25. 1. 2013, Brno Připravil: Vítězslav Vlček, Ph.D. Kvalita a zdraví půd Přednáška č.6 zajímavé postřehy. Máme více informací o pohybu nebeských těles, než o půdě pod nohama. Leonardo Da Vinci, kolem r. 1500 Principy monitoringu půd v ČR 1
Monitoring půd na území ČR Tereziánský katastr (pol. 18. stol.) Komplexní průzkum zemědělských půd (1961 1970) Bonitace zemědělských půd (1971 1980) AZP (1961 +) Registr kontaminovaných ploch (1990 +) Bazální monitoring půd (1992 +) Interreg IIIA, PESERA apod. Komplexní průzkum zemědělských půd zákon z r. 1961 resp. 1964 2. souběžné etapy půdoznalecký průzkum (VÚMOP) a agrochemické zkoušení (ÚKZÚZ) Bonitace zemědělských půd Agrochemické zkoušení půd (ÚKZÚZ) pětileté (do r. 1980) resp. tříleté cykly (do r.1992) od r.1993 šestileté cykly stanovení živin, vápnění, obsahu organické hmoty, mikroprvků systematicky je sledován stav a vývoj obsahů látek, s perzistentním charakterem jejichž působení a jejichž rozšíření je plošné 2
Bazální monitoring v půdách ČR (ÚKZÚZ) v provozu od roku 1992: 200 pozorovacích ploch, od 1996-27 pozorovacích ploch na kontamin. zemědělských půdách, pozorovací plocha: obdélník 40 x 25 m, (1000 m 2 ) záznam GPS, pedologická sonda základní perioda odběru je 6 let, vybrané parametry každý rok BMP mapa ploch Staré ekologické zátěže v ČR je známo cca 9 000 lokalit na 4 000 proběhly průzkumné práce, u 1 000 proběhl podrobný průzkum 73 lokalit po Sovětské armádě 60 lokalit s velkým ekologickým rozsahem 3
Bilance živin VSTUPY hnojiva (minerální, organická) statková hnojiva osivo a sadba atmosférické depozice biologická fixace dusíku VÝSTUPY sklizené produkty eroze a povrchový odtok denitrifikace vyplavení únik plynů (čpavek, Nox) aplikované kaly a sedimenty 4
Výnos: 5 t.ha -1 Odběr živin (kg.ha-1) 120 90 60 30 Ječmen jarní N P2O5 K2O 0 Celkový odběr Zrno Sláma Výnos: 45 t.ha -1 Odběr živin (kg.ha-1) 240 200 160 120 80 40 Cukrovka N P2O5 K2O 0 Celkový odběr Bulvy Chrást Spotřeba základních živin v kg/ha zemědělské půdy a vápenatých hmot v tunách rok N P 2 O 5 K 2 O Celkem (kg/ha) Vápenaté hmoty 1986 1990 95 65,1 63,8 223,8 2 645 000 2004 75,8 13,7 9,9 99,4 141 000 5
Povrchová bilance dusíku v ČR podle metodiky OECD (kg N na 1 ha celkové zemědělské půdy, ročně) Zdroj: ÚKZÚZ 200 180 160 140 vstupy výstupy bilance 120 100 80 60 40 20 0 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 VSTUPY = hnojiva + statková hnojiva + fixace vzdušného N + depozice N + osivo Povrchová bilance draslíku v ČR podle metodiky OECD (kg K 2 O na 1 ha celkové zemědělské půdy, ročně) Zdroj: ÚKZÚZ 140 120 100 vstupy výstupy bilance 80 60 40 20 0 Roční změna přístup. drasla (AZZP): -20 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 Zdroj: ÚKZÚZ 6
Zdroj: ÚKZÚZ Vývoj ph a spotřeba vápenatých hmot v ČR Zdroj: ÚKZÚZ Dlouhodobé pokusy Long term Experiments 7
Proč dlouhodobé pokusy aneb typy získávaných informací efekt nových pěstitelských metod způsoby změn výskytu chorob a škůdců změny půdních vlastností hodnocení cyklů živin znečištění ŽP vliv klimatické změny John Bennet Lawes (1814 1900) Joseph Henry Gilbert (1817 1901) Zdroj: http://www.rothamsted.ac.uk/ Rothamsted(UK) 1843 - současnost 1843 1867 význam N pro výnos pšenice 1867 1885 pohyb P a K 1885 1903 dlouhodobé působení P a K 1903 1921 rozvoj statistiky Zdroj: http://www.rothamsted.ac.uk/ 8
Zdroj: http://www.rothamsted.ac.uk/ dlouhodobé pokusy ve světě Rothamsted Research station (UK), 1843 Zdroj: http://www.rothamsted.ac.uk/ 9
Sanborn Fields (USA), 1888 Zdroj: http://aes.missouri.edu/sanborn/i ndex.stm Bad Lauchstädt (Německo), 1902 Zdroj: http://www.ufz.de/ Los Baños, Special Science and Nature City (Filipíny), 1963 Zdroj: http://www.losbanos.gov.ph/ 10
Therwil, (Švýcarsko) 1978 Zdroj: http://www.biodynamic-research.net/ras/s/ltteng dlouhodobé pokusy u nás Vatín od roku 1963 (MENDELU) 11
Žabčice, 1970 (MENDELU) Praha Ruzyň (VÚRV) od r. 1955 Zdroj: http://www.vurv.cz http://www.vukrom.cz/ Zdroj: http://mapy.cz Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž od r. 1970 12
Bílý Kříž (začátek 1986 resp.1989) Zdroj: http://www.usbe.cas.cz/lefr/index.htm Therwil (Switzerland) D.O.K. 1978 2002 20?? biologisch-dynamisch, organisch-biologisch und konventionell Zdroj: http://www.biodynamic-research.net/ras/s/ltteng Organické (OF) Konvenční (K) ozimá pšenice 4.7 t/ha 5.6 t/ha hnojivo (NH 4 NO - 3 ekvivalent) 122 kg/ha 360 kg/ha energie (diesel-ekvivalent) 340 l/ha 570 l/ha prostředky na ochranu rostlin 0-200 g/ha 6.0 kg/ha mikrobiální biomasa 40 t/ha 24 t/ha odpovídající přibližně 700 ovcím 400 ovcím 13
Infiltrace (Percolationstability) (ml/min.), K2 = 100 % 14
Některé klíčové závěry z projektu DOK : menší eroze na variantě OF s variantou konvenční existence průkazného vztahu mezi stabilitou agregátů a mikrobiální biomasou. organický materiál je rozkládán rychleji v systému biodynamickém ve srovnání s minerálním. vyšší diverzita a početnost populací zemních organismů - žížal a hmyzu Czech carbo Co bylo úkolem? sledování toků uhlíku stanovení uhlíkové bilance návrh managementu hospodaření 15
Zdroje dat dlouhodobé výnosové řady u hlavních plodin: MendeluBrno (pšenice ozimá, ječmen jarní, řepa cukrová, luční porost), odrůdové pokusy ÚKZÚZ (řepka ozimá, vojtěška setá, jetel luční), VÚB Havlíčkův Brod (brambory) ČSÚ (kukuřice). metody 24 osevních postupů tradiční (na bázi norfolkského OP) tržní ekologické s vyšším podílem řepky V druhé polovině 18. století se v Anglii, se začal v hrabství Norfolk používat první průkopnický osevní postup střídavého hospodaření norfolkský osevní postup: jetel ozim okopanina jařina s podsevem jetele Norfolkský osevní postup představoval v zemědělské výrobě obrovský revoluční zvrat 16
Koloběh uhlíku pšenice Koloběh uhlíku v OP Varianta Krátkodobě uloženo (měsíce) Bilance uhlíku Střednědobě uloženo (max. roky) Dlouhodobě uloženo (desítky, stovky let) Osevní postup a varianta hospodaření průměrně kg C.ha -1 kg C.ha -1 kg C.ha -1 min max min max 5: ŘVO tradiční OP 4400 2375 2600 238 260 1: KVO tradiční OP 3600 1575 1800 158 180 13: OVO tradiční OP 3300 1275 1500 128 150 17: BVO tradiční OP 3300 1275 1500 128 150 21: BVO tržní OP s odvozem slámy 3300 1275 1500 128 150 15: OVO tržní OP 3200 1175 1400 118 140 6: ŘVO tradiční OP s odvozem slámy 3000 975 1200 98 120 7: ŘVO tržní OP 3000 975 1200 98 120 11: ŘVO ekologický systém 2800 775 1000 78 100 19: BVO tržní OP 2800 775 1000 78 100 23: BVO ekologický systém 2800 775 1000 78 100 2: KVO tradiční OP s odvozem slámy 2750 725 950 73 95 9: ŘVO OP s vyšším podílem řepky 2700 675 900 68 90 12: ŘVO ekologický systém, odvoz slámy 2400 375 600 38 60 3: KVO tržní OP 2300 275 500 28 50 24: BVO ekologický systém, odvoz slámy 2300 275 500 28 50 18: BVO tradiční OP s odvozem slámy 2100 75 300 8 30 14: OVO tradiční OP s odvozem slámy 2000-25 200 0 20 16: OVO tržní OP s odvozem slámy 2000-25 200 0 20 22: BVO OP s vyšším podílem řepky, odvoz 1800-225 0-225 0 20: BVO tržní OP s odvozem slámy 1750-275 -50-275 -50 8: ŘVO tržní OP s odvozem slámy 1700-325 -100-325 -100 10: ŘVO OP s vyšším podílem řepky, odvoz 1400-625 -400-625 -400 4: KVO tržní OP s odvozem slámy 1300-725 -500-725 -500 17
Co je třeba učinit pro zvýšení zásobenosti půd organickou 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? vysoká finanční náročnost operace hnojení náklady na hnojení průmyslovými hnojivy se dle použité technologie a výměry pohybují od cca 200 do 300 Kč/ha, náklady na hnojení statkovými hnojivy se při dávce 30 tun/ha pohybují cca od 2.500 do 6.500 Kč/ha (Kovaříček 2002). nedokonalé ekonomické vyhodnocování přínosů organického hnojení. neexistující metodika pro oceňování organické hmoty v hnojivu dle kvalitativních ukazatelů zákony 18
Mezinárodní právní úpravy Úmluva o boji s desertifikací (UNCCD) Světová charta o půdě Evropská charta o půdě Antarktická smlouva Národní (vnitrostátní) právní úpravy právní předpisy, které chrání půdu tím, že vytváří podmínky pro využívání území v limitech ekologické únosnosti práv. předpisy zaměřené na ochranu zemědělské a lesní půdy práv. předpisy, které chrání půdu společně s jinou složkou ŽP, nebo přírodním zdrojem Předmět právní ochrany zemědělský půdní fond, tedy: zemědělská půda, půda dočasně neobdělávaná, rybníky s chovem ryb nebo vodní drůbeže, nezemědělská půda potřebná k zajišťování zemědělské výroby pozemky určené k plnění funkcí lesa půda jako součást jiných složek ŽP Jaké by měly být cíle ochrany ZPF snížit úbytek zemědělské půdy vytvořit předpoklady pro návratnost odňatých nebo nevyužívaných pozemků pečovat o úrodnost a kvalitu zemědělské půdy zabránit ohrožování a poškozování ekologických funkcí půdy 19
Zákony a vyhlášky týkající se půdy Jedná se např. o : z. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny z. 334/1992 Sb. o ochraně zemědělského půdního fondu z. 289/1995 Sb., o lesích (lesní zákon) z. 242/2000 Sb. o ekologickém zemědělství z. 569/1991 Sb. o Pozemkovém fondu České republiky v. 327/1998 Sb. kterou se stanoví charakteristika BPEJ a postup pro jejich vedeni a aktualizaci, ve zněni pozdějších předpisů (546/2002 Sb.) z. 156/1998 Sb. o hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích a substrátech a o agrochemickém zkoušeni zemědělských půd (zákon o hnojivech) v. 275/1998 Sb. o agrochemickém zkoušeni zemědělských půd a zjišťování půdních vlastností celkemvícenež 60 zákonů,vyhlášek, nařízenívládyapod. Evropská charta o půdě dokument přijatý v roce 1972 Radou Evropy a shrnující význam půdy pro člověka a životní prostředí. Deklaruje ochranu půdy před znečišťováním, erozí, vlivy urbanizace. nutnost nalézt vhodné způsoby hospodaření s půdou atd. Světová charta o půdě dokument přijatý v roce 1981 na 21. konferenci FAO. CO NÁM VLASTNĚ ŘÍKÁ? 20
Světová charta o půdě 1. Mezi hlavní zdroje patří země, zahrnující půdu, vodu, rostliny a živočichy: využívání těchto zdrojů by nemělo způsobit jejich degradaci nebo zničení, protože lidé jsou závislí na jejich existenci a produktivitě. 2. je nutné dát vysokou prioritu podpoře optimálního využití půdy, na udržení a zvyšování úrodnosti půdy a pro zachování půdního zdroje. 3. Degradace půdy se rozumí částečná nebo úplná ztráta produktivity půdy, a to buď kvantitativně, kvalitativně, nebo obojí, v důsledku takových procesů jako je eroze půdy, zasolování, zamokření, vyčerpávání rostlinných živin, zhoršení půdní struktury, dezertifikace a znečištění... 4. Degradace půdy přímo ovlivňuje zemědělství a lesnictví, snižuje výnosy, a má vliv i na další odvětví hospodářství a životní prostředí jakocelku... 9. Uživatelů půdy a široká veřejnost by měla být informováni o nutnosti zlepšení a zachování úrodnosti půdy.. 10. V zájmu zajištění optimálního využití půdy, je důležité, aby půdní fond byl posuzován z hlediska jeho vhodnosti na různých úrovních vstupů pro různé druhy využití území, včetně zemědělství, lesnictví a pastviny. Hodnocení pranostik Doc. Ing. Eduard Pokorný, Ph.D. 21
pranostika: průpovídka předpovídající počasí, nebo budoucí věci vůbec (slovník jazyka českého) od proroctví se liší tím, že nepředpovídá věci příliš vzdálené (Rieger) dělení pranostik: hospodářské (Pankrác, Servác a Bonifác,- ledoví muži, poškozují ovocný květ i růži) meteorologické(sv.matěj, hodnej svatej - kožichy dolů) nejstarší pranostiky pochází od Středozemního moře, tam sloužily mořeplavbě a zemědělství. v zemědělství se užívaly pro upřesnění termínů prací a předpovědi výnosů. 22
R.O. Wewdfall studium příčin výbuchů v dolech v oblasti Appalačského pohoří. Příčina: studená fronta je provázena suchým vzduchem a nízkým barometrickým tlakem při něm dochází k intenzivnímu uvolňování metanu a vysušování uhelného prachu Dávno před tím však uvedené shrnovala místní pranostika Pracovní postup: výnos je nutno opravit odstraněním autokorelací v časové řadě (tzn. trendů způsobených použitím hnojiv, nových odrůd apod.) hodnocení vzájemných vztahů je prováděno regresní analýzou a otestováno korelačním koeficientem K výpočtu byla použita 40-ti letářada výnosů z okresu Kroměříž a meteorologické stanice VÚ a HMÚ v Kroměříži 23
výběr pranostik pranostika musí být jednoznačně kvantifikovatelná pouze výjimečně používat pranostiky vztahující se k jednomu dni přednostně zařazovat pranostiky vzniklé po roce 1852 upřednostnit pranostiky povětrnostní hospodářské pranostiky používat po přepočtu výnosu, a pokud možno hodnotit druhy plodin zvlášť leden březen 24
květen červenec srpen 25
listopad Závěr z 24 pranostik se ani jednou nepodařilo statisticky vyvrátit jejich oprávněnost u 21 % byla nalezena opačná, ale neprůkazná kauzalita u 50 % pranostik byla nalezena kladná ale neprůkazná kauzalita u 29 % pranostik byla statisticky potvrzena jejich oprávněnost jako nejvěrohodnější byly vyhodnoceny květnové pranostiky 26
Měli byste znát například odpovědi na otázky: princip monitoringu půd v ČR dlouhodobé pokusy u nás a v zahraničí proč, kde mezinárodní a národní právní úpravy bilance živin proč, jak Na závěr zajímavý postřeh II. to není země, to je zahrádka. doktor Skružný(film Vesničko má středisková) 27