Gleba - utwór powstały w powierzchniowej warstwie zwietrzeliny skalnej pod wpływem czynników glebotwórczych: klimat, woda, biosfera, rzeźba terenu, czas, działalność człowieka. Jest to ożywiony twór przyrody zmieniający się w czasie.

Gleba ⇒układ trójfazowy.

Faza stała - cząstki mineralne, organiczne, organiczno-mineralne o różnym stopniu rozdrobnienia.

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

FRAKCJE GRANULOMETRYCZNE:

Grupa frakcji	Frakcje	Wymiary (mm) wg PTG
Części szkieletowe	Kamienie Grube Średnie Drobne Żwir Gruby Drobny	>20 _ _ _ 20 - 1 _ _
Części ziemiste	Piasek Gruby Średni Drobny Pył Gruby Drobny Części spławialne Ił pyłowy gruby Ił pyłowy drobny Ił koloidalny	1,0 - 0,1 1,0 - 0,5 0,5 - 0,25 0,25 - 0,1 0,1 - 0,02 0,1 - 0,05 0,05 - 0,02 <0,02 0,02 - 0,005 0,005 - 0,002 <0,002

Podział gleb w zależności od zawartości składu mineralnego i organicznego

• Gleby mineralne (poniżej 5% substancji organicznych)

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

• Gleby organiczne (ponad 20% substancji organicznych)

Skład granulometryczny (uziarnienie) gleby - stan rozdrobnienia mineralnej części gleby fazy stałej gleby. Jest wyrażony procentowym udziałem poszczególnych cząstek mineralnych zwanych frakcjami granulometrycznymi.

Kamienie i żwir - w stosunkowo niewielkim stopniu zmienione okruchy skalne. Skład mineralogiczny, chemiczny, zbliżony do skał, z których powstały. Tworzą tzw. Szkielet glebowy.

Piasek, pył, ił pyłowy - złożone głównie z kwarcu i krzemionki (SiO2), mało aktywne chemiczne. Mogą występować (szczególnie w piasku) w postaci powłok. Minerały jak: gipsyt, hematyt, limonit nadające zabarwienie od czerwonego do żółtego. Piasek (1 - 0,1) składa się prawie wyłącznie z odłamków minerałów skałotwórczych. W piasku grubym głównym minerałem jest kwarc i nieduże ilości skaleni. Piasek średni i drobny zawiera prawie wyłącznie kwarc. Ziarna piasku pochodzenia wodnego mają krawędzie zaokrąglone i składają się przeważnie z kwarcu, natomiast ziarna akumulacji lodowcowej są ostrokrawędziste i oprócz kwarcu zawierają pewne ilości glinokrzemianów. 

Pył ma małą ilość krzemianów i glinokrzemianów. Składa się głównie z drobnych odłamków kwarcu i zawiera pewną ilość bezpostaciowej krzemionki. Frakcja pyły zwiększa pojemność wodną oraz zdolność podsiąkania wody z głębszych warstw.

Frakcja iłu pyłowego składa się głównie z krzemionki bezpostaciowej oraz zawiera niedużą ilość drobnych odłamków kwarcu. Ił pyłowy drobny może zawierać pewną ilość minerałów ilastych. Obecność tej frakcji ułatwia podnoszenie kapilarne wody.

Ił koloidalny - składa się głównie z zespołu wtórnych glinokrzemianów tzw. minerałów ilastych. Minerały te mają dużą pojemność sorpcyjną w stosunku do kationów. Zawiera także

GRUPY GRANULOMETRYCZNE

Określone na podstawie procentowego udziału poszczególnych frakcji (wg PTG)

1. UTWORY KAMIENISTE (kamienie) - przeważają frakcje kamieniste

2. UTWRY ŻWIROWE (żwiry) - przeważają frakcje żwiru

1. żwiry piaszczyste - ilość części spławialnych =<10% w stosunku do masy gleby

2. żwiry gliniaste - ilość części spławialnych >10% w stosunku do masy całej gleby.

3. UTWORY PIASZCZYSTE (piaski) - zawierają do 40% frakcji pyłu. Przy zawartości pyłu w granicach 25-40% do podstawowej nazwy grupy dodaje się przymiotnik pylasty.

Dzielą się na:

1. Piasek luźny 0 - 5% części spławialnych

2. Piasek słabo gliniasty 5 - 10% części spławialnych

3. Piasek gliniasty lekki 10 - 15% części spławialnych

4. Piasek gliniasty mocny 15 -20% części spławialnych

W odniesieniu do gleb piaszczystych, gliniastych, ilastych i pyłowych procentową zawartość poszczególnych frakcji podaje się w stosunku do części ziemistych.

4. UTWORY GLINIASTE (gliny) - zawierają ponad 20% części spławialnych i do 40% frakcji pyłu. Przy zawartości pyłu w granicach 25- 40% ⇒ pylaste

Dzielą się na:

1. gliny lekkie spiaszczone 20 - 20% części spławialnych

2. gliny lekkie słabo spiaszczone 25 - 35% części spławialnych

3. gliny średnie 35 - 50% części spławialnych

4. gliny ciężkie ponad 50% części spławialnych

5. UTWORY ILASTE (iły) - zawierają ponad 50% części spławialnych oraz części pyłowe i nieznaczną domieszkę piasku (<10%). Iły zawierają ponad 25% części pyłowych ⇒ iły pylaste.

6. UTWORY PYŁOWE (pyły) - zawierają ponad 40% części pyłowych i do 50% części spławialnych. Wyróżnia się:

1. utwory pyłowe zwykłe 0 - 35% części spławialnych

2. utwory pyłowe ilaste 35 - 50% części spławialnych

Podział gleb napływowych (aluwialnych i deluwialnych)

1. mady bardzo lekkie 0 - 10% części spławialnych

2. mady lekkie 10 - 20% części spławialnych

3. mady średnie 20 - 35% części spławialnych

4. mady ciężkie 35 - 50% części spławialnych

5. mady bardzo ciężkie ponad 50% części spławialnych

WŁAŚCIWOŚCI WODNE GLEB

1. Pojemność wodna

2. Polowa

3. Maksymalna higroskopowa

4. Kapilarna

Postacie wody w glebie:

• woda w postaci krystalicznej (lód)

• woda chemiczna - jest częścią składową różnych związków zawartych w glebie. Jest niedostępna dla roślin

• woda w postaci pary wodnej - ilość pary wodnej w powietrzu glebowym jest przeważnie większa niż w nadglebowych warstwach powietrza.

Woda związana z cząstkami glebowymi siłami molekularnymi: woda higroskopowa i błonkowata.

• woda higroskopowa - otacza najdrobniejsze cząstki glebowe cienką, silnie przywierającą błonką. Pochodzi z pochłoniętej i skroplonej pary wodnej, jest pozbawiona zdolności przemieszczania się i jest niedostępna dla roślin

• woda błonkowata - przywiera do wody higroskopowej i jest przyciągana przez zewnętrzne siły molekularne. Ma zdolność przemieszczania się i może przesuwać się z miejsc bardziej nasyconych wodą błonkowatą do miejsc bardziej nasyconych.

• woda kapilarna - wypełnia przestwory kapilarne. Woda ta jest łatwo dostępna dla roślin, a przemieszczanie się z dołu do góry wzbogaca powierzchniowe warstwy gleby w składniki pokarmowe

• woda grawitacyjna - wypełnia przestwory nadkapilarne, pod działaniem siły grawitacyjnej spływa aż do poziomu wody gruntowej. Woda ta jest dostępna dla roślin tylko przez krótki okres

• woda gruntowa - woda gromadząca się w nieprzepuszczalnych warstwach gleby, pochodząca z opadów atmosferycznych, przesiąków bocznych rzek, jezior stawów.

WŁAŚCIWOŚCI GLEB

1. Właściwości fizyczne gleb

• podstawowe (pierwotne): ciężar właściwy, ciężar objętościowy, porowatość, struktura, zwięzłość, plastyczność, lepkość, pęcznienie, kurczliwość, barwa, układ

• wtórne (funkcjonalne): właściwości wodne, powietrzne i cieplne gleb

1. ciężar właściwy (ciężar stałych cząstek gleb lub gęstość cząstek glebowych) - masa jednostki objętości stałej gleby (po jej wysuszeniu). Ciężar właściwy zależy od: układu mineralnego gleby i zawartości próchnicy.

Średni ciężar właściwy wynosi ok. 2,65g/dm3.

2. ciężar objętościowy - ciężar jednostki objętościowej gleby z nienaruszoną strukturą.

Ciężar objętościowy chwilowy - jest zmienny i zależny od aktualnej wilgotności gleby.

Ciężar objętościowy rzekomy - ciężar jednostki objętości gleby o nienaruszonej strukturze wysuszonej w 105ºC. Ciężar objętościowy zależ od: struktury gleby, układu składu granulometrycznego i ciężaru właściwego. W glebach mineralnych wynosi ok. 1,1 - 1,8 g/dm³ .

3. porowatość - suma objętości wolnych przestrzeni w jednostce objętości gleby.

Rodzaj porów	Średnica [mm]	Rodzaj wypełnienia
makropory	>0,0085	Powietrzem i okresowo wodą
mezopory	0,002 - 0,0085	Powietrzem i wodą dostępna dla roślin
mikropory	<0,0002	Wodą niedostępną dla roślin

Porowatość zależy od: składu granulometrycznego, struktury, układu gleby, zawartości próchnicy.

4. zwięzłość gleby - mierzy się siłą z jaką cząsteczki są ze sobą zlepione. Dzięki zwięzłości gleby stawiają opór tym siłom, które działają w kierunku jej rozgniecenia lub rozklinowania. Zwięzłość gleby zależy od: zawartości próchnicy, struktury, układu, wilgotności i składu granulometrycznego.

5. Lepkość gliny - siła, z jaką przylegają cząsteczki i agregaty gleby do różnych przedmiotów. Łącznie ze zwięzłością, wpływa na opory jakie pokonują maszyny.

6. Plastyczność gleb - zdolność do tworzenia form przestrzennych i zdolność do zachowania kształtu po ustaniu działania sił zewnętrznych tworzących tą formę. plastyczność ujawnia się tylko w glebach wilgotnych i zależy od jakości i zawartości iłu koloidalnego i próchnicy.

7. Pęcznienie i kurczenie się gleb - zwiększenie się jej objętości pod wpływem pochłaniania wody. Pęcznienie zależy od : składu granulometrycznego, głównie od zawartości iłu koloidalnego oraz ilości i jakości kationów wymiennych. Kurczenie się jest zjawiskiem odwrotnym do kurczenia.

8. Barwa gleb - Munsell'a

9. Struktura gleb - stan, w którym poszczególne ziarna są zlepione w agregaty o określonych kształtach i wymiarach. O strukturze decydują: koloidy organiczne, koloidy mineralne, czynniki biologiczne, czynniki fizyczne.

10. Układ gleby - cechy zewnętrzne charakteryzują stopień porowatości i zwięzłości gleb. Wyróżnia się: układ luźny, pulchny, pulchno-zwięzły, zbity, silnie zbity.

Sorpcja - zdolność gleby do pochłaniania i zatrzymywania drobnych zawiesin, mikroorganizmów, jonów, cząsteczek

Kompleks sorpcyjny - złożony jest z koloidów organicznych, mineralnych i mineralno-organicznych, które mają ogromną powierzchnię zewnętrzną, a często wewnętrzną powierzchnię. Właściwości kompleksu są różne i zależą przede wszystkim od stosunku koloidów organicznych do mineralnych, ich struktury odczynu i właściwości.

Rodzaje sorpcji: mechaniczna, fizyczna, chemiczna, wymienna i biologiczna.

Sorpcja wymienna (polarna) polega na wymianie jonów między kompleksem sorpcyjnym, a roztworem glebowym, do którego na miejsce jonów zasorbowanych [przechodzi równoważna ilość jonów z fazy stałej gleby. Proces sorpcji wymiennej zależy od wielu czynników: odczyn gleby, stosunek acidoidów do bazoidów, elektrokinetyczne właściwości koloidów, stopień uwodnienia jonów.

Oznaczanie węglanu wapnia w glebie

Występowanie węglanu wapnia w glebie przeciw działa ich zakwaszaniu. Dlatego też gleby, w których znajduje się chociażby śladowe ilości węglanów (poza kompleksem sorpcyjnym) mają odczyn obojętny lub zasadowy. Gleby te nie wymagają wapnowania przez długie lata. Ponadto gleby ciężkie, w których występuje CaCO3 wykazują znacznie lepsze z punktu widzenia rolniczego, właściwości fizyczne, np. lepszą przepuszczalność, penetrację powietrza, stan zgruźlenia.

Oznaczanie pH gleby

Podział:

1. Gleby silnie kwaśne o pH <4,5

2. Gleby kiwane o pH od 4,6 - 5,5

3. Gleby słabo kwaśne o pH od 5,6 - 6,5

4. Gleby obojętne o pH od 6,6 - 7,2

5. Gleby zasadowe o pH > 7,2

Metody oznaczania:

1. metoda kolorymetryczna - wykorzystuje się właściwości wskaźników - indykatorów. Wskaźniki są to związki organiczne o charakterze słabych kwasów, zasad lub elektrolitów amfoterycznych. W zależności od stężenia jonów w badanej próbce określony wskaźnik lub ich zespół (mieszanina) zmienia swoje zabarwienie.

Oznaczenie pH polega na porównaniu barwy, jaką po dodaniu odpowiedniej ilości wskaźnika przybierze badany roztwór, z barwną skalą wzorcową.

2.metoda elektromotoryczna - oparta jest na pomiarze siły elektromotorycznej ogniwa składającego się z dwu elektrod. Jedna z elektrod ma stały potencjał niezmienny i jest elektrodą porównawczą, druga elektroda posiada potencjał zależny od stężenia jonów wodorowych w badanym roztworze. Pierwszą elektrodą jest elektroda kalomelowa . Elektrody pomiarowe to: wodorowa, chinhydrowa, i szklana.

Pomiar wykonujemy w ten sposób, że elektrody kalomelową i szklaną umieszczamy w badanym roztworze, w wyniku czego powstaje ogniwo, które podłączone do pehametru podaje bezpośrednio wartość pH.

Kwasowość.

Rodzaje: czynna i potencjalna.

Kwasowość czynna: decydują o niej wolne jony wodorowe i glinu występujące w roztworze glebowym. Wolne jony wodorowe decydujące o kwasowości czynnej pojawiają się w roztworach glebowych na skutek elektrolitycznej dysocjacji kwasu węglowego, słabych kwasów organicznych i ich soli, dysocjacji i hydrolizy soli glinowych oraz w wyniku stosowania chemicznie czy fizjologicznie kwaśnych nawozów. Kwasowość ta występuje w glebach o silnym zakwaszeniu. (pH<5).

Kwasowość potencjalna:

a). Wymienna: decydują o niej jony wodoru i glinu słabo wiązane przez kompleks sorpcyjny gleby. Ujawnia się pod wpływem działania na glebę roztworu soli obojętnej.

b). hydrolityczna: o kwasowości hydrolitycznej decydują głównie jony wodorowe silnie związane z cząstkami koloidalnymi kompleksu sorpcyjnego. Ujawnia się pod wpływem działania na glebę roztworów soli hydrolizujących zasadowo np. Na(CH₃COO)

Pojemność sorpcyjna - ilość wszystkich kationów, jakie gleba może zatrzymać. Pojemność sorpcyjna gleb równa się więc sumie kationów zasadowych S i całkowitej kwasowości hydrolitycznej H_h

T= S+ H_h

Pojemność sorpcyjna zależy głównie od ilości i jakości koloidów glebowych.

Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami - stosunek kationów zasadowych do wodoru w kompleksie sorpcyjnym. Jest to ważny wskaźnik zarówno ze względu na kierunek procesu glebotwórczego i potrzeby nawozowe, jak również ze względu na ocenę stopnia degradacji gleb w wyniku zanieczyszczenia gleb różnymi związkami chemicznymi o charakterze kwaśnym lub zasadowym.

V=S/T*100%

Fazy gleby: faza płynna, stała i gazowa

Podział agronomiczny gleb:

Gleby bardzo lekkie 0 - 10

Gleby lekkie 10 - 20

Gleby średnie 20 - 35

Gleby ciężkie 35 - 50

Gleby bardzo ciężkie >50

Frakcja decyduje o właściwościach fizycznych, fizykochemicznych, i chemicznych np. Pojemność wodna i powietrzna, porowatość, zwięzłość, lepkość, plastyczność i wszystkie rodzaje sorpcji

1

1