sciaga gleby.doc

1  Scharakteryzuj fazę stałą gleby ?

Faza stała gleby składa się z cząstek mineralnych, organicznych i mineralno – organicznych. Składniki mineralne: okruchy skał i minerały.

Składniki organiczne: próchnica, resztki zwierząt i roślin w różnym stopniu rozkładu oraz organizmy żyjące w glebie.

Dyspersja stan rozproszenia gleby

Adhezja przylepiania , przyczepność , zjawisko łączenia się powierzchniowych warstw dwóch różnych ciał.

Kohezja spójność wzajemne przyciąganie się cząstek danej substancji w skutek działania sił międzycząsteczkowych.

Przestwory glebowe – przestrzenie w glebie nie zajęte przez fazę stałą , mogą być wypełnione powietrzem albo roztworem glebowym. Wyróżniamy kapilarne i niekapilarne pory glebowe.

Przewiewność gleby – właściwość umożliwiająca przepływ przez nią powietrza i jego wymianę z atmosferą nadglebową.

Porowatość gleby – właściwość gleby polegająca na obecności układu przestrzeni wolnych między elementami stałej fazy gleby. Ilościowym wskaźnikiem porowatości jest procentowy stosunek objętości wszystkich wolnych przestworów w rozpatrywanej bryle gleby do całkowitej objętości tej bryły.

Struktura gleby- stan zagregowania cząstek stałej fazy gleby z uwzględnieniem kształtu , wielkości , sposobu wewnętrznego powiązania i przestrzennego układu dominujących w danej glebie oddzielnych fragmentów tworzywa glebowego; Wyróżniamy trzy typy struktury:

·           Bezagregatową, czyli rozdzielnoziarnistą

·           Agregatową np. gruzełkowatą, płytkową, słupkową, klinową.

·           Włóknistą

Pod względem stabilności agregatów wyróżnia się strukturę trwałą i nietrwałą.

Agregaty glebowe – różnej wielkości i kształtu zlepki glebowych cząstek elementarnych scementowanych mniej lub  bardziej spoiwem mineralnym.

Układ gleby – to rodzaj rozmieszczenia w glebie elementarnych cząstek i agregatów tworzących jej fazę stałą oraz zależne od tego rozmieszcenia rozmiary i konfiguracja przestworów wolnych.

Gęstość właściwa gleby – gęstość stałej fazy gleby , masa jednostki objętości stałej fazy gleby.

Gęstość objętościowa gleby – masa jednostki objętości suchej gleby w jej naturalnym złożeniu.

Powierzchnia właściwa gleby zależna jest od kształtu cząstek wchodzących w skład fazy stałej gleby oraz od zawartości i jakości związków próchniczych.

Podział fazy stałej gleby ze względu na frakcje:

Frakcja kamienista – średnica większa od 20mm ; odłamki skał, rzadko ziarna minerałów. Gleby górskie i morenowe; trudne do uprawy mechanicznej.

Frakcja żwirowa – średnica od 20 do 1 mm; w skład frakcji wchodzą odłamki skalne i ziarna minerałów, gł. okruchy kwarcu; trudna do uprawy mechanicznej, w glebach lekkich zwiększa ich przewiewność i przepuszczalność .

Frakcja piasku -średnica od 1 do 0,1 mm;  w skład wchodzą gł ziarna minerałów: kwarcu , skaleni i miki, są różnie obtoczone , co zależy od rodzaju transportu. Piasek zwiększa przepuszczalność i przewiewność gleby, zmniejsza retencję wody.

Frakcja pyłu – średnica od 0,1 do 0,02 mm : w skład wchodzą drobne ziarna minerałów: kwarcu i mik . W piaskach zwiększa pojemność wodną , a w glinach zmniejsza plastyczność, lepkość, pęcznienie.

Frakcja ilasta – średnica mniejsza od 0,02 mm . Dzieli się na podfrakcję : iłu pyłowego grubego – składa się głównie z krzemionki ma negatywny wpływ na glebę, iłu pyłowego drobnego – składa się gł. z krzemionki i min, ilastych , iłu koloidalnego – składa się gł. z min. ilastych, cząstek organicznych i połączeń organiczno – mineralnych. Domieszka iłu koloidalnego zwiększa spoistość , plastyczność, przylepność, spoistość, zaś zmniejsza przepuszczalność i przesiąkliwość.

Podział fazy stałej na grupy granulometryczne:

Grupa szkieletowa- zawiera więcej niż 50 %  frakcji kamienistej i żwirowej.  Wśród nich wyróżniamy :

-  kamieniste( 50 – 100% kamieni, 0- 25 % żwiru, 0 – 50 % cz. ziemistych),

-  kamienisto – żwirowe ( 25 – 50 % żwiru, 25 – 50 % kamieni, 0 – 50 % cz. ziemistych),

-  żwirowe( 50-100 % żwiru, 0 – 25 % kamieni, 0 – 50 % cz. ziemistych).

Grupa szkieletowata – zawiera mniej niż 50 % frakcji kamienistej i pyłowej. Dzielą się one na:

-  słaboszkieletowate ( 0 – 10 % cz. szkieletowych),

-  średnioszkieletowe (11-25 % )

-  silnieszkieletowate( 26 – 50 %).

Grupa bezszkieletowa – zawiera frakcje granulometryczne : piaski, pyły, iły, gliny.

Podział na grupy granulometryczne jest podstawa wydzielania gatunków gleb.

Właściwości fizyczne gleby:

Plastyczność- gleba sucha zachowuje się jak ciało sztywne kruszące się, zaś wilgotna może wykazywać zdolność plastycznego odkształcania, Wskaźnik plastyczności informuje nas o spoistości gleby – im wyższa wartość wskaźnika plastyczności tym większa spoistość gleby, są bardziej trudne do uprawy mechanicznej.

Przylepność gleb ( lepkość ) -  jest to zdolność przylepiania  się gleby do różnych przedmiotów, narzędzi rolniczych . Zależy ona od składu granulometrycznego, wilgotności, struktury gleby.

Zwięzłość gleby -  jest to opór jaki stawia gleba podczas prób jej przecięcia . Zależy ona od składu granulometrycznego, wilgotności, struktury gleby.

Pęcznienie i kurczenie się gleb - wzrost wilgotności prowadzi do powiększania się objętości gleby- pęcznienia, a zmniejszenie się objętości do kurczenia się  gleby .

Na tych glebach korzenie roślin mogą ulegać znacznym uszkodzeniom

Scharakteryzuj fazę ciekłą gleby ?

2  Faza ciekła – woda , w której rozpuszczone są związki  mineralne i organiczne tworząc roztwór glebowy. Roztwór glebowy bierze udział we wszystkich procesach w niej zachodzących, wywiera wpływ na życie roślin. Ilość i jakość wody zależy od :

-  klimatu

-  rzeźby terenu

-  warunków hydrologicznych

-  budowy i właściwości gleby

-  sposobu użytkowania

-  zastosowanych zabiegów melioracyjnych i agregotechnicznych.

Siły działające na wodę w glebie :

-  Elektrostatyczne – pochodzą z niezobojętnionych ładunków elektrycznych występujących na powierzchni cząstek gleby; decydują o istnieniu wody molekularnej

-  Kapilarne – powstają na granicy trzech faz: stałej, ciekłej, gazowej jako efekt działania napięcia powierzchniowego ciecz i zjawisk towarzyszących zwilżaniu; decydują o istnieniu wody kapilarnej.

-  Osmotyczne – w wyniku różnej koncentracji roztworów w otoczeniu cząstek glebowych, mogą wpłynąć na kierunek ruchu tej wody.

-   Grawitacji – skierowana pionowo w kierunku środka Ziemi powoduje ruch wody w głąb profilu glebowego .

Całkowita siła wiążąca wodę z glebą to siła ssąca.

Formy ( postaci ) wody w zależności od rodzaju i wielkości sił działających na wodę w glebie:

1)  Woda w postaci pary wodnej – wchodzi w skład powietrza glebowego i pozostaje w równowadze z wodą znajdującą się w glebie w stanie ciekłym cechą tej wody jest ciągła wymiana pomiędzy powietrzem  glebowym a atmosferycznym – gdy prężność pary jest większa w glebie to gleba traci wodę i odwrotnie; ruch tej wody zachodzi także w przestworach glebowych  - od ciśnienia wyższego do niższego ( od obszarów wilgotnych do suchych) przemieszczaniu się pary wodnej nie towarzyszy przemieszczanie się substancji chemicznych.

2) Woda molekularna – ogół wody glebowej związanej przez siły elektrostatyczne, hydratację kationów wymiennych kompleksu sorpcyjnego . Istniejące wokół cząstek pole elektryczne ukierunkowanie dipoli wodnych ułatwiająca adhezję drobin wody na powierzchni cząstek glebowych. Największa ilość wody, jaką gleba zdolna jest zatrzymać w ten sposób, to molekularna pojemność wodna gleby.

Ilość wody molekularnej zależy od;

-  składu granulometrycznego, mineralnego i chemicznego gleby,

-   zawartości substancji organicznej,

- ilości i rodzaju koloidów glebowych i składu glebowego kompleksu sorpcyjnego.

Woda molekularna, ze względu na wielkość sił wiązania, dzieli się na ;

a) wodę higroskopową – bezpośrednio przylega do cząstki gleby , niedostępna dla roślin nie porusza się w glebie

b) błonkowata – związana przez siły molekularne przez zewnętrzne warstwy wody higroskopowej ; może się przemieszczać

3)  Woda kapilarna – występuje w związku z istnieniem sił kapilarnych powodujących wciąganie lub wypychanie cieczy z kanalików glebowych 

a) właściwa  - występuje w strefie podsiąku kapilarnego i pozostaje w kontakcie z wodą granulowo - glebową - zawieszona – bezpośrednio nad wodą granulowo glebowa do wysokości na której woda wypełnia wszystkie kapilarne pory glebowe

Bakterie maja wielkość iłów i pyłów koloidalnych tj. 100µm – 100nm. O ich życiu decyduje:

o           Pokarm:

-  anaerobowe – beztlenowe

- aerobowe – tlenowe

- fakultatywne

o           Temperatura:

Niskie, bardzo wysokie, optymalne 20 - 25°C

o           Odczyn:

Optymalny ≈ 7 pH ;  mniejsza populacja gł. kwaśnych

Bakterie

o           Ożywiają się przez rozkład materii organicznej

o           Ożywiają się przez rozkład materii nieorganicznej organicznej

Najwięcej bakterii jest tuz przy powierzchni korzeniowej – im dalej tym ich mniej

B rola fitoedafonu w kształtowaniu profilu glebowego?

Mikroflora – zaliczamy do roślin ( bakterie, promieniowce, grzyby, glony)

Promieniowce – tworzą długie rozgałęzione nitki. W glebach występują licznie w powierzchniowych i głębszych warstwach gleby, głównie gleby obojętne lub lekko zasadowe. Biorą udział w rozkładzie materii organicznej gleby, rozkładają aminokwasy i inne połączenie azotowe, polisacharydy, tłuszcze, połączenie humusowe. Inne rozkładają błonnik, pentozany, ligninę, chitynę, fenole, sterydy. Niektóre gatunki wiążą azot atmosferyczny.

Substancje antybiotyczne np. przeciw grzybicze, bakteryjne spełniają ważna funkcje w regulacji wzajemnych stosunków miedzy organizmami.

Grzyby – różnorodność grzybów w glebie jest ogromna od najprostszych glonowców do grzybków kapeluszowych, od saprofitów do pasożytów, od nicieni do człowieka. Grzyby występują wiele obficiej niż bakterie np. kwaśne gleby leśne.

Grzyby w glebie biorą udział w rozkładzie błonnika, pektyn, zw. aromatycznych, ligniny, kreatyny i innych. Dzięki swoistym właściwościom biochemicznym np. wytwarzają substancje śluzowe, akumulacja wody, wytwarzanie kwasów organicznych i uwalnianie z niektórych minerałów glebowych składników pokarmowych: potas, fosfor i inne

Klasy grzybów:

o           Glonowce

o           Workowce (wytwarzają znaczne ilości aminokwasów, witamin, cz wzrostowych)

o           Podstawczaki

o           Grzyby niedoskonale

o           Spotykamy tez grzyby toksynotwórcze wytwarzają w środowiskach glebowych substancje toksyczne – mikrotoksyny

Glony – występują na powierzchni gleby i często w jej głębszych warstwach, w glebach obojętnych lub słabo zasadowych. Asymilacja Co2 z powietrza i syntetyzują substancje organiczna jak rośliny wyższe, wzbogacają gleby w bezazotową substancje organiczna oraz białka zawarte w ich ciałach. Wzbogacając stopniowo ekosystem w węgiel organiczny. Wzbogacając glebę w azot atmosferyczny (sinice) przyczyniają się do okresowej akumulacji azotanów, wytwarzają kwasy organiczne, przyczyniają się do rozpuszczenia różnych połączeń wapnia w glebie i wspólnie z bakteriami daja początek wyjściowym połączeniom próchniczym.

Rośliny:

o           Grzyby

o           Glony

o           Bakterie

o           Promieniowce

o           Korzenie roślin wyższych:

- RYZOSFERA - świat wokół korzenia

C. Rola zooendafonu w kształtowaniu profilu glebowego.

Przedstawiciele mezofauny:

o           Nicienie – robaki obłe

o           Pierścienice – wazonkowce

o           Dżdżownice

o           Mięczaki – nieliczne ślimaki lądowe

o           Stawonogi – owady, stonogowate, wije, pareczniki, pierwowije, dwuparce i roztocze.

Nicienie – robaki bardzo rozpowszechnione w glebie nie odgrywają dużej funkcji na mechaniczne i fizyczne właściwości gleby.

Dżdżownice –  wymagają gleb o odczynie zbliżonym do obojętnego lub słabo kwaśnego, wilgotnych i ciepłych, o dużej ilości materii organicznej. Maja znaczny wpływ na fizyczna strukturę środowisk glebowych. Wpływają korzystnie na przewiewność i przepuszczalność gleby, co polepsza właściwości fizyczne gleb ciężkich i bardzo ciężkich. Odżywiając się martwa materia organiczna przyczyniaj się do jej rozkładu, wywierają duży wpływ na krążenie składników pokarmowych roślin.

Wazonkowe – spełniają duża role w mieszaniu resztek roślinnych z mineralna częścią gleby. Żywią się rozkładającymi się szczątkami organicznymi.

Zwierzęta takie jak roztocza, stonogowate, skoczogonki przyczyniają się do rozkładu materii organicznej w środowisku glebowym. Występują w ekosystemach leśnych i trawiastych.

Roztocza przyczyniają się do rozwoju i rozprzestrzeniania się mikroorganizmów glebowych. Natomiast spośród przedstawicieli makrofauny znaczenie maja tylko ssaki takie jak: susły, krety, chomiki, świstaki, króliki. Rozdrabniają one materiał glebowy, przenoszą go na znaczne głębokości, spulchniają glebę, naturalny drenaż.

Zooendafon wywiera ogromny wpływ na dynamikę procesów biochemicznych i geochemicznych zachodzących w środowiskach glebowych.

Mikrofauna – pierwotniaki

W glebach żyją tylko przeważnie ich drobne formy. Wytwarzają cysty odporne na susze. Występują najliczniej w górnych warstwach gleby. Korzystny wpływ na ich rozwój ma nawożenie gleby kompostem lub obornikiem. Wpływają korzystnie na aktywność biochemiczna gleby, przyczyniają się do ogólnego obiegu łatwo przyswajalnych składników pokarmowych.

PROCESY GLEBOWE

Procesy glebotwórcze to ogół zjawisk fizycznych, chemicznych, biochemicznych i biologicznych zachodzących w powierzchniowych warstwach skorupy ziemskiej i pod wpływem kontaktu z biosferą, atmosferą i hydrosferą, w wyniku których powstaje gleba.

Do tych zjawisk zaliczamy:

·           Rozkład i synteza substratu  mineralnego i resztek organicznych

·           Przemieszczanie się mineralnych i organicznych skł z udziałem żywych organizmów a także w postaci gazów, roztworów i zawiesin.

·           Wymiana materii i przepływ energii między organizmami żywymi a substratem mineralnym gleby

Istota procesu glebotwórczego jest stopniowe przetwarzanie i przystosowywanie pierwotnie martwego substratu mineralnego do stanu urodzajności.

Efektem długotrwałych procesów glebotwórczych w określonych warunkach (klimat, utwory macierzyste, pod wpływem roślinności) jest wytworzenie się w profilach glebowych stałych cech morfologicznych, czyli takich które umożliwią nam klasyfikację tej gleby.

PROCES BRUNATNIENIA – polega na stopniowym rozpadzie pierwotnych krzemianów i glinokrzemianów, a następnie uwalnianiu się z nich związków żelaza i glinu w postaci nierozpuszczalnych wodorotlenków i kompleksów z kwasami próchnicznymi, które z kolei osadzają się na powierzchni ziarn gleby. Tworzą się w ten sposób otoczki o barwie brunatnej.

Poziom w którym kształtuje się ten proces zwany jest poziomem brunatnienia i zachodzi w glebach brunatnych.

PROCES PRZEMYWANIA – (płowienia, lessiważu) polega na przemieszczaniu w głab profilu wymytych wyżej leżących poziomów cząstek koloidalnych będących w stanie rozproszenia, bez ich rozkładu. To wymywanie odbywa się przy słabo kwaśnym odczynie gleby. Proces ten prowadzi do powstania poziomu przemywania w glebie i poziomu iluwialnego ilastego, które to poziomy występują w typie gleb płowych.

PROCES BIELICOWANIA – przebiega przy kwaśnym odczynie gleby, najczęściej piaskowych, ubogich w składniki pokarmowe, a także w glebach borów iglastych klimatu wilgotnego, umiarkowanego i chłodnego.

Proces ten polega na rozkładzie glinokrzemianów i koloidów  glebowych, na wymywaniu w głąb składników, w pierszej kolejności zasadowych, a następnie na uruchamianiu kwasów próchnicznych oraz związków żelaza i glinu. Zachodzi tu także redukcja związków żelaza. Proces ten prowadzi do powstania poziomu eluwialnego, o jasnym zabarwieniu, lub ulega całkowitemu wybieleniu. Poziomu wmywania są w ten sposób wzbogacane w związki żelaza i glinu. Powstają gleby bielicowe.

PROCES GLEJOWY – polega na redukcji różnych mineralnych związków (żelaza, manganu)

utworu glebowego w warunkach nadmiernej wilgotności i małych ilości tlenu lub jego braku.

wymytymi z poziomów nadległych substancjami humusowymi, związkami glinu)

C – symbol  poziomu skały macierzystej

              ca – nagromadzenie węglanu wapnia CaCO3. Rozpuszczony jest w różnych poziomach i nagromadzony w poziomie skały macierzystej.

D – poziom w przypadku gleb strefowych, rozwiniętych na wierzchowinach. Jest to poziom występujący bezpośrednio pod wszystkimi poziomami gleby bez skały macierzystej.

Jest to mineralne podłoże gleby organicznej.

              M – poziom murszowy.

Jest to zhumfikowany torf. W warunkach

suchych ma agregaty gruzełkowate, a w

wilgotnym maź

G – poziom glejowy w glebach z oglejeniem pochodzącym od wód gruntowych

OGLEJENIE –

proces powodujący redukcję wartościowości pierwiastków,

w tym m.in.: Fe, Mn.

FeII + O2 – tlenek niebiesko-stalowy ...