Půdní organická hmota, půdní organismy, koloběh uhlíku a zemědělské využití krajiny

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Půdní organická hmota, půdní organismy, koloběh uhlíku a zemědělské využití krajiny"

Ladislav Vladislav Liška
před 9 lety
Počet zobrazení:

1 Půdní organická hmota, půdní organismy, koloběh uhlíku a zemědělské využití krajiny Jan Frouz Ústav pro životní prostředí, PřFUK Praha Ústav půdní biologie, BC AVČR České Budějovice

2 Koloběh uhlíku Tok uhlíku úzce souvisí s tokem energie, praktiky všechna energie v potravní síti pochází z fotosyntézy

3 Koloběh uhlíku

4 Emisní povolenky ČR 86,8 milionu tun CO 2 ročně 23,5 mil t C 4,7 mil ha zemědělské půdy změna obsahu C o 0.1% 1m 2 půdy do 30 cm váží 400kg 0.1% je 0.4kg t.j. 4t/ha x 4= 10 mil t C

5 Co je to půdní organická hmota? Opad (raw OM) (pasive OM, humus) (prodné fragmenty OH, POC, DOC, mohou být vázány v agregátech) Fossil OM coal, kerogen

7 Půdní organismy

8 Diversita půdních organismů 40 let stará výsypka spontánně zarostlá skupina počet druhů Mikroskop. houby 25 Řasy 49 Krytenky 20 Hlístice 43 rodů Pancířníci 16 Stonožky 7 Mnohonožky 7 Žížaly 3 min 170 druhů půdních organismů realisticky i 2x tolik vzorkovaná plocha několik m2 43 druhů rostlin plocha 10x10m ÚPB kolektiv autorů

houby 25 Řasy 49 Krytenky 20 Hlístice 43 rodů Pancířníci 16 Stonožky 7 Mnohonožky

9 Hmotnostní zastoupení organické hmoty a organismů v půdě org. hmota 6% koře ny 9% edaphon 7% min. půda 94% mrtvá org hmota 84% 10 2 m g m -2 mesofauna 3% makrofauna 5% žížaly 14% houby 25% mikrofauna 4% m g m -2 bakterie aktinomycetye s 49% m g m -2

půda 94% mrtvá org hmota 84% 10 2 m -2 30 g m -2 mesofauna 3% makrofauna

10 Philosophy litter CO 2 predation CO 2 CO 2 CO 2 Humification Microflora affect carbon mineralisation

11 Philosophy litter CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 Humification Fauna effect soil environmental properties

12 Moor Moder Mull

13 % of total ecosystem C stock 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Moor Moder Mull coniferous deciduous grassland mineral soil root litter aboveground biomass Spodosoils Alfisoils Molisoils

14 Moor Moder Mull Spodosoils Alfisoils Molisoils Podzol Luvisol Černozem Vertisol tropic

15 písek Silt a jíl Srážky (srážky/teplota) Fe Al Ca ph fulvokyseliny Huminové kys. a humin

16 Houby Bakterie Abundance žížal Rychlost dekomposice bioturbace

17 C/N Lignin/N Roční přísun opadu

18 Geologický substrát Klima Vlastnosti substrátu

19 Geologický substrát Klima Vlastnosti substrátu vegetace Typ opadu

20 Geologický substrát Klima Vlastnosti substrátu vegetace Typ opadu Dekoposiční potravní síť

21 Geologický substrát Klima Vlastnosti substrátu vegetace Rychlost decomp uvolňování živ Typ opadu Dekoposiční potravní síť

22 Spontaneous succession - 23 years old plot depth (cm) area % mineral spoil leaf litter other litter faecal pel coprolit root pores

23 Spontaneous succession - 40 years old plot depth (cm) 0-1 mineral spoil leaf litter other litter faecal pel coprolit root pores area % 100

24 Rekultivováno Nerekultivováno

25 Evropské žížaly v Sev.Americe

26 Porovnání vývoje půd pod různými druhy dřevin. spontální olše lípa dub smrk borovice modřín

27 C t ha zásoba uhlíku v nadzemní biomase A T Q S L PC PN C t ha Zásoba uhlíku v půdě A T Q S L PC PN year old sites

28 Abundance žížal ind m C t ha A T Q S L PN PC Zásoba uhlíku v půdě A T Q S L PC PN year old sites

29 % of soil C in A layer y = x R = C in soil organic matter (tha-1) LF (Oa Oe) A b earhthworm density ind m -2 % of worm cast in soil volume y = x R = y = x R = C in soil organic matter (t ha-1) C in soil organic matter (t ha -1 ) litter input (g m -2 year -1 ) C is soil organic matter (t ha -1 ) tree litter herb litter total litter

30 Půdní fauna krátkodobě urychluje ale dlouhodobě zpomaluje dekomposici - přispívá k akumulaci organické hmoty v půdě respiration [ml CO2 g -1 hour -1 ] litter -50 gut (larva) time [hours] % původní hmotnosti měsíců 8 měsíců 11 měsíců čas exkrementy listy exk. s započtením asimilace

31 In long term decomposition of excremens is slower tnan decomposition of leaf litter % původní original hmotnosti weight měsíců 8 měsíců 11 měsíců čas exkrementy excrement listy litter exk. s excrem započtením assimilation asimilace incl.

32 Fragmentace opadu Fragmentace opadu zvětšuje jeho povrch a rychle zpřístupňuje místa kam by se mikrorganismy dostali až za delší dobu. Ale u některých druhů opadu může fragmentace podpořit uvolnění fenolů a zpomalit dekomposici 8 7 respiration CO 2 µl/min time h Alder litter Alder excrement Alder ground litter Quercus litter Quercus excrement Quercus ground litter

33 Introduction of Bibio fecal pellets in to soil cause smaller increase of soil respiration than litter addition Respiration change (ml CO2 g -1 ) Alder L Oak L Alder Ex Oak Ex Alder GL Oak GL High C Low C F df p Tree species ns Litter vs excrement Soil C content

34 přídavek opadu týdny mg C-CO2/den Písek Jíva Jíl Olše týdny opad drceno žížaly mg C CO2 /den

35 Macrofauna excluded Accessible for macrofauna 40 years 13 years accumulated in soil litter remaining on soil surface respirated & leached

36 % of C lost from microcosm :42, p=0.05 Frouz (2002) Frouz et al (2006) Frouz et al. (2008) Frouz (2008) No fauna Fauna

37 Other aggregates Earthworm created aggregates prismatic spherical Light POM 0.34± ±0.55 Bounded light POM 0.18±0.12* 1.34±0.43*

40 Effect of SOM accumulation on soil water budget 60 % of volume of soil WHC FC WP without fauna with fauna

41 Vltavská kaskáda při maximálním vzdmutí cca 820 mil m 3 Půdní voda v povodí Vltavy (28090 km 2 ) do hloubky 0,5m (25% objemu půdy) cca 3370 mil m 3

42 odvodnění Snižuje vlhkost půdy zvyšuje dostupnost pro techniku zvyšuje teplotu urychluje mineralizaci OH poměr povrchového a podpovrchového odtoku

45 Table 1. Comparison of soil physical and chemical properties in undrained and drained patches near Senotín (Czech Republic). undrained drained T test min max Mean SD N min max Mean SD N p sil moisture % water level depth cm bulk density g cm specific density g cm porosity % water holding capacity % field capacity % stones above 2mm clay <0.01 mm silt mm fine sand mm sand 0.1 mm 2 mm ph Conductivity ms cm P total mg kg P availabe mg kg P watersoluble mg kg Mg available mg kg Cox %

46 Orba

47 Nebezpečí kultivace Ztráta organické hmoty omezení činnosti edafonu ztráta půdní struktury utužení seeling eroze

49 Co můžeme udělat Rotace plodin větší podíl TTP a DTP omezení plochy neporostlé půdy (meziplodiny zelené hnojení větší přísun OH do půdy bezorebné technologie

50 Bezorebné technologie Výnos někdy větší někdy menší Úspora energie Menší erose větší zadržení vody v krajině Sequestrace uhlíku rozvoj půdní bioty horší potlačení plevelů složitější agrotechnika nižší teplota půdy zejména na jaře

51 Země s největší výměrou bezorebných technologií země plodina výměra mil. ha % celkové výměry USA celkem 22,3 20 soja 10,5 45 kukuřice 6,1 19 Brasilie celkem 13,5 21 Argentina celkem 9,5 32 Australie celkem 8,7 - Kanada celkem 4,1 - Paragvay celkem 1,0 52

56 Periodická orba Například i dočasné TP na orné půdě jeteloviny etc.

59 Přísun organické hmoty

Dynamika půdní organické hmoty písčítá půda, Missouri, (1) pšenice (2) pšenice min hnojení; (3) pšenice min hnojení hnůj 12t ha; (4) kukuřice; (5) kukuřice min hnojení hnůj 12t ha;

60 Dynamika půdní organické hmoty písčítá půda, Missouri, (1) pšenice (2) pšenice min hnojení; (3) pšenice min hnojení hnůj 12t ha; (4) kukuřice; (5) kukuřice min hnojení hnůj 12t ha; (6) travina (7) travina min hnojení hnůj 12t ha. G. Buyanovsky and G. Wagner, "Carbon cycling in cultivated land and its global significance." Global Change Biology 4:

61 Shrnutí Organická hmota půdy hraje významnou roli v koloběhu uhlíku ale i v lokálních ekologických procesech akumulace organické hmoty závisí na množství OH vstupujícím do půdy a na jejím zpracování půdními organismy. Technologie, které přinášejí více OH a více spoléhají na činnost půdních organismů mohou akumulovat více OH v půdě

Podobné dokumenty

Obnova ekologických funkcí ekosystémů po těžbě nerostů

Obnova ekologických funkcí ekosystémů po těžbě nerostů J. Frouz Ústav pro životní prostředí PřFUK, Praha Ústav půdní biologie BC AV ČR, České Budějovice, Změny početnosti bezobratlých po odvodnění rašelinných