Gleby- badania, jakość, działania zmniejszające zanieczyszczenie

Pojęcia:

q       Zasobność gleby:

Zasobnością gleby określa się zawartość w niej składników mineralnych (makro- i mikroelementów) oraz organicznych w różnym stopniu rozkładu. Zasobność gleby zależy od składu mineralogicznego tworzywa gleby, ilości i jakości związków próchniczych, właściwości sorpcyjnych, odczynu gleby i innych. Zasobność gleb może być wynikiem procesów glebotwórczych (naturalna) lub może być wytworzona przez człowieka (sztuczna). Rozróżnić można również zasobność ogólną (całkowita ilość składników) oraz zasobność w składniki przyswajalne (bezpośrednio dostępne roślinom).
 

q       Żyzność gleby:

To potencjalna zdolność przekazywania roślinom rosnącym na niej niezbędnych składników pokarmowych, wody i powietrza. Żyzność gleby zależy od zasobności, budowy profilu oraz biochemicznych i biofizycznych właściwości całej gleby i poszczególnych jej poziomów genetycznych.

q       Urodzajność gleby

To zdolność gleb do zaspokojenia wszystkich potrzeb życiowych roślin, co umożliwia uzyskanie dużych plonów w danych warunkach przyrodniczych i ekonomicznych

q       Pojemność wodna

Polowa pojemność wodna rozumiana jako maksymalna ilość wody, jaką określona warstwa gleby może zatrzymać, po pełnym jej wysyceniu i swobodnym odpłynięciu nadmiaru wody.

q       Odczyn gleby i jego badanie

BADANIE ODCZYNU pH GLEBY.

Odczyn gleby ma dla rośliny duże znaczenie, ponieważ wiele roślin nie znosi gleby zakwaszonej. Odczyn zależy od zawartości wapnia w glebie, jeżeli jest go za mało gleba staje się kwaśna.

Żeby zbadać odczyn gleby można użyć specjalnych papierków lakmusowych, które w zetknięciu z gleba odbarwią się i na podstawie barwnej legendy określić odczyn badanej gleby. Można też polać grudkę ziemi kilkoma kroplami silnie rozwodnionego kwasu solnego lub zwykłego octu. Jeżeli polana grudka "burzy się" i powstają na niej pęcherzyki ; oznacza to, że mamy dobrą niekwaśną glebę, zawierającą dostateczną ilość wapnia.

Gleby kwaśne wykazują pH od 0 do 7,0, gleby zasadowe od 7,0 do 14,0. Zbyt kwaśny odczyn gleby ma wpływ nie tylko na wzrost roślin. Nadmierne zakwaszenie gleby powoduje zanik struktury gruzełkowatej i wymywanie różnych ważnych składników z gleby.

Poniższa tabela przedstawia wartości pH dla danych typów gleb.

q       Erozja gleby- rodzaje, skutki i zapobieganie

§         Erozja opadowa i wodna gleby

Erozja opadowa związana jest z niszczycielskim działaniem wody roztopowej lub bezpośrednio wody opadowej. Erozja ta wywiera szczególnie wywiera wpływ na budowę profilów glebowych.  Erozja wodna. Erozja wodna wywołana jest głównie ruchem wody płynącej lub spływającej. W efekcie działania erozji wodnej corocznie w Polsce spłukiwane i unoszone jest do morza ok. 20 milionów ton materiału glebowego. Rozróżniamy erozję rzeczną i erozję opadową.
Erozja rzeczna powodowana jest ruchem wody w rzekach, potokach i strumieniach. Płynąca woda żłobi i pogłębia koryto (erozja denna), co powoduje obniżenie się poziomu wody gruntowej i glebowej. Bardziej widoczne jest niszczenie przez wodę brzegów rzek, morza i jezior (erozja boczna).
Erozja opadowa związana jest z niszczycielskim działaniem wody roztopowej lub bezpośrednio wody opadowej. Erozja ta wywiera szczególnie wywiera wpływ na budowę profilów glebowych.
Erozja wodna występuje najpowszechniej na glebach nalessowych (gleby brunatne, bielicowe, czarnoziemy), na bielicowych i brunatnych glebach terenów górzystych oraz na rędzinach. Obserwuje wskazują na zanik lub znaczne zmniejszenie się urodzajności wielu gleb wywołane przemieszczeniem ich warstwy uprawianej. W Polsce ok. 20% powierzchni ulega erozjo wodnej.
Zagrożenia gleb erozją wodną wyrażamy w 5 stopniach:
1 – erozja słaba
2 – erozja umiarkowana
3 – erozja intensywna
4 – erozja silna
5 – erozja bardzo silna
W przypadku słabego wpływu erozji na glebę, tj. przy małym zmywie powierzchniowym, poziom próchniczy w warstwie uprawnej regeneruje się stosunkowo łatwo i szybko. Występowanie erozji słabej nie zmusza do wprowadzenia na tych terenach specjalnych zabiegów przeciwerozyjnych.
Przy zagrożeniu gleby erozją umiarkowaną występuje obok zmywania powierzchniowego również erozja żłobinowa. Stwierdzenie istnienia erozji w stopniu umiarkowanym zmusza do stosowania zabiegów przeciwerozyjnych, jak np. orka poprzecznie dom stoku, skracanie okresu pozostawiania gleby nie okrytej roślinnością.
Erozja intensywna niszczy warstwę uprawna gleb i częściowo poziomy niżej leżące, szczególnie niszczące jest działanie żłobinowa. Przy występowaniu erozji w stopniu intensywnym konieczne jest stosowanie technicznych zabiegów przeciwerozyjnych.
Działanie erozji silniej prowadzi do zupełnego zniszczenia profilu glebowego, często erozja sięga również do podłoża glebowego. Przy silnej erozji należy wprowadzać użytkowanie ochronne zmniejszające szkodliwe działanie erozji.
Erozja bardzo silna powoduje rozczłonowanie terenu przez tworzenie się np. wąwozów itp. Przy bardzo silnym działaniu erozji należy zrezygnować z rolniczego użytkowania gleb. Najwłaściwsze jest zalesienie takich terenów.
Do terenów silnie zagrożonych erozja należą: obszar Karpat wraz z Pogórzem, Sudety, Pogórze Sudeckie, Wyżyna Śląsko-Małopolska, Wyżyna Lubelska, wraz z Roztoczem, Pojezierze Północne, lokalne pagórkowate i faliste tereny morenowe oraz zbocza ich dolin rzecznych. Najwięcej niszczonych erozją gleb znajduje się w woj. Krakowskim (ok. 86%), rzeszowskim (ok. 44%) i lubelskim (42 %).
Obserwacja i badania wykazują, że orka ma znaczny wpływ na procesy erozyjne. Niewłaściwy kierunek orki tj. wzdłuż spadu, powoduje tzw. erozje uprawową.
W terenie górskim, a szczególnie na obszarze Karpat fliszowych, często spotykamy usuwiska, które zsuwając się niżej powodują nierzadko zsuwanie się znacznych części zboczy oraz niszczenie upraw polowych, sadów, zabudowań i zniszczenie pokrywy glebowej.
Ochrona gleb przed erozją polega na bezpośrednim lub pośrednim ich zabezpieczeniu. Skutecznie zapobieganie erozji gleby wymaga stosowania pojedynczych zabiegów, ale całych kompleksów: organizacyjno-gospodarczych, agrotechnicznych, leśno-melioracyjnych i hydrologicznych, dostosowanych do warunków danej jednostki fizjograficznej i konkretnego gospodarstwa.
Opracowując regionalne zespoły zabiegów przeciwerozyjnych należy brać pod uwagę: przeciwerozyjną organizację obszaru z jednoczesnym uwzględnieniem najbardziej celowego wykorzystania narażonych na erozję użytków rolnych, rozmieszczaniem pól wzdłuż poziomic, właściwe rozmieszenie, pól płodozmianowych, zaznaczenie na mapach za pomocą strzałek kierunku orki i siewu rzędowego, zaprojektowanie odprowadzenia wód roztopowych i opadowych, właściwe zaprojektowanie sieci dróg, rozmieszczenie pasów leśnych oraz innych zalesień.
Zalesianie i zadrzewianie oraz wprowadzanie leśnych pasów ochronnych w bardzo dużym stopniu zmniejsza nasilenie erozji wodnej i przyczynia się do zwiększenia wartości i przydatności gleby.
Umacnianie brzegów rzek przez odbudowe oraz obsadzanie dolin drzewami przyczynia się do ochrony przed niszczycielskim działaniem powodzi.
Zakładanie trwałych pasów zadarnionych w terenie silniej urzeźbionym bardzo znacznie ogranicza erozyjne działanie wód spływających po zboczach. Wprowadzenie na pola erodowane specjalnych płodozmianów z mieszankami wieloletnich traw i roślin motylkowych przyczynia się wydatnie do zwiększenia przydatności gleby tych terenów.
Na obszarach o słabym natężeniu procesów erozyjnych uzyskuje się dobre wyniki oraz znaczne zwiększenie plonów przez wykonywanie orki, siewu i innych czynności uprawowych w poprzek zboczy, zgodnie z biegiem warstwic. Wykonanie bruzd w poprzek powoduje zmniejszenie spływów i przyczynia się również do zapewnienie większej wartości gleby.
Tereny uprawiane silnie erodowane wymagają zabiegów technicznych. W tym wypadku wprowadza się tarasowanie zboczy i stosowanie systemu pól wstęgowych. Przy tym systemie należy stosować specjalny płodozmian, aby cześć pól pokryta była roślinnością ochronną.
Uprawa wstęgowa i tarasowanie zboczy wykazuje jednak szereg niedogodności gospodarczych, co nie wątpliwie utrudnia szerokie stosowanie tego systemu w Polsce. Można przypuszczać ze lepszym sposobem jest uprawa zboczy w właściwym kierunku oraz stosowanie fitomelioracji (ochrona gleb za pomocą zadrzewiania, pasów roślin, zadarniania).
 

Stopień zagrożenia gleb przez erozję wodną zależy od następujących czynników:

-          intensywności opadów

-          rodzaju utworuglebowego

-          położenia pola w rzeźbie terenu,

-          rodzaju okrywy roślinnej i sposobu uprawy gleby.

§         Erozja wietrzna

Erozja wietrzna. Erozje wietrzną wywołuje wiatr, który wywiewa drobne cząsteczki lub przemieszcza nawet całą powierzchniową warstwę gleby. W Polsce erozja wietrzna występuje w niezbyt dużym nasileniu, przede wszystkim na terenach zajętych przez piaski wydmowe, a więc w środkowej i w północnej części Polski.
Istotnym czynnikiem, który w dzisiejszych czasach przeważa kształtując nasze gleby jest chemiczną degradację gleb Powodują ją pierwiastki chemiczne wprowadzone z różnych źródeł zanieczyszczenia (główne źródło stanowią przemysłowe emisje gazów i pyłów). Pierwiastki anionowe, jak: azot, siarka, fluor i bor – nie są zatrzymywane w glebach. Przemieszczane w głąb gleb wraz z roztworem powodują jednak ich zakwaszenie. Degradację gleb tymi pierwiastkami można określić na podstawie stopnia zakwaszenia gleb i zmian związanych z tym procesem. Jak już wspomniano wcześniej, w pokrywie glebowej Polski duży udział stanowią gleby bardzo lekkie a gleby lekkie, z natury swojej są kwaśne. Ich pierwotne zakwaszenie było efektem działania naturalnych procesów glebotwórczych. W ostatnich dziesięcioleciach proces zakwaszenia gleb ulega dużemu nasileniu. Na użytkach rolnych zostało to w części spowodowane wzrostem dawek nawozów mineralnych, z których część stanowi sole kwasów. Największy jednak wpływ na zakwaszenie gleb mają gazowe zanieczyszczenia powietrza dwutlenkiem siarki i tlenkami azotu, docierające do szaty roślinnej, gleb i wód w postaci kwaśnych deszczów i tzw. suchego opadu. Średnio na hektar opada rocznie około 200 kg dwutlenku siarki. Efektem tego jest postępujący z dużym nasileniem proces zakwaszania gleb. Ostatnie badania wykazują, że 60% użytków rolnych (61% gruntów ornych i 52% użytków zielonych) ma odczyn kwaśny. Gleby o odczynie bardzo kwaśnym, uznać należy za chemicznie zdegradowane. Zakwaszenie przyśpiesza wiele procesów, których następstwem jest zubożenie gleb w jony zasadowe (wapń, magnez i potas) oraz uwolnienie składników szkodliwych dla roślin (glin, mangan), a także wzrost mobilności i dostępności dla roślin metali ciężkich. Przeciwdziałanie zakwaszeniu gleb polega na ich systematycznym wapnowaniu (w praktyce co 4 lata). Trzeba tu zaznaczyć, że w latach osiemdziesiątych dla celów wapnowania gleb zużywano rocznie 2,5–3 mln ton nawozów wapniowych (w przeliczeniu na CaO). Prowadzone jednocześnie badania kwasowości gleb wykazały, że w tym samym czasie odczyn gleb nie uległ zmianie. Oznacza to, że taka ilość wapna wymywana jest każdego roku z gleb do wód gruntowych i powierzchniowych. A zatem, aby utrzymać na obecnym poziomie wartość gleb uprawnych Polski, niezbędne jest systematyczne wapnowanie użytków rolnych odpowiednio wysokimi dawkami (średnio 200 kg CaO/ha/rok).

q       Czynniki wpływające na wartość i przydatność gleby

- Podstawowym czynnikiem wpływającym na wartość i przydatność gleby jest jej zasobność w składniki odżywcze, mineralne. Zasobność ocenia się na podstawie zawartości łatwo przyswajalnych azotu, fosforu, potasu i magnezu w glebie, przy uwzględnieniu odczynu. Na podstawie zasobności gleby w dostępny dla roślin potas, fosfor i magnez oraz odczyn gleby można poznać potrzeby nawozowe gleby i zaspokajać je zwiększając tym samym urodzajność gleb. Poza tymi składnikami ważne są również inne makroelementy (siarka, węgiel i wiele innych) oraz mikroelementy (bor, miedź, mangan, molibden i inne); które w większości gleb znajdują się w zadowalającej ilości. Niemniej jednak w niektórych glebach występuje brak któregoś składnika, co wywołuje chorobę roślin lub obniżenie plonów; np. brak łatwo przyswajalnej miedzi w glebach torfowych uniemożliwia wykształcenia się ziarna roślin uprawnych.
-Kolejnym czynnikiem warunkującym cechy gleby jest niewątpliwie woda. Ma bardzo duży wpływ na dynamikę i aktualny poziom urodzajności gleby, stanowi, bowiem najważniejszy czynnik współdziałający we wszystkich procesach zachodzących w glebie. Jej właśnie przypada wielka rola w wietrzeniu i tworzeniu się gleby, jak również w dynamice składników i właściwości gleb już ukształtowanych. Woda decyduje o kierunku i nasileniu przebiegu procesów biochemicznych związanych z życiem mikroorganizmów, oraz działalnością świata zwierząt i roślin wyższych, jak również o zawartości powietrza w glebie.
-Przydatność rolniczą gleb obniża duża zawartość piasku i części szkieletowych, zbytnia suchość, ( co powoduje stepowanie gleb), duża wilgotność, niszczące działanie erozji, oraz szkodliwa działalność przemysłu i kopalnictwa.

Zwiększenie urodzajności gleb można osiągnąć przez stosowanie przez stosowanie metod fitobiologicznych, agrochemicznych, agrotechnicznych i melioracyjnych, a głównie całego zespołu tych zabiegów.
• Metoda fitobilogiczna polega na kształtowaniu i polepszaniu warunków środowiska przyrodniczego. Należą tu zadrzewiania, należyte rozplanowanie struktury użytków, wprowadzenie racjonalnego zmianowania, ewentualnie płodozmianu i inne.
• Metoda agrochemiczna polega na wprowadzeniu do gleby nawozów organicznych i mineralnych dostarczającym roślinom składników pokarmowych oraz polepszających właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleby. Szczególne duże znacznie dla utrzymania wysokiej urodzajności gleby na polepszenie właściwości gleby. Największy wpływ wywiera nawożenie organiczne (obornikiem, nawozami zielonymi, kompostami i torfem) oraz wapnowanie.
• Zabiegi agrotechniczne zmierzają do stworzenia w glebie najkorzystniejszych warunków rozwoju korzeni oraz utworzenie trwałej struktury guzełkowatej, zapewniającej korzystne stosunki wodno-powietrzne. Terminowe prowadzenie podorywek, prawidłowa orka przedzimowa i inne zabiegi uprawowe przyczyniają się do tworzenia trwałej struktury guzełkowatej, do niszczenia chwastów itp. Skuteczność zabiegów agrotechnicznych uwydatnia się zazwyczaj przy stosowaniu innych metod.
• Metoda melioracyjna zwiększania urodzajności gleb stosowana jest coraz częściej. Wiele, bowiem gleb wymaga uregulowania stosunków wodno-powietrznych, gdyż bez poprawienia tych stosunków wszelkie inne zabiegi (np. nawożenie) nie dają pożądanego wyniku.
Szczegółowe znaczenie w Polsce ma sprawa zwiększenia urodzajność gleb lekkich, ponieważ zajmują w naszym kraju ponad 40% powierzchni.

q       Gleby lekkie i ich zagospodarowanie

Określenie „gleby lekkie” nie jest ściśle sprecyzowane i obejmuje gleby należące do różnych klas, typów i gatunków oraz o różnych wartościach użytkowych. Do gleb lekkich należą zasadniczo utwory mające w wierzchniej warstwie piaszczysty skład mechaniczny.
Do gleb lekkich zalicza się przede wszystkim:
- gleby bielicowe płowe i brunatne o warstwie piasku różnej miąższości
(całkowite i niecałkowite);
- gleby bielicowe i brunatne lekkie, wytworzone z glin;
- czarne ziemie piaskowe lekkie, o warstwie piasku różnej miąższości;
- czarne ziemie piaskowe lekkie wytworzone z glin;
- mady piaszczyste;

Gleby lekkie zawierają mało cząsteczek koloidowych, a zatem mają przeważnie niekorzystne dla roślin właściwości chemiczne, fizyko-chemiczne i biologiczne. Odznaczają się one zbyt dużą porowatością, niekapilarną są, więc bardzo przewiewne i przepuszczalne, co wpływa na niezwykle szybkie „spalanie się” materii organicznej. Brak substancji koloidowych uniemożliwia zlepienie się cząsteczek glebowych i tworzenie korzystnej struktury guzełkowatej.
Brak lub mała ilość koloidów organicznych i nieorganicznych w glebach lekkich wyraźnie obniża sorpcyjne właściwości gleb, wskutek czego zmniejsza się znacznie możliwość gromadzenia potrzebnych roślinom składników pokarmowych. W glebach lekkich podstawowych tworzywem jest piasek kwarcowy im krzemionka – składniki najmniej wartościowe dla roślin. Życie biologiczne w glebach lekkich jest słabe, gdyż zbytnia suchość i ubóstwo substancji organicznej nie sprzyjają działalności mikroorganizmów.
Wartość taki gleb jest bardzo niska podobnie jest z jej przydatnością. Na takich glebach najczęściej rosną tylko lasy iglaste (bory). Urodzajność takich gleb można jednak zwiększyć polepszając ich właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne oraz utrzymując w glebie korzystne właściwości przez zastosowanie zabiegów agrotechnicznych i agrochemicznych.
Zasadniczym warunkiem polepszania urodzajności gleb lekkich jest zwiększenie zawartości próchnicy i miąższości warstwy próchniczej gleby. Przyczynia się to, bowiem do tworzenia się struktury guzełkowatej, a – co idzie za tym – do polepszenia właściwości wodnych. Zwiększenie zawartości próchniczych w glebie lekkiej nie jest łatwe. Należy oprócz stosowania nawozów organicznych uregulować odczyn gleby, stosować odpowiednio zmianowanie oraz ( w miarę możliwości ) leszowanie, glinowanie lub torfowanie gleby lekkiej. W zasadzie tylko kompleksowe zabiegi i odpowiednia gospodarka mogą doprowadzić do zwiększenia ilości próchnicy w glebie lekkiej i spowodować trwałe podniesienie jej wartości.
Przy ulepszaniu gleby piaszczystych stosuje się obecnie metody sprzyjające tworzeniu się pulchnej i odpowiednio miąższości warstwy urodzajności. Najbardziej znane sposoby polegają na wprowadzenie do gleby torfu, gliny lub lessu.
Obszary piaszczyste nienadające się do użytkowania rolniczego należy zalesiać. Na zalesionych obszarach piaszczystych nie można przeprowadzać zrębów czystych (całkowite usunięcie lasu), a w miejscach, gdzie istnieje możliwość odnowienia stosować zręby częściowe.
Przy zwiększonej urodzajności gleb lekkich należy dążyć do:
1) zwiększenia miąższości warstwy próchniczej
2) zmniejszenia szybkości rozkładu substancji organicznej w glebie
3) zmagazynowanie wody w glebie
4) zniszczenie chwastów
Najracjonalniejsza agrotechnika i obfite nawożenie gleb nie zapewniają dużych plonów, jeżeli w glebie będzie niedostateczna ilość wody, stanowiącej podstawowy element urodzajności.
Brak substancji koloidalnych uniemożliwia zlepianie cząsteczek glebowych i tworzenie korzystnej struktury guzełkowatej. Gleby lekkie odznaczają się mała pojemnością i niską zdolnością zatrzymania wody. Powoduje to konieczność doprowadzenia do gleby wody w okresach największego parowania i dużego zapotrzebowania przez uprawiane rośliny.
Corocznie rzekami spływa z terenu polski ponad 45 miliardów m3 wody, co zuboża zasoby wód powierzchniowych i wód wgłębnych. Gleby w Polsce stopniowo stają się suchsze i mówi się nawet o stepowaniu ziemi polskich. Zjawisko to polega na kształtowaniu się niekorzystnego bilansu wodnego (ujemnego) i zmniejszaniu się ilości próchnicy w glebie obniżeniu się wartości. Stepowanie występuje przede wszystkim na terenie Wielkopolski. Rozwianiem tego problemy jest zaplanowanie odpowiedniej gospodarki wodnej.
Planowanie gospodarki wodnej powinno zmierzać do ograniczenia odpływu wody z terenu Polski i oszczędnego gospodarowania istniejącymi zasobami wody. Ważnym ogniwem gospodarki wodą w Polsce jest niewątpliwie racjonalna gospodarka wodą w zlewni. Zapotrzebowanie rolnictwa i leśnictwa na wodę w celu zwiększenia przydatności wymaga budowy specjalnych zbiorników wodnych i urządzeń spiętrzających, przeprowadzenia melioracji podstawowych (regulacje rzek, budowa kanałów) oraz wykonania szczegółowych robót wodno-melioracyjnych (drenowanie, nawadnianie, deszczowanie).
Istnieją w Polsce znaczne obszary stale silnie uwodnione oraz gleby, które tylko w pewnych okresach czasu są nadmiernie uwilgotnione i wykazują niedostateczną przewiewność. Uregulowanie stosunków wodnych, a właściwie stosunków wodno-powietrznych w podmokłych glebach mineralnych i torfowych, musi polegać na odprowadzenie nadmiaru wody w pewnych okresach oraz zapewnieniu dostatecznej ilości wody w okresach szczególnie intensywnego jej zużycia.

q       Degradacja gleb i sposoby przeciwdziałania jej

Gleba jest wytworem złożonego procesu, zwanego procesem glebotwórczym, na

który składają się oddziaływania klimatu, skały macierzystej, położ...