Powstawanie gleb

Cele:
Uczeń:

- potrafi odróżnić zwykły materiał skalny od gleby;
- przedstawia kolejne etapy powstawania gleby;
- wymienia czynniki glebotwórcze, od których zależy tempo tworzenia się gleby;
- zna nazwy poziomów glebowych i wyjaśnia procesy, jakie w nich zachodzą;
- jest przekonany o znaczeniu różnych składników chemicznych, występujących w glebie, dla rozwoju roślin;
- zna skalę jakości gleb.

Treści przedstawiane na lekcji:
Gleba to wierzchnia warstwa litosfery, w której zachodzą procesy organiczne i nieorganiczne.
Zawiera ona wilgoć glebową i powietrze. Ponadto zachodzą w niej przemiany substancji organicznych w nieorganiczne i odwrotnie.
Cząstki nieorganiczne to przede wszystkim zwietrzelina. Skały stają się coraz luźniejsze i bardziej porowate, rozpadają się na coraz drobniejsze elementy, dzięki temu pochłaniają i zatrzymują wodę i powietrze. Tworzą się warunki niezbędne dla życia organizmów żywych. W glebie zaczynają się rozmnażać drobnoustroje (bakterie i grzyby), które powodują rozkład obumarłych szczątków roślinnych i zwierzęcych. To doprowadza do powstania próchnicy – podstawowej warstwy gleby. Jej zawartość decyduje o jakości gleby. Takie przemiany przy powierzchni Ziemi noszą nazwę procesów glebotwórczych.
Etapy powstawania gleby są więc następujące:
- wietrzenie: rozdrabnianie skał, wzrost przepuszczalności;
- pojawienie się mikroflory i fauny glebowej, ich obumieranie i tworzenie się próchnicy na skutek humifikacji i mineralizacji;
- wykształcenie zdolności do zaspokajania odżywczych potrzeb żyjących w niej roślin przez dostarczanie składników pokarmowych i wody i tlenu (żyzność).
Oprócz żyzności, cechą gleby jest jeszcze jej urodzajność, czyli zmodyfikowana przez działalność człowieka zdolność gleby do zaspokajania potrzeb roślin. Jest to cecha określająca wartość produkcyjną gleby.
Na rozwój warstwy glebowej wpływają czynniki glebotwórcze:
- klimat (temperatura powietrza decyduje o produkcji masy roślinnej i intensywności rozkładu substancji organicznej),
- szata roślinna i drobne zwierzęta (ilość roślin wpływa na grubość warstwy próchnicy, a zwierzęta przyczyniają się do rozdrabniania rozkładających się szczątków roślinnych),
- stosunki wodne (im więcej opadów, tym lepsze warunki dla wegetacji roślin, a większa wilgotność sprzyja procesom gnilnym),
- rodzaj skał macierzystych (na podłożu wapiennym powstają gleby mało kwaśne np. rędziny, a na podłożu skał krystalicznych powstają gleby kwaśne),
- rzeźba terenu (na terenach górskich nie ma warunków na gromadzenie się zwietrzeliny, dlatego gleby są zazwyczaj niewykształcone),
- działalność człowieka (sposób uprawy roli, nawożenie).
Spośród wymienionych powyżej czynników, działalność człowieka i szata roślinna wraz ze zwierzętami są czynnikami biotycznymi, pozostałe czynniki są abiotyczne.
Szacuje się, że 1 cm próchnicy, podstawowego poziomu ziemi powstaje w ciągu 300 – 500 lat. W zależności od czasu powstawania, gleby są mniej lub bardziej wykształcone.
Poziomy glebowe i gleby, które mają najlepiej rozwinięty dany poziom.
Przemieszczanie cząstek w glebie powoduje wykształcenie się w niej poziomów:
- nie rozłożona ściółka leśna (częściowo rozłożone i nierozłożone szczątki roślin i zwierząt);
- poziom próchniczy (np. czarnoziemy; rozłożona substancja organiczna);
- poziom wymywania (rozpuszczanie cząstek próchniczych i substancji mineralnych przez kwasy organiczne, barwa biała nierozpuszczalnej krzemionki, np. bielice);
- poziom wmywania (osadzają się elementy wymyte z wyższego poziomu, rdzawoszare lub brunatne zabarwienie, np. gleby brunatne);
- poziom glejowy (tworzy się na glebach zabagnionych, gdzie grunt jest przesycony wodą, brak dostępu tlenu, np. gleby bagienne, poziom ten wykształca się na różnych wysokościach profilu glebowego w zależności od wysokości zwierciadła wody podziemnej);
- zwietrzelina;
- skała macierzysta.
Gleby mają różny skład chemiczny. Niektóre, występujące w nich pierwiastki, mają zasadnicze znaczenie dla życia roślin.
Azot jest niezbędnym składnikiem białka organicznego, a w glebie gromadzi się w wyniku wyładowań elektrycznych, rozkładu ciał organicznych, czy działalności niektórych organizmów wiążących azot atmosferyczny w rozpuszczalne w wodzie związki.
Fosfor pochodzi głównie z rozpadu minerałów skałotwórczych, głównie apatytu. Jest budulcem tkanki roślinnej.
Potas pochodzi ze skaleni i z rozkładu substancji organicznych. Wpływa na polepszenie żyzności gleby.
Wapń występuje w wielu skałach, jako węgla i siarczan wapnia. Jego wpływ na jakość gleby jest znaczący, gdyż reguluje odczyn tej gleby, nie dopuszczając do zakwaszenia gleby.
W zależności od jakości gleby wyróżnia się klasy gleb:
Klasa I. Gleby najlepsze: gleby zasobne w składniki odżywcze, łatwe do uprawy, przewiewne i przepuszczalne, dostatecznie wilgotne, nie zaskorupiające się, zawierające w dobrze wykształcownej warstwie akumulacyjnej próchnicę słodką. Najlepsze odmiany czarnoziemów, czarnych ziem, gleb lessowych, niektóre lepsze mady i silnie próchnicze gleby brunatne.
Klasa II. Gleby bardzo dobre: posiadające nieco gorsze warunki fizyczne od gleb klasy I, trudniejsze do uprawy. Większość czarnoziemów i czarnych ziem, gleb lessowych i mad, najlepsze gleby brunatne i bielicowe.
Klasa III. Gleby dobre: gorsze warunki fizyczne, chemiczne i topograficzne od gleb poprzednich klas. Są np. bardziej uzależnione od warunków atmosferycznych, albo jest zbyt wysoki poziom wód gruntowych, albo są zbyt suche. Lepsze gleby bielicowe lub brunatne, rędziny gipsowe i słabsze gleby lessowe.
Klasa IV. Gleby średnie: Gleby częstozawodne i wadliwe, na których nie wszystkie rośliny mogą być uprawiane. Większość gleb bielicowych i brunatnych, a także część gleb bagiennych i górskich.
Klasa V. Gleby słabe: gleby ubogie i mało urodzajne, zbyt suche i kamieniste, ubogie w materię organiczną i zbyt mokre, wykształcone na piaskach: słabsze gleby bielicowe i brunatne i większość gleb bagiennych i górskich.
Klasa VI. Gleby złe: bardzo płytkie, kamieniste, zbyt mokre i zimne, nadające się jedynie pod zalesienie, wykształcone na piaskach i żwirach. Górskie gleby skaliste i szkieletowe.

Zadania i polecenia:
Minimum:
1. Wymień przykłady przemiany substancji organicznych w nieorganiczne i nieorganicznych w organiczne?
2. Wymień poziomy profilu glebowego?
3. Które czynniki wpływają na wykształcanie się gleby?
4. Przedstaw różnicę między żyznością, a urodzajnością gleby.
Na lepszą ocenę:
1. Jakie są zależności pomiędzy składem chemicznym gleb, a rodzajem skał, na których powstają?
2. Jakie jest znaczenie podstawowych pierwiastków, znajdujących się w glebie?
3. Przedstaw po kilka cech charakterystycznych poszczególnym klasom bonitacyjnym gleb.

Zapis lekcji:
1. Przykłady przemian substancji organicznych w nieorganiczne i nieorganicznych w organiczne w glebie.
2. Etapy powstawania gleby.
3. Czynniki wpływające na tempo tworzenia się gleby.
4. Poziomy glebowe.
5. Klasy bonitacyjne.