VODA U TLU Voda u tlu nalazi se u sustavu zemljišnih pora. Djeluje na mnoge fizičke, kemijske i biološke procese. U njoj se otapaju i transportiraju hranjive tvari, a voda je i građevni element same biljke. Posredno voda utječe na toplinske osobine, izmjenu plinova u tlu, mikrobiološku aktivnost tla i druge procese. Zato je voda jedan od ključnih faktora plodnosti. Voda se u tlu veže na dva načina: a) adsorpcijom molekula vode na površini čvrstih čestica b) zadržavanjem vode „kapilarnim silama“ (silama meniskusa)
Oblici vode u tlu Oblici vode u tlu su: a)
SLOBODNA VODA
b) VEZAN EZANA A VOD VODA A Slobodna voda je voda koja se drži manjim silama za čestice tla, pokretna je i kreć kreće e s u poro porozn znom om tlu u svim svim smje smjero rovi vima ma.. Može Može biti biti grav gravititac acijs ijska ka (cij (cijed edna na)) i kapilarna. Gravitacijska voda zadržava se u makroporama i otječe pod djelovanjem grav gravita itaci cije je.. Kori Korisn sna a je za biljk biljke e samo samo krat kratko ko vrij vrijem eme e pri pri prol prolas asku ku kroz kroz zonu zonu korijenskog sustava. Kapilarna voda nalazi se u mikro- i makroporama i ne podliježe silama gravitacije, nego se zadržava kapilarnim silama (adhezija i kohezija) ili ju „podupire“ podzemna voda. Kreće se sa mjesta višeg tlaka na mjesta nižeg tlaka. Ovaj oblik vode pristupačan je biljkama i predstavlja glavni izvor vode za biljke.
Vezana voda je ona koja se drži velikim silama za čestice tla ili unutar pora. Može biti kemijski vezana voda, opnena i higroskopna voda. Higroskopna voda je dio kapil kapilarn arne e vode koji koji se jako jako čvrsto čvrsto drži uz čestic čestice e tla i čini tanki omotač omotač oko te
čestice. Zbog velike sile kojom se veže ova voda je nepristupačna biljci. Kemijski vezana voda nalazi se u hidratiziranim kemijskim spojevima tla. Za čestice tla vezana je kemijskim vezama i nije raspoloživa za biljku. Opnena (filmska) voda obavija čestice tla kao deblja ili tanja opna i djelomično je dostupna biljci. Kretanje vode u tlu Voda u tlo dospijeva iz atmosfere (oborine), navodnjavanjem, plavljenjem ili iz podzemlja. Nalazimo je u obliku leda, vodene pare i najčešće kao tekuću vodu. Voda u obliku leda i vodene pare nema značaj za biljke jer se ne može upijati. Voda u tlu je praktički u stalnom kretanju. Kretanje počinje infiltracijom (upijanja) vode koja dospijeva na površinu. Infiltracija je proces ulaženja vode u zemljište i njenog daljnjeg kretanja kroz zemljište. Nakon infiltracije dolazi do redistribucije vode u zemljištu tj. njenog premještanja iz jednog dijela tla u drugi. Brzina infiltracije ovisi o teksturi, strukturi, sadržaju humusa, sadržaju vode u tlu, načinu korištenja i obrade i temperaturi vode. Dio upijene vode može se procijediti do podzemne vode što se naziva unutarnjom drenažom. Ovaj oblik kretanja vode iz površinskih slojeva u donje uslijed djelovanja gravitacije naziva se descedentni (silazni) tokom. Podzemna voda čini kruženje vode u zemljištu složenijim jer postaje drugim izvorom vode u zemljištu. Uslijed podizanje nivoa podzemna vode ili kapilarnog uzdizanja ona dospijeva u tlo. Takav oblik kretanja vode iz nižih slojeva tla u više naziva se ascedentni (uzlazni) tok. Osim uzlazno i silazno vode se kreće i horizontalno (bočno) što se naziva lateralni tok. Upijena voda se naposljetku gubi iz zemljišta isparavanjem, procjeđivanjem do podzemne vode ili transpiracijom biljaka. Odnos vode u tlu i biljke Vrlo je bitno poznavati odnos tla, vode i biljke. U pojedinim tipovima tala može biti velika količina vode, a da je vode dostupne biljci malo. Sa tog stajališta određena su neka stanja vlažnosti pri kojima se bitno mijenja mogućnost opskrbe biljke vodom. Granične točke karakterističnih stanja vlažnosti nazivaju se hidrološke konstante. Hidrološke konstante su: a) maksimalni vodni kapacitet b) poljski vodni kapacitet c)
točka uvenuća
Maksimalni vodni kapacitet je stanje vlažnosti pri kojem su sve pore ispunjene vodom. Ovakvo stanje nastaje nakon dugotrajnih oborina ili topljenja snijega, a traje, ovisno o tipu tla, od 1-3 dana. Većim dijelom biljka ovu vodu ne iskoristi, a dolazi do nedostatka kisika što može štetno djelovati na biljku. Poljski vodni kapacitet je stanje tla u kojem su mikropore ispunjene vodom, a makropore zrakom, što znači da je gravitacijska voda otekla. ekološki je to najpovoljnije stanje za biljku. Točka uvenuća se doseže u trenutku kada vlaga tla pada na nivo koji je nepristupačan biljkama (manjak vode u mikroporama). Razlika između poljskog vodnog kapaciteta i točke uvenuća daje ukupnu količinu pristupačne vode za biljku. Tlo koje ima veći poljski vodni kapacitet i nižu točku uvenuća ima veću količinu pristupačne vode i pogodnije je za biljke.
ZRAK U TLU U sustavu zemljišnih pora osim vode nalazi se i zrak. Sadržaj zraka u tlu vrlo je promjenjiv i ovisi o količini vode u tlu. Kada su sve pore ispunjene vodom sadržaj zraka pada na nulu, a kad je zemljište potpuno suho sve pore su ispunjene zrakom. Ovo su ekstremni slučajevi kada je u tlu potpuno odsutna jedna od ove dvije faze. Zrak u tlu je trajnije prisutan uglavnom u većim porama (makropore) gdje se voda ne zadržava veće se zbog sile gravitacije brzo drenira (procjeđuje). Zrak u zemljištu uglavnom se sastoji od plinova iz atmosfere, dok dio plinova nastaje i u samom tlu. Pojedini plinovi utječu na procese oksidacije, nitrifikacije i mineralizacije. Najvažniji od plinova u tlu je kisik koji omogućuje disanje korijena. Prosječan sadržaj kisika u tlu je 18-20 %, a ugljika 0.15-0.65 % (ekstremno 5-6 %). Zrak tla je maksimalno zasićen vodenom parom (95 %), ima više ugljik-dioksida, a manje kisika nego zrak u atmosferi. Između atmosfere i tla stalno je prisutna izmjena plinova. Proces izmjene plinova između atmosfere i tla naziva se aeracija. Do aeracije dolazi procesom difuzije (s mjesta veće na mjesto manje koncentracije) i kretanjem zračnih masa. Aeracija je uvjetovana promjenom atmosferskog tlaka, temperature i stanja vlažnosti. Dobro prozračivanje tla vrlo je bitno za disanje korijena biljaka. Mlade sadnice su naročito osjetljive na nedostatak kisika. Neke vrste iz rodova joha, smreka i močvarnog taksodija mogu rasti pri niskoj razini kisika u tlu, dok npr. bukva pokazuje veliku osjetljivost i na kratkotrajan nedostatak kisika. Zrak u tlu izražava se kapacitetom tla za zrak u postotku. Kapacitet tla za zrak ispod 5 % je nepovoljan, 510 % slab, 10-15 % srednji, a iznad 15 % se smatra da nema ekološki značaj. Dovoljnim kapacitetom tla za zrak smatra se onaj koji je iznad 10 %.
MIGRACIJE U TLU Procesi migracija u tlu su procesi premještanja čestica tla pod utjecajem vode i organizama. Čestice koje se premještaju mogu se nalaziti u različitom stanju, od krupnih čestica do mikročestica. Kretanje čestica može biti po površini zemljišta (eksterno) ili unutar zemljišnog profila. Migracije se dijele na: 1. MIGRACIJE VODOM 2. BIOLOŠKE MIGRACIJE (MIGRACIJE ORGANIZMIMA)
Migracija vodom može biti: a) površinska migracija b) eluvijalno-iluvijalna migracija c) migracija ascedentnim tokovima Površinska migracija – voda kretanjem po površini zemljišta u nemogućnosti infiltracije otapa neke čestice ili ih samo prenosi te ih taloži na drugom mjestu.
Ovakvom migracijom premještaju se sitnije čestice, dok bi premještanje neotopljenih većih čestica bila površinska erozija. Eluvijalno-iluvijalna migracija – pri kretanju vode u tlu iz viših slojeva u niže voda ispire tvari iz površinskog sloja što se zove eluvijacija te u dubljim slojevima iste te tvari djelomično ili potpuno taloži što se naziva iluvijacija. Čitav proces ispiranja i taloženja čestica u tlu zove se eluvijalno-iluvijalna migracija. Migracija ascedentnim tokovima – kada u nekom zemljištu prevladava kapilarno kretanje podzemne vode naviše premještanje tvari ima uzlazni (ascedentni) tok pa u tom slučaju imamo i ascedentnu migraciju.
Biološke migracije mogu biti: a) ascedentne b) descedentne Ascedentna biološka migracija je premještanje elemenata iz dubljih slojeva zemljišta na površinu. To se događa pri crpljenju biogenih elemenata iz dubljih slojeva zemljišta putem korijena koje biljka onda ugrađuju u organske spojeve od kojih je građena. Ascedentno se premještaju samo biogeni elementi potrebni biljkama. Descedentna migracija ostvaruje se pod utjecajem zemljišne faune. Kod ove migracije dolazi do mehaničkog premještanja zemljišne mase u pravcu kretanja zemljišne faune. Na taj način uvlači se organska prostirka u tlo i miješa se sa mineralnim dijelom tla. Glavnu ulogu pri ovoj migraciji imaju u prvom redu gujavice, krtice i dr.
ČINITELJI NASTANAK (OBRAZOVANJA) TLA Činitelji nastanka tla nazivaju se pedogenetskim faktorima. Pedogenetski faktori su: 1. MATIČNI SUPSTRAT 2. KLIMA 3.
RELJEF
4. ORGANIZMI Svaki od faktora može se u prirodi očitovati u širokim rasponima što uzrokuje različite pedogenetske procese kojima nastaju različita zemljišta. Pedogenetski procesi su slabo izraženi pa ih ne možemo neposredno (izravno) promatrati. Dugotrajnim djelovanjem tih procesa uočavaju se promjene zemljišta. I u slučaj kada su na nekom terenu stalno jednako izraženi neki faktori zbog dugotrajnosti njihova djelovanja opet će doći do promjena u zemljištu. Pedogenetski faktori su prirodna tijela s kojima je zemljište povezano preko izmjene tvari i energije.
Matični supstrat pruža osnovnu masu materijala od kojeg je izgrađeno zemljište. To su različite vrste stijena od kojih procesima raspadanja nastaje tlo. O matičnom supstratu ovise sljedeća svojstva tla: dubina, fizička svojstva, mineralni i kemijski sastav i smjer razvoja zemljišta. Klima svoj utjecaj iskazuje peko utjecaja sunčevog zračenja i dinamičkih procesa u atmosferi koji prenose vlagu i toplinu. Toplina i vlaga su usko povezani faktori pa se u tom ovom slučaju govori o hidrotermičkom režimu zemljišta. Utjecaj klime na zemljište najbolje se vidi usporedbom ekstremnih klimatskih uvjeta (primjerice arktički, tropski, pustinjski), gdje klima potiskuje značaj ostalih faktora. Prilikom proučavanja zemljišta treba uzeti u obzir i promjene same klime kako faktora. Reljef ima posrednu ulogu na nastanak zemljišta raspoređujući toplinu i vodu na površini tla. Najviše se utjecaj reljefa vidi pri raspodjeli atmosferske vode. Pedogenetski razlikujemo tri tipa reljefa: a) makroreljef – modificira klimu (visoki planinski lanci) b)
c)
mezoreljef – raspoređuje toplinu i oborinske vode (brda i brežuljci) mikroreljef – utječe na nivo podzemne vode i temperaturu zraka i tla (udubine i uzvisine od nekoliko metara)
Organizmi utječu na razvoj tla razmjenom tvari i energije sa matičnim supstratom. Flora i fauna pomažu u transformaciji organskih tvari (stvaranju humusa), mehanički uvlače organske tvari u tlo, miješaju organske i mineralne tvari te strukturne agregate i pore. Čovjek također svojim djelovanjem uzrokuje nastanak antropogenih zemljišta.
PODJELA TALA Analiza pedogenetskih faktora pokazala je da se u prirodi može naći velik broj različitih formi zemljišta. Pedologija, slično kao i ostale prirodne znanosti, nastoji razvrstati različite forme zemljišta u određene grupe ili klase. Svrha razvrstavanja (klasifikacije) je olakšavanje preglednosti i omogućavanje boljeg razumijevanja pojedinih grupa i odnosa među grupama. Proces razvrstavanja i grupiranja zemljišnih formi prema nekim zajedničkim obilježjima naziva se podjela ili klasifikacija zemljišta. Podjela može imati različite ciljeve. Prema vrsti cilja razlikujemo tehničku i prirodnu klasifikaciju. Tehnička podjela ima praktičnu primjenu za određene privredne grane, a zemljišta se klasificiraju na temelju ograničenog broja kriterija bitnih za tu granu (primjerice plodna i neplodna tla). Prirodni sustav klasifikacije grupira zemljišne forme na osnovu vrlo velikog broja kriterija s ciljem organiziranja znanja o zemljištu kao samostalnom prirodnom tijelu i uspostavljanja odnosa između pojedinih klasa na osnovu logičkih principa. Prilikom podjele trebala bi se uzeti u obzir sva svojstva zemljišta, ali kako to nije moguće izabiru se ona svojstva koja su u vezi s većim brojem ostalih svojstava. Osnovna jedinica klasifikacije čini tip zemljišta. Tip je skup zemljišta sljedećih karakteristika:
ima jednotipsku građu profila i karakterističan redoslijed horizonata
ima jednotipske osnovne procese transformacije i migracije mineralnih i organskih komponenti
ima jednotipske fizičke i kemijske karakteristike pojedinih horizonata
Ovakvom definicijom tipa tla obuhvaćena su zemljišta koja su manje ili više u prirodnom stanju. U slučaj u kada su građa (morfologija) i svojstva tla bitno promijenjena u odnosu na prirodna zemljišta djelovanjem čovjeka takva tla nazivamo antropomorfna ili antropogena tla. Ako su zemljišta nastala u uvjetima koji više ne postoje te su zadržala svojstva i morfologiju formiranu u tim uvjetima onda se nazivaju reliktna tla ili paleosol. Sustav podjele zemljišta izrađuje se tako da se tipovi zemljišta objedinjuju u više kategorije na osnovu zajedničkih svojstava. Tipovi zemljišta mogu se također dijeliti i na niže kategorije. Prvi stupanja podjele iznad tipa tla čini klasa. Klasu zemljišta čine svi tipovi zemljišta jednakog poretka horizonata. Klase se objedinjuju u odjele na osnovu karaktera vlaženja i kemijskog sastava vode kojom se tlo vlaži. Odjel (razdjel) je najviša kategorija podjele zemljišta. Niže kategorije od tipa tla su podtip, varijetet i forma. Hrvatski klasifikacijski sustav ima 4 odjela, 17 klasa i 41 tip tla. Tla Hrvatske svrstavaju se u sljedeće odjele: 1. AUTOMORFNA TLA 2. HIDROMORFNA TLA 3. HALOMORFNA TLA (SLATINE) 4. SUBAKVALNA (SUBHIDRIČNA) TLA Automorfna tla karakterizira vlaženje atmosferskom vodom, slobodno kruženje vode bez dužeg zadržavanja i prekomjernog vlaženja. Hidromorfna tla karakterizira povremeno ili stalno prekomjerno vlaženje dijela profila ili čitavog tla i ispunjenost svih pora vodom uslijed zadržavanja atmosferskih padalina i akumulacije površinskih i podzemnih voda. Halomorfna tla karakterizira dodatno vlaženje podzemnim, rjeđe površinskim, slanim vodama zbog čega sadrže u jednom dijelu profila najmanje 0.7-1 % soli. Subakvalna zemljišta nastaju u podvodnim uvjetima plićih stajaćih voda gdje se procesi pedogeneze često miješaju s procesom sedimentacije.
MORFOLOGIJA ZEMLJIŠNOG PROFILA Pedogenetski procesi morfološki oblikuju profil zemljišta. Postojanje određenog morfološkog znaka i stupanj njegove izraženosti govori o procesu koji ga je oblikovao te o njegovom intenzitetu i trajanju. Pri proučavanju morfologije profila
uzima se u obzir stupanj izmjene u odnosu na matični supstrat. Te promjene mogu se uočiti na osnovu boje, teksture, strukture, konzistencije i specifičnih tvorevina nastalih pedogenezom. Morfologija tla opisuje oblik, vrstu i razmještaj horizonata (i svojstava) tla. Proučava se na poprečnom presjeku tla – pedološkom profilu. Zemljišni horizonti su najvažniji elementi zemljišne morfologije. Nastali su djelovanjem pedogenetskih procesa i evolucijom zemljišta. Iz tog razloga imaju ista svojstva i obilježavaju se standardnim oznakama. Pedološka jama Za poučavanje morfologije tla na pedološkom profilu kopaju se na terenu pedološke jame. Pedološku jamu treba otvoriti na mjestu koje dobro oslikava stanište istraživane lokacije. Otvaranje profila služi za detaljno upoznavanje i izučavanje svojstava tla te za uzimanje uzoraka tla za laboratorijsku analizu. Širina čela profila je oko 100 cm, dužina jame 170-200 cm, dok dubina ide do matičnog supstrata. Čelo profila se poravna kako bi se što bolje mogle vidjeti granice horizonata. Nasuprot čela profila izrade se stepenice kako bi se moglo lako ulaziti i izlaziti iz jame. Čelo profila treba se okrenuti prema svjetlu. Prilikom opisa profila fotografira se okoliš jame i sam profil. Kako bi se na fotografiji mogla vidjeti dubina tla i debljina horizonata na čelo se stavlja neka vrsta mjerila, najčešće metar. Prema priručniku za terenska istraživanja na terenu se radi opis profila. Iz svakog horizonta se uzima uzorak za analizu koji mora biti propisno obilježen kako u laboratoriju ne bi došlo do zamjene. 170-200 cm 100 cm
Horizonti se označavaju kao bi se mogle identificirati razlike među tlima. Vrste horizonata su: 1. OSNOVNI ILI GLAVNI HORIZONTI 2. PRIJELAZNI I MJEŠOVITI HORIZONTI 3. PODHORIZONTI
Osnovni horizonti su: O – organski površinski horizont, leži iznad mineralnog dijela tla u pretežno aerobnim uvjetima (A) – inicijalni, slabo razvijeni horizont koji predstavlja biološki aktivirani površinski dio profila u kojem se razvija glavnina korijena i začetakk formiranja strukturnih agregata, po boji se teško razlikuje od C horizonta, a njegova donja granica određena je crtom masovnog rasprostiranja korijenja A – akumulativni humusni horizont koji nastaje daljnom pedogenezom (A) horizonta, sastoji se od dobro humificirane organske tvari (odtud tamnosmeđa boja) izmiješane s mineralnim dijelom tla E – eluvijalni horizont (eluvijacija = ispiranje), nalazi se ispod O ili A horizonta, u odnosu na horizont ispod sadrži manje gline ili humusa zbog migracije te je svjetlije boje B – iluvijalni horizont (iluvijacija = taloženje), leži ispod E horizonta i u odnosu na njega ima veći sadržaj gline ili humusa (B) – horizont metamorfoze ili kambični horizont (od cambio-mijenjati), leži između O ili A i C ili R horizonta, od kojih se razlikuje smeđom, žutom ili crvenom nijansom u boji i povećanim sadržajem gline
C – rastresiti dio matičnog supstrata koji ne pokazuje nikakve znakove izmjene pod utjecajem pedogenetskih procesa karakterističnih za ostale horizonte R – čvrsta stijena, matični supstrat G – glejni horizont, pokazuje znakove procesa redukcije i sekundarne oksidacije u stalnim ili povremenim anaerobnim uvjetima zbog opterećenosti vodom, prepoznatljiv je po plavičastoj, sivoj ili zelenkastoj boji s rđastim mazotinama na površini agregata g – pseudoglejni horizont, nastaje pod utjecajem stagnirajuće površinske vode uz izmjenjivanje suhe i mokre faze, odlikuje se prošaranošću rđastim i bjeličastosivim pjegama – mramoriranje, pri čemu sive zone prevladavaju u pukotinama i na površini agregata, a rđaste u unutrašnjosti T – tresetni horizont u kojem se nagomilava slabo raspadnuta organska tvar zbog anaerobnih uvjeta P – horizont nastao obradom, miješanjem i homogeniziranjem prirodnih horizonata ili slojeva i obogaćivanjem organskim tvarima koje je unosio čovjek
Prijelazni horizonti su slojevi između dva glavna horizonta koji se označavaju oznakama oba susjedna horizonta pri čemu prvi simbol ukazuje na dominantni karakter sloja (primjerice AE, AB, EB, BE). Mješoviti horizonti označavaju se oznakama za oba susjedna horizonta koje karakteriziraju dva različita procesa (primjerice A/E, A/G ili E/g). Podhorizonti su dijelovi osnovnih horizonata koji se u okviru osnovnog horizonta mogu izdvojiti kao posebne zone (primjerice Ol je organska prostirka u kojoj se razlikuju dijelovi biljke, Of je sloj polurazgrađenih organskih ostataka koji se fermentiraju, a Oh je humificirani organski podhorizont).
