Půda povrchová vrstva souše vyvíjející se z povrchových zvětralin zemské kůry a z organických látek vlivem působení půdotvorných faktorů a podmínek. součást systému dynamický stále se vyvíjející živý systém využitelný přírodní zdroj atmosféra PEDOSFÉRA biosféra litosféra hydrosféra
V půdě se setkávají 4 složky vzduch 20-30 % voda 20-30 % minerální 45 % organická 5%
médium pro růst rostlin Význam půdy mnoho úkolů půdy může být shrnuto do nejdůležitějších 5 ekologických funkcí recyklace živin a org. zbytků čištění a distribuce vody v krajině životní prostředí půdních organismů prostor pro stavby
Vznik půdy voda půda člověk biologický faktor klima půdotvorný proces zvětrávání zvětrávání půdotvorný substrát mateční hornina
Zvětrávání hornin a substrátů -proces, který mění fyzikálně nebo chemicky povahu hornin na povrchu Země, vzniká zvětralinový plášť, nejsvrch. vrstvou PŮDA změna podmínek prostředí snížení chemické a mechanické stability Podmínky hluboko pod povrchem Podmínky na povrchu (kde většina hornin vzniká) nízký tlak a teplota vysoký tlak a teplota většinou dostatek vody málo vody a O 2 x voda ředěná slaná voda ph kyselé 3-6 ph neutrální až zásadité 6-10 živé organismy žádný známý život
Zvětrávání hornin a substrátů fyzikální zvětrávání chemické zvětrávání biologické zvětrávání (fyz., chem) většinou probíhají společně, jejich podíl záleží na oblasti polární - chybí cirkulující voda pouze mechanické tropické - intenzivní chemický rozklad hornin (až 200 m)
1. Fyzikální zvětrávání především mechanické změny, rozpad pouze změny velikosti, ne složení (eroze) zvýš. specifického povrchu zvětší se reaktivita částic vzniknou cesty pro vodu podporuje chem. zvětrávání působení vody - teploty větru mechanické obrušování mráz hydratace
Fyzikální zvětrávání-typy Exfoliace (odlupování) snížení tlaku po odstranění horních vrstev horniny vznik horizontálních trhlin oddělování velkých kusů rozvolněných materiálů na povrchu skály (břidlice, slída)
Fyzikální zvětrávání-typy Ledové klíny voda v pórech a trhlinách hornin se mrazem mění v led, čímž zvětšuje svůj objem až o 9 % silné tlaky na stěny pórů a trhlin, horniny se při opakujícím se tuhnutí a tání rozpadnou.
Fyzikální zvětrávání-typy Abraze (obrušování) Při pohybu částí hornin dochází k jejich zmenšování vzájemným obrušováním při pohybu dolů po svahu pod ledovcem nebo v proudu vody větrné oblasti
2. Chemické zvětrávání rozklad primárních minerálů a následný vznik nových nerostů + uvolnění iontů důležitou roli hrají voda, O 2, CO 2 a kyseliny a potřebné teplo nejdůl. pochodem je reakce cirkulujících podzemních vod s minerály matečných hornin odolnost minerálů vůči zvětrávání závisí na chemickém složení minerálů a na stavbě jejich krystalové mřížky stabilita + minerál olivíny pyroxeny turmalín amfiboly muskovit křemen počet kovových můstků 10 M 8 M 7 M 6 M mezi vrstvami 0 M + zvětratelnost
Chemické zvětrávání - rozpouštění v půdě přítomné kyseliny H 2 CO 3, H 2 SO 4, HNO 3 a mnoho organických kyselin reagují s minerály CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca(HCO 3 ) 2 (H 2 CO 3 ) 13x rozpustnější
Chemické zvětrávání - oxidace reakce O 2 s minerály změna oxidačního čísla, chemických vlastností a barvy vznikajících druhotných minerálů zvlášť minerály obs. Fe, Mn, Cu, S jsou náchylné k ox.-red. reakcím pyrit limonit (hnědel) 2FeS 2 + 7O 2 + 2H 2 O 2H 2 SO 4 + 2FeSO 4 4FeSO 4 + O 2 + 4H 2 O 4H 2 SO 4 + 2Fe 2 O 3
Chemické zvětrávání - hydrolýza molekula vody na H 3 O + a OH - H + nahradí kation ve struktuře minerálu K 2 Al 2 Si 6 O 16 + H + + OH - + CO 2 H 2 Al 2 Si 2 O 8 + 4 SiO 2 + K 2 CO 3 ortoklas kaolinit Chemické zvětrávání - hydratace přitahováním molekul vody elektrostatickými silami k povrchu minerálu narušování stability chem. vazeb mezi atomy při povrchu minerálů a podél puklin miner O--H voda kationty H O H anionty
3. Biologické zvětrávání objemové změny při růstu kořenů, klíčení apod. narušení povrchu hornin a minerálů kořenovými výměšky činnost silikátových, sirných a železitých bakterií působení produktů rozkladu organických látek
Vznik půdy půda zvětrávání půdotvorný proces zvětrávání půdotvorný substrát mateční hornina
Půdotvorný proces Z půdotvorného substrátu vzniká půda, jejíž vlastnosti jsou ovlivněny půdotvornými faktory: obligatorní půdotvorný substrát klimatický faktor biologický faktor půdotvorné procesy vlastnosti půdy fakultativní podzemní voda antropogenní činnost
Složky půdotvorného procesu Transformace (přeměny) -zvětrávání - rozklad org. hmoty a syntéza org. kyselin, humusu Translokace (přemístění) horizontální, vertikální ztráty X Y - gravitace, kapilární síly, transformace půdní živočichové - jíly, rozp. soli a OL Obohacování - rostlinné zbytky, prach, soli z podzemní v., hnojiva, vápnění obohacování ztráty Ztráty - vyplavování vody, solí, org. kys - eroze, výpar, dekompozice OH, sklizeň translokace obohacování
Faktory - půdotvorný substrát výchozím materiálem, ze kterého půda vzniká mineralogické složení ovlivňuje rychlost tvorby půdy, kde rozhoduje obsah různě zvětratelných nerostů olivín hypersten augit buližník biotit K-živec muskovit křemen Ca-plagioklas Ca-Na-plagioklas Na-Ca-plagioklas Na-plagioklas 100% hmotnostní zastoupení 0% živce písek a zrnitostní složení půdy (texturu) křemen slídy prach jílové min. a oxidy jíl
Faktory - půdotvorný substrát struktura a textura a tektonické porušení hloubku půdy transportní procesy rychlost tvorby půdy chemismus obsah bazických kationtů, rostlinných živin (minerální síla substrátu) přítomnost uhličitanů přítomnost jednomocných kationtů a lehce rozp. solí (zasolení půd)
Faktory - klima ovliv. směr, rychlost a intenzitu pochodů v půdě nejvýraznější prvky - srážky a teplota (výpar) suché (aridní) klima půdy písčité nebo kamenité, nedostatek jílnatých částic, bez organické příměsi chladné (arktické) klima půdy kamenité s příměsí, nedostatek jílových částic, často rašeliniště. humidní klima půdy různé hloubky a různého zrnitostního složení, skoro vždy s dostatkem jílových částic a organických látek
Faktory - biologický vegetace a edafon dodavatelé OH (výchozí materiál pro tvorbu humusu) mikroorganismy (člověk)
biologický faktor - vegetace chemické složení rostlinných zbytků částečně určuje vlastnosti vznikající půdy zákl. krajinné ekosystémy: lesy a stepi Stepi - bohatší kořenový systém, méně promyvný režim, zadržování živin, karbonátů, více bakterií, lepší struktura Lesy - kyselý opad, více hub, acidita inhibuje aktivitu organismů promíchavačů, chudý koř. systémpromyvný režim- Ca vyplavený
listnatý x jehličnatý diversita ph - 5,5-7 C:N - 8-12 kyselý opad ph - 3-4 C:N - 30-40
biologický faktor - edafon nejdůl. zástupci žížaly, malí členovci a norující zvířata žížaly - promíchávání organických látek s jemnými minerálními částicemi zpřístupňování OH pro mikroorganismy, vliv na agregaci všichni pohybem promíchávání půdy, provzdušňování mikroorganismy dekompozice OH, mineralizace
Faktory - podzemní voda + povrchová voda ovliv. vláhové poměry v půdě vysoká vlhkost zpomaluje rozklad OL bohatá na rozpuštěné ML zasolení anhydromorfní semihydromorfní hydromorfní
Faktory - antropogenní činnost zásah do přirozené vegetace (zkulturnění) těžká technika utužování snížení infiltrace, zvýšení povrchového odtoku a eroze hnojení, vápnění, závlahy těžba a následná rekultivace kontaminace Může zásadně změnit: prostorové usp. fyz. a chem. vlastnosti biolog. koloběh
Podmínky půdotvorného procesu 1 stáří půd doba, po kterou nerušeně půs. soubor přibližně stejných půdotvorných faktorů nejmladší půdy na obnažených skalách, aluvia a koluvia 2 reliéf nadmořská výška klima (T a S, vegetace) expozice sluneční záření, vlhkost sklon eroze, infiltrace, povrchový i podpovrchový odtok (katény)