egzamin rekultywacja.doc

1.    Gleba jako układ trójfazowy:

Gleba jest utworem trójfazowym składającym się z:

- części mineralnych i organicznych – faza stała

- roztworu glebowego                              – faza płynna

- powietrza glebowego                               – faza gazowa

jest to optymalny układ faz w glebie.

gazowa              20%

płynna              30%

stała              45%

subs.org.5%-substancja organiczna ma bardzo duże znaczenie.

Faza stała gleby – z mineralnych i organicznych części, mineralne to okruchy skalne i minerały kwalifikowane do różnych frakcji (z powodu wielkości), np. krzemionka, glinokrzemiany, krzemiany. Ziarna występujące w glebie w stanie luźnym lub w formie sklejonej, czyli agregatów. Część organiczna to szczątki roślinne i zwierzęce w różnej fazie rozkładu (tworzą próchnicę) + organizmy żyjące w glebie (edafon).

Faza ciekła – wodne roztwory rzeczywiste i koloidalne, źródło substancji odżywczych dla roślin, występują w nim związki nieorganiczne głównie w postaci anionów kwasu siarkowego, solnego, azotowego, itp. oraz kationów, część związków w postaci silnie rozproszonych koloidów.

Faza gazowa - powietrze gazowe, które składa się z O, N, CO2, amoniaku, pary wodnej (metan, siarkowodorów - w warunkach beztlenowych).

2.Specyfika upraw gleb lekkich i b. lekkich

Specyfika uprawy zależy od wielu czynników, między innymi od aktualnego stanu roli i rodzaju gleby. Gleby lekkie są w zasadzie łatwe do uprawy, gdyż zakres ich optymalnej wilgotności uprawowej jest dość szeroki,  nie zbrylają się i nie zeskorupiają, ale uprawiane w czasie suszy mogą ulec rozpyleniu. Uprawa gleb lekkich ma na celu ochronę zawartej w nich wody i próchnicy, stworzenie warunków optymalnych dla rozwoju roślin i rozszerzenie wachlarza uprawianych na nich roślin. Uzyskać to można przez ograniczenie do niezbędnego minimum liczby uprawek, szczególnie przewietrzających. Dlatego też w zespole uprawek pożniwnych i wiosennych nie powinno się wykonywać zabiegów kultywatorem. Po żniwach ważna jest podorywka płytka, natychmiast bronowana. Wiosną nie należy stosować orek wiosennych. Należy natomiast zwiększać miąższość warstwy ornej do 30-35cm przez stopniowe zwiększanie głębokości orek przedzimowych (co 4-5 lat po około 5cm) oraz spulchniać głębsze warstwy pogłębiaczami w celu zniszczenia "podeszwy płużnej".

Na glebach lekkich w strukturze zasiewów dominują zboża, które należą do roślin niszczących strukturę gruzełkowatą gleby. Dlatego konieczne jest przestrzeganie zmianowania roślin, pamiętając o tym, że po roślinach płytko korzeniących się (zboża) niszczących strukturę powinny być uprawiane rośliny głęboko korzeniące się - poprawiające strukturę gleby - np. ziemniaki > zboże jare lub żyto > łubin > żyto. Przy układaniu płodozmianu należy brać pod uwagę również wpływ roślin na bilans substancji organicznej. W gospodarowaniu na glebach lekkich bardzo ważne jest wprowadzenie do zmianowania roślin motylkowych. Pozostawiaj ą one duże ilości resztek pożniwnych, wzbogacają glebę w azot, ponadto pobierają składniki pokarmowe z głębszych warstw gleby, mają wpływ na tworzenie i utrzymanie struktury gruzełkowatej gleby, należy dążyć do skonstruowania takiego płodozmianu, który zapewniałby przykrycie gleby roślinnością przez cały rok. Czynniki atmosferyczne (opady, wiatr, nasłonecznienie) niszczą strukturę gleby, wpływają na wypłukiwanie składników pokarmowych. Duże znaczenie zatem na glebach lekkich ma uprawa poplonów ozimych, która wpływa na poprawę struktury gleby i bilansu substancji organicznej oraz na ograniczenie wymywania azotanów z gleby do wód gruntowych jesienią i zimą.Dobór roślin do uprawy na gleby lekkie powinien uwzględniać wymagania roślin oraz powinien być ekonomicznie uzasadniony.

Zabiegi polepszające właściwości gleb lekkich

Wapnowanie poprawia strukturę gleby zwiększając jej pojemność wodną, przyczynia się do lepszej akumulacji próchnicy, zwiększa przyswajalność azotu, potasu i fosforu, sprzyja rozwojowi pożytecznych drobnoustrojów. również działania bakterii brodawkowych.
Do poprawy takiej gleby przydatne są wyłącznie nawozy wolno działające:
- węglanowe (np. wapniak mielony rolniczy, wapno węglanowe, wapno węglanowo-magnezowe).

Czynnikiem wpływającym w decydujący sposób na  poprawę żyzności gleb lekkich jest stosowanie nawożenia organicznego. Nawozy organiczne stanowią bowiem nie tylko źródło substancji organicznej i składników pokarmowych, ale wpływają również na właściwości gleby: fizyczne (struktura gruzełkowata gleby, pojemność wodna i stosunki wodno-powietrzne),biologiczne (rozwój pożytecznych organizmów glebowych),chemiczne (wzrost pojemności sorpcyjnej gleby - "magazynowanie" składników pokarmowych).

Podstawowym nawozem organicznym jest obornik, ale w gospodarstwach, w których brakuje obornika lub na polach bardzo oddalonych od gospodarstwa zastosowanie mogą znaleźć nawozy zielone, które sprawiają, że gleby lekkie stają się bardziej spoiste, najlepiej przeznaczyć na nie rośliny uprawiane w międzyplonach.

Poziom nawożenia mineralnego powinien wynikać z zasobności gleby i wielkości plonów. Przy zbyt niskich dawkach nawozu niewykorzystane są możliwości produkcyjne gleby i roślin, natomiast dawki zbyt wysokie -to zarówno niepotrzebny koszt, jak i wzrost zagrożenia dla środowiska, głównie poprzez wymywanie. Jeżeli chodzi o nawożenie azotem, to najlepsze działanie nawozowe na glebach piaszczystych wykazuje saletrzak i saletra amonowa, najgorsze mocznik.

3.Źródła i jakość substancji organicznej w glebie.

W typowych glebach mineralnych substancja organiczna stanowi  3 – 5% masy ornej warstwy gleby.

Źródła:

-resztki pożniwne (korzenie i części nadziemne) pozostawione po sprzęcie roślin uprawnych

-słoma i części nadziemne pozostające po omłocie roślin

-międzyplony: ozime, ścierniskowe, wsiewki-rośliny lub mieszanki roślin uprawiane między roślinami plony głównego, mogą być przeorane lub traktowane jako mulcz

-rośliny lub mieszanki roślin uprawiane w plonie głównym.

Substancje organiczną tworzą obumarłe rośliny i zwierzęta w glebie, resztki pożniwne (ścierń, korzenie), ściółka leśna oraz przyorane nawozy zielone, obornik, kompost i torf.

Substancja organiczna ulega w glebie procesom biologiczno- fizyczno- chemicznym pod wpływem mikroflory i drobnej fauny. W wyniku tych procesów składniki pokarmowe zawarte w substancji organicznej ulegają rozkładowi na proste związki mineralne oraz procesowi syntezy powodującym powstawanie próchnicy.

Substancja organiczna decyduje o właściwościach gleb, spełnia rolę granulacyjną cząstek mineralnych. Jest głównym źródłem fosforu, azotu i siarki. Przyczynia się do zwiększenia pojemności wodnej, a zwłaszcza zwiększenia ilości wody dostępnej dla roślin.

4.Rola i znaczenie próchnicy glebowej.

Znaczenie próchnicy:

-oddziałuje na barwę gleby

-wpływa na fizyczne właściwości gleby (przyczynia się do zgruzlenia gleby, zmniejsza ogólną pojemność i przyczepność gleby, zwiększa ogólną pojemność wodną gleby, przyspiesza ogrzewanie się gleb)

-wpływa na zdolność adsorpcji kationów

-ma wpływ na urodzajność gleby

-dostarcza składników pokarmowych.

Próchnica jest źródłem pokarmów dla roślin, w szczególności azotu. Wpływa też korzystnie na strukturę i teksturę gleby.

Zawartość próchnicy  w glebie zależy od klimatu, warunków glebowych i intensywności uprawy oraz od rodzaju uprawianych roślin i ich następstwa.

W pewnych warunkach próchnica jest koloidem ochronnych dla łatwo koagulujących w glebie wodorotlenków glinu i żelaza, umożliwiając im przemieszczanie się w gąb profilu glebowego.

Rola i znaczenie próchnicy:

1. Źródło skł. pokarm. dla roślin.

2. Kształtowanie wł. gleby :

a) fizycznych:

- wodoodporna struktura gruzełkowata gleby,

- zwiększa zwięzłość gleb lekkich,

- lepsze wł. fiz gleb lekkich,

- zmniejszona zwięzłość gleb ciężkich,

- stabilniejsze agregaty strukturalne,

- usprawnia obieg wody i powietrza,

- wyższa poj. wodna,

- barwa gleby =wyższa ciepłota gleby.

b) fizykochem. ,chem. ,biochem:

- wyższa zdolność sorpcyjna,

- lepsza sorpcja wymienna,

- regulacja stężenia roztworu glebowego,

- lepsza buforowość gleby,

- intensywniejszy rozwój flory i fauny gleby.

Zawartość próchnicy w glebach zależy od:

- jakości i ilość zw.org. dostających się do gleby,

- tempa humifikacji zw.org,

- tempa mineralizacji próchnicy zawartej w glebie,

- właściwości fizykochem gleb. ,

- ilości i jakości zawartych w glebie związków mineralnych

5.Metody zwiększania zawartości substancji organicznej w glebie.

6. Rola międzyplonów w ochronie gleby przed erozją.

7.Formy degradacji środowiska glebowego.

degradacja gleby to pomniejszenie lub zniszczenie ekologicznej i produkcyjnej wartości gleby. Stopniowy spadek zawartości próchnicy, zakwaszenie, zasolenie, ubytek składników pokarmowych, zanieczyszczenia chemiczne to formy degradacji gleb. Erozja wodna i wiatrowa również pomniejszają wartość gleby lub ją niszczą, także  niekorzystne zmiay rzeźby terenu, przesuszenie lub podtopienie (zawodnienie) w coraz większym stopniu glebę degradują. Techniczne zniszczenie gleby i szaty roślinnej stanowią najwyższą formę degradacji gleb, zwaną dewastacją. Gleba i szata roślinna mogą być też zdewastowane przez zanieczyszczenie chemiczne. Przyczyną zachodzących zmian może być działalność przemysłowa, agrotechniczna, bytowa (człowiek;) lub działanie sił przyrody (erozja, pożary, susze, trzęsienia ziemi).

Degradacji gleby można przeciwdziałać sposobami agrotechnicznymi. Przykładem tego jest wapnowanie gleb kwaśnych. Gleby zdegradowane częściowo lub całkowicie, nawet technicznie zdewastowane grunty (przez górnictwo i składowanie odpadów), powinny być zrekultywowane. Rekultywacja nie oznacza przywrócenia glebie stanu wyjściowego, często jest to niemożliwe; przez rekultywację należy rozumieć nadanie gruntowi walorów użyteczności.

Proces degradacji gleb ma wiele form a także różnorodną genezę. Do głównych form  zalicza się:

·         wyjałowienie ze składników pokarmowych,

·         zakwaszenie i alkalizacja środowiska,

·         zasolenie,

·         ubytek próchnicy,

·         przesuszenie lub nadmierne zawodnienie gleby,

·         erozję,

·         zanieczyszczenie biologiczne,

·         mechaniczne zniszczenie poziomu próchnicznego, struktury lub rzeźby

8.Sposoby biologicznej rekultywacji gruntów.

Grunty bezglebowe - to takie, które utraciły poziom próchniczny oraz grunty nasypowe, które nie wykształciły jeszcze poziomu próchnicznego.

Zalicza się do nich:

1. grunty naturalne

a) o zniszcz. warstwie próchn.

b) o całkowicie zniszcz. glebie ( górnictwo)

2. grunty nasypowe pochodzenia geologicznego (zwałowiska odpadów górniczych)

3. składowiska odpadów przemysłowych w tym osadniki

4. składowiska odpadów komunalnych (wysypiska)

Rekultywacja biologiczna polega na stosowaniu zabiegów mających na celu wytworzenie na powierzchni nieużytku warstwy gleby i w tym celu wykonujemy: uprawę mechaniczną, nawożenie, dobór i uprawę roślin (próchnicotwórczych). Gatunki roślin na zwałowisku: brzoza brod, dąb czerwony, topola.

Np. na zwałowisku Bełchatów rekult. biolog. o kierunku leśnym:

- matowanie powierzchni ziemia próchn. i nasadzenia

- sadzenie drzew i krzewów bezpośrednio po rekultywacji technicznej

- wysiew mieszanek traw i nasadzenia.

9.Rośliny pionierskie, przykłady introdukcji.

Podstawą do stworzenia odpowiedniego siedliska dla roślin na terenach zdegradowanych jest konieczność przygotowania warunków do powstania gleby. Tworzenie się gleby z martwego materiału lub z utworów zanieczyszczonych szkodliwymi elementami może rozpocząć się dopiero wówczas, gdy na nieużytku będzie roślinność.

Funkcje roślinności w procesie rekultywacji:

•         stabilizacja luźnych utworów gruntowych oraz zabezpieczenie ich przed erozją wodną i wietrzną,

•         ochrona terenów przed zanieczyszczeniami przemysłowymi (gazami i pyłami) poprzez tworzenie filtrów (pasy,strefy) z roślinności wysokiej i niskiej,

•         inicjowanie i stymulowanie (głównie rośliny trawiaste i motylkowate) procesów glebotwórczych na terenach bezglebowych i zdegradowanych (jałowych i toksycznych

Gatunki pionierskie to gatunki, które mają pewne szczególne właściwości biologiczne i ekologiczne, dzięki którym: 

•         wykorzystują skrajne warunki środowiskowe dla realizacji swych funkcji życiowych, 

•         uzyskują zdolność przystosowania się do skrajnych warunków,

•         mają zdolność przekształcania skrajnych warunków na warunki optymalne dla życia pojedynczych organizmów, populacji, a w końcu całych biocenoz,

•         wyprzedzają inne gatunki w procesie zdobywania i zasiedlania nowych obszarów, 

•         decydują o przebiegu inicjalnych faz sukcesji pierwotnej lub wtórnej, ale zwykle ustępują, gdy układ ekologiczny osiągnie pełną stabilność

•         m.in. szczotlicha siwa i szara, wydmuchrzyca piaskowa, piaskownica zwyczajna, kostrzewa czerwona, wrzos zwyczajny, koniczyna czerwona.

10. 11. Ochrona gleb przed erozją wodną i eoliczną,

Metody przeciwdziałania erozji wodnej i eolicznej.

Melioracje przeciwerozyjne – zabiegi, których celem jest ochrona przed erozją gruntów rolnych, rekultywacja i zagospodarowanie erozyjnych nieużytków oraz ochrona i kształtowanie krajobrazu.

-        Odprowadzanie nadmiaru wody ze zboczy umocnionymi korytami → Rolę takich odprowadzalników mogą spełniać zadarnione łąki pomiędzy zboczami lub uformowane na dnie doliny koryta. Jeżeli naturalny spadek dna doliny jest zbyt duży, buduje się stopnie betonowe lub kamienne. Stosuje się również niskie płotki lub kiszki faszynowe.

-        Budowanie progów na potokach, w celu zmniejszenia prędkości spływu wody.

-        Mechaniczne wyrównywanie zboczy → Polega na zasypaniu obniżeń i ewentualnym ścięciu grzbietów pozostałych między nimi. Zabieg ten można stosować tylko na glebach głębokich.

-        Agrotechnika przeciwerozyjna:

·      Orka przeciwerozyjna – wykonywana poprzecznie do spadku terenu, najlepiej z odkładaniem skiby w górę stoku;

·      Bezodkładnicowa uprawa roli – spulchnianie głębszej warstwy gruntu specjalnymi narzędziami (pług bezodkładnicowy, drapacz) bez odwracania poziomu wierzchniego i najczęściej przy pozostawieniu ścierni;

·      Nawożenie ochronne strefowo – stokowe – nawożenie mineralne i organiczne, zróżnicowane w dawkach stosownie do żyzności gleb na poszczególnych elementach rzeźby stoku;

·      Poprzecznostokowe siewy i sadzenie – rzędy siewu i sadzenia roślin równoległe do warstwic;

·      Poprzecznostokowa uprawa roli (warstwicowa) – zabiegi uprawowe i pielęgnacyjne wykonywane poprzecznie do spadku terenu lub z niewielkim odchyleniem;

·      Zmianowanie przeciwerozyjne (ochronne) – określone następstwo upraw polowych, w których po gatunkach słabiej chroniących glebę (okopowe, jare) następują gatunki o dużych właściwościach glebochronnych (trawy, motylkowe, zboża ozime, międzyplony ozime);

·      Płodozmian przeciwerozyjny (ochronny) – określone zmianowanie przeciwerozyjne ustalone na szereg lat;

·      Uprawa pasmowa (pasowa) – prostopadłe do spadku zboczy pasy upraw zbóż lub okopowych poprzedzielane pasami upraw motylkowych lub traw.

-        Budowa tarasów → Tarasy mogą być naorywane (orka pługiem odwracalnym, skiby odkładane ku dołowi), formowane sztucznie przy pomocy maszyn do robót ziemnych albo też tarasy-groble.

-        Formowanie sieci dróg rolniczych → Prawidłowo wytyczone i utwardzenie drogi rozpraszają powierzchniowe spływy lub odprowadzają nadmiar wód.

Biologiczne zabiegi przeciwerozyjne – przeciwdziałanie erozji gleb przez wykorzystanie ochronnych właściwości roślin polowych (płodozmiany przeciwerozyjne), trwałych użytków zielonych (łąk i pastwisk), plantacji trwałych (sady na tarasach i w poprzecznostokowych pasach darni) oraz zakrzewień, zadrzewień i zalesień.

-        Ustalanie struktury użytków → Polega ono na określeniu wzajemnych proporcji i miejsca rozmieszczenia w rzeźbie użytków leśnych, rolnych i wodnych. Im teren jest bardziej nasycony trwałą roślinnością, tym większa jego odporność na erozję.

-        Szata roślinna (mieszanki wieloletnie) → płodozmian przeciwerozyjny, którego zadaniem jest utrzymanie ochronnej warstwy roślinności przez cały okres jesienno- zimowo- wiosenny (plony i poplony ozime, plon wtóry; np. kukurydza na zielonkę, wsiewki np. gorczycy białej).

-        Trwałe użytki zielone → zdolności wiązania gruntu przez silnie rozwinięty system korzeniowy i osłanianie jego powierzchni gęstą masą łodyg i liści.

-        Użytki ...