Gleboznawstwo Egzamin.doc

1. Pojęcie gleby

Powierzchniowa część skorupy ziemskiej (litosfery) zdolna do zaspokajania potrzeb roślin (charakteryzująca się żyznością); wytworzona wskutek działania czynników glebotwórczych na określonej skale macierzystej. Jest tworem naturalnym, złożonym, dynamicznym i ożywionym. Ograniczona jest od dołu mniej lub bardziej zwartą skałą, od góry pokrywą roślinną i atmosferą.

2. Pojęcie gruntu

Część lub całość terenu objęta ustalonym sposobem użytkowania: grunty leśne, orne, pod wodami, użytki zielone itd. Pojęcie szersze obszarowo niż gleba, jak też inne w swej wymowie merytorycznej (mogą istnieć grunty bezglebowe). Z punktu widzenia złożonych obszarów antropogenicznie przekształconych, celowym wydaje się użycie łączne określeń, np. Gleby i grunty miejskie. W geologii i naukach pokrewnych pojęcie używane również w stosunku do wyizolowanych fragmentów litosfery: grunt zwięzły, grunt sypki itd.

W ekonomii grunty rozróżnia się w związku ze strukturą własnościową.

3. Pojęcie ziemi

Sztucznie utworzone podłoże, przeważnie dla celów ogrodniczych, bądź urządzania terenów zielonych na obszarach zurbanizowanych. Na ogół bogate w substancję organiczną i zasobne w składniki mineralne wg sztucznego uformowania pod potrzeby określonych roślin (np. ziemia liściowa, kompostowa, kwiatowa itd.).

Ziemia liściowa – powstaje z rozkładu liści drzew, ułożonych w pryzmy, zwilżanych wodą i mechanicznie przerabianych.

Ziemia inspektowa – powstaje z kompostowania częściowo rozłożonego obornika, użytego do ogrzania inspektu, wraz z podłożem mineralnym inspektu.

Ziemia darniowa – przekompostowana darń.

Ziemia torfowa – powstaje na bagnach torfowych, które są zalewane wodą zawierającą związki mineralne.

4. Pojęcie podłoża

Pojęcie określające wszelkie materiały, w których korzenią się lub mogą korzenić rośliny uprawne. Może dotyczyć zarówno wierzchniej warstwy gleby (roli), ziemi, jak też sztucznych materiałów utworzonych przemysłowo (wełna mineralna).

Rodzaje:

- igliwie

- torfy

- komposty

- gotowe substraty ogrodnicze

- ziemie ogrodnicze

- piasek, tłuczeń, żwir

- perlit

- wełna mineralna – specjalnie przetworzony materiał powstały ze skał bazaltowych, rozpylonych przy użyciu dużego ciśnienia

5. Czynniki glebotwórcze

- skała macierzysta

- rzeźba terenu

- klimat

- biosfera

- działalność człowieka

- czas

Materiałem, z którego powstają gleby są różne skały. W gleboznawstwie nazywamy je skałami glebotwórczymi (macierzystymi). Pod wpływem działania na nie innych czynników glebotwórczych ze skał glebotwórczych powstają gleby.

Pierwotnie skały są rozdrabniane - następuje proces wietrzenia. Na zwietrzelinie skalnej zaczynają się pojawiać rośliny, rozpoczyna się proces glebotwórczy.

Gleby powstałe na zwietrzałym materiale skalnym, wytworzonym na miejscu nazywane są glebami powstałymi in situ, w odróżnieniu od gleb powstałych z materiału naniesionego z innych terenów – transport materiału skalnego (ex situ).

6. Główne skały macierzyste gleb polski

W Polsce zdecydowaną większość powierzchni kraju pokrywają skały osadowe luźne (niescementowane). Jedynie w górach większość skał to skały osadowe masywne. Najwięcej skał glebotwórczych ma pochodzenie lodowcowe, są to gliny i piaski zwałowe. Pradoliny rzek pokrywają piaski akumulacji lodowcowo-rzecznej (fluwioglacjalne), a doliny aktualnie istniejących rzek i obniżenia terenowe – osady rzeczne (mady) i torfy. Nawet w skałach polodowcowych można jednak spotkać odłamki różnej wielkości skał magmowych, osadowych masywnych i metamorficznych. W wielu okolicach spotyka się duże bryły w postaci głazów narzutowych, w innych kamienie mniejszych rozmiarów.

7. Działalność człowieka

- przeobrażanie gleb:

- melioracje wodne,

- nawodnienie,

- nawożenie,

- uprawa mechaniczna,

- zwiększenie podatności terenu na erozje,

- zakwaszenie,

- naruszenie równowagi jonowej,

- zanieczyszczenia.

8. Funkcje gleby według poglądów Bluma

Blum (1995) wyróżnia sześć głównych funkcji gleby, w tym trzy funkcje ekologiczne i trzy związane z działalnością człowieka.

Do ekologicznych funkcji gleby należy zaliczyć:

Ø       produkcję biomasy, stanowiącej podstawę pożywienia dla zwierząt i człowieka oraz źródła energii i surowców odnawialnych;

Ø       procesy filtracji, buforowania i transfor-macji; działające dzięki porowatości jak filtr, usuwający z wody zanieczyszczenia; z kolei chemiczne składniki gleby reagują ze składnikami wody, wytrącając je, a koloidy glebowe sorbują wymiennie jony; te dwa mechanizmy decydują o buforowych właściwościach gleby, mikroflora glebowa odpowiada natomiast za procesy mineralizacji i przemian biochemicznych substancji w glebie;

Ø       utrzymywanie naturalnego środowiska biologicznego i rezerwa genów.

Do funkcji bezpośrednio związanych z działalnością człowieka należą:

Ø       bycie fizycznym środowiskiem życia dla organizmów żywych i podłożem dla terenów budownictwa mieszkaniowego, przemysłowego, tras komunikacyjnych, placów sportowych i terenów (obiektów) rekreacyjnych, składowisk, wysypisk i innych;

Ø       źródło surowców: wody, gliny, piasku, żwiru i innych;

Ø       miejsce zachowania przedmiotów spuścizny kulturalnej człowieka i historii Ziemi: archeologicznych i paleontologicznych.

9. Pojęcie żyzności

Zdolność gleby do zaspokajania życiowych potrzeb roślin, a więc możliwość dostarczania składników pokarmowych w odpowiedniej formie i proporcji, wody, tlenu i ciepła. Jest to pojęcie ekologiczne o dużym stopniu złożoności, z uwagi na szereg oddziaływań między elementami samej gleby, biosfery i czynnikami abiotycznymi spoza gleby.

Żyzność gleby:

- naturalna:

- właściwa,

- uwarunkowana przez człowieka,

- sztuczna

Żyznością naturalną właściwą odznaczają się obszary poza oddziaływaniem człowieka, np. puszcz dziewiczych i rezerwatów ścisłych. Jest ona wynikiem warunków przyrodniczych i zależy od budowy i właściwości gleby.

Żyznością naturalną uwarunkowaną przez człowieka odznaczają się obszary stosunkowo słabego oddziaływania człowieka, gdzie warunki przyrodnicze i glebowe są modyfikowane przez działalność ludzką, zachowując dominujące znaczenie.

Żyznością sztuczną odznaczają się gleby antropogeniczne, całkowicie lub częściowo przeobrażone przez człowieka. Jest ona nadana dzięki np. rekultywacji, melioracjom, nawożeniu, nawadnianiu, zabiegom przeciwerozyjnym itd.

O żyzności gleby decydują:

- skład granulometryczny,

- skład mineralogiczny,

- skład masy glebowej (relacje między fazami),

- zawartość substancji organicznej,

- właściwości sorpcyjne,

- skład chemiczny,

- niektóre właściwości fizyczne,

czynniki pozaglebowe:

- roślinność,

- mikroorganizmy,

- klimat,

- relief.

Cechy gleby żyznej:

- struktura ziarnista i gruzełkowata, trwała,

- wysoka zasobność w składniki pokarmowe roślin,

- duża czynność biologiczna,

Żyznością siedliska nazywamy jego zdolność do zaspokajania życiowych potrzeb fitocenoz, zależną od zbiorowiska roślinnego, żyzności gleby i klimatu.

10. Pojęcie urodzajności

Urodzajnością nazywamy kształtowanie się plonów jako wynik żyzności gleby, właściwości klimatu i działalności człowieka. Jest to kategoria o charakterze ekonomicznym, w znacznym stopniu zobiektywizowana.

Las: przyrost masy drzewostanu, występowanie określonych gatunków krzewów i roślin runa

Pola uprawne: przyrost masy roślin uprawnych, przyrost masy nasion, bulw itd.

Gleby urodzajne: dereń, leszczyna, kopytnik europejski, żywiec cebulkowy,

Gleby nieurodzajne: chrobotek, wrzos, mącznica, brusznica.

Przyczyny małej urodzajności gleb:

·              słaby skład granulometryczny,

·              podmokłość,

·              degradacja antropogeniczna.

Urodzajność aktualna – efekty gospodarcze (plony) uzyskiwane w danej chwili, przy obecnym sposobie gospodarowania.

Urodzajność potencjalna – wielkość plonu, możliwego do uzyskania przy zoptymalizowaniu zabiegów uprawowych i zharmonizowaniu układu gleba-roślina.

11. Pojęcie zasobności

To całkowita zawartość w niej składników mineralnych i organicznych, nagromadzonych w wyniku procesów akumulacji.

Zasobność naturalna – kształtowana w rezultacie oddziaływania czynników glebotwórczych na określony rodzaj skał macierzystych gleb.

Zasobność sztuczna – wynik nawożenia gleb oraz stosowania zabiegów agrotechnicznych i hodowlanych.

12. Metody zwiększania żyzności gleb

metody agrochemiczne:

- nawożenie mineralne,

- nawożenie organiczne,

- ochrona roślin przed chorobami, szkodnikami i chwastami,

zabiegi uprawowe:

- spulchnianie,

- niszczenie skorupy,

- mechaniczne niszczenie chwastów,

metody agromelioracyjne:
- drenowanie pionowe,

- uprawa przeciwerozyjna,

metody melioracyjne:

- odwodnienie,

- nawodnienie,

metody mikrobiologiczne:

- szczepienie gleb bakteriami wiążącymi azot z powietrza,

- zwalczanie mikroorganizmów fitopatogenicznych,

- mikrobiologiczny rozkład zanieczyszczeń,

metody fitobiologiczne:

- zadrzewienia i zakrzewienia śródpolne,

- właściwa struktura użytkowania ziemi,

- płodozmian (z uwzględnieniem przed i poplonów).

13. Proces bielicowania i jego skutki

Jest charakterystyczny dla gleb piaskowych, znajdujących się pod roślinnością leśną, iglastą (sosna, świerk). Ze ściółki leśnej pod wpływem flory grzybowej powstają dość silne kwasy fenolowe i polifenolowe. Pod wpływem tych kwasów rozkładowi ulegają minerały pierwotne i wtórne, a produkty ich reakcji tworzą rozpuszczalne w wodzie sole glinu, żelaza, fosforu, kompleksowe związki organiczno-mineralne. Na miejscu pozostaje SiO2, która nadaje poziomowi wymywania Ees (bielicowania) białawą jasno-popielatą barwę. Trudniej rozpuszczalne związki Al, Fe i P oraz substancja organiczna akumulują się w poziomie wmywania (iluwialnym Bh, Bfe), występującym poniżej poziomu Ees. W wyniku procesu bielicowania powstają gleby silnie kwaśne i ubogie w składniki pokarmowe roślin.

14. Proces płowienia i jego skutki

Zachodzi w warunkach przesiąkania przez profil glebowy wód opadowych o neutralnym lub alkalicznym odczynie. Jest charakterystyczny dla siedlisk lasu liściastego i mieszanego, doprowadzając do utworzenia gleb płowych. Polega na mechanicznym przemieszczaniu w głąb profilu glebowego substancji iłowej. W odróżnieniu od procesu bielicowania odbywa się bez chemicznych przemian materiału glebowego. Prowadzi do powstania w profilu glebowym zwykle wyraźnie widocznych poziomów: płowego i iluwialnego. Proces przemywania jest charakterystyczny dla gleb płowych.

15. Proces wymywania i jego skutki

W zasadzie w naszej strefie klimatycznej jest procesem powszechnym, występującym we wszystkich glebach. Polega ona na tym, że odpływająca ze zlewni lub wsiąkająca w głąb profilu glebowego woda zabiera z sobą część rozpuszczonych związków. Szczególnie dużo wymywa się z gleby wapnia i sodu. Wskutek tego nasze gleby stale się zakwaszają , a jednocześnie nie grozi u nas na większą skalę zasolenie gleb.

16. Trójfazowy układ gleb

1.  FAZA STAŁA
-  cząstki mineralne – okruchy skał i minerały
-  cząstki organiczne – próchnica, resztki roślinne i zwierzęce, organizmy żywe

-  cząstki organiczno-mineralne

2.  FAZA CIEKŁA

-  woda z rozpuszczonymi składnikami mineralnymi i organicznymi

3.  FAZA GAZOWA

-  gazy

-  para wodna

Układ fazowy gleby podlega szeregu zmianom, zwłaszcza z tytułu działalności człowieka (zabiegi uprawowe, melioracje itd.), a także procesów glebotwórczych. Szczególnie intensywne – dynamiczne zmiany dotyczą faz: gazowej i ciekłej. Zaznaczają się one po każdym opadzie deszczu, a przybierają bardzo duże natężenie po długotrwałych, intensywnych deszczach. Należy pamiętać, że wraz ze zmianami notowanymi w ilościowym udziale fazy gazowej po deszczu (bądź zalaniu wodami powodziowymi) występuje niedobór tlenu glebowego, niezbędnego korzeniom roślin oraz licznym mikroorganizmom glebowym.

1. Mineralna faza gleby:

W skład mineralnej części fazy stałej gleby wchodzą różne minerały należące do:

- grupy kwarcu,

- pierwotnych minerałów krzemianowych: skalenie; łyszczyki: muskowit, biotyt; pirokseny: augit, dioryt, gabro; amfibole: hornblenda; oliwiny,

- wtórnych minerałów krzemianowych: kaolinit, illit, wermikulit, smektyt, alofan,

- innych minerałów wtórnych: kalcyt, aragonit, dolomit, limonit, przy czym dominacja określonej ich grupy jest silnie powiązana z gatunkiem gleby.

2. Faza ciekła gleby

Postacie wody w glebie:

- para wodna,

- woda molekularna:

- higroskopowa,

- błonkowata,

- woda kapilarna:

- właściwa,

- przywierająca (zawieszona),

- woda wolna:

- infiltracyjna (przesiąkająca, grawitacyjna),

- gruntowo-glebowa.

Para wodna - istnieje w powietrzu glebowym, podlega wymianie z powietrzem atmosferycznym, następuje od ciśnienia wyższego do niższego (prężność pary wodnej), w warunkach klimatycznych Polski jest mało ważąca w bilansie wodnym gleb.

Woda molekularna - pochodzi z adhezji cząsteczek wody na cząstkach glebowych, decydują o niej siły van der Waalsa i hydratacja kationów wymiennych kompleksu sorpcyjnego; zależy od ilości, składu jonowego i rodzaju koloidów glebowych; jony Na+ zwiększają ilość tej wody, jony Ca2+ i Mg2+ zmniejszają;

w.m. higroskopowa przylega do cząstek fazy stałej,

w.m. błonkowata jest na zewnątrz ww. i związana jest słabszymi siłami.

Woda higroskopowa jest niedostępna dla roślin; max. jej zawartość waha się od 0,1 do 39,0%.

Woda błonkowata jest niedostępna dla roślin, część z niej jest bardzo trudno dostępna dla roślin; ilość jest 2-4-krotnie wyższa niż wody higroskopowej.

Woda kapilarna - woda wciągana lub wypychana z kanalików glebowych przez siły kapilarne; w.k. właściwa to woda w kontakcie z wodą gruntowo-glebowa, podnoszona w kapilarnych kanalikach glebowych ponad zwierciadło wody, przy czym wysokość podnoszenia zależy od składu mechanicznego i struktury gleby;

frakcja ilasta     1000 – 3000 cm i więcej,

piasek           l – 30 cm.

Ma ona olbrzymie znaczenie dla wegetacji roślin.

w.k. przywierająca - pochodzi z opadów atmosferycznych i utrzymuje się w kapilarach, gdy siły kapilarne przewyższają siły zmierzające do przesunięcia wody w dół.

Woda wolna – wypełnia przestwory glebowe szersze od kapilarnych i przemieszcza się pod wpływem sił ciążenia. Napotykając warstwy nieprzepuszczalne tworzy poziom wodonośny.

Woda w glebie podlega działaniu różnych sił:

elektrostatycznych – od ładunków elektrycznych na powierzchni cząstek gleby; decydują o istnieniu wody mineralnej,

kapilarnych – wypadkowa sił między fazami stałą, ciekłą i gazową; decydują o wodzie kapilarnej,

osmotycznych – wynikają z różnic stężenia roztworów w okolicy cząstek glebowych; wpływają na kierunek przepływu wody.

3. Faza gazowa gleby:

Skład chemiczny atmosfery glebowej:

- tlen              15-21 %

- dwutlenek węgla              0-10 %

- azot

- tlenki azotu

- metan

- etylen

- tlenki siarki,

- siarkowodór

- inne

Wymiana gazowa:

- dyfuzja stężeniowa (90% wymiany)

- różnica ciśnień

- różnice temperatur

- zmiana ciśnienia atmosferycznego

- nasilenie wiatru

- wsiąkanie wody opadowej

- wahania zwierciadła wody gruntowej

Poprawa warunków powietrznych gleb:

- zabiegi agrotechniczne

- głęboka orka

- zabiegi melioracyjne

- drenaż

- fitomelioracja

17. Kryteria klasyfikacji gleb

Główne kryteria klasyfikacji gleb:

·              produktywność, (kryterium użytkowe – do czego może posłużyć gleba)

·              urodzajność, (kryterium użytkowe – do czego może posłużyć gleba)

·              funkcjonalność,

·              geneza.

Kryteria genetyczne klasyfikacji gleb:

·              rodzaj skały macierzystej,

·              czynniki glebotwórcze,

·              procesy glebotwórcze i glebowe,

·              uziarnienie gleby.

Kryteria klasyfikacji gleb antropogenicznych:

·              klasyfikacja gleby pierwotnej,

·              geneza przekształceń,

·              rodzaj przekształcenia wiodącego,

·              rodzaj domieszek,

·              wiodące cechy gleby.

18. Kategorie użytkowe gleb

Gleby orne – najistotniejszym czynnikiem glebotwórczym jest człowiek; zabiegi uprawowe i nawożenie zmieniają w sposób zas...