MINERALIZACJA – W czasie rozkładu można wyróżnić 3 fazy, które przenikają się wzajemnie lub przechodzą jedna w drugą. 1. faza inicjalna – hydroliza i utlenianie, zachodzi w materiałach organicznych bezpośrednio po obumarciu. Największym zmianom podlegają związki aromatyczne i białkowe. 2. faza mechanicznego rozkładu – rozdrabnianie materiału organicznego oraz włączenie resztek do masy glebowej pod wpływem makro- i mezofauny, zmiany fizyczne pierwotnego materiału, który przyjmuje odmienną konsystencję. 3. faza mikrobiologicznego rozkładu – polega na przemianie substancji organicznej powodowanej przez wszystkie żyjące organizmy heterotroficzne i saprofityczne edafonu, przeważnie mikroflorę i mikrofaunę glebową. Zachodzi rozkład związków na podstawowe składniki, które resorbowane są przez organizmy. W procesie mineralizacji [w zależności od warunków powietrzno-wodnych] wyróżniamy butwienie i gnicie. Gnicie jest procesem anaerobowym a butwienie aerobowym. W miarę starzenia się rośliny rozkładają się wolniej niż młodsze. HUMIFIKACJA – przebiega w dwóch etapach: - rozkład substratu organicznego do pewnych prostszych elementów, - synteza i resynteza tych substancji prostszych powodująca powstawanie substancji próchnicznych. Przebieg tych procesów zależy od składu chemicznego resztek organicznych, warunków środowiska. Lignina jest najważniejszym substratem, z którego powstają substancje próchniczne. Próchnica może również powstawać z garbników i terpenów. FORMY I TYPY PRÓCHNICY W GLEBACH. Próchnica występuje w glebach naturalnych w wielu formach. Przez formę próchnicy należy rozumieć morfologiczną postać naturalnych nagromadzeń substancji próchnicznych w profilu glebowym, lub na powierzchni gleby, uwarunkowaną ogólnym kierunkiem procesu glebotwórczego. Wyróżniamy 2 grupy form próchnicy: 1. Lądowe lub ziemne formy – obejmujące próchnicę surową [mor], moderową [moder], mullową [mull]. Wszystkie te formy są charakterystyczne dla gleb leśnych wytworzonych z utworów mineralnych i znajdujących się poza zasięgiem trwałego, nadmiernego uwilgotnienia. W glebach uprawowych głównie mull. 2. Półwodne i wodne – formy obejmują próchnice murszową, torfową i gytiową. Tworzy się w warunkach silnego uwilgotnienia, spowodowanego najczęściej wodą gruntową, która jest przyczyną anaerobowego rozkładu materiału organicznego. ROLA I ZNACZENIE PRÓCHNICY W GLEBIE Substancje próchniczne stanowią jeden z podstawowych czynników decydujących o wartości gleby. Materia organiczna dostarcza wielu składników pokarmowych niezbędnych do wzrostu i rozwoju roślin. Zawartość próchnicy w glebach jest wskaźnikiem ich potencjalnej żyzności. WPŁYW SUBSTANCJI HUMUSOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE GLEB – materia organiczna wywiera dodatni wpływ na tworzenie się wodoodpornej struktury gleb, korzystnych warunków powietrzno-wodnych oraz temperaturowych. W glebach piaszczystych próchnica działa jako lepiszcze i zwiększa ich zwięzłość. Pod wpływem próchnicy zmniejsza się w glebach lekkich przemieszczanie cząstek drobnych w głąb profilu. W glebach ciężkich próchnica wpływa na zmniejszanie ich zwięzłości. Substancje próchniczne gleby mają wysoką pojemność wodną. W stosunku do swojej masy mogą zatrzymać 3-5-krotnie więcej wody, która znajduje się w glebie w formie dostępnej. Próchnica wpływa na zabarwienie gleby. WPŁYW SUBSTANCJI HUMUSOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE I CHEMICZNE GLEB – Substancje humusowe wpływają na zdolności sorpcyjne i kształtowanie się zasobności gleb. Dzięki zdolności sorbcyjnej substancje próchniczne regulują stężenie roztworów glebowych. Sorbują one znaczne ilości kationów Ca2+, Mg2+, NH4+, Na+, K+, H+. Substancje próchniczne zwiększają zdolności buforowe gleb, regulując odczyn ich roztworów oraz stężenie składników pokarmowych. WPŁYW SUBSTANCJI HUMUSOWYCH NA MIKROORGANIZMY I ROZWÓJ ROŚLIN – Substancje humusowe są poważnym źródłem węgla i azotu, które to składniki w toku rozkładu próchnicy zostają uwalniane, przechodząc z dwutlenek węgla, amoniak i inne składniki proste. Związki próchniczne zwiększają również uruchomianie mineralnych składników pokarmowych roślin ze skał macierzystych lub mineralnej części masy glebowej poprzez swój wpływ na procesy wietrzenia. WPŁYW SUBSTANCJI HUMUSOWYCH NA OCHRONĘ ŚRODOWISKA GLEBOWEGO – Materiał organiczny wprowadzony do gleby w postaci obornika lub resztek roślinnych może przeciwdziałać występowaniu chorób niektórych roślin uprawnych. Gleby zasobniejsze w próchnicę są odporniejsze na ujemny wpływ zanieczyszczeń. SYSTEMATYKA I CHARAKTERYSTYKA GLEB POLSKI. GLEBY LITOGENICZNE. L. GLEBY MINERALNE BEZWĘGLANOWE SŁABO WYKSZTAŁCONE Gleby inicjalne skaliste [litosole] Wytworzone z różnych skał masowych o budowie profilu (A)C-C. Płytkie, miąższość około 10cm, pod poziomem (A)C zalega bezpośrednio lita skała. Występują głównie na terenach górskich i wyżynnych. Gleby inicjalne luźne [regosole]Budowa profilu (A)C-C – są jednak wytworzone z różnych osadów klastycznych, nie zlepionych lepiszczem. Poziom próchniczny słabo wykształcony. Pod poziomem A(C) skała macierzysta. Użytkowanie rolnicze tych gleb jest niewielkie. Gleby inicjalne ilaste [pelosole]Słabo zróżnicowany profil o budowie AC-C, wytworzone ze zwięzłych skał macierzystych [iły, ciężkie gliny], Gleby bezwęglanowe słabo wykształcone ze skał masywnych [rankery]Budowa profilu AC-C, zajmują pewne obszary w terenach górskich [Tatry] i wyżynnych, Poziom próchniczny A jest dość dobrze rozwinięty o barwie ciemnej, miąższość ok. 30 cm i leży na niezwietrzałej skale masywnej bezwęglanowej. Granica między poziomami wyraźnie zaznaczona. Gleby słabo-wykształcone ze skał luźnych [arenosole] Gleby słabo wykształcone ze skał luźnych, budowa profilu A-C, poziom próchniczny o miąższości ok. 15-30 cm, najczęściej odczyn kwaśny. GLEBY WAPNIOWCOWE O RÓŻNYM STOPNIU ROZWOJU. Rędziny. Powstały z wapieni, margli, opok i dolomitów oraz gipsów. Mają odłamki skalne w warstwie ornej, obejmują 0,75% powierzchni Polski. Rozróżniamy rędziny węglanowe wytworzone ze skał wapiennych i rędziny siarczanowe wytworzone z gipsów. Są to gleby międzystrefowe, rozwijają się głównie pod wpływem skały ma cierzystej. Pararędziny. Powstały ze skał osadowych okruchowych zasobnych w węglany. Kształtują się ze skał klastycznych takich jak łupki ilaste i piaskowce ze spoiwem węglanowym. Są to gleby międzystrefowe. Najczęściej tworzą się na skłonach w terenie urzeźbionym. GLEBY AUTOGENICZNE. GLEBY CZARNOZIEMNE. Czarnoziemy. W Polsce stosunkowo mało. Ukształtowane przeważnie z lessów pod wpływem roślinności stepowej. Głęboki, czarny poziom próchniczy, korzystna struktura gruzełkowa i duża żyzność. Użytkowane rolniczo. Obecnie w Polsce nie ma warunków do rozwoju tych gleb. Zasięgi reliktowe kurczą w skutek degradacji. GLEBY BRUNATNOZIEMNE. Powstały z glin morenowych, utworów pyłowych, piasków gliniastych całkowitych, a w terenach górskich z piaskowców, granitów i gnejsów. Próchnica tych gleb jest typu mull, mull-moder lub moder.. Charaktery się intensywnym wietrzeniem fizycz i biochem. Gleby brunatne właściwe.Ukształtowane z zasobnych w składniki odżywcze glin, piasków gliniastych, lessów. Próchnica typu mull lub moder oraz poziom brunatny „cambic”. Przejścia między poziomami łagodne. Gleby te powstały pod roślinnością lasów liściastych. Budowa profilu w glebach leśnych: O-A-Bbr-Cca, a w ornych: Ap-Bbr-Cca. Gleby brunatne kwaśne. Gleby te kształtują się najczęściej z kwaśnych i ubogich w składniki pokarmowe zwietrzelin granitów lub granitognejsów, a także z bezwęglanowych, kwaśnych iłów i glin. Dość ostre przejścia między poziomami genetycznymi. Poziomem diagnostycznym jest swoista, kwaśna odmiana poziomu cambic. Gleby płowe. Wytworzyły się pod lasami liściastymi. Ukształtowane najczęściej z glin lub utworów pyłowych. Charakterystyczna jest dwudzielność profilu, będącą skutkiem lessiważu, albo pierwotnej niejednorodności skały macierzystej. Poziomem diagnostycznym jest poziom teksturalny argillic. Próchnica typu mull lub moder. GLEBY BIELICOZIEMNE. Powstały ze skał ubogich w składniki zasadowe jak utwory piaszczyste, zwietrzeliny granitów i bezwęglanowych piaskowców. Głównym składnikiem jest kwarc. Gleby silnie zakwaszone. Gleby rdzawe. Budowa profilu: O-ABv-Bv-C. Tworzą się z piasków zwałowych, piasków wodnolodowcowych, piasków starych tarasów akumulacyjnych, niekiedy rozwydmionych. Odczyn kwaśny. Próchnica typu moder a niekiedy mor. Miąższość ABv do 20 cm i więcej. Gleby bielicowe. Gleby kwaśne. Ukształtowane z ubogich piasków lub przepuszczalnych zwietrzelin skał masywnych pod wpływem wilgotnego klimatu i roślinności borów iglastych. Próchnica typu mor lub moder. Obecność wybielonego poziomu eluwialnego albic. Budowa profilu O-A-Ees-Bhfe-C lub orny Ap-Ees-Bhfe-C Bielice Budowa profilu O-Ees-Bh-Bfe-C. Jako diagnostyczne uznawane są: poziom wmywania spodic oraz poziom wymywania albic. Próchnica typu mor. Nie nadają się pod uprawę rolną. Wytworzyły się z piasków luźnych kwarcowych. GLEBY SEMIHYDROGENICZNE. Kształtują się w warunkach okresowego silnego uwilgotnienia [wysoki poziom wód gruntowych albo okresowa stagnacja wody opadowej na podłożu nieprzepuszczalnym]. Sprzyja to powstawaniu w glebach okresowych warunków beztlenowych powodujących procesy glejowe. GLEBY GLEJOBIELICOZIEMNE. Gleby, których właściwości chemiczne i morfologia górnej części profilu są związane z procesem bielicowania, a w części spągowej z procesem oglejenia gruntowego. Diagnostycznym poziomem jest poziom glejoiluwialny (gleyspodic) Gleby glejobielicowe. Charakteryzują się występowaniem poziomu A i poziomem glejoiluwialnym Bhfeoxgg (słabo zorsztynizowanym). Występuje silne oglejenie gruntowe dolnej części profilu. Glejobielice. Jeden podtyp o budowie profilu: Ol-Of-Oh-Ees-Bhfegg-G. W wierzchnich poziomach dominują procesy związane z przesączaniem się wody opadowej w głąb profilu, natomiast w dolnej części gleby – procesy związane są z podsiąkaniem wody gruntowej. Przy tworzeniu się glejobielic działają dwa nakładające się procesy: od góry proces bielicowania, a od dołu proces oglejenia. Próchnica typu higro-mor. Poziomami diagnostycznymi są: eluwialny [albic] i glejoiluwialny [gley-spodic]. CZARNE ZIEMIE. Czarne ziemie Powstały z zasobnych w substancję organiczną utworów mineralnych zawierających najczęściej węglan wapnia. Ukształtowały się pod wpływem różnej roślinności. Powstały z różnych utworów mineralnych – piasków słabo gliniastych i gliniastych, z lekkich glin, utworów pyłowych i iłów. Charakterystyczną cechą budowy profilów czarnych ziem jest występowanie skały macierzystej C pod dobrze wykształconym poziomem próchnicznym A mollic o bardzo ciemnym zabarwieniu [czarne, ciemnoszare]. Zadarnione. GLEBY ZABAGNIANE. Kształtują się w warunkach przynajmniej okresowo dużej wilgotności. [Nie prowadzi to do powstania gleb mułowych lub torfowych]. Wilgotność ta sprzyja natomiast silnemu oglejeniu opadowemu lub gruntowemu mineralnej części profilu i zwiększonej akumulacji materii organicznej w poziomie próchnicznym. Gleby opadowo-glejowe [pseudoglejowe]Zasadnicza budowa: A-Gg lub A-Gg-Bg-Cg-C. Powstanie tych gleb związane jest z występowaniem dużej ilości opadów i z nieprzepuszczalnym podłożem, na którym woda opadowa okresowo stagnuje. Tworzą się głównie ze spiaszczonych glin zwałowych, utworów pyłowych różnej genezy, glin średnich i ciężkich i iłów. Zajmują 10% użytków rolnych. Niektóre gleby opadowo-glejowe odznaczają się tzw. marmurkowatością – obecnością silniej oglejonych żył, będących śladami po obumarłych korzeniach drzew. Gleby gruntowo-glejowe. Kształtują się w warunkach silnego uwilgotnienia [i słabego utlenienia] spowodowanego wysokim poziomem wód gruntowych. Procesy glejowe przeważają nad innymi. Próchnica typu hydro-mull lub hydro-mor. Są to gleby międzystrefowe o zasadniczej budowie A-G. GLEBY HYDROGENICZNE. Objęte bezpośrednim wpływem wód gruntowych i wynikającą stąd anaerobiozą w całym profilu. Powstają z utworów kształtowanych pod wpływem wody. W dziale gleb hydrogenicznych wytworzonych z utworów organicznych i mineralnych ważne jest zróżnicowanie oparte na miąższości tych utworów w przypowierzchniowej części profilu glebowego. Traktuje się te gleby jako: Gleby mineralne, jeśli warstwa organiczna na powierzchni nie przekracza 10 cm Gleby mineralno-organiczne, jeśli warstwa organiczna na powierzchni wynosi 10-30 cm Gleby organiczne, jeśli warstwa organiczna na powierzchni ma miąższość ponad 30 cm. GLEBY BAGIENNE. Miąższość utworu organicznego nie jest mniejsza od 30 cm. Proces bagienny zachodzący w warunkach anaerobiozy sprzyja odkładaniu się w powierzchniowej warstwie gleb osadów organicznych. Proces ten może przebiegać w dwu odmianach – jako proces mułotwórczy w warunkach słabszej anaerobiozy [prowadzi do powstania mułów] i torfotwórczy w warunkach całkowitej anaerobiozy [prowadzi do powstania torfu]. Budowa profilu: PO-O-D. Mułowe Bogate w próchnicę – zajmują w dolinach rzecznych stanowiska uwilgotnione, sprzyjające anaerobiozie. Porastają je rośliny hydrofilne. Brak niezhumifikowanego włókna roślinnego. Torfowe Płytkie gleby organiczne kształtowane w warunkach skrajnego uwilgotnienia i silnej anaerobiozy – w procesie specyficznego przetwarzania i akumulacji obumarłych części roślin hydrofilnych w powierzchniowej strefie torfowiska. Miąższość profilu w stanie naturalnym jest nie mniejsza niż 30 cm i zawartość materii organicznej przekracza 20% suchej masy. Powszechnie przyjęty podział wyróżnia trzy typy torfowisk: Torfowiska niskie – zasilane ruchliwymi wodami przepływowymi rzek, strumieniami zbiorników wodnych, wodami gruntowymi a także powodziowymi. Wyróżnia się 4 rodzaje torfów i torfowisk niskich: • Torfy szuwarowe – w mniejszym lub większym stopniu zamulone. Ciemnobrązowe lub czarne. • Torfy turzycowiskowe – czarny humus z żółtawymi korzonkami turzyc • Torfy olesowe – kruche • Torfy mechowiskowe – zbitogąbczasta struktura, słaby stopień rozkładu, elastyczne, brunatne. Torfowiska wysokie – zasilane wodami opadowymi,