Gleboznawstwo

Wykłady

GLEBOZNAWSTWO WYKŁADY

Gleboznawstwo - nauka o glebie

Zajmuje się poznaniem:

• Genezy gleb;

• Składu gleby: granulometrycznego, mineralnego, chemicznego;

• Właściwości: fizycznych, wodnych, chemicznych;

• Przydatności rolno-leśnej;

• Sformułowaniem logicznych zasad klasyfikacji.

Gleboznawstwo korzysta z dorobku geologii, mineralogii, geomorfologii, klimatologii, fitosocjologii, chemii, fizyki, informatyki.

Gleboznawstwo dostarcza informacji, które stanowią punkt wyjścia dla przyrodniczych nauk stasowanych:

• Ochrona środowiska

• Rolnictwo

• Leśnictwo

Dla stosowanych nauk technicznych:

• Budownictwo

• Melioracje wodne

• Urbanistyka

• Geodezja

Regulacje prawne dotyczące ochrony powierzchni ziemi

W Polsce postępowanie z terenami zanieczyszczonymi reguluje Prawo Ochrony Środowiska. Szczegółowe regulacje dotyczące ochrony powierzchni ziemi zostały zawarte w części 2 ustawy POŚ w dziale IV pod tytułem „Ochrona Powierzchni Ziemi”.

Podstawowym środowiskiem bytowania i działalności człowieka jest:

• Powierzchnia ziemi, rozumiana w ustawie Prawo Ochrony Środowiska jako naturalne ukształtowanie terenu, gleba oraz znajdująca się pod nią ziemia do głębokości oddziaływania człowieka;

• Gleba, oznacza górną warstwę litosfery, złożoną z części mineralnych, materii organicznej, wody, powietrza i organizmów, obejmującą wierzchnią warstwę i podglebie.

Ochrona powierzchni ziemi (Art. 101 POŚ) polega na zapewnienie jej najlepszej jakości w szczególności poprzez:

• Racjonalne zagospodarowanie,

• Zachowanie wartości przyrodniczych,

• Zachowanie możliwości produkcyjnych,

• Ograniczenie zmian naturalnego ukształtowania,

• Utrzymanie, jakości gleby i ziemi, co najmniej na poziomie wymaganych standardów,

• Zachowanie wartości kulturowych z uwzględnianiem archeologicznych dóbr kultury.

Podstawowe pojęcia: - ziemia, ziemia uprawna, podglebie, grunt, utwór glebowy

Poprzez pojęcie ziemi rozumie się zarówno określony obszar terenu, jak też dowolny fragment gruntu nieskalnego, ziemia mieści w sobie pojęcie gleby i gruntu, a jednocześnie wyraża jej części.

Tereny użytkowe rolniczo nazywane są często ziemią uprawną, także niektóre jednostki systematyki gleb określane są tym terminem, np. czarna ziemia.

W gleboznawstwie podglebie (podłoże) to termin określający podścielającą warstwę w niektórych glebach.

Gruntem nazywa się określony obszar gleb o ustalonym sposobie użytkowania, np. grunty rolne, grunty leśne, grunty pod budynkami.

Pojęcie utwór glebowy określa masę stanowiącą tworzywo gleby, czyli substrat. Utwory glebowe o identycznych właściwościach mogą pochodzić z różnych gleb, natomiast określona gleba może zawierać na różnych głębokościach różniące się nawet znacznie utwory glebowe.

Ustawa o ochronie gruntów rolnych i leśnych z 3 II 1995r.

Ustawa reguluje zasady ochrony gruntów rolnych i leśnych wartości użytkowej gruntów. Rozważania dotyczące gruntów rolnych i leśnych zostały zawarte w postanowieniach Ustawy o ochronie gruntów rolnych i leśnych z 3 II 1995r, która reguluje zasady ochrony gruntów rolnych i leśnych.

Gruntami rolnymi, w rozumieniu ustawy, są grunty:

1. Określane w ewidencji gruntów, jako użytki rolne;

2. Pod stawami rybnymi i innymi zbiornikami wodnymi, służącymi wyłącznie dla potrze rolnictwa;

3. Pod wchodzącymi w skład gospodarstw rolnych budynkami mieszkalnymi oraz innymi budynkami i urządzeniami służącymi wyłącznie produkcji rolniczej oraz przetwórstwu rolno-spożywczemu;

4. Pod budynkami i urządzeniami służącymi bezpośrednio do produkcji rolniczej uznanej za dział specjalny, stosowanie do przepisów o podatku dochodowym od osób fizycznych i podatku dochodowym od osób prawnych;

Gruntami leśnymi, w rozumieniu ustawy, są grunty:

1. Określane jako lasy w przepisach o lasach;

2. Zrekultywowane dla potrzeb gospodarki leśnej;

3. Pod drogami dojazdowymi do gruntów leśnych.

Profil glebowy - to pionowy przekrój gleby ukazujący jej zróżnicowanie na poziomy genetyczne.

Poziom genetyczny gleby - to warstwa mineralna lub organiczno-mineralna znajdująca się obrębie profilu glebowego, w przybliżeniu równoległa do powierzchni terenu, odróżniająca się od poziomów sąsiednich stosunkowo jednorodną barwą, konsystencją, uziarnieniem, składem chemicznym, ilością i jakością materii organicznej oraz innymi właściwościami.

Gleba jest jednym z czterech podstawowych komponentów środowiska przyrodniczego, do których zaliczamy:

• Powietrze (atmosferę);

• Wodę (hydrosferę);

• Glebę (część litosfery);

• Biosferę

Gleba - definicja

Jest to biologicznie czynna, powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej (litosfery), powstała z różnych skał, pod wpływem abiotycznych i biotycznych czynników środowiska (czynniki glebotwórcze), zdolna zapewnić roślinom wyższym niezbędne warunki wzrostu i rozwoju, dzięki specyficznym właściwościom fizycznym, chemicznym i biologicznym.

GLEBA - utwór powstały w powierzchniowej warstwie zwietrzeliny skalnej pod wpływem czynników glebotwórczych: klimat, woda, biosfera, rzeźba terenu, czas, działalność człowieka.

Pojęcie gleby wiąże się z określoną powierzchnią i głębokością, czyli miąższością.

W glebie dzięki działalności roślin i drobnoustrojów zachodzą przemiany związków organicznych w związki mineralne i odwrotnie.

Gleba jest ożywionym tworem przyrody rozwijający się w czasie i ulegający ciągłym przemianom.

W takiej definicji mieszczą się:

• Gleby naturalne;

• Gleby pod roślinnością trawiastą;

• Gleby gruntów rolnych

• Gleby głębokie gleby uprawne;

• Gleby zmienione i zniszczone w wyniku gospodarczej działalności człowieka;

• Młode gleby wytworzone na zwałach podgórniczych.

Ze względu na gospodarczą działalność człowieka wyróżnia się następujące kategorie użytkowania gleb:

• Gleby naturalne - pod roślinnością leśną lub trawiastą - zrównoważonym obiegiem składników pokarmowych, bliskie g. rezerwatów ścisłych, parków;

• Gleby leśne - ingerencja człowieka nie następuje co roku jak w glebach rolnych, jednak ze względu na stosowanie: głębokiej orki, sztucznych drzewostanów, nawozów mineralnych, pestycydów - właściwości g. leśnych są coraz rzadziej zgodne z układem czynników ekologicznych;

• Gleby orne - g. poleśne w Polsce. Zmieniona budowa, zmienione właściwości chemiczne w wyniku jednostronnego nawożenia mineralnego.

• Gleby trwałych użytkowników zielonych - pod roślinnością łąkową, pastwiskową, częściowo zmienione w wyniku uprawy, nawożenia mineralnego, melioracji.

• Gleby sztuczne - na usypanych zwałach podgórniczych, budowlanych - najwyższy stopień ingerencji człowieka - brak zgodności z układem czynników ekologicznych.

Funkcje gleby:

1. Gleba jest jednym z najcenniejszych zasobów Ziemi, gdyż od niej zależy życie roślin, które z kolei warunkują istnienie życia zwierząt i człowieka;

2. Dzięki glebie możliwy jest przepływ energii i obieg materii w ekosystemie;

3. Gleba filtruje, buforuje i transferuje szkodliwe substancje chemiczne - oddziałuje zwłaszcza na zanieczyszczenia wody do picia oraz na jakość produkowanej żywności;

4. Wpływa na obieg węgla w przyrodzie, a w związku z tym na globalne zmiany klimatyczne;

5. Zawiera niezmierzone zasoby genów, ponieważ żyje w niej około cztery razy więcej organizmów niż na jej powierzchni;

6. Jest ważnym elementem środowiska przyrodniczego, tworzy swoisty pomost pomiędzy przyroda ożywioną i nieożywioną.

7. Spełnia jeszcze funkcję infrastrukturalną, gdzie jest źródłem licznych surowców budowlanych, stanowi istotny element naszej kultury i cywilizacji, ponieważ w niej znajdują się znaleziska paleontologiczne i archeologiczne o wielkiej wartości dla poznania historii ziemi i ludzi

8. Jest podstawą formowania krajobrazu, w którym żyjemy.

Na rodzaj i dynamikę procesów zachodzących w tworzącej się glebie i różnorakie jej właściwości i ostatecznie - żyzność, wpływa na szereg czynników.

Do najważniejszych czynników glebotwórczych należą:

• Skała macierzysta,

• Klimat,

• Organizmy żywe,

• Woda,

• Kultura rolna wynikająca z działalności człowieka.

Warunki powstawania gleb bezpośrednio nie uczestniczą w tym procesie - są to:

• Relief (ukształtowanie terenu);

• Czas (wiek gleby).

Gleba - układ trójfazowy

Faza stała - cząstki mineralne, organiczne i organiczno-mineralne w różnym stopniu rozdrobnienia

Faza ciekła - woda, w której są rozpuszczone związki mineralne i organiczne, tzw. roztwór glebowy

Faza gazowa - mieszanina gazów i pary wodnej, tzw. powietrze glebowe

Zmienna granica między powietrzem a roztworem glebowym w czasie dla tej samej gleby. Układ woda - powietrze jest współzależny i decyduje o żyzności gleby.

Każda gleba jest skałą - odpowiednio przetworzoną i ożywioną przez zasiedlenie ogromną ilością organizmów żywych, natomiast nie każda, nawet zwietrzała skała jest glebą.

Podział gleb w zależności od proporcji pomiędzy składnikami mineralnymi i organicznymi:

• Gleby mineralne (poniżej 5% substancji organicznej)

• Gleby organiczno-mineralne (5-20% substancji organicznej)

• Gleby organiczne (ponad 20% substancji organicznej)

Gleba powstaje i rozwija się w substracie skalnym. Skały i ich produkty rozdrobnienia składają się z szeregu minerałów.

Minerały występujące w glebach rozpatruje się z 3 punktów widzenia:

1. Składu chemicznego,

2. Podatności na wietrzenie,

3. Wpływu na właściwości gleby.

Minerały jałowe - balast gleby - kwarc.

Minerały uwalniające składniki pokarmowe:

• Trudno wietrzejące

• Średnio wietrzejące

• Łatwo wietrzejące

Podatność na rozkruszanie, rozpuszczalność w wodzie poszczególnych minerałów zależy od warunków klimatycznych:

• Oddziaływanie na właściwości gleby,

• Odczyn

• Plastyczność

• Zdolność pochłaniania wody

• Jonów

Faza stała

Faza stała gleby składa się z cząstek różniących się między nie tylko składem petrograficznym i właściwościami chemicznymi, ale także wielkością.

Cząstki glebowe są przeważnie pod postacią agregatów lub grudek zlepionych koloidami. Do substancji zlepiających należą najczęściej: próchnica, kalcyt, wodorotlenki glinu i żelaza, minerały ilaste i połączenia ilasto-próchniczne.

Cząstki o różnych wymiarach można grupować i segregować na tzw. Frakcje mechaniczne o określonych wymiarach granicznych.

Skład granulometryczny (uziarnienie) gleby - stan rozdrobnienia mineralnej części fazy stałej gleby.

Jest wyrażany procentowym udziałem poszczególnych cząstek mineralnych zwanych frakcjami granulometrycznymi.

Kamienie i żwiry - w stosunkowo niewielkim stopniu zmienione okruchy skalne, skład mineralogiczny i chemiczny zbliżony do skał, z których powstały.

Piasek, pył i ił pyłowy - złożone głównie z kwarcu i krzemionki (SiO₂), mało aktywne chemicznie. Mogą występować (szczególnie w piasku) w postaci powłok, minerały, jak: gibbsyt, hematyt i limonit, nadające im różne zabarwienie - od czerwonego do żółtego.

Ił koloidalny - składa się głównie z zespołu wtórnych glinokrzemianów, tzw. Minerałów ilastych.

Frakcja granulometryczna - umownie przyjęty zbiór ziaren glebowych (objętych wspólną nazwą), mieszczących się w określonym przedziale wielkości średnic, wyrażonych w milimetrach.

USDA - Amerykański Departament Rolnictwa

ISSS

Grupy granulometryczne

Określane na podstawie procentowego udziału poszczególnych frakcji

1. Utwory kamieniste - przeważają frakcje kamieniste

2. Utwory żwirowe - zawierając najwięcej frakcji żwiru, wyróżnia się żwiry piaszczyste i gliniaste.

3. Utwory piaszczyste - zawierają do 20% części spławialnych i do 40% frakcji pyłu.

4. Utwory gliniaste - zawierają ponad 20% części spławialnych i do 40% frakcji pyłu. Dzielą się na gliny lekkie silnie spiaszczone, gliny lekki słabo spiaszczone, gliny średnie i gliny ciężkie.

5. Utwory ilaste - zawierają ponad 50% części spławialnych oraz części pyłowe i nieznaczną domieszkę piasku (<10%)

6. Utwory pyłowe - zawierają ponad 40% części pyłowych i do 50% części spławianych.

Podział gleb na tzw. Kategorie agronomiczne ze względu na skład granulometryczny:

I kategoria - gleby bardzo lekkie (do 10% części spławialnych)

II kategoria - gleby lekkie (10-20% części spławialnych)

III kategoria - gleby średnie (20-35% części spławialnych)

IV kategoria - gleby ciężkie (35-50% części spławialnych)

V kategoria - gleby bardzo ciężkie (>50% części spławialnych)

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE GLEB

Relacja pomiędzy wymienionym fazami w znacznym stopniu decyduje o właściwościach gleby, wśród których wyróżniamy:

- Podstawowe (pierwotne)

Uziarnienie

Gęstość właściwa, gęstość objętościowa

Porowatość, struktura, zwięzłość, plastyczność, lepkość, pęcznienie, kurczliwość

Barwa, układ

- Wtórne (funkcjonalne), uzależnione od funkcji gleb pierwotnych

1. Ciężar właściwy - gęstość właściwa - (ciężar cząstek gleby, gęstość cząstek glebowych) - masa jednostki objętościowej stałej fazy gleby po jej wysuszeniu.

Średni ciężar właściwy większości gleb mineralnych wynosi 2,65 gcm³.

Ciężar właściwy zależy od:

- składu mineralnego gleby i zawartości próchnicy

Skład granulometryczny oraz takie właściwości gleby jak wilgotność czy struktura NIE WPŁYWA na ciężar właściwy gleby.

Zawartość minerałów ciężkich zwiększa gęstość właściwą.

Zawartość próchnicy obniża gęstość właściwą.

2. Ciężar objętościowy - ciężar jednostki objętościowej gleby o nienaruszonej strukturze.

1. Ciężar objętościowy chwilowy - dotyczy fazy stałej i roztworu glebowego, zależy od aktualnej wilgotności gleby

2. Ciężar objętościowy rzekomy - ciężar jednostki objętości gleby o nienaruszonej strukturze, wysuszonej w 105 stopniach - służy od do porównań gleb miedzy sobą.

Ciężar objętościowy zależy od:

- struktury gleby, układy, składu granulometrycznego, ciężaru właściwego

3. Porowatość - suma objętości wolnych przestrzeni (niewypełnionych fazą stałą gleby) w jednostce objętości gleby.

Wyróżnia się porowatość ogólną, kapilarną i niekapilarną.

Pory kapilarne - mają zdolność podnoszenia wody.

Pory niekapilarne - różnica między porowatością ogólną a porami kapilarnymi (pojemności powietrza przy nasyceniu kapilarnym); wyrażana w % objętości masy glebowej.

Z reguły wypełnione powietrzem, jedynie przy nadmiarze wilgoci wodą.

Porowatość zależy od:

- składu granulometrycznego, struktury, układu gleby, zawartości próchnicy.

4. Zwięzłość gleby - siła, z jaką są ze sobą zlepiona cząsteczki gleby

5. Lepkość gleby - siła, z jaką przylegają cząstki i agregaty gleby do różnych przedmiotów.

6. Plastyczność gleby - zdolność do tworzenia form przestrzennych i zdolność zachowania kształtu po ustani działania sił zewnętrznych tworzących je formy.

7. Pęcznienie gleb - zwiększanie się objętości gleby pod wypływem pochłaniania wody. Spowodowane jest tworzeniem się otoczek wody wokół koloidów.

Zależy od:

Składu granulometrycznego, ilości i jakości kationów wymiennych.

8. Kurczenie gleb - zjawisko odwrotne do pęcznienia.

PĘCZNIENIE I KURCZLIWOŚĆ GLEB

Pęcznienie to zwiększanie objętości gleby pod wpływem pochłaniania wody. Kurczliwość to proces odwrotny. Procesy te obserwuje się tylko w glebach zwięzłych plastycznych.

Pęcznienie gleb P=(V_max - V)/V

Kurczenie się gleb K=(V - V_min)/V

PLASTYCZNOŚĆ GLEBY

Jest to właściwość zmiany swego kształtu pod wpływem sił zewnętrznych i zachowania nadanych kształtów po ustaniu działania tych sił.

Zależy od uwilgotnienia próbki gleby. W zależności od niej wyróżnia się granice konsystencji:

Granica płynności - Granica plastyczności - Granica skurczu

• Gleby bardzo plastyczne (gliny ciężki, iły)

• Gleby średnio plastyczne (gliny średnie i lekkie)

• Gleby mało plastyczne (piaski gliniaste i słabo gliniaste)

• Gleby nie plastyczne (piaski luźne i żwiry)

9. Barwa gleb - pochodzi bądź od substancji koloidalnych otaczających poszczególne ziarenka tworzących powłoki wokół nich, bądź też od barwy samych cząsteczek glebowych.

Barwa jest ściśle związana ze składem oraz fizycznymi i chemicznymi właściwościami utworów glebowych.

Barwy niejednolite

1. Plamiste - na tle barwy przeważającej występują plamy o odmiennej barwie

2. Językowate - odmienne zabarwienie występuje w kształcie pionowych zacieków

3. Smugowate - na tle zasadniczej barwy występują mniej lub bardziej równoległe do powierzchni terenu smugi o innym zabarwieniu

4. Marmurkowe - na tle mniej więcej jednolitej barwy występują jasne smugi wzdłuż szczelin i obumarłych korzeni roślin.

10. Struktura gleby - stan, w którym poszczególne ziarna glebowa są zlepione w agregaty o określonych kształtach i wymiarach.

W glebach strukturalnych wyróżnia się:

• Strukturę naturalną, powstała w wyniku działania procesu glebotwórczego

• Strukturę nabytą, wytworzoną w wyniku uprawy, nawożenia, płodozmianu

Agregaty naturalne:

• Płytkowe (warstwowe)

• Pryzmatyczne (słupkowe, kolumnowe)

• Bryłkowate i orzechowate

• Sferyczne (ziarniste i gruzełkowate)

Powstanie struktury agregatowej zależy od:

• Koloidów organicznych i mineralnych

• Czynników biologicznych

• Czynników fizycznych

Czynniki powodujące niszczenie struktury gleb:

• Mechaniczne,

• Fizykochemiczne,

• Biologiczne.

Układ gleby - cechy zewnętrzne charakteryzujące stopień porowatości i zwięzłości gleb. Ułożenie cząstek i agregatów gleby.

Ze względu na stopień zwięzłości w stanie suchym rozróżniamy następujące rodzaje układów: luźny (cechuje piaski i żwiry, w których poszczególne ziarna glebowe nie SA ze sobą scementowane), pulchny (cechuje poziomy próchniczne gleb wytworzonych z piasków gliniastych mocnych), pulchno-zwięzły, zwięzły, zbity, silnie zbity.

NOWOTWORY GLEBOWE

Pochodzenia chemicznego:

• Nacieki próchnicze

• Nagromadzenie krzemionki

• Wytrącenia łatwo rozpuszczalnych soli

• Wytrącenia węglanu wapnia

• Wytrącenia gipsu

• Wytrącenie żelaziste

Pochodzenia biologicznego

Faza ciekła gleby

• Woda w postaci pary wodnej

• Woda molekularna

• Woda higroskopowa

• Woda błonkowata

• Woda kapilarna

• Woda kapilarna właściwa

• Woda kapilarna przywierająca

• Woda wolna

• Woda infiltracyjna

• Woda gruntowo-glebowa

Postaci wody w glebie

1. Woda w stanie stałym (lód)

2. Woda chemiczna (krystalizacyjna) - część składowa związków zawartych w glebie

3. Woda w postaci pary wodnej - wchodzi w skład powietrza glebowego, zajmującego pory glebowa niewypełnione wodą

4. Woda związana z cząstkami glebowymi siłami molekularnymi (woda higroskopowa i błonkowata)

5. Woda kapilarna

Siła ssąca gleby (potencjał wody glebowej)

6. Woda grawitacyjna

7. Woda gruntowa

Pojemność wodna gleb - zdolność do zatrzymywania określonych ilości wody.

1. p.w. maksymalna (pełna) - stan całkowitego nasycenia gleby wodą, stan, w którym przestwory glebowa, kapilarne i niekapilarne wypełnione są wodą

2. p.w. (wilgotność) aktualna - jest to zawartość różnych postaci wody (stan uwilgotnienia) w danej chwili

3. p.w. kapilarna - stan, w którym przestwory kapilarne wypełnione są wody

4. p.w. polowa - taka ilość wody, jaką gleba jest w stanie utrzymać siłami kapilarnymi, poza zasięgiem wznoszenie kapilarnego.

5. p.w. higroskopowa
   

Podział gleb wg. Kategorii stosunków wodnych

1. Gleby o właściwym uwilgotnieniu (optymalnym)

• Gleby okresowo nadmiernie uwilgotnione

2. Gleby okresowo podmokłe

3. Gleby trwałe podmokłe

4. Gleby okresowo nadmiernie suche

5. Gleby trwale zbyt suche

Zapewnienie wody roślinom wyższym i pozostałym organizmom glebowym zależy od:

• Warunków klimatycznych

• Zdolności retencyjnych gleby

• Występowania wody gruntowej

• Spływy, nawadnianie

• Działalność człowieka

Podział koloidów glebowych

ZNAK:

• Ujemnie naładowane - próchnica SiO₂, związki Mn

• Dodatnio naładowane - Fe(OH)₃, Ca₃(PO₄)₂, białka glebowe

SKŁAD CHEMICZNY:

• Nieorganiczne

• Organiczne

STOPIEŃ UWODNIENIA:

• Hydrofilowe - SiO₂, próchnica, minerały ilaste

• Hydrofobowe - Fe₂(OH)₃, Al(OH)₃, CaCO₃

WŁAŚCIWOŚCI KWASWE, ZASADOWE:

• Acidoidy - słabe kwasy

• Bazoidy - słabe zasady

• Soloidy - obojętne

KOLOIDY MINERLANE:

• Glinokrzemianowe (klimat umiarkowany)

• Uwodnione tlenki Al, Fe (klimat zwrotnikowy)

Frakcja ilasta każdej gleby jest mieszanina różnych koloidów. Zależy ona od:

• Skały macierzystej

• Warunków klimatycznych

W glebie klimatu umiarkowanego poza koloidami glinokrzemianowymi występują uwodnione tlenki Fe i Al, które dominują w glebie klimatu tropikalnego.

Pojemność sorpcyjna - mniejsza niż minerałów glinokrzemianowych, mniejsza lepkość, plastyczność.

Koloidy mineralne glinokrzemianowe:

• Grupa kaolinitu (kandyty) - kaolinit, hydrohaloizyt, dickit

• Grupa hydromik - illit i hydromuskowit

• grupa montmorilonitu (smektyty) - montmorillonit i beidellit

• grupa wermikulitu - wermikulit

• allofany - formy bezpostaciowe

Części koloidalne minerałów ilastych - ładunek ujemny.

MINERAŁY ILASTE

Uwodnione glinokrzemiany Al, Fe, należące do krzemianów warstwowych budowy płytkowej, duże rozdrobnienie - olbrzymia powierzchnia właściwa. Krzemiany warstwowe zbudowane są z kolejno zmieniających się warstw tetraedrów i oktaedrów tworzących pakiety. W zależności od wzajemnego układu warstw oktaedrów i tetraedrów wyróżnia się krzemiany:

• Dwuwarstwowe, o typie budowy 1:1, gdzie warstwa oktaedrów jest trwale i jednostronnie połączona z warstwą tetraedrów.

• Trójwarstwowe, o typie budowy 2:1, gdzie warstwa ośmiościanów zamknięta jest między dwoma warstwami tetraedrów, zwróconych do siebie powierzchniami aktywnymi.

Grupa kaolinitu:

• Poszczególne pakiety związane są trwale wiązaniami wodorowymi (wodór grup OH oktaedrów). Wiązania te są na tyle silne, że nie dopuszczają do zwiększania przestrzeni międzypakietowych i uniemożliwiają wchodzenie wody i dodatkowych kationów. Zdolności sorpcyjne są ograniczone tylko do ich powierzchni zewnętrznych.

Grupa montmorylonitu

Minerały ilaste powstają głównie w wyniku wietrzenia chemicznego innych glinokrzemianów, mogą także krystalizować z roztworu.

Najważniejszymi przedstawicielami minerałów ilastych są:

• Kaolinit

• Illit

• Montmorillonit

• Wermikulit

Grupa minerałów ilastych wyróżnia się zespołem charakterystycznych cech, do których należą:

• Powierzchnia właściwa - cząstki ilaste ze względu na ich drobne wymiary posiadają dużą powierzchnię zewnętrzną. Nie stanowi ona ich całkowitej powierzchni właściwej, na którą składa się dodatkowo powierzchnia wewnętrzna, czyli międzypakietowa.

Ogromna powierzchnia właściwa minerałów ilastych jest, więc wynikiem zarówno dużego rozdrobnienia materiału, jak i pakietowej struktury cząstek.

• Elektroujemne ładunki - cząstki ilaste posiadają zazwyczaj ładunek ujemny. Powoduje on przyciąganie przez powierzchnię minerału ilastego ogromnej ilości kationów. Składniki cząstki koloidalnej stanowią wewnętrzną warstwę jonową. Zewnętrzną warstwę jonową stanowi ogromna ilość dość luźno związanych kationów, które otaczają cząstkę koloidalną i mogą wnikać do jej wnętrza. Oprócz kationów na powierzchni cząstki koloidalnej grupuje się też duża ilość cząsteczek wody (część tej wody wiązana jest przez zabsorbowane kationy, poza tym wszystkie minerały ilaste wiążą duże ilości wody w przestrzeniach miedzypakietowych).

• Właściwości fizyczne - w zależności od uwilgotnienia minerały ilaste wykazują odmienne właściwości. W stanie wilgotnym są one plastyczne i maziste, zaś w trakcie suszenia kurczą się, przechodzą w zwięzły i silnie scementowany materiał.

Właściwości te decydują o szeregu właściwości fizycznych gleb, takich jak pęcznienie i kurczliwość, czy plastyczność i lepkość.

Kaolinit najczęściej jest produktem wietrzenia glinokrzemianów w środowisku wilgotnym i w obecności CO₂ (odczyn kwaśny). Kaolinit jest głównym składnikiem glin i iłów, występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.

Illit najczęściej jest produktem wietrzenia glinokrzemianów. Może również powstawać w procesach przemian innych minerałów ilastych. Illit jest składnikiem iłów, występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.

Montmorillonit powstaje w strefie wietrzenia ciemnych skał magmowych diabazów, bazaltów i gabra w warunkach alkalicznych. Jest on głównym składnikiem łów bentonitowych.

Wermikulit jest produktem wietrzenia lub hydrotermalnego rozkładu biotytu.

Alofany - budowa amorficzne. Grupa słabo dotychczas poznana, kombinacja krzemionki i półtoratlenku glinu. Pojemność sorpcyjna jest bardzo duża. Ich charakter zelży od pH.

SUBSTANCJA ORGANICZNA

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.

Substancja organiczna gleby ma różnorodny i złożony skład, występują w niej zarówno mało zmienione szczątki roślinne i zwierzęce, jak również substancje na różnych etapach rozkładu i resyntezy.

Najważniejszym źródłem substancji organicznych w glebach są resztki roślinne.

Gleby naturalne

Gleby uprawne

Substancje organiczne w glebie ulegają:

• Mineralizacji

• Humifikacji

Dwa zasadnicze kierunki przemian substancji organicznej:

• Całkowity rozkład substancji organicznej do prostszych związków mineralnych - proces mineralizacji

• Częściowy rozkład substancji organicznej, a następnie synteza do jakościowych nowych, specyficznych substancji organicznych, zwanych swoistymi związkami próchniczymi (próchnicą właściwą, humusem) - proces humifikacji

Przyjmuje się, że około 75-80% substancji organicznej ulega mineralizacji, reszta - humifikacji.

Kierunki przemian mają charakter złożony -> powstaje wiele produktów pośrednich

W wyniku rozkładu substancji organicznej wyzwalają się bardzo duże ilości energii.

Proces humifikacji jest procesem mało poznanym.

Mineralizacja substancji organicznej przebiega w trzech fazach:

• Faza inicjalna - obejmuje głownie procesy hydrolizy i utleniania, zachodzące bezpośrednio po obumarciu organizmu żywego. Początkowym przemianom ulegają białka i związki aromatyczne, wzajemne połączenia komórek nie zostają zniszczone. Przemiany są widoczne w postaci zmiany barwy.

• Faza mechanicznego rozkładu - następuje rozdrobnienie, częściowe przetworzenie i przemieszanie substancji organicznej z mineralnymi frakcjami gleby, głównie przez mezo- i makrofaunę glebową.

• Faza mikrobiologicznego rozkładu - zachodzą rozliczne przemiany substancji organicznej przez mikroorganizmy glebowe, w tym głównie bakterie i grzyby. Część składników przechodzi do roztworu i kompleksu sorpcyjnego gleby, a część jest przyswajana przez mikroorganizmy glebowe, które po pewnym czasie obumierają i podlegają podobnemu rozkładowi (sorpcja biologiczna).

BUTWIENIE - proces mineralizacji zachodzący w warunkach aerobowych o charakterze egzotermicznym, warunki tlenowe, pełny rozkład, produkty: CO₂, H₂O, jony SO₄^2-, PO₄^3-, NO^3- itd. Jest procesem korzystnym - większość jego produktów stanowi łatwo przyswajalne składniki pokarmowe roślin.

GNICIE - proces anaerobowy, brak tlenu może być spowodowany nie tylko dużą zwięzłością lub nadmiernym uwilgotnieniem gleby, ale również intensywnym rozwojem mikroorganizmów aerobowych, produktami gnicia są głównie zredukowane, proste związki mineralne, jak: NH₄⁺, CH₄, H₂S, a także indol, skatol oraz produkty pełnego utlenienia (CO₂, H₂O). Jest niekorzystną formą mineralizacji, z powodu szkodliwego oddziaływania na rośliny niektórych jego produktów.

Podział substancji organicznych:

• Swoiste substancje próchniczne - stanowią 85-90% ogólnej zawartości substancji organicznej

• Nieswoiste substancje próchniczne - stanowią 10-15% ogólnej zawartości substancji organicznej

Swoiste substancje próchniczne (zwane także próchnicą właściwą lub humusem) tworzą się także w procesie częściowego rozkładu substancji organicznych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego oraz wtórnej syntezy produktów tego rozkładu do nowych jakościowo substancji.

Nie można mówić o pojedynczym, konkretnym związku humusowym, wydziela się ich dużo podzielonych na frakcje.

Wyróżnia się następujące grupy i podgrupy swoistych związków próchnicznych:

• Kwasy fulwowe

• Kwasy krenowe

• Kwasy apokrenowe

• Kwasy huminowe

• Kwasy hymatomelanowe

• Kwasy huminowe brunatne

• Kwasy huminowe szare

• Huminy

Do najważniejszych związków próchniczych należą kwasy fulwowe i huminowe.

Głównymi kryteriami wydzielania poszczególnych grup i podgrup:

• Rozpuszczalność w różnych ekstraktorach

• Strącanie się w kwasach

• Barwa

Frakcje swoistych związków próchnicznych - właściwości substancji próchniczej

TABELKA

Frakcja	H2O	Alkohol	Ług (NaOH)	Kwas nieorganiczny (HCl)	Barwa	Zawartość Corg [%]
Fulwokwasy	+	+	+	Nie strącają się	Żółtawa	55
Kwasy huminowe	-	-	+	Strącają się	Czarna lub brunatna	58
Kwasy hymatomelanowe	-	+	+	Strącają się	Brunatna	62%
Huminy	-	-	-	-	Czarna	50-60%

Butwienie - produkty: woda, dwutlenek węgla, amoniak oraz jony fosforanowe, azotanowe i siarczanowe. Proces rozkładu roślinnej materii organicznej prowadzony w obecności tlenu przez mikroorganizmy, głównie bakterie. Butwienie zachodzi głównie w glebach leśnych.

Kwasy fulwowe

• Jasnożółte kwasy krenowe i żółtobrunatne kwasy apokrenowe, które są uważane za utlenialną formę pierwszych

• Substancje łatwo rozpuszczalne we wszystkich stosowanych do ekstrakcji związków humusowych rozpuszczalnikach

• Wykazują dużą heterogoniczność, mają prostszą od pozostałych związków humusowych monomeryczną budowę (niekiedy są polimerami)

• Posiadają silnie kwaśny charakter (są w glebie bardzo ruchliwe i wywierają duży wpływ na proces jej tworzenia się i rozwoju)

• 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.

Skład chemiczny:

C - 46%

O - 48%

H - 4%

N - 2%

• Barwa żółta, łatwo rozpuszczalne w wodzie

• Prosta budowa, mały ciężar cząsteczkowy, bardziej utlenione

• Biorą czynny udział w procesie zakwaszania i bielicowania gleb

• Połączenia próchniczno-mineralne

Heteropolarne kwasy próchnicze - wiązania jonowe z kationami zasadowymi

Dużym udziałem kwasów fulwowych charakteryzuje się próchnica gleb bielicowych (do 70%) i brunatnych kwaśnych.

Kwasy huminowe

• Wykazują dużą różnorodność, posiadają bardziej złożoną budowę niż kwasy fulwowe, są to substancje koloidalne, składające się z polimerów, które z kolei są zbudowane z monomerów w skład których wchodzą:

• Jądro aromatyczne

• Mostek łańcuchowy

• Grupy funkcyjne: karboksylowa, hydroksylowa, metoksylowa, aminowa i in.

• Wykazują duże zdolności sorpcyjne, charakteryzują się wysoką chłonnością w stosunku do wody. Kwasy huminowe wyodrębnia się z gleby poprzez ekstrakcję roztworem NaOH, a następnie wytrąceniem kwasami.

• Kwasy huminowe mogą tworzyć z wielowartościowymi kationami związki wewnątrzkompleksowe, tzw. chelaty.

W glebach bielicowych są bardziej hydrofilne niż w czarnoziemach, wykazują większą rychliwość w profilu glebowym.

Skład chemiczny:

C - 54%

O - 37%

H - 5%

N - 4%

• Zmienny, zależy od warunków ekologicznych

• Barwa - szaroczarna - brunatna

• Pojemność sorpcyjna - 350-700 m.e./100g, duży ciężar cząsteczkowy

Duże znaczenie strukturotwórcze - czarnoziemy, czarne ziemie, rędziny, mady, gleby brunatne właściwe.

Huminy

• Składają się ze stosunkowo mało zmienionej oraz częściowej tylko zhumifikowanej, trudno rozkładalnej, pierwotnej substancji organicznej

• Należą do najmniej zbadanych swoistych związków próchnicznych

• Są nieaktywne i nie biorą bezpośredniego udziału w procesach glebowych

• Nie rozpuszczają się w roztworach alkalicznych i alkoholu

• Mogę tworzyć kompleksy organiczno-mineralne (huminowo-iłowe) odgrywające dużą rolę strukturotwórczą

PRÓCHNICA - złożona, dość twarda mieszanina brunatnych lub ciemnobrunatnych amorficznych kompleksów koloidów mineralno-organicznych powstałych w procesie humifikacji.

Charakter próchnicy - w różnych warunkach ekologicznych

Próchnica - gleby uprawne, łąki, torfy, lasy

Każdy typ gleby ma swoistą próchnicę.

Zawartość próchnicy w glebie zależy od:

Składu granulometrycznego, mineralnego, chemicznego, odczynu gleby, właściwości fizycznych, biologicznych, przede wszystkim stosunków powietrzno-wodnych.

Gleby nadmiernie przepuszczalne i przewiewne - szybka mineralizacja, zwolnienie humifikacji

Gleby nadmiernie wilgotne, słabo przewiewne - powstanie torfu.

WŁAŚCIWOŚCI PRÓCHNICY

• Substancja koloidalna - budowa amorficzna

• Większa powierzchnia właściwa i pojemność sorpcyjna niż minerały ilaste

150-300 m.e./100g

• Większa higroskopowość w atmosferze nasyconej parą wodną 80-90%, minerały ilaste 15-20% w stosunku wagi

• Mała plastyczność, przyczepność

• Nadaje glebie ciemne zabarwienie, brak ścisłej zależności między zabarwieniem a ilością próchnicy

• Cząsteczki próchnicy zbudowane z:

C, H, O, N, S, P

Mają ładunek ujemny.

Zawartość próchnicy w glebach Polski

Mineralne gleby Polski zależą do gleb mało próchnicznych, zawartość w nich substancji organicznej kształtuje się w przedziale 0,6-6%.

Poziom zawartości próchnicy w glebie należy od jej cech dość stabilnych i zależy przede wszystkim od rodzaju skały macierzystej, z której gleba powstała, głębokości zalegania wody gruntowej, klimatu, rodzaju użytkowania oraz ukształtowania terenu.

Gleby bielicowe, płowe, rdzawe wytworzone z piasków - 0,6-1,8%

Gleby płowe, brunatne wytworzone z glin zwałowych, utworów pyłowych, lessów - 1,0-2,5%

Czarnoziemy ~ 4,0%

Rędziny próchnicze i mady ~ 6,0%

Regulowanie zawartości próchnicy

• Stosowanie nawozów organicznych, jak obornik, kompost, nawozy zielone itp.

• Stosowanie odpowiednich płodozmianów, ze znaczącym udziałem roślin motylkowych

• Zabiegi optymalizujące stosunki wodno-powietrzne w glebie

• Racjonalne nawożenie mineralne i wapnowanie gleb kwaśnych

Znaczenie próchnicy glebowej:

• Należy do głównych wskaźników żyzności gleby, oddziałuje korzystnie na wszystkie właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne

• Wpływa korzystnie na tworzenie się wodoodpornej struktury gleby, dzięki czemu ulegają poprawie stosunki wodno-powietrzne (kwasy huminowe, także huminy, tworzą się humiany wapnia i żelaza sklejające cząstki glebowe)

• Zwiększa retencję wodną gleby, może zatrzymać od 3 do 5 razy więcej wody w stosunku do swojej wagi, ma to szczególne znaczenie dla gleb piaszczystych

• Ciemne zabarwienie próchnicy sprzyja pochłanianiu promieni słonecznych i ogrzewaniu gleby

• Próchnica wydatnie zwiększa zdolności sorpcyjne i zasobność gleb organiczna część kompleksu sorpcyjnego może zatrzymać, w sposób wymienny, 4-12 razy więcej kationów niż taka sama ilość koloidów mineralnych

• Próchnica wysycona kationami H⁺ przyczynia się do zwiększenia przyswajalności: Ca, Mg, K

• 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, magazynowanie: N, P, S Ca, Mg, K, mikroelementów.

• Wpływ aktywnych związków próchnicznych na procesy zachodzące w roślinach wyższych, np.: na proces oddychania, fotosyntezy, i in., witaminy, hormony

• Sprzyja silnemu namnażaniu się organizmów saprofitycznych, będących często antagonistami dla fitopatogenów

• Próchnica, w tym szczególne związki humusowe, osłabia negatywne dla roślin skutki zanieczyszczenia przemysłowego oraz nadmiernej chemizacji w rolnictwie - duża odporność na chemiczną degradację.

MARKO I MIKROELEMTNY W GLEBIE

SKORUPA ZIEMSKA - składa się z 29 pierwiastków. 89% Skorupy ziemskiej składa się z 8 pierwiastków: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg (75% - O, Si)

Rozmieszczenie pierwiastków w skorupie ziemskiej jest nierównomierne.

Zawartość jest różna i zależy od:

• Składu mineralnego,

• Składu granulometrycznego,

• Zawartości próchnicy.

Ponadto zależy od:

• Typ, rodzaj, gatunek gleby,

• Przebieg reakcji mikrobiologicznych i wymiennych

• Rodzaju roślin, fauny

• Jednostronne nawożenie mineralne

• Zanieczyszczenie mineralne

Pierwiastki niezbędne do życia roślin:

• Forma dostępna

• Optymalne stężenie

• Określony stan równowagi

Nadmiar jednego składnika może zakłócić pobieranie innych.

17 pierwiastków jest uznanych za niezbędne do rozwoju roślin:

1. Makropierwiastki pokarmowe pokarmowe pobierana z powietrza i wody - O₂, C, H₂

2. Makropierwiastki pokarmowe pobierane z gleby - N, P, K, Mg, S

3. Mikropierwiastki pokarmowe (mikroelementy, metale ciężkie) pobierane z gleby - Fe, Mn, B, Mo, Zn, Cu, Cl, Co

4. Metale ciężkie, których niezbędności dla roślin nie stwierdzono, a które przy podwyższonych zawartościach mogą być trujące - Cd, Hg, Pb, Se, Sr, Ni, Cr, F i inne

5. Pierwiastki występujące w dużych ilościach, a których niezbędności dla większości gatunków roślin nie została dowiedziona - Si, Al i Na

Dolne/górne stężenie krytyczne - granica poniżej/powyżej której rośliny nie rosną i będące dla nich toksyczne.

Każdy pierwiastek występuje w glebie w bardzo wielu formach (postaciach) - formy te charakteryzują się różną biodostępnością (termin ten obejmuje zarówno przyswajalność danego pierwiastka przez rośliny, jak i drobnoustroje oraz inne organizmy bytujące w glebie).

Formy składników pokarmowych w glebie:

• Formy jonowe obecne w roztworze glebowym

• Formy łatwo rozpuszczalne lub zaadsorbowane wymiennie, które stosunkowo szybko uzupełniają ubytki stężenia jonów w roztworze

• Trudno dostępne formy, które są silnie związane

• Formy bardzo silnie związane

Bardzo istotne jest to, w jakich proporcjach ilościowych występują formy pierwiastków o różnej dostępności. W odniesieniu do poszczególnych pierwiastków i rodzajów gleb konkretne obliczenia mogą dać bardzo różne wyniki.

Ilościowe proporcje między formami pierwiastków o różnych dostępności dla roślin.

Jako ogólną regułę (niepozbawioną wyjątków) można przyjąć, że:

• Najmniejsza część pierwiastka przypada na formy aktywne w roztworze glebowym

• Większą pulę stanowią formy określane, jako ruchome

• Największa część występuje w formach zapasowych, których uwalnianie zachodzi bardzo powoli

N - AZOT

• Składnik każdej żywej komórki

• Przyczynia się do wzrostu części wegetatywnych

• Nadaje liściom kolor intensywnie zielony

Zawartość azotu w glebach zależy od zawartości próchnicy.

Najbogatsze w azot są:

• Czarnoziemy

• Czarne ziemie

• Mady próchniczne

• Rędziny próchnicze

W poziomach próchnicznych ~ 0,5%

Najmniejsze ilości: gleby wytworzone z piasków luźnych, piasków słabo gliniastych, gleby trwale suche, o niskiej zawartości próchnicy - gleby bielicowe i rdzawe - zwartość ~ 0,05% - 0,09%

Źródło azotu w glebach:

• Resztki pożniwne, nawozy zielone, nawozy organiczne

• Nawozy mineralne, sole amonowe, azotany

• Pochodzący z opadów

• Azot wiązany przez drobnoustroje

Azot ogółem w glebach:

• Azot organiczny - 90-97%

• 2/3 jako azot aminowy, aminocukrów i amidów

• 1/3 jako azot kwasów nukleinowych i substancji huminowych

• Azot mineralny - 3-10%

P - FOSFOR

Składnik każdej żywej komórki. Wchodzi w skład: nukleoproteidów, fosfatydów, fityn, enzymów.

Odgrywa ważną rolę w przemianie energii.

Korzystnie wpływa na: kwitnienie, owocowanie, powstawanie nasion, dojrzewanie roślin.

Związki fosforu - nierozpuszczalne połączenia z Ca, Fe, Al.

Najbogatsze w fosfor są czarnoziemy - występowanie w związkach organicznych, nieorganicznych.

Związki fosforu nieorganiczne:

Związki fosforu organiczne - głównie próchnica.

Przyswajalność zależy od:

• pH gleby

• obecności rozpuszczalnych związków Al, Fe, Mn, Ca

• ilości i stopnia rozkładu materii organicznej

Zawartość fosforu w glebach zależy od:

• Skały macierzystej

• Zawartości próchnicy

Większość P w glebie jest niedostępna.

K - POTAS

Niezbędny dla wytwarzania chlorofilu i skrobi, przemian cukrów.

Najbardziej ubogie: wytworzone z piasków luźnych, piasków gliniastych, gleby bielicowe i rdzawe

Najbardziej zasobne: czarnoziemy, mady próchnicze, rędziny próchnicze, różne typy wytworzone z glin ciężkich, iłów.

OGÓLNA ZAWARTOŚĆ K - 0.2~4%

Zawartość potasu rośnie wraz ze wzrostem zawartości części spławialnych.

K w glebie:

• 90-98% w minerałach glinokrzemianowych, skalenie miki, illit - odporne na wietrzenie.

• Związki organiczne

K_dostępny = K_wymienny + K_{w roztworach glebowych} - 1-2% ogólnej zawartości K

Ca - WAPŃ

Reguluje lepkość i dyspersję protoplazmy w żywych komórkach, odpowiedzialny za wszystkie przemiany biochemiczne.

Najczęściej w glebach CaCO₃, CA²⁺ wym.

Ca - wpływa na neutralizację kwaśnego odczynu, powstawania struktury gruzełkowatej.

Najmniej Ca zawierają gleby bielicowe i rdzawe

Najwięcej Ca - rędziny.

Ca:

• Minerały: kalcyt, apatyt, dolomit, gips, pirokseny, amfibole itp.

• Kation Ca²⁺ - zabsorbowany

• Sole rozpuszczalne - Ca(NO₃)₂, CaCl₂, związki organiczne - próchnica

Mg - MAGNEZ

Chlorofil.

Mg:

• Gleby - minerały: dolomit, oliwiny, minerały ilaste

• Kation Mg²⁺ ­­- związki organiczne

S - SIARKA

Siarka wchodzi w skład białek.

Gleby - minerały: piryt, gips, anhydryt.

0.01-0.15% - Ogólnej zawartości w glebach mineralnych w poziomach próchnicznych

70-90% - związki organiczne

Odczyn gleby - stosunek jonów wodorowych H⁺ do jonów wodorotlenowych OH^-.

[H⁺]/[OH^-]

• > 1 - odczyn kwaśny

• < 1 - odczyn zasadowy

• = 1 - odczyn obojętny

H₂O = H⁺ + OH^-

W wodzie destylowanej

Na podstawie przewodnictwa elektrycznego ustalono, że

[H⁺]*[OH^-] = 10^-14

Stąd wynika, że [H⁺] = [OH^-] = 10^-7

- log [H⁺] = - log [OH^-] = 7

pH = - log [H⁺]

Przy oznaczaniu odczynu środowiska używamy symbolu pH

• W środowisku obojętnym pH wynosi 7.0

• W środowisku kwaśnym pH < 7.0

• W środowisku zasadowym pH > 7.0

Na podstawie pH w 1M KCl

Określa się stopień zakwaszenia gleb:

Gleby silnie kwaśne < 4.5

Gleby kwaśne 4.6 - 5.5

Gleby lekko kwaśne 5.6 - 6.5

Gleby obojętne 6.6 - 7.2

Gleby zasadowe > 7.2

W Polsce przeważają gleby o odczynie kwaśnym.

Gleby kwaśne i bardzo kwaśne - 50% powierzchni kraju, gleby słabo kwaśne - 30%

Gleby obojętne i zasadowe - 20%

Gleby silnie kwaśne:

• Bielice

• Bielicowe leśne i uprawne

• Torfowe torfowisk wysokich

• Glejowo-murszowe

Gleby kwaśne:

• Bielicowe

• Rdzawe

• Brunatne kwaśne

• Płowe

• Torfowe torfowisk niskich

• Glejowe

• Pseudoglejowe

Gleby słabo kwaśne:

• Czarnoziemy leśno-stepowe

• Czarnoziemy leśno-łąkowe

• Brunatne właściwe i wyługowane

• Płowe

• Torfowe torfowisk dolinowych

• Deluwialne

Gleby obojętne:

• Czarnoziemy leśno-stepowe

• Czarnoziemy leśno-łąkowe

• Szaro-brunatne

• Mady

• Brunatne właściwe

• Mułowo-gytiowe

• Deluwialne

Gleby zasadowe:

• Rędziny

• Słone

Kwasowość - taki stan roztworów glebowych, w którym stężenie [H⁺] > stężenie [OH^-]

Ogólna kwasowość gleby - na całkowitą kwasowość gleby składają się jony H⁺ występujące w roztworze glebowym oraz jony H⁺ i Al³⁺ w kompleksie sorpcyjnym.

• Czynna (aktywna) - wolne jony H⁺ występujące w roztworze glebowym - H₂O dest.

• Potencjalna - jony H⁺ i Al³⁺ zaabsorbowane w kompleksie sorpcyjnym

• Wymienna - jony H⁺ i Al³⁺ luźno związane z kompleksem sorpcyjnym

• Hydrolityczna - jony H⁺ i Al³⁺ silnie związane z kompleksem sorpcyjnym

Kwasowość hydrolityczna ogólna jest sumą kwasowości czynnej i potencjalnej. Obejmuje ona wszystkie jony wodorowe oraz glinowe występujące w glebie, przechodzące do roztworu soli hydrolizujących zasadowo.

Kwasowość wymienna - jony H⁺ i Al³⁺ przechodzą do roztworu pod wpływem soli, uwzględniona zostaje tylko część zatrzymanych w kompleksie sorpcyjnym H⁺ i Al³⁺

Odzwierciedleniem kwasowości czynnej i wymiennej łącznie jest pH w KCl.

Kwasowość hydrolityczna (Hh) - ekstrakcja - sole ulegające hydrolizie, dające odczyn zasadowy.

Ilość wydzielonego kwasu jest miarą Hh [cmol(+)/kg gleby lub mmol(+)/100g gleby]

Cel oznaczania kwasowości

• Pozwala ocenić potrzeby wapnowania gleby

• Na podstawie kwasowości czynnej i wymiennej można określić tylko orientacyjne potrzeby wapnowania gleby, oznaczenie kwasowości hydrolitycznej ogólnej pozwala a obliczenie dawki CaO lub CaCO₃

• Pozwala doprowadzić glebę do odczynu obojętnego lub alkalicznego, co ma podstawowe znaczenie w działaniach mających na celu ochronę i rekultywację gleb

ZASOLENIE GLEB

Zasolenie gleb = zawartość w glebach soli rozpuszczalnych w glebie

Zasolenie gleb określa stopień wysycenia roztworu glebowego składnikami mineralnymi, z których najważniejszą rolę odgrywają kationy sodu, potasu, wapnia, magnezu oraz aniony chlorkowe, amonowe, siarczanowe fosforanowe, dwuwęglanowe i azotanowe.

Wyznaczenie stopnia zasolenia - pomiar przewodności elektrolitycznej właściwej roztworu wodnego gruntu w stosunku gleba:woda (1:5)

χ - przewodność elektrolityczna właściwa [µS/cm]

Przewodność elektrolityczna właściwa czystej wody, wynikająca z jej dysocjacji na jony H⁺ i jony OH^- wynosi około 0.05 µS/cm.

Świeża woda destylowana ma x= 0.5~2.0 µS/cm

Po przechowywaniu jej w ciągu kilku dni przewodność wzrasta do 2~4 µS/cm wskutek pochłaniania CO₂ i NH₃ z powietrza.

Przewodność wód naturalnych wynosi 50~500 µS/cm, a wód mineralizowanych 500~1000 µS/cm.

Sorpcja - zdolność do zatrzymywania (sorbowania) różnych składników:

• Woda

• Pary

• Gazy

• Drobne cząstki stałe

• Molekuły

• Jony

• Mikroorganizmy

Rodzaje sorpcji:

• Wymienna jonów (kationów i anionów)

• Chemiczna

• Biologiczna

• Fizyczna

• Mechaniczna

Sorpcja wymienna kationów

Większość cząstek koloidalnych gleby charakteryzuje się zdolnością zatrzymywania (adsorbowania) na swojej powierzchni kationów dzięki posiadanym ujemny ładunkom elektrycznym.

Wszystkie cząstki fazy stałej gleby posiadające taką zdolność tworzą tzw. Kompleks sorpcyjny.

O właściwościach sorpcyjnych (chłonnych) decyduje silnie rozdrobniona frakcja koloidowa, nazywana glebowym kompleksem sorpcyjnym.

Na kompleks sorpcji kationów składają się głównie koloidy glebowe:

• Minerały ilaste, zwłaszcza z grupy smektytu (dawniej montmorylonitu), illitu i kaolinitu

• Swoiste związki próchniczne

• Związki kompleksowe ilasto-próchniczne

• Krystaliczne, uwodnione tlenki żelaza i glinu (w odczynie zasadowym)

Ujemne ładunki elektryczne na powierzchni koloidów glebowych powstają w 2 procesach:

1. Izomorficzne podstawianie jonów w warstwach strukturalnych minerałów ilastych - Si⁴⁺ przez Al³⁺ w warstwach czworościanów krzemowych i jonów Al³⁺ przez Mg²⁺ lub Fe²⁺ w warstwach ośmiościanów glinowych - na powierzchni koloidu powstaje nadmiar ładunków ujemnych - ładunki stałe (trwałe) - ich ilość nie zależy od pH.

2. Dysocjacja protonów wodorowych z grup ­-OH znajdujących się na krawędziach minerałów glebowych lub poc­hodzących z grup funkcyjnych (karboksylowa, fenolowa, aminowa) związków próchnicznych - w odczynie kwaśnym H nie dysocjuje, a ilość tworzących się ładunków zwiększa się wraz ze wzrostem pH i powierzchni właściwej gleby - ładunki nietrwałe.

BUDOWA MICELI

Pojedyncza cząstka koloidalna gleby wraz z zaadsorbowanymi w sposób wymienny jonami nosi nazwę miceli.

Ujemne ładunki powierzchniowe cząstki koloidalnej są równoważne przez ładunki dodatnie kationów przyciąganych siłami elektrostatycznymi z roztworu glebowego.

W warstwie zaadsorbowanych kationów:

1. Podwarstwa kompensacyjna (warstwa Sterna) - zdehydratyzowane kationy związane dużymi siłami elektrostatycznymi z ujemnie naładowaną powierzchnią koloidu, kationy w minimalnym stopniu podlegają oddziaływaniu sił kinetycznych.

2. Podwarstwa dyfuzyjna (Guya-Chapmana) - kationy związane są słabszymi siłami elektrostatycznymi, podlegają oddziaływaniu sił kinetycznych. Warstwa ta uczestniczy w procesie wymiany z roztworem glebowym.

Wymiana kationów

Fizykochemiczna sorpcja kationów polega na ich zatrzymywaniu przez koloidy glebowe w sposób umożliwiający ich wymianę pomiędzy warstwą dyfuzyjną miceli a roztworem glebowym.

Wymiana ta niekiedy może zachodzić także bezpośrednio pomiędzy micelami a włośnikami korzeni roślin (wymiana kontaktowa), jednak w każdym przypadku odbywa się w ilościach chemicznie równoważnych.

ENERGIA WEJŚCIA DO KOMPLEKSU

Siła i wybiórczość sorpcji kationów, zwana energią wejścia do kompleksu, wzrasta wraz z ich wartościowością (wyjątek stanowi H⁺) i zmniejszeniem się średnicy kationu w stanie uwodnionym.

Uszeregowanie kationów ze względu na ich energię wejścia do kompleksu sorpcyjnego gleb:

Li⁺ < Na⁺ < NH₄⁺ = K⁺ < Ca²⁺ < Al³⁺ < Fe³⁺ < H⁺

W zależności od rodzaju sorbentu (koloidu) w powyższym szeregu występują pewne różnice np.:

Montmorylonit Ca²⁺ > Mg²⁺ > H⁺ > K⁺ > Na⁺

Kaolinit Ca²⁺ > Mg²⁺ > K⁺ > H⁺ > Na⁺

Illit H⁺ > K⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺ > Na⁺

Próchnica H⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺ > K⁺ > Na⁺

ENERGIA WYJŚCIA Z KOMPLEKSU

Przyjmuje się jako regułę, że energia wyjścia z kompleksu (desorpcji) jest odwrotnością energii wejścia do niego.

Kation łatwiej wychwytywany z roztworu glebowego i zatrzymywany na powierzchni koloidu trudniej przeprowadzić do roztworu glebowego.

Pomiędzy ilością kationów zatrzymanych w kompleksie sorpcyjnym a ich ilością w roztworze glebowym ustala się stan dynamicznej równowagi, zatem jeżeli roztwór glebowy zostanie wzbogacony w jakiś kation, np.: Ca, to określona jego ilość wejdzie do kompleksu sorpcyjnego gleby „wybijając” równocześnie do roztworu glebowego równoważną chemicznie ilość innych kationów.

Proces wymiany pomiędzy micelą a roztworem glebowym przebiega szybko i na ogół trwa kilka minut i zależy głównie od rodzaju sorbentu i temperatury.

W wapnowanych glebach kwaśnych ustalenie się równowagi może trwać nawet kilka dni.

Pojemność sorpcji wymiennej kationów

Pojemność sorpcyjna gleby (T)

Całkowita ilość kationów wymiennych (łącznie z jonami wodorowymi), która jest w stanie zaadsorbować 1 kg (lub 100g) gleby. Wyraża się ją w cmol(+)/kg lub mmol(+)/100g.

Zatrzymywane w kompleksie sorpcyjnym kationy mogą mieć charakter:

• Zasadowy - głównie Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, NH₄⁺ (S)

• Kwaśny - głownie H⁺ i Al³⁺ (H_h)

T = S + H_h

Zależy, w największym stopniu, od:

• Ilości i właściwości koloidów glebowych

• Składu granulometrycznego

• Zawartości i jakości próchnicy

• Odczynu

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.

Pojemność sorpcji wymiennej mineralnych i organicznych koloidów glebowych

KOLOID:

• Organiczny (T ~ 200 cmol(+)/kg, ładunek zmienny 90%, ładunek stały 10%)

• Wermikulit (T ~ 150 cmol(+)/kg, ładunek zmienny 5%, ładunek stały 95%)

• Montmorylonit (T ~ 100 cmol(+)/kg, ładunek zmienny 5%, ładunek stały 95%)

• Illit (T ~ 30 cmol(+)/kg, ładunek zmienny 20%, ładunek stały 80%)

• Kaolinit (T ~ 8 cmol(+)/kg, ładunek zmienny 90%, ładunek stały 5%)

Stopień wysycenia gleby wymiennymi kationami o charakterze zasadowym

Procentowy udział zawartości kationów zasadowych (S) w całkowitej pojemności sorpcyjnej (T) określony jako stopień wysycenia gleby kationami o charakterze zasadowym

V = (S/T) * 100%

Metodą rachunku regresji ustalono że wartość T wzrasta o:

• 0,3-0,6 cmol(+)/kg gleby na 1% zawartości mineralnych cząstek koloidalnych

• 1,1-1,3 cmol(+)/kg gleby na 1% zawartości próchnicy

• 0,6-2,4 cmol(+)/kg gleby na jednostkę pH

Gleby sorpcyjnie nasycone i nienasycone:

Gleby zawierające w swym kompleksie sorpcyjnym 80-100% kationów o charakterze alkalicznym przyjęto nazywać je sorpcyjnie nasyconymi, w odróżnieniu od gleb sorpcyjnie nienasyconych, w których stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego jest mniejszy.

T = 15-20 cmol(+)/kg gleby

Kationy wymienne:
H⁺ 0-3 cmol(+)/kg gleby

Ca²⁺ 12-17 cmol(+)/kg gleby

Mg²⁺ 2-3 cmol(+)/kg gleby

K⁺ 0,5-1 cmol(+)/kg gleby

Na⁺ 0,5 cmol(+)/kg gleby

V = 80-100%

Dzięki właściwościom sorpcyjnym gleby możliwe jest:

• Regulacja odczynu gleby

• Magazynowanie dostarczonych w nawozach składników pokarmowych roślin

• Neutralizacja szkodliwych dla organizmów żywych substancji, które dostają się do gleby

Rodzaje sorpcji w glebie:

• Wymiana jonowa (wymienna) - jon z roztworu wymienia (zastępuje) jon z powierzchni lub struktury ciała stałego

• Sorpcja chemiczna - powstawanie na powierzchni gleb trwałych wiązań chemicznych między sorbentem a sorbantem

• Sorpcja fizyczna - zagęszczenie na powierzchni cząstek gleby molekuł innych ciał w skutek działania sił van der Waalsa

• Sorpcja biologiczna - pobieranie i zatrzymywanie jonów z roztworów przez organizm żywe

W gleboznawstwie wyróżnia się 5 rodzajów sorpcji:

• Mechaniczna - polega na mechanicznym zatrzymywaniu drobnych zawiesin, drobnoustrojów w kapilarnych przestworach (porach) glebowych. Cząstki zawieszone w roztworach przemieszczają się w głąb w kapilarach pod wpływem siły ciężkości. Są zatrzymywane jeżeli ich średnice są większe.

Sorpcja mechaniczna zależy od: składu granulometrycznego i struktury.

• Fizyczna - zdolność fazy stałej gleby do zatrzymywania cząstek gazów, par oraz cieczy nieulegających dysocjacji (obojętnych elektrycznie).

Zatrzymywanie to zachodzi dzięki oddziaływaniu sił napięcia powierzchniowego na granicy 2 faz, sorbowana substancja nie jest wiązana chemicznie lecz siłami molekularnymi występującymi na powierzchni cząstek glebowych. Wielkość sorpcji zależy od wielkości energii powierzchniowej Ep (wzrasta wraz z napięciem powierzchniowym oaz stopniem rozdrobnienia). Zależy od: składu granulometrycznego, rodzaju par i gazów, ciśnienia, temperatury, wilgotności.

• Wymienna - wymiana jonów między kompleksem sorpcyjnym a roztworem glebowym.

Zależy od odczynu gleby, właściwości elektrokinetycznych koloidów glebowych, stopnie uwodnienia jonów, stosunku acidoidów do bazoidów.

Znaczenie - nawożenie mineralne, właściwości gleb.

• Chemiczna - polega na zatrzymywaniu w glebie niektórych składników w postaci nierozpuszczalnych soli; powstawanie nierozpuszczalnych osadów wskutek reakcji między jonami kompleksu sorpcyjnego i roztworu glebowego.

Procesy uwsteczniania superfosfatu wskutek tworzenia zasadowych fosforanów Fe i Al (w środowisku kwaśnym) lub fosforanu trójwapniowego Ca₃(PO₄)₂ w środowisku alkalicznym.

• Biologiczna - polega na wbudowaniu niektórych składników obecnych w glebie w biomasę organizmów żywych np.: roślin lub mikroorganizmów glebowych, gromadzenie różnych składników mineralnych gleby w postaci żywych i obumarłych organizmów. Składniki te mogą zostać ponownie uruchomione po mineralizacji substancji organicznej.

BUFOROWE WŁAŚCIWOŚCI GLEBY

Właściwości buforowe gleby - zdolność gleby do przeciwstawiania się zmianie odczynu i wszelkim zanieczyszczeniom.

Zdolność gleby do przeciwstawienia się nagłym zmianom jej odczynu, np.: w wyniku nawożenia, spowodowana jest jej właściwościami regulującymi lub buforowymi.

Im większą pojemność sorpcyjną wykazują koloidy glebowe, tym większą zdolnością buforową odznacza się gleba.

Właściwości buforowe gleb

Największe zdolności buforowe z koloidów glebowych wykazują:

• Próchnica

• Montmorylonit

• Illit

• Kaolinit

Gleby wytworzone z piasków słabo próchniczne, o niskich właściwościach buforowych, łatwo się zakwaszają po wprowadzeniu nawozów fizjologicznie kwaśnych, natomiast po zastosowaniu wapnowania szybko wracają do stanu pierwotnego.

1. Jeżeli gleba będzie odznaczała się słabą zdolnością buforową np.: gleba piaszczysta, to nawet niewielka dawka nawozu wapniowego może wywołać znaczną zmianę jej odczynu, zatem na glebach lekkich należy stosować małe dawki nawozów wapniowych w formie trudno rozpuszczalnej np.: CaCO₃

2. Gleby o dużej zawartości koloidów, szczególnie organicznych, będą potrzebowały znacznie więcej nawozu wapniowego do zmiany ich pH o tę samą wartość co gleby piaszczyste, w formie intensywnie działającej, np.: CaO.

Zdolność tę gleba zawdzięcza różnym układom glebowym (buforom):

• Węglanowy

• Wymiany jonowej

• Fosforanowy

• Krzemianowy

• Glinowy

• Żelazawy

BUFOR WĘGLANOWY

Działa tylko w tych glebach, które zawierają CaCO₃, utrzymuje pH gleby w przedziale 6,2-8,0.

Słaby kwas węglowy przechodzi w wodorowęglany (łatwo wymywane z gleby)

CaCO₃ + H₂CO₃ -> Ca(HCO₃)₂

Mocny kwas mineralny zachodzi pełna neutralizacja i rozkład węglanów

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:

• Pojemności

• Od ilości i jakości koloidów glebowych

• Odczynu

• Stopnia wysycenia zasadami

Bufor wymiany jonowej funkcjonuje przy pH > 4,2.

Próchnica - oprócz tego, że funkcjonuje, jako składnik kompleksu sorpcji wymiennej kationów, posiada dodatkowe zdolności buforujące polegające na cofaniu się, przy zakwaszaniu środowiska, dysocjacja grup funkcyjnych i w związku z tym następuje wiązanie jonów wodorowych z roztworu glebowego

Bufory glinowe i żelazawe - odgrywają znacznie mniejszą rolę, ze względu na niewielką wydajność, funkcjonują w odczynie silnie kwaśnym pH < 4,2 (poniżej progu aktywności buforu wymiany jonowej).

pH zawiesiny glebowej określa się miareczkując glebę wzrastającymi dawkami 0,1M NaOH i 0,1M HCl oraz wykreślając na tej podstawie krzywe buforowości.

Przyczyny zakwaszania gleb:

• Mała zasobność gleb Polski w składniki o charakterze zasadowym (np.: w wapń czy magnez)

• Wymywanie jonów zasadowych (głównie Ca²⁺ i Mg²⁺) w głąb profilu glebowego przez wody opadowe (w warunkach klimatu umiarkowanego opady przewyższają transpirację i parowanie z powierzchni gleb)

• Mineralizacja glebowej materii organicznej >> tlenki niemetali, np.: NO₃^- czy SO₂^-, z wodą tworzą kwasy

• Wietrzenie minerałów glebowych, w wyniku, czego do środowiska glebowego uwalniane są jony H⁺ i Al³⁺

• Pobieranie kationów zasadowych przez korzenie roślin (Ca, Mg, K, Na) na skutek wynoszenia ich z plonami roślin; w przypadku gdy roślina pobiera N w formie NH⁴⁺, wydziela do środowiska glebowego pewne ilości jonów H⁺

• Działalność życiowa mikroorganizmów glebowych, np.: nitryfikacja NH⁴⁺

Działanie i efektywność wapnowania

Możliwość regulowania odczynu gleby

• Wapno rolnicze węglanowe (CaCO₃) i tlenkowego (CaO) lub kreda jeziorna

• Nawozy wapniowe (kreda posodowa, wapno pokarbidowe, odpady po flotacji siarki i rud innych pierwiastków, popioły ze spalania węgla)

Dla prawidłowego wyliczenia dawki neutralizatora niezbędnej do likwidacji lub zmniejszenia kwaśnego odczynu utworu glebowego musimy znać wartość:

• Wartość jego kwasowość hydrolitycznej

• Wartość gęstości objętościowej

• Miąższość warstwy, która ma być poddana neutralizacji

• Procentową zawartość w nawozie wapniowym czynnika neutralizującego w przeliczeniu na CaCO₃ lub CaO

Potrzebną dawkę czystego składnika nawozowego wyliczamy ze wzoru:

Dawka kg/ha CaCO₃ = (H_h·0,50·m·ρ_v·10⁶)/10³

lub

Dawka kg/ha CaO = (H_h·0,28·m·ρ_v·10⁶)/10³

cmol(+)/kg = 0,01 mol/kg = 10 mmol/kg = mmol/100g

mval/kg = mmol/kg * wartościowość pierwiastka

Ponieważ nawozy wapniowe nie składają się w 100% z CaO lub CaCO₃ należy wyliczyć potrzebną ilość konkretnego nawozu o znanej zawartości „czystego” składnika (CaO lub CaCO₃)

Obniżenie odczynu gleby - dla dobrego rozwoju i planowani roślin kwasolubnych, np.: borówki amerykańskiej.

• Komposty przygotowane z kwaśnego torfu wysokiego

• Mineralne nawozy zakwaszające

Żyzność gleby - współudział we wzroście, rozwoju i planowaniu 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.

Żyzność jest cechą każdej gleby, natomiast skała (grunt „surowy”) nie posiada żyzności - potencjalna żyzność - określenia używa się przy ocenie objętych rekultywacją gruntów terenów bezglebowych (np.: pogórniczych), w aspekcie pełnienia przez nie funkcji skały macierzystej gleby.

W gleboznawstwie wyróżnia się:

• Żyzność naturalną własną

• Żyzność agrotechniczną, która jest zmodyfikowana przez zabiegi uprawowe żyznością naturalną

• Żyzność antropogeniczną, w przypadku której człowiek od początku wpływa na wytworzenie się gleby lub powoduje radykalne zmiany jej właściwości

Liebig sformułował tzw. prawo minimum, które mówi, że o żyzności gleby decyduje czynnik będący w minimum, to znaczy, że żyzność obniża się poziomu właściwości najmniej korzystnej.

Ilustracją tego prawa jest tzw. „beczka Lebiega” - schemat ilustrujący żyzność gleby od poziomu wybranych jej właściwości.

Żyzność gleby w pełni ukształtowanej pozostaje w stanie względnej równowagi, tzn., że utrzymuje się na podobnym poziomie przy odpowiednim przebiegu warunków klimatycznych i agrotechnicznych oraz braku wpływu innych czynników.

Zasobność gleby - sumaryczna zawartość makro- i mikroskładników mineralnych oraz próchnicy i szczątków organicznych w różnym stopniu rozkładu.

Do czynników determinujących zasobność gleby należą:

• Skład mineralny skały macierzystej

• Skład granulometryczny poszczególnych poziomów

• Odczyn

• Zawartość substancji organicznej i jej skład

• Właściwości sorpcyjne gleby

• Ilość, jakość i aktywność organizmów glebowych

• Działalność człowieka

Zasobność naturalna jest to zasobność wynikająca z właściwości skały macierzystej i procesu glebotwórczego.

Zasobność antropogeniczna (zwana także agrotechniczna) obejmuje zasobność naturalną oraz będącą wynikiem działalności człowieka.

Ocena zasobności gleb użytków rolnych (niekiedy także leśnych i innych) jest podstawowym warunkiem racjonalnego ich nawożenia.

Wskaźnikiem żyzności gleby może być także liczba gatunków lub ekotypów, którym dana gleba może zapewnić odpowiednie warunki rozwoju.

Urodzajność gleby - zdolność do wytwarzania, przy udziale innych czynników środowiska, biomasy roślinnej.

Urodzajność zależy od:

• Żyzności gleb

• Cech genetycznych rośliny

• Klimatu

• Działalności człowieka (agrotechnika)

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.

Urodzajność potencjalna - zdolność do wytworzenia określonej ilości biomasy przy zastosowaniu optymalnej agrotechniki (technologii uprawy)

Urodzajność aktualna - uwzględnia faktycznie realizowany poziom agrotechniki.

GLEBA - część środowiska przyrodniczego

Podstawowym składnikiem biotopu

Pod wpływem procesów glebotwórczych powierzchniowej warstwy skorupy ziemskiej tworzy się nowa jakość - gleba o właściwościach innych niż materiał wyjściowy.

Podstawowe czynniki glebotwórcze:

• Skała macierzysta

• Klimat, biosfera, rzeźba terenu

• Hydrosfera, czas, działalność człowieka

Gleba jest wypadkową działania tych czynników.

Skały glebotwórcze - skały występujące na powierzchni lub blisko powierzchni z których powstają gleby.

Z punktu widzenia procesów glebotwórczych ważne są następujące właściwości skał:

• Podatność skał masywnych na powierzchnię

• Zwięzłość skał luźnych i produktów wietrzenia skał masywnych

• Skład chemiczny i typ minerałów ilastych

• Podatność na erozję wodną i wietrzną

• Układ warstw do głębokości 5 m

Ponad 90% obszaru Polski - gleby wytworzone ze skał osadowych - głównie okruchowych luźnych:

• Piaski

• Gliny zwałowe, utwory pyłowe różnej genezy, lessy, iły

• Skały okruchowe scementowane - zlepieńce, piaskowce, iłowce, łupki ilaste.

KLIMAT - przebieg wietrzenia skał

• Rozwój świata roślin i zwierząt

• Rozkład materii organicznej

• Tworzenie próchnicy

BIOSFERA - świat roślin i zwierząt odgrywa główną rolę w tworzeniu gleb, w warunkach naturalnych - ścisły związek między typami gleb a formacjami roślinnymi.

HYDROSFERA:

• Składnik klimatu

• Erozja wodna

• Gleby hydromorficzne: glejowe, torfowe, murszowe - nadmiar wody

RZEŹBA TERENU wpływa poprzez:

• Erozję wodną

• Modyfikację mikroklimatu, modyfikację roślinności

GLEBY

• Terenów równinnych

• Terenów górzystych

CECHY GLEBY zależą od jej wieku tj. okresu czasu, w którym skały macierzyste i wytworzone z nich gleby podległy działaniu czynnikom glebotwórczym. Jedne tworzą się współcześnie, inne powstały w pierwszych okresach postglacjału ~ 10 000 - 14 000 lat.

Każdej glebie kształtującej się w określonych warunkach ekologicznych odpowiada właściwy jej proces glebotwórczy.

Proces glebotwórczy - całokształt zjawisk fizycznych, chemicznych i biologicznych zachodzących w powierzchniowej warstwie skorupy ziemskiej, w wyniku których powstają gleby.

Procesy glebotwórcze - przebiegające w określonych warunkach klimatycznych i na określonych skałach macierzystych oraz pod wpływem określonej skały.

NAJWAŻNIEJSZE PROCESY GLOEBOTWÓRCZE NA TERENIE POLSKI:

• Akumulacja próchnicy

• Bielicowania

• Przemywania

• Brunatnienia

• Oglejenia

• Bagienny

• Murszenia

Procesy te zmieniają skałę macierzystą, różnicując jej profil pod względem barwy, właściwości chemicznych, struktury, zwięzłości i składu granulometrycznego.

W profilu gleby widoczne są cechy ukształtowane przez:

• Procesy geologiczne

• Procesy glebotwórcze

• Zaburzenia gospodarczą działalnością człowieka.

• Odkrywki, odsłonięcia naturalne

• W glebach wytworzonych za skał luźnych - 150 cm gleby orne, 200 cm lasy

• Do poziomu wody gruntowej

• Do skały litej

Najważniejsza cecha - gleby wytworzone ze

• Skały litej (granit, piaskowiec)

• Skały luźnej (piasek luźny, less)

W glebach wytworzonych ze skał litych istotne są:

• Miąższość zwietrzeliny:

• płytkie < 25 cm

• średnio głębokie - 25 - 50 cm

• głębokie > 50 cm

• zawartość szkieletu:

• słabo szkieletowe < 10%

• średnio szkieletowe - 10 - 50%

• silnie szkieletowe > 50%

Może być gleba całkowita lub gleba niecałkowita.

Gleby dwuczłonowe, wieloczłonowe

Poziomy genetyczne - części profilu zmienione pod wpływem proces glebotwórczego i dające się wyróżnić makroskopowo lub na podstawie zmian we właściwościach chemicznych.

Każdy typ gleby posiada charakterystyczny układ poziomów genetycznych (diagnostycznych FAO)

Ze względu na stopień wykształcenia poziomów genetycznych:

• gleby o niewykształconym profilu (inicjalne)

• gleby o słabo wykształconym profilu

• gleby o wykształconym profilu

• gleby o przekształconym profilu działalnością człowieka (wyrobiska, wysypiska, głęboka orka, iłowanie itp.)

Rodzaje próchnic

• Warunki siedliskowe, w których występuje próchnica:

• Próchnicę gleb uprawnych

• Próchnicę gleb łąkowych (próchnicę darniową)

• Próchnicę gleb torfowych (próchnicę torfową)

• Próchnicę gleb leśnych (próchnicę leśną)

• Próchnicę gleb podwodnych (próchnicę gytiową)

• Stopień i charakter wysycenia próchnicy zasadami:

• Próchnica słodka - (mullowa) zawiera substancje dobrze shumifikowane o dużym udziale kwasów huminowych, jest adsorpcyjnie nasycona, głównie kationami 2-wartościowymi (Ca²⁺) w warunkach odczynu obojętnego lub alkalicznego (niekiedy lekko kwaśnego). Najkorzystniejsza próchnica gleb uprawnych z dużym udziałem kwasów huminowych szarych (CH:CF) > 1

• Próchnica kwaśna - adsorpcyjnie nienasycona, czyli H⁺-próchnica. Posiada jasny kolor (odcienie brunatnego). Ma słabsza od próchnicy słodkiej właściwości strukturotwórcze i sorpcyjne, także buforujące (CH:CF) < 1. Wśród kwasów huminowych tej próchnicy dominują brunatne i hymatomelanowe.

• Próchnica słona - wysycona jonami Na⁺ w ilości ponad 15% pojemności sorpcyjnej, łatwo peptyzuje, szybko pęcznieje, pogarsza właściwości fizyczne gleby, występuje w glebach słonych (tzw. sołońcach).

• Rola w odżywianiu roślin - z punktu widzenia zasobności gleby w składniki pokarmowe:

• Próchnica pokarmowa - zalicza się do niej substancje organiczne, które łatwo ulegają rozkładowi i stanowią źródło składników pokarmowych roślin. Są to głównie nieswoiste substancje próchnicze (z wyłączeniem trudno rozkładalnych lignin i garbników) oraz podatne na rozkład formy związków humusowych. Substancje te są tym intensywniej mineralizowane im węższy posiadają stosunek C:N.

• Próchnica trwała - obejmuje swoiste i nieswoiste substancje próchnicze trudniej rozkładalne: niektóre frakcje kwasów huminowych, huminy, smoły, żywice, ligniny.

• Troficzność siedliska leśnego - w charakterystyce gleb leśnych uwzględnia się typy próchnic.

• Mull - wykształca się w siedliska eutroficznych (żyznych) przy udziale wielogatunkowych lasów liściastych. Odznacza się dużą aktywnością rozkładu i humifikacji substancji organicznej, co umożliwia powstawanie dobrze wykształconego poziomu próchniczego oraz lekko kwaśnym odczynem, wąskim stosunkiem C:N (10-15) oraz dość wysokim stopniem wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami.

• Moder - powstaje głównie w glebach mezotroficznych, przy udziale jedno- lub wielogatunkowych lasów liściastych i liściasto-iglastych, średnia aktywność biologiczna rozkładu substancji organicznej, w wynik czego tworzy się poziom organiczny surowinowy (Ol) i detrytusowy (Ofh), kwaśny odczyn (pH w 1M KCl 3,5-5,0), dość szeroki stosunek C:N (15-30), niski stopień wysycenia zasadami.

• Mor - powstaje głównie w siedliskach oligotroficznych, pod roślinnością borową. Mała aktywność biologicznego rozkładu substancji organicznej. Tworzy się znaczna miąższość poziomu organicznego, składającego się głównie z podpoziomów surowinowego (Ol), butwinowego (Of) i epihumusowego (Oh). Silnie kwaśny odczyn (pH w 1M KCl 2,5-4,0), bardzo niski stopień wysycenia zasadami i szeroki stosunek C:N (30-40). Gleby bielicoziemne.

PROCESY GLEBOTWÓRCZE

Proces brunatnienia - polega na stopniowym rozpadzie pierwotnych krzemianów i glinokrzemianów, a następnie uwalnianiu się z nich związku żelaza i glinu w postaci nierozpuszczalnych wodorotlenków i kompleksów z jonami próchnicznymi, które z kolei osadzają się na powierzchni ziaren gleby, nadając im brunatną barwę, tworzą się trwałe kompleksy próchniczno-ilasto-żelaziste w profilu gleby. Proces ten prowadzi do powstawania w profilu gleby poziomu brunatnienia, charakterystycznego dla gleb typu brunatnego.

Proces przemywania (płowienia, lassiważu) - polega na przemieszczeniu w głąb wymytych z wyżej leżących poziomów cząstek koloidalnych będących w stanie rozproszenia bez ich uprzedniego rozkładu. Przemywanie odbywa się prze słabo kwaśnym odczynie gleby. Proces ten prowadzi do formowania się poziomu przemywania w glebie (poziomu płowego) i poziomu iluwialnego ilastego (teksturalnego), które to poziomy pozawalają zaliczyć daną glebę do typu gleb płowych.

Proces bielicowania - przebiega przy kwaśnym odczynie, głównie w glebach piaskowych, ubogich w składniki pokarmowe, przede wszystkim w borach iglastych klimatu wilgotnego, umiarkowanego i chłodnego. Proces ten polega na rozkładzie glinokrzemianów i koloidów glebowych, na wymywaniu w głąb profilu gleby składników, w pierwszej kolejności zasadowych, a następnie na uruchomianiu kwasów próchnicowych oraz związków żelaza i glinu przy równoczesnej redukcji związków żelaza.

Proces wymywania składników pochodzących z rozkładu koloidów glebowych i glinokrzemianów prowadzi do powstania poziomu eluwialnego o jasnym zabarwieniu, często prawie całkowitym wybieleniu. Formujący się pod nim poziom iluwialny (wmywania) wzbogaca się w związki i przyjmuję barwę rdzawą, brunatno-rdzawą do czarnej. Proces ten prowadzi do powstawania gleb typu bielicowego.

Proces glejowy - polega na redukcji różnych mineralnych związków (żelaza, manganu i innych) utworu glebowego w warunkach nadmiernej wilgotności (utrudnionego dostępu powietrza). Związki żelaza trójwartościowego, mające zabarwienie brunatno-rdzawe lub żółto-rdzawe, przechodzą w wyniku tego biochemicznego procesu, przy udziale mikroorganizmów beztlenowych, w obecności substancji organicznej, w związki żelaza dwuwartościowego, przybierając formę ruchliwą, a w skutek tego są wymywane przez wodę wsiąkającą lub niekiedy mogą się skupiać, tworząc konkrecje żelazisto-manganowe.

W wyniku procesu glejowego poziomy lub warstwy zasobne w związki żelaza i manganu przybierają barwę zielonkawą, niebieskawą lub popielatą.

Oglejenie w wyniku działania wysokich wód gruntowych zwie się oglejeniem oddolnym, a powstające w jego wyniku gleby zaliczane są do podtypu gleb gruntowo-glejowych.

Oglejenie wytworzone pod wpływem wód opadowych zwie się odgórnym, a gleby zaliczane do podtypu gleb opadowo-glejowych.

Proces bagienny - polega na gromadzeniu się i humifikacji szczątków roślinnych w warunkach nadmiernego uwilgotnienia, mogą powstawać utwory całkowicie zmumifikowane, które nazywa się mułami, lub utwory częściowo zmumifikowane, nazywane torfami. Gleby powstające pod wpływe procesu bagiennego zalicza się do mułowo-bagiennych bądź trofowo-bagiennych.

Proces murszenia - zachodzi w odwodnionych warstwach gleb organicznych (torfowych, mułowych, gytiowych), a więc w warunkach aerobowych. Jego intensywność zależy od rodzaju utworu organicznego i jego stopnia zmumifikowania oraz od głębokości odwodnienia.

Odwodniona masa organiczna torfu, mułu lub gytii kurczy się, pękając dzieli się na agregaty (bryły), które w dalszej fazie procesu murszenia dzielą się na drobniejsze agregaty, przybierając niekiedy formę ziarn. Im bardziej jest zmumifikowana masa organiczna w procesie murszenia, tym twardsze i bardziej trwałe są ziarna powstałego murszu.

W wyniku procesu murszenia w profilu gleby organicznej kształtuje się wyraźny strukturalny poziom murszowy i w zależności od stopnie zaawansowania tego procesu wyróżnić można słabo, średnio lub silnie zmurszałe gleby.

Do najważniejszych procesów glebowych możemy zliaczyć:

• Akumulację materii organicznej

• Mineralizację substancji organicznej, humifikację, przemiany azotu glebowego (amonifikację, nitryfikację, denitryfikację, wiązania azotu atmosferycznego)

• Przemiany związków siarki, żelaza i wielu innych pierwiastków

• Przemieszczenie się składników w profilu

Morfologia gleb, czyli obraz ich profilu zależy od skały macierzystej oraz jakości i dynamiki procesów glebotwórczych.

Do głównych cech morfologicznych zalicza się:

• Ilość i układ poziomów genetycznych

• Miąższość gleby i poszczególnych jej poziomów

• Barwę

• Strukturę

• Układ (teksturę)

• Konkrecję (nowotwory glebowe)

• W glebach organicznych również stopień rozkładu masy organicznej

Profil glebowy to pionowy przekrój gleby ukazujący jej barwne zróżnicowanie na poziomy genetyczne.

Poziom genetyczny gleby - warstwa w przybliżeniu równoległa do powierzchni terenu, odróżniająca się od poziomów sąsiednich stosunkowo jednorodną barwą, strukturą, składem chemicznym, ilością i jakością materii organicznej i innymi właściwościami ukształtowanymi głównie przez procesy glebotwórcze.

Warstwa glebowa - wyróżnia się je ze względu na zróżnicowanie utworów (w brębie poziomów genetycznych) związane z litogenezą. W praktyce jako kryterium wydzielania stosuje się najczęściej zróżnicowanie składu granulometrycznego.

Poziomy główne, przejściowe i mieszane oraz podpziomy i cechy towarzyszące służące doprecyzowaniu opisu gleby.

Poziomy główna oznaczamy dużymi literami alfabetu łacińskiego.

Poziomy główne, które mogą występować w obydwu grupach gleb:

• O - organiczny

• R - podłoże w postaci skały litej

Poziomy główne odnoszące się wyłącznie do gleb organicznych:

• P - bagienny

• M - murszowy

• D - podłozę mineralne gleby organicznej

Wyłącznie w glebach mineralnych i minrelano-organicznych mogę występować:

• A - próchniczny

• B - wzbogacenia

• C - skały macierzystej

O - poziom organiczny

• zawiera > 20% świeżej lub częściowo rozłożonej materii organicznej. W glebach mineralnych i mineralno-organicznych poziom O tworzy się na powierzchni utworu mineralnego.

• Podpoziomy (warstwy):

• Surowiznowy (Ol) - 2 - 3 cm

• Butwinowy (Of) - mało zmienione resztki ściółki, ciemnobrunatne rozdrobnione resztki roślin 2/3 miąższości całego poziom O

• Epihumusowy (Oh) - brunatno-czarny, dominuje próchnica bezpostaciowa, pH w H₂O 2,8-4,0

Poziom O występuje w glebach hydrogenicznych, może być zbudowana z torfu (t), mułu (m), gytii (gy) lub utworów mieszanych.

A - poziom próchniczny

• Ciemno zabarwiony dzięki zawartościom próchnicy. Powierzchniowa warstwa zawiera zawiera < 20% substancji organicznej.

• Najważniejszy z punktu widzenia żyzności gleby

• Jako poziom przypowierzchniowy

• Pod poziomem organicznym

• Nazywany bywa także poziomem akumulacyjnym, ponieważ przede wszystkim w nim odbywa się akumulacja i przetwarzania szczątek roślinnych i obumarłych organizmów glebowych, prowadzące do powstania nowej jakościowo substancji zwanej próchnicą właściwą.

• Miąższość w Polsce wynosi najczęściej od kilku do 30-40 cm, zawartość substancji organicznej wynosi około 6%. Charakteryzują się zwykle ciemnym zabarwieniem. Intensywność i odcień zabarwienia zależą od ilości i jakości związków próchniczych.

• W systemie gleb Polski wyróżnia się następujące poziomy diagnostyczne:

• Mollic - miękki, barwy ciemnej, czarnej, V% > 50%, C_organiczny > 2-2,5%, czarnoziemy, czarne ziemie

• Anthropic - podobny do poziomu mollic pod względem barwy i zawartości materii organicznej - wytworzony przez człowieka

• Umbric - podobny do poziomu mollic pod względem barwy, zawartość materii organicznej, miąższości i struktury, V < 50%

• Melanic - poziom murszały, miąższość > 15 cm, skład granulometryczny - piaski luźne, słabo gliniaste, inne cechy jak molli

• Plaggen

• Ochric - suchy, mało materii organicznej, małej miąższości. Gleby płowe, rdzawe, brunatne.

• Histic

• W glebach leśnych pozoom A występuje pod poziomem O.

E - poziom eluwialny

• Pod poziomem O lub A, zawiera mniej materii organicznej niż poziom A, mniej tlenków Fe i frakcji ilastej niż poziom pod nim leżący, barwa jaśniejsza niż poziomów sąsiednich, większa zawartość kwarcu i SiO₂

• Najczęściej wyróżnia się dwa podpoziomy

• Albic - wymycia, A2 - wymyte produkty rozkładu minerałów, zwłaszcza Al, Fe

• Luvic - przemywania, A3 - usunięte węglany, rozpuszczalne sole, minerały ilaste do poziomu argilic, poziom bardziej spiaszczony, jaśniejszy, w dolnej części czasami występuje oglejenie.

B - poziom wzbogacenia

• Leży między poziomem A lub E a poziomem C, G lub R

• Cechuje go nagromadzenie Fe₂O_3, Al₂O₃ i materii organicznej na skutek wmywania lub akumulacji rezydualnej oraz frakcji ilastej w wyniku wymywania lub rozkładu minerałów pierwotnych

• Podopoziomy

• Cambic - brunatnienia, B - charakterystyczny dla gleb brunatnych, uziarnienie Pg, gliny, up ił., żelazo i próchniczno-żelaziste kompleksy tworzą otoczki wokół ziarn mineralnych dając barwę brunatną, produkty wietrzenia zostają na miejscu

• Sideric - rdzawy, Br - charakterystyczny dla gleb rdzawych, ma cechy podobne do cambic, różni się bardzo małą zawartością frakcji ilastej i kompleksów

• Argillic - charakterystyczny dla gleb płowych, nagromadzenie iłu i żelaza, barwa żółtobrunatna - płowa, G - poziom glejowy w wyniku redukcji Fe³⁺ do Fe²⁺ w warunkach beztlenowych, barwa szarozielona. Oglejenie wody gruntowej - G, od wody opadowej - Gg.

• Spodic - wmycia, B - charakterystyczny dla gleb bielicowych, akumulacja - Fe₂O₃, Al₂O₃, próchnicy - kwasów fulwowych, w glebach leśnych pod poziomem E, w glebach uprawnych pod poziomem Ap, uziarnienie - pl, barwa - rdzawa, brunatno-czarna.

Poziom glejowy (G) - wykształca się w warunkach dużego uwilgotnienia i związanego z nim zbyt słabego przewietrzenia (niedobór tlenu). Charakteryzuje się zabarwieniem od popielatego, poprzez zielonkawe do niebieskawego (warunki beztlenowe), które pochodzi od związków zredukowanego żelaza i manganu. Poziom glejowy tworzy się najczęściej w strefie występowania i długotrwałego bezpośredniego oddziaływania wody gruntowej. Oznaki oglejenia, związanego z okresowym oddziaływaniem wody gruntowej lub stagnowanie wody opadowej na słabo przepuszczalnych warstwach można obserwować w różnych poziomach niektórych gleb.

Poziom skały macierzystej (C) - zwietrzała skała występująca poniżej poziomów morfologicznego zróżnicowania gleby. Wykazuje dość jednolite zabarwienie. W utworach wykształconych ze skał zwartych poziom ten charakteryzuje się niższym stopniem zwietrzenia w porównaniu z poziomami zalegającymi wyżej.

Poziomy główne gleb organicznych

• Poziom bagienny (P) - przypowierzchniowy poziom gleby organicznej, w którym zachodzi tzw. bagienny proces glebotwórczy. Proces ten przebiega w warunkach silnego uwilgotnienia i związanego z tym niedotlenieniem (dominacja warunków anerobowych). Polega na akumulacji substancji organicznej o niskim stopniu rozkładu. Występuje w glebach torfowych i mułowych.

• Poziom murszowy (M) - przypowierzchniowy poziom pobagiennych gleb organicznych, tworzący się w wyniku częściowego odwodnienia gleb torfowych i mułowych. Ze względu na występujące często w tym poziomie różnice w stopniu zaawansowania procesu murszenia dokonuje się wydzieleń pozpoziomów.

• Poziom organiczny (O) - występuje zwykle pod poziomem bagiennym lub murszowym, nie zachodzi w nim już proces bagienny Anie nie rozpoczał się jeszcze proces murszenia. Oznaczamy go jako Ot lub Om, w zależności od tego czy mamy do czynienia z glebą bagienną lub murszową.

Przejścia między poziomami głównymi

Granica między sąsiednimi poziomami głównymi może być wyraźnie widoczna lub stanowić nawet znacznej miąższości strefę pośrednią, posiadający cechy zarówno górnego, jak i dolnego poziomu:

• Ostre - granica wynosi mniej niż 2 cm

• Wyraźne - granica wynosi od 2 do 5 cm

• Rozmyte - poziomów nie można jednoznacznie rozgraniczyć, granica wynosi ponad 5 cm.

Poziomy przejściowe i mieszane:

• Poziomy przejściowy - oznacza strefę między poziomami o miąższości powyżej 5 cm, w której równocześnie są widoczne cechy morfologiczne obydwu poziomów głównych.

• Poziom mieszany - oznacza strefę między poziomami głównymi o miąższości powyżej 5 cm, w których da się wyróżnić w formie języków cechy przylegających poziomów głównych.

Podpoziomy wyróżniamy wówczas, jeżeli w obrębie poziomu głównego stwierdzamy zróżnicowanie niektórych cech, np.: barwy, struktury, stopnia rozkładu materii organicznej. Oznaczamy je kolejnymi liczbami arabskimi zapisanymi po symbolu poziomu głównego.

Cechy towarzyszące poziomów głównych i podpoziomów, o wskaźnikowym znaczeniu dla genezy i klasyfikacji gleb, oznacza się małymi literami alfabetu łacińskiego dodanymi do symbolu tych poziomów.

Główne kryteria pozwalające na wyróżnienie poziomów:

• Barwa

• Skład granulometryczny

• Skłąd mineralny

• Typ i trwałość struktury

• Miąższość poziomu

• Stopień wysycenia

• Odczyn (pH)

• Zawartość materii organicznej

Gleby wytworzone ze skał niemasywnych dzieli się na:

• Całkowite - zalicza się do niech gleby, w których jednolity genetycznie profli wytworzył się z utworu o takim składzie granulometrycznym i sięga do głębokości co najmniej 150 cm.

• Niecałkowite - wyróżnia się wśród nich 3 grupy:

• Płytkie

• Średnio głębokie

• Głębokie

Gleby wytworzone ze skał masywnych są zwykle płytsze a ich podział jest następujący:

• Płytkie

• Średnio głębokie

• Głębokie

• Bardzo głębokie

Gleby organiczne dzieli się według łącznej miąższości poziomów organicznych na:

• Płytkie - miąszość 30-80 cm

• Średnio głębokie - o miąższości 80-130 cm

• Głębokie - ponad 130 cm

JEDNOSTKI WYRÓŻNIANE W SYSTEMATYCE GLEB POLSKI

• Dział

• Rząd

• Typ

• Podtyp

• Rodzaj

• Gatunek

DZIAŁ

Obejmuje on gleby wytworzone

1. albo pod przeważającym wpływem jednego z czynników glebotwórczych

1. gleby litogeczniczne

2. gleby semihydrogeniczne

3. gleby hydrogeniczne

4. gleby antropogeniczne

2. albo pod wpływem wszystkich czynników bez wyraźnej przewagi jednego z nich

• gleby autogeniczne

RZĄD:

Obejmuje on gleby o podobnym kierunku rozwoju. Poszczególne rzędy mogą się obejmować gleby różniące się morfologicznie, ale zbliżone do siebie pod względem ekologicznym.

TYP:

Wyraża względnie trwałą fazę określonego kierunku rozwoju procesu glebotwórczego. W warunkach naturalnych, każdemu typowi gleby odpowiada charakterystyczne zbiorowisko roślinne. Poszczególne typy gleb charakteryzują się zróżnicowanie profilu glebowego na poziomie genetycznym.

PODTYPY:

Wyróżniają się wówczas, gdy na cechy głównego procesu glebotwórczego danego typu nakładają się dodatkowo cechy innego procesu glebotwórczego modyfikujące właściwości gleb, oraz związane z nimi cechy profilu glebowego.

RODZAJ:

Skały macierzyste, z których pod wpływem czynników glebotwórczych powstają gleby.

PEŁNA PRZYRODZNICZA DEFINICJA GLEBY:

TYP - gleba płowa

PODTYP - typowa

RODZAJ - wytworzona z gliny zwałowej

GATUNEK - średniogłęboka

ODMIANA - zalegająca na piasku słabogliniastym

Gatunek:

• całkowita

• niecałkowita

• płytka

• średniogłęboka

• głęboka

Odmiana - skład granulometryczny gleby.

Mada rzeczna próchniczna

DZIAŁ: gleba napływowa

RZĄD: gleba aluwialna

TYP: mada rzeczna

POTYP: próchniczna

RODZAJ: wytworzona z piasku gliniastego lekkiego

GATUNEK: średniogłeboka

ODMIANA: zalegająca na piasku słaboglinistym

Bielica właściwa

DZIAŁ: gleby autogeniczne

RZĄD: gleby bielicoziemne

TYP: bielica

PODTYP: właściwa

1. Dział: Gleby fitogeniczne

Rzędy:

A. Gleby mineralne bezwęglanowe

1. Gleby wapniowcowe o różnym stopniu rozwoju

Rząd I A: Gleby mineralne bezwęglanowe słabo wykształcone

Typy:

• Gleby inicjalne skaliste (litosole)

• Gleby inicjalne luźne (regosole)

• Gleby inicjalne ilaste (pelosole)

• Gleby bezwęglanowe słabo wyszktałcoe gleby ze skał masywnych (rankery)

• Gleby słabo wykształcone ze skał luźnych (arenosole)

TYP: I A 1. Gleby inicjalne skaliste (litosole)

Odłamki skały macierzystej, bardzo mało próchnicy.

Skała macierzysta niewęglanowa - głównie: granity, gnejsy, piaskowce

Powstają w wyniku intensywnej erozji w terenach silnie zróżnicowanych morfologicznie oraz w warunkach klimatu bardzo zimnego lub pustynnego.

Podtypy:

1. gleby inicjalne skaliste erozyjne

• występują w terenach górskich i wyżynnych

• wytworzone z granitów, gnejsów, piaskowców

• nie są użytkowane rolniczo z wyjątkiem wytworzonych iłołupków oaz bazaltów

• porośnięte roślinnością trawiastą

gleby inicjalne skaliste poligonalne

• tworzą się w klimacie zimnym pod skąpą roślinnością arktyczną (mchy)

• rozmarzają tylko w okresie późnowiosennym lub letnim, kiedy temperatura jest wyższa od 0^oC

• w Polsce występują w wyższych partiach gór

TYP: I A 2. Gleby inicjalne luźne (regosole)

Wytworzone ze skał okruchowych luźnych w wyniku procesów:

• erozyjnych

• eolicznych

• aluwialnych

• deluwialnych

Przydatność rolnicza zależy od skały macierzystej i ukształtowania terenu.

Podtypy:

• Inicjalne luźne erozyjne

• Inicjalne luźne eoliczne

Regosole wytworzone z pyłów charakteryzują się:

• Duża podatnością na erozję wodną

• Mała zawartością próchnicy

• Słabym magazynowaniem wody

• Większą przepuszczalnością niż wytworzone z iłów i glin

TYP: I A 3. Gleby inicjalne ilaste (pelosole)

Do tego typu zalicza się gleby ze słabo zróżnicowanym profilem, o budowie AC-C, wytworzone ze zwięzłych skał macierzystych gliniastych lub ilastych.

Podtypy:

• Ilaste erozyjne

• Ilaste deluwialne

TYP: I A 4. Gleby bezwęglanowe słabo wykształcone ze skał masywnych (rankery)

Stanowią dalsze stadium rozwojowe gleb inicjalnych.

Właściwości tych gleb w dużym stopniu zależą od składu mineralnego i granulometrycznego skały macierzystej.

Podtypy:

1. właściwe o budowie O - AC - C

2. brunatne o budowie O - AC - Bbr - C

3. bielicowe o budowie O - AE - B/C - C

TYP: I A 5. Gleby słabo wykształcone ze skał luźnych (arenosole)

Właściwości:

• Odczyn najczęściej kwaśny

• Suche, mała zawartości próchnicy

• Mała zawartość składników pokarmowych

Wartość rolnicza zależy od:

• Poziomu wody gruntowej

• Składu granulometrycznego

• Składu mineralnego

• Zawartości próchnicy

Rząd I B. Gleby wapniowcowe o różnym stopniu rozwoju.

Typy:

• Rędziny

• Pararędziny

Rząd ten obejmuje gleby wytworzone ze skał węglanowych (wapieni, margeli, dolomitów) lub siarczanowych oraz skał zasobnych w węglan wapnia.

TYP: I B 1. Rędziny

pH > 7.0

stopień wysycenia zasadami (Ca, Mg) ~ 100%

skały osadowe węglanowe (gezy dolomity)

skały siarczanowe (gipsy)

Gleby fitogeniczne - dominującym czynnikiem glebotwórczym skała macierzysta

Podtypy:

1. rędziny inicjalne

• tworzą się najczęściej na erodowanych stokach lub wzniesieniach

rędziny właściwe

• użytkowane rolniczo lub porośnięte roślinnością leśną

3. rędziny czarnoziemne

• poziom - mollic

• struktura gruboziarnista

• zawartość próchnicy powyżej 3%

• duża zawartość węglanów

• zawartość części aktywnych szkieletowych niewielka

• miękkie wapienie kredowe o dużej zawartości części ilastych, porowate o dużej zawartości „czegoś”, łatwo przepuszczalne

4. rędziny brunatne

• mała zawartość węglanów aktywnych

• słabo zaznaczony poziom brunatnienia

• twarde i krystaliczne wapienie

• powstają z wapieni różnych formacji geologicznych w wyniku zaawansowanego wietrzenia chemicznego skały macierzystej przy równoczesnym wpływie roślinności leśnej

rędziny próchniczne górskie

rędziny butwinowe górskie

Rędziny czyste - wytworzone wyłącznie ze zwietrzeliny skały węglanowej lub siarczanowej

Rędziny mieszane - wytworzone przy współudziale obcego materiału

Wartość użytkowa rędziny jest uwarunkowana:

• składem mineralnym skały macierzystej

• ogólna zawartością CaCO₃

• zawartością węglanów aktywnych

• budową skały macierzystej (krystaliczna, porowata) i jej podatnością na wietrzenie

Ze względu na skład granulometryczny wierzchnich warstw wyróżnia się:

• rędziny lekkie

• rędziny średnie

• rędziny ciężkie

• rędziny bardzo ciężkie

Rędziny węglanowe (trzeciorzędowe, kredowe, jurajskie, dewońskie, parmeńskie) i rędziny siarczanowe (gipsowe).

Rędziny trzeciorzędowe - gleby szkieletowe, dość płytkie, słabe powiązanie materiału mineralnego z próchnicą, bardzo suche. Zawartość węglanów - 10~30%. Przydatność rolnicza - klasy V i VI. Kompleksy użytkowania rolniczego 3, 5, 6.

Rędziny kredowe - dobre powiązanie materiału mineralnego z próchnicą, gleby o dużej miąższości, dobra struktura, duża pojemność wodna, duża zawartość węglanów aktywnych. Trudne do uprawy, podtyp czarnoziemne. Przydatność rolnicza - zaliczane do klasy II i 1 kompleksu.

Rędziny jurajskie - płytkie o dużej zawartości szkieletu, mała zawartość węglanów aktywnych mimo dużej zawartości CaCO₃, ogółem słabe, płytkie, powiązanie materiału mineralnego z próchnicą. Przydatność rolnicza - zaliczane do klasy III i IV oraz kompleksu 2 lub 3.

Rędziny dewońskie i permskie - duża szkieletowość, małą miąższość, duża ogólna zawartość CaCO₃ a mała węglanów aktywnych. Przydatność rolnicza - przeważają gleby klasy V i kompleksu 6.

TYP: I B 2. Pararędziny

Pararędzony wytworzyły się ze skał klasycznych zasobnych w węglany, są to najczęściej:

• łupki ilaste i piaskowce ze spoiwem węglanowym

• niektóre osady zwałowe młodszych faz zlodowacenia, które zawierają okruchy skał węglanowych i rozpuszczone węgleny.

Występują 2 poziomy:

• poziom próchniczny A - ochric

• poziom skały macierzystej zasobnej w okruchy skał magmowych.

DZIAŁ II. Gleby autogeniczne

Wyróżnia się 3 rzędy:

• gleby czarnoziemne

• gleby brunatnoziemne

• gleby bielicoziemne

RZĄD II A. Gleby czarnoziemne

Czarnoziem w Polsce są glebami reliktowymi.

Wyróżniamy jeden typ:

• TYP II A 1. Czarnoziemy

• Występuję w Europie, Azji, Ameryce Północnej i Południowej oraz w Australii i zajmują około 6% globu ziemskiego.

• Tworzą się w strefach łąkowo-stepowych, leśno-stepowych.

• Czarnoziemy niezdegradowane - zawartość próchnicy 3,5-4%, odczyn zbliżony do obojętnego, stopień wysycenia zasadami powyżej 90%, miąższość około 70 cm, związki próchnicze trwale związane z kationami Ca, CaCO₃ występuje na głębokości 40 cm, niekiedy na samej powierzchni. Właściwości - zasobne w składniki pokarmowe, doskonałe właściwości fizyczne, trwała struktura gruzełkowata, dobra przepuszczalność, a zarazem duża pojemność wodna. Przydatność rolnicza - klasy bonitacyjne I i II. W Polsce występują na niewielkich obszarach - BEZWGLĘDNIE CHRONIONE!

• Czarnoziemy zdegradowane - barwy ciemno-szarej, miąższość 40-60 cm, odczyn obojętny - lekko kwaśny, stopień wysycenia zasadami ~75%, przejściowy, poziom brunatnienia - cambic, występuje na głębokościach 60-80 cm, zawiera CaCO₃, wzrasta pH i stopień wysycenia zasadami w miarę głębokości. Właściwości - niższy stopień wysycenia zasadami, większe zakwaszenie poziomów wierzchnich, mniejsza zawartość próchnicy, nieco gorsze właściwości fizyczne. Przydatność rolnicza - zaliczane do II klasy bonitacyjnej, 1 lub 2 kompleksu przydatności rolniczej - PODLEGAJĄ OCHRONIE!

RZĄD II B. Gleby brunatnoziemne.

Charakteryzują się dobrze wykształconym poziomem cambric.

Wyróżnia się 3 typy:

• Gleby brunatne właściwe

• Gleby brunatne kwaśne

• Gleby płowe (lessives)

TYP II B 1. Gleby brunatne właściwe

Gleby brunatne tworzą się w różnych strefach roślinno-klimatycznych, z różnych skał macierzystych, przy udziale roślinności leśnej - głównie lasów liściastych, rzadziej mieszanych w wyniku procesu brunatnienia.

Wyróżnia się następujące podtypy:

• Gleby brunatne typowe

• Poziom ochric, miąższość 15-30 cm, barwy szarobrunatnej, pH ~ 7.0, V% > 70, barwa brunatna - cambic wzbogacony w mineray ilaste, występuje CaCO₃, wzrasta - wraz z głębokością stopień wysycenia zasadami. Przydatność rolnicza zależy od skały macierzystej i stosunków wodnych. Rodzaje gleb brunatnych typowych - wytworzone z lessów, z utworów pyłowych, z glin, z iłów. Najlepsze są wytworzone z iłów (doskonale właściwości fizyczne).

• Gleby brunatne wyługowane

• Poziom próchniczny ochric - miąższość 10-30 cm, barwy szarobrunatnej, w dolnej części nieco przejaśniony, odczyn słabo kwaśny, V% ~ 30-70 cm. Poziom brunatnienia - cambic, wzbogacony w części ilaste, wolne żelazo w wyniku ługowania. Węgleay i związki rozpuszczalne wyługowane do głębokości 100 cm. Rodzaje - wytworzone z piasków, z glin, z iłów, z utworach pyłowych, z lessów, ze skał metamorficznych, ze skał osadowych scementowanych o spoiwie węglanowym.

• Gleby szarobrunatne

• Mollic - miąższość 30 cm, barwa szara, struktura gruzełkowata, próchnica wysycona Ca, pH ~ 7,0 V% > 70, zawiera CaCO₃ i oglejenie, w miarę głębokości wzrasta pH i V. występują w kumpelskie z czarnymi ziemiami, stanowią stadium pośrednie między czarnymi ziemiami a glebami brunatnymi.

• Gleby brunatne oglejone

TYP II B 2. Gleby brunatne kwaśne

• Gleby brunatne kwaśne typowe

• Odczyn kwaśny w całym profilu, duża kwasowość wymienna i hydrolityczna, V% < 30. Piaskowce, granity, granitognejsy, paragnejsy, iłołupki. Występują przeważnie w terenach górskich, w reglu dolnym pod lasami mieszanymi (jodła, buk) w reglu górnym pod borami świerkowymi. Na małych obszarach użytkowane jako łąki i pastwiska, rzadko grunty orne.

• Gleby brunatne kwaśne bielicowane

• Poziom próchniczny - ochric, poziom próchniczno-eluwialny, ciemno-szary w górnej części i jasno-szary w dolnej, pH ~ 4-4,5, V% < 20. Górna część poziom cambic - przemieszczone związki żelaza, glinu i próchnicy, barwa rdzawa. Występują w kompleksie z glebami brunatnymi wyługowanymi i brunatnymi kwaśnymi, kiedy nakłada się na nie proces bielicowania.

• Gleby brunatne kwaśne oglejone

TYP I B 3. Gleby płowe typowe

Wyróżniamy następujące podtypy:

• Gleby płowe typowe

• Poziom organiczny 5m, poziom ochric miąższość 20 cm, barwa szara, struktura drobno gruzełkowata, poziom wymycia luvic, miąższość 30 cm, barwy płowej, poziom argillic, barwy brunatnej lub rdzawej wzbogacony w części ilaste. Lessy, utwory pyłowe w. pochodzenia, niektóre gliny zwałowe zasobne w związki zasadowe. Tworzą się w warunkach klimatu umiarkowanego pod lasami liściastymi. Rodzaje - z piasków różnej genezy, z glin zwałowych, z utworów pyłowych różnej genezy, z lessów (najlepsze z gleb pyłowych), ze skał osadowych zwartych o spoiwie niewęglanowym.

Proces ługowania polega na mechanicznym przemieszczaniu z wodą opadową z warstw wierzchnich do poziomu Bt rozpuszczonych soli (głównie CaCO₃), części koloidalnych (minerały ilaste), związków żelaza.

• Gleby płowe zbrunatniałe

• Gleby płowe opadowo-glejowo

• Gleby płowe gruntowo-glejowe

• Gleby płowe z poziomem agric

• Gleby płowe zaciekowe (glossic)

RZĄD II C. Gleby bielicoziemne

Skałami macierzystymi najczęściej są utwory piaszczyste. Charakteryzują się silnym zakwaszeniem, niską pojemnością sorpcyjną i małą zdolnością buforową. Naturalną roślinnością porastającą i współtworzącą gleby bielicowane są bory mieszane lub lasy mieszane.

TYP II C 1. Gleby rdzawe

Dzieli się na 3 podtypy:

• Gleby rdzawe właściwe

• Barwa szarordzawa, do 20 cm. Poziom barwy rdzawej, powstały w skutek prawdopodobnie w skutek wietrzenia geologicznego w okresie peryglacyjnym. Piaski różnej genezy, piaskowce bezwęglanowe - barwa żółta. Właściwości - gleb kwaśne lub bardzo silnie kwaśne, duża Hh, V = 10~30%, gleby o słabej aktywności biologicznej, brak lub słabo zaznaczone cechy bielicowania do poziomu Bv, gleby suche, słabo zasobne w składniki pokarmowe. Wartość rolnicza - zaliczane do klasy bonitacyjnej IV-V, kompleksy 5 i 6.

• Gleby brunatno-rdzawe

• Gleby bielicowo-rdzawe

TYP II C 2. Gleby bielicowe

Tworzą się w klimacie chłodnym i wilgotnym, roślinność borowa.

Jeden podtyp:

• Gleby bielicowe właściwe - poziom próchniczny barwy ciemnoszarej - ochric. Eluwialny jasnopopielaty, bezstrukturalny, ziarna kwarcu - albic. Iluwialny spodic, barwy brunatnordzawej, żółtobrunatnej wzbogacony w Fe, Al, próchnicę, Mn. Rodzaje - wytworzone z piasków luźnych, z piasków gliniastych, z piasków gliniastych lekkich.

TYP II C 3. Bielice

Jeden podtyp:

• Bielcie właściwe - poziom organiczny, miąższość 5-20cm, można wyróżnić podpoziomy Ol - surowiznowy, Of - butwinowy, Oh - epihumusowy. Złożony z silnie przerobionych resztek roślin i części próchnicy zmumifikowanej, pH 2,5-4. poziom wymycia albic, jasnoszary, ziarna kwarcu, eluwialny. Bhfe, poziom iluwialny, Bh - spodic, ciemno brunatny, przewaga próchnicy. Bfe

Konkrecje węglanowe

III. Dział: Gleby semihydrogeniczne

Dzielą się na 3 rzędy:

• Gleby glejowo-bielicoziemne

• Czarne ziemie

• Gleby zabagnione

RZĄD III A. Gleby glejowo-bielicoziemne

W rzędzie tym wydzielamy dwa typy:

• Gleby glejobielciocwa

• Właściwe - Ol - surowinowy, Of - butwinowy, Oh - epihumusowy, poziom eluwialny, barwy czarno brunatnej, bogaty w kwasy fulowe, barwy rdzawo brunatnej. Są to gleby leśne, naturlaną roślinność tworzą zespoły boru mieszanego wilgotnego.

• Murszaste

• Torfiaste

• Glejobielice

RZĄD III B. Czarne ziemie

Jeden typ:

• Czarne ziemie - są glebami powstałymi z różnych utworów zasobnych w części organiczne, jak również i niektórych utworów mineralnych położonych w depresjach terenowych. Wyróżnia się podtypy:

• Glejowe

• Właściwe, niezdegradowane - powstały z czarnych ziem glejowych w wyniku umiarkowanego obniżenia zwierciadła wody gruntowej. Poziom próchniczny 40-60 cm, barwy czarnej, zawiera znaczne ilości próchnicy trwale powiązanej z częściami mineralnymi. Stosunek C:N ~ 12, 3-6% materii organicznej, struktura gruzełkowata. Właściwości: duży stopień wysycenia zasadami, zasobne w składniki pokarmowe, wymagają melioracji. Wartość rolnicza zależy od składu granulometrycznego wierzchnich i głębszych warstw, poziomu wody gruntowej.

• Zbrunatniałe

• Wyługowane

• Zdegradowane (szare) - nieco wyżej położone niż czarne ziemie niezdegradowane. Mniejszym stopień wysycenia zasadami, odczyn kwaśny lub słabo kwaśny, mniejsza zawartość próchnicy, mniejsza trwałość agregatów strukturalnych. Zawartość próchnicy ~ 3%, substancja organiczna wykazuje duży stopień humifikacji i trwałe powiązanie z częściami mineralnymi. Poziom brunatnienia wzbogacony w ił, zawiera konkrecje żelazisto-manganowe. Przydatność rolnicza zależy od skały macierzystej stosunków powietrzno-wodnych, stopnia degradacji.

• Murszaste

RZĄD III C. Gleby zabagnione

Dzielą się na 2 typy:

• Gleby opadowo-glejowe - zasadniczy procesem glebotwórczym jest proces glejowy umiarkowany działaniem wód powierzchniowych, pochodzących z zalewu lub też opadu. Zatrzymywanie wody spowodowane jest albo zróżnicowaniem składu granulometrycznego albo ciężkimi materiałem w całym profilu. Górne warstwy profilu gleby odgórnie oglejonej charakteryzują się pstrokacizną: na tle barwy skały macierzystej występują smugi oraz rdzawe plamy i drobne konkrecje żelazista i manganowe.

• Gleby opadowo-glejowe właściwe - zatrzymują wodę na określony czas. Charakteryzują się okresowym stagnowaniem wody opadowej i zróżnicowanym składem granulometrycznym w profilu glebowym. Gleby te mają wadliwe stosunki wodno powietrzne, są ona nadmiernie wilgotne w okresach opadów, a jednocześnie ulegają nadmiernemu przesuszeniu w pozostałych okresach. Wartość rolnicza zależy od skały macierzystej, a także od nasilenia odgórnego procesu oglejenia.

• Gleby stagnoglejowe - zatrzymują wodę na stałe. Charakteryzują się trwałym odgórnym oglejeniem obejmującym pozom próchnicznym, woda opadowa stale stagnuje, poziomy Ag i g są maksymalni nasiąknięte wodą. Najlepsze warunki do ich powstawiania są gleby górskie.

• Gleby gruntowo-glejowe

• Gleby gruntowo-glejowe właściwe - oksydacyjny, przeważają procesy tlenowe, barwa rdzawe, obecność konkrecji żelazistych i manganowych, zachodzą na przemian procesy tlenowe i beztlenowe.

• Gleby torfiasto-glejowe - powstają w wyniku nakładania się na gleby właściwe procesu bagiennego. Charakteryzują się płytką, do 25 cm, warstwą torfu, pod którą występuje poziom próchnicy mineralnej A.

• Gleby torfowo-glejowe - powstają w wyniku nakładania się na gleby właściwe procesu bagiennego. Charakteryzują się płytką, do 25 cm, warstwą torfu, pod którą występuje poziom próchnicy mineralnej A.

• Gleby mułowo-glejowe - występują na obszarach podlegających zamuleniom wód rzecznych lub wód spływających z miejsc wyżej do niżej położonych. Najbardziej charakterystyczną cechą tych gleb jest warstwowanie ich profilu.

DZIAŁ IV. Gleby hydrogeniczne

Na podstawie miąższości warstwy utworu organicznego w stropie profilu, gleby te dzieli się na:

• Mineralne - do 10 cm warstwy organicznej

• Mineralno-organiczne - 10-30 cm warstwy organicznej

• Organiczne - >30 cm warstwy organicznej

Dzieli się na 2 rzędy:

• Gleby bagienne

• Gleby pobagienne

RZĄD IV A. Gleby bagienne

Gleby tego rzędu charakteryzują się czynnym procesem gromadzenia osadów organicznych o miąższości w stropie ponad 30 cm.

Są to gleby o profilu O-D.

Wyróżniamy dwa typy:

• Gleby mułowe - występują w środowisku silnie wilgotnym, charakteryzują się przewagą procesów beztlenowych. Geneza mułów organicznych może być różna - w wyniku rozkładu i humifikacji szczątków roślinności szuwarowej (muły telmatyczne) lub w wyniku osadzania na dnie zbiorników wodnych szczątków niektórych gatunków roślinności szuwarowej (muły limnetyczne)

• Gleby mułowe właściwe - tworzą się zarówno z mułów telamtycznych jak i limnetycznych. Muły limnetyczne w odróżnieniu od mułów tematycznych nie zawierają przewarstwień ilastych lub piaszczystych i są wytworzone wyłącznie z ciemno zbarwionego, amorficznego mułu organicznego.

• Torfowo-mułowe

• Gytiowe

• Gleby torfowe - kształtują się pod przemożnym wpływem wody.

• Gleby torfowe torfowisk niskich - torfy niskie wytwarzają się pod wpływem wód przepływowych jak i wgłębnych. Są na ogół mniej zamulone i zasobne w składniki pokarmowe.

• Torfowiska dolinowe - powstają w niezbyt dużej odległości od koryta rzecznego, przy udziale wód przepływowych zasobnych w tlen. Charakteryzują się dużym zamuleniem, odczynem obojętnym.

• Torfowiska darniowe - położone w porównaniu z torfowiskami dolinowymi - dalej od koryta rzeki, nie podlegają zalewom rzecznym. Tworzą się głównie przy udziale wód gruntowych. Roślinność - turzyce mchy, wełnianka.

• Torfowiska pojeziorne - tworzą się w wyniku zarastania jezior. Właściwości gleb wytworzonych z torfów niskich w porównaniu z glebami wytworzonymi z torfów przejściowych i wysokich: lepszy rozkład substancji organicznej, większe zamulenie, większa zasobność w składniki pokarmowe.

• Gleby torfowe torfowisk przejściowych

• Gleby torfowe torfowisk wysokich - występują w miejscach bez przepływu wody, w których stagnują głównie ubogie wody opadowe. Roślinność - mchy, wełnianka, kosodrzewina. Charakteryzują się wybitnie kwaśnym odczynem, duża kwasowość wymienna, niska zawartość popiołu, mały stopień rozkładu warstw wierzchnich. Z punktu widzenia rolnictwa są nieużytkami.

RZĄD IV B. Gleby pobagienne

Wyróżnia się 2 typy:

• Gleby murszowe - powstają z gleb bagiennych, w ich profilu występuje warstwa co najmniej 30 cm miąższości, zawierająca powyżej 20% materii organicznej. Charakteryzują się one procesem murszotwórczym.

• Gleby torfowo-murszowe - powstają w wyniku procesu murszotwórczego z gleb torfowych torfowisk niskich. Obniżenie poziomu wód gruntowych jest najczęściej spowodowane melioracjami. Wierzchnie warstwy w porównaniu do gleb torfowisk niskich charakteryzują się większym ciężarem objętościowym, mniejszą pojemnością wodną, nieco wyższym odczynem, większą zawartością popiołów, mniejszym stosunkiem C:N.

• Gleby mułowo-murszowe - powstają w wyniku odwodnienia gleb mułowych.

• Gleby gytiowo-murszowe - powstają w wyniku zmiany stosunków wodnych w wierzchnich warstwach gleb gytiowych, na skutek obniżenia poziomu zwierciadła wody gruntowej.

• Gleby namurszowe

• Gleby murszowate

• Gleby mineralno-murszowe - powstają w wyniku odwodnienia płytkich gleb trofowych na podłożu mineralnym.

• Gleby murszowate właściwe - tworzą się z podmokłych gleb mineralnych wykazujących w wierzchnich warstwach pewien stopień storfienia.

• Gleby murszaste

DZIAŁ V. Gleby napływowe

Wyróżnia się 2 rzędy:

• Gleby aluwialne

• Mady rzeczne

• Mady rzeczne właściwe

• Mady rzeczne próchniczne

• Mady rzeczne brunatne

• Mady morskie

• Gleby deluwialne

DZIAŁ VI. Gleby antropogeniczne

Wyróżniamy 2 rzędy:

• Gleby kulturoziemne

• Hortisole - gleby ogrodowe-typologiczne przeobrażone, o głębokim poziomie próchnicznym

• Rigosole

• Gleby industrio-urbanoziemne

ORGANIZMY GLEBOWE

EDAFON

Ogół drobnych organizmów żyjących w powierzchniowych warstwach gleby:

• Stale

• Przejściowo

oraz w środowiskach glebopodobnych.

Edafon wpływa na żyzność i strukturę gleby (m.in. cząstki gleby ulegają zlepieniu).

Zwierzęta glebowe:

• Edafon (głębsze warstwy)

• Hemiedafon (wierzchnie warstwy)

• Epedafon (powierzchnia)

Zwierzęta glebowe:

• Mikrofauna

• Mezofauna

• Makrofauna

• Megafauna

Organizmy glebowe:

• Konsumenci pierwotni

• Fitofagi

• Ksylofagi

• Saprofagi

• Konsumenci wtórni

Bakterie żyją w glebie na granicy faz, na powierzchni cząstek stałych i koloidów. Każda cząstka koloidalna, każdy przestwór kapilarny, stanowi częściowo oddzielny biotop, każda resztka tkanki roślinnej lub zwierzęcej to mikrobiotop.

Gleba jako środowisko życia bakterii:

• Powszechne

• Przestrzennie nieciągłe (mikorbiotopy są od siebie oddzielone)

• Nieciągłe czasowo

Bakterie w glebie:

• Autochtoniczne

• Zymogenne

• Allochtoniczne

Bakterie z rodzaju Anthrobacter i Corynebacterium.

Rola batkerii

Mineralizacja gleby, tj, rozkład substancji organicznej zawartej w próchnicy na związki proste:

• Dwutlenek węgla

• Woda

• Amoniak

• Azotany

• Fosforany

Z jednoczesnym uwolnieniem energii.

Mineralizacja umożliwia wykorzystywanie przez rośliny mineralnych składników pokarmowych, pochodzących ze szczątków obumarłych organizmów.

Bakterie wiążące azot atmosferyczny:

• Wolnożyjące

• Azotobakter

• Clostridium

• Symbionty (najczęściej z roślinami motylkowymi)

• Rhizobium

Energia pochodzi z:

• Oddychania tlenowego

• Fermentacji

• Fotosyntezy

Proces oksydoredukcyjny, przy udziale nitrogenazy.

Korzyści wiązania azotu:

• Rośliny zdolne do symbiozy mogą dawać wysoki plony na glebach ubogich w inne formy azotu

• Rośliny potrafią się rezerwuarem azotu, który po rozkładzie resztek białek roślin zostanie wykorzystany przez inne, w kolejnym procesie wegetacyjnym.

Utlenianie amoniaku, powstającego np.: podczas mineralizacji białek. Proces dwuetapowy:

2NH₄⁺ + 3O₂ -> 2 NO₂^- + 4H⁺ + 2H₂O

2NO₂^- + O₂ -> 2NO₃^-

Bakterie nitryfikacyjne:

• Bezwzględne tlenowce

• Asymilują CO₂

• Wzbogacają glebę w węgiel organiczny

• A ponadto zmieniają azot z formy gorzej przyswajalnej przez rośiny wyższe w formę dla nich dostępniejszą.

Proces wydzielający energię, która zostaje później wykorzystana przez rośliny.

Dalsze losy azotanów:

• Przyswajanie przez rośliny

• Redukcja w procesie denitryfikacji

• Wypłukiwane przez wodę

Denitryfikacja:

Oddychanie beztlenowe z wykorzystaniem związku nieorganicznego (azotanu) jako ostatecznego akceptora elektronów. Denitryfikacja częściowa i całkowita.

• Warunki beztlenowe

• Wysoka zawartość wody i świeżej substancji organicznej

Znaczenie:

• Zmniejszenie ilości przyswajalnego azotu

• Zubożenie gleby w azot mineralny, co jest korzystnym zjawiskiem przy naturalnym oczyszczaniu się wód ściekowych

• Usunięciu nadmiaru NO₂^- i NO₃^- ze środowiska

• Zamknięcie obiegu azotu

Bakterie - formowanie i rozkład minerałów

Powstawanie kaolinu - rozkład glinokrzemianów gleby i mułów (z udziałem H₂SO₄).

Utlenianie siarkowodoru i siarki (obniżenie pH gleby), w wyniku czego powstaje H₂SO₄ rozpuszczający minerały i doprowadzający do erozji skał i niszczenia murów.

W wyniku utlenienia H₂S przez bakterie siarkowe w strefie przydennej, powstają pokłady siarki elementarnej (krystalicznej).

Redukcja siarczanów - powstawanie siarczkowych rud żelaza.

Utlenianie siarczków - powstawanie rozpuszczalnych w wodzie jonów siarczanowych i uruchamianiu w ten sposób zasobów siarki.

Udział w procesach biohydrometalurgicznych wydobywania rzadkich metali z rud żelaza zawierających zanieczyszczenia.

Główną funkcją bakterii glebowych jest rozkład nadmiaru gromadzącej się materii organicznej.

Białka - rozkładane przy pomocy proteaz. Z aminokwasów uwalniane są grupy aminowe przekształcane w amoniak. Szkielety węglowe wprowadzane są w szlaki metaboliczne. Transaminacja.

Celuloza - rozkład w dobrze przewietrzanych glebach przez bakterie tlenowe (celulolityczne). Proces rozkładu celulozy jest bardzo wolny.

Związki toksyczne - zanieczyszczenia ropą lub benzyną, związkami policyklicznymi, w tym środkami ochrony roślin.

Humus - poważne źródło zaopatrzenia roślin w azot. Ciągłe odnawianie zapasu humusu jest dla zachowania struktury i żyzności gleby niesłychanie ważne. Możliwe jest ono tylko przy dopływie do gleby związków organicznych, podlegających humifikacji.

W tworzeniu substancji humusowych gleby czynne są przede wszystkim grzyby, bakterie, a zwłaszcza promieniowce. Bakterie współdziałają z grzybami.

Symbioza bakterii i roślin:

• Bakterioryza

• Wzbogacanie gleby w związki mineralne.

Symbioza grzybów i roślin:

• Mikoryza

• Opilśnia ze strzępek zastępuje włośniki korzenia

• Powierzchnia chłonna korzenia wzrasta 10 000 razy

Grzyby drapieżne:

• Boczniak ostrogowaty - wydzielanie do otoczenia nitki grzybni trucizn odurzających. Nicień pełzający w pobliżu nieruchomieje, a wtedy grzyb wysyła w jego kierunku strzępki, które weń wrastają i zjadają go od środka.

• Utworzenie w wielu miejscach na nitkach grzybni małych pętelek, czasem złożonych z zaledwie trzech komórek z wolnym oczkiem w środku. Wędrujący w glebowych zakamarkach nicień prędzej czy później wślizgnie się w zdradliwe oczko i wtedy grzyb reaguje błyskawicznie.

Owady:

• 4500 - 5500 gatunków

• Gleby próchniczne - turkuć

• Gleby kwaśne - larwy komarnic i sprężyków

• Gleby piaszczyste - ryjkowce

Ssaki:

• Wombat

• Kret

• Borsuk

• Piesek preriowy

• Ślepiec

Rola organizmów glebowych:

• Bakterie

• Działają na właściwości fizyczne, chemiczne i fizykochemiczne gleby - biorą udział w przemianach związków azotu, siarki, fosforu, żelaza i węgla

• Promieniowce

• Rozkładają substancję organiczną i uwalniają z niej składniki pokarmowe, odgrywają dużą rolę w tworzeniu się kwasów huminowych

• Grzyby

• Duże znaczenie glebotwórcze, rozkład i zakwaszanie substancji organicznej. Wytwarzają próchnicę i utrwalają agregaty strukturalne. Dzięki mikoryzie (symbioza z roślinami) dostarczają roślinom wodę i składniki pokarmowe, pobierając z korzeni węglowodany

• Glony i porosty

• Organizmy pionierskie, ważna rola w wietrzeniu skał i minerałów oraz procesach tworzenia się gleb

• Pierwotniaki i nicienie

• Niewielka rola w procesach rozkładu materii organicznej, jednak dzięki procesom fizjologicznym biorą udział w różnych procesach glebowych

• Zwierzęta wyższe

• Przyczyniają się do mieszania znacznych ilości substancji organicznej z mineralną częścią gleb oraz do ich przewietrzania. Dżdżownice przepuszczają rocznie przez swoje ciało ok. 35 ton suchej gleby na 1 ha. Przyczyniają się do przewietrzenia i zwiększania przepuszczalności gleb, przemieszczania dużych ilości gleb z dolnych warstw na powierzchnię oraz zgruźlania i mieszania gleby.

---