Degradace chemických vlastností půdy Acidifikace = okyselování (snižování ph) pohled z vrcholu Jizery (1 122 m n. m.) na sever v roce 1976 a 1995 Acidifikace v ČR 1
Proces acidifikace má pět vývojových fází: 1. hliník je při ph vyšším než 4,2 v půdě imobilní 2. hodnoty ph se zpočátku nemění, protože půda obsahuje zásobu bazických kationtů, které pufrují kyselé vstupy 3. po překročení pufrovacíkapacity půdy začíná půdní reakce rapidně klesat 4. mobilita hliníku prudce stoupá při poklesu ph pod 4,2 v půdě začíná proces jeho vyluhování 5. v poslední fázi se už dají jednoznačně dokázat škodlivé vlivy na ekosystém (poškození porostů, hynutí ryb apod.) Důsledky kyselosti půdy na její hygienu aktivizace patogenních a jiných hub v půdě s následným rozvojem chorob rostlin, snížení počtu a aktivity hlízkových bakterií, snížení nitrifikační schopnosti půd, zpomalení uvolňování minerálního dusíku z organické hmoty a humusu v půdě snížení příjmu fosforu a bóru rostlinami petrifikace fosforu, tvorba variscitu a strengitu, deficience draslíku a jeho uvolňování do půdního roztoku zhoršení kvality humusu(převaha FK nad HK) zvýšená mobilita těžkých kovů a jejich zvýšená akumulace v rostlinách, toxicita hliníku a poškozování kořenů rostlin, destrukce půdy a zvýšená eroze rozpadem struktury snížení klíčivosti semen a snížení výnosu kulturních plodin 2
Vliv ph na mobilitu některých prvků Potenciální odolnost půd vůči acidifikaci (z hlediska dosažení kritické hodnoty ph 4) půdní typ vysoká střední slabá litozem ranker regozem, fluvizem, koluvizem rendzina a pararendzina smonice černozem a černice šedozem, hnědozem, luvizem, kambizem andozem kryptopodzol a podzol stagnoglej glej a pseudoglej organozem solončak, slanec jílovitá karbonátová písčitá nekarbonátová Intoxikace cizorodé látky a prvky 3
Relativní toxicita některých rizikových prvků pro biotu prvek půdní fauna mikrobiota cévnaté rostliny terestrická fauna člověk Pb střední nízká střední vysoká Cd vysoká střední vysoká velmi vysoká Cu střední nízká střední střední Zn střední střední nízká nízká Ni nízká vysoká nízká nízká Cr nízká střední nízká nízká Hg střední střední vysoká velmi vysoká Obsahy TK v daném typu média Hg Cd Pb atmosféra (mg/m 3 ) 0,000 3 0,003 0,007 pitná voda (mg/l) 0,001 0,005 0,05 půda (návrh, mg/kg) 1 2 2 100 potraviny (mg/kg) 0,01 0,05 0,5 nealko nápoje (mg/l) 0,002 0,05 0,3 objemná krmiva čerstvá (mg/kg) 0,1 0,30 2,0 průmyslové komposty (mg/kg) 1,5 3 100 4
chem. prvek Koncentrace chemických prvků (mg/kg) v různých hmotách (Hraško, Bedrna, 1988) Silikátové horniny půda vápenec superfosfát kaly ropa Cd 0,1 5 0,1 1 0,1 2 7,3 175 0 10 0,02 Cr 10 25 2 15 920 66 243 1 68 - As 1 13 1 10 1 4 2 1 200 0 100 0,05 1,1 Hg 0,1 0,4 0,01 0,3 0,01 0,2 7 92 0,1 37 0,02 30 Ni 2 50 2 30 5 20 7 32 0 35 49 345 Pb 7 80 0,1 50 7 15 0,1 37 0 65 - Sb 0,1 20 0,1 15 0,2 0,5 0,5 170 0 21 30 107 Cu 0,3 12 0,9 14 0,3 10 0,3 38 7,5 100 0,3 200 Zn 0,8 27 4 32 5 27 4 25 6 800 0,2 6 Mo 0,01 0,3 0,01 0,2 0,01 0 4 0 1,5 0,03 0,15 prvek Regozem (P) Cd 2,30 1,1 2,9 Zn 3,57 1,7 6,2 Ni 0,75 0,1 1,2 Cu 0,21 0,16 0,5 Transferové faktory půdních typů (obsah rostlina:půda) Luvizem (H) 2,26 1,0 2,6 1,76 0,9 3,1 0,22 0,05 0,6 0,18 0,16 0,4 Černozem (H) 1,09 0,9 1,4 1,74 0,5 1,0 0,07 0,03 0,1 0,14 0,1 0,3 KP (HP) 3,09 1,8 5,0 0,60 0,3 0,9 0,05 0,02 0,08 0,10 0,08 0,3 2,30 průměr všech variant 1,1 2,9 rozmezí varianty (min. bez přidání TK, max. nejvyšší dávka, 1.sklizeň) Rizikové prvky v půdách (obsah v mg/kg) zemědělského PF (vyhláška MŽP č. 13/1994 Sb.) prvek výluh v 2M HNO 3 (půda:roztok 1:10) Maximální přípustné hodnoty celkový obsah (lučavka královská) lehké půdy ostatní půdy lehké půdy ostatní půdy As 4,5 4,5 30,0 30,0 Be 2,0 2,0 7,0 7,0 Cd 0,4 1,0 0,4 1,0 Co 10,0 25,0 25,0 50,0 Cr 40,0 40,0 100,0 200,0 Cu 30,0 50,0 60,0 100,0 Hg - - 0,6 0,8 Mo 5,0 5,0 5,0 5,0 Ni 15,0 25,0 60,0 80,0 Pb 50,0 70,0 100,0 140,0 5
Potenciální nebezpečí intoxikace půd nebezpečnými prvky 1. skupiny (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Zn) půdní typ slabé střední silné litozem ranker regozem, fluvizem, koluvizem rendzina a pararendzina smonice černozem a černice šedozem, hnědozem, luvizem, kambizem andozem kryptopodzol a podzol stagnoglej pseudoglej glej organozem solončak, slanec jílovitá karbonátová alkalická písčitá nekarbonátová kyselá DDT obrázky. 6
Radioaktivní látky - spady Ztráta půdní organické hmoty Význam organických hnojiv zabezpečují přísun organických látek do půdy, jsou zdrojem energie a uhlíku pro půdní mikroorganismy, a tím pozitivně ovlivňují biologickou činnost půdy, chrání trvalý humus před rozkladem (degradací), zvyšují stabilitu půdních agregátů, příznivě působí na řadu fyzikálně-chemických vlastností půdy, organická hnojiva jsou hnojivy univerzálními, obsahují všechny rostlinné živiny a zlepšují využití živin, zlepšují v půdě hospodaření s vodou (zvyšují vsak, vododržnost půdy aj.), omezují působení vodní a větrné eroze v půdě, příznivě ovlivňují obsah přístupného fosforu v půdě a mohou působit na vyvázání (imobilizaci) cizorodých prvků. 7
Půdní organická hmota (SOM) je pouze malou částí půdy, její význam je ale obrovský!!! SOM Minerální podíl SOM je složitá směs. Biologicky aktivní SOM Živé organismy Posklizňové zbytky Humus Adapted from Magdoff and Weil (2003) SOM je schopná navázat ionty a molekuly Adapted from Brady and Weil (2002) 8
SOM snižuje objemovou hmotnost Adapted from Magdoff and Weil (2003) Ke stabilizaci těžších půd je potřeba více organických látek 16 % clay 39 % 49% Adapted from Russel (1973) 9
Neorejte nebo nepojíždějte po půdě když je vlhká!!! Ohrožení struktury Půdy s vyšším obsahem Cjsou odolnější k poškození struktury! (Watts and Dexter, 1997) 2 % organické hmoty 4 % organické hmoty Efekt 20-letého rozdílného obdělávání půdy Půdní vzorky z osevních postupů pokusů Eda Stricklinga. 25 let konvenčního pěstování kukuřice 20 let pěstována lipnice a následně 5 let konvenčně kukuřice 10
Přidáme vodu 25 yrs of conventional corn 20 yrs of bluegrass, then 5 yrs conventional corn Efekt 20letého osevního postupu na SOM při pěstování kukuřice v Beltsville (silt loam) Maryland Varianta s lipnicí Nepřetržité pěstování kukuřice s orbou Stav organického hnojení V roce 1991 se na celkové průměrné roční spotřebě 4,11 tun OL / ha o.p. v ČR cca 57 % podílely posklizňové zbytky, včetně kořenové hmoty a exudátů (2,35 t OL / ha) a cca 43%mělauhradit organická hnojiva (1,76 t OL / ha). Dodáno však bylo 1,26 t OL / ha o.p. (72% normativu potřeby 1,76 t OL / ha). (Škarda a Římanovský, 1991) V roce 2001 se v ČR ročně aplikovalo ve stájových hnojivech (po odpočtu ztrát při skladování) pouze 0,6 až 0,7 t organických látek na 1 ha orné půdy (Richter et al. 2001). To znamená o 1-1,5 tuny na ha méně oproti potřebě. 11
Co je třeba učinit pro zvýšení zásobenosti půd org. hmotou? snížit deficit organického hnojení. preferovat kvalitu organických hnojiv před kvantitou. zaměřit se zejména na méně úrodné půdy, půdy náchylné k desertifikaci, půdy znečištěné a jinak poškozené. Co brání vyššímu využívání organických hnojiv? cena náklady na hnojení tuhými průmyslovými hnojivy se dle použité technologie a výměry pohybují cca od 200 do 300 Kč/ha, náklady na hnojení hnojem se při dávce 30 tun/ha pohybují cca od 2.500 do 6.500 Kč/ha (Kovaříček 2002). nedokonalé ekonomické hodnocování přínosů organického hnojení. neexistující metodika pro oceňování organické hmoty v hnojivu dle kvalitativních ukazatelů Kategorie půd v ČSFR podle odolnosti vůči poškození, obecné shrnutí přednášky 4 a 5: Kategorie půd Půdní druh Půdní typ I. neodolné lehké KA, KAd, PZ, + mělké a silně skeletovité půdy II. silně náchylné lehké + střední III. náchylné IV. slabě náchylné střední těžké střední těžké CE, RN, FL, CC, KA, KAd, PZ, PG, GL, FLg, CCg, dále erozní formy půd na svazích nad 12 st. HN, LU, FL, CC, PG, KAq, KAd, (HNq, LUq, KAq) KA, KAd, GL, (FLq, CCq) a erozní formy půd na svazích 7-12 st. CE, RZ CC, FL, PG, (KAq) V. odolné těžké CE, SM, RZ 12