Wilgotność gleby a masa gleby: Zależność i wpływ na uprawy
- Szczegóły
Gleba to wierzchnia warstwa gruntu, będąca jego najważniejszym elementem, składająca się z materiałów nieorganicznych oraz części organicznych - próchnicy oraz organizmów żywych. W zależności od tego, który czynnik dominował w trakcie tworzenia się gleby, wytworzył się jej określony typ. Poziomy glebowe różnią się od siebie barwą, zawartością próchnicy, ilością składników oraz strukturą. Gleba jest naturalnym tworem powstałym ze zwietrzeliny skalnej pod wpływem różnych, zmiennych w czasie czynników glebotwórczych oddziałujących na tę warstwę. W glebie nieustannie zachodzą procesy rozkładu, a także syntezy związków mineralnych i organicznych. Związki te przemieszczają się i gromadzą. Struktura gleby składa się z trzech faz: stałej, ciekłej i gazowej.
Etapy tworzenia się gleby
- Wietrzenie skał macierzystych:
- Wietrzenie fizyczne - dochodzi do zatrzymania wody, dzięki czemu pojawiają się organizmy, a rośliny mogą się ukorzenić.
- Wietrzenie chemiczne - następuje uwolnienie składników mineralnych (wśród nich pokarmowych), pod wpływem tego procesu części minerałów pierwotnych przekształcają się w minerały wtórne (ilaste), co prowadzi do gromadzenia składników pokarmowych w zwietrzelinie, a następnie w glebie.
- Humifikacja to powstawanie próchnicy ze szczątków organicznych z udziałem bakterii i grzybów.
- Migracja cząstek glebowych (w związku z wsiąkaniem wody) - w wyniku tego procesu tworzą się warstwy gleby.
Właściwości gleb
Właściwości gleb są różnorodne i wpływają na ich przydatność do różnych celów. Do najważniejszych właściwości gleb należą:
- Porowatość gleby: Właściwość gleby świadcząca o występowaniu między elementami stałej fazy gleby wolnych przestworów.
- Uziarnienie gleby: Właściwość opisująca udział ziaren mineralnych (frakcji granulometrycznych) w glebie. Z uziarnienia wynikają inne cechy gleby, między innymi zawartość makro- i mikroelementów czy pojemność sorpcyjna gleby.
- Ściśliwość gleby: Zdolność gruntu do zmniejszenia objętości ze względu na przykładane obciążenie. Miarą ściśliwości jest edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (MO) oraz moduł ściśliwości wtórnej (M).
- Wilgotność gleby: Właściwość gleby określająca zawartość wody.
- Gęstość objętościowa gleby: Właściwość fizyczna gleby opisująca stosunek masy gleby do jej objętości.
- Stopień plastyczności: Parametr określający konsystencję gruntu i wskazujący stosunek pomiędzy naturalną wilgotnością gleby a granicą plastyczności, wyrażony wzorem IL = (w - wP)/IP. Stopień plastyczności wyrażany jest w skali od 0 do 1.
Stopień plastyczności wyrażany jest w skali od 0 do 1; obowiązują następujące kategorie:
- Zwarta/półzwarta - 0
- Twardoplastyczny - 0‑0.25
- Plastyczny - 0,25‑0,5
- Miękkoplastyczny - 0,5‑1,0
- Płynny - >1
Badanie wytrzymałości gleby
Wytrzymałość gleby jest to maksymalny opór stawiany przez grunt naprężeniom stycznym w danym jego punkcie w określonych warunkach obciążenia. Badania wytrzymałościowe gleb przeprowadzane są m.in. w aparacie bezpośredniego ścinania. Bada się w nim próbki o naruszonej strukturze. Badaną glebę układa się w skrzynce i zagęszcza przy użyciu ubijaka. Przygotowaną w ten sposób próbkę umieszcza się w aparacie, a następnie obciąża się siłą normalną przy jednoczesnym ścinaniu wzdłuż płaszczyzny poziomej.
Typy gleb
- Gleby bielicowe: Złożone są z ubogich skał macierzystych takich jak granity czy piaski wydmowe. Zawierają w profilu wyraźny wybielony poziom wymywania oraz rdzawobrunatny poziom wymywania. Powstają w procesie bielicowania, polegającym na zmianie profilu podłoża poprzez działanie zakwaszonej wody, która przyspiesza rozpuszczanie się soli i węglanów. Proces ten powoduje utratę jonów fosforu, magnezu, wapnia i sodu przez wierzchnią warstwę gleby.
- Gleby brunatne: Gleby z profilem o trójdzielnej budowie - ich najgłębsza warstwa to skała macierzysta, nad którą występuje wietrzeniowy poziom brunatnienia i poziom próchniczny. Powstają z różnego rodzaju podłoży - od iłów po gliny, w procesie wietrzenia biochemicznego (brunatnienia). Proces ten polega na uwalnianiu tlenków żelaza, łączących się następnie z próchnicą. Dzielą się na zasadowe i kwaśne.
- Czarnoziemy: Gleby o czarnym poziomie próchniczym, które powstają najczęściej pod stepami, ze skał bogatych w węglan wapnia. Występują w klimacie umiarkowanym ciepłym w strefie półsuchej. Ze względu na wysoką żyzność tego rodzaju gruntów większość ich areału została przystosowana pod uprawę roślin, w szczególności buraków cukrowych, bawełny i pszenicy. Powstają w procesie czarnoziemnym (darniowym), polegającym na dostarczaniu przez bujną roślinność trawiastą ilości materii organicznej przewyższającej tę, która w tym czasie ulega rozkładowi (mineralizacji).
- Rędziny: Gleba kalcymorficzna, płytka, międzystrefowa. Powstaje w procesie wietrzenia skał wapiennych. Na ogół są to grunty żyzne, kwalifikowane jako niższe klasy ze względu na trudności w ich uprawianiu.
- Mady: Gleby powstające w procesie gromadzenia się materiału niesionego przez wodę, akumulowanego przez wytracanie energii wody. Charakteryzują się naprzemianległymi warstwami o różnych składach granulometrycznych - od zbliżonych do skrajnie różnych.
- Gleby torfowe: Mało urodzajne gleby powstające przy spełnieniu warunku stałej wilgotności gruntu. Sytuacja taka występuje w obecności roślin wilgotnolubnych i płytkiego zwierciadła wód podziemnych. Niedostatek tlenu powoduje powstanie torfu poprzez hamowanie rozkładu resztek organicznych. Są gruntami wykorzystywanymi pod pastwiska i łąki. Należą do gleb śródstrefowych. Nie przepuszczają wody bądź proces ten trwa długo.
- Gleby górskie: Bardzo zróżnicowane gleby zajmujące około 16% powierzchni lądów. Ich cechy zależą od warunków klimatycznych, typów podłoża, nachylenia stoków czy charakteru porastającej je roślinności. Ze względu na silną erozję glebową niemożliwe jest dojrzałe wykształcenie gleby - erozja zmywa jej wierzchnią warstwę.
- Gleby autochtoniczne: Grunty znajdujące się w tym samym miejscu, w którym powstały w wyniku procesów geologicznych, takich jak osadzanie czy wietrzenie. Dzielimy je na skaliste i nieskaliste.
- Gleby antropogeniczne: Grunty powstałe w wyniku działalności gospodarczej lub przemysłowej człowieka. Należą do nich np. wysypiska, budowle ziemne oraz zwałowiska, czyli formy powierzchni powstałe w wyniku przerobu surowców w zakładach przetwórstwa węgla czy w zakładach związanych z energetyką.
Klasyfikacja gleb wg klasy bonitacyjnej
Klasy bonitacyjne gleb to klasa gruntu określana w ramach gleboznawczej klasyfikacji gruntów; określa jakość gleby pod względem jej wartości użytkowej, opierając się na urzędowej tabeli gruntów. Klasy bonitacyjne gleb stworzono, oceniając zdolność gleby do produkcji rolnej. Ocenie podlegają m.in.: grubość poziomu próchniczego, budowa profilu glebowego, stopień nachylenia terenu itp.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Wyróżniono 9 klas bonitacyjnych:
- Najlepsze (I) - gleby o najlepiej wykształconym i najgrubszym poziomie próchniczym, odpowiednim odczynie, dobrej przepuszczalności i wilgotności. Należą do nich czarnoziemy, czarne ziemie, mady, rędziny, brunatne właściwe.
- Bardzo dobre (II) - gleby płowe, mogą być uprawiane na nich buraki cukrowe, rzepak, pszenica, warzywa.
- Dobre (IIIa) - gleby cechujące się średnią żyznością. Należą do nich gleby brunatne, płowe, rędziny, mady piaszczyste i torfowe.
- Średnio dobre (IIIb) - gleby brunatne, płowe, czarne i torfowe ziemie. Stosunkowo łatwo rosną na nich niewymagające zboża i niektóre gatunki drzew owocowych.
- Lepsze średniej jakości (IVa) - gleby, w których ilość składników odżywczych uzależniona jest od skały macierzystej. Konieczne jest stosowanie zabiegów agrotechnicznych.
- Gorsze średniej jakości (IVb) - należą do nich gorsze gleby brunatne, płowe, bielice. Mogą być uprawiane na nich rośliny pastewne, żyto, ziemniaki, owies.
- Słabe (V) - gleby ubogie w próchnicę i składniki odżywcze. Spotyka się w nich duże okruchy skalne, są nadmiernie uwilgocone lub przesuszone. Uprawy roślin niewymagających na glebach słabych są możliwe dzięki stosowanym zabiegom agrotechnicznym.
- Najsłabsze (VI) - gleby górskie, bielice, rdzawe, podmokłe mady położone w miejscach silnie nachylonych. To gleby bardzo płytkie, mocno wilgotne lub bardzo suche.
- Pod zalesienia (VI RZ) - to gleby o minimalnym poziomie próchnicznym. Są mocno wyniszczone, uprawa na nich nie jest możliwa. Przeznacza się je głównie pod zalesienia.
Wpływ wilgotności na glebę i uprawy
Istnieją różnice w zdolności różnych rodzajów gleb do magazynowania wody. Szybkość, z jaką woda przenika do gleby i porusza się w niej zależy głównie od jej struktury i nazywana jest szybkością infiltracji. Istnieją dwa podstawowe źródła wilgoci wykorzystywane w uprawach: opady w okresie wegetacji oraz wilgotność zmagazynowana w glebie (np. śnieg), powstała w okresie poza okresem wegetacji. Wszelkie zabiegi polegające na zatrzymywaniu deszczu/śniegu w miejscach, w których on pada, powodują przedostawanie się większej ilości wody do gleby.
Resztki pożniwne pozostawione na powierzchni ograniczają erozję gleby. Pomagają również zachować wodę poprzez zmniejszenie parowania i spływu oraz poprzez zwiększenie retencji śniegu i infiltracji wody. Zabiegi uprawowe (kierunek i częstotliwość) mogą mieć wpływ na zachowanie wilgotności. Uprawa gleby w poprzek, a nie w górę i w dół, w terenie pagórkowatym pomaga zapobiegać szybkiemu spływaniu wody. Liczba przeprowadzonych zabiegów bezpośrednio decyduje o ilości resztek pożniwnych pozostawionych na powierzchni gleby. Uprawa zerowa lub siew bezpośredni polega na umieszczeniu nasion bezpośrednio w glebie, bez konieczności wykonywania wcześniejszej orki. Zapobiega to wysychaniu gleby przez uprawę roli i zapewnia zwarte, wilgotne podłoże do szybkiego kiełkowania.
Rośliny mogą z łatwością wykorzystywać wodę znajdującą się w glebie pomiędzy pojemnością wodną pola a punktem więdnięcia. Nazywa się to wodą dostępną. Jest ona mierzona w milimetrach lub w calach wody na jednostkę głębokości gleby. Gleba jest na granicy pojemności pola po dokładnym nasiąknięciu i pozostawieniu na kilka dni do swobodnego drenażu. W przypadku większości gleb jest to najlepszy poziom wilgotności dla wzrostu roślin, ponieważ gleba zatrzymuje maksymalną ilość wody dostępnej dla roślin. W miarę jak rośliny uprawne pobierają wodę z gleby, coraz trudniej jest im wykorzystać jej pozostałości. Jeśli do gleby nie zostanie dostarczona znów woda, to w pewnym momencie rośliny nie będą w stanie jej pobrać w ilości wystarczającej do zaspokojenia ich potrzeb, a w konsekwencji zaczną więdnąć. Taka ilość wody glebowej wyznacza stały punkt więdnięcia.
Za główny czynnik decydujący o rozpoczęciu kiełkowania uważa się dostępność wilgoci. Przyjmuje się, że kiełkowanie rozpoczyna się, gdy wilgotność gleby jest 1,2 razy większa niż punkt więdnięcia. Tak długo, jak warunek ten jest spełniony, kiełkowanie przebiega bez przeszkód w kolejnych fazach, aż do momentu, gdy pod koniec siedmiu dni kiełkowanie zostanie zakończone i pojawią się wschody. Jeżeli gleba wyschnie poniżej 1,2 punktu więdnięcia w ciągu 4 dni od rozpoczęcia kiełkowania, to proces kiełkowania zostajnie zatrzymany i wznowiony dopiero po ponownym zwilżeniu gleby od punktu, w którym się zatrzymał. Jeżeli wysychanie nastąpi cztery lub więcej dni od rozpoczęcia kiełkowania, to następi pogorszenie jakości kiełkujących nasion.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Ilość wody wykorzystywanej przez daną roślinę lub ewapotranspiracji zależy od stadium wzrostu rośliny, temperatury powietrza i gleby, prędkości wiatru, wilgotności względnej, fizjologii roślin i dostępnej wody glebowej. Schematy pobierania i czerpania wody są związane z gęstością korzeni. Generalnie od 50 do 60% pobieranej wody przypada na pierwsze 0,3 m, od 20 do 25% na drugie 0,3 m, od 10 do 15% na trzecie 0,3 m i mniej niż 10% na czwarte 0,3 m głębokości gleby.
Wpływ temperatury gleby
Temperatura gleby wpływa na kiełkowanie i wzrost roślin zbożowych. Wydaje się, że zboża jare pojawiają się szybko w temperaturze gleby od 24 do 28 °C. Tempo wschodów pszenicy jarej wzrosło z 6 do 24°C, jednak nie wpłynęło to na ostateczne wschody. Temperatura gleby wpływa na wzrost roślin pośrednio poprzez wpływ na pobór wody i składników odżywczych oraz wzrost korzeni. Przy stałej wilgotności, spadek temperatury powoduje zmniejszenie poboru wody i składników pokarmowych.
Wzrost rozpoczyna się przy pewnej minimalnej temperaturze (4-5°C). Wraz ze wzrostem temperatury tempo wzrostu roślin wzrasta aż do osiągnięcia optymalnej temperatury. Średnia dzienna temperatura dla optymalnego wzrostu i krzewienia się roślin wynosi od 15 do 20°C. Tempo wzrostu będzie spadać wraz ze wzrostem temperatury powyżej tego optymalnego zakresu. Odstęp pomiędzy inicjacją kwiatów a kwitnieniem jest krótszy w wysokiej temperaturze (30°C) niż w niskiej (10°C). Dni wzrostu są obliczane jako różnica między średnią temperaturą dzienną, a (bazową) temperaturą progową przyjmowaną jako 5°C dla pszenicy.
Czujniki wilgotności gleby
Jest to wodoszczelna sonda wilgotności gleby wykonana ze stali nierdzewnej o zakresie pomiaru temperatury od -40 do 85 C (± 0.5 °C) oraz wilgotności w zakresie od 0 do 100% RH. Sondę można łatwo wetknąć w ziemię. Czujnik wilgotności gleby łączy się z bezprzewodowym urządzeniem pomiarowym poprzez złącze USB (komunikacja cyfrowa RS485 zapewnia brak wpływu kabla na odczyty). Sonda glebowa jest fabrycznie skalibrowana. Z założenia czujnik umieszczomy w powietrzu pokazuje swoje minimum 0% zawartosci wody, a maksimum 100% po zanurzeniu sondy w wodzie.
Rejestratory UbiBot
Rejestratory UbiBot są dostosowane do pracy w przemyśle, rolnictwie, farmacji i warunkach domowych. Monitorują parametry takie jak temperatura, wilgotnosc, oświetlenie, prędkość wiatru itp. Działanie platformy można dodatkowo zautomatyzować za pomocą IFTTT, co pozwoli innym Twoim inteligentnym urządzeniom IoT rozmawiać ze sobą. Aplikacja UbiBot to jedno miejsce do zarządzania udostępnianiem danych ze wszystkich Twoich urządzeń. Wszystko to sprawia, że urządzenia UbiBot i współpracujące z nimi akcesoria są niezbędne dla każdego, kto chce monitorować swoją glebę i mieć lepszą wiedzę o tym, co dokładnie dzieje się z jego roślinami.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
tags: #wilgotność #gleby #a #masa #gleby #wykres

