Kvalita a zdraví půd Přednáška č.4. zajímavé postřehy. Mezi sebou a hladem má člověk pouze tenkou vrstvu půdy Autor neznámý

Transkript

1 , Brno Připravil: Vítězslav Vlček, Ph.D. Kvalita a zdraví půd Přednáška č.4 zajímavé postřehy. Mezi sebou a hladem má člověk pouze tenkou vrstvu půdy Autor neznámý Větrná eroze (fyzikální degradace) 1

2 rozšíření v ČR, resp. které oblasti je třeba chránit: oblasti s výskytem četných větrů, oblasti s ročním úhrnem srážek do 500 mm, oblasti s lesnatostí pod 20 %, lehké půdy P, HP (Pasák, 1970), těžší půdy, pokud před tím došlo k jejich vyschnutí (Vrána Švehlík, 1985; na základě terénního měření). Obecný vztah mezi průměrným množstvím srážek a velikostí eroze. Eroze je největší v semiaridních podmínkách, Pokud je přirozená vegetace nahrazena obděláváním půdy, eroze se zvyšuje s narůstajícím množstvím srážek (čárková čára). (upraveno podle: Brady a Weil, 1999) Velikost větrné eroze v závislosti na textuř půdy - graf 2

3 U větrné eroze můžeme rozlišit dva pochody: deflace (= odvívání), změny v zrnitostním složení, pohyb probíhá formou: suspenze skokem (saltace) sunutí po povrchu koraze = větrná abraze neboli obrušování objektů (stavby, skály, rostliny apod.) pohyb ve formě suspenze znamená, že jemné částice jsou zvedány účinkem větru a přenášeny na velké vzdálenosti (vznik prašných bouří + zákaly atmosféry). pohyb skokem (saltací): nejvýznamnější druh pohybu, střední velikost částic(0,05 0,5 mm)-(dostatečně lehké ke zvednutí z půdního povrchu, ale příliš těžké k pohybu ve formě suspenze).. tvoří přibližně 80% přesouvaných částic pohyb sunutím po povrchu: pohyb větších částic(velikost 0,5 2 mm), příliš těžké ke zdvižení z půdního povrchu, tvoří přibližně 20% přesouvaných částic Materiál, jež přenáší vítr lze rozdělit do několika skupin: hrubozrnný materiál průměr zrn/agregátů větší než 3 mm (zpravidla již nelétá) písek 0,05 až 2 mm (písek musí být suchý a neslepený, aby mohl létat) prach 0,002až0,05mm,prachovébouře,zákalvatmosféře jíl menší než 0,002 mm zpravidla tmelící účinky, vznik větších agregátů 3

4 Koraze (větrná abraze) účinek selektivní koraze římsy vypreparované v pískovci ve vrstvách zpevněných železitým tmelem. Tzv. voštiny koraze Pouštní dlažba jako důsledek deflace při selektivní větrné erozi (Jamess Ross Island Antarctica). Foto Autor 4

5 současný stav v ČR Protierozní opatření: Půda není ohrožena větrnou erozí, je-li kryta souvislým rostlinným pokryvem nebo jeho zbytky. Opatření organizační opatření: uspořádání pozemků pásové střídání plodin s různou výškou vynechání málo erozně neodolných plodin optimalizace osevních postupů použití podsevů/meziplodin agrotechnická opatření: obdělávání pozemků při optimální vlhkosti volba vhodného nářadí, které půdu nerozprašuje bezorebnésetí 5

6 Technická opatření: mobilní zábrany větrolamy Zdroj: Zdroj: Směr větru POLE Vedlejší větrolam minimálně m Hlavní větrolam 6

7 tvar/orientace větrolamů uzavřené obrazce, nejčastěji obdélníky šířka přibližně m, předpokládaná výška 25 m, tvoří ho obvykle 5 10 řad stromů zakládány jako smíšené porosty -uprostřed nejvyšší, vnější tvoří nižší dřeviny a keře vzdálenosti: hlavní větrolamy -dle půdy: P m, H (500), JV (600) vedlejších větrolamy -min 1000 m. větrolamy neprodouvavé, malá účinnost, působí jako překážka, vítr se zvedá nad větrolam poloprodouvavé, propouštějí pouze část větru, jsou nejúčinnější, optimální propustnost je 40 50%. prodouvavé dobře propouštějí vítr, tryskový efekt vzdálenost větrolamu se řídí: výškou větrolamu, kompaktností větrolamu, kritickou rychlostí, rychlostí větru v nechráněné krajině(m/s) Spraš 7

8 spraše- Kalendář věků (Dolní Věstonice) Utužení půdy (pedokompakce) Jak k němu dochází? větší stroje časnější polní práce (= operace na vlhké půdě) Nadměrná koncentrace dobytka při pastvě 8

9 zatížení vlhkost zrnitost struktura únosnost způsob obdělávání K utužení dochází pokud je únosnost půdy menší než jaké zatížení umožňuje Objemová hm. = 1,0 g/cm 3 Objemová hm. = 1,3 g/cm 3 Objemová hm. = 1,6 g/cm 3 Utužení půdy je PROCES Typická objemová hmotnost některých půd a materiálů 9

10 Profil se zřetelnou pedokompakcí a struktura z pedokompakce Schéma porušeného vodního režimu svrchní, ještě neporušená ornice na utuženém podbrázdí zadržená voda podmáčí ornici odspodu spodní,utužené podbrázdí se zpomaleným pronikáním vody neporušená spodina Celkové zatížení náprav zařízení t/náprava 4WD traktor 7 13 sklízecí mlátička(prázdná) 9 sklízecí mlátička(plná + žací lišta) 13 cisterna s kejdou (15500 l) dálniční povrch (projektované zatížení) VOORHEES,

11 Stejný tlak, různá vlhkost půdy vlevo vlhká, vpravo suchá Zdroj: Zvýšení objemové hmotnosti v důsledku pojezdu traktoru (Smith, 1985, In: Chesworth, 2008) Objemová hmotnost (t/m 3 ) Vliv pojezdové rychlosti na objemovou hmotnost pod koly traktoru (Karczewski, 1978, In: Chesworth, 2008) 11

12 opravdu existují dny kdy bychom na poli neměli co dělat obecné symptomy utužení rostliny: zakrnělost / nerovnoměrný růst příznaky nedostatku živin/ vody deformace kořenů snížené výnosy půda delší dobu stojící voda na povrchu změny půdní struktury většinou i obtížné zpracování Zakrnělost/nerovnoměrný růst rostlin zakrslé, nerovnoměrné rostliny jsou často prvním příznakem 12

13 Výborným diagnostickým nástrojem je rýč Deformované kořeny Zdroj: Kvantifikace utužení porostové příznaky rostliny (kvantifikace ztrát na zemědělské produkci) penetrační odpor závisí na vlhkosti a nejde tak o absolutní hodnotu, závisí rovněž na hloubce kultivace objemová hmotnost redukovaná - hmotnost na jednotku objemu slouží k výpočtu pórovitosti, závisí na zrnitosti 13

14 měření utužení Zdroj: Fyzikální váleček měření OH Zdroj: ruční penetrometr Mezní hodnoty kritických vlastností zhutnělých půd (dle půdního druhu) Lhotský (2000) J JV, JH H PH HP P obj.hm.red.(g/cm 3 ) >1,35 >1,40 >1,45 >1,55 >1,60 >1,70 pórovitost (%) < 48 < 47 < 45 < 42 < 40 < 38 minim.vzdušnost (%) < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 penetrační odp.(mpa) 2,8 3,2 3,3 3,7 3,8 4,2 4,5 5,0 5,5 6,0 při vlhkosti (%) Situace v ČR 14

15 optimální hodnoty OH pro některé polní plodiny plodina Objemová hmotnost (g.cm -3 ) brambory 1,0 1,2 cukrovka 1,0 1,3 hrách 1,1 1,2 kukuřice, pšenice 1,1 1,3 slunečnice, jetel 1,2 1,3 len, ječmen, žito, oves 1,2 1,4 Fyzikální vlastnosti půd ČR dle bazálního monitoringu půd - dle pórovitosti 15

16 Obj. hmotnost a pórovitost povrchové vrstvy půdy kultivované (k) a nekultivované (nk) (Brady a Weil, 1999) oblast textura Kultivace (roky) Objemová hmotnost Pórovitost nk k nk k Pensylvánie h 58 1,07 1,25 57,2 50,0 Kanada h 90 1,04 1,30 60,8 50,9 Kanada j 70 0,98 1,28 63,0 51,7 Kanada j 70 1,21 1,38 54,3 47,9 Zimbabwe j ,20 1,44 62,2 54,1 Zimbabwe ph ,43 1,54 47,2 42,9 Vliv kultivace na vybrané parametry vertisolů v Texasu (Brady a Weill, 1999) Půda humus P objem makropórů objem mikropórů objemová hmotnost (%) (%) (%) (%) (g.cm -3 ) 0 15 cm panenská prérie 5,6 58,3 32,7 25,6 1,11 kultivace 50 roků 2,9 50, ,2 1, cm panenská prérie 4,2 56,1 27,0 29,1 1,16 kultivace 50 roků 2,8 50,7 14,7 36,0 1,31 Hodnoty měrné hmotnosti, objemové hmotnosti a pórovitosti pro různé půdy (Rowell, 1994) půda měrná hmotnost objemová hmotnost pórovitost (g.cm -3 ) (g.cm -3 ) (% obj.) střední až těžší 2,6 0,8 1, lehčí minerální 2,6 1,4 1, luční a lesní, svrchní vrstvy 2,4 0,8 1, rašeliny 1,4 0,1 0,

17 Hloubkové kypření, podrývání Zdroj: půdní typ slabé střední silné litozem, organozem x ranker x regozem, koluvizem x x rendzina x x smonice x černozem a černice x x (x) šedozem, hnědozem, luvizem, kambizem x x x andozem x kryptopodzol a podzol x pseudoglej x glej a stagnoglej x x solončak, slanec x Měli byste znát například odpovědi na otázky: vliv utužení na půdu, rostliny kritická hodnota pórovitosti a OH pro utužení u hlinitých půd které částice vrámci větrné eroze jsou ztráceny jako první a proč co jsou spraše čím jsou limitovaná technická opatření proti utužení, jak měříme větrná eroze je u nás vázaná na jaké oblasti a kde ji u nás najdeme kde byste podle čekali výskyt utužení v rámci pozemku jak by vypadal modelový pozemek ovlivněný větrnou erozí opatření proti větrné erozi 17