trójfazowy układ gleby:

-faza stała

-faza ciekła

-faza lotna

Całkowita objętość gleby (V)

V= V_s + V_p

V_s- objętość stałej fazy gleby

V_p- objętość wolnych przestrzeni zajętych przez wodę lub powietrze

V_p = V_w + V_a

V_w- objętość przestrzeni zajętych przez wodę

V_a- objętość wolnych przestrzeni zajętych przez powietrze

V=V_s+ V_w+ V_a

Pomiędzy powietrzem glebowym i wodą glebową istnieje układ antagonistyczny.

Wzajemny układ tych trzech faz może ulegać znacznym zmianom pod wpływem procesów glebotwórczych i ingerencji człowieka (np. proces melioracji, uprawa gleby)

Stosunki ilościowe tych trzech faz najczęściej charakteryzuje się przez określenie:

-gęstości gleby

-gęstości objętości gleby

-porowatości gleby

-wilgotności

1.Faza stała- cząstki mineralne, mineralno-organiczne i organiczne, w niższym stopniu rozdrobnienia.

Cząstki tworzące fazę stałą mogą być badane i klasyfikowane według:

-właściwości fizycznych

-kształtu

-wymiarów

Podział gruntu na poszczególne frakcje i określenie ich procentowego udziału w masie gruntowej dokonywany jest najczęściej metodą:

-analizy sitowej

-analizy granulometrycznej- sedymentacja

Trójkąt Fereta służy do przestawienia uziarnienia gleby.

2.Faza ciekła- roztwór glebowy. Woda bezpośrednio odziałuje na:

-wzrost i rozwój roślin

-temperaturę gleby

-przewiewność

-aktywność mikrobiologiczną

-przyswajanie składników odżywczych

-stężenie składników toksycznych

Postacie wody w glebie:

-woda w postaci pary wodnej- wchodzi w skład powietrza glebowego

-woda molekularna- zależy od składu granulometrycznego, mineralne i chemicznego gleby oraz zawartości substancji organicznych

-woda kapilarna- występuje w kapilarach na granicy fazy stałej i ciekłej oraz ciekłej i gazowej

-woda wolna- wypełnia w glebie pory większe od kapilarnych, przemieszcza się pod wpływem sił grawitacji

Woda wolna:

-woda infiltracyjna (przesiąkająca)- pojawia się po obfitych opadach atmosferycznych

-woda gruntowa- płytko zalegająca woda podziemna

-woda gruntowo-glebowa- zwierciadło wody gruntowej, zalega bezpośrednio w glebie lub po za nią, lecz na tyle płytko, że przesiąkanie kapilarne wywiera istotny wpływ na procesy zachodzące w glebie

O warunkach wilgotnościowych w glebie z punktu widzenia wzrostu i rozwoju roślin decyduje zasobność w wodę przestrzeni obejmowanej przez system korzeniowy roślin oraz dostępność tej wody dla systemu korzeniowego

Woda w glebie może mieć różne stężenia i skład chemiczny. Skład chemiczny wody w glebie wywiera istotny wpływ na żyzności i niejednokrotnie decyduje o kierunku rozwoju procesów glebotwórczych.

3.Faza gazowa- powietrze glebowe. Powietrze w glebie mieści się w przestrzeniach i kanalikach, w których nie ma wody. Występuje powyżej zwierciadła wód gruntowych, czyli w strefie aeracji nad strefą saturacji.

Fazę gazową gleby charakteryzuje się pod względem ilości powietrza glebowego i jego jakości.

Skład jakościowy powietrza glebowego:

-80%azotu

-20% tlenu

-niewielkie ilości innych gazów, głównie CO₂

Źródłem powietrza glebowego jest powietrze atmosferyczne, które przenika do gleby między innymi wraz z wodą opadową oraz drogą dyfuzji.

Duże ilości CO₂ dyfundują z gleby do atmosfery podobnie jak dużo tlenu dyfunduje do gleby, w ramach tzw. oddychania gleby.

Podwyższona zawartość CO₂ w powietrzu i roztworze glebowym zwiększa stężenie jonów oksoniowych (hydroniowych H₃O⁺), które w reakcjach wymiennych uruchamiają kationy zasadowe (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, i inne) z kompleksu sorpcyjnego gleby.

Istnieje ścisły związek między ilością powietrza w glebie, a jego jakością.

Im więcej w glebie powietrza, tym łatwiejsza wymiana gazowa między glebą, a atmosferą i tym większe podobieństwo powietrza glebowego i atmosferycznego.

23.Fizykochemiczne właściwości gleby:

-sorpcja glebowa i transport substancji (zanieczyszczeń) w glebach.

-odczyn gleby

Sorpcja- zdolność zatrzymywania i pochłania różnych składników w tym jonów i cząstek.

O zjawiskach sorpcyjnych zachodzących w glebie decyduje silnie zdyspergowana koloidalna faza stała zwana sorpcyjnym kompleksem glebowym.

Dzięki właściwościom sorpcyjnym możliwe jest:

-regulacja odczynu

-magazynowanie składników pokarmowych roślin dostarczanych w roztworach

-neutralizacja substancji szkodliwych

Rodzaje sorpcji:

-fizykochemiczna

-chemiczna

-biologiczna

-fizyczna

Sorpcja fizykochemiczna- polegająca na wymianie jonów pomiędzy roztworem glebowym a koloidalnym kompleksem sorpcyjnym gleby

Gleba A²⁺ + 2B⁺ = Gleba B⁺ B⁺ ….

Sorpcja wymienna:

-kationów

-anionów

Gleby zawierające w swym kompleksie sorpcyjnym większe ilości wymienionych jonów wodorowych przyjęto nazywać sorpcyjnie nienasyconymi.

Gleby sorpcyjnie nasycone- kompleks sorpcyjny jest nasycony jonami wapnia, magnezu, sodu i innych.

Sorpcja chemiczna- powstanie w glebie nierozpuszczalnych związków wskutek reakcji chemicznych.

Sorpcja biologiczna- sorbentami są żywe organizmy (drobnoustroje glebowe, rośliny itd.), które pobierają i zatrzymują jony w swych organizmach na okres życia.

Sorpcja biologiczna wraz z chemiczną chroni niektóre jony przed wyparowaniem z gleb lekkich, magazynując je w glebie i stopniowo udostępniając roślinom.

Sorpcja fizyczna- wiąże się ze zjawiskiem zagęszczania na powierzchni silnie zdyspergowanych ciał stałych molekuł innych ciał, znajdujących się w ośrodku płynnym lub gazowym otaczającym dane ciało (działanie sił van der Waalsa).

Sorpcja mechaniczna- zatrzymuje mechanicznie stałe cząstki zawieszone w wodzie wypłukiwane z warstw wierzchnich. Jej wielkość zależy od składu granulometrycznego i budowy gleby.

Tabela 6.1, 6.2

Pojemności sorpcyjne (T) to całkowita ilość kationów wymienionych (łącznie z jonami wodorowymi), którą jest w stanie zasorbować 100g gleby.

T= S + H

S-suma kationów zasadowych

H- jony wodorowe w kompleksie sorpcyjnym

24.Migracja zanieczyszczeń glebach dowolny związek chemiczny może stać się zanieczyszczeniem, jeżeli występuje w nadmiernych ilościach, w niewłaściwym miejscu i niewłaściwym czasie.

25.Odczyn gleby- dla większości roślin optymalny jest odczyn w granicach pH= 6-7,5 (rys 6)

Podobne zmiany zachodzą w glebach zakwaszonych niektórymi nawozami.

-W glebach lekkich należy stosować małe dawki nawozów wapniowych w formie trudno rozpuszczalnej np. CaCO₃

-na glebach o dużej zwartości koloidów można stosować duże dawki nawozów wapniowych w formie intensywniej działającej np. CaO

(Tabela 3) kryterium tego nie należy stosować do oceny stopnia degradacji gleb leśnych

6.5- zanalizować i wyciągnąć wnioski.

26.Właściwości buforowe gleb:

Zdolności regulujące gleby- zdolności gleby do przeciwstawiania się zmianie odczynu.

Właściwości buforowe gleb są uwarunkowane:

-wielkością ich pojemności sorpcyjnej

-ilością zaadsorbowanych kationów o charakterze zasadowym

-składu roztworu glebowego

Im większa pojemność sorpcyjną wykazują koloidy glebowe, tym większą zdolność buforowania posiada gleba.

Z koloidów glebowych największe działanie buforujące wykazują: próchnica, morylonit, illit, kaolinit

27.Procesy oksydoredukcyjne w glebach

Glebę można rozpatrywać jako złożony układ oksydoredukcyjny (red-oks). Głównym utleniaczem w glebie jest tlen, którego zawartość ściśle związana jest ze stosunkami powietrzno-wodnymi gleb. Występowanie procesów red-oks znajduje swoje odbicie w morfologii gleby.

Ograniczenie wymiany gazów przez zwiększenie wilgotności (współczynnik dyfuzji tlenu w wodzie jest 10000 razy mniejszy niż w powietrzu), lub też w związku z pogorszeniem się struktury gleby wywołuje głód tlenowy.

28.Przemiany materii organicznej w glebie:

Materia organiczna gleby to organiczne części gleby, składające się z resztek roślinnych i zwierzęcych w różnych stadiach mineralizacji i humifikacji oraz z organicznych produktów działalności życiowej organizmów glebowych.

Występuje częściowo w stanie wolnym, a częściowo w postaci kompleksów mineralno-organicznych. Jako synonimy pojęcia materia organiczna gleb stosujemy terminy:

-próchnica

-humus

Do substancji organicznej gleb nie zalicza się organizmów żywych żyjących w glebie (edafon). Nie rozłożone tkanki roślin i zwierząt oraz produkty ich częściowego rozkładu określane są terminem resztki organiczne.

Głównymi źródłami materii organicznej w glebach są:

-obumarłe części nadziemne roślin, które opadły w czasie wegetacji

-resztki po zbiorze i korzenie roślin wyższych

-obumarłe ciała makro i mezofauny, ich ekskrementy oraz obumarłe mikroorganizmy.

-nawozy organiczne (obornik, gnojowica, komposty, nawozy zielone i inne)

Próchnica można podzielić na dwie podstawowe grupy:

-nieswoiste substancje próchnicze (substancje niehumusowe) 10-15% ogólnej ilości materii organicznej

-substancje próchnicze (substancje humusowe)- 85-90% ogólnej ilości materii organicznej

(wykres)

Substancje niehumusowe obejmują produkty częściowego rozkładu resztek organicznych oraz związki chemiczne będące wynikiem syntezy:

-węglowodany

-substancje białkowe

-tłuszczowce

-substancje garbnikowe

-woski i smoły

Substancje humusowe (próchnicze) kompleks bezpostaciowych substancji organicznych dających się wyekstraktować z gleby rozworami alkalicznymi, solami obojętnymi albo rozpuszczalnikami organicznymi, stosunkowo odporne na rozkład mikrobiologiczny. Właściwości substancji humusowych:

-głównym składnikiem substancji humusowych są (wagowo)

• Węgiel 40-60%

• Wodór 3-7%

• Azot 1-5%

• Fosfor i siarka 0,1-4%

-substancje humusowe mają dużą powierzchnię właściwą (800-900 m²/g), wysoką pojemność wymienną kationów 150-300 (………)

-większość substancji próchniczych jest związana z mineralną częścią masy glebowej w postaci połączeń mineralno-organicznych.

Materia organiczna w glebach stanowi układ dynamiczny, ulegający ciągłym przemianom:

-mineralizacja- rozkład połączony z wytworzeniem prostych związków nieorganicznych, takich jak CO₂, H₂O, NH₃, oraz jonów SO₄^2-. HPO₄^2-, NO₃^- itd.

-humifikacja- rozkład połączony z wytworzeniem substancji próchnicznych, charakterystycznych dla poszczególnych gleb.

Charakteryzując typy próchnicy należy uwzględnić następujące kryteria:

-zawartość materii organicznej i stopień jej humifikacji

-zawartość kwasów huminowych i fulwowych oraz ich stosunek ilościowy

-profilowe zróżnicowanie składu frakcyjnego próchnicy

-właściwości spektrometryczne kwasów huminowych (różnica absorbancji przy długości fal 445 i 665nm) .

Szczególnie ważnym czynnikiem wpływającym na zawartość próchnicy w glebach jest klimat ponieważ determinuje on:

-skład gatunkowy pokrywy roślinnej

-wielkość produkcji biomasy

-tempo procesów mineralizacji i humifikacji

-aktywność mikrobiologiczną gleby

W glebach mineralnych do najważniejszych czynników regulujących zapasy substancji organicznej należą takie zabiegi jak:

-racjonalny system uprawy roli i roślin

-odpowiednie…………….

-stosowanie nawozów organicznych

-stosowanie humusowych preparatów z torfu lub węgla brunatnego

-utrzymanie odpowiednich warunków wodno-powietrznych

29.Rola i zanieczyszczenie próchnicy w glebie:

Substancje próchnicze stanowią jeden z podstawowych czynników decydujących o wartości gleby. Wpływ substancji humusowych na właściwości fizyczne gleb:

-dodatni wpływ na tworzenie się wodoodpornej struktury gleb, korzystnych warunków powietrzno wodnych oraz temperatury

-w glebach piaszczystych działa jako lepiszcze strukturotwórcze i zwiększa ich zwięzłość

-w glebach lekkich zmniejsza się przemieszczanie cząstek drobnych do głębszych warstwo profilu glebowego.

-w glebach ciężkich wpływa na zminiejszanie się zwięzłości

-gleby zasobne w próchnicę mają korzystniejsze właściwości wodne na skutek obniżenia ilości wprowadzanej wody

-istotny jest wpływ próchnicy na barwę gleby

Wpływ substancji humusowych na właściwości fizyczno-chemiczne gleb:

-wpływają na zdolności sorpcyjne i kształtowanie się zasobności gleb

-regulują stężenie roztworów glebowych sorbują znaczne ilości kationów Ca₂⁺, Mg₂⁺, K⁺, Na⁺, H⁺, NH₄⁺

-zwiększają zdolności buforowe gleby regulując odczyn ich roztworów oraz stężenie składników pokarmowych

Wpływ substancji humusowych na mikroorganizmy i rozwój roślin:

-źródło pierwiastków biogennych

-zmniejszają ujemny wpływ niskiego pH na mikroflorę i rośliny wyższe

-populacje mikroorganizmów są liczniejsze, bardziej czynne i ustabilizowane w swoim składzie gatunkowym

-mają stymulujący wpływ na proces oddychania, aktywność enzymatyczną, oraz fotosyntezę roślin wyższych

Wpływ na ochronę środowiska glebowego przed skutkami zanieczyszczeń substancjami szkodliwymi:

-sorpcja

-tworzenie kompleksów z jonamiu różnych metali (Al, Cr)

-wiązanie różnych związków organicznych (np. pestycydów) i zwiększanie ich podatności na biodegradację

30.Mikroorganizmy glebowe i procesy przez nie wywoływane:

Liczba i różnorodność form mikroorganizmów zależna jest od wielu czynników.

-Edafon- organizmy glebowe.

-Czynniki edaficzne- ogół czynników warunkujących rozwój organizmów żywych w ekosystemie

-Żyzność- dostępność pierwiastków odżywczych w przysfajalnych formach

• Za najważniejsze czynniki edagiczne uważamy:

-ilość i rodzaj substancji pokarmowych

-wilgotność

-temperaturę

-natlenienie

-odczyn

-czynniki biologiczne środowiska itp.

(schemat)

• Większość organizmów glebowych stanowią organizmy:

-roślinne- reprezentowane przez glony (zielenice, sinice, okrzemki)

-grzyby (kapeluszowe, drożdże, pleśniowce)

-bakterie (wśród których szczególną rolę odgrywają promieniowce)

-korzenie roślin wyższych

Szacuje się, że w 20-centrymetrowej warstwie gleby uprawnej o powierzchni 1ha żyje:

-10 ton bakterii

-4 tony dżdżownic

-370kg…….

• Ze względu na rozmiar organizmy glebowe dzieli się na:

-mikrobiota (niedostrzegalne gołym okiem)- wirusy, bakterie, grzyby, pierwotniaki, glony

-mezobiota (0,2-2mm)- wazonkowce, nicienie, ślimaki, owady, bezskrzydłe roztocza, małe rośliny i inne

-makrobiota (>2mm)- dżdżownice, krety, gryzonie, korzenie dużych roślin i drzew

-Mikrofauna- reprezentują ją pierwotniaki (protoza), odżywiają się głównie bakteriami.

Ich najważniejsza rola polega na selekcji i odmładzaniu populacji bakterii glebowych. Dominują wśród nich korzenionóżki (ameby) i wiciowce.

-Mezofauna- reprezentowana przez nicienie, wazonkowce, ślimaki, owady, roztocza i inne.

Ich głównym zadaniem jest odżywanie się martwą materią organiczną, przez co przyczyniają się do tworzenia próchnicy

-Makrofauna- dżdżownice, krety, gryzonie. Ich zadaniem jest rozdrabnianie materiału glebowego i przenoszenie go na określoną odległość, dzięki ruchliwości zwierząt gleba ulega ciągłemu, mechanicznemu mieszaniu, co powoduje lepsze jej napowietrzanie, natlenienie i przepływ wody.

Główne procesy wywołane i prowadzone przez mikroorganizmy:

-mineralizacja

-immobilizacja- unieruchamianie

-utlenianie

-redukcja

-humifikacja

-wytwarzanie substancji chelatujących lub kompleksowych

-krążenie pierwiastków

-tworzenie osadów geologicznych

31.Systematyka gleb Polski i świata- użytkowanie i bonitacja gleb w Polsce:

Wyróżnia się podziały (klasyfikacje) użytkowe i przyrodnicze.

• Do klasyfikacji użytkowych czyli technicznych zaliczamy:

-bonitację gleb

-podział gleb na kompleksy użytkowania rolniczego

-prognostyczne kompleksy wilgotnościowo-glebowe.

• Klasyfikacje przyrodnicze są systemami podziału gleb według kryteriów genetycznych, uwzględniając przyczynowość zjawisk i przemian opartą na wzajemnie ze sobą powiązanych przyrodniczych cechach gleb. Przy opracowaniu podziału gleb pod uwagę wzięto:

-właściwości biologiczne, chemiczne i fizykochemiczne

-cechy morfologiczne

-elementy środowiska przyrodniczego

Na podstawie genetycznych kryteriów wyróżniono, w nawiązaniu do ogólnej systematyki gleb Europy, następujące jednostki:

-dział

-rząd

-typ

-podtyp

-rodzaj

-gatunek

Grupa typologiczna związana jest z genezą danego utworu i najczęściej rozróżniamy tu następujące grupy:

-gleby klimatogenne

-gleby litogenne

-gleby hydrogeniczne (tu hydromorifczne lub …………………)

-gleby antropogeniczne

-gleby organogeniczne (np. ziemia okrzemkowa)

Uproszczona charakterystyka gleb polskich z uwzględnieniem cech morfologicznych profilów:

-bielicowe

-brunatne

-czarnoziemy

-czarne ziemie

-bagienne

-mady

-rędziny

32.Gleby o niewykształconym profilu (początkowego stadium rozwoju)

-nie mają wykształconego profilu glebowego

-występują głównie w górach i na terenach rekultywowanych np. w piaskowcach wydmowych

33.Gleby bielicowe 25%

-gleby bielicowe właściwie- kliku centymetrowa warstwa próchnicza, która przechodzi w poziom wymywania o zabarwieniu jasnoszarym

-gleby pseudobielicowe, bezpośrednio pod poziomem oruo-próchniczym występuje poziom wyraźnie jaśniejszego, żółto-szarawo- płowego zabarwienia, ubogi we frakcję iłu koloidalnego

Gleby bielicowe wymagają intensywnego nawożenia i starannej uprawy.

34.Gleby brunatne 53%

-gleby umiarkowanie wilgotnych lasów iglastych i mieszanych

-powstałe w wyniku procesu brunatnienia

-są średnio urodzajne

Gleby płowe są odmianą gleb brunatnych.

Typ gleb brunatnych podzielony jest na 3 podtypy:

-gleby brunatne właściwe

-gleby brunatne wyługowane (przemyte)

-gleby brunatne kwaśne a wśród tych gleb-> gleby rdzawe

35.Czarnoziemy 1%:

-gleby o dużej warstwie próchniczej powstały na terenach łąkowo-stepowych

-skałą macierzystą są lessy

-są to najwyższej jakości gleby w Polsce.

36.Czarne ziemie 2%:

-gleby zbliżone do czarnoziem, powstałe na terenach zabagnionych

-ich ciemne zabarwienie spowodowane jest dużą zawartością próchnicy

37.Gleby bagienne 9%:

-obejmują one gleby torfowe i mułowo-torfowe

-powstają w wyniku gromadzenia się szczątków roślinności bagiennej w warunkach beztlenowych

-warunkiem urodzajności tych gleb, zwłaszcza torfowych, jest właściwa melioracja i intensywne nawożenie.

Dzielimy je na 3 podtypy:

-gleby glejowe (mineralne, zabagnione)

-gleby torfowe

-gleby murszowe

38.Mady 5%:

-występują na terenach zalewanych w okolicach rzek

-powstają z osadów nanoszonych przez wylewające okresowo rzeki

-gleby te są bardzo żyzne

Mady dzielimy na 3 grupy:

-początkowego stadium rozwoju

-próchnicze

-brunatne

39.Rędziny 1%

-gleby powstałe ze zwietrzenia skał wapiennych i gipsowych

-mają dużą zawartość wapienia

40.Do określania wartości użytkowej gleb stosuje się 6 klas bonitacyjnych:

Bonitacja- systematyczne badanie i określanie wartości użytkowej do przydatności gleb

-gleby bardzo dobre (I i II klasa)- 3,3%

Należą do nich czarnoziemy, gleby brunatne bogate w próchnicę, rędziny kredowei niektóre mady i gleby bielicowe

-gleby dobre (III klasa)- 22,3%

Należą tu gleby brunatne, bielicowe, są to gleby na których otrzymuje się średnie plony pszenicy i buraka cukrowego, natomiast wysokie plony żyta i ziemniaków

-gleby średnie (IV klasa)- 39,8%

Typowe gleby żyzno-ziemniaczane

-gleby słabe i złe (V i VI klasa)- 36,6%

Są to gleby skaliste, gleby albo nadmiernie wysuszone lub nawodnione, gleby piaszczyste

41.Procesy naturalnie kształtujące gleby Polski:

Polska znajduje się w strefie klimatu wilgotnego, gdzie opady przewyższają parowanie. Efektem tego jest stale zachodzący proces przemywania gleby i przemieszczania składników mineralnych z poziomów powierzchniowych w głębsze.

42.Gleby na świecie i ich związek z roślinnością:

Podstawowym czynnikiem determinującym procesy glebotwórcze jest:

-klimat i związana z nim szata roślinna

-warunki podłoża

Rodzaj gleb:

-gleby strefowe- w zależności od stopnia wykształcenia wykazuje związek ze skałą macierzystą. Występowanie uwarunkowane jest klimatem i rodzajem szaty roślinnej pod jaką się tworzy.

-gleby mikrostrefowe i astrefowe- zachowują wartość gleby macierzystej

Występowanie uwarunkowane jest rodzajem skał i stopniem wilgotności

(schemat)

43.Gleby strefowe:

-tundrowe

-bielicowe

-brunatne i płowe

-czarnoziemy i czarne ziemie gleby prerii

-czarne ziemie tropikalne

-kasztanowe

-buroziemy

44.Gleby tundrowe:

Procesy glebotwórcze są krótkotrwałe i zachodzą w warunkach silnego uwodnienia.

Gleby tundrowe, zbliżone swym profilem do gleb bagiennych (glejowych) są słabo wykształcone i mało żyzne.

45.Gleby bielicowe:

Zaliczają się do gleb mało lub średnio żyznych. Typowe gleby bielicowe tworzy roślinność lasów szpilkowych, a podtypy tych gleb formują się również pod lasami mieszkami lub roślinnością leśną z udziałem traw.

46.Gleby brunatne i płowe:

Zaliczane do gleb średnich i dobrych, powstają w strefie umiarkowanej ciepłej, na obszarach lasów mieszanych i liściastych. Ich podłożem są zazwyczaj skały zasobne w wapń, często też rozwijają się na glinach morenowych.

47.Czarnoziemy i czarne ziemie gleby prerii:

Tworzą się w klimatach o cechach kontynentalnych strefy umiarkowanej ciepłej i podzwrotnikowej. Podłożem czarnoziemów są zazwyczaj lessy, gliny i iły. Należą one do najżyźniejszych gleb na świecie.

48.Czarne ziemie tropikalne:

Gleby żyzne, ale w porach bezdeszczowych nadmiernie przesuszone. Obszary sawanny.

49.Gleby kasztanowe

Żyzne, jednak wykorzystywanie tych gleb pod uprawy (głównie zbóż) wymaga sztucznego nawadniania lub ugorowania ziemi co drugi rok.

50.Buroziemy, szaroziemy i inicjalne gleby pustyni:

W klimatach wybitnie kontynentalnych strefy podzwrotnikowej i zwrotnikowej, na obszarach półpustyni i pustyni. Gleby tych stref są często zasolone.

51.Gleby brązowe i cynamonowe:

Zaliczane są do gleb żyznych, zwłaszcza na obszarach lepiej nawodnionych (doliny rzek).

52.Żółtoziemy i czerwonoziemy:

W klimatach morskich i monsunowych, charakteryzujących się dużymi kontrastami wodnymi w ciągu roku. Gleby te, zwłaszcza wykształcone na podłożu lessowym są zaliczane do żyznych.

53.Gleby laterytowe:

Zabarwienie tych gleb (od żółtego do czerwonego) pochodzi od dużej zawartości uwodnionych tlenków glinu i żelaza. Stanowią one produkt wietrzenia skał magmowych, w warunkach klimatów gorących i wilgotnych (bądź okresowo wilgotnych).

54.Poza glebami strefowymi wyróżniamy gleby mikrostrefowe i astrefowe, są to:

-inicjalne gleby górskie

-gleby kotlin śródgórskich

-gleby aluwialne (mady rzeczne i morskie)

-rędziny (gleby na podłożu wapiennym)

-terra rosa

-gleby bagienne w różnym stadium wykształcenia

-gleby pobagienne

-gleby słone (głównie w strefie pustyń i półpustyń)

55.Gleby astrefowe:

Wykształciły się pod wpływem specyficznych warunków podłoża. Poza glebami górskimi, słonymi i słabo wykształconymi bagiennymi należą one do gleb żyznych, a niekiedy nawet bardzo żyznych.

(znać odpowiedniki gleb ze świata do tych z Polski i znać żyzność gleb i użyteczność

56.Wpływ człowieka na gleby, formy przekształceń, degradacja:

Wyróżniamy cztery rodzaje rzeczywistej (bezwzględnej) degradacji gleby:

-geotechniczna- powoduje zewnętrzne zmiany na powierzchni (np. zniekształcenie w rzeźbie terenu w wyniku działalności górnictwa odkrywkowego, podziemnego budownictwa wodnego, kolejowego, drogowego.

-fizyczna- polega na zagęszczeniu masy glebowej, pogorszeniu się struktury gleby, nadmiernemu odwodnieniu gruntów na skutek np. wadliwej melioracji, zawodnieniu osuwiska, oddziaływaniach zbiorników wodnych oraz erozyjnego działania wody i wiatru

-biologiczna- charakteryzuje się spadkiem ilości i masy edafonu, pogorszeniem się struktury gleby, jej wilgotności i stosunków powietrznych lub pośrednio przez zniszczenie szaty roślinnej. Formą biologicznej degradacji jest także tzw. zmęczenie gleb.

-chemiczna- przejawia się zakwaszeniem lub nadmierną alkalizacją, naruszeniem równowagi jonowej, wysoką koncentracją soli w roztworach glebowych, toksyczną koncentracją zanieczyszczeń (metale ciężkie, węglowodory, pestycydy itd.)

57.Wyróżniamy następujące formy względnej degradacji gleb:

-wyjałowienie gleby ze składników pokarmowych i naruszenie równowagi jonowej

-zakwaszenie i alkalizacja środowiska

-ubytek próchnicy i pogorszenie się jej jakości

-zniekształcenie stosunków wodnych

-procesy erozyjne

-mechaniczna destrukcja struktury gleby

-techniczno-przestrzenne rozdrobnienie powierzchni biologicznie czynnej

-zanieczyszczenia mechaniczne, chemiczne i biologiczne

58.Wskaźniki degradacji gleby:

-Stosunek węgla do azotu (C:N) w glebach mineralnych w poziomie próchniczym stosunek C:N jest następujący:

-8:1-10:1- gleba czysta

-10:1-17:1- gleba słabo zdegradowana

Udział kationów o charakterze kwaśnym (głównie wodoru i glinu) przyjęto nazwę zakwaszenie.

59.Ubytek próchnicy

Zniekształcenie stosunków wodnych:

-zawodnienie gleb- związane jest z trwałym bądź okresowym nadmiarem wody w strefie penetracji systemu korzeniowego roślin.

-przesuszenie gleb- jest to proces ubytku wody w glebie mający wpływ na jej właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne.

60.Degradacja struktury gleby:

Przestrzenna budowa gleby (porowatość) decyduje o:

-pojemności wodnej

-możliwości odnowy składu powietrza glebowego

-biologicznych i użytkowych właściwości

61.Rekultywacja gleb:

Typy zanieczyszczeń:

Bardzo istotną ekologiczną rolą gleby jest pełnienie przez nią funkcji elementu aktywnie uczestniczącego w globalnych cyklach wielu pierwiastków. Ważna rola przypada glebie jako filtrowi zabezpieczającemu hydrosferę, w tym wody głębinowe przez zanieczyszczeniem.

62.Rekultywacją nazywamy zespół prac i zabiegów, wykorzystywanych w celu przywrócenia zdegradowanemu obszarowi wartości użytkowej, umożliwiających dalsze jego zagospodarowanie. Podstawowymi celami rekultywacji są:

-redukcja istniejącego lub potencjalnego zagrożenia środowiska

-obniżenie potencjalnego zagrożenia z poziomu nieakceptowanego do poziomu tzw. Wartości bezpiecznych.

63.Rekultywacji mogą podlegać:

-źródło zanieczyszczenia lub skażenia

-zanieczyszczona gleba

-skażone odpady

-zanieczyszczone wody podziemne

-zanieczyszczone powietrze glebowe

64.Rekultywacji zanieczyszczonego terenu możemy dokonać poprzez:

-usunięcie lub rozkład zanieczyszczeń

-przekształcenie zanieczyszczeń w formy mniej toksyczne, mobilne lub reaktywne

-eliminację zanieczyszczeń ze środowiska poprzez zaburzenia drogi jego przemieszczania

65.Metody oczyszczania gruntów:

-techniki oczyszczania podłoża gruntowego ex situ i in situ

-bioremediacja gruntów

-materiały stosowane do rekultywacji gruntów.

66.Celem zabiegów rekultywacyjnych jest przywrócenie zanieczyszczonemu podłożu gruntowemu w miarę możliwości:

-pierwotnych postaci i właściwości fizycznych, mechanicznych i chemicznych, umożliwiających wykorzystywanie podłoża do celów budowlanych

-pierwotnych właściwości biologiczno-chemicznych, umożliwiających wykorzystanie podłoża do celów produkcji rolnej i leśnej

67.W przypadku zanieczyszczeń bierze się pod uwagę:

-lotność

-rozpuszczalność w wodzie lub rozpuszczalnikach organicznych

-podatność na rozkład chemiczny lub termiczny

-podatność na biodegradację

68.W przypadku gruntów uwzględnia się:

-rozmiar i kształt ziaren i cząstek

-gęstość właściwą

-zdolność adsorpcji i absorpcji zanieczyszczeń

69.Zabiegi rekultywacyjne stosowane w przypadku podłoża gruntowego można najogólniej podzielić na dwie podstawowe grupy:

-oczyszczanie w warunkach ex-situ- tzn. poza miejscem naturalnego występowania gruntów zanieczyszczonych

-oczyszczanie w warunkach in-situ- tzn. bezpośrednio w miejscu naturalnego występowania gruntów zanieczyszczonych

1

---