AGROEKOLOGIE. - část PEDOLOGIE. Prof. Ing. Josef Kozák, DrSc. Katedra pedologie a geologie FAPPZ

Transkript

1 AGROEKOLOGIE - část PEDOLOGIE Prof. Ing. Josef Kozák, DrSc. Katedra pedologie a geologie FAPPZ

2 INICIÁLNÍ STATI O PŮDĚ

3 DEFINICE PŮDY Půda = povrchová vrstva souše, vyvíjející se v důsledku působení půdotvorných faktorů a podmínek. Je schopna zajišťovat ţivotní podmínky organismům v ní a na ní ţijícím.

4 Systémový pohled (nejširší definice) Půda = komplexní, polyfunkční, otevřený, polyfázový strukturní systém, tvořící povrchovou část lithosféry

5 Půda vertikálně a horizontálně strukturované přírodní tělo součást systému geosféra-biosféra přírodní zdroj, hospodářsky vyuţitelný

6 PEDOLOGIE JAKO VĚDA Výchozí filozofie oboru Setrvalý rozvoj: zemědělství bez degradace a znečištění půdy a vody moderní zemědělské systémy produkující zdravé a levné produkty adaptace zemědělské výroby k nepříznivým vlivům přírodních a lidských faktorů zemědělství s nízkými vstupy ochrana krajiny, mimoprodukční funkce půdy

7 Půda vzniká jako důsledek působení: půdotvorných substrátů klimatu ţivé hmoty vody člověka reliéfu území doby trvání půdotvorného procesu

8 ČERNOZEM

9 PODZOL

10 ANTROZEM Výsypka Matyáš - západ

11 Pedon (řecky) = země Pedosféra = kůţe Země, přes kterou probíhá soustavně výměna látek a energie mezi ostatními sférami Půda jako geomembrána tuto výměnu reguluje (propouštění, odraz, akumulace, přeměny )

12 Pedosféra v systému biosfér a geosfér Pedosféra Terestrická biosféra Atmosféra Litosféra Hydrosféra

13 MEZINÁRODNÍ UNIE VĚD O PŮDĚ I.U.S.S. (International Union of Soil Sciences) Komise: 1. Půdní fyzika 2. Půdní chemie 3. Půdní biologie 4. Ţiviny v půdě 5. Půdní geneze, klasifikace, kartografie 6. Půdní technologie 7. Mineralogie půd 8. Půda a ţivotní prostředí + celá řada subkomisí a pracovních skupin

14 VÝZNAM PŮDY Fixace rostlin Výţiva rostlin Skladování ţivin (N, P, K..) Skladování a distribuce vody Produkce CO 2 (dýchání organismů) Transformace sluneční energie Detoxikace xenobiotických látek

15 Obsah Orná půda (%) Trv. travní por. (%) ţivin P K Mg P K Mg Velmi nízký Nízký Střední Dostatečný Vysoký

16 ROZDĚLENÍ PŮDNÍHO FONDU SITUACE NA ZEMI ZEMĚ. 51, ha.. 1/1 100 % OCEÁNY. 36, ha... 2/3 70,8 % SOUŠE. 14, ha....1/3 29,2 % Souše 14, ha 100 % Orná půda... 1, ha 10 %

17 Obyvatel na zemi (dnes) 1,5 : 6 = 0,25 ha /obyvatele Předpoklad v roce obyvatel 1,5 : 12 = 0,125 ha / obyvatele Perspektiva vývoje zemědělské půdy na světě: vyčerpání zásob

18 Výměra zemědělské půdy na 1 obyvatele ČR 0,42 ha Orné půdy 0,31 ha

19 Využití půdního pokryvu (Zdroj: MZe) Vyuţití Rozloha % celkové % (km 2 ) plochy zeměděl. půdy Orná půda ,32 72,37 Trvalé travní porosty ,01 22,11 Chmelmice 113 0,14 0,26 Vinice 155 0,20 0,36 Zahrady a sady ,66 4,89 Celkem zemědělské půdy ,33 100,00 Lesy ,40 Vodní plochy ,02 Stavby a komunikace ,65 Ostatní území ,61 Celková rozloha ,00 Úbytek z.p. v letech : 154 km 2 0,36 %

20 Hodnocení produktivity půdy produkční kategorie zemědělských oblastí Kritéria: Kvalita půdy Obyvatelstvo a nezaměstnanost Průmyslová výroba Chráněné oblasti Těžební činnosti atd.

21 Produkční kategorie zemědělské půdy v ČR (Zdroj: MZe) Zemědělské produkční oblasti Rozloha (km 2 ) % celkové zemědělské půdy Oblasti s nejvyšší produktivitou ,64 Oblasti s vysokou produktivitou ,02 Příznivé oblasti celkem ,66 LFA horské oblasti ,25 LFA ostatní oblasti ,06 LFA oblasti se specif. omezeními ,52 Méně příznivé oblasti (LFA) celkem ,83

22 Druhové složení lesů v ČR (% celkové rozlohy lesů) Druh stávající přirozený smrk 54,3 11,2 borovice 17,5 3,4 modřín 3,4 0,0 jedle 0,9 19,8 ostatní jehličnany 1,1 0,3 Jehličnany celkem 77,2 34,7 dub 6,1 19,3 buk 5,6 40,1 bříza 3,0 0,8 olše 1,3 0,6 habr 1,2 1,5 jasan 1,0 0,6 lípa 0,9 0,8 javor 0,7 0,7 statní listnaté 1,5 0,2 Celkem listnaté 21,3 65,0

23 ÚRODNOST PŮDY = schopnost poskytovat nutné ţivotní podmínky pro rostliny i edafon uchycení rostlin zásobení ţivinami zásobení vodou zásobení vzduchem

24 Meliorace území ČR Odvodnění: km 2 (25,3 % zemědělské půdy) Některá odvodněná území jsou zanedbaná Závlaha: km 2 (3,6 % zemědělské půdy) Většina velkoplošných závlahových systémů je mimo provoz

25 Úrodnost je dána souborem fyzikálních, fyzikálně chemických, chemických a biologických vlastností půdy Úrodnost potenciální (přirozená) je určována genetickým vývojem - jedné se o potenci půdy poskytovat úrodu bez zásahu člověka Úrodnost efektivní je skutečná úrodnost po zásahu člověka - obvykle je vyšší můţe být i niţší Úrodnost umělá - u antropogenních půd Např. : Závlaha zvýšení úrodnosti Nadměrná závlaha sníţení Odvodnění (přerušení) sníţení

26 Produkční schopnost - je dána schopností půdy poskytovat výnosy určité plodiny Primitivní půdy - bez souvislého krytu malý zemědělský význam Zemědělské půdy - zemědělské kultury Lesní půdy - lesní porosty

27 Konkurence mezi zemědělstvím a lesnictvím na jedné straně a ochranou podzemních i povrchových vod a biodiversitou na straně druhé

28 HLAVNÍ PŘÍČINY ZTRÁT PŮDY ČI JEJÍ KVALITY a) Nezemědělské vyuţití rozšiřování měst a vesnic výstavba silnic a ţeleznic rozšiřování těţby průmyslová výstavba rekreační výstavba Mapa osídlení (10 tis. let před n. l.)

29 Zábor půdy ( sealing ) sídlišti a dopravní sítí

30 Nezemědělské vyuţití Těţní jáma Rozšiřování měst a vesnic Výstavba silnic a ţeleznic Rozšiřování těţby

31 b) Nevhodné zemědělské vyuţívání Orná půda Pokles výnosů v důsledku degradace Pastvina

32 b) Nevhodné zemědělské vyuţívání Pastvina Degradace Půda porostlá keři

33 b) Nevhodné zemědělské vyuţívání Půda porostlá keři Degradace Půda bez porostu

34 c) Zasolování Výpar Akumulace solí Vzlínání vody + solí Velmi teplé klima Hladina podzemní vody Méně propustné půdy

35 Důsledek intenzivního zemědělství zasolování původně sladkovodního jezera

36 Příklad lokálního zasolení

37 Příklad lokálního zasolení

38 d) Fyzikální a biologické změny opakované pojezdy těţkých zařízení utuţení v okolí napajedel na pastvinách obtíţná náprava! sníţení obsahu humusu sníţení obsahu ţivin e) Větrná eroze jedna z hlavních příčin desertifikace (půdy bez vegetačního krytu, přílišné spásání )

39 Důsledek dlouhodobého působení větrné eroze

40 Přímé ohroţení: 22,4 % území Afriky na sever od rovníku 35,3 % území Blízkého východu projevuje se písečnými a prachovými bouřemi Písečná bouře

41 f) Vodní eroze Příčiny: nevhodné obhospodařování na příkrých svazích účinek silných dešťů toky rozvodněných řek

42 Vznik erozní rýhy

43 Důsledky vodní eroze

44 Protierozní uspořádání pozemků

45 g) Acidifikace patrná zejména v půdách na kyselých substrátech důsledek zvýšené produkce kyselých sloučenin průmyslem, zemědělstvím nebo sídlišti vliv monokultur jehličnatých lesů Např. Skandinavie v průběhu minulých 30 let ph ovlivňovalo nejen svrchní, ale i vnitřní horizonty

46 koncentrace SO2

47 Důsledky acidifikace: toxická mnoţství Al 3+ zvýšená rozpustnost toxických prvků zhoršený příjem ţivin zhoršení fyzikálních vlastností h) Kontaminace půd škodlivými sloučeninami těţké kovy rezidua pesticidů tekuté výkaly ze zemědělské výroby ostatní organické a anorganické toxické materiály

48 Zastoupení půd podle vhodnosti pro zemědělské vyuţití

49 Příklad mokřadu

50 Půdní zdroje Evropy

51 Hlavní hrozby pro půdu - eroze - kontaminace - ztráta organické hmoty - ztráta biodiverzity - utužení a zhoršení fyzikálních vlastností - zasolení - záplavy a sesuvy půdy - zakrytí povrchu (sealing)

52 Expanze zastavěného území (blokování vodních a geochemických cyklů)

53

54 PŮDNÍ ORGANICKÁ HMOTA, CYKLUS UHLÍKU

55 Reprezentativní složení rostlinné biomasy

56

57 Změny v různých frakcích půdní organické hmoty ve svrchních 25 cm po kultivaci panenské půdy

58 fotosyntéza atmosféra respirace kořeny půda rychlé uvolnění pomalá mineralizace příjem rostlinami Půdní organická Hmota a mikrobní biomasa Cyklus půdního uhlíku mikrobiální respirace

59 Uhlík v rostlinách Mikrobní biomasa Stabilní C půdy Pomalý C půdy Koncept zásobáren půdního C

60 Zjednodušená představa celkového cyklu uhlíku se zdůrazněním těch složek, které interagují s atmosférou. čísla u složek = množství akumulovaného uhlíku [ x g] čísla u šipek = tok uhlíku [ x g/rok]

61 Zásoba půdního uhlíku C vstup >> Rozklad C vstup = Rozklad C vstup << Rozklad C vstup > Rozklad Akumulace C během tvorby půdy Přeměna na ornou půdu Zavedení opatření k sekvestraci C Čas (měřítko není proporcionální) Vytváření zásob půdního C

62 relativní rychlost maximum produktivita rozklad maximální SOC zásoba chladné teplota horké Vliv klimatu na tvorbu zásob půdního C

63 relativní rychlost maximum produktivita rozklad maximální SOC zásoba suché půdní vlhkost vlhké Vliv klimatu na tvorbu zásob půdního C

64 Rovnice popisující rovnovážný stav mezi tvorbou (vstupy) půdního C a mezi únikem (emise) dc s / dt = Ic - kc s C s = zásoba půdního C Ic = rychlost dodání C z opadu a rostlinných zbytků k = rychlostní konstanta mineralizace půdního C

65 Rovnováha mezi produkcí rostlinné biomasy a její biologickou oxidací, vliv teploty - aerobní podmínky

66 Rovnováha mezi produkcí rostlinné biomasy a její biologickou oxidací, vliv teploty - anaerobní podmínky

67 Biosféra 2 obří ekologická laboratoř - vnitřek

68 Biosféra 2 obří ekologická laboratoř pohled z vnějšku

69 Relativní příspěvek různých plynů ke globálnímu skleníkovému efektu

70 Globální oteplení zvyšované produkcí metanu ze zamokřených půd

71 REŢIM PŮDNÍ ORGANICKÉ HMOTY

72 PŮDNÍ ORGANICKÁ HMOTA - soubor všech neživých látek, nacházejících se na povrchu půdy či v ní Relativně malý obsah, velký význam

73 OBSAH ORGANICKÉHO C Půdní org. hmota zdroj Atmosférický C (CO 2 ) Biomasa souše Obsah C (t) Výzkum sloţitý - neustálé reakce mezi organickými látkami samotnými a mezi nimi a půdním minerálním podílem

74 Tropický prales Savana Travní porost Listnatý les Jehličnatý les Tundra Uhlík v organické hmotě Obsahy C v různých ekosystémech Pg (petagram) = g Nadzemní biomasa Půda

75 Hydrologický cyklus Vztah s vodou v půdě

76 Relativní příspěvek různých plynů ke globálnímu skleníkovému efektu

77 Globální oteplení zvyšované produkcí metanu ze zamokřených půd

78 Oceány Ostatní voda Ostatní voda Jezera Půdní voda Led Podzemní voda Atmosféra Řeky Zdroje vody na Zemi

79 Pohyb mraků Led jezero mělká podzemní voda hluboká jezero Průnik solí odtok Oceány Hydrologický cyklus, na němž závisí veškerý život

80 Malé mokřady v terénních depresích

81 Hloubka půdy (cm) Horizontální pozice, cm Vertikální a horizontální rozdělení vody v důsledku intercepce

82 Speciální brázdy a kanály pro zadržování zimní vody

83 Půda je značně propustná v důsledku výskytu otvorů po žížalách

84 kumulativní infiltrace (mm) Před čištěním Tradiční způsob (ruční) čištění Země čištěná buldozerem čas (min) Vliv techniky čištění povrchu půdy pralesa na kumulativní infiltraci

85 ulehlá půda, nestabilní struktura ulehlá půda, nestabilní struktura Vliv struktury půdy a vegetačního krytu na rozdělení srážek mezi infiltraci a povrchový odtok

86 dobrá a stabilní struktura dobrá a stabilní struktura Vliv struktury půdy a vegetačního krytu na rozdělení srážek mezi infiltraci a povrchový odtok

87 Atmosféra ( kPa) Transpirace 15-35% Povrch listů (-500kPa) Srážky a závlahová voda Evapotranspirace z povrchu půdy Ztráta půdních listů Adsorpce kořeny půda kořeny Srážky zachycené rostlinami a odpařené odtok Koloběh vody v systému půda rostlina - atmosféra Kapilární zdvih 0-10% Drenáž 10-30%

88 Ztráta vody Perkolace Evapotranspirace Písčito hlinitá Humidní oblast Semihumidní oblast Hlinitá Aridní oblast Aridní oblast, s vod. závlahou

89 Retenční schopnost půdy 1 ha m 2 hloubka ~0,7 m m 3 pórovitost ~50 % m 3 kapilární pórovitost ~50 % ~1.700 m 3

90

91 VODNÍ REŢIM = souhrn všech jevů vnikání vody do půdy, jejího pohybu a zadrţování v půdě a unikání z půdy

92 Bilanční rovnice vody v půdě : Z Z S P PV P PZ K = E T O PV O PZ Z K Z Z = zásoba vody v půdě na počátku bilančního období S = úhrn sráţek P PV = povrchový přítok P PZ = podzemní přítok K = kondenzace E = evaporace T = transpirace O PV = povrchový odtok O PZ = podzemní odtok Z K = zásoba vody na konci bilančního období

93 Podle Rodeho upravil Glet klasifikaci půdních vodních reţimů : (hydrologická klasifikace) PROMYVNÝ : KZ > 1, evaporace po celý rok menší neţ infiltrace PERIODICKY PROMYVNÝ : KZ = 1 (KZ 1) NEPROMYVNÝ : KZ 1 VÝPARNÝ : KZ 1 BAŢINNÝ ZÁVLAHOVÝ (KZ 1) KZ = koeficient zavlaţení = S/V (= sráţky/výpar)

94

95 VLHKOSTNÍ PROFILY

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106 VODA V PŮDĚ Půdní voda = veškerá voda vyskytující se trvale nebo dočasně v půdním profilu (kapalná, pevná, plynná fáze) má vztah k půdotvorným procesům a k vegetaci hybná síla všech pochodů podmínka vzniku půdy a života v ní

107 Bilance vody v půdě Vstupy (zdroje) srážky, kondenzace podzemní voda závlahy (voda z odumřelých kořenů a mikroorganismů) Výstupy povrchový a podzemní odtok evaporace transpirace

108 VZDUCH V PŮDĚ = plynná fáze půdy Význam (a faktory jeho složení): dýchání organismů výměna plynů mezi půdou a atmosférou průběh reakcí v půdě Formy: volně pohyblivý vázaný na pevnou či kapalnou fázi

109 Složení půdního vzduchu velmi proměnlivé ve srovnání s atmosférickým vzduchem: méně O 2 (10-20 % obj., ale i pouhé stopy) více CO 2 (0,1-5 %, ale i 10, extrémně až 50 %) podobný obsah Ar a dalších inertních plynů (0,9 %) obsah N 2 v závislosti na obsahu O 2 a CO 2 vodní pára za anoxických podmínek: vysoká koncentrace CO 2 a CH 4 nízký obsah N 2 (až %) přítomny další plyny: H 2 S, N 2 O, C 2 H 4, H 2

110 Existuje celá řada definic Humus : a) synonymum s půdní organickou hmotou b) odumřelé organické látky v různém stupni rozkladu a re-syntézy, jejichţ část je vázána na minerální podíl

111 1. HUMUSOTVORNÝ MATERIÁL (odumřelé zbytky rostlin, živočichů a mikroorganismů, bez transformací) 2. NEHUMUSOVÉ LÁTKY (meziprodukty rozkladu a syntézy, se stanovitelnými chemickými charakteristikami) 3. HUMUSOVÉ LÁTKY (konečné produkty humifikačních pochodů) = Humus veškerý 3 = Humus vlastní

112 Změny v chemickém složení v průběhu přeměn (% sušiny) Materiál C O H N Celuloza ,2 0,0 Rostliny ,8 1,6 Dubové dřevo ,0 1,3 Humínové kyseliny 57,6 32,5 5,1 4,8 Rašelina černá ,2 2,1 Hnědé uhlí ,6 0,9 Černé uhlí 83 10,5 5,1 1,2 Antracit 96 1,6 1,6 0,8 Grafit 99,9 0,0 0,1 0,0 Se stoupající hloubkou přeměn se zvyšuje obsah C a sniţuje obsah O

113 Poměr C: N: čerstvá org. hmota : 1 zhumifikovaná org. hmota cca 10 : 1 PRŮBĚH PŘEMĚN ORGANICKÉ HMOTY V PŮDĚ DEGRADACE výchozího materiálu, částečná mineralizace - tvorba monomerů KONDENSACE produktů rozkladu a resyntézy POLYMERACE vytvořených kondensátů či přímo monomerů

114 ZDROJE HUMUSOTVORNÉHO MATERIÁLU (především rostlinné zbytky) Slouží jako: - zdroj výţivy pro půdní mikroorganismy - primární materiál pro produkci specifických i nespecifických humusových látek

115 Obsah rostlinných zbytků po hlavních plodinách Plodina Suchá hmota rostlinných zbytků (t/ha) Vojtěška 8,2 Jetel luční 5,2 Pšenice ozimá 3,1 Ječmen jarní 2,48 Brambory 0,91 Cukrovka 0,9

116 Rychlost rozkladu - závisí na chem. sloţení Bílkoviny Celulosa Lignin Lipidy Třísloviny snazší rozklad pomalejší rozklad

117 MINERALIZACE = rozklad na výchozí anorganické složky - podílejí se především aerobionti obligátní Uvolňuje se CO 2, H 2 O, N 2, S. probíhá: amonizace tvorba NH 3 nitrifikace NH 3 HNO 2 HNO 3

118

119 ULMIFIKACE a KARBONIZACE Ulmifikace (rašelinění) - probíhá v prostředí s nadbytečnou vlhkostí - přístup O 2 zejména ve větších hloubkách silně omezen

120 => odumřelé organismy (hydrofytní vegetace) jsou převážně pouze anatomicky a morfologicky destruovány => chemicky se rozkládají jen snadno dostupné součásti => hromadí se rezistentní součásti, v menší míře se vytvářejí i humusové látky => za nepřístupu vzduchu se tvoří především bitumeny (z tuků) => rozklad je nekompletní, končí v etapě meziproduktů.

121 HUMIFIKACE = tvorba složitějších a stabilnějších látek aromatické povahy Pro její průběh nutná návaznost aerobiosy a anaerobiosy Množství O 2 rozhoduje o převažujících procesech. Tlení.. dostatek O 2 CO 2 Hnití. málo O 2 H 2 S, indol, skatol, merkaptany (bílkoviny) Kvašení..málo O 2 (mléčné, alkoholové, octové) (bezdusíkaté látky)

122 I. Počáteční fáze => převládá rozklad (heterotrofní org.) => proces biologický II. Závěrečná fáze => více syntéza => převládají fyzikálněchemické a chemické reakce

123 VÝSLEDEK PŘEMĚN ORGANICKÝCH LÁTEK V půdě nalézáme: 1) Dosud málo rozloţené zbytky původního materiálu - ještě patrná výchozí struktura 2) Přechodné typy rozkladu a resyntézy 3) Humifikovaná část organické hmoty

124 Existuje celá řada klasifikací - nejvýstiţnější Tjurinovo schema I. HUMÍNOVÉ LÁTKY a) nerozpustné v alkáliích: humín (65%C); humusové uhlí b) rozpustné v alkáliích: humínové kyseliny (HK) hymatomelanové kyseliny (HY) fulvokyseliny (FK) II. NEHUMÍNOVÉ LÁTKY a) sloţitější: celulosa, lignin, proteiny, hemicelulosy b) jednodušší: aminokyseliny a jiné org. kyseliny

125 III. LÁTKY ROZPUSTNÉ V ORGANICKÝCH ROZPOUŠTĚDLECH (alkohol, benzen) : Bitumeny (vosky, smoly, pryskyřice lipidy)

126 PRAKTICKÝ POSTUP EXTRAKCE ZEMINA Alkalická extrakce NaOH, Na 4 P 2 O 7 Neextrahovatelný podíl HUMÍNY Alkalický extrakt (HK, FK, HY) okyselení ph 1-2 Sraţenina (HK + HY) extrakce alkoholem Alkoholový extrakt roztok FK Sraţenina (HK) znovu rozp. v alkaliích + elektrolyt HY vysráţené nevysráţené šedé HK hnědé HK

127 Hlavní rozdíly ve třech hlavních skupinách humusových sloučenin Fulvokyseliny Humínové kyseliny Humíny Světleţlutá Ţlutohnědá Tmavěhnědá Šedočerná Černá % 48% vzrůst intenzity barvy vzrůst intenzity polymerace vzrůst molekulární hmotnosti vzrůst obsahu uhlíku pokles obsahu kyslíku pokles výměnné kyselosti pokles stupně rozpustnosti % 30%

128 VÝZNAM PŮDNÍ ORGANICKÉ HMOTY - zásobárna energie a uhlíku pro edafon i rostliny - vysoká sorpční kapacita - vysoká vododrţná schopnost - ovlivnění fyzikálních vlastností Rozhodující je kvalita! Nejdynamičtější sloţkou jsou nehumusové látky: - energie - ţiviny - tmelení struktury

129 Dynamika půdní organické hmoty Humusotvorný materiál produkty rozkladu a resyntézy humus (nejstabilnější)

130 Bilance C

131 MOŢNOST ZVÝŠENÍ let => 0,2-0,5 %!! Výpočet potřebného množství organických látek pro vyrovnanou bilanci. Ztráty především mineralizací erozí vyplavováním

132 H. K H = A - A. K A (Welte) H = humus v půdě K H = koeficient mineralizace humusových látek A = dodaný humusotvorný materiál K A = koeficient mineralizace humusotvorného materiálu

133 Rychlost přeměn půdní organické hmoty je často popisována rovnicí reakce 1.řádu Je-li rovnováha, pak: C org = obsah uhlíku v organické hmotě půdy k = rychlostní konstanta

134 Příklad Orniční vrstva 25 cm, objemová hmotnost = 1,2 g.cm -3 Obsah C org = 2,3 % 6,9 kg.c.m -2 Roční ztráta mineralizací 0,28 kg.c.m -2 Potom k = 0,04 rok -1 (0,28/6,9) doba potřebná pro rozklad 1/k = 25 roků

135 HODNOCENÍ KVALITY HUMUSU 1) Stupeň polymerace - poměr HK:FK, optické vlastnosti, elektroforetické chování 2) Stupeň humifikace - poměr C:N, densitometrická separace, mikromorfologie, frakcionace na látkové skupiny: C HK +C FK +C H C t

136 Barevná charekteristika Barva humusových látek je určována stupněm polykondensace jader a zastoupením konjugovaných dvojných vazeb C = O v hydroxychinonových řetězcích

137 Obsah a kvalita humusu v hlavních půdních jednotkách ČR (upraveno podle Němečka, 1980) Půdní jednotka Humus (%) HK : FK Černozem 2,6 2,4 Hnědozem 1,8 1,1 Luvizem 1,7 0,9 Pseudoglej 2,2 0,7 Kambizem eutrofní 2,5 0,7 Kryptopodzol 5,4 0,6

138 OBSAH PŮDNÍ ORGANICKÉ HMOTY Tropické půdy (oxisols) 1-2 % Písčité půdy (psamments) 1 % Zamokřené půdy (aquepts) 10 % Typické prérijní půdy (mollisols) 5-6 % uplatňuje se vliv půdotvorných faktorů

139 Stupnice hodnocení obsahu humusu: % Hodnocení 0-1 velmi nízký 1-2 nízký 2-3 střední 3-5 vysoký > 5 velmi vysoký

140 Půdní typ Horizont Poměr HK : FK ČERNOZEM Ap Ac Ac/Ck 2,6 4,9 1,2 ČERNICE KAMBIZEM EUTROFNÍ FLUVIZEM Ap As As/Cg Ap Bv Ap Ah Ah/M 1,6 2,0 1,0 1,1 0,5 0,8 0,6 0,6

141 Půdní typ Horizont Poměr HK : FK HNĚDOZEM LUVIZEM PSEUDOGLEJ KRYPTOPODZOL Ap Ah/Bt Bt Ap El Btd Ap En Bm Ap Bsv 0,8 0,5 0,5 0,8 0,4 0,4 0,7 0,4 0,3 06 0,4

142 Vertikální rozloţení půdních organických látek čtyř půdních typů

143 PŮDNÍ STRUKTURA prostorové uspořádání půdních částic ovlivňuje pórovitost půdy Stav uspořádání: elementární slitý půdní škraloup agregátový

144 Nevyvinutá struktura, spraš Ojediněle částicová struktura, minerální zrna leží izolovaně vedle sebe (elementární stav)

145 Drobtovitá struktura - svrchní části ornice, meziplodiny Drobtovitá struktura - drnový horizont, ideální stav

146 Smíšená struktura - 50% drobtů a 50% hrudek Hrudkovitá struktura - typická pro podorničí

147 Deskovitá struktura - zpracováním půdy nedotčené luvizemě

148 TEPELNÉ POMĚRY V PŮDĚ neustálá změna v prostoru i čase Význam pro: rychlost a směr fyzikálních procesů výměnu hmoty a energie mezi půdou a atmosférou průběh chemických reakcí a biologické procesy Zdroje tepla v půdě: celkové krátkovlnné záření: přímé záření Slunce rozptýlené záření oblohy dlouhovlnné záření: přeměna krátkovlnného záření v atmosféře uvolněné teplo: rosa, jinovatka Výdej tepla : dlouhovlnné vyzařování Země evapotranspirace turbulentní výměna s přízemní vrstvou atmosféry odvádění tepla do hlubších vrstev

149 Bilance záření během dne a noci

150 Rozsahy teploty půdy spojené s různými půdními procesy

151

152 Bilance dusíku v půdě Zdroje: atmosféra plynný N fixace blesky suchá a mokrá depozice hnojiva organická pevná (hnůj) i kapalná (kejda, močůvka) průmyslová močovina, DA, DAM, SA aj. minerály omezeně Ztráty: vytěkání NH 3, N 2 a oxidů N (N 2 O, NO) odběr rostlinami aj. organismy vyplavení, eroze, smyv

153 Koloběh dusíku

154 FOSFOR V PŮDĚ v půdách běžně 0,08 (0,02-0,5) % Formy výskytu: apatit, minerální fosforečnany (Ca, Al, Fe) silikáty (substituce Si 4+ v tetraedrech) organické sloučeniny (30-50 %) inositolfosfáty, fosfolipidy nukleové kyseliny, fosforylované cukry Zdroje P: mateční horniny zvětrávání hnojiva průmyslová i organická

155 Koloběh P v půdě

156 Koloběh S v půdě