Fyzikální vlastnosti půdy

Transkript

1 Fyzikální vlastnosti půdy Fyzikální vlastnosti půd lze makroskopicky sledovat přímo v terénu nebo získat fyzikálním stanovením v laboratoři. Výsledky souhrnně charakterizujeme jako tzv. půdní znaky a vlastnosti.

2 Půdní agregáty V půdě dobře zásobené humusem a vápnem vznikají koagulačním účinkem humátu vápenatého z drobných prachových zrn drobty a hroudy, tzv. půdní agregáty, které dosahují různé velikosti a tvaru. Rozeznáváme tzv. typy půdní struktury, např.: hrudovitou, hrudkovitou, drobtovitou (zrnitou), práškovitou, polyedrickou, kostkovitou, prizmatickou, sloupcovitou, deskovitou, destičkovitou, lístkovitou apod. Způsob seskupení půdních částic a jejich vzájemný poměr tvoří půdní sloh čili strukturu. Za strukturní půdy považujeme takové půdy, jejichž agregáty se pohybují v rozměrech od 1 do 10 mm. Jsou-li agregáty kulaté, mluvíme o drobtovité struktuře půdy. Optimální rozměry agregátů jsou 2 až 3 mm.

3 Strukturní půda Ve strukturní půdě jsou mezi půdními agregáty nekapilární póry vyplněné vzduchem nebo gravitační vodou, uvnitř agregátů kapilární póry vyplněné vodou kapilární. Kapilární póry jsou velmi rozvětvené, v dotykových místech na sebe navazují a tvoří souvislý kapilární systém, v němž se udržuje pro rostliny velmi potřebná kapilární voda. Tento systém se však vytváří pouze v půdě strukturní. Strukturní půda takto pojme během roku až 80 % srážkové vody a s touto vodou dovede dobře hospodařit.

4 Nestrukturní půdy Nestrukturní půdy jsou půdy, v nichž se půdní částice nesdružily ve vhodné agregáty a mají extrémní vlastnosti. U těžkých půd převládají kapilární póry vyplněné vodou, u lehkých půd nekapilární póry vyplněné vzduchem, které se pouze v době srážek na kratší dobu naplní též gravitační vodou. Tak vzniká u těžkých půd přebytek vody a u lehkých půd přebytek vzduchu. Nestrukturní půdy jsou málo úrodné, neboť neposkytují rostlinám vhodný poměr vodního a vzdušného režimu. V takových podmínkách je ztížené využívání živin. Vhodnou kultivací lze však půdy nestrukturní přeměnit v půdy strukturní.

5 Fyzikální vlastnosti půdy Hloubka půdy a humusového horizontu je charakterizována vertikálním směrem od povrchu až na souvislé skalní podloží nebo hladinu podzemní vody. V našich podmínkách představuje hloubku asi 150 cm a jedná se o zónu nejsilnější biologické aktivity a prokořenění většiny rostlin (rhizosféra). Soudržnost (koheze půdy) - je síla vzájemně přitahující sousední půdní částice, které pak tvoří půdní agregáty. Je podmíněna hlavně velikostí jejich styčné plochy a stupněm provlhčení. Přilnavost (adheze půdy) - je síla, která působí mezi půdními částicemi a cizími předměty. Je přímo závislá na stupni vlhkosti půdních částic. Je větší na půdách nestrukturních. Jarní práce se začínají právě podle stupně půdní přilnavosti.

6 Fyzikální vlastnosti půdy Tepelná kapacita půdy - závisí převážně na intenzitě a kvalitě slunečního záření. Je ovlivňována též úhlem dopadu slunečních paprsků, sklonem a expozicí pozemku ke světovým stranám, směrem převládajících větrů členitostí terénu, zapojením porostů a barvou půdy. Půdy tmavé a humózní jsou teplejší, než půdy světlé, nehumózní. K vytváření půdní teploty přispívají též svou činností půdní mikroorganismy. Strukturní půdy se pomaleji zahřívají ale dlouho teplotu podržují. Barva půdy - závisí na minerálním složení, obsahu humusu a vlhkosti v půdě. Je jedním z nejdůležitějších půdních znaků. Hustota půdy - představuje hmotnost zeminy bez pórů, vyjádřená v kg na m -3. Nejlehčí rašelinová zemina vykazuje hustotu kolem 1300 kg. m -3, nejtěžší jílovité zeminy až 2700 kg. m -3. Objemová hmotnost - je hmotnost zeminy i s póry, v přirozeném uložení. Bývá v rozmezí kg. m -3. Mění se zpracováním půdy.

7 Chemické vlastnosti půdy Chemické vlastnosti půdy jsou rovnocenným činitelem s vlastnostmi fyzikálními v ovlivňování úrodnosti půdy.

8 Půdní sorpční komplex je soubor minerálních a organických koloidních částic. Nazývá se též organickominerální nebo jílovitohumusový sorpční komplex. Jádrem sorpčního komplexu je koloidní humus a koloidní jíl, které se navzájem poutají. Je aniontové povahy a nazývá se adsorbens. Váží se na něj kationty, a to hlavně Ca 2+, Mg 2+, Na + a NH4 +. Sorpční komplex se takto stává zásobárnou živin pro rostliny a spolu s ostatními živými a neživými složkami půdy se podílí na úrodnosti půdy. Podle obsahu zásaditých látek v sorpčním komplexu rozdělujeme sorpční komplex na: Nasycený Nenasycený.

9 Nasycený / Nenasycený Nasycený Sorpční komplex je nasycený tehdy, jsou-li na jeho povrchu poutány dvojmocné kationty s převahou Ca 2+ a Mg 2+. Takové půdy mají dobré fyzikální a chemické vlastnosti s dobrou strukturou. Vyskytují se převážně v oblastech s menšími srážkami. Jádro sorpčního komplexu může být též nasycené jednomocnými kationty, hlavně Na +, což je typické pro slané půdy s velmi špatnými fyzikálními vlastnostmi. Nenasycený Nenasycený sorpční komplex poutá na povrchu ionty H + a má nedostatek iontů Ca 2+ a Mg 2+ schopných výměny. Půdy s nenasyceným sorpčním komplexem se vyskytují v oblastech s většími srážkami, kde množství srážkové vody převládá nad výparem. Takové půdy jsou kyselé nebo se sklonem ke kyselosti. Kyselá půdní reakce je pro většinu rostlin nepříznivá. Nasycenost nebo nenasycenost sorpčního komplexu lze ovlivnit vápněním za soustavného obohacování půdy humusotvornými látkami a dodáním živin potřebným k výživě rostlin.

10 Sorpce Fyzikální sorpce (Adsorpce) - záleží v poutání kationtů na povrchu koloidních částic působením elektrického náboje. Vzhledem k tomu, že rostliny přijímají živiny v ionizovaném stavu, má adsorbce ve výživě rostlin velký význam. Právě vlivem adsorpce je sorpční komplex zásobárnou živin. Chemická sorpce (Absorpce) - je nerozlučně spjata se sorpcí fyzikální. Záleží v přeměně rozpustnosti látek a působí při zadržování živin v půdě. Biologická sorpce - záleží v poutání biogenních prvků mikroorganismy, po jejichž odumření se prvky znovu vracejí do půdy.

11 Kvantitativní vlastnosti půd Mezi tzv. půdní vlastnosti patří ty vlastnosti půd, které na rozdíl od půdních znaků zjišťujeme Výměnná půdní reakce (ph/kcl) Stupeň zasolení : Typ zasolení : Výměnná sorpční kapacita (T hodnota mval/100g) Nasycenost sorpčního komplexu (V hodnota - %) Poměr uhlíku a dusíku (důležitý ukazatel kvality humusu) Složení humusu (poměr huminových kyselin k fulvokyselinám) Obsah humusu uvádí se v %

12 Reakce půdy Reakce půdy je důležitou vlastností půdy. Závisí na koncentraci vodíkových iontů v půdním roztoku. Po rozštěpení chemických sloučenin kyselé povahy se vodíkové ionty koncentrují v půdě a ovlivňují její kyselost. Zásaditou reakci způsobují ionty hydroxylové, které se uvolňují při štěpení zásaditých sloučenin. Neutrální reakce nastává tehdy, když je poměr kyselých a zásaditých iontů vyrovnaný. Zásaditá reakce půdního výluhu má ph větší než 7,2 neutrální se pohybuje v rozmezí od ph = 6,6 7,2 a kyselá pod ph = 6,5. Chemické procesy v půdě ovlivňuje tzv. pufrovitost (ústojčivost) půdy. Jedná se o schopnost půdy neměnit, udržet původní půdní reakci i po přidání určitého množství kyselých nebo zásaditých látek (např. průmyslových hnojiv). Půdy v ČR vykazují spíše kyselejší půdní reakci.

13 Biologické vlastnosti půdy Biologické vlastnosti půdy jsou závislé na přítomnosti živých organismů, které se souhrnně označují jako půdní edafon.

14 Edafon Biologické vlastnosti půdy jsou závislé na přítomnosti živých organismů, které se souhrnně označují jako půdní edafon. Lze ho třídit podle velikosti mikroedafon (organimy menší jak 0,2 mm bakterie, aktinomycety, sinice, řasy, houby a prvoci) mezoedafon (organismy velikosti 0,2 2 mm hlístice, chvostoskoci, roztoči) makroedafon (organismy velikosti 2 20 mm roupice, pavoukovci, stejnonožky, mnohonožky, stonožky, hmyz, měkkýši) a megaedafon (organismy větší jak 20 mm žížaly, obratlovci). Půdní organismy svou činností způsobují přeměnu organické hmoty, podílejí se na tvorbě humusu, mineralizaci a koloběhu živin. Nejvýznamnější složkou mikroedafonu jsou anaerobní a aerobní bakterie.

15 Nitritifikace nitrifikační proces Dusíkaté organické látky v půdě jsou přeměňovány baktériemi amonizačními. Ty stojí na počátku nitrifikačního procesu, kdy z odumřelé organické hmoty uvolňují amoniak (čpavek). Samotná nitrifikace je biochemický proces, při kterém dochází k oxidaci vzniklého amoniaku tzv. nitrifikačními baktériemi. Baktérie nitrifikační Baktérie hlízkové (např. rod Rhizobium), Baktérie denitrifikační (Pseudomonas, Micrococcus, Denitrobacillus) Bezdusíkaté anorganické látky rozkládají v aerobních podmínkách baktérie silikátové (uvolňují K + z draselných živců), železité (mění Fe 2+ sloučeniny močálů a pramenů na rozpustné Fe 3+ ), sirné

16 !!!!!!!!! Vlastnosti půd mohou výrazně ovlivňovat škodliviny. Do půdy se dostávají především antropogenní činností jako spady z průmyslových exhalací, ze zemědělství, vodní a větrnou erozí, ropnými látkami nebo úniky pevných nebo tekutých toxických látek z různých technologií. Tyto polutanty, kontaminanty, xenobiotické látky poškozují edafon a vstupují do potravních řetězců a mohou poškozovat jednotlivé trofické úrovně. Mezi hlavní skupiny látek poškozující kvalitu půdy řadíme kovy (As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Sn, Zn.), radioaktivní látky (Ra, Cs, U), organické látky (aromatické uhlovodíky a jejich deriváty, polycyklické aromatické uhlovodíky, chlorované uhlovodíky, pesticidy apod.), patogenní organismy (viry, baktérie, plísně, prvoci). Určité typy škodlivin mohou být přirozeně přítomny v půdním podloží.

17 Půdní režimy V průběhu roku probíhají v půdním tělese periodicky se opakující změny, které se označují jako půdní režimy. změny v režimu vody - průsak atmosférických srážek, a vypařování nebo vliv podzemních vod na zamokření půd biologické aktivity - dynamika biologické aktivity v půdě Provzdušněnosti - výměna vzduchu mezi atmosférou a půdou nebo provzdušnění půdní masy teploty - kladné, případně záporné hodnoty teploty půdy v závislosti na ročním období Propustnost - sleduje vztah mezi schopností půdy udržet vodu v půdním tělese (vododržnost) a propustností (vodopropustnost). Např. když vodopropustnost výrazně převládá nad vododržností mají půdy sklon k vysychání.

18 Maďarsko, říjen 2010 Maďarské obce Kolontár a Devecser a jejich okolí připomínají po pondělní ekologické katastrofě povrch Marsu. Červený kal z nedaleké hliníkárny zbarvil ulice, domy, trávu i vodu v potoce. Podle odborníků je ekologická katastrofa mnohem vážnější, než se při pondělním protržení hráze odkaliště zdálo.

19 Vyčištění postižené oblasti o rozloze 40 kilometrů čtverečních údajně potrvá rok, bude třeba odstranit dva centimetry z půdního povrchu. Premiér Viktor Orbán prohlásil, že zničené vesnice zřejmě nebude možné obnovit a zůstanou vylidněné jako pomník této katastrofy.

20 Z přehrady se vylilo asi 700 tisíc metrů krychlových vody a bahna.