Ćwiczenia (30 – 45 godzin)

Nazwa przedmiotu: Podstawy nauki o glebie (przedmiot fakultatywny dla
studentów I-go i II-go roku studiów magisterskich geologii – wszystkie
specjalizacje).
Prowadzący: dr Jakub Kierczak
Wykłady 30 godzin, ćwiczenia 30 godzin.
Kontekst
W myśl uchwalonej w latach siedemdziesiątych Europejskiej Karty Glebowej (Benz-Burger
1974) gleba zalicza się do najcenniejszych dóbr ludzkości. Umożliwia ona życie na Ziemi
ludziom, zwierzętom i roślinom. Gleba należy do wyczerpywanych oraz łatwo zniszczalnych
zasobów przyrody. Ze względu na wykorzystanie gleb zarówno do celów rolniczych jak
i przemysłowych należy uwzględniać nie tylko aktualne potrzeby, lecz także potrzeby przyszłych
pokoleń.
Gleba
musi
więc
być
chroniona
przed
erozją
oraz
wszelkiego
rodzaju
zanieczyszczeniami. Do utrzymania dobrej jakości gleb oraz zagwarantowana ich długotrwałego
użytkowania niezbędne są badania naukowe oraz współpraca interdyscyplinarna. W tym
kontekście zachodzi więc pilna potrzeba połączenia wysiłków wszystkich użytkowników gleby
w celu zrównoważonego wykorzystania jej zasobów i zachowania jej wszystkich funkcji.
Działania takie powinny zostać oparte na rezultatach wszechstronnych oraz interdyscyplinarnych
badań naukowych. W tym celu ważne jest wykształcenie odpowiedniej ilości przyszłych
pracowników zaznajomionych z problemami dotyczącymi powstawania oraz ochrony gleb.
Treści kształcenia
Zaznajomienie studentów z podstawowymi zagadnieniami z dziedziny gleboznawstwa,
funkcjonowaniem gleb oraz ich różnorodnością. Powstawanie gleb (czynniki i procesy
glebotwórcze), profilowa zmienność pokrywy glebowej. Skład gleb (gleba jako układ
trójfazowy). Dostarczenie odpowiedniej bazy metodologicznej potrzebnej do pracy w terenie
oraz do analiz laboratoryjnych. Przedstawienie oraz wykorzystanie metod używanych
w klasycznym gleboznawstwie oraz wykorzystanie metod używanych w geologii i mineralogii do
badań gleboznawczych. Wprowadzenie zagadnień dotyczących przepisów ochrony gleb oraz
przedstawienie perspektyw dotyczących pracy w dziedzinie gleboznawstwa.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje
Rozpoznawania najważniejszych typów gleby i procesów glebotwórczych. Umiejętność
makroskopowego opisu gleby i oznaczania podstawowych jej własności. Nabycie zdolności do
pracy w interdyscyplinarnym zespole naukowców, zajmującym się badaniem tzw. „strefy
krytycznej”. Wykorzystanie wiedzy na temat gleb w zapobieganiu negatywnym skutkom
działalności człowieka.
Wykłady (30 godzin)
Wykład 1.
Podstawowe wiadomości dotyczące gleby I. Definicja gleby. Gleba jako element środowiska
przyrodniczego.
Wykład 2.
Podstawowe wiadomości dotyczące gleby II. Powstawanie gleby (czynniki glebotwórcze),
funkcje gleby, żyzność, produkcyjność i urodzajność gleb.
Wykład 3.
Systematyka gleb. Klasyfikacje (rozmieszczenie gleb na świecie). Gleba a problemy
środowiska. Ochrona gleb. Przestrzenna różnorodność gleb. Wiek gleby.
Wykład 4.
Podstawowe właściwości biochemiczne gleb. Skład gleby, odczyn gleby. Sorpcyjne
właściwości gleb (adsorpcja wymienna kationów, adsorpcja anionów). Biodegradacja (związek
koloru gleby z aktywnością biologiczną typem humusu glebowego i zawartością węgla i azotu
w glebie.
Wykład 5.
Podstawowe właściwości fizykochemiczne gleb. Struktury i tekstury gleb. Zawartość wody
w glebie. Gęstość, porowatość i przepuszczalność gleb.
Wykład 6.
Badania terenowe gleb. Wykonanie i opis profilu glebowego. Określanie niektórych
właściwości gleb (barwa, struktura, tekstura). Pobieranie próbek do badań laboratoryjnych.
Wykład 7.
Laboratoryjne analizy gleb. Analiza uziarnienia. Oznaczanie odczynu gleby. Oznaczanie
zawartości węgla organicznego. Określanie zawartości węglanów.
Wykład 8.
Utwory macierzyste dla gleb. Skały glebotwórcze. Minerały w skałach glebotwórczych.
Wykład 9.
Składniki mineralne szkieletu i roztworu glebowego.
Mikrostruktura gleby. Minerały
litogeniczne. Wietrzenie.
Wykład 10.
Interaktywne składniki mineralne gleb I. Minerały ilaste. Związek pomiędzy mineralogią,
klimatem i właściwościami gleby.
Wykład 11.
Interaktywne składniki mineralne gleb II. Tlenki i wodorotlenki. Związek pomiędzy
mineralogią, klimatem i właściwościami gleby.
Wykład 12.
Interaktywne składniki mineralne gleb III. Kompleksy organiczne w glebie. Mikrofauna
glebowa.
Wykład 13.
Badania mikroskopowe gleb. Przygotowanie próbek do badań przy użyciu mikroskopu
petrograficznego. Klasyfikacja mikromorfologiczna składników glebowych. Klasyfikacja
struktur plazmy glebowej.
Wykład 14.
Warstwy wodonośne i wody gruntowe. Porównanie struktur gleby i skał wodonośnych. Typy
porowatości. Typy warstw wodonośnych.
Wykład 15.
Pierwiastki śladowe w glebach. Mobilność i biodostępność pierwiastków w glebach. Metody
ich oznaczania.
Warunki zaliczenia – kolokwium zaliczeniowe
Ćwiczenia (30 – 45 godzin)
(Maksymalnie 12 studentów w grupie)
Ćwiczenia 1.
Badania terenowe gleb I. (zajęcia teoretyczne, mające na celu przygotowanie studentów do
pracy w terenie)






Materiały i sprzęt do badań.
Jak wykonać profil glebowy ?
Jak wyróżniać poszczególne poziomy glebowe ?
Jak scharakteryzować kolor, strukturę i teksturę gleby ?
Jak pobierać próbki do analizy chemicznej ?
Jak pobierać próbki o nienaruszonej strukturze do badań gęstości i przepuszczalności oraz
do obserwacji gleby w płytkach cienkich ?
Ćwiczenia 2 i 3.
Badania terenowe gleb II. (zajęcia terenowe, od tego momentu studenci pracują w grupach
2-osobowych)

Wykonanie i opis profilu glebowego.

Pobranie próbek do analiz laboratoryjnych. (próbki o naruszonej i o nienaruszonej
strukturze).
Ćwiczenia 4-9.
Badania laboratoryjne gleb I.
Przygotowanie próbek do określenia wilgotności, gęstości objętościowej.
Wstępne określenie czy w próbkach występują siarczany, chlorki, jony manganowe.
Wysuszenie próbek odpowiednio w temperaturze 105 oC i w temperaturze pokojowej.
Określenie wilgotności i gęstości próbek. Przygotowanie frakcji < 2 mm do dalszych badań.
Określenie procentowej zawartości frakcji > 2 mm w glebie.
Usuwanie z gleby soli rozpuszczalnych w wodzie, węglanów Ca i Mg, substancji bezpostaciowej
oraz wolnych tlenków żelaza.
Oznaczanie składu granulometrycznego gleb (frakcja < 2 mm), metodą pipetową.
Oznaczanie zawartości węgla organicznego w glebach metodą Tiurina.
Oznaczanie zawartości węglanów przy użyciu kalcymetru Bernard’a.
Ekstrakcja frakcji < 2 µm do badań przy użyciu dyfraktometru rentgenowskiego. Usuwanie
materii organicznej za pomocą H2O2.
Ćwiczenia 10.
Badania laboratoryjne gleb II.
Przygotowanie próbek do badań mikroskopowych (płytki cienkie gleb). Przygotowanie materiału
frakcja < 2 µm i oraz frakcja < 2 mm do analizy z wykorzystaniem metod dyfrakcji
rentgenowskiej.
Wykonanie analiz (proszkowej oraz preparatów orientowanych) przygotowanego materiału przy
użyciu dyfrakcji rentgenowskiej.
Ćwiczenia 11.
Badania laboratoryjne gleb IX.
Interpretacja wyników dyfrakcji rentgenowskiej.
Ćwiczenia 12.
Badania laboratoryjne gleb X.
Obserwacje glebowych płytek cienkich pod mikroskopem petrograficznym w świetle
przechodzącym. Opis składu mineralnego oraz mikrostruktury gleby.
Ćwiczenia 13.
Ćwiczenia praktyczne.
Zastosowanie metod oznaczania mobilności pierwiastków w glebach i powiązanie wyników z
odpowiednim procesem glebotwórczym.
Ćwiczenia 14.
Przygotowanie sprawozdania opisującego wykonane badania i otrzymane wyniki.
Ćwiczenia 15.
Test zaliczeniowy.
Warunki zaliczenia – opracowanie sprawozdania i zaliczony test.
Literatura
Bednarek R., Dziadowiec H., Pokojska U., Prusinkiewicz Z. Badania ekologiczno-gleboznawcze.
Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2004
Budziosz B., Dubińska E., Grabowska-Olszewska B., Kulesza-Wiewióra K., Myślińska E,
Wojciechowski Z., A., Zboiński A., Żbik M. Metody badań gruntów spoistych. Wydawnictwa
Geologiczne Warszawa 1990.
Jackson M., L.. Soil chemical analysis. Wydanie II s. 31-95. 1960.
Myślińska E. Laboratoryjne badania gruntów. Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2001.
Pansu M., Gautheyrou J., Loyer J-Y. L’analyse du sol - echantillonnage, instrumentation et
Contrôle. Masson 1998.
Schaetzl, R.J, Anderson, S. Soils. Genesis and Geomorphology. Cambridge University Press. 2005.
Wilson, M.J. (2004) Weathering of the primary rock-forming minerals : processes, products and
rates. Clay Minerals, 39 (3) : 233-266.