VLIV PÍCNÍCH POROSTŮ NA POVRCHOVÝ ODTOK Z PŘÍVALOVÝCH DEŠŤŮ

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav výživy zvířat a pícninářství VLIV PÍCNÍCH POROSTŮ NA POVRCHOVÝ ODTOK Z PŘÍVALOVÝCH DEŠŤŮ Diplomová práce Vedoucí diplomové práce Ing. Stanislav Hejduk, Ph.D. Vypracovala Irena Psotová Brno 2007

2 Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Vliv pícních porostů na povrchový odtok z přívalových dešťů vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně. V Brně,dne.. Podpis diplomanta

3 Tímto bych ráda poděkovala vedoucímu diplomové práce Ing. Stanislavu Hejdukovi Ph.D. za poskytnuté materiály a fotografie, projevenou ochotu a odborné vedení při zpracování této diplomové práce. Dále bych chtěla poděkovat pracovníkům Výzkumné pícninářské stanice MZLU Brno ve Vatíně za poskytnuté informace a materiály.

4 ABSTRAKT V této diplomové práci byl zjišťován vliv porostů zemědělských plodin na povrchový odtok z přívalových dešťů. Plocha s pokusnými odotkoměrnými parcelkami se nachází ve Výzkumné stanici pícninářské ve Vatíně. Mezi sledované porosty byl zařazen travní porost intenzivní (3x ročně kosený, hnojený), travní porost extenzivní (2x ročně kosený, nehnojený) dále ozimá pšenice, silážní kukuřice a brambory. Pro srovnání účinků dešťů byla na pokusných odtokoměrných parcelkách zvolena holá půda. Měření povrchových odtoků bylo prováděno v letech Během tohoto období bylo zaznamenáno 22 případů dešťů, které způsobily povrchový odtok. Bylo zjištěno, že nejmenší průměrné hodnoty povrchového odtoku ve sledovaných letech vykazoval extenzivní travní porost, a to 2,26 m 3 /ha. U intenzivního travního porostu tato hodnota činila 2,66 m 3 /ha. Můžeme tedy říci, že během vegetačního období mají travní porosty schopnost účinně snižovat povrchový odtok. Nejvyšší hodnoty povrchového odtoku byly ve stejném tříletém období zaznamenány dle předpokladů u holé půdy nekryté vegetací (33,13 m 3 /ha). Vysoké povrchové odtoky byly také zjištěny u porostů kukuřice (32,4 m 3 /ha) a brambor (27,56 m 3 /ha). Na druhou stranu bylo zjištěno, že porosty ozimé pšenice vykazovaly tyto povrchové odtoky nízké, a to 5,36 m 3 /ha Při sledování míry ochranného účinku vegetačního pokryvu proti vzniku povrchového odtoku bylo zjištěno, že nejlepší výsledky poskytují travní porosty, dále pak ozimá pšenice a naopak porosty silážní kukuřice a brambor vykazují ochranný účinek nízký. Klíčová slova: povrchový odtok, travní porosty, zemědělské plodiny, přívalové srážky.

5 ABSTRACT In this diploma work the influence of agricultural vegetation on surface runoff from downpour rains was investigated. The area with experimental model plots for runoff measurement is in Exploration Station of Forage Crops in Vatín. Among monitored crops there were an intensive grass stand (mowed 3x per year, fertilized), an extensive grass stand (mowed 2x per year, non-fertilized), then winter wheat, silage corn and potatoes. For comparing of effects of rains we set a bare land on these experimental model plots. The surface runoff measuring was done in years During these years 22 rains were noticed and they caused surface runoff. It was found out that the extensive grass stand had the minimum average values of surface runoff during in the three years, the value was 2,26 m 3 /ha. The intensive grass stand had this average values of surface runoff 2,66 m 3 /ha We can say that during the vegetation season, grass stands are able to reduce surface runoff effectively. The bare land without any vegetation had the highest values of surface runoff in years according to our expectation (33,13m 3 /ha). High values of surface runoff had also the vegetation of silage corn (32,4 m 3 /ha) and potatoes (27,56 m 3 /ha). On the other hand, the vegetation of winter wheat had very low values of surface runoff, the value was 5,36 m 3 /ha. It was found during the monitoring protective effects of vegetation cover against creation of surface runoff, that the best results are from grass stands, next from the winter wheat and the vegetation of silage corn and potatoes have the lowest protective effect. Key words: surface runoff, grass stands, agricultural vegetation, downpour rains.

6 1. ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Eroze půdy Erozní činitele a mechanismus jejich působení Klimatické faktory Morfologie území Geologické a půdní poměry Vegetační kryt půdy Určení ohroženosti pozemků vodní erozí Škody způsobené vodní erozí Vliv vodní eroze na půdní úrodnost Znečištění vod Protierozní opatření Organizační opatření Agrotechnická opatření Technická (biotechnická) opatření Metody výzkumného sledování eroze a účinnosti protierozních opatření Odtokoměrné parcelky Simulátory deště Kapalné srážky (deště) Přívalové deště Regionální srážky Povodně Fyzikální charakteristiky deště Působení srážek na půdu Infiltrace vody do půdy Fyzikální vlastností půd se zřetelem k infiltrační schopnosti Struktura půdy Pórovitost Zrnitost půdy Půdní voda Vliv organického podílu půd na infiltrační schopnost... 29

7 3.3.2 Působení dešťových srážek na infiltraci vody do půdy Povrchový odtok ze zemědělských půd Vliv vegetačního pokryvu půdy na povrchový odtok Intercepce dešťových srážek Faktor ochranného vlivu vegetačního pokryvu Travní porosty Orná půda MATERIÁL A METODY Charakteristika stanoviště Povětrnostní charakteristiky pro VSP Vatín dle ČHMÚ Organizace a založení pokusu Popis struktury pokusných odtokoměrných ploch Umístění plodin na pokusných odtokoměrných plochách ve sledovaných letech Ošetřování Sledované charakteristiky Měření odtoků z přívalových dešťů Statistické hodnocení VÝSLEDKY A DISKUZE Povrchové odtoky ve vegetačním období Výsledky měření v roce Výsledky měření v roce Výsledky měření v roce Statistické vyhodnocení získaných výsledků ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM TABULEK SEZNAM OBRÁZKŮ...63

8 1. ÚVOD Pícní porosty mají v zemědělské výrobě i v krajině nezastupitelné místo. Vedle produkčních funkcí těchto porostů vystupuje do popředí také celá řada jejich ekologických funkcí, kdy tyto porosty pozitivně působí na pedosféru, hydrosféru i atmosféru. Významná je také jejich úloha v ochraně genofondu a při udržení a rozvíjení biotopové i druhové diverzity v krajině. Zvýšená potřeba regulace srážkoodtokových procesů v naší republice plyne v prvé řadě z fyzikálně zeměpisné polohy našeho státu. Na území ČR nepřitéká žádný vodnější tok. Naopak všechny významnější toky, které pramení u nás, odvádějí své vody do sousedních států. Jediným zdrojem našich povrchových i podzemních vod zůstávají dosud atmosferické srážky spadlé na území našeho státu ve formě deště nebo sněhu, s jejichž efektivním využitím je třeba počítat již od okamžiku, kdy spadnou na povrchové útvary naší geosféry (KASPRZAK, 1990). V posledních desetiletích mají klimatologové k dispozici informace a různé studie, které hovoří o tzv. klimatické změně. Z těchto studií je zřejmé, že jedním z projevů změn je zvyšující se výskyt extrémních situací jako jsou přívalové deště, dlouhodobá sucha, vysoké teploty aj. (TOLASZ, 2004). Na našem území se průměrně v každém místě vyskytne 1x za rok 5 až 6 krátkodobých přívalových dešťů se srážkovými úhrny nad 10 mm. Při těchto deštích dochází, zejména na svažitých pozemcích ke zvýšenému povrchovému odtoku. (JANEČEK et al., 2002). Povrchový odtok je v krajině považován za nežádoucí jev. Je příčinou vzniku lokálních povodní, ochuzuje půdu o vláhu a poškozuje půdu erozí (HEJDUK, KASPRZAK, 2003). Přívalové srážky v malých povodích způsobují velké škody na majetku obyvatel, infrastruktuře a ostatních složkách krajiny. Při výskytu prudkých přívalových srážek voda stéká do řek, které jsou uzavřeny do koryt, což je nepříznivé pro doplňování podzemních vod. Dochází při něm také k ochuzování půdy o vláhu a vzniká tak sucho, které, na rozdíl od povodní, nastává nenápadně a má obvykle dlouhodobé důsledky. Jeho dopad a rozsah lze dělit na tzv. agronomické sucho (ve vegetační sezoně poškozuje zemědělskou produkci) a dlouhotrvající sucho hydrologické, které je důsledkem výrazného poklesu srážkových úhrnů a může trvat i několik let. Přináší problémy v zásobování vodou, pokles průtoků ve vodních tocích a působí výrazné změny vodních ekosystémů (PUNČOCHÁŘ, 2007)

9 2. CÍL PRÁCE Cílem diplomové práce bylo zjištění vlivu porostů zemědělských plodin na povrchový odtok z přívalových dešťů. Dílčím cílem bylo zpracování meteorologických dat a výsledků měření povrchových odtoků. Měření probíhala ve Výzkumné pícninářské stanici ve Vatíně na pokusných odtokoměrných plochách. Po vyhodnocení údajů o povrchovém odtoku bylo úkolem srovnat ochranný účinek silážní kukuřice, ozimé pšenice, travních porostů a holé půdy před vznikem povrchových odtoků

10 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1. Eroze půdy Vodní eroze je přírodní, obtížně měřitelný proces. Působí všude tam, kde je voda v kontaktu se zemským povrchem. Při posuzování erozního ohrožení zemědělské půdy vodní erozí má velký vliv struktura zemědělského půdního fondu, především výměra orné půdy a trvalých travních porostů (KADLEC a TOMAN, 2002). Příčinami erozních jevů v našich podmínkách jsou výskyt přívalových dešťů, náhlé jarní tání sněhu a silné větry. Podle těchto příčin se dělí eroze na vodní a větrnou. Z vodohospodářského hlediska je ochrana půdy proti vodní erozi přímo spojena s regulací povrchového odtoku a ochrana půdy před větrnou erozí s vláhovými poměry v půdě (JANEČEK et al., 1992). Eroze půdy je přírodní proces, jehož intenzitu lze výrazně omezit, a tak umožnit trvalé využívání půd k pěstování zemědělských plodin. V našich podmínkách je protierozní ochrana zvláště nutná u půd na svazích s mělce uloženým skalním podložím a s vysokým obsahem štěrku. Jak uvádí JANEČEK et al. (1992) je na území naší republiky 35,7 % orné půdy na svazích o sklonech od 3 do 7 ; 17,7 % od 7 do 12 a 1,7 % na svazích o sklonech nad 12 (obr. 1). Aniž uvažujeme další faktory eroze, znamená to, že téměř polovina ploch orné půdy je různým stupněm ohrožena erozí a vyžaduje důslednou protierozní ochranu. (JANEČEK et al., 1992) Obr. 1: Podíl jednotlivých druhů sklonitosti na celkové výměře orné půdy ČR

11 3.1.1 Erozní činitele a mechanismus jejich působení Erozní procesy vznikají interaktivním působením přírodních a antropogenních činitelů, které je vyvolávají a ovlivňují (HOLÝ, 1994). Proces vodní eroze nejvýrazněji ovlivňují tito činitelé a faktory: Klimatické faktory Mezi nejdůležitější klimatické faktory, které ovlivňují vodní erozi, patří srážky, teplota a vlhkost vzduchu, vítr a sluneční záření (HOLÝ, 1994). Zatímco teplota a vlhkost vzduchu, vítr a sluneční záření ovlivňují proces eroze více méně nepřímo, prostřednictvím působení na evapotranspiraci, vztah mezi charakteristikami srážek (intenzita, trvání, forma apod.) a erozí půdy je přímý (LECHER et al., 2004) Morfologie území Vodní erozi podmiňuje povrchový odtok vody po svažitém území. Stékající voda nabývá s nárůstem sklonu a délky svahu za předpokladu trvání deště vyšší rychlost, což má za následek její vyšší destrukční účinek na půdní povrch. Intenzita erozních procesů se zmenšováním sklonu značně snižuje, až dokud rychlost vody neklesne na hranici, při které už nastává usazování půdních částic transportovaných po povrchu území. Z průběhu erozních procesů vyplývá, že členitý reliéf území erozní činnost vody zvyšuje, protože podporuje soustředění povrchově stékající vody a způsobuje její rychlejší odtok (HOLÝ,1994). Význam vlivu sklonu území na intenzitu erozních procesů prokázal BENNET in HOLÝ (1994) měřením v přírodě. Výsledky měření jsou uvedeny v následující tabulce (tab. 1). Tab.1: Vliv sklonu svahu na smyv půdy Půda Srážky [mm] Sklon svahu [%] Kultura Smyv půdy [t/ha] Písčitohlinitá 8,0 158, ,0 kukuřice 222,4 20,0 243,7 Jemná ,7 bavlník 50,1 písčitohlinitá ,5 136,8 Hlinitá půda ,7 kukuřice 44, ,0 114,0 (HOLÝ, 1994)

12 Geologické a půdní poměry Půdní poměry jsou charakterizovány zejména texturou, strukturou, obsahem humusu, vlhkostí a jinými fyzikálními vlastnostmi, určujícími protierozní odolnost půdy. Odolnost půdy proti destrukčním účinkům dešťových kapek a povrchového odtoku závisí na druhu půdy. Jílovité půdy mívají velmi nízkou infiltrační schopnost. Jejich odolnost proti destrukční a transportní schopnosti vody vychází z vysokého obsahu koloidních částic, který způsobuje značnou soudržnost těchto půd ve vlhkém stavu. Písčité půdy se vyznačují velkou infiltrační schopností a vysokým obsah velkých půdních částic, odolávajících transportní schopnosti vody. Nemají však vyvinuty strukturní agregáty a proto jsou na vodní erozi velmi citlivé. Hlinité půdy mají průměrnou vsakovací schopnost, ale jsou málo soudržné, protože obsahují vysoké procento prachových částic. Z hlediska erozní odolnosti mají nejméně příznivé vlastnosti nehumózní spraše a sprašové hlíny. Díky nízkému obsahu koloidních částic mají malou vsakovací schopnost. Při zjišťování vlivu struktury na odolnost půdy proti vodní erozi je třeba uvést, že strukturní půdy odolávají účinkům vody lépe než půdy nestrukturní. Půdní agregáty přijímají srážkovou vodu, jsou kompaktnější a voda je tedy hůře rozruší. Intenzita vodní eroze je závislá také na vlhkosti půdy, která ovlivňuje například infiltrační schopnost a soudržnost půdy. Čím je půda vlhčí, tím menší má infiltrační schopnost a naopak (HOLÝ, 1994). Geologické poměry působí nepřímo, kdy jako mateční substrát ovlivňují některé půdní vlastnosti. Jejich přímý vliv se projevuje při působení erozních činitelů na obnažený geologický podklad (HAVLÍČKOVÁ, 2006) Vegetační kryt půdy Vegetační pokryv působí obecně jako modifikátor srážky, vsaku, povrchového odtoku a eroze. Jeho působení se projevuje podle KASPRZAKA (1990) v těchto směrech: způsobuje disipaci kinetické energie deště a usměrňuje tok dešťové vody po listech, stoncích, stéblech či kmenech. Tím dochází ke zmírnění erozního účinku srážek na půdu; snižuje absolutní velikost srážky, neboť část vody je zachycena intercepcí a vypařuje se, aniž by přicházela do styku s povrchem půdy;

13 snižuje a vyrovnává intenzitu deště, neboť prodlužuje čas, kdy snížené množství deště dosáhne povrchu půdy; zvyšuje součinitel drsnosti povrchu, snižuje rychlost povrchového odtoku a prodlužuje dobu infiltrace srážkové vody; vytváří vhodné mikroklima (stínové garé) pro udržení drobtovité struktury, života edafonu v povrchových vrstvách půdy a vysoké infiltrační schopnosti půdy; kořeny a organické zbytky v půdě zvyšují vsakovací schopnost půdy a její jímavost Určení ohroženosti pozemků vodní erozí Kvantitativní účinek hlavních faktorů, ovlivňujících vodní erozi způsobovanou přívalovými dešti, vyjadřuje tzv. Univerzální rovnice pro výpočet průměrné dlouhodobé ztráty půdy z pozemků erozí (WISCHMEIER, SMITH, 1978). G = R K L S C P kde G = průměrná dlouhodobá ztráta půdy [t/ha/rok], R = faktor erozní účinnosti dešťů vyjádřený v závislosti na jejich četnosti výskytu, úhrnu, intenzitě a kinetické energii, K = faktor erodovatelnosti půdy vyjádřený v závislosti na textuře a struktuře ornice, obsahu organické hmoty a zrnitosti, L = faktor délky svahu vyjadřující vliv nepřerušené délky svahu na velikosti ztráty půdy erozí, S = faktor sklonu svahu vyjadřující vliv sklonu svahu na velikost ztráty půdy erozí C = faktor ochranného vlivu vegetačního pokryvu vyjádřený v závislosti na vývoji vegetace a použité agrotechnice, P = faktor účinnosti protierozních opatření Použitím uvedené rovnice se zjistí dlouhodobá průměrná roční ztráta půdy. Rovnici nelze použít pro kratší než roční období, tím méně pro zjištění ztrát půdy erozí z jednotlivých srážek (JANEČEK et al., 1992)

14 3.1.3 Škody způsobené vodní erozí Podle HOLÉHO (1994) vodní eroze znamená z agronomického hlediska fyzikální a biologickou degradaci půdy, nenávratnou ztrátu zeminy, humusu i rostlinných živin, vysušení půdy, utlumení mikrobiálního života, porušení, popřípadě zničení kultur a celkovou degradaci produktivní půdy. Ztráty živin erozními procesy při dnešní vysoké intenzitě hnojení průmyslovými hnojivy často převyšují jejich využití rostlinami Vliv vodní eroze na půdní úrodnost Kvantitativní hodnota smyvu půdy a ztrát živin závisí na množství, druhu a formě živin dodaných do půdy a na půdních vlastnostech. Zhoršení půdních vlastností a celkové úrodnosti půdy znamená pochopitelně snížení výnosů. STALINGS in HOLÝ (1994) uvádí, že na hlubokých půdách v USA ztráta 50 mm vrstvy půdy znamená snížení výnosu obilnin o 15 %, ztráta 100 mm půdy snížení výnosu obilnin o 22 % a ztráta 200 mm půdy průměrné snížení výnosu o 40 %. BADALÍKOVÁ a NEDĚLNÍK (2005) uvádí, že pokud se jedná o ekonomické vyhodnocení škod způsobených vodní erozí v zemědělství, snižují se hektarové výnosy na slabě erodovaných půdách o %, na středně erodovaných o % a silně erodovaných až o 75 %. Uvolňování a odnos půdních částic se často děje ve velkém měřítku. Mnohdy se při intenzivních srážkách smyje mělká půdní vrstva a obnaží se půdní podklad, což má při dlouhodobém procesu tvorby nové půdy pro zemědělskou výrobu velmi nepříznivé důsledky. Pokles úrodnosti půdy ztrátou půdních částic záleží na druhu půdy a hloubce půdního profilu (HOLÝ, 1994). PRAX (2001) uvádí, že jeden centimetr půdní vrstvy se tvoří zhruba let. Tato vrstvička může být vlivem eroze zničena během několika minut, což je bohužel v současné době na mnoha naších polích běžným jevem Znečištění vod Smyté půdní částice jsou velmi složitým materiálem s různými fyzikálními, chemickými a biologickými vlastnostmi. Stanou-li se součástí povrchových vod, znečišťují je, zanášejí akumulační prostory nádrží a jiných vodních děl, snižují průtočnou kapacitu, vyvolávají zakalení, poškozují prostředí pro vodní organismy, zvyšují náklady na úpravu vody a na těžbu usazenin (PASÁK et al., 1984)

15 Velké nebezpeční představují také chemické látky, které pronikají do povrchových i podzemních vod a ohrožují využití vodních zdrojů. Nejvýznamnějším zdrojem těchto látek jsou průmyslová hnojiva a různé druhy pesticidů, užívané ve velkých množstvích v zemědělské výrobě (HOLÝ, 1994). Nejčastější problém je podle HOLÉHO (1994) vliv vody znečištěné minerálními hnojivy na biologickou rovnováhu v tocích a nádržích. Dochází k eutrofizaci, což je zrychlení normálního biologického procesu zvětšeným přítokem živin. Nastává výrazný růst řas, jež dodávají pitné vodě nežádoucí chuť a zápach, mohou snižovat obsah kyslíku ve vodě do té míry, že je ohrožen život ryb a jiné vodní fauny. Eutrofizované vodní toky a nádrže jsou pak nevhodné pro rekreaci Protierozní opatření Zemědělskou půdu na svazích je třeba chránit před vodní erozí vhodnými protierozními opatřeními. O použití jednotlivých způsobů ochrany rozhoduje jejich účinnost, požadované snížení smyvu půdy a nutná ochrana vodních objektů (vodních zdrojů, toků a nádrží, intravilánů měst a obcí atd.). Ve většině jde o komplex organizačních, agrotechnických a technických opatření (DUFKOVÁ, PODHRÁZSKÁ, 2005). Hlavním účelem opatření na ochranu půdy před vodní erozí je podle JANEČKA et al. (2002): chránit půdu před účinky dopadajících kapek deště; podporovat vsak vody do půdy; zlepšovat soudržnost půdy; omezovat unášecí sílu vody a soustředěného povrchového odtoku; neškodně odvádět povrchově odtékající vodu a zachycovat smytou zeminu Organizační opatření Základním principem zajišťujícím ochranu půdy proti vodní erozi je pěstování plodin nedostatečně chránících půdu před erozí (okopanin, kukuřice a ostatních širokořádkových plodin) na pozemcích rovinných nebo mírně sklonitých (do 8 %). Na orné půdě se sklonem do 15 % je nutno nedostatečný protierozně ochranný účinek širokořádkových plodin zvýšit buď střídáním vrstevnicových pásů okopanin a víceletých pícnin (okopaniny, kukuřice a víceleté pícniny ve smíšených honech),

16 zatímco obilninami je možné osévat celé pozemky. Důležitou roli hraje vegetační pokryv. Jeho vlastnosti, které se různí podle typu plodiny, lze využít při výběru organizačních opatření s protierozním účinkem (DUFKOVÁ, PODHRÁZSKÁ, 2005). K opatřením organizačního charakteru se podle JANEČKA et al. (2002) řadí: delimitace kultur; ochranné zatravnění a zalesnění; protierozní osevní postupy; pásové pěstování plodin; pozemkové úpravy Agrotechnická opatření Protierozní agrotechnická opatření se používají ke zlepšení vsakovací schopnosti půdy, zvýšení její protierozní odolnosti a k vytvoření ochrany jejího povrchu především v období výskytu přívalových srážek, kdy zejména širokořádkové plodiny (kukuřice, brambory, cukrová řepa) svým vzrůstem a zapojením nedostatečně kryjí půdu (JANEČEK et al., 2002). Vlastní protierozní agrotechnika, tj. způsob obdělávání zemědělské půdy, je podmíněna speciálními nebo vhodně upravenými mechanizačními prostředky. V prvé řadě jde o směr orby, setí a o všechny ostatní kultivační i sklizňové operace. Pokud to sklon a systém mechanizačních prostředků dovolují, měla by být uplatněna zásada provádění agrotechnických operací ve směru vrstevnic, nejvýše s malým odklonem od tohoto směru (JANEČEK et al., 1992). Mezi agrotechnická opatření na orné půdě zařazuje JANEČEK et al. (2002): ochranné obdělávání půdy (Conservation tillage); vrstevnicové obdělávání půdy; protierozní technologie pěstování kukuřice, brambor a cukrovky; hrázkování a důlkování povrchu půdy. Při ochranném obdělávání půdy jde v podstatě o redukované obdělávání zmenšováním počtu operací a jejich slučováním při současné ochraně povrchu půdy rostlinnými zbytky. Následující tabulka znázorňuje, jak jednotlivé agrotechnické operace působí na snížení smyvu půdy (tab. 2)

17 Tab. 2: Vliv agrotechnických operací na snížení smyvu Druh agrotechnické operace Zbytky slámy [t/ha] Snížení smyvu [%] Orba 0 0 Diskování 1,5 40 Kypření radličkovým kypřičem 4,0 70 Setí do nezpracované půdy 6,0 95 JANEČEK et al. (2002) Technická (biotechnická) opatření Při řešení protierozní ochrany v určitém povodí nejsou samostatně použitá agrotechnická a organizační opatření schopna ve většině případů podstatně omezit povrchový odtok. Proto je nezbytné rozdělit svažité, plošně značně rozsáhlé pozemky s neúměrnou délkou svahu, protierozními opatřeními (zejména liniového charakteru) a spolu s realizací nových svodných prvků (upravené a zatravněné dráhy soustředěného povrchového odtoku) vytvořit v povodí odpovídající síť nových hydrolinií. Technické prvky však není možno navrhnout izolovaně. Celý systém těchto technických opatření je nutno chápat pouze jako kostru protierozních opatření v řešeném území, a tuto doplnit systémem organizačních, agrotechnických, popřípadě stavebně technických opatření (DUFKOVÁ, PODHRÁZSKÁ, 2005). Mezi opatření technického charakteru JANEČEK et al. (2002) řadí: terénní urovnávky; protierozní meze; terasování; protierozní příkopy a průlehy; protierozní hrázky; ochranné nádrže Metody výzkumného sledování eroze a účinnosti protierozních opatření Odtokoměrné parcelky Poměrně nejpřesněji je možné zjišťovat intenzitu a průběh vodní eroze na elementárních, přesně vymezených svažitých odtokových plochách zachycováním povrchově odtékající vody a smyté zeminy. Zejména ke sledování různých variant protierozních opatření agrotechnického charakteru se osvědčily svažité odtokové

18 parcelky o šířce 2-4 m a délce m, tedy o ploše cca 100 m 2, oddělené od sebe svislými pásy z plechu či plastické hmoty nebo nízkými zatravněnými hrázkami, vybavené zařízeními (žlaby) k zachycování povrchových odtoků a ústící do sedimentačních nádrží o objemu cca 1 m 3. V nich se zachycuje buď celé množství vody, které odteklo nebo jeho část, v případě použití reduktorů (JANEČEK et al., 2002). K zaznamenání průběhu srážky a smyvu půdy z přívalového deště slouží ombrograf. I když povrchový odtok se na omezené ploše neformuje tak, jako na velkých plochách, lze tuto metodu považovat za standardní, je velmi rozšířená a používá se zejména při porovnávání různých variant agrotechnických protierozních opatření. V USA byla právě na základě výsledků získaných touto metodou odvozena Univerzální rovnice pro výpočet dlouhodobé ztráty půdy z pozemků erozí. Za standard byla dle WISCHMEIERA, SMITHE (1965) zvolena elementární svažitá (9 %) po každém přívalovém dešti kypřená plocha úhoru 22,13 m dlouhá a 1,83 m široká Simulátory deště Vzhledem k tomu, že výskyt přírodních dešťů způsobujících povrchový odtok a erozi je na našem území lokálně náhodný, nepravidelný a v některých letech sporadický, není podle JANEČKA et al. (2002) efektivní založit sledování jen na účincích přirozených dešťů. Jak uvádí KASPRZAK (1988) zkoumání zákonitosti tvorby a průběhu srážkoodtokových a s nimi souvisejících odnosových jevů bezprostředně v přírodě je velmi pracné a časově neobyčejně náročné. Pozornost se tedy soustředila na problém umělého napodobení neboli simulace přirozených dešťů pomocí tzv. simulátorů deště. Pro zvýšení výslednosti výzkumu eroze byli u nás zkonstruovány dva typy simulátorů deště. Prvním typem je malý, poměrně jednoduchý, přenosný polní simulátor (infiltrometr) k detailnímu zjišťování vlastností půdního povrchu. Druhý simulátor je velký, složitější a převozný a jeho záběr je dostatečný k tomu, aby zadešťovaná plocha mohla charakterizovat způsob obdělávání a délka plochy po spádnici byla dostatečná k rozvinutí povrchového odtoku a odnosu erodovaných půdních částic (JANEČEK et al., 2002). Zkoumání geneze srážkoodtokových a odnosových jevů při použití simulovaných dešťů vyžaduje, aby napodobení přirozeného deště se všemi jeho vlastnostmi bylo co nejdokonalejší. Je to požadavek nesnadno splnitelný, neboť se jedná o napodobení nestacionárního přírodního jevu, jehož fyzikální, zejména mechanické

19 vlastnosti jsou navíc ovlivňovány řadou vnějších faktorů (např. atmosferickým tlakem, teplotou vzduchu, jeho pohybem apod.) (KASPRZAK, 1988). 3.2 Kapalné srážky (deště) Deštěm nazýváme podle KASPRZAKA (1987b) kapalné srážky padající z oblaků na zemský povrch v kapkách o průměru zpravidla větším než 0,5 mm. Český hydrometeorologický ústav definuje déšť jako vodní srážky vypadávající z oblaků ve tvaru kapek o průměru větším než 0,5 mm nebo i menším pokud jsou velmi rozptýlené. Nejčastěji se velikost kapek pohybuje v rozmezí 1-3 mm (VAŠÍČEK, 2007). Deště sledujeme především z hlediska jejich vydatnosti, doby trvání, plochy, kterou zasahují, a pravděpodobnosti jejich výskytu. Trvání deště určujeme v minutách, hodinách nebo ve dnech. Deště můžeme dělit na běžné (normální) a extrémní, a to podle výšky spadlých srážek a doby jejich trvání, popř. intenzity (TLAPÁK, 1992). Srážkové údaje jsou nutné k výpočtu odtokových součinitelů a rozboru velkých vod. Velké vody na řekách jsou vyvolávány buď rozsáhlými a vydatnými dešti regionálními nebo rychlým táním sněhu. Naproti tomu škodlivé odtoky z malých povodí nezpůsobují dlouhotrvající krajinné srážky, ale krátkodobé přívalové deště malého plošného rozsahu. Pro výpočet odtokových množství jsou podle TLAPÁKA (1992) nejdůležitější dva druhy dešťů, a to krátkodobé deště přívalové a déletrvající deště nižší intenzity Přívalové deště Krátkodobé deště přívalové, často označované jako místní, jsou podle TLAPÁKA (1992) charakterizovány vysokou intenzitou, krátkou dobou trvání a omezeným plošným rozsahem. Vyskytují se především v letním období. V podmínkách České a Slovenské republiky je podle CABLÍKA a JŮVY in HOLÝ (1994) trvání přívalových dešťů zřídka delší než 3 hodiny, střední doba trvání největších přívalů bývá 15 až 20 minut, jen výjimečně delší než 30 minut. Český hydrometeorologický ústav definuje přívalový déšť jako déšť velké intenzity a v našich oblastech krátkého trvání a malého plošného rozsahu. Způsobuje prudké rozvodnění malých toků a značné zatížení kanalizačních sítí. Kritéria nejsou jednotná, za přívalový déšť je považován déšť s množstvím 10 až 80 mm srážek spadlých za dobu menší než 180 minut (VAŠÍČEK, 2007)

20 Na našem území se průměrně v každém místě vyskytne 1x za rok 5 až 6 krátkodobých přívalových, zpravidla bouřkových dešťů se srážkovými úhrny nad 10 mm (JANEČEK et al., 2002). Intenzita přívalového deště klesá s velikostí zasažené plochy. Tuto nepřímou závislost prokázal v souhlase s obecnými poznatky a výsledky dalších autorů HAEUSER i HOLTZ in HOLÝ (1994). Zjištěné vztahy pro deště různé doby trvání jsou vyneseny v následujících dvou obrázcích (obr. 2 a 3). Obr. 2: Vztah mezi celkovou výškou deště a velikostí zasaženého území podle Holtze. Obr. 3: Vztah mezi intenzitou přívalového deště a rozlohou zasaženého území podle Haeusera Nejrozsáhlejší studii o výskytu krátkodobých dešťů a jejich intenzit v povodí českého Labe, Odry a Moravy provedl TRUPL (1958). Zjistil, že intenzita deště klesá

21 s dobou jeho trvání a četnost výskytu přívalových dešťů není závislá na velikosti průměrných měsíčních a ročních srážek, ani na počtu dní se srážkami. Pro povodí Labe, Odry a Moravy zpracoval údaje o přívalových deštích na základě měření z 98 stanic. Vztah mezi intenzitou přívalových dešťů, dobou trvání, výškou deště a periodicitou je uveden na následujícím obrázku (obr. 4). Obr. 4: Vztah mezi intenzitou přívalových dešťů, dobou trvání a periodicitou pro české povodí Odry a Moravy podle Trupla Průměrné intenzity deště pro české povodí Odry a Moravy podle J. Trupla jsou uvedeny v následující tabulce (tab. 3). Tab. 3: Průměrná intenzita deště pro čs. povodí Odry a Moravy podle Trupla [l/s/ha] Doba trvání Periodicita p deště min ,5 0,2 0,1 0,05 0,02 0,01 0,005 0, ,0 178,0 223,0 272,0 337,0 387,0 439,0 508,0 560,0 612,0 681, ,8 121,0 157,0 194,0 244,0 281,0 318,0 369,0 408,0 447,0 498, ,1 93,4 122,0 153,0 193,0 225,0 257,0 299,0 331,0 363,0 405, ,6 76,7 102,0 128,0 162,0 189,0 217,0 255,0 283,0 312,0 350, ,4 56,7 75,3 95,3 123,0 145,0 168,0 200,0 224,0 249,0 281, ,2 45,0 60,0 76,9 100,0 119,0 139,0 168,0 189,0 210,0 239, ,9 43,9 55,8 73,2 88,5 105,0 127,0 144,0 161,0 184, ,7 23,7 31,5 40,1 53,0 64,5 77,4 95,7 110,0 124,0 142, ,5 18,9 25,1 32,2 42,9 52,1 62,6 77,8 89,5 101,5 117,5 (TRUPL, 1958)

22 3.2.2 Regionální srážky Dlouhotrvající (regionální) srážky se vyznačují nižší intenzitou. Vznikající odtok nabývá často vysokých objemů a účastní se výrazně zejména na erozních procesech v hydrografické síti větších povodí (HOLÝ, 1994) Povodně Na malých povodích vznikají mimořádné povodně převážně z krátkodobých intenzivních dešťů, na středních povodích z delších srážek, vyvolaných frontálními systémy (zejména studené fronty) a plošně nejrozsáhlejší povodně jsou způsobeny až pětidenními srážkami vyvolanými působením tlakové níže za poměrně zřídka se vyskytujících meteorologických podmínek (KAŠPÁREK, 1997). V ČR lze podle BRÁZDILA (2002) v podstatě rozlišit tři hlavní typy povodní podle následujících meteorologických příčin: 1) Krátké intenzivní srážky (lijáky, průtrže mračen) Vyskytují se výhradně v letním období v lokálním měřítku a mají často katastrofální lokální důsledky. Vznikají v oblasti studených a zvlněných studených front. Při náhlém plošném odtoku srážkové vody způsobují tzv. bleskové povodně. 2) Vydatné trvalé srážky Jde o srážky frontálního původu většího plošného rozsahu, trvající řádově desítky hodin. Tyto deště jsou způsobeny přechodem jedné nebo více výraznějších a plošně rozsáhlejších cyklon během několika po sobě následujících dní přes střední Evropu. Pro vznik těchto převážně letních povodní je rozhodující množství srážek, často orograficky zesílených, a stupeň nasycenosti povodí. 3) Tání sněhové pokrývky Povodně z tání sněhu závisejí hlavně na množství a vodní hodnotě sněhové pokrývky, stavu půdy, intenzitě oteplení a ledových jevech na řekách. Efekt tání bývá většinou zesilován vypadávajícími srážkami a vyšší rychlostí větru při kladných teplotách. K povodním dochází také při chodu ledu a vytváření ledových bariér. Území ČR leží v těchto případech zpravidla v teplé části cyklon postupujících k východu, a to v teplém proudění ze západního sektoru. Tři popsané typy povodní však mohou vykazovat různé přechodné formy, vyskytující se hlavně v jarních měsících, způsobené kombinací uvedených příčinných a dalších fyzicko-geografických faktorů (např. nasycenost povodí, promrznutí půdy)

23 Vznik katastrofálních povodní je pak vázán na výskyt extrémních, popř. rekordních, hodnot těchto faktorů, jak ukázaly povodně z července 1997 na Moravě a ve Slezsku (škody 62 miliard Kč a 52 obětí) a v srpnu 2002 v Čechách (17 obětí, odhadované škody přes 100 miliard Kč) (BRÁZDIL, 2002). KAŠPÁREK (1997) uvádí, že četnost výskytu krátkodobých dešťů je řádově větší, než srážek dlouhého trvání. Je proto logické, že většina extrémních povodní vzniká z krátkodobých přívalových dešťů na malých povodích. HEJDUK (2000) uvádí, že rozsáhlé povodně na Moravě a ve Slezsku v roce 1997 nevznikly jako důsledek samotného povrchového odtoku ze zemědělské půdy jak bylo někdy prezentováno, neboť intenzita deště nepřesahovala intenzitu vsaku a půda byla již dostatečně kryta vegetací. Hlavní důvod bylo enormní množství dešťových srážek, které spadlo zejména ve vyšších polohách (Lysá hora spadlo 234 mm, od do téměř 600 mm, Praděd 460 mm; ŠÁLEK, 1997). Tyto srážky stačily infiltrovat do půdního A horizontu, avšak půdní profil nedokázal zadržet tak velké množství vody a docházelo k tomu, že se na svazích objevovaly mohutné výtoky freatické vody např. z nor hlodavců a teprve zde vznikal soustředěný povrchový odtok. Tato situace se vyskytuje (WEILER et al., 1998) na svažitých pozemcích s mělkými půdami, kde po intenzivnějších deštích bývá povrchový odtok zaznamenán pouze ve spodních částech svahu (return flow) Fyzikální charakteristiky deště Intenzita hydrologických jevů vyvolaných deštěm je do značné míry závislá na fyzikálních vlastnostech deště. Znalost fyzikálních vlastností dešťů umožňuje objasnit vztahy mezi dešťovými srážkami, povrchovými útvary geosféry a srážkoodtokovými i erozními jevy, a tyto vztahy kvantifikovat. Tvoří základ polních i laboratorních metod výzkumu geneze srážkoodtokových a erozních jevů, založených na aplikaci simulovaných dešťů (KASPRZAK, 1987b). Definujeme-li déšť z fyzikálního hlediska jako nespojitý tok hmoty, který je tvořen různě velkými částečkami vody pohybujícími se ve stejném směru vzduchem pohybem rovnoměrným nebo střídavě zrychleným a zpomaleným, můžeme určit tyto vybrané fyzikální vlastnosti: - charakteristiky, vyjadřující kvantitativní znaky látkové podstaty deště: vydatnost [q s ], resp.intenzita [i s ],

24 celková vydatnost deště [V s ], hustota deště [ρ D ], vodnost deště [Θ D ]; - charakteristiky, vyjadřující kvalitativní znaky deště: kapkové složení deště (spektrum velikosti kapek v dešti) vyjádřené skupinovým rozdělením četnosti nebo hmotnosti kapek, nebo též mediánním průměrem kapky v dešti [d 50 ]; - charakteristiky, vyjadřující mechanické znaky deště, plynoucí z jeho mechanického pohybu: střední pádová rychlost deště [υ D ], plošná hustota kinetické energie deště [w k (q s )], objemová hustota kinetické energie deště [w k (Θ D )], celková kinetická energie deště [W D ], plošná hustota hybnosti deště [H(q s )], objemová hustota hybnosti deště [H(Θ D )], celková hybnost deště [H D ] Působení srážek na půdu Pro vznik a průběh procesů vodní eroze je rozhodující přímé působení dešťových kapek na půdní povrch a jejich vliv na formování a průběh povrchového odtoku. Působení dešťových kapek na půdní povrch je dáno jejich kinetickou energií. Ta je příčinou rozrušování půdních agregátů a uvolňování půdních částic,které mohou být přemístěny na vzdálenost až několika centimetrů (HOLÝ, 1994). OSBORN in KASPRZAK (1980) uvádí, že srážka o intenzitě 2,5 mm/min, která trvá 20 minut, je schopna vyzvednout do vzduchu rozstřikem padajících kapek 240 t zeminy na ploše 1 ha. FREE in KASPRZAK (1980) dokázal svými pokusy na malých ploškách, že ztráta půdy při působení padajících kapek je 60 krát větší než ztráta způsobená samostatným odtokem. Ve výše uvedené univerzální rovnici pro stanovení pravděpodobného smyvu půdy používají WISCHMEIER, SMITH (1965) k vyjádření erozního účinku dešťů tzv. dešťový faktor R. Tento faktor vymezili jako součin celkové kinetické energie deště a jeho největší 30 minutové intenzity R = Ei 30. Pro stanovení R byly uvažovány deště o vydatnosti větší než 12,5 mm

25 Pro československé podmínky vyšetřoval hodnotu Ei 30 PRETL (1973), který na základě výzkumu vyloučil deště s menší intenzitou než 0,05 mm/min, jež nevyvolávaly erozní smyvy. Faktor R vyjádřil v závislosti na průměrném ročním úhrnu srážek H [mm] rovnicí: R = 0,058 H + 10,5. Podle novějších údajů však průměrný roční faktor R není na našem území úměrný průměrnému ročnímu úhrnu srážek (ŠABATA, 1978). Jak uvádí JANEČEK et al. (1992), při výpočtu faktoru R se neberou v úvahu deště o vydatnost do 12,5 mm, oddělené od předcházejících a následných dešťů 6 hodinovou či delší přestávkou, a deště, jejichž maximální intenzita nepřekročí 24 mm/h. 3.3 Infiltrace vody do půdy Infiltrační schopnost představuje podle KASPRZAKA (1990) dominantní faktor, který rozhoduje o vzájemném poměru infiltrace a povrchového odtoku ve srážkoodtokovém ději. Infiltrace vody do půdy je pochod, při kterém se dostává v našem klimatickém pásmu většina srážkové vody do půdy a vytváří zde zásoby půdní a podzemní vody. Každá strukturní půda představuje porézní útvar, který se vyznačuje schopností pohlcování určitého množství vody, přiváděné na její povrch (KASPRZAK, 1975). Měřítkem této fyzikální vlastnosti je tzv. vsakovací schopnost půdy, kterou je možno vyjádřit rychlostí, jakou probíhá permanentní vsak sloupce vody, jehož výška nad povrchem je zanedbatelně malá. Vsakování vody se děje převážně v nenasyceném prostředí. Na vsakující vodu působí kromě gravitační tíhy celý komplex sil, které vznikají na rozhraní kapalné a pevné fáze půdy a vlivem vzduchu obsaženého v pórech. Nasávací tlak půdy, který je závislý na její vlhkosti a složení se v průběhu vsakování zmenšuje, protože se zvyšuje vlhkost půdy a protože dochází k fyzikálním změnám v půdním profilu. V časovém průběhu se vsakovací schopnost rychle zmenšuje a postupně se přibližuje k určité mezní hodnotě (JANDÁK, 1989). Velikost infiltrace výrazně klesá směrem od hrubozrnných k jemnozrnným půdám a vegetační kryt v porovnání s holou půdou zvyšuje infiltraci přibližně o 50 % (BEDRNA et al., 1989). Vodní režim půd závisí na příjmu, výdeji a zadržování vody. Infiltrace hlavní složka příjmu platí ve svém odvození i pro povrch pokrytý vegetací, pouze je nutné odečíst onu část srážky, která je zachycená vegetací (intercepce) a přímý, povrchový odtok. Výpar, jako hlavní výdajová složka, je u porostlého povrchu kombinací prostého výparu z holého povrchu půdy a výparu z nadzemních částí vegetace (KUTÍLEK, 1978)

26 3.3.1 Fyzikální vlastností půd se zřetelem k infiltrační schopnosti Struktura půdy Půdní struktura, jež je dána vzájemným uspořádáním a vazbou půdních částic, určuje obsah nekapilárních pórů v půdě a stabilitu půdních agregátů (HOLÝ, 1994). Podle PRAXE (2001) je stabilita půdních agregátů agronomicky významná (odolnost proti rozplavování vodou nebo mechanickým tlakům) a zvyšuje se v přítomnosti dostatku kvalitních organických látek, vápníku a příznivého zrnitostního složení. Podle KUTÍLKA (1978) je při infiltraci srážkové vody rychlost infiltrace u půdy nestrukturní nižší a velmi rychle se dále snižuje. Naopak u strukturní půdy se počáteční vysoká infiltrace během času snižuje mírněji. Prudké snížení infiltrační rychlosti v nestrukturní půdě je způsobeno rozpadem pseudoagregátů a vznikem půdního škraloupu. Vzduch uzavřený v pórech pod škraloupem zhoršuje průběh infiltrace, zatímco u strukturní půdy nedochází k rozplavení půdních agregátů a vzduch z půdních pórů uniká. Srážková voda se proto na nestrukturní půdě ztrácí povrchovým odtokem a výparem a v nedostatečné míře zvlhčuje půdu. Vysoké hodnoty povrchového odtoku způsobují intenzivnější půdní erozi, též proto, že pro odnos elementárních půdních částic postačuje mnohem menší unášecí síla, než pro odnos podstatně větších agregátů u strukturní půdy (KUTÍLEK, 1978). Také HOLÝ (1994) uvádí, že půdy s příznivě vyvinutou strukturou přijímají lépe srážkovou vodu a lépe vzdorují destrukční činnosti povrchově stékající vody a větru než půdy, u nichž není struktura vyvinuta v dostatečné míře. Dobrá struktura půdy se stabilními drobtovými agregáty (o průměru 1 10 mm) je podstatným znakem tzv.zralosti půdy, představující optimální stav fyzikálních, a tím také biologických vlastností půdy (PRAX, 2001). Optimální agregace o velikosti agregátů 1 až 5 mm vzniká u travních porostů, které svým kořenovým systémem rozdrobují kompletní půdní hmotu a vzniklé útvary jsou působením tlaku mírně zhutňovány. Z živočichů mají na drobení půdy a následnou agregaci největší vliv dešťovky, které svými exkrementy zpevňují půdní agregáty (KUTÍLEK, 1978) Pórovitost V části objemu půdy se nacházejí prostory nezaplněné tuhou fází. Tyto prostory nazýváme půdní póry, které jsou většinou rozdílného tvaru a velikosti a jsou různým způsobem propojeny (PRAX, 2001). Objem, tvar a velikost půdních pórů má vliv na

27 vlastnosti vody v pórech. Velikost pórů je velmi rozmanitá a důležitá pro infiltraci vody. Rozlišujeme dvě velké skupiny pórů: 1) Kapilární póry, jejichž rozměr je obvykle udán po 0,2 mm. Tyto póry mají hlavní význam pro zásobování rostlin vodou. Je zde omezen gravitační pohyb vody a je v nich značně omezen pohyb vzduchu. 2) Nekapilární póry jsou vyplněné převážně vzduchem,velmi rychle propouští vodu do spodnějších částí půdního profilu a umožňují výměnu půdního vzduchu (VACULÍK, 1989). Celková pórovitost zemědělských půd se podle PRAXE (2001) ve svrchních vrstvách pohybuje většinou v rozmezí %. U půd silně humózních a rašelinných může dosahovat více jak %. KUTÍLEK (1978) uvádí, že v písčitých půdách bývá hodnota pórovitosti nižší než v půdách hlinitých a jílovitých. Je to způsobeno tím, že půdy strukturní mají vždy vyšší hodnoty pórovitosti, než půdy s nevyvinutou strukturou. Ve zhutnělé půdě (díky přejezdům zemědělské mechanizace) klesá pórovitost pod 45 % (DAVIES et al., 1993) Zrnitost půdy Význam zrnitosti půdy vyplývá z jejího vlivu na téměř všechny ostatní půdní vlastnosti. Ovlivňuje poměr vody a vzduchu v půdě, poměr kapilárních a nekapilárních pórů, obsah i složení edafonu, velikost povrchové plochy a energie a chemické, fyzikálně chemické i biochemické procesy v půdách. Půdní částice (zrna) lze roztřídit podle velikosti na větší počet velikostních frakcí či kategorií. Půdy se pak klasifikují podle mechanického složení, tj. procentického zastoupení jednotlivých velikostních frakcí zrn na půdní druhy (PRAX, 2001). Na zasakovací schopnost a na udržení vody v půdě má vliv obsah jílovitých částic. Čím větší je podíl jílovitých částic (tzn. čím těžší jsou půdy), tím větší je schopnost poutat vodu. Na skeletovitých či písčitých půdách je v suchých obdobích dostupnost vody pro rostliny malá, protože je omezeno kapilární vzlínání vody z hlubších vrstev půdy, schopnost poutat vodu je nedostatečná, půdní profil bývá většinou mělký, z čehož vyplývá vysoká závislost rostlin na pravidelných dešťových srážkách (GAISLER, HEJDUK, 2006)

28 Půdní voda Pro zemědělskou výrobu je nejvýznamnější voda půdní, tedy ta část vody, která je v dosahu kořenové soustavy pěstovaných plodin (TLAPÁK, 1992). Bez přítomnosti vody ustává chemické zvětrávání a veškerý život v půdním prostředí. Půda má vliv na řadu fyzikálních vlastností, na tepelný režim, na objemové změny, apod. Půdní voda má tedy celkově velký význam pro vývoj půdy, utváření půdních vlastností a transport látek v krajině. Fyziologický význam vody je zcela zřejmý. Půdní voda je základním nepostradatelným činitelem pro půdní organismy a rostliny. Je prostředníkem pro přijímání živin rostlinou. Při posuzování z fyziologických hledisek je důležitý nejen obsah půdní vody, ale též její pohyblivost vyjádřená hydrolimity (KUTÍLEK, 1978). Vodní režim půdy je základní charakteristikou půdní úrodnosti, tzn. schopnosti zabezpečit pěstovaným rostlinám dostatek vody, vzduchu a živin po celé vegetační období. Má-li půda tyto funkce plnit, musí být schopna přijmout srážkovou vodu, představující hlavní zdroj půdní vody, zabezpečit distribuci vody do kořenové zóny půdního profilu, akumulovat a udržet vodu, která se dostane do půdy infiltrací vody srážkové nebo kapilárním výstupem od hladiny vody podzemní. Dále musí umožnit pohyb půdní vody v čase a množství odpovídající požadavkům pěstovaných plodin a rovněž zabezpečit, aby se v kořenové zóně nacházelo odpovídající množství půdního vzduchu (TLAPÁK, 1992). Půdní prostředí je jedním z nejdůležitějších článků koloběhu vody v přírodě. Na jedné straně působí jako akumulační nádrž, přispívá k rovnoměrnému využívání srážek nerovnoměrně rozdělených. Přispívá k retardaci odtoků především přeměnou povrchové vody v podzemní. Na druhé straně mohou zhoršené povrchové vlastnosti půdního profilu silně zhoršit odtoky z přívalových srážek, vlastnosti profilu mohou zabránit soustavnější perkolaci srážkové vody a napájení podzemních vod (KUTÍLEK, 1978) Vliv organického podílu půd na infiltrační schopnost Organický podíl má rozhodující vliv na vývoj půd a její úrodnost. Zahrnuje jednak živou složku (půdní edafon), patřící do říše rostlinné i živočišné, jednak složku neživou (organická hmota - půdní humus), vzniklou po odumření rostlin a živočichů žijících v půdě a na jejím povrchu (POKORNÝ, 2001). Pro infiltraci vody do půdy má význam zejména mezo a makroedafon. Mezoedafon je zastoupen nejvíce žížalami, měkkýši, členovci a háďátky, makroedafon

29 tvoří drobní obratlovci (krtci, hraboši, sysli, křečci atd.). Svými chodbičkami a norami zvyšují pórovitost a propustnost půdy pro vodu a vzduch (GROH, 1989). Žížaly nejenže rozkládají v půdě mrtvou organickou hmotu a fixují v těle dusíkaté látky, ale vytvářejí humusojílový komplex, udržují a zlepšují drobtovitou strukturu půdy, promíchávají půdu a posléze zlepšují provzdušnění půdy i její propustnost pro vodu. Bez půdních živočichů (dekompozitorů), by půda ztratila svůj základní charakter (RYCHNOVSKÁ et al., 1985). Humusové látky podstatně ovlivňují agregační schopnost půd, čímž přímo ovlivňují její strukturní stav. To se projevuje v příznivějším vzdušném a vodním režimu, zvýšením vododržnosti u lehkých a zlepšením provětrávání a vedením vody u těžkých půd. Vytvořením drobtové struktury se zmenší neproduktivní výpar a tím zvýší zásoba vody v půdním profilu (POKORNÝ, 2001) Působení dešťových srážek na infiltraci vody do půdy Déšť je jedním z hlavních faktorů působících přetvárně na infiltrační vlastnosti půdy. Mechanickým působením dešťových kapek na půdu klesá její propustnost (KASPRZAK, 1987a). Intenzivní deště s velkou pohybovou energií a nárazovou silou kapek působí destrukčně na půdní agregáty a jsou schopny v povrchové vrstvě půdy rychle měnit drobtovitou strukturu na málo propustnou strukturu slitou. Mechanický rozpad půdních agregátů vyvolaný nárazem kapek, tvorba půdní suspenze na povrchu půdy a s ní spojený proces kolmatace vedou ke vzniku málo propustné, povrchové půdní vrstvy zvané půdní membrána a po vyschnutí vzniká půdní škraloup (KASPRZAK, 1990). 3.4 Povrchový odtok ze zemědělských půd Atmosférické srážky se po dopadu na povrch krajiny rozdělují. Část srážkové vody, která se nevypařila ani nevsákla, se pohybuje po povrchu krajiny jako povrchový odtok. Povrchový odtok je tedy složka celkového odtoku, který odtéká z povodí po povrchu krajiny a určuje se jako objem za uvažované období (O p [m 3 ]) nebo jako průtok (Q p [m 3 /s] nebo [ l/s]) (GRYGAR, JELÍNEK, 2004). Povrchový odtok se uskutečňuje v krajině nejprve jako plošný odtok, tj. nesoustředěné stékání vody po povrchu terénu, postupně však dochází vlivem nerovností půdního povrchu ke koncentraci odtékající vody a plošný odtok se mění

30 v odtok soustředěný. V konečném stadiu dochází k odtoku ve vodních tocích (HOLÝ, 1994). Povrchový odtok je ovlivňován velikostí a průběhem srážky (popřípadě rychlostí tání sněhu), sklonem povrchu půdy, schopností porostu zpomalit průběh srážky, hydropedologickými vlastnostmi povrchu půdy (zejména její infiltrační schopností) a tím, do jaké míry je celý systém, ale zejména půda nasycena vodou (BÁR, 1984). JANEČEK et al. (1992) uvádí, že je-li intenzita a úhrn deště větší než vsakovací schopnost půdy, dochází po zaplnění mikroakumulačních prostor na povrchu půdy k povrchovému odtoku. Podle BÁRA (1984) povrchový odtok vzniká tehdy, je-li množství deště větší, než intercepční kapacita porostu a infiltrační schopnost půdy. Vzhledem k tomu, že se povrchový odtok, zvláště na svažitých územích rychle soustřeďuje, je častou příčinou eroze a z toho pohledu je nejčastěji zkoumán. VRBA (2000) uvádí, že povrchový odtok je v průběhu roku značně nerovnoměrný. V globálním měřítku odtéká z pevnin v období 4 měsíců (květen srpen) 45 % celkového ročního odtoku. Na nerovných a svažitých pozemcích se stékající voda postupně soustřeďuje a na vegetací nedostatečně chráněné půdě působí erozně a vytváří v ní drobné rýžky, rýhy až strže. Snížením sklonu terénu nebo rozptýlením povrchového odtoku klesá jeho unášecí síla a dochází k sedimentaci unášených půdních částic. Vzhledem k tomu, že se nejdříve usazují nejhmotnější půdní částice, bývají dolní části pozemků pokrývány hrubozrnným materiálem, zatím co nejjemnější minerální a zejména organické částice a rozpuštěné látky vnikají do stále hydrografické sítě - toků (JANEČEK et al., 1992). Částice půdy nesené při povrchovém odtoku dosahují v průměru od 0,001 milimetru do 1 milimetru (ANONYM, 2006). Mezi nejvýznamnější faktory, které rozhodují o vzniku a průběhu povrchového odtoku patří v první řadě intenzita srážky a doba jejího trvání a kvalitativní vlastnosti povrchu terénu. Menší význam mají sklon terénu, druh a struktura půdy, atmosferické, geologické poměry a některé další. Kvalitativními vlastnostmi povrchu terénu se zde rozumí zejména vsakovací schopnost půdního povrchu, členitost jeho mikroreliéfu, vegetační kryt půdy a jeho kvalita, závislá na druhu pěstovaných plodin a jejich vývojové fázi. Atmosferické a biologické vlivy, stejně jako činnost člověka způsobují, že všechny kvalitativní vlastnosti půdního povrchu podléhají neustálým změnám. Tato

31 skutečnost ztěžuje problematiku zkoumání podmínek pro vznik a velikost povrchového odtoku (KASPRZAK, 1969). PERLMAN (2005) rozdělil faktory ovlivňující povrchový odtok na meteorologické a fyzikální. Mezi meteorologické faktory zařadil druh srážky (déšť, sníh atd.), intenzitu deště, množství srážky, dobu trvání srážky, rozdělení srážky na plochu povodí, směr pohybu deště, předcházející srážky a půdní vlhkost a další meteorologické a klimatické ukazatele jako teplota, vítr, relativní vlhkost a roční období. Mezi fyzikální faktory pak patří využití půdy, vegetační pokryv, půdní druh, oblast povodí, tvar povodí, nadmořskou výšku, sklon svahu,reliéf, rybníky, nádrže, jezera v povodí, které zabraňují či zmírňují povrchový odtok ze srážek Vliv vegetačního pokryvu půdy na povrchový odtok Poměrně dobře je dnes propracována teorie geneze erozních procesů a objasněna jejich fyzikální podstata pokud se jedná o holé, vegetací nechráněné půdy. Méně je vědecky objasněna podstata ochranného účinku vegetace proti vodní erozi (KASPRZAK, 1990). Vliv vegetačního pokryvu na smyv půdy erozí se projevuje jak přímou ochranou povrchu půdy před působením dopadajících dešťových kapek a zpomalováním rychlosti povrchového odtoku, tak i nepřímo působením vegetace na půdní vlastnosti (RICHTER, 1998). Podle JANEČKA et al. (1992) se vliv porostů projevuje zpevněním půdy kořenovým systémem a zlepšením celkových fyzikálních, chemických a biologických vlastností půdy. Ochrana půdního povrchu rostlinným krytem před účinkem dešťových kapek spočívá v jejich zachycení nadzemními orgány. Dochází k disipaci (útlumu) kinetické energie dešťových kapek, a tím ke snížení nebezpečí rozrušování půdních agregátů. Snížení rychlosti povrchově stékající vody, způsobené zvýšením drsnosti půdního povrchu výhonky a přízemními listy rostlin, znamená nejen snížení erozního účinku povrchově stékající vody, ale vede též ke zvýšení vsaku vody do půdy, který je dále zesílen i zvýšením pórovitosti svrchní vrstvy půdy působením biocenózy a omezením ucpávání povrchu půdy erodovanými půdními částicemi (PASÁK et al., 1984) Intercepce dešťových srážek Při dopadu dešťových kapek na povrch rostlin dochází k ději, který se nazývá intercepce. Na povrchu rostlin zůstává zachyceno určité množství srážkové vody, které

32 ještě přibližně 15 minut po skončení srážky odkapává z porostu. Prodlužuje dráhu i dobu, kterou musí voda urazit na cestě porostem. Množství vody, které se během srážky vypaří a množství zachycené na povrchu rostlin dává dohromady intercepční ztrátu. Toto množství nelze považovat za zcela ztrátové, neboť velmi podstatně snižuje transpiraci (BÁR, 1984). Zadržovací účinek vegetace na padající srážky je daný hustotou, druhem a vývojovým stavem jejího porostu v sezóně a v průběhu let. V průměrných podmínkách lze přibližně předpokládat, že u louky se retenční účinek pohybuje okolo 2 l na m 2. Vegetační porost má však také schopnost zpožďovat pohyb povrchové vody a prodlužovat tak dobu možného vsaku (KENDER et al., 2004). Podle SUCHARDY a SIMONA (2004) je vegetační kryt celkově schopen zadržet 1 10 mm srážek Faktor ochranného vlivu vegetačního pokryvu Zpravidla se vliv vegetace vyjadřuje podle KASPRZAKA (1980) tzv. vegetačním faktorem reprezentovaným číselnou hodnotou platnou pro určitý druh vegetace, její vývojové stádium apod. Vegetační faktor neboli faktor ochranného vlivu vegetačního pokryvu je možno vyjádřit, jak již bylo výše uvedeno, dle WISCHMEIER, SMITH (1978) v rámci tzv. Univerzální rovnice pro výpočet průměrné dlouhodobé ztráty půdy z pozemků erozí. Hodnota faktoru C vegetačního krytu představuje podle JANEČKA et al. (1992) poměr smyvu na pozemku s pěstovanými plodinami ke ztrátě půdy na černém úhoru. Průměrné roční hodnoty faktoru C závisí zejména na průměrné roční teplotě, délce vegetačního období, době setí nebo sázení a termínu sklizně plodiny. Pro ochranu orné půdy vegetačním krytem je důležité, jak jsou porosty pěstovaných plodin vyvinuty v období ohrožení půdy erozí, to jest v době tání sněhu a především v době výskytu přívalových dešťů. Průměrná roční hodnota faktoru R je v našich podmínkách vlastně hodnotou faktoru R za vegetační období, neboť přívalové deště, vyvolávající na poli smyv půdy se vyskytují převážně od konce dubna do počátku října (PASÁK et al. 1994). Ochranný vliv vegetace je přímo úměrný pokryvnosti a hustotě porostu v době přívalového deště. Dokonalou protierozní ochranu představují porosty trav a jetelovin, zatímco běžně pěstované širokořádkové plodiny (kukuřice, okopaniny, ovocné výsadby a vinice) chrání půdu nedostatečně (DUFKOVÁ, PODHRÁZSKÁ, 2005)

33 Travní porosty Travní porosty zaujímají ha (stav k podle údajů ČÚZK). Travní porosty mají v krajině velký význam z hlediska omezení vodní i větrné eroze půdy a také z hlediska ochrany kvality povrchových i podzemních vod (v porovnání s ornou půdou). Jejich další hydrologický význam spočívá v omezení povrchového odtoku a zvýšené dotaci podzemních vod, zejména na svazích. Zvyšují infiltrační schopnosti půdy, snižují rychlost a unášecí schopnosti povrchově stékající vody (GAISLER, HEJDUK, 2006). Srovnání odtoků z pozemků bez vegetace a ze zatravněné plochy prováděli HOLÝ a VÁŠKA (1970) na výzkumném protierozním objektu ve Velkých Žernosekách u Litoměřic. Zjistili výrazný vliv travního porostu na povrchový odtok. Za pozorovací období 1960 až 1969 odteklo povrchově ze zatravněné plochy o sklonu 44,5 % a o velikosti 20 x 6 m o 96 % srážkové vody méně než ze stejně velké plochy bez vegetace. KASPRZAK (1980) zjistil, že odtok z plochy travního strniště činil 4,38 % odtoku z holé půdy. Ve srovnání s jinými zemědělskými kulturami mají zapojené trvalé travní porosty dobrou schopnost zamezit promývání škodlivých látek (např.dusičnanů) do podzemních vod. Výrazně také snižují smyv živin do povrchových vodních zdrojů a omezují tak jejich eutrofizaci. Travní porost zachycuje povrchově odtékající vody z výše položené orné půdy po přívalových deštích, snižuje rychlost proudění, podporuje sedimentaci splavenin a zvyšuje podíl zasáknuté vody do půdy (GAISLER, HEJDUK, 2006). Travní porosty mají vedle zemědělského významu i velmi důležité a nenahraditelné mimoprodukční funkce. Soubor těchto funkcí je dán již jejich vznikem v historických dobách. Mimoprodukční funkce travních porostů představují významný stabilizační prvek pro krajinu. Jejich význam vzrůstá s nutným řešením negativního dopadu civilizace na životní prostředí. Zvětšování výměry travních porostů zatravněním v současnosti nevyužívané orné půdy na straně jedné a existence nesklízených nebo jen částečně sklízených ploch travních porostů v pohraničních oblastech je v protikladu. Tento stav je nutno hodnotit jako jev negativní a protispolečenský, neboť nevyužívané travní porosty postupně degradují a přestávají plnit nejen významné produkční funkce, ale i nenahraditelné funkce mimoprodukční (ŠANTRŮČEK et al., 2001)

34 Orná půda Orná půda zaujímá ha z celkové rozlohy zemědělského půdního fondu ČR (stav k podle údajů ČÚZK). V letním období jsou orné půdy charakteristické plným vývojem vegetace (plodin) s maximální možnou ochrannou funkcí. Půda je chráněna před účinky dopadajících dešťových kapek, vlivem intercepce se snižuje hodnota efektivní srážky, ochranná funkce porostu se zpravidla projeví i při povrchovém odtoku. Negativní je zpravidla snížení infiltrační schopnosti půdního povrchu jeho utužením, případně vytvořením půdního škraloupu. Vyšší evapotranspirací v letním období jsou snižovány zásoby půdní vody a půdy jsou schopny přijmout (doplnit) významnější množství spadlých srážek (KULHAVÝ, SOUKUP, 1997). Podle stupně ochrany povrchu půdy před vodní erozí rozdělil JANEČEK et al. (2002) pěstované plodiny do tří základních skupin: 1) plodiny s vysokým protierozním účinkem po celou dobu vegetačního období (travní porosty, jetelotrávy, jeteloviny); 2) plodiny s dobrou protierozní ochranou půdy po větší část vegetačního období (obiloviny, meziplodiny, luskoviny); 3) plodiny s nedostatečnou protierozní ochranou půdy po převážnou část vegetačního období (kukuřice, brambory, cukrová řepa). Nejvíce erozi podléhá půda bez vegetačního pokryvu. Jak ukazuje následující tabulka (tab. 4). Porosty okopanin a kukuřice smyv půdy oproti úhoru snižují na polovinu, obiloviny na čtvrtinu až desetinu, jeteloviny na padesátinu a víceleté travní porosty až na dvousetinu. Tab. 4: Snížení smyvu oproti úhoru (100 %) Plodina Snížení smyvu [%] Cukrovka, kukuřice, brambory 60 Jarní obilovina 24 Ozimá obilovina 18 Vojtěška, jetel 2 Louka 0,5 JANEČEK et al. (2002)

35 Na Výzkumné pícninářské stanici Vatín, bylo prováděno po přívalovém dešti ze dne (celkový úhrn 22,5 mm, doba 35 minut) srovnání povrchového odtoku u travního porostu a kultur zemědělských plodin na orné půdě. Následující tabulka ukazuje vliv povrchového odtoku na jednotlivé plodiny (tab. 5). Tab. 5: Srovnání povrchového odtoku: travní porost a kultury zemědělských plodin na orné půdě, Výzkumná pícninářská stanice Vatín, Českomoravská vrchovina. Plodina Odtok [m 3 /ha] Smyv zeminy [t suché hmoty/ha] Travní porost 3,4 0 Kukuřice 132,0 3,24 Brambory 102,0 4,05 Ozimá pšenice 23,5 0,30 (GAISLER, HEJDUK, 2006) Také BOHUSLÁVEK a TIPPL (1997) uvádí porovnání výše smyvu u jednotlivých kultur (tab. 6). Tab. 6: Porovnání výše smyvu půdy u vybraných kultur Kultura [%] Půda bez vegetace 100 Kukuřice, okopaniny 50 Obiloviny * ) Jeteloviny 2 Víceleté travní porosty 0,5 * ) podle stavu a zapojení porostu (BOHUSLÁVEK, TIPPL, 1997) Jak je zřejmé z tabulky č. 6, základem je, aby erozí ohrožená půda nezůstala bez dostatečného vegetačního pokryvu nebo posklizňových zbytků, a to zejména v obdobích s největší pravděpodobností výskytu přívalových dešťů. Zemědělská činnosti významně ovlivňuje, převážně negativně schopnost půd přijímat vodu ze srážek. Disipační účinnost vegetačního krytu se během roku značně

36 mění. U polních plodin je to od minima v době od zasetí po maximum, kterého je dosaženo v plném zápoji porostu. I tato ochrana půdy před mechanickým působením deště je u jednotlivých plodin různá. Míru disipačního účinku δ jednotlivých plodin vyjadřuje KASPRZAK (1990) v tabulce č. 7. Tab. 7: Hodnoty součinitele disipačního účinku plodin plodina δ Víceletá tráva a louky 0,995 Jetel červený 0,985 Vojtěška 0,980 Pšenice ozimá po jetelovinách 0,920 Pšenice ozimá po obilovinách 0,860 Ječmen jarní 0,830 Brambory 0,540 Cukrovka 0,460 Kukuřice 0,400 Holá půda 0,000 KASPRZAK (1990) MUSGRAVE in HOLÝ (1994) zjistil při měření smyvu na 17 pokusných stanicích s různým vegetačním krytem půdy poměr intenzity vodní eroze pod jednotlivými kulturami (tab. 8). Tab. 8: Intenzita vodní eroze pod různými kulturami podle Musgrava Kultura Intenzita eroze [%] Okopaniny úhor 100 Pšenice úhor 75 Strniště pšenice 10 Neohrazené pastviny 5 10 Velmi dobrý travní porost 0,001 1,0 (MUSGRAVE in HOLÝ, 1994)

37 4. MATERIÁL A METODY 4.1 Charakteristika stanoviště Plocha s pokusnými parcelkami se nachází ve Výzkumné stanici pícninářské ve Vatíně. Stanice se nachází v regionu Českomoravské vrchoviny, 7 km jižně od Žďáru nad Sázavou na jižní hranici CHKO Žďárské vrchy. Pokusné stanoviště Vatín leží v nadmořské výšce 540 m n.m. Průměrná roční teplota ( ) zde dosahuje 6,9 ºC a ve vegetačním období 12,2 ºC. Průměrný roční úhrn srážek ( ) zde činí 617,5 mm a za vegetační období 440 mm. Z pedologického hlediska se jedná o kambizem kyselou na deluviu orthoruly, hlinitopísčitou s průměrnou hloubkou ornice 20 cm. Tab. 9: Zrnitostní složení humusového horizontu Obsah částic [%] 2,00-0,25 mm 0,25-0,05 mm 0,05-0,01 mm 0,01-0,001 mm < 0,001 mm < 0,01 mm 29,32 21,32 21,80 16,80 10,76 27, Povětrnostní charakteristiky pro VSP Vatín dle ČHMÚ Tab. 10: Průměrné měsíční teploty vzduchu v stanici Vatín ([ºC] dle ČHMÚ) Měsíc Rok Leden -5,4-2,11-7,7 Únor -0,9-5,24-4,97 Březen 0,9-0,93-1,36 Duben 7,7 8,31 7,52 Květen 10,3 12,84 11,51 Červen 14,4 15,81 15,87 Červenec 16,0 18,05 19,97 Srpen 17,0 16,27 13,7 Září 11,7 13,17 14,14 Říjen 8,5 7,81 7,75 Listopad 2,7 0,72 4,5 Prosinec -1,7-1,97 2,57 Průměr 6,8 6,9 7,0-38 -

38 Tab. 11: Průměrné měsíční teploty vzduchu v stanici Vatín (30-letý průměr) dle ČHMÚ Měsíc Průměrná měsíční teplota vzduchu [ºC] 30 letý průměr ( ) Leden - 3,3 Únor -1,7 Březen 2,1 Duben 6,6 Květen 12,2 Červen 14,9 Červenec 16,4 Srpen 16,3 Září 12,0 Říjen 7,2 Listopad 1,8 Prosinec -1,5 Průměr 6,9 Tab. 12: Měsíční úhrny srážek ve stanici Vatín ([mm] dle ČHMÚ) Měsíc Rok Leden 71, ,6 Únor 52,3 57,7 46 Březen 31,3 22,2 86,8 Duben 38,4 24,1 68,9 Květen 52,0 60,3 94,9 Červen 69,6 31,1 48 Červenec 77,9 156,3 34 Srpen 74,2 71,6 169,2 Září 51,2 45,9 17,6 Říjen 38,5 2,8 25,7 Listopad 83,3 25,6 76,6 Prosinec 18,3 68,8 22,2 Suma 658,3 660,4 727,5 Roky byly obecně více bohaté na srážky než činí dlouhodobý průměr (30-ti letý). Celkové úhrny srážek ve sledovaných letech byly vyšší než dlouhodobý průměr o 6,6 % v roce 2004, o 6,9 % v roce 2005 a o 17,8 % v roce

39 Tab. 13: Měsíční úhrny srážek ve stanici Vatín (30-letý průměr) dle ČHMÚ) Měsíc Měsíční úhrny srážek [mm] 30 letý průměr ( ) Leden 45,4 Únor 30,6 Březen 41,6 Duben 38,0 Květen 66,5 Červen 75,0 Červenec 79,5 Srpen 62,5 Září 53,2 Říjen 38,4 Listopad 40,6 Prosinec 46,2 Suma 617,5 4.2 Organizace a založení pokusu V roce 2001 bylo založeno ve VSP Vatín 12 pokusných odtokoměrných ploch na měření povrchových odtoků z přívalových dešťů, sestavených do šesti dvojic (expozice sever a jih) se sklonem 5 o. Velikost každé parcelky je 2,5 x 4 m. Měření odtoků z přívalových dešťů bylo prováděno v letech Obr. 5: Celkový pohled na pokusné odtokoměrné plochy 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 4 m 2,5 m Obr. 6: Schéma pokusných odtokoměrných ploch jih

40 4.2.1 Popis struktury pokusných odtokoměrných ploch Dvě dvojice parcelek byly pokryty travními porosty. Tyto travní porosty byly stabilně umístěny od roku 2001 na parcelkách 1 A,B (intenzivně využívaný travní porost) a 2 A,B (extenzivně využívaný travní porost). Jedna dvojice parcelek sloužila jako kontrola (holá půda), další dvojice byly osety ozimou pšenicí, silážní kukuřicí a osázeny bramborami. V jednotlivých letech byly tyto plodiny střídány na dvojicích parcelek Umístění plodin na pokusných odtokoměrných plochách ve sledovaných letech Následující tabulka (tab. 14) znázorňuje, jak byly během let umístěny na odtokoměrných plochách jednotlivé zemědělské plodiny, holá půda a trvalé travní porosty. Tab. 14: Organizace pokusných odtokoměrných ploch v letech Parcela Plodina Plodina Plodina 1 A, B Travní porost intenzivní Travní porost intenzivní Travní porost intenzivní 2 A, B Travní porost extenzivní Travní porost extenzivní Travní porost extenzivní 3 A, B Pšenice ozimá Brambory Pšenice ozimá 4 A, B Holá půda Silážní kukuřice Brambory 5 A, B Silážní kukuřice Holá půda Silážní kukuřice 6 A, B Brambory Pšenice ozimá Holá půda Ošetřování Intenzivně využívaný travní porost byl během roku 3x kosený (i před zimou) a hnojený. Extenzivně využívaný travní porost byl kosený během roku 2 x (před zimou nekosený), nehnojený. U holé půdy bylo snahou během roku udržet parcelky bez plevelů, aby nedocházelo ke zkreslování naměřených výsledků. Silážní kukuřice byla po zasetí ošetřena půdním herbicidem. Pěstované porosty byly během vegetační sezóny ručně plety

41 4.3 Sledované charakteristiky Měření odtoků z přívalových dešťů Na pokusných odtokoměrných plochách byl sledován výskyt dešťů vyvolávajících povrchové odtoky. Povrchové odtoky byly zaznamenávány manuálně po každém dešti a byly zachycovány do sběrných žlábků umístěných pod odtokoměrnou plochou a sváděny do vědra či barelu v podzemní šachtě. Srážkové úhrny byly zaznamenávány klasickým srážkoměrem se záchytnou plochou 200 cm 2. Obr. 7: Sběrný žlábek Obr. 8: Barely s vědrem v podzemní šachtě 4.4 Statistické hodnocení Naměřené hodnoty povrchového odtoku z let byly analyzovány pomocí GLM modelu (General Linear Model) = Lineární model s pevnými efekty ve statistickém programu SAS (verze 9.1.3, 2004 Cary, NC, SAS Instituce Inc.) a výsledkem byly průměrné hodnoty povrchových odtoků za toto období u každé plodiny a holé půdy. Následně byla statisticky zjišťována průkaznost rozdílu mezi těmito průměry nejmenších čtverců (LSM) u jednotlivých porostů zemědělských plodin. P < 0,001 velmi vysoce průkazný rozdíl NS (non significant) neprůkazný rozdíl