Badania gleby pozwalają na dokładne określenie jej właściwości. Badając skład chemiczny gleby, można określić stan środowiska przyrodniczego. Znając właściwości gleby, podejmuje się decyzję dotyczącą jej użytkowania. Ważnym elementem badań są prace terenowe. Opis profilu glebowego przeprowadza się przede wszystkim w odkrywkach glebowych o długości ok. 2 m, szerokości ok. 1 m i głębokości ok. 2 m w glebach leśnych i 1,5 m w glebach uprawnych. Do tego celu można wykorzystać także odsłonięcia w skarpach i zboczach dolin, wąwozów czy ścianach wyrobisk.

Odkrywki glebowe lokalizuje się w miejscach reprezentatywnych dla określonego układu czynników glebotwórczych, a więc na terenach o jednorodnej rzeźbie, zbliżonych utworach geologicznych, warunkach wodnych i roślinnym pokryciu terenu. Aby odpowiednio wytypować miejsca lokalizowania odkrywek glebowych, warto – jeżeli jest to możliwe – przeanalizować wcześniej mapę topograficzną i geologiczną. Odkrywki glebowe można też lokalizować wzdłuż profilu przecinającego główne formy rzeźby. Wówczas od razu można wychwycić zależności między typem utworu, rzeźbą, pokrywą roślinną a typem gleby.

Nie należy natomiast sytuować odkrywek glebowych w pobliżu dróg, zabudowań, rowów melioracyjnych i innych obiektów antropogenicznych, ponieważ w miejscach tych układ i właściwości poziomów genetycznych gleby są zwykle antropogenicznie zmienione.

Wykonanie odkrywki glebowej

Jeżeli odkrywka wykonywana jest na obszarach leśnych lub łąkowych, przed jej wykopaniem należy pociąć szpadlem warstwę organiczną (darń, warstwę runa wraz z porastającą ją roślinnością) na kostki o wymiarach 20 × 20 cm, a następnie ułożyć je w pewnej odległości od odkrywki. Po zakończeniu badań zostaną one wykorzystane do przykrycia zasypanego wkopu i uporządkowania terenu.

Przed wykopaniem odkrywki należy zwrócić uwagę na kierunek padania promieni słonecznych, gdyż opis cech gleby przeprowadza się zawsze na ścianie najlepiej oświetlonej w chwili badania. Wykopywany materiał wyrzucany jest na boki. Należy jednak pamiętać, aby nie zasypywał on ścian odkrywki. Po węższej stronie można uformować kilka schodków ułatwiających wchodzenie do niej.

Glebę opisuje się w stanie naturalnego uwilgotnienia, dlatego bezpośrednio przed przystąpieniem do opisu należy ściąć cienką warstwę przesuszonego materiału i wygładzić ścianę.

R1C0b3xOZ94wp

Grafika przedstawia odkrywkę glebową. Promienie słoneczne wpadają do wykopu o głębokości 150 cm oraz długości 200cm i szerokości 100cm.

RZOYRvn4h50uf

Zdjęcie przedstawia odkrywkę glebową. Jest to prostopadłościenny wykop ze schodkami.

Niezbędne wyposażenie:

• mapa topograficzna w skali 1:10000 lub większej,

• odbiornik GPS,

• raptularz glebowy,

• szpadel,

• łopatka ogrodnicza lub szpachelka,

• metr stolarski lub taśma miernicza o długości 2 m,

• kwasomierz (pehametr) polowy,

• 10% kwas solny lub ocet,

• lupa,

• bibuła/lignina.

Analiza profilu glebowego

Miejsce wykopania odkrywki glebowej należy zlokalizować na mapie topograficznej i wskazać jej położenie względem charakterystycznych punktów terenu. Następnie opisuje się:

• współrzędne geograficzne, które określają położenie odkrywki,

• sposób użytkowania terenu,

• gatunki charakterystyczne i typ roślinności,

• formy ukształtowania terenu,

• warunki wodne,

• pozostałe cechy środowiska przydatne w interpretacji właściwości i cech badanej gleby.

Wszystkie informacje zapisuje się w specjalnym formularzu w formie tabeli. Formularz, zwany raptularzem glebowym, służy do rejestrowania wyników obserwacji i pomiarów prowadzonych w odkrywce glebowej. Jest on podstawową formą dokumentacji cech gleby, zidentyfikowanych w badaniu terenowym.

RF7qgAhSzvozx

Ilustracja przedstawia kobietę wykonującą terenowe kartowanie gleb. Są to badania pozwalające określić właściwości ziemne. Ma ona w ręku fragment ziemi pobrany z wykopu. Obok wykopu leży sprzęt do pomiarów w torbie i plecaku.

W trakcie badań terenowych opisywana jest budowa profilu glebowego, w tym przede wszystkim układ i następstwo poziomów genetycznych, identyfikowane są podstawowe właściwości fizyczne i chemiczne gleby. Do tego celu wykorzystuje się metody organoleptyczne, polegające na badaniu gleby poprzez wzrok i dotyk, a także proste metody pomiarowe.

Budowa profilu glebowego – układ i następstwo poziomów glebowych

Poziomy glebowe wyznacza się na podstawie zróżnicowania barwy, występowania konkrecjikonkrecje glebowekonkrecji i przewarstwień, obecności substancji organicznej oraz cech utworu mineralnego. Opisujący odkrywkę powinien także zwrócić uwagę na następstwo poziomów, ich położenie w profilu oraz charakter granic.

Główne poziomy w glebach mineralnych:

• poziom organiczny (O) powierzchniowy, zbudowany z obumarłych części organicznych;

• poziom próchniczny (A) zalegający na powierzchni lub pod poziomem organicznym, o ciemnej barwie (brunatna, szara, czarna); im więcej próchnicy zawiera gleba, tym barwa jest ciemniejsza; dolna granica poziomu w glebach uprawnych jest z reguły wyraźna, w glebach nieuprawianych może być rozmyta na skutek przemywania warstwy powierzchniowej przez wody opadowe;

• poziom wymywania (eluwialny – E) zalegający pod poziomem próchnicznym, jasnoszary, niekiedy biały, o wyraźnie widocznych ziarnach kwarcu; dolna granica poziomu jest zwykle rozmyta, z wyraźnymi pionowymi zaciekami świadczącymi o przemywaniu przez wody opadowe;

• poziom wzbogacenia (iluwialny, wmycia – B) zalegający pod poziomem wymycia lub bezpośrednio pod poziomem próchnicznym, o barwie rdzawej, brązowej, brunatnej;

• poziom glejowy (G) o popielatym, zielonkawym lub niebieskawym zabarwieniu, zalegający na różnych głębokościach, wykształcony w warunkach nadmiernego uwilgotnienia;

• poziom skały macierzystej (C) o zróżnicowanej barwie, zalegający w dolnej części profilu glebowego;

• poziom podłoża skalnego (R), związany z występowaniem litej lub spękanej skały.

W obrębie głównych poziomów glebowych mogą występować konkrecje, smugi i nieciągłe przewarstwienia o barwie białej, rdzawo‑brunatnej, szaro‑zielonej lub czarnej, związane z obecnością substancji organicznej i różnych związków chemicznych.

Ważnym elementem opisu profilu gleb mineralnych jest rodzaj przejścia między poziomami. Umożliwia on zdobywanie wiadomości o przebiegu procesu glebotwórczego i jego uwarunkowaniach. Przykładowo pojawianie się granicy między poziomami w postaci falistych zacieków mówi o silnym przemywaniu profilu glebowego przez wody opadowe, a także o wynoszeniu składników mineralnych w głąb.

Poza wskazanymi głównymi poziomami glebowymi wyróżnia się także:

• poziomy mieszane, które mają grubość powyżej 5 cm; cechy przyległych poziomów są tu dostrzegalne i występuje między nimi ciągłość np. w postaci dolnych języków poziomu górnego, które wcinają się w poziom; w takiej sytuacji, oznaczając poziomy przy użyciu symboli, stosuje się tzw. zapis łamany: A/E, E/B, B/C itp.,

• poziomy przejściowe, w których można zaobserwować jednocześnie cechy struktury dwóch sąsiednich poziomów głównych; przejście odbywa się stopniowo; oznacza się je dużymi literami, które są właściwe dla sąsiednich poziomów głównych, np. AE, BC (pierwsza litera odnosi się do poziomu dominującego).

Następnie w wybranym miejscu, uznanym za reprezentatywne dla opisywanej ściany, należy dokonać pomiaru głębokości poziomów pod powierzchnią terenu. Wyniki wszystkich obserwacji i pomiarów trzeba wpisać do raptularza. Na zakończenie ogólnego opisu profilu gleby nanieść należy próbkę gleby na posmarowaną klejem odpowiednią kolumnę raptularza – w ten sposób utrwalona zostanie barwa poziomu glebowego.

Rozpoznawanie skały macierzystej

Identyfikowanie typu utworu (w stanie suchym i mokrym, po zwilżeniu wodą) polega na rozcieraniu gleby w palcach, oglądaniu ziaren (gołym okiem i przez lupę), a w konsekwencji określeniu:

• wielkości ziaren i ich współwystępowania,

• sklejania ziaren w większe agregaty,

• możliwości uformowania w stanie mokrym wałeczków, kulek i in.,

• wrażeń dotykowych (utwór szorstki, tłustawy, mączysty i in.),

• stopnia przylegania do ręki (brudzenie).

Struktura i zwięzłość gleby

Strukturę glebystruktura glebyStrukturę gleby poprawiającą warunki wodno‑powietrzne określa się, podrzucając glebę na łopatce i obserwując wielkość, kształt i trwałość agregatów powstających ze zlepionych ziaren. Natomiast zwięzłość gleby ocenia się poprzez opór, jaki stawia narzędziom; można to zrobić już w trakcie kopania odkrywki glebowej.

RmRqRZBrN6BKo

Grafika przedstawia przykłady struktur gleby, są to: gruzełkowata, bryłowa, pryzmatyczna, warstwowa, ziarnista, gleba bezstrukturalna.

• Gleba sypka (luźna), bezstrukturalna – niescementowane ziarna, nie stawiają oporu narzędziom.

• Gleba pulchna, strukturalna – ziarna sklejone w agregaty, nie stawiają oporu narzędziom; szpadel łatwo daje się wbić w glebę.

• Gleba zwięzła, strukturalna – ziarna sklejone w agregaty, stawiają umiarkowany i duży opór narzędziom; łopata wchodzi w glebę z dużym oporem.

• Gleba zbita, bezstrukturalna – ziarna tworzące jednolitą masę stawiają bardzo silny opór narzędziom; w stanie suchym nie można wbić szpadla w glebę.

Wilgotność gleby

Określenie wilgotności gleby polega na obserwacji barwy gleby w stanie suchym i przy zwilżeniu, wyciskaniu wody, określaniu wrażeń dotykowych i wchłanianiu wody przez bibułę. Na tej podstawie można wyróżnić cztery stopnie wilgotności gleby:

• sucha – rozpyla się przy rozcieraniu, ciemnieje przy zamoczeniu,

• słabo wilgotna (świeża) – nie rozpyla się, nie ciemnieje przy zamoczeniu, w kontakcie z dłonią daje wrażenie chłodu,

• wilgotna – w dotyku wyraźnie wilgotna, przyłożona do gleby bibuła wchłania wodę,

• mokra – przy ściskaniu można wycisnąć wodę.

Zawartość węglanu wapnia

Ważnym składnikiem gleby jest węglan wapnia (CaCO₃) mający działanie odkwaszające i podnoszący żyzność gleb. Obecność tego związku w glebie można stwierdzić, polewając grudkę ziemi kilkoma kroplami rozwodnionego kwasu solnego (10%) lub octu. Jeżeli pojawia się burzenie (powstają pęcherzyki gazu), oznacza to, że gleba zawiera węglan wapnia. Po intensywności burzenia możemy oszacować jego zawartość:

• brak burzenia – do 1% CaCO₃,

• burzy słabo – 1–3%,

• burzy silnie, ale krótko – 3–5%,

• burzy silnie i długo – pow. 5%.

Burzenie obserwowane tylko w dolnej części profilu glebowego może świadczyć o przemywaniu gleby przez wody opadów.

Kwasowość gleby

Do pomiaru kwasowości gleby służy kwasomierz (pehametr) polowy. W jego skład wchodzi płytka do przeprowadzenia pomiaru, skala barwna i odczynnik. Pomiar polega na przeniesieniu gleby na płytkę, zalaniu odczynnikiem i porównaniu barwy roztworu ze skalą. Wyniki pomiaru interpretuje się następująco:

R1Ox3O2t4T2SD1

Rysunek przedstawia kwasomierz polowy. Jest to urządzenie do pomiaru kwasowości gleby. Jest to blaszka z czujnikiem w którym umieszcza się glebę, następnie po jakimś czasie wskaźnik przesuwa się w odpowiednie miejsce odpowiadające stopniowi pH (4-8).

• silnie kwaśne – pH pon. 4,

• kwaśne – pH 4–5,

• lekko kwaśne – pH 5–6,

• obojętne – pH 6–7,

• zasadowe – pH pow. 7.

Interpretacja właściwości gleb i ustalenie typu gleby

Ustalenie typu gleby opisywanej w odkrywce glebowej nie jest zadaniem prostym. Metody polowe pozwalają jedynie na orientacyjne określenie cech gleby. Poza tym wiele typów gleb charakteryzuje się zbliżonymi właściwościami. Należy też pamiętać, że niekiedy specyficzny układ warunków lokalnych oraz różne formy działalności antropogenicznej (zanieczyszczenie środowiska, nawożenie, zmiany warunków wodnych i in.) mogą modyfikować właściwości profilu glebowego w stosunku do stanu naturalnego. Naturalne lub bliskie naturalnym cechy gleby można zidentyfikować w odkrywkach usytuowanych w granicach terenów leśnych, natomiast gleby uprawne charakteryzują się z reguły grubszym w stosunku do warunków naturalnych poziomem próchnicznym, obniżoną kwasowością i obecnością węglanu wapnia w poziomach powierzchniowych.

Słownik