Agroekologie. Bilance živin. Biogeochemie

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Agroekologie. Bilance živin. Biogeochemie"

Dalibor Bureš
před 4 lety
Počet zobrazení:

1 Agroekologie Bilance živin Biogeochemie Půdní úrodnost

2 Biogeochemie Studium toků prvků mezi atmosférou, litosférou a hydrosférou rou při p respektování významu syntézy a rozkladu hmoty živých organismů

3 Biogeochemie živé organismy Živé organismy mění výrazně rychlost toků Akumulují a transformují hmotu a energii Člověk k narušuje uje biogeochemické cykly cca 4 miliony chemických látek, l které se vyrábějí po celém m světě

4 Bilance živin kvantifikace vstupů a výstupů živin v systému a jejich porovnání Vstupy = výstupy vyrovnaná bilance Vstupy > výstupy = zásoby z akumulace živin v živé a mrtvé biomase Výstupy > vstupy = ztráty ty vyšší odběry než vstupy (sklizeň,, pastva, požár)

5 Složky bilancí živin v suchozemském m a ve vodním m systému

6 Hlavní globáln lní cesty živin mezi abiotickými zásobníky ovzduší ším m (atmosférou), vodou (hydrosférou), rou), horninami a sedimenty (litosférou) a zásobnz sobníky biotickými suchozemskými a vodními společenstvy enstvy

7 Vstupy živin z litosféry a z půdyp Zvětr trávání podložní matečné horniny Fyzikáln lní (mrznutí vody) Chemické (reakce H 2 CO 3 a další ších kyselin s minerály) Biologické (prorůst stání kořen enů; ; kombinace obou metod) Rozklad půdnp dní organické hmoty

8 Mineralizace Oxidace organických látek l v půděp s následným n uvolňov ováním živin do prostřed edí. Mineralizace dusíku Amonizace přeměna organického N na amoniak Podmínky: Anaerobní a aerobní mikroorganismy Široké ph Teplota Poměr r C:N Nitrifikace oxidace amonného N na nitrátový tový Podmínky: Striktně aerobní prostřed edí Mikroorganismy Nitrosomonas, Nitrobacter Teplota o C Vlhkost cca 70 % MVK

9 Vstupy živin z atmosféry Přímé využit ití živin obsažených v atmosféře CO 2 všechny autotrofní organismy N 2 část autotrofních organismů O 2 dýchání heterotrofních organismů Nepřímé využit ití živin z atmosféry ve formě suchého ho a mokrého spadu.

10 Biologická fixace Vázání vzdušného dusíku rostlinami čeledi Fabaceae,, rostlinami s využit itím m hlízkových bakterií rodu Rhizobium žijících ch v symbióze s rostlinami. Enzym Nitrogenasa Náročné na energii rostlin Kapacita kg N.ha -1

11 Vstupy živin srážkami Mokrý spad Roztok plynů,, nejčast astěji oxidů N a S Roztoky aerosolů (vypařov ování drobných kapek z oceánů) Prachové částice uvolňovan ované při i erupcích ch a požárech Suchý spad Páry za sucha Suché částice Povodněmi Transport živin vodními toky

12 Nadzemní čistá primárn rní produktivita v bažinatých lesích s tisovcem dvouřadým ve vztahu k množstv ství fosforu přinášeného vodními toky pramenícími mi na vrchovině (Brown,, 1981)

13 Výstup živin I (těkání) Úbytek živin v systému znamená ztrátu tu buď přechodnou nebo trvalou. Respirací rostlin, mikroorganismů a živočichů uvolnění C nejčast astěji jako CO 2 Vznikem anaerobních podmínek (NH 3, H 2 O, N 2 O) Anaerobní bakterie uvolňuj ují CH 4 a H 2 S Plyny mohou uvolňovat ovat i rostliny (lesy uvolňuj ují terpeny, aerosoly s P, S, K) Požáry (zejména C, N) ve formě oxidů

14 Denitrifikace Redukce nitrátov tového dusíku zpravidla za přítomnosti mikroorganismů na N 2. Podmínky: Anaerobní prostřed edí Neutráln lní až alkalické ph Mikroorganismy Vyšší teplota Přítomnost tomnost lehce hydrolyzovatelné hmoty

15 Idealizovaný vztah mezi množstvím nitrátového dusíku v půdě a ztrátami N 2 O a N 2 denitrifikací N + N 2 O Ztráty N N 2 O N 2 Obsah nitrátového N v půdě

16 Hlavní cesty toku N (čern( erně) ) a narušen ení vyvolaná člověkem (červen( erveně); nepodstatné (čárkovaně)

17 Roční bilance dusíku v nenarušen ené oblasti Hubbard Brook, v rámer mečcích ch jsou velikosti zásob z dusíku v jednotlivých částech systému uvedeny v kg.ha -1 (Bormann et al., 1977)

18 Výstup živin II (odnosem, vymýváním m a vyplavováním) Odnos rozpuštěných živin Průsak rozpuštěných živin Odnos pevných částic (anorganické i organické povahy) Velikost ztráty ty závisz visí především m na: Intenzitě srážek Propustnosti podloží

19 Roční ztráty ty hlavních živin vodním m tokem jako funkce ročního průtoku sledovaného 11 let na potoce Hubbard Brook, New Hempshire,, USA (Likens( et al., 1977)

20 Koncentrace iontů ve vodních tocích ch experimentáln lně odlesněného povodí a povodí kontrolního v Hubbard Brook (Likens a Bormann,, 1975)

21 Změny koncentrace dusičnan nanů ( --- mg N.l -1 ) ve vodě odtékaj kající z orné půdy u Hannoveru v Německu N a množstv ství vyplavených dusičnan nanů ( kg N.ha -1 ); (Duynisveld( et al., 1988)

22 Bilance dusíku v roce 1984 na dánskd nském m statku specializujícím m se na produkci mléka (Bennekon( a Schroll,, 1988)

23 Vliv zemědělstv lství a lesnictví v koloběhu Narušen ení koloběhů zemědělskou a lesnickou produkcí Export a import potravin narušuj ují koloběh Kultivace a sklizeň vede ke snižov ování množstv ství biomasy na jednotku plochy Odběr živin či i ztráty ty vedou k doplňov ování živin ve formě organických a mineráln lních hnojiv Ztráty ty živin vedou k poškozov kozování atmosféry a eutrofizaci řek a jezer

24 Opatřen ení omezující ztráty ty živin z půdy p v zemědělstv lství Maximáln lní doba pokryvu půdy p rostlinami (ozimé plodiny) Pěstování hlubokokořen enícíchch rostlin Omezení rozkladu půdnp dní organické hmoty v mimovegetačním období (zaorání slámy, C:N) Regulovaná závlaha (retenční schopnost půdy) Aplikace živin v době potřeby rostlinami

25 Půdní úrodnost Schopnost půdy p poskytovat dobré podmínky pro růst r rostlin Rusch (1985) Kvalita procesů v biologickém m koloběhu látek, l ne výnos. Výnos rostlin je dán d půdní úrodností a klimatickými podmínkami stanoviště

26 Prvky půdní úrodnosti I (Wohlrabe, 1963) A: Fyzikální faktory textura struktura pórovitost záhřevnost náchylnost k erozi B: Agrochemické faktory hodnota T, S půdní reakce obsah makro a mikroelementů C: Vodní režim pohyb vody v půdě půdní hydrolimity formace půdní vody D: Organické a biologické faktory organické zbytky humus půdní edafon

27 Prvky půdnp dní úrodnosti II Konzervativní: Jsou dány d polohou stanoviště,, složen ením půdotvorného substrátu, tu, vláhovými podmínkami a množstv stvím m a kvalitou organické hmoty. Dynamické: Jsou určov ovány předevp edevším m parametry ornice, ph, sorpčními vlastnostmi, kvalitou organické hmoty a zásobou z živin. Úprava dynamických prvků je snazší než konzervativních a také ekonomicky méněm náročná.

Podobné dokumenty

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 ) Složka N do půdy N z půdy Spady Export Atmosférický dusík Minerální hnojiva Stájová hnojiva Fixace N Organický dusík Rostlinné zbytky Amonný N + (NH 4 ) Odběr rostlinami Volatilizace Nitrátový N - (NO