FIZYCZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB

I. FIZYCZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB (1) Podstawowe (pierwotne): ciężar właściwy, ciężar objętościowy, porowatość, struktura, zwięzłość, plastyczność, lepkość, pęcznienie, kurczliwość, barwa, układ. Wtórne (funkcjonalne): właściwości wodne, powietrzne i cieplne gleb. 1. Ciężar właściwy (ciężar stałych cząstek gleby; gęstość cząstek glebowych) – masa jednostki objętościowej stałej fazy gleby (po jej wysuszeniu). Średni ciężar właściwy większości gleb mineralnych wynosi 2,65 g .cm-3 natomiast wytworzonych z torfów wynosi od 1,4 do 1,9 g .cm-3 . Ciężar właściwy zależy od: - składu mineralnego gleby i zawartości próchnicy.

I. FIZYCZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB (2) 2. Ciężar objętościowy – ciężar jednostki objętościowej gleby o nienaruszonej strukturze. a. Ciężar objętościowy chwilowy dotyczy fazy stałej i roztworu glebowego, zależy od aktualnej wilgotności gleby. b. Ciężar objętościowy rzekomy jest to ciężar jednostki objętości gleby o nienaruszonej strukturze, wysuszonej w 105 ºC. Służy on do porównań gleb między sobą. Ciężar objętościowy zależy od: - struktury gleby, układu, składu granulometrycznego, ciężaru właściwego. Średnio w glebach mineralnych waha się od 1,1 do 1,8 g .cm-3 . Ciężar objętościowy określa stosunki powietrzne w glebie: im jest niższy tym gleba jest bardziej przewiewna.

Gęstość gleby - wyznaczanie Gęstość objętościowa = Masa / Objętość całości Gęstość właściwa = Masa / Objętość fazy stałej Gęstość objętościowa 1.1 - 1.9 g/cm 3 Gęstość właściwa 2.6 g/cm 3

Po = (Vp / V)*100% [%] POROWATOŚĆ GLEBY Vp – objętość przestrzeni wolnych w glebie zajętych przez powietrze i wodę V – całkowita objętość gleby Porowatość ogólna gleby – ogólna objętość porów: - makropory – φ > 8,5 μm - mezopory – φ 0,2-8,5 μm - mikropory – φ < 0,2 μm - gleby piaszczyste – 35-45% - gleby gliniaste i lessy – 40-50% iły i gleby wysoko próchnicze – 50-60% gleby organiczne (torfy) – 80-90%

Po = (γ - γo)/γ * 100% Porowatość gleby zależy od: czynników wewnętrznych: skład granulometryczny, zawartość próchnicy, tekstura i struktura gleby, fauna glebowa, ilość korzeni czynników zewnętrznych: klimat (wilgotność, temperatura), zabiegi agrotechniczne Porowatość ogólną oblicza się według wzoru: Po = (γ - γo)/γ * 100% γ – gęstość właściwa gleby γo – gęstość objętościowa gleby Lub przy użyciu aparatury (porometr Loebella, piknometr powietrzny Nietscha w modyfikacji Święcickiego)

Porowatość gleby - obliczanie Gęstość właściwa gleby = 2.5 g/cm3 Gęstość objętościowa gleby = 1.2 g/cm3 Porowatość gleby (2.5 – 1,2) / 2.5 = .52 albo inaczej 52 % cząstek stałych Czyli, że 52% objętości naturalnej próbki gleby zajmują cząstki stałe, a 48% powietrze i/lub woda.

BARWA GLEBY Barwa gleby jest ściśle związana ze składem oraz fizycznymi i chemicznymi właściwościami utworów glebowych.

Tabele Munsella

Odcień – Hue barwa: czerwona – żółta – zielona – niebieska – purpurowa R YR Y GY G BG B PB P

Czystość – Value biała - szara - czarna 10/0 5/0 0/0

Nasycenie – Chroma

Tabele Munsella - podsumowanie Hue: 10 YR Value: Jasnoszary albo Ciemnoszary Chroma: Intensywność koloru

Optymalne warunki do określania barwy gleby światło naturalne jasny, słoneczny dzień środek dnia (południe) światło padające pod kątem, z lewej strony gleba powinna być świeża nie używać okularów przeciwsłonecznych!

STRUKTURA GLEBY Warstwowa Słupkowa Pryzmatyczna Sferyczna Orzechowata Ziarnista Gruzełkowata Ziarnista Gruzełkowata Pryzmatyczna Słupkowa Warstwowa Ziarnista

UKŁAD GLEBY Luźny Pulchny Zwięzły Zbity

NOWOTWORY GLEBOWE Pochodzenia chemicznego Nacieki próchnicze Nagromadzenia krzemionki (SiO2) Wytrącenia łatwo rozpuszczalnych soli (NaCl, CaCl2) Wytrącenia węglanu wapnia (CaCO3) Wytrącenia gipsu (CaSO4×2H2O) Wytrącenia żelaziste Pochodzenia biologicznego

ZWIĘZŁOŚĆ GLEBY Jest to siła z jaką gleba przeciwstawia się naciskowi mecha- nicznemu. Miarą zwięzłości jest spójność. Zwięzłość gleby zależy od: składu granulometrycznego, struktury, wilgotności, zawartości koloidów i próchnicy Gleby zwięzłe (wytworzone z iłów i glin ciężkich) Gleby średnio zwięzłe (wytworzone z glin lekkich, piasków gliniastych mocnych, utworów pyłowych) Gleby słabo zwięzłe (wytworzone z piasków gliniastych lekkich, słabo gliniastych piasków pylastych) Gleby luźne (wytworzone ze żwirów i piasków)

PLASTYCZNOŚĆ GLEBY Jest to właściwość zmiany swego kształtu pod wpływem sił zewnętrznych i zachowania nadanych kształtów po ustaniu działania tych sił. Zależy od uwilgotnienia próbki gleby. W zależności od niej wyróżnia się granice konsystencji: Granica płynności – Granica plastyczności – Granica skurczu Gleby bardzo plastyczne (gliny ciężkie, iły) Gleby średnio plastyczne (gliny średnie i lekkie) Gleby mało plastyczne (piaski gliniaste i słabo gliniaste) Gleby nie plastyczne (piaski luźne i żwiry)

LEPKOŚĆ GLEBY Jest to właściwość gleby w stanie wilgotnym polegająca na przyleganiu do różnych przedmiotów. Zależy od składu granulometrycznego, wilgotności, struktury gleby i jej rodzaju. Gleba uzyskuje lepkość dopiero po osią- gnięciu pewnego stanu uwilgotnienia. Gleby pozbawione lepkości – gleby suche Gleby o maksymalnej lepkości – zawierające max. 60% frakcji ilastej Gleby zwięzłe bezstrukturalne wykazują większą lepkość, niż gleby o dobrej strukturze

PĘCZNIENIE I KURCZLIWOŚĆ GLEBY Pęcznienie to zwiększanie objętości gleby pod wpływem pochłaniania wody. Kurczliwość to proces odwrotny. Procesy te obserwuje się tylko w glebach zwięzłych, plastycznych. Pęcznienie gleb P = (Pmax – V) / V jest to stosunek przyrostu objętości gleby maksymalnie spęczniałej Pmax do jej początkowej objętości Kurczenie się gleb K = (V – Vmin) / V Vmin oznacza minimalna objętość gleby uzyskiwaną wówczas, gdy osiąga ona wilgotność odpowiadającą granicy skurczu

PĘCZNIENIE I KURCZLIWOŚĆ GLEBY przykładowe wartości Rodzaj utworu Pęcznienie P [%] Pył ilasty Glina lekka Glina ciężka Ił Bentonit 16 5 25 32 190

Faza ciekła gleby Woda w postaci pary wodnej Woda molekularna - woda higroskopowa - woda błonkowata Woda kapilarna - woda kapilarna właściwa - woda kapilarna przywierająca (zawieszona) Woda wolna - woda infiltracyjna (przesiąkająca) - woda gruntowo-glebowa

Udział głównych form wody w glebach w zależności od składu granulometrycznego Forma wody Utwory glebowe Gruboziarniste (żwiry, piaski) Średnioziarniste (piaski gliniaste, pyły, gliny) Drobnoziarniste (gliny ciężkie, iły) Wolna Kapilarna Molekularna