Przeczytaj
1. Gleba i jej składniki
Gleba jest zewnętrzną, zwietrzałą warstwą skorupy ziemskiej, która została przekształcona pod wpływem czynników glebotwórczych w wyniku procesów glebotwórczych.
Badaniem gleb – ich budowy, właściwości, genezy i ewolucji, a także przydatności rolniczej – zajmuje się gleboznawstwo, natomiast ich rozmieszczeniem na kuli ziemskiej trudni się geografia gleb, dział gleboznawstwa.
Gleby mają istotne znaczenie w życiu człowieka, ponieważ pełnią funkcje:
produkcyjną – związaną z produkcją biomasy,
życiową – są miejscem bytowania organizmów roślinnych i zwierzęcych, a także przyczyniają się do rozwoju rolnictwa,
sanitarną – związaną z rozkładem szczątków roślinnych i zwierzęcych przez mikroorganizmy glebowe.
Składniki gleby można podzielić ze względu na ich stan skupienia.
Każdy typ gleby odznacza się różnymi proporcjami powyższych składników. Wpływ na zawartość gleby może mieć pora roku, a co za tym idzie – przebieg procesów życiowych roślin.
2. Czynniki glebotwórcze
Gleba powstaje pod wpływem czynników glebotwórczych. Są to elementy abiotyczne (nieożywione) i biotyczne (ożywione) środowiska przyrodniczego, a także działalność człowieka oraz czas.
3. Procesy glebotwórcze
Czynniki glebotwórcze wpływają na proces glebotwórczy. Ten z kolei prowadzi do zróżnicowania profilu glebowego (i właściwości poszczególnych poziomów genetycznych), a więc do ukształtowania poszczególnych rodzajów gleb.
Proces glebotwórczy to zespół procesów fizycznych, chemicznych, biochemicznych i biologicznych zachodzących w wierzchniej warstwie zwietrzeliny, skały luźnej albo skały organicznej pod wpływem czynników glebotwórczych. Obejmuje on przemiany mineralnej części gleby, przemiany materii organicznej, a także przemieszczanie się składników mineralnych i organicznych oraz ich wytrącanie w obrębie profilu glebowego. Jest to proces złożony i długotrwały (trwający niekiedy nawet tysiące lat).
4. Zaawansowane procesy glebotwórcze a typy gleb
Każda gleba jest zbudowana z tzw. poziomów glebowych (genetycznych)poziomów glebowych (genetycznych), które składają się na profil glebowyprofil glebowy. Profile glebowe poszczególnych typów gleb składają się z różnych poziomów genetycznych. Zalegają one na różnych głębokościach i różnią się właściwościami fizycznymi (np. barwą, rozmiarem części mineralnych) i chemicznymi (np. zawartością materii organicznej). Poziomy genetyczne gleb są – dla ułatwienia – oznaczane wielkimi literami alfabetu.
Do najczęściej występujących poziomów glebowych zaliczyć można:
O – poziom organiczny – najbardziej zewnętrzny poziom genetyczny, który stanowi ściółka (czyli płytka warstwa szczątków organicznych o niewielkim stopniu rozłożenia) lub darń (splot traw, ziemi i korzeni na powierzchni łąk i stepów); zawiera się w nim ponad 20% materii organicznej; występuje on tylko w glebach leśnych – nie występuje w gruntach użytkowanych rolniczo,
A – poziom próchniczny – poziom genetyczny o czarnej lub ciemnej barwie, zawiera dużą ilość próchnicy, jednakże mniejszą niż w przypadku poziomu organicznego (poniżej 20%); w profilach gleb leśnych występuje on bezpośrednio poniżej poziomu organicznego, natomiast w profilach gleb użytkowanych rolniczo jest to najbardziej zewnętrzny poziom genetyczny,
C – poziom skały macierzystej – jest to zwykle najgłębiej położony poziom genetyczny, który stanowi niezwietrzała część skały macierzystej (podłoża), które nie uległo procesowi glebotwórczemu.
Występowanie innych poziomów genetycznych jest związane z zaawansowanymi procesami glebotwórczymi (dla przypomnienia: 5. etap procesu glebotwórczego).
Procesy | Charakterystyczne poziomy glebowe | Typy gleb | |
---|---|---|---|
Nazwy | Charakterystyka | ||
Proces bielicowania | Warunki środowiska: utwory piaszczyste o dużej przepuszczalności, niskiej zasobności w składniki mineralne, w tym o niedostatku wapnia i kwaśnym odczynie, porośnięte lasami iglastymi, z głęboko zalegającym zwierciadłem wód podziemnych. Przebieg procesu: wymywanie z górnego poziomu gleby substancji organicznej i niektórych produktów rozkładu minerałów glebowych, głównie tlenków i wodorotlenków glinu i żelaza, krzemionki, fosforu, manganu i in., przemieszczanie ich w głąb i wytrącanie w środkowej części profilu; w wyniku procesu bielicowania wykształca się jasnoszary poziom wymywania (eluwialny) i rdzawobrunatny poziom wzbogacania (wmycia, iluwialny). | E (poziom wymywania) B (poziom wzbogacania, wmywania) | Gleba bielicowa |
Proces przemywania (płowienia, lessiważu) | Warunki środowiska: średnio przepuszczalne, słabo kwaśne, mało zasobne w składniki mineralne utwory piaszczyste i pylaste, porośnięte lasami mieszanymi, z głęboko zalegającym zwierciadłem wód podziemnych. Przebieg procesu: wymywanie z górnego poziomu gleby drobnych części mineralnych (ilastych) i przemieszczenie ich w głąb profilu; w wyniku procesu wykształca się beżowy (płowy) poziom wymywania iłu i leżący pod nim jasnobrązowy poziom wzbogacenia (wmycia iłu). | E (poziom wymywania) B (poziom wzbogacania, wmywania) | Gleba płowa |
Proces brunatnienia | Warunki środowiska: utwory o małej przepuszczalności (np. gliniaste), dużej zasobności w składniki mineralne i obojętnym odczynie, porośnięte lasami liściastymi, z głęboko zalegającym zwierciadłem wód podziemnych. Przebieg procesu: stopniowy rozpad minerałów i uwalnianie zawartego w nich żelaza, którego związki pokrywają ziarna glebowe rdzawobrunatną otoczką; w wyniku procesu wykształca się brunatnobrązowy poziom wzbogacenia (zwany też poziomem brunatnienia). | B (poziom wzbogacania, wmywania) | Gleba brunatna |
Proces rdzawienia | Warunki środowiska: utwory zwałowe, piaszczyste o średniej przepuszczalności, słabo przesortowane, niskiej zasobności w składniki mineralne, w tym o niedostatku wapnia i kwaśnym odczynieodczynie, porośnięte lasami liściastymi i mieszanymi, z głęboko zalegającym zwierciadłem wód podziemnych. Przebieg procesu: wietrzenie krzemianów i glinokrzemianów oraz uwalnianie tlenku glinu i tlenu żelaza, które tworzą nieruchliwe kompleksy z próchnicą; w wyniku procesu rdzawienia wykształca się rdzawy poziom wzbogacania (wmycia, iluwialny). pH gleb rdzawych jest wyższe niż gleb bielicowych, większa zawartość próchnicy występuje w glebach rdzawych niż w bielicowych, ponadto pod poziomem A w glebach rdzawych znajduje się dużo związków Fe i Al, w glebach bielicowych związki te znajdują się niżej. | B (poziom wzbogacania, wmywania) | Gleba rdzawa |
Proces darniowy | Warunki środowiska: utwory pyłowe (np. lessy) o bardzo dobrych warunkach wodno‑powietrznych, dużej zasobności w składniki mineralne i obojętnym odczynie, porośnięte zbiorowiskami trawiastymi, stepowymi, z głęboko zalegającym zwierciadłem wód podziemnych. Przebieg procesu: proces akumulacji próchnicy bogatej w związki wapnia i magnezu, próchnica wytworzona przy udziale roślinności stepowej; poziom próchniczny sięga do kilkudziesięciu cm, pod nim zalega mało zmieniona skała macierzysta. | Poziom A (poziom próchniczny) | Czarnoziem |
Proces akumulacji próchnicy na osadach rzecznych | Warunki środowiska: doliny rzeczne wypełnione mineralnymi i organicznymi osadami (namułami) nanoszonymi przez wody rzeczne w czasie wylewów, porośnięte roślinnością łęgową, z płytko zalegającym zwierciadłem wód podziemnych. Przebieg procesu: akumulacja próchnicy na warstwowanych osadach rzecznych o zróżnicowanych właściwościach fizycznych i chemicznych; w profilu widoczne naprzemianległe, jasne i ciemne warstewki odpowiadające kolejnym wylewom rzeki. | W profilu widoczne naprzemianległe jasne i ciemne warstewki odpowiadające kolejnym wylewom rzeki. | Mada rzeczna |
Proces akumulacji próchnicy na zwietrzelinie skał wapiennych | Warunki środowiska: skały wapienne (wapienie, dolomity, margle, gipsy i in.) o obojętnym lub alkalicznym odczynie i dużej zasobności w składniki mineralne, porośnięte lasami liściastymi, z głęboko zalegającym zwierciadłem wód podziemnych. Przebieg procesu: proces akumulacji próchnicy bogatej w związki wapnia i magnezu, na zwietrzelinie skał wapiennych; w zależności od stadium rozwoju gleby i właściwości fizycznochemicznych skały macierzystej, poziom próchniczny sięga do kilkudziesięciu centymetrów głębokości, a bezpośrednio pod nim zalega zwietrzelina skalna. | R (lita lub spękana skała zwięzła) | Rędzina |
Proces ferralityzacji (lateryzacji) | Warunki środowiska: skały zbudowane z minerałów glinokrzemianowych, zawierają związki żelaza, glinu i krzemu, występują w strefie klimatu wilgotnego i gorącego (klimat równikowy i podrównikowy) oraz bujnej roślinności lasów równikowych. Przebieg procesu: proces wietrzenia chemicznego (hydroliza) skał glinokrzemianowych następuje w warunkach wysokich opadów i wysokiej temperatury; polega na tworzeniu pokryw zbudowanych z tlenków i wodorotlenków żelaza i glinu oraz odprowadzeniu krzemionki poza profil glebowy. Szybki rozkład materii organicznej sprawia, że poziom próchniczy jest niewielki. | E (poziom wymywania) B (poziom wzbogacania, wmywania) | Gleba ferralitowa (laterytowa) |
Proces glejowy (oglejenia) | Warunki środowiska: obniżenia terenu lub podnóża stoków o nadmiernym, długotrwałym uwilgotnieniu, spowodowanym płytkim zaleganiem zwierciadła wód podziemnych, zwiększonymi opadami lub spływem powierzchniowym, z utworami o małej przepuszczalności lub płytko podesłane utworami nieprzepuszczalnymi. Przebieg procesu: procesy redukcji różnych mineralnych związków (np. żelaza, manganu) w warunkach beztlenowych i odkładanie na powierzchni słabo rozłożonej substancji organicznej; w wyniku procesu wykształca się szaroniebieski lub zielonkawy poziom glejowy, który – w zależności od czynnika wywołującego deficyt tlenu i procesy redukcji – może występować w dolnej (podtopienie przez wody gruntowe) lub w górnej (podtopienie przez wody opadowe) części profilu. | G (poziom glejowy) | Gleba glejowa |
Proces torfienia | Warunki środowiska: obniżenia terenu o ograniczonym odpływie wód, zasilane wodami opadowymi (torfowiska wysokie), gruntowymi lub długotrwałymi zalewami wód rzecznych (torfowiska niskie i przejściowe) z roślinnością bagienną (turzyce, trzciny, lasy i zarośla olchowe). Przebieg procesu: gromadzenie i humifikacja szczątków roślinnych pod wpływem bakterii i grzybów w warunkach nadmiernego uwilgotnienia i ograniczonego dostępu tlenu; w wyniku procesu wykształcają się kolejne poziomy bagienne o różnym stopniu rozkładu szczątków organicznych. | Miąższy poziom O (poziom organiczny) | Gleba torfowa |
Proces murszenia | Warunki środowiska: obniżenia terenu, na którym nagromadziły się szczątki roślinne po humifikacji; torfowiska niskie, wysokie i przejściowe, w których występują wahania poziomu wód gruntowych albo ich trwałe obniżenie spowodowane czynnikami naturalnymi lub antropogenicznymi (np. melioracje odwadniające). Przebieg procesu: fizyczne i chemiczne przemiany substancji organicznej polegające na jej mineralizacji, zachodzące w warunkach zwiększonego dostępu tlenu przy współudziale bakterii i grzybów; podlegają mu odwodnione warstwy gleb organicznych (torfowych, mułowych, gytiowych). | M (poziom murszowy) | Gleba murszowa |
Oprócz powyższych, głównych poziomów genetycznych, wyróżnia się również poziomy:
mieszane – morfologiczne, widoczne zmiany między sąsiednimi poziomami głównymi obejmują pas szerszy niż 15 cm, a cechy przyległych poziomów są wyraźne; stosuje się wówczas zapis z ukośnikiem, np. A/E, E/B, A/C, B/C,
przejściowe – równocześnie widoczne są cechy morfologiczne dwóch sąsiednich poziomów głównych; stosuje się wówczas zapis bez ukośnika, np. AE, EC, BC – pierwsza litera oznacza poziom, do którego poziom przejściowy jest bardziej podobny.
5. Przydatność rolnicza gleb
5.1. Żyzność a urodzajność gleby
Przydatność rolnicza gleb zależy od ich żyzności i urodzajności.
Żyzność gleby oznacza jej naturalną zdolność do zaspokajania potrzeb żyjących na niej roślin poprzez dostarczanie im odpowiednich składników mineralnych, wody i powietrza. Natomiast urodzajność gleby oznacza jej zdolność do zaspokajania potrzeb roślin, która wynika również z oddziaływania na nią człowieka. Może on bowiem zwiększyć urodzajność mało żyznej gleby (poprzez np. nawożenie czy zabiegi melioracyjne), a także zmniejszyć urodzajność bardzo żyznej gleby (poprzez np. zbyt intensywne nawożenie, źle prowadzone procesy melioracyjne itd.). Urodzajność gleby nazywana jest też często zdolnością produkcyjną, a jej miarą jest ilość plonów, czyli zbiorów płodów rolnych przeliczonych przez jednostkę powierzchni.
Właściwości | Gleby o dużej żyzności | Gleby o małej żyzności |
---|---|---|
zróżnicowanie profilu | profil w pełni ukształtowany z układem poziomów genetycznych | profil niezróżnicowany na poziomy genetyczne |
miąższość gleby | duża (do 150 cm na terenach rolniczych i 200 cm w lasach) | mała, poniżej 100 cm |
miąższość poziomu próchnicznego | duża, powyżej 15‑20 cm | mała, poniżej 15‑20 cm |
ilość próchnicy i stopień jej rozłożenia | duża ilość próchnicy – powyżej 5%, duży stopień jej rozłożenia | mała ilość próchnicy – poniżej 1‑2%, mały stopień jej rozłożenia |
uziarnienie | utwory pylaste, gliniaste | utwory luźne, niespojone, np. piasek |
właściwości wodne | duża pojemność wodna, powolne przesiąkanie w głąb profilu, zdolność zatrzymywania wody w glebie | mała pojemność wodna, szybkie przesiąkanie w głąb profilu |
właściwości powietrzne | duża pojemność powietrzna, dobra wymiana powietrza z atmosferą | mała pojemność powietrzna, zła wymiana powietrza z atmosferą |
właściwości cieplne | wolne nagrzewanie i wolne wypromieniowanie ciepła, małe dobowe amplitudy temperatury | szybkie nagrzewanie i szybkie wypromieniowanie ciepła, duże dobowe amplitudy temperatury |
podatność na erozję | mała, nie następuje intensywne spłukiwanie | duża, intensywne spłukiwanie, wywiewanie warstwy próchnicznej |
skład organizmów glebowych | różnorodny pod względem gatunkowym i liczebności | mało różnorodny pod względem gatunkowym i liczebności |
zasobność w makroskładniki i mikroskładniki | duża | mała |
obecność zanieczyszczeń | brak | występują zanieczyszczenia |
pH i zawartość węglanu wapnia | odczyn obojętny (pH 6,5‑7,5) i duża zawartość węglanu wapnia | odczyn kwaśny i silnie kwaśny (pH poniżej 4,5), mała zawartość lub brak węglanu wapnia |
odporność na degradację | duża | mała |
Gleby żyzne: ich powierzchnia pokrywa się zwykle z największymi obszarami rolniczymi na świecie, uprawia się na nich przede wszystkim zboża (zwłaszcza najbardziej wymagające, np. pszenicę, kukurydzę i jęczmień) i ziemniaki, a także buraki cukrowe, bawełnę i słoneczniki.
Gleby mało żyzne: rosną na nich głównie lasy lub pastwiska, a ich wykorzystanie jako gruntów ornych wymaga intensywnego nawożenia i innych zabiegów agrotechnicznych.
Przestrzenne rozmieszczenie poszczególnych gleb wraz z ich charakterystyką (jak również z oceną ich przydatności rolniczej) przestawiono na grafice interaktywnej.
Odczyn gleby
Największa przyswajalność składników odżywczych przez rośliny występuje w glebach o odczynie obojętnym.
Glebami o odczynie kwaśnym są takie, które:
są utworzone na kwaśnych skałach magmowych lub skałach osadowych (ubogie w składniki zasadowe),
są zbyt mało nawożone (zbyt duże pobieranie z gleb składników zasadowych wraz z plonami roślin),
traktuje się nadmiernie nawozami potasowymi i azotowymi,
zlokalizowane są w klimatach wilgotnych – przesiąkająca woda opadowa rozpuszcza i wymywa składniki zasadowe,
są narażone na oddziaływanie kwaśnych opadów; w glebach kwaśnych występuje mniejsza przyswajalność m.in. fosforu, wapnia i magnezu, co wpływa na słabszy rozwój roślin; wzrasta natomiast przyswajalność żelaza, manganu i glinu, które przy dużym stężeniu są toksyczne.
Glebami o odczynie zasadowym są te, które:
zlokalizowane są w klimatach suchych (w procesie wietrzenia uwalniane są kationy o odczynie zasadowym; akumulują się one w wierzchnich warstwach gleb, powodując jeszcze większy odczyn zasadowy).
mają dużą zawartość soli, głównie węglanów wapnia, magnezu i sodu.
W glebach zasadowych występuje mniejsza przyswajalność m.in. fosforu i magnezu.
5.2. Klasy bonitacyjne i kompleksy rolniczej przydatności gleb w Polsce
Podział gleb według ich jakości ma długą historię. Obecnie w Polsce jednym ze sposobów oceny wartości użytkowej gleby jest zakwalifikowanie jej do odpowiedniej klasy bonitacyjnejklasy bonitacyjnej. Im wyższa klasa bonitacyjna, tym większa żyzność gleby.
Powyższa klasyfikacja jest bardzo praktyczna, lecz nie zawiera wielu informacji dotyczących przydatności dla konkretnych upraw. Takie informacje zawiera klasyfikacja przydatności rolniczej gleb. Jest to również klasyfikacja obowiązująca w Polsce. Nazwy poszczególnych kompleksów przydatności rolniczej pochodzą od upraw, które najlepiej się na nich udają. Do danego kompleksu należą zespoły gleb, które odznaczają się podobnymi właściwościami i można je uprawiać w podobny sposób. Dlatego też powiązane są one z odpowiednimi roślinami uprawnymi. Ponadto bierze ona pod uwagę warunki klimatyczne, wodne i rzeźbę terenu.
Klasyfikacja ta – dla gruntów ornych – obejmuje 14 kompleksów przydatności rolniczejkompleksów przydatności rolniczej (w tym: 9, które występują na nizinach i wyżynach, 4, które występują w górach i 1, który występuje na obszarze całej Polski). Osobna klasyfikacja została stworzona dla użytków zielonych.
Kompleksy przydatności rolniczej gleb i gruntów ornych |
---|
Na obszarach nizinnych i wyżynnych 1. kompleks pszenny bardzo dobry 2. kompleks pszenny dobry 3. kompleks pszenny wadliwy 4. kompleks żytni bardzo dobry 5. kompleks żytni dobry 6. kompleks żytni słaby 7. kompleks żytni najsłabszy (bardzo słaby) 8. kompleks zbożowo‑pastewny mocny 9. kompleks zbożowo‑pastewny słaby |
Na obszarach górskich 10. kompleks pszenny górski 11. kompleks zbożowy górski 12. kompleks owsiano‑ziemniaczany górski 13. kompleks owsiano‑pastewny górski |
Na obszarze całej Polski 14. kompleks gleb ornych przeznaczonych na użytki zielone |
Kompleksy przydatności rolniczej gleb uwzględniono na mapach glebowo‑rolniczych. Są one wykorzystywane m.in. do:
poprawy struktury agrarnej, np. scalania gruntów,
rejonalizacji i planowania upraw,
ustalania wartości gruntów,
planowania zabudowy i inwestycji w rolnictwie,
planowania zwiększenia urodzajności poszczególnych fragmentów gruntów.
Słownik
gleby, które rozwinęły się na glinach lub innych skałach nieprzepuszczalnych, cechuje je zdolność od pęcznienia (w obecności wody) i pękania (po wyschnięciu)
gleby, które rozwinęły się na piaskach lub wapieniach, cechuje je duża przepuszczalność i skłonność do przesuszania
podział gleb według stopnia przydatności dla rolnictwa lub leśnictwa; określone od klasy I do VI, przy czym do klasy I zalicza się najżyźniejsze gleby, do klasy VI najmniej żyzne; klasy bonitacyjne są ustalone oddzielnie dla gruntów ornych i użytków zielonych
zespół różnych jednostek taksonomicznych gleb, które wykazują zbliżone właściwości rolnicze i mogą być podobnie użytkowane; wydzielenie kompleksów przydatności rolniczej opiera się na następujących kryteriach: charakter i właściwości gleby, warunki klimatyczne, rzeźba terenu i stosunki wilgotnościowe
jednostka klasyfikacji, do której należą gleby o podobnych właściwościach i pożądanym sposobie użytkowania
określany na podstawie stosunku jonów H+ do OH-; jeżeli w glebie jest przewaga jonów H+, to ma ona odczyn kwaśny; jeżeli OH-, to ma odczyn zasadowy; jeżeli jony H+ i OH- się równoważą – gleba ma odczyn obojętny; odczyn gleby wyraża się w jednostkach pH; gleby kwaśne mają pH poniżej 6,6, gleby zasadowe – powyżej 7,2, a gleby obojętne – od 6,6 do 7,2
warstwa mineralna, organiczna lub organiczno‑mineralna znajdująca się w obrębie profilu glebowego, mniej więcej równoległa do powierzchni gleby, wykształcona i przekształcana pod wpływem czynników i procesów glebotwórczych; poszczególne poziomy różnią się barwą, zawartością próchnicy, składem mineralogicznym i chemicznym, strukturą i innymi cechami; rodzaj, układ i właściwości poziomów w profilu glebowym to cechy poszczególnych typów gleb
pionowy przekrój przez glebę odsłaniający jej budowę – rodzaj, miąższość i wzajemny układ poziomów glebowych; profile glebowe mogą być: całkowite –kiedy na całej głębokości profilu, nie mniejszej niż 1,5 m, występuje materiał mineralny z tej samej skały macierzystej, lub niecałkowite – utworzone ze skał macierzystych, których miąższość jest mniejsza niż 1,5 m