Půdní reakce ph = - log konc.h +



Podobné dokumenty
Velikostní rozdělení půdních organismů

Organizmy a biogeochemické cykly hlavních prvků (C,N,P) a látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

Organizmy a biogeochemické cykly hlavních prvků (C,N,P) a látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

Dekompozice, cykly látek, toky energií

DEKOMPOZICE, CYKLY LÁTEK, TOKY ENERGIÍ

a) pevná fáze půdy jíl, humusové částice vážou na svém povrchu živiny v podobě iontů

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

Základy pedologie a ochrana půdy

10. Minerální výživa rostlin na extrémních půdách

Stanovení kvality humusu spektrofotometricky

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

Abiotické faktory působící na vegetaci

Agroekologie. Globální a lokální cykly látek. Fotosyntéza Živiny Rhizosféra Mykorhiza

05 Biogeochemické cykly

Chemie životního prostředí III Pedosféra (02) Půdotvorné faktory a procesy

Půdní úrodnost, výživa a hnojení

Fyzická geografie. Mgr. Ondřej Kinc. Podzim

Minerální výživa na extrémních půdách. Půdy silně kyselé, alkalické, zasolené a s vysokou koncentrací těžkých kovů

Organismy a biogeochemické cykly. látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

Voda jako životní prostředí ph a CO 2

Hydrochemie Oxid uhličitý a jeho iontové formy, ph, NK

Hlavní parametry přírodního prostředí ph a Eh

J a n L e š t i n a Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Praha - Ruzyně

Mendělejevova tabulka prvků

Základy pedologie a ochrana půdy

Chemie životního prostředí III Pedosféra (07) Znečištění půd

Jaro 2010 Kateřina Slavíčková

TECHNIKA PRO ZPRACOVÁNÍ ODPADŮ (13)

Biogeochemické cykly vybraných chemických prvků

Ekosystémy. Ekosystém je soubor organismů žijících na určitém

Ochrana půdy. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

Anorganické látky v buňkách - seminář. Petr Tůma některé slidy převzaty od V. Kvasnicové

Chemie životního prostředí III Hydrosféra (03) Sedimenty

Obsah 5. Obsah. Úvod... 9

Cykly živin v terestrických

ROZDĚLENÍ A POŽADAVKY NA KATEGORIE FUNKCE VÝROBKU, KATEGORIE SLOŽKOVÝCH MATERIÁLŮ. Jana Meitská Sekce zemědělských vstupů ÚKZÚZ Brno

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

Pedologie. Půda je přírodní bohatství. Zákony na ochranu půdního fondu

Nabídka mapových a datových produktů Limity využití

Oligobiogenní prvky bývají běžnou součástí organismů, ale v těle jich již podstatně méně (do 1%) než prvků makrobiogenních.

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

Chemie životního prostředí III Pedosféra (03) Půdotvorné procesy - zvětrávání

Suchozemské (terestrické) ekosystémy C cyklus

Environmentální geomorfologie

Vliv kompostu na kvalitu půdy

Úprava podzemních vod

Pozor na chybné definice!

Biochemie, Makroživiny. Chemie, 1.KŠPA

Pedogeochemie. Sorpce fosforečnanů FOSFOR V PŮDĚ. 11. přednáška. Formy P v půdě v závislosti na ph. Koloběh P v půdě Přeměny P v půdě.

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

Půda - 4 složky: minerálníčástice organickéčástice voda vzduch

Modul 02 Přírodovědné předměty

Podmínky působící na organismy: abiotické - vlivy neživé části prostředí na organismus biotické - vlivy ostatních živých organismů na život jedince, m

2.2. Základní biogeochemické pochody. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

Pedogeochemie. Zdroje prvků v půdě UHLÍK V PŮDĚ. Globální bilance C. 10. přednáška. Procesy ovlivňující obsahy prvků v půdě

Kyslík. Kyslík. Rybářství 3. Kyslík. Kyslík. Koloběh kyslíku Chemismus vodního prostředí. Výskyty jednotlivých prvků a jejich koloběhy

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název projektu: Investice do vzdělání - příslib do budoucnosti

BIOLOGICKÁ ÚPRAVA ZEMĚDĚLSKÝCH ODPADŮ A STATKOVÝCH HNOJIV

Co je to ekosystém? Ekosystém. Fungování Hranice Autoregulační mechanismy Stabilizační mechanismy Biogeocenóza. Otevřený systém.

Co je to ekosystém? Ekosystém. Fungování Hranice Autoregulační mechanismy Stabilizační mechanismy Biogeocenóza. Otevřený systém.

Půda. biosféra. atmosféra PEDOSFÉRA. hydrosféra. litosféra

Voda jako životní prostředí rozpuštěné látky : sloučeniny dusíku

Biogeochemické cykly biogenních prvků

N N N* Cyklus a transformace N. Dvě formy: N 2 a N* Mikrobiální ekologie vody. Cyklus uhlíku a dusíku - rozdíly

Biologie 31 Příjem a výdej, minerální výživa, způsob výživy, vodní režim

Chemie životního prostředí III Pedosféra (04) Půdotvorné procesy - huminifikace


Negativní vliv faktorů bezprostředněse podílejících se na množství a kvalitu dodávané organické hmoty do půdy

1. Ekologie zabývající se studiem jednotlivých druhů se nazývá: a) synekologie b) autekologie c) demekologie

Pedogeochemie VÁPNÍK V PŮDĚ. Vápník v půdě HOŘČÍK V PŮDĚ. 12. přednáška. Koloběh a přeměny vápníku v půdě

CHEMIE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ I. (06) Biogeochemické cykly

Mineralogie důlních odpadů a strategie remediace

Jak funguje zdravá krajina? Prof. RNDr. Hana Čížková, CSc.

Oceněné rostlinné hnojivo!

Biologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy

Transport živin do rostliny. Radiální a xylémový transport. Mimokořenová výživa rostlin.

Prvek Značka Z - protonové číslo Elektronegativita Dusík N 7 3,0 Fosfor P 15 2,2 Arsen As 33 2,1 Antimon Sb 51 2,0 Bismut Bi 83 2,0

STARÉ ZÁTĚŽE. ÚKZÚZ sleduje hladiny obsahů hladiny obsahů (nikoli hladiny kontaminace) RP a látek v zemědělských půdách

Teorie kyselin a zásad poznámky 5.A GVN

Základy pedologie a ochrana půdy

SYSTÉMY BIOLOGICKÉHO ODSTRAŇOVÁNÍ NUTRIENTŮ

STANOVENÍ OBSAHŮ PŘÍSTUPNÝCH MIKROELEMENTŮ V PŮDÁCH BMP. Šárka Poláková

Koloběh látek v přírodě - koloběh dusíku

DOKONČENÍ PŘÍJEM ŽIVIN

Nadaní žáci Pracovní sešit

Martin Hynouš gsm:

Technologie pro úpravu bazénové vody

Každý ekosystém se skládá ze čtyř tzv. funkčních složek: biotopu, producentů, konzumentů a dekompozitorů:

EU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/

SOLI. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Organické látky. Organická geochemie a rozpuštěný organický uhlík

Denitrifikace odpadních vod s vysokou koncentrací dusičnanů

Úprava podzemních vod ODKYSELOVÁNÍ

FOTOSYNTÉZA Správná odpověď:

Půdotvorní činitelé. Matečná hornina Klima Reliéf Organismy. Čas

Typy chemických reakcí

Transkript:

Půdní reakce ph = - log konc.h + řízeno: matečnou horninou stupněm zvětrávání a vyplavování činností člověka ph výměnné (ph KCl ) ph aktivní (ph H2O ) zásadité půdy - obvykle obsahují CaCO 3 a NaCO 3, výměnná kapacita saturována Ca 2+, Mg 2+, Na +, K + kyselé půdy -výměnná kapacita saturována H +, Al 3+

Hlavní zdroje kyselosti půd aktivní kyselost způsobená H + a Al 3+ v půdním roztoku výměnná kyselost způsobená vytěsněním výměnných H + a Al 3+ do půdního roztoku reziduání kyselost způsobená H + a Al 3+ na nevýměnných pozicích (nelze ji stanovit v rámci výměnné acidity, ale je ji možno neutralizovat vápencem) Při acidifikaci půd - vedle H + -významnárole i Al 3+ H 2 O H + H 2 O H + H 2 O H + Al 3+ AlOH 2+ Al(OH) 2 + Al(OH) 3 0 H 2 O H + H 2 O H + H 2 O H + 5,0 5,1 6,7

Vnitřek kořene Půdní roztok NH 4 + H + Ca 2+ 2 H + Příjem kationtů balancován uvolňováním H + - okyselování půdy Ca 2+ SO 4 2- Příjem kationtů balancován příjmem aniontů- nemávliv na ph NO 3 - HCO 3 - Příjem aniontů balancován výdejem bikarbonátových intů- alkalizující effekt

Skutečné ph - závisí na rovnováze mezi produkcí a spotřebou H iontů: Okyselující procesy (produkce H + ) tvorba k. uhličité disociace organických kyselin (RCOOH RCOO - + H + ) oxidace N,S a Fe sloučenin atmosférická depozice H 2 SO 4 a HNO 3 spotřeba kationtů rostlinami akumulace kyselé OH (fulvokyseliny) srážení kationtů v uhličitanech, Alkalizující procesy (spotřeba H + ) vstup karbonátů a bikarbonátů protonace kationtů (RCOO - + H + RCOOH) redukce N,S a Fe sloučenin atmosférická depozice Ca a Mg spotřeba aniontů rostlinami specifická adsorpce aniontů (hlavně SO 2-4 ) zvětrávání a uvolňování kationtů z hornin a hydroxidech a křemičitanech

Vztah mezi výměnnou a aktivní kyselostí Pufrační schopnost půd Schopnost půdy udržet si ph i když se do půdního roztoku uvolňují anionty nebo kationy čím větší CEC tím větší pufrační schopnost Význam: zaručuje stabilitu půdního prostředí ovlivňuje množství živin, které se musí do půdy přidat

ph x rostliny a organismy 1. Mění se dostupnost živin a toxicita prvků: Kyselé půdy: nízká dostupnost C,N,P.K,N a S, Mo, B zvýšená dostupnost Fe, Mn, Zn, Cu, Co (mikronutrientů) Alkalické půdy Mo a makronutrienty - dostupné, ale nízká dostupnost Fe, Mn, Zn, Cu a Co, také P a B Dostupnost P

2. Mění se enzymová aktivita a na prostupnost membrán 3. změna potravní nabídky pro půdní živočichy. 4. Změna rozpustnosti organické hmoty aktinomycety 10 tolerance ke zvyšující se alkalinitě většina bakterií většina hub 7 ph půdy bakterie oxidující S tolerance ke zvyšující se aciditě (Thiobacillus) 2

aerobní půdy ph není příliš ovlivněno oxidačně redukčními procesy respirace (H + = e - ) anaerobní půdy H + e -, vodíkové ionty, které vznikají v přebytku reagují s přítomnými látkami, ubývají ze systému a roste ph Okyselování půd činností člověka - hnojení dusíkem (síran amonný, fosforečnan amonný - organickými hnojivy (splaškové vody, hnůj) - kyselé depozice z atmosféry - drenážování pobřežních mokřadů - vykopání materiálů obsahujících pyrit Zvyšování ph činností člověka -vápnění - zaorávání posklizňových zbytků a mulčování

Hrubá primární produkce (HPP ) - respirace autotrofů (temnostní resp., kořeny) čistá primární produkce (NPP) - respirace heterotrofních organismů Nadzemní produkce: nadzemní části rostlin, mechy, řasy, lišejníky, Podzemní produkce: kořeny rostlin a rhizodeponie čistá produkce ekosystému (NEP) živá a mrtvá biomasa rostlin, živočichů a půdní org. hmota vytvořená za časovou jednotku Půdní organická hmota: celosvět. zásoba = 1,5 x 10 18 g C 2-3 x více než v nadzemní biomase rostlin závisí na : NEP (NPP) abiotických faktorech (hlavně vlhkost a teplota) ekosystém produkce kořenů (% NPP) lesy mírného pásu 13-46 louka mírného pásu 50-75 step 50 polopoušť 12 zemědělské půdy: kukuřice, soja 25 produkce rhizodeponií: 1-30% HPP

Odhad NPP, ročního množství opadu a obsahu org. hmoty v půdě ekosystém čitá primární produkce gc m -2 rok -1 roční opad gc m -2 rok -1 obsah org. hmoty v půdě (gc m -2 ) dešťový prales 1035 833 8000 les mírného pásu 630 383 12000 louka mírného pásu 540 405 30000 polopoušť tundra (lyšejníky, bylin.p.) poušť 68 56 8000 39 37 6500 14 6,8 2500 zemědělská půda 563 135 8000

půdní organická hmota (SOM soil organic mater) nezměněná rostlinný opad -nově do půdy vstupující nebo nezměněné komponenty starších zbytků, měřitelný jako lehká frakce půdní SOM,í 5-15% SOM -cytoplasmatické látky -strukturní rostlinné látky (primární a sekundární buněčné stěny) příčiny špatné rozložitelnosti strukturních látek: -nesnadná přístupnost krystalických částí celulózových a chitinových vláken -vysoký stupeň polymerace -stupeň hydratace polymerů, - propojení dvou a více různých polymerů (celulóza, hemicelulózy, pectin, lignin) v buněčných stěnách -fyzikální bariéra tvořená vosky (kutin, suberin), hydrofóbní vlastnosti -bakteriostatické vlastnosti některých rostlinných látek (hlavně komponenty ligninu, dále terpeny, alkaloidy, taniny)

kořeny rostlin 15-35% primární produkce (i 50% na loukách) v porovnání s nadzemními částmi rostlin obsahují větší podíl ligninu, vosků a suberinu kořenové exudáty 1-30 % primární produkce 50-90 % nerozpustný materiál (polysacharidy hlavně hemicelulózy, pektin), zbytek jsou organické kyseliny, aminokyseliny a cukry přeměněná organická hmota odumřelí živočichové a zbytky živočichů, vpůdách dlouhodobě přetrvávají chitinové schránky

mikroorganismy a produkty jejich rozkladu - tvoří 2-4% SOM, - cytoplasmatické látky - buněčné stěny u bakterií tvoří cca 15% sušiny, u mikromycetů více -produkty metabolismu meziprodukty rozkladu slizy jejich tvorba ovlivněna: limitací P a N - zvyšuje se aerací půdy zvyšuje se po aeraci a v anaerob. podmínkách teplotou a vlhkostí zvyšuje se při nízkých teplotách a při snižování půdní vlhkosti humusové látky huminy, huminové kyseliny a fulvokyseliny většinou vysokomolekulární látky, o jejich vzniku se příliš neví, složité, nejednotné složení, komplexace s jílovými minerály a kationty

extrakce NaOH nebo Na 4 P 2 O 5 humin. extrakce silnou kyselinou sraženina = huminové kyseliny vroztoku = fulvokyseliny podíl jednotlivých extrahovaných komponent se mění s půdním typem Fulvokyseliny jsou nízkomolekulární látky (m.v. 1000 30 000). Jsou složeny z aromatických jader s velkým množstvím postranních řetězců. Huminové kyseliny mají vyšší molekulovou hmotnost než fulvokyseliny (10 000-100 000). Jsou složeny z aromatických jader, dusíkuv cyklické formě a peptidických řetězcích. Jsou tvořeny polykondenzací

Rostlinný materiál Snadno rozložitelný C Pomalu rozložitelný C Nesnadno rozložitelný C CO 2 CO 2 Aktivní půdní organická hmota (OH) Mikrobní biomasa CO 2 CO 2 Rostlinné a mikrobiální metabolity Pasivní půdní OH (humus) Stabilní a fyzikálně chráněný C CO 2 CO 2 Pomalu se rozkládající C

Podíl organické hmoty v půdě a její složení 3 Minerální podíl - 94% 6 Organická hmota 2 Mrtvá organická hmota - 84% 9 7 kořeny organismy 1 Bakterie včetně aktinomycet 3 45% 25% 14% 5 4 fungi houby 0% 20% 40% 60% 80% 100% mikrofauna mezofauna makrofauna megafauna Zodpovídají za transformaci více než 95% veškeré organické hmoty v půdě

Přenos energie z primárních producentů do heterotrofních organismů v dekompozičním potravním řetězci. Bacteria Fungi Microfauna Microflora Mezofauna Macrofauna 200 μm 2 mm 20 mm Nematoda Protozoa Acar Collembola Enchytraeidae Isoptera Isopoda Amphipoda Diplopoda Megadrili Coleoptera Mollusca 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 2 4 8 16 32 64 μm mm Všichni heterotrofové nezávisle na velikosti či objemu se podílejí na spotřebě organické hmoty a živin v ní vázaných. Část spotřebovaného materiálu využívají ke stavbě svého těla a část je spotřebována (spálena) v katabolických procesech a přeměněna na oxid uhličitý

Závislost akumulace org. hmoty na teplotě a vlhkosti A = primární produkce B1 = rychlost dekompozice v aerobních podmínkách B2 = rychlost dekompozice v anaerobních podmínkách

Dusík v organické hmotě klimatická celkový N formy N (% celkového N) zóna (%) N * NH3** aminokyseliny aminocukry hydrolyzovatelný N arktická 0,02-0,16 13,9 32 33,1 4,5 16,5 mírný pás 0,02-1,06 13,5 27,5 35,9 5,3 17,8 subtropická 0,03-0,3 15,8 18 41,7 7,4 17,1 tropická 0,02-0,16 11,1 24 40,7 6,7 17,6 * N nerozpustný v kyselinách ** NH3 po hydrolýze, zahrnuje NH3 vázaný v jílových minerálech a z hydrolyzovaných kovalentních vazeb

N assimilation and mineralisation occur simultaneously. Whether mineralisation or immobilisation prevails during decomposition depends on C/N ratio of decomposed material Decomposed material, C/N = 50 100 g C & 2 g N NO 3- NH 4 + N 2 CO 2 40 g Yield = 60% Produced microbial cell, C/N = 4-15 60 g C & 15-3.6 g N N mineralization can never be eliminated in healthy soil. But mineralized N can be used by plants, other microorganisms or bind on clay.

Soil profile description 5 cm bulk density (g cm-3) moisture (%H2O) ph (H2O) 20 cm Soil depth 100 cm 0 1 2 0 40 80 4 6 8 Change of measured parameters with depth of soil profile (mean, median, 10th, 25th, 75th, 90th percentiles, n=36)

Microbial respiration and counts of bacteria in soil profile respiration rate (μg C g -1 h -1 ) bacteria (DC*10 9 g -1 ) 5 cm 20 cm Soil depth 100 cm 0 40 0 1 40 80 100 95% of respiration activity is concentrated in upper 20 cm respiration decreased with depth faster than bacterial counts

Velikostní rozdělení půdních organismů vychází z toho, že organismy podobné velikostí mají: podobnou generační dobu osídlují volné prostory podobné velikosti využívají podobnou velikostní škálu potravy s podobnou účinností (přímý podíl na toku energie může být důležitý pouze tam, kde organismus a zdroj potravy jsou podobné velikosti) Bacteria Fungi Nematoda Microfauna Microflora Protozoa Mezofauna Macrofauna 200 μm 2 mm 20 mm Acar Collembola Enchytraeidae Isoptera Isopoda Diplopoda Megadrili Amphipoda Coleoptera Mollusca 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 2 4 8 16 32 64 μm mm

Mikrotrofní společenstva Mezotrofní společenstva Makrotrofní společenstva - vodní film na povrchu OH a pórů, povrch kořenů - hlavní zdroj potravy: mikroorganismy - generační doba: dny až týdny - velikost: od 10-7 do 10-15 g 1. článek potravního řetězce - vzdušné prostory mezi a uvnitř OH a uvnitř pórů - hlavní zdroj potravy: houby, mikrofauna - generační doba: měsíce - velikost: od 10-2 do 10-7 g nedochází k mechanickému rozrušování profilu rozvoj založen na využití velkého množství zdrojů houbami - pohyb v půdním profilu - hlavní zdroj potravy: OH, mezofauna - generační doba: rok a více - velikost: řádově gramy mechanické rozrušování profilu a OH

Zásadité půdy