Trochę teorii
Już wiesz, że powstawanie gleby jest procesem długotrwałym, trwającym w warunkach naturalnych nawet tysiące lat. Dopiero po tym czasie następuje ukształtowanie dojrzałego, w pełni rozwiniętego profilu gleby złożonego z poziomo układających się warstw, czyli poziomów genetycznych. Uproszczone przedstawienie poziomów glebowych znajdujących się w większości profili to tzw. schematyczny model profilu glebowegomodel profilu glebowego.
Profil gleby to pionowy przekrój przez warstwę powierzchniową gruntu, odsłaniający morfologię (budowę) danej gleby, a w szczególności rodzaj, miąższość i wzajemny układ poziomów genetycznych
Poziom glebowy to warstwa mineralna lub organiczno‑mineralna znajdująca się w obrębie profilu glebowego, w przybliżeniu równoległa do powierzchni gleby, odróżniająca się od poziomów sąsiednich barwą, konsystencją, uziarnieniem, składem chemicznym, ilością i jakością materii organicznej i innymi właściwościami ukształtowanymi w warunkach naturalnych głównie przez procesy glebotwórcze. Układ, barwa i inne właściwości poszczególnych poziomów informują więc bezpośrednio o wpływie czynników glebotwórczych i procesach zachodzących w glebie.
Każdy typ glebytyp gleby charakteryzuje się specyficznym układem poziomów tworzących profil glebowy, związanych ściśle z procesem glebotwórczym. Zasady wydzielania poziomów glebowych oraz nadawanie im nazw i symboli są różne i zależą od zasad danej szkoły gleboznawczej. Wyodrębniono kilka ogólnych zasad, co pozwoliło na ujednolicenie przez Międzynarodowe Towarzystwo Gleboznawcze i FAO kryteriów wyróżniania poziomów oraz ich oznakowania z wykorzystaniem różnych kombinacji symboli.
Opisując profil glebowy, przyporządkowuje się odpowiedni symbol do zidentyfikowanego poziomu glebowego, co pozwala na ustalenie i zapisanie ich sekwencji. Na przykład dla gleby bielicowej będzie miała ona następująca postać:
O‑A-E‑B-C.
Identyfikacja poziomów i warstw glebowych
Symbol poziomu | Nazwa poziomu | Charakterystyka poziomu |
|---|---|---|
O | organiczny (ściółka) | Poziom powierzchniowy, zbudowany z obumarłych części organicznych (opadłe liście oraz inne szczątki pochodzenia roślinnego i zwierzęcego), zawiera powyżej 20% świeżej lub częściowo rozłożonej materii organicznej; w glebach mineralnych i mineraIno‑organicznych jego miąższość nie przekracza 30 cm; tworzy niejednolitą gąbczastą masę w różnym stopniu rozłożoną. |
A | próchniczny | Poziom rozłożonej substancji organicznej, o barwie od szarej do czarnej, zawierający poniżej 20% materii organicznej związanej z mineralnymi składnikami gleby; występuje w glebach mineralnych o naturalnym profilu; na ogół jego miąższość waha się od kilku do kilkunastu (w wyjątkowych przypadkach kilkudziesięciu) centymetrów; charakteryzuje się zwykle ciemnym zabarwieniem, zróżnicowanym zależnie od stopnia rozłożenia (humifikacji) materii organicznej – im większy stopień rozłożenia, tym barwa ciemniejsza. |
E | wymywania (eluwialny) | Poziom obejmujący strefę wymywania w profilu glebowym; występuje bezpośrednio pod poziomem O lub A; ma zwykle jasnoszare lub nawet białe zabarwienie – charakterystyczna barwa pochodzi od dużej ilości krzemionki (kwarcu), która pozostaje po wymyciu produktów wietrzenia minerałów krzemianowych (związki żelaza, glinu) oraz substancji ilastych przez zakwaszone wody przesiąkające w głąb profilu; poziom ten jest charakterystyczny dla gleb bielicowych i bielic, jego miąższość sięga kilkanastu centymetrów. |
B | wzbogacania (wmywania, iluwialny) | Poziom, w którym następuje osadzanie różnych składników wmytych z wyżej leżących poziomów; osadzają się w nim głównie tlenki żelaza i glinu, sole wapnia, fosforu oraz minerały ilaste i koloidy organiczne; w klimacie suchym osadzać się może węglan wapnia, siarczan wapnia lub inne sole przemieszczające się z dolnych części profilu glebowego; wmyte z poziomu wyższego związki chemiczne, zwłaszcza żelaza, nadają poziomowi specyficzną barwę, która zmienia się od rdzawoszarej do brunatnej; poziom wmycia może mieć zwartą formę jednolicie zabarwionych kilku do kilkunastocentymetrowych warstw lub też występować w postaci cienkich smużek, zacieków, plam. |
G | glejowy | Poziom powstający w warunkach nadmiernego uwilgotnienia i związanego z tym słabego dostępu lub braku tlenu, co prowadzi do redukcji związków żelaza i manganu; nadają one szare, zielonkawe lub niebieskawe zabarwienie; poziom ten, zwykle o dużej miąższości, powstaje najczęściej w glebach zwięzłych (np. gliniastych, ilastych) w zasięgu bezpośredniego i długotrwałego oddziaływania wody gruntowej (tzw. poziom gruntowo‑glejowy); poziom glejowy lub częściej oglejenie innego poziomu w postaci nieciągłych warstewek, plam i smug może również występować w przypowierzchniowej części profilu glebowego pod wpływem okresowo stagnującej wody pochodzącej z opadów atmosferycznych (tzw. poziom opadowo‑glejowy). |
M | murszowy | Poziom występujący w pobagiennych glebach organicznych (np. torfowo‑murszowych, mułowo‑murszowych); ma charakterystyczną ziarnistą strukturę i brunatnoczarny kolor; powstaje wskutek procesu murszenia utworów organicznych. |
P | bagienny | Poziom powierzchniowy profilu gleby organicznej, w którym zachodzi bagienny proces akumulacji torfu, mułu lub gytii. |
C | skały macierzystej | Poziom występujący poniżej poziomów zróżnicowania gleby; tworzy go materiał luźny, niescementowany lub zwietrzelina; nie jest zmieniony przez proces glebotwórczy; mogą się w nim nagromadzić węglany i rozpuszczalne sole, może być scementowany przez wmyte węglany, sole, krzemionkę, żelazo, a także może mieć cechy oglejenia. |
D | podłoże mineralne | Poziom nielitego, mineralnego podłoża gleby organicznej (np. piaski). |
R | podłoże skalne | Poziom występującej w podłożu litej lub spękanej skały. |
Profil gleby bielicowej i brunatnej – galeria
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.
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.
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.
Poziomy glebowe wyznacza się na podstawie zróżnicowania barwy, występowania konkrecjikonkrecji 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.
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.
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 gleby 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.
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:
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.