AGROEKOLOGIE - část PEDOLOGIE Prof. Ing. Josef Kozák, DrSc. Katedra pedologie a geologie FAPPZ
INICIÁLNÍ STATI O PŮDĚ
DEFINICE PŮDY Půda = povrchová vrstva souše, vyvíjející se v důsledku působení půdotvorných faktorů a podmínek. Je schopna zajišťovat ţivotní podmínky organismům v ní a na ní ţijícím.
Systémový pohled (nejširší definice) Půda = komplexní, polyfunkční, otevřený, polyfázový strukturní systém, tvořící povrchovou část lithosféry
Půda vertikálně a horizontálně strukturované přírodní tělo součást systému geosféra-biosféra přírodní zdroj, hospodářsky vyuţitelný
PEDOLOGIE JAKO VĚDA Výchozí filozofie oboru Setrvalý rozvoj: zemědělství bez degradace a znečištění půdy a vody moderní zemědělské systémy produkující zdravé a levné produkty adaptace zemědělské výroby k nepříznivým vlivům přírodních a lidských faktorů zemědělství s nízkými vstupy ochrana krajiny, mimoprodukční funkce půdy
Půda vzniká jako důsledek působení: půdotvorných substrátů klimatu ţivé hmoty vody člověka reliéfu území doby trvání půdotvorného procesu
ČERNOZEM
PODZOL
ANTROZEM Výsypka Matyáš - západ
Pedon (řecky) = země Pedosféra = kůţe Země, přes kterou probíhá soustavně výměna látek a energie mezi ostatními sférami Půda jako geomembrána tuto výměnu reguluje (propouštění, odraz, akumulace, přeměny )
Pedosféra v systému biosfér a geosfér Pedosféra Terestrická biosféra Atmosféra Litosféra Hydrosféra
MEZINÁRODNÍ UNIE VĚD O PŮDĚ I.U.S.S. (International Union of Soil Sciences) Komise: 1. Půdní fyzika 2. Půdní chemie 3. Půdní biologie 4. Ţiviny v půdě 5. Půdní geneze, klasifikace, kartografie 6. Půdní technologie 7. Mineralogie půd 8. Půda a ţivotní prostředí + celá řada subkomisí a pracovních skupin
VÝZNAM PŮDY Fixace rostlin Výţiva rostlin Skladování ţivin (N, P, K..) Skladování a distribuce vody Produkce CO 2 (dýchání organismů) Transformace sluneční energie Detoxikace xenobiotických látek
Obsah Orná půda (%) Trv. travní por. (%) ţivin P K Mg P K Mg Velmi nízký 2.2 0.9 0.7 22.5 4.9 0.7 Nízký 10.4 7.8 6.3 18.2 17.6 4.5 Střední 39.3 29.2 28.2 15.7 23.9 19.4 Dostatečný 14.2 36.2 33.8 10.3 21.6 23.2 Vysoký 34.0 25.8 31.0 33.2 32.0 44.4
ROZDĚLENÍ PŮDNÍHO FONDU SITUACE NA ZEMI ZEMĚ. 51,01.10 9 ha.. 1/1 100 % OCEÁNY. 36,13.10 9 ha... 2/3 70,8 % SOUŠE. 14,88.10 9 ha....1/3 29,2 % Souše 14,9.10 9 ha 100 % Orná půda... 1,5.10 9 ha 10 %
Obyvatel na zemi 6.10 9 (dnes) 1,5 : 6 = 0,25 ha /obyvatele Předpoklad v roce 2050 12.10 9 obyvatel 1,5 : 12 = 0,125 ha / obyvatele Perspektiva vývoje zemědělské půdy na světě: vyčerpání zásob
Výměra zemědělské půdy na 1 obyvatele ČR 0,42 ha Orné půdy 0,31 ha
Využití půdního pokryvu (Zdroj: MZe) Vyuţití Rozloha % celkové % (km 2 ) plochy zeměděl. půdy Orná půda 31 006 39,32 72,37 Trvalé travní porosty 9 473 12,01 22,11 Chmelmice 113 0,14 0,26 Vinice 155 0,20 0,36 Zahrady a sady 2 096 2,66 4,89 Celkem zemědělské půdy 42 843 54,33 100,00 Lesy 26 338 33,40 Vodní plochy 1 590 2,02 Stavby a komunikace 1 301 1,65 Ostatní území 6 788 8,61 Celková rozloha 78 860 100,00 Úbytek z.p. v letech 1990-1995: 154 km 2 0,36 %
Hodnocení produktivity půdy produkční kategorie zemědělských oblastí Kritéria: Kvalita půdy Obyvatelstvo a nezaměstnanost Průmyslová výroba Chráněné oblasti Těžební činnosti atd.
Produkční kategorie zemědělské půdy v ČR (Zdroj: MZe) Zemědělské produkční oblasti Rozloha (km 2 ) % celkové zemědělské půdy Oblasti s nejvyšší produktivitou 14 397 33,64 Oblasti s vysokou produktivitou 7 286 17,02 Příznivé oblasti celkem 21 683 50,66 LFA horské oblasti 4 815 11,25 LFA ostatní oblasti 14 578 34,06 LFA oblasti se specif. omezeními 1 507 3,52 Méně příznivé oblasti (LFA) celkem 20 900 48,83
Druhové složení lesů v ČR (% celkové rozlohy lesů) Druh stávající přirozený smrk 54,3 11,2 borovice 17,5 3,4 modřín 3,4 0,0 jedle 0,9 19,8 ostatní jehličnany 1,1 0,3 Jehličnany celkem 77,2 34,7 dub 6,1 19,3 buk 5,6 40,1 bříza 3,0 0,8 olše 1,3 0,6 habr 1,2 1,5 jasan 1,0 0,6 lípa 0,9 0,8 javor 0,7 0,7 statní listnaté 1,5 0,2 Celkem listnaté 21,3 65,0
ÚRODNOST PŮDY = schopnost poskytovat nutné ţivotní podmínky pro rostliny i edafon uchycení rostlin zásobení ţivinami zásobení vodou zásobení vzduchem
Meliorace území ČR Odvodnění: 10 844 km 2 (25,3 % zemědělské půdy) Některá odvodněná území jsou zanedbaná Závlaha: 1 554 km 2 (3,6 % zemědělské půdy) Většina velkoplošných závlahových systémů je mimo provoz
Úrodnost je dána souborem fyzikálních, fyzikálně chemických, chemických a biologických vlastností půdy Úrodnost potenciální (přirozená) je určována genetickým vývojem - jedné se o potenci půdy poskytovat úrodu bez zásahu člověka Úrodnost efektivní je skutečná úrodnost po zásahu člověka - obvykle je vyšší můţe být i niţší Úrodnost umělá - u antropogenních půd Např. : Závlaha zvýšení úrodnosti Nadměrná závlaha sníţení Odvodnění (přerušení) sníţení
Produkční schopnost - je dána schopností půdy poskytovat výnosy určité plodiny Primitivní půdy - bez souvislého krytu malý zemědělský význam Zemědělské půdy - zemědělské kultury Lesní půdy - lesní porosty
Konkurence mezi zemědělstvím a lesnictvím na jedné straně a ochranou podzemních i povrchových vod a biodiversitou na straně druhé
HLAVNÍ PŘÍČINY ZTRÁT PŮDY ČI JEJÍ KVALITY a) Nezemědělské vyuţití rozšiřování měst a vesnic výstavba silnic a ţeleznic rozšiřování těţby průmyslová výstavba rekreační výstavba Mapa osídlení (10 tis. let před n. l.)
Zábor půdy ( sealing ) sídlišti a dopravní sítí
Nezemědělské vyuţití Těţní jáma Rozšiřování měst a vesnic Výstavba silnic a ţeleznic Rozšiřování těţby
b) Nevhodné zemědělské vyuţívání Orná půda Pokles výnosů v důsledku degradace Pastvina
b) Nevhodné zemědělské vyuţívání Pastvina Degradace Půda porostlá keři
b) Nevhodné zemědělské vyuţívání Půda porostlá keři Degradace Půda bez porostu
c) Zasolování Výpar Akumulace solí Vzlínání vody + solí Velmi teplé klima Hladina podzemní vody Méně propustné půdy
Důsledek intenzivního zemědělství zasolování původně sladkovodního jezera
Příklad lokálního zasolení
Příklad lokálního zasolení
d) Fyzikální a biologické změny opakované pojezdy těţkých zařízení utuţení v okolí napajedel na pastvinách obtíţná náprava! sníţení obsahu humusu sníţení obsahu ţivin e) Větrná eroze jedna z hlavních příčin desertifikace (půdy bez vegetačního krytu, přílišné spásání )
Důsledek dlouhodobého působení větrné eroze
Přímé ohroţení: 22,4 % území Afriky na sever od rovníku 35,3 % území Blízkého východu projevuje se písečnými a prachovými bouřemi Písečná bouře
f) Vodní eroze Příčiny: nevhodné obhospodařování na příkrých svazích účinek silných dešťů toky rozvodněných řek
Vznik erozní rýhy
Důsledky vodní eroze
Protierozní uspořádání pozemků
g) Acidifikace patrná zejména v půdách na kyselých substrátech důsledek zvýšené produkce kyselých sloučenin průmyslem, zemědělstvím nebo sídlišti vliv monokultur jehličnatých lesů Např. Skandinavie v průběhu minulých 30 let ph ovlivňovalo nejen svrchní, ale i vnitřní horizonty
koncentrace SO2
Důsledky acidifikace: toxická mnoţství Al 3+ zvýšená rozpustnost toxických prvků zhoršený příjem ţivin zhoršení fyzikálních vlastností h) Kontaminace půd škodlivými sloučeninami těţké kovy rezidua pesticidů tekuté výkaly ze zemědělské výroby ostatní organické a anorganické toxické materiály
Zastoupení půd podle vhodnosti pro zemědělské vyuţití
Příklad mokřadu
Půdní zdroje Evropy
Hlavní hrozby pro půdu - eroze - kontaminace - ztráta organické hmoty - ztráta biodiverzity - utužení a zhoršení fyzikálních vlastností - zasolení - záplavy a sesuvy půdy - zakrytí povrchu (sealing)
Expanze zastavěného území (blokování vodních a geochemických cyklů)
PŮDNÍ ORGANICKÁ HMOTA, CYKLUS UHLÍKU
Reprezentativní složení rostlinné biomasy
Změny v různých frakcích půdní organické hmoty ve svrchních 25 cm po kultivaci panenské půdy
fotosyntéza atmosféra respirace kořeny půda rychlé uvolnění pomalá mineralizace příjem rostlinami Půdní organická Hmota a mikrobní biomasa Cyklus půdního uhlíku mikrobiální respirace
Uhlík v rostlinách Mikrobní biomasa Stabilní C půdy Pomalý C půdy Koncept zásobáren půdního C
Zjednodušená představa celkového cyklu uhlíku se zdůrazněním těch složek, které interagují s atmosférou. čísla u složek = množství akumulovaného uhlíku [ x 10 15 g] čísla u šipek = tok uhlíku [ x 10 15 g/rok]
Zásoba půdního uhlíku C vstup >> Rozklad C vstup = Rozklad C vstup << Rozklad C vstup > Rozklad Akumulace C během tvorby půdy Přeměna na ornou půdu Zavedení opatření k sekvestraci C Čas (měřítko není proporcionální) Vytváření zásob půdního C
relativní rychlost maximum produktivita rozklad maximální SOC zásoba chladné teplota horké Vliv klimatu na tvorbu zásob půdního C
relativní rychlost maximum produktivita rozklad maximální SOC zásoba suché půdní vlhkost vlhké Vliv klimatu na tvorbu zásob půdního C
Rovnice popisující rovnovážný stav mezi tvorbou (vstupy) půdního C a mezi únikem (emise) dc s / dt = Ic - kc s C s = zásoba půdního C Ic = rychlost dodání C z opadu a rostlinných zbytků k = rychlostní konstanta mineralizace půdního C
Rovnováha mezi produkcí rostlinné biomasy a její biologickou oxidací, vliv teploty - aerobní podmínky
Rovnováha mezi produkcí rostlinné biomasy a její biologickou oxidací, vliv teploty - anaerobní podmínky
Biosféra 2 obří ekologická laboratoř - vnitřek
Biosféra 2 obří ekologická laboratoř pohled z vnějšku
Relativní příspěvek různých plynů ke globálnímu skleníkovému efektu
Globální oteplení zvyšované produkcí metanu ze zamokřených půd
REŢIM PŮDNÍ ORGANICKÉ HMOTY
PŮDNÍ ORGANICKÁ HMOTA - soubor všech neživých látek, nacházejících se na povrchu půdy či v ní Relativně malý obsah, velký význam
OBSAH ORGANICKÉHO C Půdní org. hmota zdroj Atmosférický C (CO 2 ) Biomasa souše Obsah C (t) 30.10 11 7.10 11 4.8.10 11 Výzkum sloţitý - neustálé reakce mezi organickými látkami samotnými a mezi nimi a půdním minerálním podílem
Tropický prales Savana Travní porost Listnatý les Jehličnatý les Tundra Uhlík v organické hmotě Obsahy C v různých ekosystémech 250 200 150 100 50 0 228 26 27 109 84 9 1 Pg (petagram) = 10 15 g -50-100 -150-200 185 130 149 104 182 192 Nadzemní biomasa Půda
Hydrologický cyklus Vztah s vodou v půdě
Relativní příspěvek různých plynů ke globálnímu skleníkovému efektu
Globální oteplení zvyšované produkcí metanu ze zamokřených půd
Oceány Ostatní voda Ostatní voda Jezera Půdní voda Led Podzemní voda Atmosféra Řeky Zdroje vody na Zemi
Pohyb mraků Led jezero mělká podzemní voda hluboká jezero Průnik solí odtok Oceány Hydrologický cyklus, na němž závisí veškerý život
Malé mokřady v terénních depresích
Hloubka půdy (cm) Horizontální pozice, cm Vertikální a horizontální rozdělení vody v důsledku intercepce
Speciální brázdy a kanály pro zadržování zimní vody
Půda je značně propustná v důsledku výskytu otvorů po žížalách
kumulativní infiltrace (mm) Před čištěním Tradiční způsob (ruční) čištění Země čištěná buldozerem čas (min) Vliv techniky čištění povrchu půdy pralesa na kumulativní infiltraci
ulehlá půda, nestabilní struktura ulehlá půda, nestabilní struktura Vliv struktury půdy a vegetačního krytu na rozdělení srážek mezi infiltraci a povrchový odtok
dobrá a stabilní struktura dobrá a stabilní struktura Vliv struktury půdy a vegetačního krytu na rozdělení srážek mezi infiltraci a povrchový odtok
Atmosféra (-20 000kPa) Transpirace 15-35% Povrch listů (-500kPa) Srážky a závlahová voda Evapotranspirace z povrchu půdy Ztráta půdních listů Adsorpce kořeny půda kořeny Srážky zachycené rostlinami a odpařené odtok Koloběh vody v systému půda rostlina - atmosféra Kapilární zdvih 0-10% Drenáž 10-30%
Ztráta vody Perkolace Evapotranspirace Písčito hlinitá Humidní oblast Semihumidní oblast Hlinitá Aridní oblast Aridní oblast, s vod. závlahou
Retenční schopnost půdy 1 ha 10.000 m 2 hloubka ~0,7 m 7.000 m 3 pórovitost ~50 % 3.500 m 3 kapilární pórovitost ~50 % ~1.700 m 3
VODNÍ REŢIM = souhrn všech jevů vnikání vody do půdy, jejího pohybu a zadrţování v půdě a unikání z půdy
Bilanční rovnice vody v půdě : Z Z S P PV P PZ K = E T O PV O PZ Z K Z Z = zásoba vody v půdě na počátku bilančního období S = úhrn sráţek P PV = povrchový přítok P PZ = podzemní přítok K = kondenzace E = evaporace T = transpirace O PV = povrchový odtok O PZ = podzemní odtok Z K = zásoba vody na konci bilančního období
Podle Rodeho upravil Glet klasifikaci půdních vodních reţimů : (hydrologická klasifikace) PROMYVNÝ : KZ > 1, evaporace po celý rok menší neţ infiltrace PERIODICKY PROMYVNÝ : KZ = 1 (KZ 1) NEPROMYVNÝ : KZ 1 VÝPARNÝ : KZ 1 BAŢINNÝ ZÁVLAHOVÝ (KZ 1) KZ = koeficient zavlaţení = S/V (= sráţky/výpar)
VLHKOSTNÍ PROFILY
VODA V PŮDĚ Půdní voda = veškerá voda vyskytující se trvale nebo dočasně v půdním profilu (kapalná, pevná, plynná fáze) má vztah k půdotvorným procesům a k vegetaci hybná síla všech pochodů podmínka vzniku půdy a života v ní
Bilance vody v půdě Vstupy (zdroje) srážky, kondenzace podzemní voda závlahy (voda z odumřelých kořenů a mikroorganismů) Výstupy povrchový a podzemní odtok evaporace transpirace
VZDUCH V PŮDĚ = plynná fáze půdy Význam (a faktory jeho složení): dýchání organismů výměna plynů mezi půdou a atmosférou průběh reakcí v půdě Formy: volně pohyblivý vázaný na pevnou či kapalnou fázi
Složení půdního vzduchu velmi proměnlivé ve srovnání s atmosférickým vzduchem: méně O 2 (10-20 % obj., ale i pouhé stopy) více CO 2 (0,1-5 %, ale i 10, extrémně až 50 %) podobný obsah Ar a dalších inertních plynů (0,9 %) obsah N 2 v závislosti na obsahu O 2 a CO 2 vodní pára za anoxických podmínek: vysoká koncentrace CO 2 a CH 4 nízký obsah N 2 (až 30-40 %) přítomny další plyny: H 2 S, N 2 O, C 2 H 4, H 2
Existuje celá řada definic Humus : a) synonymum s půdní organickou hmotou b) odumřelé organické látky v různém stupni rozkladu a re-syntézy, jejichţ část je vázána na minerální podíl
1. HUMUSOTVORNÝ MATERIÁL (odumřelé zbytky rostlin, živočichů a mikroorganismů, bez transformací) 2. NEHUMUSOVÉ LÁTKY (meziprodukty rozkladu a syntézy, se stanovitelnými chemickými charakteristikami) 3. HUMUSOVÉ LÁTKY (konečné produkty humifikačních pochodů) 2 + 3 = Humus veškerý 3 = Humus vlastní
Změny v chemickém složení v průběhu přeměn (% sušiny) Materiál C O H N Celuloza 44 49 6,2 0,0 Rostliny 47 44 6,8 1,6 Dubové dřevo 50 42 6,0 1,3 Humínové kyseliny 57,6 32,5 5,1 4,8 Rašelina černá 62 30 5,2 2,1 Hnědé uhlí 69 24 5,6 0,9 Černé uhlí 83 10,5 5,1 1,2 Antracit 96 1,6 1,6 0,8 Grafit 99,9 0,0 0,1 0,0 Se stoupající hloubkou přeměn se zvyšuje obsah C a sniţuje obsah O
Poměr C: N: čerstvá org. hmota 100-80 : 1 zhumifikovaná org. hmota cca 10 : 1 PRŮBĚH PŘEMĚN ORGANICKÉ HMOTY V PŮDĚ DEGRADACE výchozího materiálu, částečná mineralizace - tvorba monomerů KONDENSACE produktů rozkladu a resyntézy POLYMERACE vytvořených kondensátů či přímo monomerů
ZDROJE HUMUSOTVORNÉHO MATERIÁLU (především rostlinné zbytky) Slouží jako: - zdroj výţivy pro půdní mikroorganismy - primární materiál pro produkci specifických i nespecifických humusových látek
Obsah rostlinných zbytků po hlavních plodinách Plodina Suchá hmota rostlinných zbytků (t/ha) Vojtěška 8,2 Jetel luční 5,2 Pšenice ozimá 3,1 Ječmen jarní 2,48 Brambory 0,91 Cukrovka 0,9
Rychlost rozkladu - závisí na chem. sloţení Bílkoviny Celulosa Lignin Lipidy Třísloviny snazší rozklad pomalejší rozklad
MINERALIZACE = rozklad na výchozí anorganické složky - podílejí se především aerobionti obligátní Uvolňuje se CO 2, H 2 O, N 2, S. probíhá: amonizace tvorba NH 3 nitrifikace NH 3 HNO 2 HNO 3
ULMIFIKACE a KARBONIZACE Ulmifikace (rašelinění) - probíhá v prostředí s nadbytečnou vlhkostí - přístup O 2 zejména ve větších hloubkách silně omezen
=> odumřelé organismy (hydrofytní vegetace) jsou převážně pouze anatomicky a morfologicky destruovány => chemicky se rozkládají jen snadno dostupné součásti => hromadí se rezistentní součásti, v menší míře se vytvářejí i humusové látky => za nepřístupu vzduchu se tvoří především bitumeny (z tuků) => rozklad je nekompletní, končí v etapě meziproduktů.
HUMIFIKACE = tvorba složitějších a stabilnějších látek aromatické povahy Pro její průběh nutná návaznost aerobiosy a anaerobiosy Množství O 2 rozhoduje o převažujících procesech. Tlení.. dostatek O 2 CO 2 Hnití. málo O 2 H 2 S, indol, skatol, merkaptany (bílkoviny) Kvašení..málo O 2 (mléčné, alkoholové, octové) (bezdusíkaté látky)
I. Počáteční fáze => převládá rozklad (heterotrofní org.) => proces biologický II. Závěrečná fáze => více syntéza => převládají fyzikálněchemické a chemické reakce
VÝSLEDEK PŘEMĚN ORGANICKÝCH LÁTEK V půdě nalézáme: 1) Dosud málo rozloţené zbytky původního materiálu - ještě patrná výchozí struktura 2) Přechodné typy rozkladu a resyntézy 3) Humifikovaná část organické hmoty
Existuje celá řada klasifikací - nejvýstiţnější Tjurinovo schema I. HUMÍNOVÉ LÁTKY a) nerozpustné v alkáliích: humín (65%C); humusové uhlí b) rozpustné v alkáliích: humínové kyseliny (HK) hymatomelanové kyseliny (HY) fulvokyseliny (FK) II. NEHUMÍNOVÉ LÁTKY a) sloţitější: celulosa, lignin, proteiny, hemicelulosy b) jednodušší: aminokyseliny a jiné org. kyseliny
III. LÁTKY ROZPUSTNÉ V ORGANICKÝCH ROZPOUŠTĚDLECH (alkohol, benzen) : Bitumeny (vosky, smoly, pryskyřice lipidy)
PRAKTICKÝ POSTUP EXTRAKCE ZEMINA Alkalická extrakce NaOH, Na 4 P 2 O 7 Neextrahovatelný podíl HUMÍNY Alkalický extrakt (HK, FK, HY) okyselení ph 1-2 Sraţenina (HK + HY) extrakce alkoholem Alkoholový extrakt roztok FK Sraţenina (HK) znovu rozp. v alkaliích + elektrolyt HY vysráţené nevysráţené šedé HK hnědé HK
Hlavní rozdíly ve třech hlavních skupinách humusových sloučenin Fulvokyseliny Humínové kyseliny Humíny Světleţlutá Ţlutohnědá Tmavěhnědá Šedočerná Černá 2000 45% 48% vzrůst intenzity barvy vzrůst intenzity polymerace vzrůst molekulární hmotnosti vzrůst obsahu uhlíku pokles obsahu kyslíku pokles výměnné kyselosti pokles stupně rozpustnosti 300 000 62% 30%
VÝZNAM PŮDNÍ ORGANICKÉ HMOTY - zásobárna energie a uhlíku pro edafon i rostliny - vysoká sorpční kapacita - vysoká vododrţná schopnost - ovlivnění fyzikálních vlastností Rozhodující je kvalita! Nejdynamičtější sloţkou jsou nehumusové látky: - energie - ţiviny - tmelení struktury
Dynamika půdní organické hmoty Humusotvorný materiál produkty rozkladu a resyntézy humus (nejstabilnější)
Bilance C
MOŢNOST ZVÝŠENÍ 50-80 let => 0,2-0,5 %!! Výpočet potřebného množství organických látek pro vyrovnanou bilanci. Ztráty především mineralizací erozí vyplavováním
H. K H = A - A. K A (Welte) H = humus v půdě K H = koeficient mineralizace humusových látek A = dodaný humusotvorný materiál K A = koeficient mineralizace humusotvorného materiálu
Rychlost přeměn půdní organické hmoty je často popisována rovnicí reakce 1.řádu Je-li rovnováha, pak: C org = obsah uhlíku v organické hmotě půdy k = rychlostní konstanta
Příklad Orniční vrstva 25 cm, objemová hmotnost = 1,2 g.cm -3 Obsah C org = 2,3 % 6,9 kg.c.m -2 Roční ztráta mineralizací 0,28 kg.c.m -2 Potom k = 0,04 rok -1 (0,28/6,9) doba potřebná pro rozklad 1/k = 25 roků
HODNOCENÍ KVALITY HUMUSU 1) Stupeň polymerace - poměr HK:FK, optické vlastnosti, elektroforetické chování 2) Stupeň humifikace - poměr C:N, densitometrická separace, mikromorfologie, frakcionace na látkové skupiny: C HK +C FK +C H C t
Barevná charekteristika Barva humusových látek je určována stupněm polykondensace jader a zastoupením konjugovaných dvojných vazeb C = O v hydroxychinonových řetězcích
Obsah a kvalita humusu v hlavních půdních jednotkách ČR (upraveno podle Němečka, 1980) Půdní jednotka Humus (%) HK : FK Černozem 2,6 2,4 Hnědozem 1,8 1,1 Luvizem 1,7 0,9 Pseudoglej 2,2 0,7 Kambizem eutrofní 2,5 0,7 Kryptopodzol 5,4 0,6
OBSAH PŮDNÍ ORGANICKÉ HMOTY Tropické půdy (oxisols) 1-2 % Písčité půdy (psamments) 1 % Zamokřené půdy (aquepts) 10 % Typické prérijní půdy (mollisols) 5-6 % uplatňuje se vliv půdotvorných faktorů
Stupnice hodnocení obsahu humusu: % Hodnocení 0-1 velmi nízký 1-2 nízký 2-3 střední 3-5 vysoký > 5 velmi vysoký
Půdní typ Horizont Poměr HK : FK ČERNOZEM Ap Ac Ac/Ck 2,6 4,9 1,2 ČERNICE KAMBIZEM EUTROFNÍ FLUVIZEM Ap As As/Cg Ap Bv Ap Ah Ah/M 1,6 2,0 1,0 1,1 0,5 0,8 0,6 0,6
Půdní typ Horizont Poměr HK : FK HNĚDOZEM LUVIZEM PSEUDOGLEJ KRYPTOPODZOL Ap Ah/Bt Bt Ap El Btd Ap En Bm Ap Bsv 0,8 0,5 0,5 0,8 0,4 0,4 0,7 0,4 0,3 06 0,4
Vertikální rozloţení půdních organických látek čtyř půdních typů
PŮDNÍ STRUKTURA prostorové uspořádání půdních částic ovlivňuje pórovitost půdy Stav uspořádání: elementární slitý půdní škraloup agregátový
Nevyvinutá struktura, spraš Ojediněle částicová struktura, minerální zrna leží izolovaně vedle sebe (elementární stav)
Drobtovitá struktura - svrchní části ornice, meziplodiny Drobtovitá struktura - drnový horizont, ideální stav
Smíšená struktura - 50% drobtů a 50% hrudek Hrudkovitá struktura - typická pro podorničí
Deskovitá struktura - zpracováním půdy nedotčené luvizemě
TEPELNÉ POMĚRY V PŮDĚ neustálá změna v prostoru i čase Význam pro: rychlost a směr fyzikálních procesů výměnu hmoty a energie mezi půdou a atmosférou průběh chemických reakcí a biologické procesy Zdroje tepla v půdě: celkové krátkovlnné záření: přímé záření Slunce rozptýlené záření oblohy dlouhovlnné záření: přeměna krátkovlnného záření v atmosféře uvolněné teplo: rosa, jinovatka Výdej tepla : dlouhovlnné vyzařování Země evapotranspirace turbulentní výměna s přízemní vrstvou atmosféry odvádění tepla do hlubších vrstev
Bilance záření během dne a noci
Rozsahy teploty půdy spojené s různými půdními procesy
Bilance dusíku v půdě Zdroje: atmosféra plynný N fixace blesky suchá a mokrá depozice hnojiva organická pevná (hnůj) i kapalná (kejda, močůvka) průmyslová močovina, DA, DAM, SA aj. minerály omezeně Ztráty: vytěkání NH 3, N 2 a oxidů N (N 2 O, NO) odběr rostlinami aj. organismy vyplavení, eroze, smyv
Koloběh dusíku
FOSFOR V PŮDĚ v půdách běžně 0,08 (0,02-0,5) % Formy výskytu: apatit, minerální fosforečnany (Ca, Al, Fe) silikáty (substituce Si 4+ v tetraedrech) organické sloučeniny (30-50 %) inositolfosfáty, fosfolipidy nukleové kyseliny, fosforylované cukry Zdroje P: mateční horniny zvětrávání hnojiva průmyslová i organická
Koloběh P v půdě
Koloběh S v půdě