Próchnica glebowa.pdf

Próchnica glebowa Strona 1 z 12

PRÓCHNICA GLEBOWA

Zasadniczą częścią każdej gleby są oprócz części mineralnych także składniki

organiczne . Części organiczne to ogół martwych szczątków pochodzenia roślinnego,

zwierzęcego i mikrobiologicznego oraz organiczne produkty naturalnego

przetworzenia tych materiałów.

Materia organiczna występuje w glebie jako:

1. żywe organizmy (edafon) i żywe podziemne części roślin

2. świeżo obumarłe organizmy (lub ich części) jeszcze nie objęte rozkładem

3. szczątki organizmów w początkowych stadiach przetworzenia (widoczne ślady

pierwotnych struktur tkankowych i komórkowych)

4. związki nieswoiste czyli różnorodne związki organiczne identyczne z

występującymi w żywych organizmach lub produktach ich metabolizmu tzn.

białka, aminokwasy, węglowodany, lignina, celuloza, tłuszcze, woski, proste

alkohole i kwasy alifatyczne

5. humus glebowy – bezpostaciowe, ciemno zabarwione produkty daleko

posuniętego przetworzenia oraz ich połączenia z mineralnymi częściami gleby.

Źródła glebowej materii organicznej

Pierwotnym źródłem glebowej materii organicznej są martwe szczątki roślinne.

Wtórnym – martwe szczątki zwierzęce.

Główna rolę odgrywa jednak opad roślinny.

W lasach na dopływ materiału organicznego do gleby składa się:

- opad roślinny warstwy drzew i krzewów

- opad roślin runa

- obumierające podziemne części roślin

Na polach uprawnych są to:

- resztki pożniwne

- obumierające w czasie sezonu wegetacyjnego nadziemne i podziemne części

roślin

W Polsce coroczny opad martwych szczątków z drzew i krzewów wynosi średnio od

2,5 t/ha w borach suchych do 6 t/ha w żyznych grądach i łęgach. Wielkość opadu jest

zmienna – szczególnie wielkość opadu gałęzi, szyszek i owoców.

Właściwości opadu zależą od składu gatunkowego zbiorowiska roślinnego i siedliska.

W lesie liściastym materiał zrzucany jest w stosunkowo krótkim czasie i

charakteryzuje się dużą zawartością składników pokarmowych. Jest chętnie zjadany

przez liczne drobne zwierzęta żyjące w glebie i sprzyja dużej aktywności

mikrobiologicznej – przetwarzanie tego materiału przebiega szybko.

Materiały do wykorzystania jedynie w ramach fakultetu Gleboznawstwo na Wydziale Biologii UW

Próchnica glebowa Strona 2 z 12

W borach, które często mają zaburzoną strukturę

wiekową i gatunkową (np. równowiekowe

monokultury sosny) opad jest jednorodny, ma

bardzo dużą wartość stosunku C:N, ma odczyn

kwaśny, zawiera wiele związków trudno

dostępnych dla destruentów (woski, żywice,

garbniki). Zwierzęta żyjące w ściółce lasu iglastego

(roztocze, owady) żywią się głównie grzybnią

grzybów rozkładających ten nieatrakcyjny

materiał – rozkład jest powolny.

Opad roślin runa stanowi około 1% opadu z d

i krzewów. Podobnie niewielki wpływ na wielkość dopływu materii organic

szczątki zwierzęce – zwiększa się w latach gradacji szkodników.

rzew

znej mają

Na polach uprawnych wielkość dopływu materii zależy od gatunku uprawianej

rośliny, warunków glebowo-klimatycznych oraz sposobu uprawy. Np. uprawa zbóż

daje większą ilość materii organicznej (duży udział korzeni), a buraków cukrowych

dużo mniej (wykorzystuje się i korzenie i liście).

Wraz z opadem zwracane są do

gleby składniki pokarmowe. W

lasach najbogatsze w nie są

liście drzew liściastych (mimo

wycofywania przez drzewa

składników przed zrzuceniem

liści). Na polach uprawnych

pojawia się konieczność

nawożenia mineralnego z

powodu usuwania wielu składników pokarmowych wraz z plonem.

Procesy przekształceń glebowej materii organicznej

Dostające się do gleby szczątki podlegają rozkładowi.

Najważniejsze związki organiczne uszeregowane pod względem wzrastającej

odporności na procesy rozkładu:

cukry proste, skrobia, proteiny, proteidy, pektyny, hemiceluloza, celuloza (im

bardziej spolimeryzowana, tym bardziej odporna na rozkład), lignina, woski, żywice,

garbniki.

W opadzie roślinnym:

dużo wosków zawierają igły drzew iglastych;

dużo celulozy – drewno drzew iglastych i liściastych;

dużo ligniny – drewno drzew i stosunkowo dużo korzenie wieloletnich traw.

Materiały do wykorzystania jedynie w ramach fakultetu Gleboznawstwo na Wydziale Biologii UW

Próchnica glebowa Strona 3 z 12

Stwierdzono, że:

- szczątki roślinne cienkie i

miękkie rozkładają się

szybciej niż twarde,

skórzaste i grube;

- szczątki, bogate w

związki łatwo

rozpuszczalne i łatwo

przyswajalne t.j. cukry proste, aminokwasy rozkładają się szybciej niż trudno

rozpuszczalne i trudno przyswajalne (lignina) oraz substancje czy związki

działające bakteriostatycznie (garbniki, żywice, fenole)

- szybciej rozkładają się szczątki bogate w składniki pokarmowe (szczególnie w

N).

Badania w Lesie Piwnickim pod Toruniem i Białowieskim Parku Narodowym

wykazały, że najszybciej rozkładają się liście graba i lipy, zaś dębu dużo słabiej.

Dębowe liście są twarde, pokryte grubą kutykulą, trudno się zwilżają, mają dużą

wartość stosunku C:N i znaczną zawartość garbników hamujących rozwój

mikroorganizmów.

W skali lokalnej czynnikami różnicującymi intensywność mineralizacji są też

warunki glebowe. Najdogodniejsze warunki są w glebach zasobnych w pierwiastki

biofilne, wilgotnych, ale dobrze napowietrzonych, o odczynie zbliżonym do

obojętnego.

Proces mineralizacji

Mineralizacja jest procesem głównie mikrobiologicznym, na który wpływają:

- warunki klimatyczno-glebowe

- morfologia oraz skład chemiczny rozkładanego materiału.

Czynniki te wpływają na proces mineralizacji pośrednio modyfikując skład i

aktywność organizmów glebowych. Ich bezpośredni wpływ przejawia się

wymywaniem, niszczeniem struktur na skutek naprzemiennego nawilżania i

wysuszania, zamarzania i rozmarzania, przemieszczania przez wiatr. Prowadzi to do

zmian składu chemicznego (wymywanie składników pokarmowych) oraz do

rozdrobnienia materiału, co ułatwia mikroorganizmom proces mineralizacji.

W czasie rozkładu obumarłej materii organicznej można wyróżnić 3 zasadnicze fazy:

1. Faza inicjalna – procesy hydrolizy i utleniania substancji organicznej

bezpośrednio po obumarciu organizmów. Największym zmianom w

komórkach ulegają związki aromatyczne i składniki białkowe.

2. Faza mechanicznego rozkładu – rozdrobnienie substancji organicznej pod

wpływem mezo- i makrofauny, jej przemieszczenie i wymieszanie z innymi

składnikami gleby.

Materiały do wykorzystania jedynie w ramach fakultetu Gleboznawstwo na Wydziale Biologii UW

Próchnica glebowa Strona 4 z 12

3. Faza rozkładu mikrobiologicznego – organizmy glebowe powodują przemianę

substancji organicznej w związki nieorganiczne. Mineralizacja w warunkach

tlenowych – butwienie; w warunkach beztlenowych – gnicie.

Organizmy glebowe :

W glebie bytują przedstawiciele

najrozmaitszych grup

systematycznych. Biorą udział w

wielu różnych procesach

przebiegających w glebie –

wietrzeniu skał i minerałów,

tworzeniu się agregatowej struktury

gleby, przekształcaniu martwej

materii organicznej, syntezie

substancji biologicznie czynnych,

procesach oksydoredukcyjnych,

zamykających się w glebie cyklach

biogeochemicznych – krążenie C, N, P, S itd.

Najważniejszą rolę odgrywają mikroorganizmy, głównie bakterie i promieniowce,

duża jest także rola grzybów.

Bakterie

Samożywne

- fotoautotrofy Chlorobium czy Rhodospirillum utleniające siarkowodór, mogą

również wiązać N atmosferyczny.

- chemoautotrofy – mają szczególne znaczenie w procesach glebotwórczych i

przekształcania materii organicznej (często wyspecjalizowane):

bakterie nitryfikacyjne, bakterie siarkowe Thiobacillus (utleniające

siarkowodór, siarkę i tiosiarczany), bakterie wodorowe Hydrogenomonas czyli

pałeczki tlenowe (utleniające wodór do wody), bakterie żelazowe Thiobacillus

ferrooxidans (utleniające żelazo i sole żelazawe), bakterie tlenkowęglowe

Carboxydomonas (utleniające CO do CO 2 ).

Cudzożywne – korzystające z substancji organicznych jako materiału budulcowego

- wiążące wolny N – symbiotyczne i niesymbiotyczne

- nie wiążące wolnego N – korzystające wyłącznie z mineralnych lub

organicznych związków azotu:

▪ tlenowe i beztlenowe bakterie błonnikowe – rozkładające celulozę

▪ bakterie pektynowe – hydrolizujące pektyny

▪ bakterie rozkładające białka, aminokwasy, kwasy nukleinowe, mocznik i

zbiałczające azotany

▪ redukujące związki mineralne

▪ rozkładające węglowodory aromatyczne i pestycydy

Materiały do wykorzystania jedynie w ramach fakultetu Gleboznawstwo na Wydziale Biologii UW

Próchnica glebowa Strona 5 z 12

Promieniowce – w glebie dominują gatunki z rodzaju Streptomyces , inne to np.

Nocardia , Micromonospora . Biorą udział w rozkładzie:

▪ aminokwasów

▪ błonnika

▪ ligniny

▪ chityny

▪ fenoli

▪ sterydów

Wytwarzają substancje o działaniu przeciwbakteryjnym – antybiotyki (w glebie

służące do tworzenia swoistej równowagi mikrobiologicznej).

Grzyby – grupa odznaczająca się ogromną różnorodnością. Rozkładają:

▪ błonnik

▪ pektyny

▪ związki aromatyczne

▪ ligninę, keratynę

Biorą udział w syntezie substancji humusowych, antybiotyków, witamin,

mykotoksyn. Dzięki właściwościom biochemicznym tj. wytwarzaniu substancji

śluzowych, akumulacji wody, wytwarzaniu kwasów organicznych i uwalnianiu z

niektórych minerałów składników pokarmowych (K, P i in.) mają duże znaczenie w

procesach glebotwórczych i odżywianiu się roślin. Lepiej niż bakterie i promieniowce

znoszą zasolenie i zakwaszenie gleby.

Pozostałe organizmy glebowe nie odgrywają aż tak znaczącej roli. Mikroorganizmy

takie jak glony, śluzowce,

pierwotniaki także spełniają swoja

rolę w procesach rozkładu. Mezo-

i makrofauna glebowa czyli

przedstawiciele stawonogów

(roztocza, skoczogonki,

stonogowate) czy nicienie,

wazonkowce, dżdżownice

odżywiają się materią organiczną i

przy tej okazji rozdrabniają ją i

mieszają z mineralną częścią

gleby.

Materiały do wykorzystania jedynie w ramach fakultetu Gleboznawstwo na Wydziale Biologii UW

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: