Podstawy gleboznawstwa

Chemiczne i fizykochemiczne

właściwości gleb

Chemiczne właściwości gleby to skład
chemiczny, formy i związki występujących w
niej pierwiastków.

Właściwości  fizykochemiczne  to  właściwości
podlegające  zarówno  prawom  fizyki    jak  i
chemii.  Należą  tu  odczyn,  zdolności  sorpcyjne
i oksydoredukcyjne.

Pierwiastki chemiczne

wchodzące w skład gleby.

Pierwiastki występujące w glebie podzielić
można na:

• Makroelementy

• Mikroelementy

Makroelementy występują w glebach w dużych
ilościach i są w stosunkowo dużych ilościach
pobierane

przez

rośliny.

Nadmiar

makroelementów z reguły nie jest szkodliwy
dla roślin (wyjątek – azot i potas).
Do makroelementów zaliczamy: węgiel, wodór,
tlen, azot, potas, wapń, magnez i siarkę.

Pierwiastki chemiczne

wchodzące w skład gleby.

Mikroelementy występują w glebach w bardzo
małych  ilościach.  Rośliny  potrzebują  ich
bardzo  mało,  ale  są  one  niezbędne  do  ich
prawidłowego rozwoju. Zarówno nadmiar jak i
niedobór  mikroelementów  jest  szkodliwy  dla
roślin .
Do  najważniejszych  mikroelementów  należą:
mangan,  bor,  molibden,  chlor,  kobalt,  jod,
fluor, cynk, miedź i żelazo.

Dla roślin znaczenie ma nie całkowita
zawartość pierwiastków (zarówno makro- jak i
mikroelementów), ale ta ich część która może
być przez nie pobrana. Ta część jest określana
jako forma przyswajalna.

Makroelementy - azot

Źródła azotu glebowego:
- Opady atmosferyczne (ok. 10 kg/ha

rocznie)

- Wiązanie przez bakterie niesymbiotyczne

(ok. 10 kg/ha rocznie)

- Wiązanie przez mikroorganizmy

symbiotyczne (nawet do 130 kg/ha
rocznie)

- Nawozy mineralne (ok. 70 kg/ha rocznie)

Makroelementy - azot

Zawartość azotu w warstwie próchnicznej

gleb uprawnych waha się od 0,02 do
0,35 % (tzn. że 1 ha tej warstwy zawiera
od ok. 600 do ok. 10500 kg tego
pierwiastka).

Rośliny pobierają azot w formie mineralnej

jako jon NO

lub NH

. Azot w formie

organicznej

jest

dla

roślin

nieprzyswajalny!

Makroelementy - azot

Zaledwie 1 – 2 % azotu glebowego występuje w formie

mineralnej (od 1% w warstwie przypowierzchniowej

do 5 % w warstwach głębszych).

Dostępność azotu uwalnianego podczas rozkładu

resztek roślinnych zależy od stosunku C:N. Przy

stosunku

szerokim

(np.

30:1)

następuje

immobilizacja azotu przez mikroorganizmy, przy

zbyt

wąskim

stosunku

(np.

17:1)

nadmiar

uwalnianego przez mikroorganizmy azotu nie jest w

pełni wykorzystywany przez rośliny i ulega wymyciu.

Makroelementy - azot

Związki azotu w glebach ulegają ciągłym

przemianom.

Związki

organiczne

przechodzą w mineralne i odwrotnie.

Najważniejsze procesy przemian form

azotu to :

Amonifikacja
Nitryfikacja
Denitryfikacja

Makroelementy - azot

Amonifikacja to proces przemiany azotu organicznego

na azot amonowy. Proces ten zachodzi przy
współudziale mikroorganizmów glebowych zarówno
w warunkach beztlenowych jak i tlenowych.

Nitryfikacja to utlenianie amoniaku poprzez azotyny na

azotany zachodzące przy udziale mikroorganizmów w
warunkach

dobrego

natlenienia,

odpowiedniej

wilgotności, temperatury i odczynu gleby.

Denitryfikacja to redukcja azotanów do azotynów a

następnie do tlenków azotu i ostatecznie do wolnego
azotu.

Makroelementy - azot

Procesy amonifikacji i nitryfikacji są

korzystne, gdyż dzięki nim zwiększa się
pula azotu mineralnego dostępnego dla
roślin.

Proces denitryfikacji jest uznawany za

niekorzystny gdyż powoduje straty azotu
glebowego.

Makroelementy - fosfor

Fosfor wchodzi w skład związków budujących

komórki (nukleoproteidy, fosfolipidy) i bierze

udział w procesie oddychania organizmów

żywych.

Ogólna

zawartość

fosforu

warstwie

próchnicznej gleb uprawnych waha się od

0,0002 do 0,008 %) co odpowiada 300 do

6000 kg ha.

Fosfor w glebie znajduje się w formach

mineralnych (ortofosforany) oraz formach

organicznych (po około 50 % każda). Dla

roślin przyswajalna jest forma H

Makroelementy - fosfor

Fosfor w glebie może ulęgać retrogradacji
(uwstecznianiu).

Proces

ten

polega

przechodzeniu form przyswajalnych (H

)

w formy nieprzyswajalne (PO

43-

Retrogradacja może zachodzić pod wpływem

wytrącania

jonów

fosforanowych

przez

kationy metali 2 i 3 wartościowych, w wyniku

sorpcji przez koloidalne wodorotlenki żelaza i

glinu lub sorpcji przez minerały ilaste.

Makroelementy - potas

Potas jest pierwiastkiem biorącym udział

w procesie fotosyntezy i oddychania.

Reguluje uwodnienie tkanek roślin.

Zawartość K w wierzchniej warstwie

gleby wynosi od 0,01 % do 2 % (od 300

do 60 000 kg/ha).

Praktycznie w całości występuje w

formie mineralnej. Jest pobierany jako

jon K

Makroelementy - potas

Potas

może

ulegać

uwstecznieniu

(retrogradacji, fiksacji). Polega ono na

niewymiennym

wiązaniu

jonów

przestrzeniach

międzypakietowych

minerałów

ilastych

typu

2:1

(illit,

wermikulit). Uwsteczniony potas nie jest

dostępny dla roślin.

Potas może być wiązany wymiennie w

kompleksie sorpcyjnym gleby co pozwala na

magazynowanie tego pierwiastka w glebie.

Makroelementy - wapń

Wapń inkrustuje błony komórkowe roślin,

reguluje gospodarkę wodną oraz przebieg
procesów metabolicznych.

Sprzyja tworzeniu gruzełkowej struktury gleb.

Zawartość Ca w glebie waha się najczęściej od

0,07 % do 3,6 %, więcej może go być w
glebach wytworzonych ze skal węglanowych.

Przez rośliny pobierany jest w formie jonowej

Makroelementy - magnez

Magnez wchodzi w skład chlorofilu i bierze

udział w wielu reakcjach enzymatycznych.

Zawartość magnezu ogólnego wynosi od 0,06

% do 1,2 %.

Przez rośliny pobierany jest w formie jonu

Jon Mg

może być sorbowany wymiennie w

glebie. Przy zakwaszeniu gleby jest
usuwany z kompleksu sorpcyjnego szybciej
niż jon Ca

Makroelementy - siarka

Siarka

jest

składnikiem

białek

roślinnych i bierze udział w procesach
oksydoredukcyjnych.

W glebach zawartość siarki waha się od

0,002 % do 0,12 %. Występuje w
formach organicznych (nawet do 90%)
i mineralnych.

Materia organiczna gleb

Materia organiczna gleb jest mieszaniną
wielu substancji o bardziej lub mniej złożonej
budowie

uzależnionej

substratu

wyjściowego i warunków bioekologicznych w
jakich się one tworzyły.

Głównymi źródłami materii organicznej w
glebie są:

- obumarłe części roślin (części nadziemne i
korzenie)

- obumarłe szczątki makro- i mezofauny
glebowej i ich ekskrementy

- obumarłe mikroorganizmy

- nawozy organiczne (w glebach uprawnych)

Skład i właściwości materii

organicznej gleb

Materia  organiczna  gleb  to  wszystkie
występujące  w  glebie  związki  zawierające
węgiel pochodzenia organicznego.
Należą  tu  występujące  w  glebie  żywe
organizmy

jak

też

obumarłe

szczątki

organiczne wraz z produktami ich rozkładu i
humifikacji, określane mianem substancji
organicznej gleby.

Skład i właściwości materii

organicznej gleb

Substancja

organiczna

gleby

suma

obumarłych składników organicznych (głównie
roślinnych)

występujących w glebie, od świeżych,
nierozłożonych

resztek

roślinnych

zwierzęcych do bezpostaciowych produktów
rozkładu i resyntezy.

Żywe  organizmy  nie  są  zaliczane  do
substancji  organicznej  gleby  choć  niekiedy
stanowią  10  –  15  %  glebowego  węgla
organicznego.

Skład i właściwości materii

organicznej gleb

Substancje próchniczne  to ciemno zabarwione,
bezpostaciowe  substancje  będące  produktami
rozkładu  resztek  organicznych  oraz  związki
będące wynikiem resyntezy powodowanej przez
mikroorganizmy  w  glebie.  Dzielone  są  na
swoiste i nieswoiste substancje próchniczne.

Skład i właściwości materii

organicznej gleb

Swoiste  substancje  próchniczne  stanowią  85  –
90 % masy substancji próchnicznych. Należą tu
wysokocząsteczkowe  związki  barwy  żółtej,
brunatnej,  ciemnobrązowej  i  czarnej  dające
wyekstrahować  się  z  gleby  0,1  M  roztworem
NaOH,

solami

obojętnymi

albo

rozpuszczalnikami organicznymi. Należą tu taki
grupy związków jak:

- kwasy fulwowe

- kwasy huminowe

- huminy

Swoiste związki próchniczne

Kwasy huminowe to frakcja związków
próchnicznych o barwie ciemnobrązowej do
czarnej, które mogą być ekstrahowane z gleby
za pomocą alkalicznych rozpuszczalników
(NaOH) i które ulegają strąceniu po
zakwaszeniu roztworu.

Kwasy fulwowe to frakcja związków
próchnicznych o barwie żółtej do żółtobrązowej,
rozpuszczalnych w wodzie w całym zakresie pH.
Pozostają one w roztworze po strąceniu kwasów
huminowych w wyniku zakwaszenia roztworu.

Swoiste związki próchniczne

Huminy  to  związki  próchniczne  o  barwie  czarnej
nierozpuszczalne  w  wodzie  w  całym  zakresie  pH.
Huminy  należą  do  najmniej  zbadanych  substancji
próchnicznych.  Poszczególne  frakcje  próchniczne
stanowią  układ  zróżnicowanych  ale  pokrewnych
sobie  związków  organicznych.  Różnią  się  one
między  sobą:  masą  cząsteczkową,  liczbą  grup
funkcyjnych,  stopniem  polimeryzacji  i  innymi
cechami.

Skład i właściwości materii

organicznej gleb

Nieswoiste substancje próchniczne stanowią 10
– 15 % masy substancji próchnicznych. Należą
tu związki o dobrze rozpoznanej budowie,
zaklasyfikowane

różnych

chemii

organicznej

grup

strukturalnych

np.

węglowodany,

aminokwasy,

lignina,

tłuszczowce.

Rola substancji organicznej gleb

Wpływ związków próchnicznych na właściwości

fizyczne gleby

Substancje

próchniczne

wpływają

dodatnio

tworzenie

się

struktury

agregatowej

gleb,

poprawiając stosunki wodno - powietrzne. W glebach

piaszczystych powodują zwiększenie zwięzłości, a w

glebach o cięższym składzie granulometrycznym,

wpływają na zmniejszenie zwięzłości.

Związki próchniczne posiadają wysoką pojemność

wodną. W stosunku do swej wagi mogą one

zatrzymać 3 - 5 krotnie więcej wody w formie

dostępnej dla roślin.

Dzięki ciemnemu zabarwieniu próchnica silnie

pochłania

promienie

słoneczne,

poprawiając

właściwości termiczne gleby

Wpływ

związków

próchnicznych

właściwości fizykochemiczne i chemiczne
gleb

Związki próchniczne wpływają na zdolności

sorpcyjne i na kształtowanie się zasobności
gleb.

Swoiste

związki

próchniczne

stanowią

organiczną

część

składową

kompleksu  sorpcyjnego,  a  ich  pojemność
sorpcyjna wynosi od 300 - 1400 meq/100g.
Próchnica  odpowiada  za  20  -  70%
całkowitej  pojemności  sorpcyjnej  gleby.

Związki próchniczne zwiększają zdolności

buforowe gleb, regulując i stabilizując
odczyn gleby.

Próchnica reguluje stężenie kationów

, Mg

, NH

, Na

i H

roztworze glebowym poprzez ich
uwalnianie bądź sorbowanie.

Próchnica ma znaczny wpływ na

gospodarkę azotem i fosforem. Jest
podstawowym

źródłem

tych

pierwiastków,  które  w  tej  postaci  są
magazynowane  w  glebie.  Formy  te  po
mineralizacji  są  dostępne  dla  roślin
wyższych.

Wpływ związków próchnicznych na rozwój i wzrost

roślin i mikroorganizmów

Związki próchniczne są źródłem C, N i P, które po

zmineralizowaniu są dostępne dla roślin.

Makro- i mikroorganizmy glebowe czerpią z

substancji organicznej niezbędną dla ich życia
energię i mineralne składniki pokarmowe. Z tego
względu gleby zasobne w próchnicę odznaczają się
wyższą aktywnością biologiczną.

Substancje próchniczne wprowadzone do gleby

mogą

przeciwdziałać

występowaniu

chorób

niektórych roślin uprawnych, przy czym to
fitosanitarne działanie jest spowodowane silnym
mnożeniem się mikroorganizmów saprofitycznych,
które są antagonistami fitopatogenów.

Document Outline