Půdní reakce na vybraných lokalitách Českomoravské vrchoviny Bakalářská práce

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin Půdní reakce na vybraných lokalitách Českomoravské vrchoviny Bakalářská práce \ Vypracovala: Ing. Martin Brtnický Ludmila Chmelíková Brno 2012

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Půdní reakce na vybraných lokalitách Českomoravské vrchoviny vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MENDELU v Brně. dne... podpis...

PODĚKOVÁNÍ Touto cestou bych chtěla poděkovat vedoucímu mé bakalářské práce Ing. Martinu Brtnickému za odborné vedení a cenné rady.

Abstract This bachelor thesis aims to define the active and exchange soil reaction of topsoil and subsoil at eight locations of the Bohemian Moravian Highlands. The first part is focused on the literate overwiev where are charakterized terms as soil reaction, forms of soil reaction, acidification and alkalization of soil, influence of soil reaction on plants and soil microorganisms, methods of modification of soil reaction, buffering of soil and soil sorption complex. In second part are described methods of defining soil reaction and characteristics of examined areas. Samples of topsoil and subsoil were taken at autumn. The results of research were statistically evaluated and shown in the graph. Results of research shown that exchange soil reaction at Bystřicko is strong acid and active soil reaction is weakly acid. Influence of subsoil and topsoil on soil reaction according to single-factor analysis of variance is statistically inconclusive. Key words: soil reaction, acidification, alkalization, liming Abstrakt Tato bakalářská práce má za úkol stanovit aktivní a výměnnou půdní reakci v ornici a podorničí na osmi lokalitách Českomoravské vrchoviny. První část se věnuje literárnímu přehledu, ve kterém je charakterizován pojem půdní reakce, její formy, acidifikace a alkalizace, vliv půdní reakce na flóru a faunu, metody úpravy půdní reakce, pufrační schopnost půd, půdní sorpční komplex. Druhá část práce popisuje metody výzkumu půdní reakce a charakteristiku zkoumaného území. Vzorky půdy byly odebírány v podzimním období a výsledky byly vyhodnoceny statisticky a znázorněny grafem. Vyhodnocením jsme došli k závěru, že výměnnou půdní reakci na lokalitě posuzujeme jako silně kyselou, aktivní půdní reakci jako slabě kyselou. Vliv ornice a podorničí na hodnotu ph je statisticky neprůkazný. Klíčová slova: půdní reakce, acidifikace, alkalizace, vápnění půd

OBSAH 1 Úvod... 9 2 Literární přehled... 10 2.1 Půdní reakce... 10 2.1.3 Formy půdní reakce... 11 2.1.3.1 Aktivní půdní reakce... 12 2.1.3.2 Potencionální reakce půdy... 12 2.2 Význam půdní reakce... 14 2.2.2 Vliv ph na půdní edafon... 15 2.2.3 Vliv ph na růst a výživu rostlin... 16 2.3.4 ph a toxicita hliníku v půdě... 17 2.4 Acidifikace a alkalizace půdy... 19 2.4.1 Acidifikace půdy... 21 2.4.1.1 Přirozené zdroje acidifikace... 23 2.4.1.2 Antropogenní zdroje acidifikace... 24 2.4.2 Alkalizace půd... 26 2.4.2.1 Přirozené zdroje alkalizace... 27 2.4.2.2 Antropogenní zdroje alkalizace... 27 2.5 Úprava půdní reakce... 27 2.5.1 Vápnění půd... 28 2.5.2 Potřeba vápnění... 28 2.5.3 Zásady vápnění půd... 29 2.6 Pufrační schopnost půd... 29 2.7 Sorpční komplex... 30 2.8 Současný stav půdní reakce v ČR... 32 2.8.1 Půdní reakce na Bystřicku... 35

3 Cíl práce... 38 4 Materiál a metody zpracování... 39 4.1 Charakteristika území... 39 4.1.1 Lokalizace a obecná charakteristika... 39 4.1.2 Agroekologická charakteristika... 40 4.1.3 Hydrologická charakteristika... 42 4.1.4 Klimatická charakteristika... 43 4.1.5 Geologická charakteristika... 44 4.1.6 Pedologická charakteristika... 46 4.2 Odběr půdních vzorků... 48 4.3 Laboratorní metody... 48 4.3.1 Příprava vzorků v laboratoři... 48 4.3.2 Stanovení aktivní půdní reakce... 48 4.3.3 Stanovení výměnné půdní reakce... 49 4.4 Statistické metody... 50 4.4.1 Aritmetický průměr... 50 4.4.2 Medián... 50 4.4.3 Charakteristiky variability... 51 4.4.3.1 Průměrná odchylka... 51 4.4.3.2 Rozptyl (variance)... 51 4.4.3.3 Směrodatná odchylka... 52 4.4.4 Analýza variance jednofaktorová dle Drápely (2000)... 52 5 Výsledky práce a diskuze... 53 5.1 Popis lokalit... 53 5.1.1 Domanínek... 53 5.1.2 Rovečné 1... 54

5.1.3 Rovečné 2... 55 5.1.4 Nyklovice... 56 5.1.5 Ubušín... 57 5.1.6 Míchov... 58 5.1.7 Bohuňov... 59 5.1.8 Rozsochy Kundratice... 60 5. 2 Výměnná půdní reakce ph/kcl... 61 5. 3 Aktivní půdní reakce... 63 6 Závěr... 66 7 Použitá literatura... 67 8 Seznam obrázků... 71 9 Seznam tabulek... 73 10 Přílohy... 74

1 ÚVOD Půda je jedním ze základních přírodních zdrojů uvádí Dykyjová et al. (1989). Jedná se o specifický typ živého a oživeného organismu vyvíjejícího se po miliony let, náročného na kyslík a vodu. Tento ekosystém je osídlen specifickými skupinami mikroorganismů, hub, živočichů a podzemními orgány vyšších zelených rostlin, které jsou odkázány na autotrofní způsob života nadzemních rostlinných orgánů. Půda je dynamický systém nesčetných životních forem bakterií a hub, různých půdních živočichů (žížal, stonožek, roztočů, mnohonožek a larev různého hmyzu). Bez půdního života by neexistovala půda jako půdní systém (Dykyjová et al. 1989). Z historického hlediska se vyvíjely definice pojmu půda dvěma směry. Statické nazírání pokládalo půdu za neživou směs zvětralých hornin a odumřelých organických zbytků v různém stupni rozkladu. Dynamické pojetí se pojí hlavně s pracemi ruského geologa V. V. Dokučajeva, který je pokládán za zakladatele moderní vědy o půdě. Dokučajev definoval půdu jako samostatný přírodně-historický útvar, který vzniká a vyvíjí se zákonitým procesem působením půdotvorných činitelů. Zastáncem dynamického pojetí půdy v Československu byl Václav Novák, definoval půdu jako přírodní útvar, který se vyvinul z povrchových zvětralin zemské kůry a organických zbytků: jeho stavba a složení jsou výsledkem působení klimatu a živých organismů žijících v půdě i na půdě (Jandák et al. 2001). Na vzniku půd se dle Kozáka a Němeček (2009) podílí řada půdotvorných faktorů mateční hornina, klimatické poměry, biologický činitel, podzemní voda, kultivační činnost člověka, a podmínek- reliéf terénu a stáří krajiny. Vlivem vzájemného působení těchto faktorů a podmínek vznikají půdní typy a nižší klasifikační podjednotky, které jsou charakterizovány určitými morfologickými znaky, chemickými, fyzikálními, fyzikálně-chemickými vlastnostmi a mají zákonitou stratigrafii profilu. 9

2 LITERÁRNÍ PŘEHLED 2.1 Půdní reakce Půdní reakce patří mezi významné ekologické ukazatele charakteru půdního stanoviště a jedná se o jednu z nejdůležitějších chemických vlastností půdy (Dykyjová et al., 1989). Můžeme ji charakterizovat jako výsledek poměru koncentrace iontu H +, Fe 3+, Al 3+ a H 3+ k součtu iontů alkálii. Pro vodíkové ionty je typický malý objem, vysoký elektrický náboj a schopnost vytvářet kovalentní vazby. Díky tomu jsou schopné vytěsňovat jiné ionty. Při elektrické disociaci se uvolňují ionty H + do vodního roztoku, kde vytvářejí kationty H 3 O 3+ a způsobují tak kyselost půdy, naopak volné hydroxylové anionty OH - jsou důvodem půdní alkality (Pánek et al., 2002, Jandák et al., 2001). Koncentrace iontů H + a OH - v půdním roztoku se kvantifikuje stanovením půdní reakce (Šimek, 2007). Reakce půdy vyjádřená jako koncentrace vodíkových iontů H+ v objemové jednotce půdy, se označuje jako vodíkové číslo a záporný dekadický logaritmus vodíkových iontů (vodíkového čísla) se nazývá vodíkový exponent a označuje se jako ph. Index ph zavedl dánský fyzik Sörensen a pochází z francouzského spojení puvoir hydrogene, síla vodíku (Pánek et al., 2002, Šimek, 2007, Jandák et. al, 2001, Schójnning et al., 2004). Podle koncentrace vodíkových iontů H + a OH - v půdním roztoku rozlišujeme tři typy reakcí: reakce neutrální koncentrace iontů H + a OH - v roztoku je stejná (ph = 7) reakce kyselá koncentrace iontů H + je větší (ph je menší než 7) reakce zásaditá koncentrace hydroxylových aniontů OH - je větší (ph je větší než 7), (Šimek, 2007). Schematické zobrazení kyselé, neutrální a zásadité reakce dle Šimka (2007) je uvedeno na obrázku 1. 10

Obr. 1 Grafické zobrazení kyselé, neutrální a alkalické půdní reakce (Šimek, 2007) Kyselá půdní reakce je výsledkem nedostatku karbonátů v půdě a nenasycenosti sorpčního komplexu. U kyselých půd klesají hodnoty sorpční nasycenosti V pod 50 60% a kationty Ca 2+ a M Mg 2+ jsou nahrazeny ionty H + a Al 3+. U půd s neutrální reakcí je sorpční komplex nasycen a hodnota sorpční nasycenosti se pohybuje kolem 80%. Alkalické půdy jsou typické vyšším obsahem CaCO 3 a hodnotou sorpční nasycenosti blížící se 100%. Sorpční komplex silně alkalických půd obsahuje větší množství Na + a lehce rozpustných solí (Šarapatka, 1996). Kyselejší reakce půdy bývá v oblastech s vyšším výskytem srážek, při kterých dochází k vymývání výměnných bází z povrchových vrstev půdy (např. Ca 2+, Mg 2+ ). Alkalická půdní reakce se vyskytuje zejména v semiaridních a aridních oblastech, kde je vysoký stupeň nasycení bázemi (Šarapatka, 1996). 2.1.3 Formy půdní reakce Vodíkové ionty se v půdě mohou nacházet v půdním roztoku nebo jsou výměně sorbovány půdními koloidy. Podle umístění rozlišujeme dvě formy půdní reakce: aktivní půdní reakce H + ionty jsou v půdním roztoku potencionální reakce půdy H + ionty jsou absorbovány a uvolňují se do roztoku výměnou. Podle použitého elektrolytu se reakce dělí na reakci výměnnou nebo hydrolytickou (Jandák et al. 2001). 11

2.1.3.1 Aktivní půdní reakce Aktivní půdní reakce je způsobena volnými ionty H + v půdním roztoku. Jejich zdrojem jsou disociované minerální a organické kyseliny, kyselé soli a acidoidy (Jandák et al., 2001). Označujeme ji jako ph H2O a zjišťuje se v suspenzi zeminy s destilovanou vodou (Šarapatka, 1996). Je závislá na typu půdy (Schőjnning et al., 2004). Nejvíce se vyskytuje v odvápněných, sorpčně nenasycených půdách s vysokým obsahem adsorbovaných iontů H+ a Al3+ (Pokorný a Denešová, 2005). 2.1.3.2 Potencionální reakce půdy Potencionální reakce půdy závisí na rozsahu zaplnění kationtové výměnné kapacity půdy bazickými kationty. Rozsah zaplnění závisí na obsahu jílu a organického materiálů v půdě, který je variabilní podle půdního druhu (Schőjnning et al. 2004). Potencionální reakce půdy se dále dělí na výměnnou půdní reakci a hydrolytickou půdní reakci. 2.1.3.2.1 Výměnná půdní reakce Výměnná půdní reakce je schopnost půdy měnit hodnotu ph roztoků minerálních solí. Je určena adsorbovanými ionty H + a Al 3+ (Fe 3+ ), které jsou sorbovány půdními koloidy výměnnou za bazické kationty neutrálních solí a mohou se uvolňovat do půdního roztoku a tím zvyšovat kyselost půdy. Reakci označujeme podle soli, kterou jsme na půdu působili ph KCL, ph CaCl2 (Jandák et al., 2001, Šarapatka et al. 2002). Při působení KCl na půdu dojde vlivem draselných iontů k vytěsnění iontů vodíku, které jsou poutané sorpčním komplexem půdy. Výměnná reakce půdy se poté elektronicky změří (Pokorný a Denešová, 2005). Vyjádření vzorcem, Pokud srovnáme výsledky aktivní půdní reakce (ph H2O) s výměnnou půdní reakcí (ph KCl ) v jedné konkrétní lokalitě budou hodnoty ph KCl nižší. (Šarapatka, 1996) Podle Jandáka et al. 2001 bývá rozdíl nezi ph H2O a ph KCl průměrně ph 0,5. Rozdíl může ale dosahovat hodnot v rozmezí od ph 0,2 do 1,0 i větší. Větší rozdíly jsou ukazatelem nenasycenosti sorpčního komplexu, ve kterém je již určitá část 12

dvojmocných kationtů nahrazena ionty vodíkovými. Výměnná acidita je nižší, protože zahrnuje volné ionty H + i ionty výměnné. Aktivní půdní reakce je velmi proměnlivá během roku narozdíl od výměnné půdní reakce ph/kcl a díky tomu je výměnná půdní reakce velmi důležitým a používanějším ukazatelem pro stanovení např. charakteristik sorpčního komplexu a stavu jeho nasycenosti. Aktivní půdní reakce má význam spíše fyziologický (Jandák et al., 2001). Tab. 1 Rozdělení půd podle aktivní a výměnné půdní reakce (Šarapatka, 1996) reakce ph H2O ph KCl silně kyselá <4,9 <4,5 kyselá 4,9-5,9 4,5-5.5 slabě kyselá 5,9 6,9 5,5 6,5 neutrální 6,9 7,2 6,5 7,2 slabě alkalická 7,2 8,0 - alkalická 8,0 9,4 - silně alkalická >9,4 - ph půdy se snižuje s rostoucí koncentrací rozpustných solí, zejména chloridů, síranů a dusičnanů. Množství solí závisí na druhu pěstovaných rostlin, způsobu hnojení a počasí, je proměnlivé v průběhu roku i během let (Schőjnning et al., 2004). 2.1.3.2.2 Hydrolytická půdní reakce Hydrolytická reakce půdy je vyjádřená schopností půdy poutat silnou zásadu a uvolňovat ekvivalentní množství slabé kyseliny (Klika et al., 1954). Pro stanovení se používá octan sodný nebo octan vápenatý. Vytěsňování H + iontů a Al3 + probíhá stejně jako u výměnné reakce. Rozlišujeme dva typy iontů H +, výměnné ionty H +, které lze vytěsnit roztokem neutrálních solí a volné ionty H +, k jejichž vytěsnění dojde až v alkalickém prostředí (Šarapatka, 1996). 13

2.2 Význam půdní reakce Půdní kyselost ovlivňuje důležité vlastností půdy, které určují její kvalitu. Nejvýznamnější je vliv půdní reakce na dostupnost živin - množství draslíku, fosforu, hořčíku a vápníku klesá s rostoucí kyselostí, zatímco stoupá rozpustnost kovových částic např. železa, zinku, mědi, hořčíku a manganu. Uvolnění iontů hliníku, zinku a manganu znamená poškození pro kořeny rostlin a následně může dojít i k nedostatku fosforu, vápníku a hořčíku, které jsou pro růst rostlin nezbytné (Sparks, 2003). Se snižující se hodnotou ph dochází podle Šimka (2007) k aktivizaci patogenních hub v půdě a následnému rozvoji chorob rostlin, snižuje se nitrifikační schopnost půdy vlivem klesajícího počtu a aktivity hlízkových bakterií. Zpomaluje se uvolňování minerálního dusíku v půdě, zhoršuje se kvalita humusu a snižuje se odolnost půdy vůči erozi. Vlivem nízkého ph klesá klíčivost semen vápnomilných rostlin a zhoršuje se jejich růst a vývoj a snižuje se i výnosnost kulturních rostlin, které pro svůj růst vyžadují v písčité a hlinité půdě ph > 5.5 a v jílovité půdě ph větší než 6. Na obrázku 2 je znázorněn vliv půdní reakce na půdní procesy, mobilizaci a dostupnost minerálních látek. Obr. 2 Vliv půdní reakce na půdní procesy, mobilizaci a dostupnost minerálních látek 14

2.2.2 Vliv ph na půdní edafon Důležitou součástí půdního prostředí jsou půdní organismy. Ovlivňují velkou řadu půdních procesů pedogenetický proces, ovlivňují koloběh prvků v půdě, růst rostlin a mají vliv na stabilitu ekosystému (Šarapatka et al., 2002). Podle velikosti rozdělujeme půdní faunu na megaedafon (organismy vetší než 20 mm zástupci: žížaly a obratlovci), makroedafon (velikost 2-20 mm, zástupci: mnohonožky, stonožky, hmyz, měkkýši, pavoukovci, roupice), mezoedafon (velikost 0,2 2 mm, zástupci: hlístice, chvostoskoci, roztoči) a mikroedafon (menší než 0,2 mm, zástupci:bakterie, aktinomycety, sinice, řasy, houby, prvoci), (Šarapatka et al., 2002). Jednotlivé druhy organismů mají v půdě odlišnou ekologickou funkci. Mikroedafon se podílí na mineralizaci a rozkladu půdní organické hmoty (bakterie), fixaci vzdušného dusíku (bakterie, aktinomycety, řasy a sinice), koloběhu živin a mohou být i patogenní (někteří zástupci bakterií sinic, aktinomycet a hub). Zástupci hub ovlivňují tvorbu agregátů a účastní se na mykorrhize. Řasy a sinice mají vliv na půdní strukturu (Šarapatka et al., 2002). Hlístice, chvostoskoci a roztoči jsou mikrofágové a podílejí se rozkladu půdní organické hmoty. Hlístice jsou parazité, ovlivňují mikroflóru a kořeny rostlin. Chvostoskoky a roztoče řadíme mezi konzumenty odumřelé organické hmoty rostlinného původu. Mnohonožky a stonožky mají vliv na aktivitu mikroorganismů, podílejí se na rozmělňování a trávení organické hmoty. Jsou známí jako mikrofágové, detritofágové a dravci. Žížaly jsou taktéž důležití detritofágové, ovlivňují aktivitu mikroorganismů v půdě, fragmentují a upravují organickou hmotu. Mají na starosti její trávení, promíchávají ji s minerálním podílem půdy, obohacují o enzymy a upravují strukturu půdy (Šarapatka et al., 2002). Na přežívání patogenních a indikátorových mikroorganismů v půdě má vliv vlhkost, teplota, sluneční záření, ph, toxické látky a půdní typ. v půdách s kyselou půdní reakcí jsou nejvíce zastoupeny plísně a houby a jsou typické nízkým obsahem bakterií. v alkalických půdách převládají aktinomycety, v půdách neutrálních bakterie (Dykyjová et al., 1989). Vápněné půdy mají vyšší celkovou aktivitu půdních mikroorganismů a počtu populací než půdy nevápněné. Vápnění vede ke zvýšení počtu populací bakterií a aktinomycet a redukuje množství populací hub. El-Tarabily et. al. (1996) navrhl, že 15

změny v půdním mikrobialním společenství vedou ke snížení závažnosti chorob, ačkoliv jejich pokus přímou souvislost nedokazuje. Snížení roční aplikace sulfátu amonného k redukci ph vede ke zvýšení tlumivost půd, tlumivost může být znovu snížena vlivem vápnění (Simon and Sivasithamparam, 1990). 2.2.3 Vliv ph na růst a výživu rostlin Se snižujícím se ph stoupá rozpustnost hliníku, železa a manganu, které mohou být pro rostliny toxické. Přímé působení nízkých hodnot půdní reakce má za následek snížený obsah sacharózy, bílkovin a zvýšené množství nebílkovinných forem dusíku v rostlinách. Se zvyšujícím se ph,se rozpustnost prvků snižuje a začínají se srážet a na rostlinách se objevují chlorotické skvrny. Pokud je ph zásadité mohou mít rostliny naopak živin nedostatek. Alkalická půdní reakce způsobuje u většiny druhů rostlin větší stres než kyselá reakce půdy (Kováčík, 2009). Vliv nízké hodnoty ph na růst kořene rostlin je zobrazen na obrázku 3. Obr. 3 Vliv 24hodinového protonového stresu na růst kořene bobu (http://web2.mendelu.cz) Jeden z největších problémů růstu rostlin v kyselých půdách je toxicita hliníku. Hliník v půdních roztocích způsobuje zakrslé kořeny a zakrslý růst rostlin. Stupeň toxicity závisí na druhu rostliny a formě hliníku (Sparks, 2003). Každý rostlinný druh má své nároky na ph. Podle schopnosti rostlin odolávat změnám půdní reakce, dělíme rostliny na acidofilní druhy (vyskytují se v prostředí do ph 6,7), druhy alkalofilní přirozeně se vyskytující v prostředí s hodnotami ph nad 7,2 16

a druhy neutrofilní s optimální hodnotou ph pod 7. Mezi druhy preferující neutrální prostředí patří většina druhů střední Evropy (Šarapatka, 2010). Nároky vybraných kulturních plodin na výměnnou půdní reakci jsou uvedeny v tabulce 2. Tab. 2 Nároky kulturních plodin na výměnnou půdní reakci (upraveno podle Duchoň a Hampl, 1962) Plodiny Normální rozmezí ph výměnné Obilniny žito pšenice ječmen oves kukuřice 4,8 6,6 6,0 6,9 6,2 7,3 4,7 6,2 5,5 6,8 Okopaniny brambory 4,5 6,2 Luskoviny hrách vikev 6,2 7,0 7,5 8,1 Speciální kultury ovocné stromy rajčata cibule zelí 6,4 8,0 6,9 8,2 5,8 8,5 7,0 8,4 2.3.4 ph a toxicita hliníku v půdě Akumulace a geochemické cykly těžkých kovů v půdě závisí na hodnotě ph půdy. Pokud dojde k okyselení půdy, těžké kovy se uvolňují a jsou více pohyblivé v půdním roztoku a snáze přijatelné rostlinami nebo vyplavované do spodních vod(poláková et al., 2011). Jeden z největších problémů acidity půd je toxicita hliníku. Hliník je prvek, který je při neutrálních hodnotách ph téměř nerozpustný. Jeho rozpustnost se zvyšuje v kyselém (ph < 6) a alkalickém (ph > 8) prostředí (Sparks, 2003). 17

Působením kyselých srážek se zvyšuje množství volného hliníku v půdě a může docházet k migraci hliníku do povrchových i podzemních vod (Poláková et al., 2011). V roce 1955 vědci Rich a Obenshain zjistili, že půdy ve Virginii obsahují nejen výměnné formy hliníku Al 3+, ale i nevýměnné formy hliníku, které snižují kationtovou výměnnou kapacitu půdy. Formy hliníku můžeme dále rozlišit na monomerní a polymerní. Monomerní formy hliníku vznikají hydrolýzou ve vodném roztoku. Hydrolýza je chemická reakce, která probíhá za přítomnosti vody a dochází při ní k rozkladu chemických sloučenin. Při hydrolýze hliníku vzniká H 3 3O + nebo H +, které způsobují klesající hodnotu ph a zvyšují tak kyselost půdy. Rozsah snížení ph závisí na koncentraci Al v roztoku. Formy monomerníhoo hliníku v půdním roztoku závisí na hodnotě ph. Rozpustnost Al ve vodním roztoku v závislosti na hodnotě ph zobrazuje obrázek 3. Obr. 4 Vztah mezi ph, rozložením a průměrnou hodnotou rozpustného hliníku (Sparks, 2003) Při hodnotě ph nižší než 4,7 převažuje hliník v podobě Al 3+. v rozmezí hodnot ph 4,7 6,5 převládá Al(OH) 2, při hodnotě ph od 6,8 do ph 8 nejvíce zastoupen Al(OH) 3. Pokud je ph vyšší než 8 převažuje hliník v podobě Al(OH) 4. v rozmezí hodnot 4,7-7,5 je hliník téměř nerozpustný a dochází k jeho vysrážení do podoby Al(OH) 3, při hodnotě ph nižší než 4 a vyšší než 7 stoupá koncentrace hliníku v roztoku. Přítomnost polymerních forem hliníku v půdě nelze přesně prokázat. Polymerní druhy jsou totiž přechodné a nestálé meziprodukty vytvořené vysrážením krystalického Al(OH). Povaha a rozložení polymerů závisí na teplotě, iontové síle, celkové 18

koncentraci hliníku, ph, typu přítomných aniontů, čase a metodách srážení (Sparks, 2003). Zvýšená koncentrace labilních forem Al byla nalezena v kambizemích dystrických a pseudoglejích (Kozák a Němeček, 2009). 2.4 Acidifikace a alkalizace půdy Podle Šarapatky et al. (2002) je proces acidifikace a alkalizace půdy definován jako pokles kyselinové, respektive zásadové neutralizační kapacity půdy a projevuje se změnami půdní reakce. K acidifikaci a alkalizaci půd dochází v důsledku působení přirozených půdních procesů nebo je výsledkem působení antropogenních činitelů. Mezi přirozené faktory způsobující acidifikaci patří vyluhování bazických iontů, půdní dýchání, proces podzolizace, ilimerizace a nitrifikace. K nitrifikaci dochází vlivem působení nitrifikačních bakterií žijících v půdě (např. Azotobacter Chroococcum), ty jsou schopné rozkládat amoniak na formu dusíku přístupnou pro rostliny. Nitrifikační proces znázorňuje rovnice NH 4+ +1,5O 2 NO 3- +4H 2 O. Šarapatka et al.(2002) uvádí přehled hlavních a kyselých složek v půdách. (viz. tabulka 3) 19

tab. 3 Přehled hlavních a kyselých složek v půdách (Šarapatka et al., 2002) Bazické složky (schopné disociovat vodíkový ion) Kyselé složky (schopné asociovat vodíkový ion) Pevná fáze půdy uhličitany sulfidy silikáty nedisociované kyselé skupiny jílových minerálů a organické hmoty kationty alkalických kovů a kovů alkalických zemin (bazické kationty) + - výměnné, vázané na slabě kyselé pozice na povrchu minerálů a organické hmoty kationty kovů, tvořící slabé hydroxidy (Al, Mn, Fe, těžké kovy kyselé kationty Ma), +- výměnné,vázané na kyselé pozice na povrchu minerálů a organické hmoty výměnný a fixovaný NH 4+ hydroxosírany hliníku a sírany sorbované na hydroxidy hliníku organicky vázaný dusík Norg nevratná reakce HNO 3 organicky vázaná síra Sorg nevratná reakce H 2 SO 4 Půdní roztok OH - (OH - +H + H 2 O) H 3 O + (H 3 O + +OH - 2H 2 O) HCO 3- (HCO 3- +H + CO 2 +H 2 O) H 2 CO 3 (H 2 CO 3 H + +HCO 3- ) NO 3- (NO 3- +H + nevratná reakce Norg, 1/2NO 2, 1/2N 2 ) NH 4+ (NH 4+ NH 3 +H + NH 4+ nevratná reakce Norg+H + ) SO 4 2- (SO 4 2- +2H + nevratná reakce Sorg, H 2 S v plynné formě) kyselé kationty (Ma + nh 2 O Ma(OH)n + nh + ) organické kyseliny 20

Na změnách půdní reakce se mohou podílet i rostliny a rostlinná společenstva. Rostliny pro svůj růst potřebují bazické kationty, které jsou z půdy čerpány výměnou za ionty H+, čímž se zvyšuje kyselost půdního roztoku. Některé rostlinné druhy ovlivňují svým opadem iontové poměry prostředí. Např. smrk, borovice, vřes a brusinka se podílejí na vzniku humusu, který přispívá k vyluhování minerálních látek z půdy, a tím zvyšují aciditu prostředí. Naopak lípa, buk a javor vytvářejí humus, jehož obsahové látky nezpůsobují vyluhování minerálních látek a díky tomu se zachovává neutrální až alkalická reakce půdy (Šarapatka, 2010). Mezi významné antropogenní činitele okyselování půd patří kyselé srážky. ph srážek se snižuje pod přirozenou hodnotu 5,6 vlivem tvorby kyselin sírové a dusičné v kapénkách srážkové vody, tyto kyseliny se tvoří rozpouštěním sloučenin síry a dusíku emitovanými do ovzduší přirozenými zdroji sopky, výrony plynů nebo vznikající vlivem lidské činnosti průmyslová výroba, doprava (Sparks, 2003). Mezi další antropogenní zdroje kyselosti patří hnojení, vápnění a závlahy půdy. Přirozeně alkalické půdy se vyskytují v semiaridních a aridních oblastech, v deltách řek, při pobřeží moří a oceánů. Vznikají půdotvorným procesem z určitých půdotvorných substrátů, za určitých klimatických podmínek. v celosvětovém měřítku tvoří asi 10% výměry veškeré orné půdy (Šimek, 2007). 2.4.1 Acidifikace půdy Podle Němečka et al. (1990) je acidifikace součástí ireverzibilního (nevratného) toku protonů, zahrnujícího vegetaci, půdní roztok a pevnou fázi půdy. Tento nevratný tok protonů je podmíněn přímou adicí nebo ztrátou protonů, různou mobilitou složek neutralizační kapacity půdy nebo permanentními změnami redukčně-oxidačních podmínek. Acidifikace u antropicky neovlivněných půd probíhá velmi pomalu. v rovnovážném stavu ekosystému je čistá produkce protonů nulová, ve stavu blížícím se stavu rovnovážnému nebo při narušení rovnováhy přírodními procesy dochází - k nerovnovážné produkci nebo spotřebě protonů (vyluhování HCO 3 a H 2 CO 3, akumulace či rozklad humusu, vyluhování nitrátů, narušení rovnováhy mezi mineralizací Na a jeho příjmem vegetací). Velmi výrazné narušení rovnováhy stavu 21

nastává především vstupy polutantů SO 2 a NO x do půdy (Ulrich 1986 in Němeček et al. 1990). Rychlost acidifikace závisí na intenzitě kyselých vstupů a počáteční pufrovací kapacitě půdy. Nejrychleji se okyselují půdy s nízkou pufrovací kapacitou a vysokými kyselými vstupy. Nejpomaleji dochází k acidifikaci u půd s vysokou pufrovací kapacitou a nízkými kyselými vstupy (Šarapatka et al. 2002). Stupeň acidifikace závisí i na mateční hornině, na které se půda vytváří. Půdy vyvinuté na granitech a píscích jsou přirozeně kyselé, zatímco půdy vzniklé na vápencích alkalické. Hodnota ph je u jednotlivých půdních typů odlišná (viz. tabulka č. 4). Tab. 4 Půdní reakce podle půdních typů Půdní typ Půdní reakce Kambizem Hnědozem Luvizem Podzol Organozem Stagnosoly, Glejosoly slabě kyselá až kyselá slabě kyselá kyselá silně kyselá kyselá až alkalická kyselá až silně kyselá Podle Šarapatky et al. (2002) můžeme proces acidifikace vyjádřit v pěti bodech. Při hodnotě ph vyšší než 4,2 je hliník v půdách imobilní. Vlivem kyselé depozice dojde k okyselování lesních půd. Hodnoty ph se zpočátku nemění, půda totiž obsahuje zásobu bazických kationtů, které kyselé vstupy pufrují. Po překročení pufrovací kapacity půdy, ale začne ph rapidně klesat. Jakmile jeho hodnota klesne pod 4,2, vzrůstá mobilita hliníku a v půdě začíná proces jeho vyluhování. v poslední fázi dochází k nebezpečnému působení na ekosystémy např. poškození porostů, hynutí ryb v řekách a jezerech (celý proces je graficky znázorněn na obrázek 5). 22

Obr. 5 Změny ph v čase způsobené acidifikací (Šarapatka et. al., 2002) 2.4.1.1 Přirozené zdroje acidifikace Kořeny rostlin a půdní mikroorganismy produkují oxid uhličitý, který se částečně rozpouští v půdní vodě a tím se vytváří kyselina uhličitá H 2 CO 3, při jejíž hydrolyzaci se uvolňují ionty H +, které okyselují půdní prostředí V kořenových exudátech dochází k produkci metabolitů, část exudátů tvoří organické kyseliny. Při výživě rostlin jsou z nich čerpány bazické kationty výměnou za ionty H +, které okyselují půdní prostředí. Při mineralizaci organické hmoty se vytvářejí organické kyseliny a mineralizovaný dusík a síra se oxidují na kyselinu dusičnou a sírovou a ty jsou zdrojem H +. Při zvětrávání půdotvorných minerálů se uvolňují ionty H + do půdního prostředí. Působením srážkové vody se z půdy vyluhují a vymývají bazické kationty (Ca 2+, K +, Na + ) a tím se půda okyseluje. Srážková voda reaguje s oxidem uhličitým v atmosféře a tvoří se kyselina uhličitá. Při vyluhování půd v humidním klimatu dochází k vyloužení bazických kationtů a klesá tak ph půdy. 23

2.4.1.2 Antropogenní zdroje acidifikace Mezi nejdůležitější antropogenní faktory acidifikace patří používání fyziologicky kyselých minerálních hnojiv a kyselé deště. Minerální hnojiva Část amonných iontů se procesem nitrifikace oxiduje nejprve na dusitanovou formu dusíku a uvolňují se tak ionty H +, které okyselují půdní prostředí a poté se dusitany dále oxidují na dusičnany (Šimek, 2007). Fyziologická reakce hnojiva je způsobena vlivem rostliny v závislosti na selektivním příjmu aniontu nebo kationtu kořeny rostlin. Jsou li přednostně z hnojiva přijímány kationty a půdy mají malý obsah vápníku, jsou hnojiva fyziologicky kyselá (síran amonný, draselná sůl, síran draselný aj.), při intenzivním příjmu aniontů jsou hnojiva fyziologicky zásaditá (ledek vápenatý, dusíkaté vápno, vápenec aj.) nebo pokud přijímají stejným podílem anionty a kationty, jsou fyziologicky neutrální (Richter a Hlušek, 2003). Vliv hnojiva na ph nám vyjadřuje ekvivalent kyselosti a zásaditosti. Ekvivalent kyselosti, značící se matematickým znaménkém mínus, vyjadřuje množství CaO (CaCO3) potřebného k neutralizaci vzniklé kyselé reakce po aplikaci hnojiva. Ekvivalent zásaditosti + udává množštví alkalicky působícího CaO, které hnojivo dodá do půdy (Richter a Hlušek, 2003). Vliv průmyslových hnojiv na ph půdy je uveden v tabulce 5. 24

Tab. 5 Vliv průmyslových hnojiv na ph půdy (upraveno podle Richter a Hlušek, 2003) Hnojivo Ekvivalenty v kg na 100 kg hnojiva CaO CaCO 3 Dusíkaté vápno +63 +113 Ledek vápenatý +12 +22 Ledek amonný s váp. (25%) -10-17 Ledek amonný s váp. (27%) -15-27 Dam 390-29 -52 Dusičnan amonný -33-60 Močovina -46-82 Síran amonný -63-112 Amofos -35-62 Fostim (8-24) -17-30 NPK 1 Lovofert (12-19-19) -12-22 Kyselé deště Kyselé deště patři mezi nejvýznamnější antropogenní činitele způsobující acidifikaci. Jsou způsobeny kyselými výpary především kyseliny sírové a dusičné do ovzduší ve formě oxidu siřičitého (SO 2 ) a oxidů dusíku. Ty se do ovzduší dostávají ve formě emisí způsobených lidskou činností. Mezi největší lidské zdroje kyselých depozic patří spalování fosilních paliv a výfukové plyny automobilů (Sparks, 2003). Kyselé výpary kondenzují za vzniku aerosolových částic, které spolu se zásaditými částicemi obsaženými v atmosférické vodě určují ph srážek. Mezi hlavní kationty srážkových vod patří H +, NH + 4, Na +, Ca 2+, Mg 2+, K +, nejhlavnější anionty jsou SO 2-4, NO - 3 a Cl - (Sparks, 2003). V lesích a na pastvinách ovlivňují kyselé deště jak stromy, tak i chemické vlastnosti půdy. Kyselý déšť způsobuje vyluhování kationtů Ca 2+, Mg 2+ a K + z půdy a výsledkem je snížená hodnota ph a vyluhování toxických kovů Al 3+ a Mn 2+. To způsobuje sníženou biologickou aktivitu půdy jako je amonifikace a snížení fixace vzdušného N 2 bobovitými rostlinami a redukce toku živin. v průběhu času se snižuje produktivita lesů 25

a pastvin díky klesajícímu obsahu živin a stoupajícímu počtu toxických kovů (Sparks, 2003). 2.4.2 Alkalizace půd Alkalizace půd, jak už jsme uvedli v kapitole 2.4, je definována jako pokles neutralizační kapacity půdy a projevuje se změnami půdní reakce. Zásaditost půd silně souvisí se zasolením půd. Zasolené půdy vznikají v přírodě přirozeným pedogenetickým procesem, který je podmíněn vysokým obsahem ve vodě rozpuštěných solí a/nebo Na +. K uvolňování solí dochází při zvětrávání minerálů. Mezi hlavní ionty obsažené v minerálních solích patří Na +, Ca 2+, Mg 2+, K +, Cl -, SO 2-4, HCO - 3, CO 2-3 a NO - 3 (Šarapatka et al., 2002). Rozdělení alkalických a zasolených půd se u jednotlivých autorů liší. Šimek (2007) rozděluje alkalické půdy podle hodnoty ph na půdy slabě alkalické, kdy hodnota ph je v rozmezí 7,2 8 a je způsobena vápencem (CaCO3). Mezi slabě alkalické půdy řadíme černozemě a rendziny. Půdy alkalické ph 8,5 ph 9,5, kde je alkalita způsobena NaCl 2 a Na 2 SO 4. Mezi alkalické půdy patří chloridové a sulfátové solončaky a slance. Třetí skupinou jsou půdy silně alkalické, hodnota ph je vyšší než 9,5 a alkalitu způsobuje Na 2 C0 3. Patří sem sodné půdy, slance a solončaky. Alkalita zasolených půd je způsobena akumulací rozpustných solí, alkalita sodných půd je vyvolána nadbytkem výměnného Na (Šimek, 2007). Škodlivost alkalických půd Alkalizace půd je stejně škodlivá jako acidifikace. Způsobuje změnu půdních vlastností jako je slévavost a nepropustnost, dochází totiž k peptizaci půdních koloidů a tím k tvorbě škraloupu, zvyšuje se obsah chloru (Cl) a sodíku (Na), projevu se menší přístupností vody díky většímu obsahu roztoků solí, vysokým obsahem uhličitanu vápenatého v půdě, který vede k vápenatým chlorózám u rostlin a omezuje příjem některých živin (bór, zinek, měď, železo a většiny těžkých kovů) (Sparks, 2003) Nadměrná alkalita půdy má negativní vliv na půdní biotu a snižuje klíčivost semen většiny zemědělských plodin ve větší míře než kyselá půda. Nadměrný příjem hořčíku rostlinami způsobuje pomalý růst (rostliny i kořenů) a úhyn acidofilních druhů rostlin. 26

Půda ztrácí svoji úrodnost a bez asanačního opatření není schopna poskytovat životní podmínky pro růst a vývoj rostlin (Šarapatka et al., 2002). Vysoké ph lze snížit sulfátem železnatým (FeSO 4 ), jehož hydrolýzou se v půdě produkují vodíkové ionty nebo lze využít organické substráty jehličí, piliny, rašelinu, při jejichž rozkladu se vytvářejí organické i anorganické kyseliny, které snižují ph prostředí (Šimek, 2007). 2.4.2.1 Přirozené zdroje alkalizace Při nedostatku srážek nejsou z půdy vyplavovány rozpustné soli, v půdě tedy převládají kationty Na +, Ca 2+, Mg 2+ a K + a anionty Cl -, SO 2-4, HCO - 3, CO 2-3, NO - 3. Dvojmocné kationty se mohou vysrážet a vznikají nerozpustné sloučeniny CaSO 4, CaCO 3, CaMg(CO 3 ) 2 a v sorpčním komplexu převládnou výměnné ionty Na+ a vznikají sodné půdy (Sparks, 2003). Další důležitou příčinou vzniku alkalických půd je evapotranspirace neboli výpar vody z povrchu rostlin a půdy. V suchých oblastech je evapotranspirace velká a tím se zvyšuje koncentrace solí v půdě (Sparks, 2003). 2.4.2.2 Antropogenní zdroje alkalizace Mezi antropogenní zdroje alkalizace a zasolení půd řadíme používání zasolené vody k závlahám (kvalitní závlahová voda by měla mít obsah solí menší než 0,5g/l, za použitelnou se považuje voda s obsahem solí 1,5g/l, za nebezpečnou voda s obsahem solí vyšším než 3g/l), dlouhodobé používání hnojiv s vysokým obsahem sodíku a intenzivní zavlažování půd v teplých oblastech (Šimek, 2007, Šarapatka et al., 2002). 2.5 Úprava půdní reakce Ideální hodnota ph půd závisí na klimatických podmínkách, chemickém složení půdy, způsobu obdělávání a druhu pěstovaných rostlin. V oblastech s mírným klima se pro kulturní plodiny preferuje hodnota ph kolem 6,5, pro pastviny ph 6. Pro úpravu půdní reakce se používá vápnění půd. Optimální hodnoty ph minerálních půd jsou uvedeny v tabulce 6). 27

Tab. 6 Optimální hodnoty ph minerálních půd (upraveno podle Richter a Hlušek, 2003) Půdní druh Orná půda Trvalé travní porosty optimální ph žádoucí rozmezí ph optimální ph žádoucí rozmezí ph Písčitá půda 5,5 5,3 5,7 5,0 4,5 5,2 Hlinitopísčitá půda 6,0 5,8 6,2 5,0 4,5 5,2 Písčitohlinitá půda 6,5 6,3 6,7 5,2 4,8 5,5 Hlinitá půda až jíl 7,0 6,5 7,5 1) 5,5 5,3 6,0 1)Horní hodnota platí pro půdy karbonátové Optimální hodnota ph půdy je důležitým předpokladem pro efektivní využití hnojiv a půdních živin. Pokud půda nedosahuje požadovaného bodu nebo rozmezí půdní reakce může aplikace hnojiv zůstat bez výsledku (Richter a Hlušek, 2003). 2.5.1 Vápnění půd První člověk, který použil vápnění půd ke snížení kyselosti byl Edmund Ruffin, ten na svoji půdu aplikoval schránky ústřic (Sparks, 2003). Zapravení alkalických vápenatých hnojiv do půdy komplexně zasahuje do veškerého dění v půdě. Mění nejen celkový chemismus půdy hodnotu ph, ale i s ní související dostupnost živin pro rostliny. Nasycování půdních částic koloidní povahy vápníkem ovlivňuje fyzikální vlastnosti půdy (strukturu, pórovitost a vododržnost), a tím celý vodo-vzdušný režim půdy. Vápnění je rovněž výrazným zásahem do biologie půdy. Zesiluje mineralizaci organické půdní hmoty a produkci minerálních forem dusíku. Ovlivňuje kvalitu organické půdní hmoty. (Matula, 2007) V roce 1902 stanovil F.P.Weith způsob zjištění škodlivého působení vápna, použitého k neutralizaci kyselosti půd, na růst plodin. Způsobem stanovení je titrace půdy za přítomnosti fenolftaleinu ekvilibrovaná Ca(OH) 2 až do růžového zbarvení (Sparks, 2003). 2.5.2 Potřeba vápnění Potřeba vápnění vyjadřuje dávku vápenatých hnojiv, která je adekvátní ekologickým podmínkám stanoviště a její aplikací dojde k dosažení nebo udržení optimální hodnoty ph půdy (Richter a Hlušek, 2003). 28

K určení potřeby vápnění je nutné stanovení půdní kyselosti a hodnot kationtové výměnné kapacity KVK v reprezentativním vzorku půdy. Hodnota ph se měří v suspenzi půdy s roztokem 0,2 M KCl v poměru 1:1 (w/v) (Matula, 2007). Je třeba určit vhodné rozpětí ph půdy v závislosti na hodnotě KVK půdy (mmol+/kg). Rozdíl mezi stanoveným a vypočteným vhodným ph se používá k odvození potřeby vápnění (CaCO 3 t/ha) v závisloti na pufrační kapacitě půdy. Dále zjišťujeme hloubku vzorkovaného profilu půdy, objemovou hmotnost půdy, podíl skeletu a obsah výměnného Mn 2+. Stanovuje se doporučená maximální jednorázová dávka vápnění, která je vztažena k hodnotě KVK půdy (Matula,2007). 2.5.3 Zásady vápnění půd Cílem vápnění je podle druhu půdy, co nejrychleji dosáhnout optimální hodnoty ph. Pokud není hodnota ph optimální, mají být intervaly opakovaného vápnění půd, co nejkratší. Po dosažení optimální hodnoty ph provádíme pouze vápnění udržovací v intervalu 3 let na lehčích a 4 let na těžších půdách. Nejvhodnější dobou pro vápnění je pozdní léto a časný podzim, zejména při suchém počasí a suché půdě. Na všech druzích půd mohou být zásadně použita jakákoliv vápenatá hnojiva, přičemž rozhoduje pouze hledisko ekonomické, při rovnocenné ekonomice dodáváme přednostně na půdě: lehké mletý vápenec, dolomit, strusky, střední a těžké- pálené nebo hašené vápno. Vápenaté hnojivo musí být dokonale promíseno s půdou. Nedoporučuje se překračovat jednofázovou dávku v t CaO na ha u půdy písčité 1t/ha, hlinitopísčité 1,5t/ha, písčitohlinité 2t/ha, hlinité 3t/ha, jílovitohlinité 5t/ha CaO. (Richter a Hlušek, 2003). 2.6 Pufrační schopnost půd Pufrační, tlumivá, ústojčivá schopnost půd je schopnost půd oddolávat náhlým změnám půdní reakce (ph) a udržovat stálou koncentraci vodíkových iontů v půdním roztoku. Je podmíněna přítomností ústojných systémů obsažených v půdním roztoku a výměnném sorpčním komplexu. Ústojné systémy v půdním roztoku tvoří slabé kyseliny a jejich soli se silnými zásadami nebo slabé zásady a jejich soli se silnými kyselinami. Mezi nejznámější patří kyselina uhličitá, která vzniká v půdě reakcí oxidu uhličitého (C0 2 ) s vodou. Ústojčivou schopnost v půdě vykazují také fosfáty, křemičitany, koloidní alumosilikáty a jílové minerály. 29

Šarapatka et al. (2002) uvádí vyčlenění hlavních pufračních mechanismů podle Ulricha (1983,1991), které dominují v jednotlivých intervalech ph půdy. ph 8,6-6,2 - pufrační oblast uhličitanu vápenatého ph > 5 - pufrační oblast silikátů, bez uhličitanů ph 5,0 4,2 - pufrační oblast kationtové výměny ph 4,2 3,8- pufrační oblast hliníku ph 3,8 3,2 - pufrační oblast hliníku a železa ph < 3,2 - pufrační oblast železa Na pufrační schopnosti humózních půd se významně podílí nasycený humus. Při jeho silném nasycená bázemi (Ca 2+. Mg 2+ ) se snadno odstraňuje vznikající kyselost výměnnou bází za H+ ionty do půdního roztoku, které s hydroxylovými ionty (OH - ) vytvoří molekulu vody (H2O) (Jandák at al., 2007). Půdy s vysokým obsahem výměnného vápníku, hořčíku, draslíku a sodíku např. černozemně, slance a lužní půdy mají vysokou pufrační schopnost vůči okyselování. Půdy s vysokým obsahem výměnného vodíku a hliníku v půdním sorpčním komplexu jsou odolné vůči vzniku alkalické reakce (Dykyjová et al.,1989). Pufrovitost půd půd zvyšujeme vápněním a dodáváním organické hmoty. Půdy s obsahem alespoň 0,5% CaCO3 a 2% humusu, vykazují většinou dobrou pufrační schopnost (Richter a Hlušek, 2003). 2.7 Sorpční komplex Další fyzikálně-chemickou vlastností půdy je sorpční schopnost půdy. Sorpční schopností označujeme schopnost půdy sorbovat (poutat) různé sloučeniny nebo jejich části (Bedrna et al., 1968 in Dykyjová et al., 1989). Sorpční schopnost půdy je závislá na vlastnosti půdních koloidů tedy na té části půdy, kterou nazýváme půdním sorpčním komplexem. Podle Jandáka et al. (2001) charakterizujeme půdní sorpční komplex jako soubor půdních koloidů podílejících se na výměnných reakcích. Dykyjová et al. (1989) sorpční komplex popisuje jako souhrn jemných dispergovaných organických a anorganických půdních částic s velkým specifickým povrchem, schopným udržet a poutat anionty a kationty. 30

Podle funkčního hlediska dělíme sorpční komplex na dvě části - aktivní část neboli vlastní komplex. Jeho aniontová část působí na volné ionty v půdním roztoku a vyvolává sorpční procesy. Pasivní část, tu představují kationty sorbované aktivní částí sorpčního komplexu (Jandák et al., 2001). Mezi nejdůležitější vlastnosti sorpční schopnosti půd zařazujeme celkovou sorpční kapacitu T, obsah výměnných bazických kationtů (S), stupeň nasycení sorpčního komplexu bazickými kationty (V), obsah výměnných bazických kationtů (S) a hydrolytickou kyselost (H), (Dykyjová et al., 1989). Čím více bazických kationtů Ca 2+, Mg 2+, K +, Na + půda obsahuje, tím je příznivější stav půdního koloidního komplexu a snižuje se kyselost půdy. Míru kyselosti potom vyjádříme stupněm nasycení sorpčního komplexu s bazickými kationty v porovnání s hodnotou výměnné půdní reakce (Dykyjová et al., 1989). Pro určení charakteru půdního stanoviště a pro stanovení potřeb přírodních ekosystémů je nutné znát narůstání schopnosti půdy poutat kationty a anionty (Dykyjová) et al., 1989). Kationty jsou v půdním sorpčním komplexu vázány různou silou v pořadí: Na k NH4 H Ca Mg Al Fe (Jandák et al., 2001). Anionty jsou vázány v řadě Cl - = NO - 3 <<<SO 2-4 <PO 3-3 <OH -. Nejméně poutané jsou sodík a nitráty, nejvíce vápník, hořčík, fosforečnany a hydroxyly (Dykyjová et al., 1989). Vzájemný poměr výměnných kationtů v půdním sorpčním komplexu a jejich procentuální zastoupení je významný ekologický ukazatel půdního stanoviště (Dykyjová et al., 1989). Složení a charakteristické vlastnosti sorpčního komplexu se u různých půdních typů liší, utváří se podle stupně kyselosti, zásoby dvojmocných bází v půdotvorném substrátu a podle prostředí, ve kterém probíhá celý půdotvorný proces (Jandák et al., 2001). Podle převládajícího druhu sorbovaných kationtů a kvality aktivní části sorpčního komplexu dělíme dle Jandáka et. al. (2001) sorpční komplex na tři druhy. Sorpční komplex nenasycený převaha sorbovaných vodíkových iontů, půdy jsou sorpčně nenasycené, reakce je kyselá, nedostatek dvojmocných kationtů, takže nestabilní struktura, předpokladem pro vznik je humidní klima a nedostatek Ca v půdě. Sorpční komplex nasycený dvojmocnými kationty půdy sorpčně nasycené, pasivní část převaha iontů Ca a Mg, reakce půd je neutrální, dobrá pufrační schopnost, dobrá 31

agregační schopnost, vodostálá struktura, příznivý fyzikální stav půd, suché až mírně vlhké klima, půdotvorné substráty zásobené dvojmocnými kationty, dobré podmínky pro růst a vývoj kulturních rostlin. Sorpční komplex nasycený jednomocnými kationty převaha jednomocných kationtů, v pasivní část komplexu hlavně sodík, alkalické prostředí, suché klima, výpar převládá nad srážkami, půdy jsou zasolené, výrazná peptizace koloidů, fyzikálně nepříznivé vrstvy, rozrušování půdní struktury nepříznivé pro kulturní plodiny. Sorpční schopnost půdy je schopnost půdy poutat půdními koloidy látky z disperzního prostředí. Výměnná sorpce kationtů je závislá na ph půdního roztoku. Se zvyšujícím se ph roste záporný náboj a kladný náboj klesá a zvyšuje se maximální sorpční kapacita (Jandák et al. 2001). 2.8 Současný stav půdní reakce v ČR Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský (UKZÚZ) provádí pravidelné Agrochemické zkoušení půd. Zkoumá se půdní reakce, stanovuje obsah uhličitanů, obsah přípustného fosforu, draslíku, hořčíku a vápníku, provádí se výpočet potřeby vápnění na základě ph půdy a půdního druhu a vypočítává se aktuální kationtová výměnná kapacita a poměr K:Mg (Klement a Sušil, 2011). Odběry půdních vzorků provádějí pověřené osoby a probíhají v pravidelných šestiletých cyklech. Plocha odběru jednoho průměrného vzorku činí u orné půdy a trvalých travních porostů (TTP) 7 až 10 ha, u speciálních druhů pozemků jako jsou chmelnice, vinice a ovocné sady 2 až 3 ha. Odběrové plochy jsou lokalizovány zeměpisnými souřadnicemi v systému S-JTSK (souřadnicový systém jednotné trigonometrické sítě katastrální). Geografické zaměření umožňuje provádět odběry půdních vzorků opakovaně na stejných místech a porovnávat tak získané výsledky s výsledky z minulých odběrových cyklů a hodnotit změny sledovaných půdních parametrů (Klement a Sušil, 2011). Podle agrochemického zkoušení půd z roku 2005-2010 je průměrná hodnota půdní reakce zemědělské půdy v ČR ph 6,0, orné půdy 6,2 stupně ph. Zemědělská půda s extrémně kyselou, silně kyselou a kyselou půdní reakcí (tj. s ph do 5,5) má v České republice podíl téměř 31% prozkoušené výměry, což je více než 1.000.000 ha. Půdy se slabě kyselou půdní reakcí (ph 5,6 až 6,5) zaujímají 43% výměry zemědělských půd. 32

Dalších 11,0 % výměry zemědělské půdy pokrývají alkalické půdy s ph nad 7,2. Průzkum ukázal, že pravidelně vápnit alespoň udržovací dávkou by bylo třeba celkem na 74% zemědělské půdy. Hodnoty výměnné půdní reakce (CaCl 2 ) v ČR jsou uvedeny v tabulce 7, grafické znázornění výsledků AZP na obrázku 6. Na obrázku 7, 8, 9 najdeme grafické znázornění průměrné půdní reakce v jednotlivých krajích ČR a procentuální zastoupení kyselé a alkalické půdní reakce. Obr. 6 Půdní reakce v ČR (http://eagri.cz) Tab. 7 Výměnná půdní reakce (ph/cacl 2 ) zemědělské půdy v ČR (Klement a Sušil, 2011) Kraj Průměrná hodnota ph Podíl půd v % Reakce kyselá (do 5,5) Reakce alkalická (nad 7,2) Středočeský 6,4 18,87 18,54 Jihočeský 5,7 42,05 0,12 Plzeňský 5,7 43,86 0,07 Karlovarský 5,6 51,04 0,26 Ústecký 6,5 17,13 30,91 Liberecký 5,7 45,5 1,14 Královehradecký 6,2 22,28 9,56 Pardubický 6,1 27,16 6,91 Vysočina 5,6 47,08 0,33 Jihomoravský 6,8 12,28 42,79 Olomoucký 6,2 23,66 11,05 Zlínský 6,2 22,33 11,07 Moravskoslezský 5,9 35,34 1,58 Česká republika 6,0 30,90 11,03 33

8 7 6 5 4 3 2 1 0 6,4 Průměrná hodnota ph podle kraje 5,7 5,7 5,6 6,5 5,7 6,2 6,1 5,6 6,8 6,2 6,2 5,9 Obr. 7 Průměrná hodnota ph podle kraje Zastoupení kyselé půdní reakce (%) 60 50 40 30 20 10 0 18,87 43,86 51,04 42,05 17,13 45,5 22,28 27,16 47,08 35,34 23,66 22,33 12,28 Obr. 8 Podíl kyselé půdní reakce v jednotlivých krajích Zastoupení alkalické půdní reakce (%) 60 50 40 30 20 10 0 18,54 0,12 0,07 0,26 30,91 1,149,56 6,910,33 42,79 0.I 11,07 1,58 Obr. 9 Podíl alkalické půdní reakce v jednotlivých krajích 34

Podle AZZP má vývoj výměnné půdní reakce dlouhodobě negativní trend vedoucí k dalšímu okyselování zemědělské půdy, meziročně došlo k poklesu ph o 0,1 stupeň. Současně se u všech druhů pozemků zvýšil podíl kyselých půd. Výměra zemědělských půd s extrémně kyselou, silně kyselou a kyselou půdní reakcí (tj. s ph do 5,5) se meziročně zvýšila 1 % současně s poklesem výměry půd alkalických 0,3 % (Klement a Sušil, 2011). 2.8.1 Půdní reakce na Bystřicku Na Bystřicku jsou zastoupeny převážně kyselé kambizemě doplněné hydromorfními pseudogleji. Kambizemě se vytvořily v hlavním souvrství svahovin magmatických, metamorfických a sedimentárních hornin v podmínkách periodicky promyvného až promyvného vodního režimu. Jako matečný substrát se uplatňují téměř všechny horniny skalního podkladu (žuly, ruly, svory, fylity, čediče, pískovce, břidlice, odvápněné opuky ) V oblasti Bystřicka se nacházejí různé variety kambizemí kambizem mezobazická i slabě oglejená, kambizem dystrická. Půdní reakce u kambizemí bývá slabě kyselá až kyselá. Stagnosoly a glejosoly řadíme mezi hydromorfní a semihydromorfní půdy. Příčinou hydromorfního vývoje je stav dlouhodobého zaplnění všech pórů vodou při snížení obsahu i difuzi kyslíku a redukčně-oxidačního potencionálu v půdě určitého ekosystému. Následkem hydromorfního vývoje je zvýšený obsah organických látek v půdě, uvolnění, redukce a opětná oxidace a lokální přemístění železa a manganu a další přeměny minerální složky půdy, spojené s hydrogeniím eluviováním půdního profilu (Němeček et al., 1990). Časté snížení ph po regulaci vodního režimu a kyselé prostředí vyžaduje úpravu půdní reakce. Půdní reakce je většinou kyselá až silně kyselá. Výsledky agrochemického zkoušení půd v průběhu let 2005 2010 ukázaly, že v kraji Vysočina je průměrná hodnota výměnné půdní reakce na orné půdě ph 5,6 a je zde největší zastoupení kyselých půd 47,08%. Zastoupení alkalických půd dosahuje jen 0,33 %. 35

Při porovnání cyklů agrochemického zkoušení z let 1999 2003 a 2005 2009 jsme zjistili, že v kraji Vysočina klesla mezi cykly půdní reakce o 0,1 stupeň ph. Porovnání hodnot výměnného ph orné půdy je uvedeno v tabulce 8. Tab. 8 Výměnné ph orné půdy (Klement a Sušil, 2010) region cyklus zkoušení přezkoušená výměra [ha] kraj Vysočina ph výměnné 1999-2003 196772 5,8 2005-2009 244225 5,7 rozdíl 47453 0,1 Pokud porovnáme výsledky měření cyklu zkoušení 1999 2003 a 2005 2009, zjistíme, že procento zastoupení extrémně kyselých půd kleslo o 1,12 %. O 1,62 % se zvýšilo zastoupení silně kyselých půd, o 7, 72 % stoupl poměr kyselých půd. Slabě kyselé půdy se snížili o 3,75%, neutrální o 4,25%, půdy alkalické o 0,22%. Zastoupení alkalických půd zůstalo nulové. Procentické zastoupení půd podle půdní reakce v kraji Vysočina je uvedeno v tabulce 9, na obrázku 10 je uvedeno grafické porovnání výsledků zastoupení půd podle půdní reakce mezi cykly měření 1999 2003 a 2005 2009. Tab. 9 Procentické zastoupení půd podle půdní reakce (Klement a Sušil, 2010) region cyklus výměra Ex. Silně Kyselá Slabě Neutrální Alkalická Silně zkoušení ha kyselá kyselá kyselá alkalická [%] Kraj Vysočina 1999-2003 196772 2,51 10,47 22,79 53,95 9,63 0,64 0,00 2005-2009 244226 1,38 12,09 30,52 50,20 5,38 0,42 0,00 rozdíl 47454-1,12 1,62 7,72-3,75-4,25-0,22 0,00 36

60 50 40 30 20 10 0 2,51 1,38 extrémně kyselá Porovnání vývoje % zastoupení půdní reakce 10,4712,09 22,79 30,52 53,95 50,2 9,63 5,38 0,64 0,42 0 0 silně kyselá kyselá slabě kyselá neutrální alkalická silně alkalická 1999-2003 2003-2005 Obr. 10 Porovnání vývoje % zastoupení půdní reakce z let 1999-2003 a 2005-2009 37

3 CÍL PRÁCE Cílem této bakalářské práce bylo vypracování literární rešerše o půdní reakci na Českomoravské vrchovině a statistické vyhodnocení výměnné a půdní reakce v ornici a podorničí na 8 lokalitách Bystřicka. Zájmové území má být charakterizováno z agroekologického, hydrologického, klimatického, geologického a pedologického hlediska. Vzorky půdy měly být odebrány na podzim v porušeném stavu z ornice a podorničí, výsledky měření statisticky vyhodnoceny a graficky zpracovány. Práce bude doplněna o mapu odběru vzorků. 38

4 MATERIÁL A METODY ZPRACOVÁNÍ 4.1 Charakteristika území 4.1.1 Lokalizace a obecná charakteristika Oblast Bystřicka se nachází ve východní části Českomoravské vrchoviny, která je podsoustavou provincie Česká vysočina a dělí se na sedm celků - Křemešnická vrchovina, Hornosázavská pahorkatina, Železné hory, Hornosvratecká vrchovina (podcelky Žďárské vrchy a Nedvědická vrchovina), Křižanovská vrchovina, Javořická vrchovina a Ješovická pahorkatina. Pro nás nejvýznamnějším je geomorfologický celek Hornosvratecká vrchovina s charakterem členité vrchoviny, místy až hornatiny ležící na přeměněných horninách starého základu Českého masivu se střední výškou 582,2 m. n. m (Šumpich a Čech, 2002). Hornosvrateckou vrchovinu dělíme na dva podcelky - Žďárské vrchy a níže ležící Nedvědickou vrchovinu. Hranice podcelků vede z údolí řeky Nedvědičky u Rodkova k Bystřici nad Pernštejnem, pokračuje údolím Bystřice až k Vírské přehradě a údolím řeky Svratky až k obci Borovnice (Šumpich a Čech, 2002). Nejvýše položeným bodem Nedvědické vrchoviny je Horní les s nadmořskou výškou 774,3 m u obce Slukovec. Nejhlubší údolí Českomoravské vrchoviny se nachází v údolí nádrže Vír na řece Svratce (Culek, 1996). Lokality Nyklovice, Rovečné 1, Rovečné 2 a Ubušín patři do přírodního parku Svratecká hornatina. Svratecká hornatina byla nejdříve vyhlášená oblastí klidu a později v roce 1955 přírodním parkem. Rozkládá se po obou stranách řeky Svratky a mezi Předklášteřím u Tišnova a Borovnicí navazuje na CHKO Žďárské vrchy. Rozloha Svratecké hornatiny činí 365 km 2 a z toho 251 km 2 leží v okrese Žďár nad Sázavou (http://info.bystricenp.cz) Lokality Míchov a Bohuňov leží na okraji CHKO Žďárské vrchy o rozloze 709,4 km 2. Chráněná krajinná oblast Žďárské vrchy byla vyhlášena v roce 1970, nachází se zde 4 národní přírodní rezervace (NPR), 9 přírodních rezervací (PR) a 37 přírodních památek (PP). Nejvyšším vrchol Žďárských vrchů Děvět skal měří 836,3 m. n. m. (http://www.zdarskevrchy.ochranaprirody.cz). 39

Z pohledu biogeografického členění spadá oblast Bystřicka do Sýkořského bioregionu 1.51, Žďárského bioregionu 1.65 a Velkomeziříčského bioregionu 1.50. Lokality Rovečné 1, Rovečné 2, Nyklovice a Ubušín řadíme k Sýkořskému bioregionu. Míchov a Bohuňov do bioregionu Žďárského. Rozsochy Kundratice a Domanínek leží ve Velkomeziříčském bioregionu. Současný stav bioregionů dle Culka (1996) Ve vyšších polohách Sýkořského bioregionu se zachovala vysoká lesnatost s významným podílem přirozených listnatých lesů, převažují však kulturní smrčiny. Na plošším reliéfu převládá zemědělská půda, zejména pole a v menší míře TTP. Západní okraj je devastován těžbou uranových rud. Vodní biotop řeky Svratky byl výrazně ovlivněn výstavbou vodní nádrže Vír. Vypouštění vody z nádrže v průběhu roku má značný vliv na faunu a flóru pod nádrží. Přirozené lesní porosty ve Žďárském bioregionu byly zčásti vykáceny a z části přeměněny na lignikultury s druhotnou skladbou. Nelesní plochy mají charakter luk, pastvin nebo rybníků Lesní vegetace Velkomeziříčského bioregionu je často přeměněna na lignikultury smrku, na odlesněných místech převažují pole, málo se vyskytují kulturní louky a pastviny. Místy se vybudovaly skupiny rybníků. Charakteristika bioregionů je uvedena v tabulce 10. tab. 10 Charakteristika bioregionů dle Culka (1996) Plocha bioregionu Orná půda TTP Lesy Vodní plochy Sýkořský 1.51 607 km 2 31% 17% 39% 1,1% Velkomeziříčský 1.50 2 525 km 2 49% 12% 29% 1,6% Žďárský 1.65 762 km 2 29% 17% 44% 1,5% 4.1.2 Agroekologická charakteristika Česká republika se od roku 2003 člení do čtyř výrobních oblastí - bramborářské (BVO), kukuřičné (KVO), řepařské (ŘVO) a horské (HVO). Před rokem 2003 byla dělena do 5 výrobních oblastí kukuřičné, řepařské, obilnářské, bramborářské 40

a pícninářské. Původní obilnářská výrobní oblast se rozdělila do bramborářské a horské výrobní oblasti, z pícninářské oblasti se stala horská výrobní oblast. Každá oblast se skládá ze 2 až 3 podoblastí. Oblast Bystřicka spadá do bramborářské a horské výrobní oblasti. Charakteristika horské a bramborářské výrobní oblasti je uvedena v tabulce 11. Mapa výrobních oblastí v ČR je uvedena na obrázku 11. Obr. 11 Zemědělské výrobní oblasti ČR (http://eagri.cz) Tab. 11 Zemědělské výrobní oblasti Výrobní oblast m. n. m. Sklon Půdy Plodiny Bramborářská 400 650 B1 do 5 B2 do 7 B3 i více než 12 Horská 600-650 H1 do 12 H2 nad 17 B1, B2 hluboké až středně hluboké, písčitohlinité, hlinité, hlinitopísčité, málo skeletovité B3 mělké až středně hluboké, středně až silně skeletovité, hlinitopísčité, písčitohlinité H1 - středně hluboké, málo skeletovité H2 mělké skeletovité až kamenité půdy obilniny, krmné plodiny, řepka olejná, brambory podprůměrné podmínky pro pěstování len, sadbové brambory 41

4.1.3 Hydrologická charakteristika Oblast Bystřicka se nachází v úmoří Černého moře. Největším vodním tokem oblasti je řeka Svratka, pramenící u Křivého Javora a Žákovy hory blízko Cikháje, na které byla v padesátých letech 20. století vystavěna vodárenská nádrž Vír. Mezi hlavní přítoky řeky Svratky patří Bystřice, Nedvědička, Loučka, Libochůvka a Fryšávka. Pro nás jsou dále významné řeky Hodonínka v okolí Nyklovic, Tresenský potok u Rovečného, Věcovský potok pramenící u Míchova, Ubušínský potok a Bohuňovský potok. Významnými rybníky v oblasti jsou Domaninský a Skalský rybník v okolí lokalit Bohuňov a Domanínek. Nejdeštivějším měsícem je červenec. Nejnižší srážkový úhrn je v ročním chodu pozorován v průměru v březnu (Šumpich a Čech, 2002). V tabulce 13 jsou uvedeny územní srážky v ČR a na Vysočině a jejich srovnání s dlouhodobým průměrem za období 1961 1990. Grafické znázorněný úhrnu srážek v ČR je uvedeno na obrázku 12. Tab. 12 Územní srážky v roce 2010 ve srovnání s dlouhodobým průměrem za období 1961 1990 (http://www.jihlava.czso.cz) Ukazatel Měsíc Rok celkem 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. ČR Sr 59 26 33 48 133 75 118 149 84 13 65 65 867 N 42 38 40 47 74 84 79 78 52 42 49 48 674 % 140 68 83 103 179 89 149 191 162 31 132 135 129 Vysočina Sr 68 19 33 61 104 85 117 156 88 11 44 56 843 N 42 37 37 42 76 82 75 75 49 37 45 43 644 % 163 50 90 145 137 104 157 208 179 31 98 129 131 Sr úhrn srážek (mm) N dlouhodobý průměr srážkového úhrnu za období 1961 1990 (mm) % - úhrn srážek v roce 2010 v % dlouhodobého průměru (Sr/N x 100) 42

Obr. 12 Úhrn srážek v ČR (http://voda.chmi.cz) 4.1.4 Klimatická charakteristika Severní část Bystřicka leží v chladném klimatické oblasti CH7. Klimatická jednotka CH7 zaujímá rozsáhlou část Žďárských vrchů a nejvyšší polohy Nedvědické vrchoviny. Na jihu na ni navazuje mírně teplá klimatická oblast (klimatická jednotka MT3), do které spadá převážná část území. Údolí Svratky leží v oblasti MT9 až MT11 (Culek, 1996, Šumpich a Čech, 2002). Klimatické oblasti dle Quitta jsou znázorněny na obrázku 14. Průměrné roční teploty vzduchu jsou v rozmezí od 6,0 do 7,0 C. v jižní části Nedvědické vrchoviny dosahují teploty až 8 C (Šumpich a Čech, 2002). V Bystřici nad Pernštejnem je průměrná roční teplota 6,5 C (Culek 1996). Nechladnějším měsícem je leden, kdy průměrné teploty klesají až k -4 C. Nejteplejším měsícem je červenec. Nejvyšší teplota vzduchu byla naměřena 27. června 1935 v Bystřici nad Pernštejnem (34,5 C) a 19. srpna roku 1943 ve Žďáru nad Sázavou. v mnoha říčních údolích okresu jsou pozorovány teplotní inverze výrazněji Bystřice pod Bystřicí nad Pernštejnem a řeka Nedvědička (Šumpich a Čech, 2002). 43

Územní teploty vzduchu v ČR a v kraji Vysočina za rok 2010 a jejich srovnání s dlouhodobým průměrem za období 1961 1990 jsou uvedeny v tabulce 14. Tab. 13 Územní teploty vzduchu za rok 2010 ve srovnání s dlouhodobým průměrem za období 1961-1990 upraveno dle ČHMÚ (http://www.jihlava.czso.cz) Ukazatel Měsíc Rok celkem 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. ČR T -5,0-1,8 2,7 8,1 11,5 16,6 20 17 11,3 6,1 5,0-4,9 7,2 N -2,8-1,1 2,5 7,3 12,3 15,5 16,9 16,4 12,8 8,0 2,7-1,0 7,5 O -2,2-0,7 0,2 0,8 0,8 1,1 3,1 0,6-1,5-1,9 2,3-3,9-0,3 Vysočina T -5,1-2,4 2,0 7,7 11,4 16,3 19,6 16,7 11,0 5,7 4,7-5,1 6,9 N -3,3-1,5 2,1 7,0 12,0 15,2 16,7 16,2 12,6 7,7 2,3-1,5 7,2 O -1,8-0,9-0,1 0,7-0,6 1,1 2,9 0,5-1,6-2,0 2,4-3,6-0,3 T průměrná měsíční teplota vzduchu ( C) N dlouhodobý průměr za období 1961 až 1990 ( C) O odchylka průměrné měsíční teploty vzduchu v roce 2010 od dlouhodobého průměru ( C) Obr. 13 Klimatické oblasti podle Quitta (výřez mapy) (http://www.ovocnarska-unie.cz) 4.1.5 Geologická charakteristika Reliéf oblasti charakterizují hluboká údolí Svratky a jejích větších přítoků Nedvědičky, Loučky a Libochůvky. Na Českomoravské vrchovině se nachází desítky mineralogicky pozoruhodných výskytů pegmatitů. Charakteristické jsou tzv. lithné 44

pegmatity na území mezi Žďárem nad Sázavou, Bystřicí nad Pernštejnem, Tišnovem a Velkým Meziříčím (Šumpich a Čech, 2003). K dekoračním kamenům Moravy patří mramory, jejichž ložiska leží u obce Nedvědice u Bystřice nad Pernštejnem (Šumpich a Čech, 2003). Geologická mapa oblasti je znázorněna na obrázku 15. Obr. 14 Výřez geologické mapy - Bystřice nad Pernštejnem a okolí (http://www.geologicke-mapy.cz) V těsném okolí Bystřice nad Pernštejnem (lokalita Domanínek), na východní straně vodní nádrže Vír (u lokalit Rovečné a Nyklovice) se nacházejí silně přeměněné horniny a to ortoruly, granulity a pokročilé migmatity (viz. obrázek 16) Obr. 15 Silně přeměněné horniny (http://www.geologicke-mapy.cz) Na severozápadě a západě od Bystřice nad Pernštejnem (lokalita Rozsochy Kundratice, Míchov, Bohuňov, Ubušín), kolem Vírské přehrady a kolem toku řeky Svratky od pramene až k Víru se nacházejí starohorní zvrásněné horniny - břidlice, 45

fylity, svory až pararuly. Ostrůvkovitě se vyskytují i na východ a jihovýchod od Bystřice směrem k Boskovicím (viz obrázek 17) Obr. 16 Starohorní zvrásněné horniny (http://www.geologicke-mapy.cz) Na severu od Bystřice leží ostrůvky částečně přeměněných sopečných hornin, amfibolitů, diabasů, melafyrů a porfyrů (viz. obrázek 18). Obr. 17 Částečně přeměněné sopečné horniny (http://www.geologicke-mapy.cz) 4.1.6 Pedologická charakteristika Nejvíce rozšířeným půdním typem na Bystřicku jsou kambizemě různých subtypů a variet. Kambizem typická, varieta kyselá vzniklá na svahovinách hornin z rul, granulitů, kyselých a neutrálních intruzív, svorů i fylitů v samostatných celcích nebo v asociacích s pseudogleji, má největší zastoupení v prostoru mezi městy Žďár nad Sázavou, Bystřice nad Pernštejnem a Velké Meziříčí (Šumpich a Čech, 2002). 46

Druhá nejvíce zastoupená skupina půd jsou půdy hydromorfní a to především pseudoglej typický (kambický) vzniklý na polygenetických hlínách s eolickou a štěrkovitou příměsí. Větší okrsky zaujímá severozápadně od Bystřice nad Pernštejnem. Podle půdní mapy ČR (viz příloha 2,3,4) se na lokalitách Domanínek a Rozsochy- Kundratice vyskytuje kambizem mezobazická s modální pseudogleji. Bohuňov je obklopen taktéž kambizemí mezobazickou, modální pseudoglejí a glejí. Míchov obklopuje kambizem litická mezobazická a pseudoglej glejový. Na lokalitě Ubušín se vyskytuje kambizem dystrická, kambizem rankerová, stagnoglej modální a kambizem mezobazická. Nyklovice obklopuje kambizem dystrická, kambizem oglejená mezobazická, kambizem mezobazická a stagnoglej modální. Na lokalitách Rovečné 1 a Rovečné 2 se nachází glej modální, kambizem oglejená mezobazická, pseudoglej glejový, kambizem dystrická a kambizem mezobazická. Podle tabulky 4 je pro kambizemě typická slabě kyselá až kyselá půdní reakce, pro stagnosoly a glejosoly kyselá až silně kyselá. 47

4.2 Odběr půdních vzorků Vzorky z lokalit byly odebírány na podzim 14. 10. 2010 v porušeném stavu pomocí půdního vrtáku. Vzorky se odebíraly z ornice a podorničí z osmi lokalit v oblasti Bystřicka. Seznam lokalit je uveden v tabulce 14. Tab. 14 Seznam lokalit 1. lokalita Domanínek 2. lokalita Rovečné 1 3. lokalita Rovečné 2 4. lokalita Nyklovice 5. lokalita Ubušín 6. lokalita Míchov 7. lokalita Bohuňov 8. lokalita Rozsochy - Kundratice 4.3 Laboratorní metody 4.3.1 Příprava vzorků v laboratoři Vzorky jsme nechali vyschnout při pokojové teplotě v laboratoři a poté vzorek proseli přes síto (2 mm), aby vznikla jemnozem. 4.3.2 Stanovení aktivní půdní reakce Princip stanoven Aktivní půdní reakci stanovujeme měřením ph ve vodní suspenzi zeminy pomocí kombinované elektrody (Jandák et. al, 2003). Postup stanovení Do 50 cm 3 se naváží 10g na vzduchu proschlé zeminy (jemnozemě), pipetou se přidá 25 cm 3 destilované vody (zbavená CO 2 povařením 5 minut a vychladlé). Suspenzi 48

po dobu 5 minut intenzivně mícháme tyčinkou a v kádince změříme hodnotu ph/h 2 0 (Jandák et al., 2003) Hodnocení výsledků dle Jandáka et al.(2003) Tab. 15 Hodnocení výsledků výměnné půdní reakce ph/h 2 O Hodnocení zeminy <4,9 silně kyselá 5,0 5,9 kyselá 6,0-6,9 slabě kyselá 7,0 neutrální 7,1 8,0 slabě alkalická 8,1 9,4 alkalická >9,5 silně alkalická 4.3.3 Stanovení výměnné půdní reakce Princip metody Vytěsnění iontů vodíku, poutaných půdními koloidy, pomocí draselných iontů. Výměnná reakce půdy (ph/kcl) se změří elektronicky (Jandák et al., 2003). Postup stanovení Do skleněných kádinek o objemu 100 ml navážíme 10 g jemnozemě, přilijeme 25 ml 1 mol.l -1 roztoku KCl. Suspenzi důkladně mícháme po dobu 5 minut, pomocí elektrod změříme ph. Měříme, dokud se hodnoty na ph metru neustálí 2-5 minut. Ustálenou hodnotu ph odečteme a zapíšeme (Jandák et al., 2003). Hodnota ph použitého roztoku KCl musí být v rozmezí 5,6 6,0 (Jandák et al., 2003). Před každou sérii měření musíme nastavit přístroj pomocí dvou tlumivých roztoků s odlišným ph (např. 4,0 7,0). Nastavení kontrolujeme i v průběhu měření po každých 15 20 vzorcích (Jandák et al., 2003). Stav elektrod kontrolujeme pomocí standardního vzorku proměřuje se jako první po kalibraci přístroje pomocí tlumivých roztoků. Pokud se liší naměřená hodnota ph od 49

deklarované hodnoty standardního roztoku, vyměníme elektrody. Po každém měření je potřeba opláchnout elektrody roztokem KCl (Jandák et al., 2003). Hodnocení výsledků dle Jandáka et al.(2003) Tab. 16 Hodnocení výsledků aktivní půdní reakce ph/kcl Hodnocení zeminy <4,5 silně kyselá 4,6 5,5 kyselá 5,6 6, 5 slabě kyselá 6,6 7,2 neutrální >7,3 alkalická 4.4 Statistické metody 4.4.1 Aritmetický průměr Aritmetický průměr charakterizuje hodnotu, okolo které kolísají jednotlivé prvky souboru. Pro neroztříděný soubor se používá jednoduchý aritmetický průměr: Pro soubor roztříděný používáme vážený aritmetický průměr, kde m značí počet tříd, n i absolutní třídní četnost, představuje třídní reprezentant. 1999). Platí, že vážený a aritmetický průměr by měly mít stejnou hodnotu (Drápela a Zach, 4.4.2 Medián Medián značí hodnotu, kterou má prostřední prvek statistického souboru, rozděluje tedy počet hodnot uspořádaného souboru na dvě poloviny. Pokud máme neroztříděný 50

soubor, musíme pro určení mediánu srovnat hodnoty podle velikosti. v takto vzestupně uspořádaném souboru určíme medián takto: u souboru s lichým počtem členů u souboru se sudým počtem členů. U souborů s lichým počtem členů je medián roven hodnotě prostředního prvku, u souboru se sudým počtem členů se medián stanoví jako průměrná hodnota dvou prostředních prvků (Drápela a Zach, 1999). 4.4.3 Charakteristiky variability K zjištění jak se od sebe liší jednotlivé skupiny znaků nebo odlišnosti skupin znaků od střední hodnoty se používají charakteristiky variability. Řadíme k nim variační rozpětí, průměrnou odchylku, rozptyl, směrodatnou odchylku, variační koeficient a kvantilové odchylky (Drápela a Zach, 1999). 4.4.3.1 Průměrná odchylka Průměrná odchylka udává velikost odchylek všech hodnot od zvolené střední hodnoty, závisí na všech hodnotách znaku (Drápela a Zach, 1999). 4.4.3.2 Rozptyl (variance) Rozptyl je aritmetický průměr čtverců odchylek od aritmetického průměru a vyjadřuje variabilitu hodnot kolem aritmetického průměru a vzájemnou odlišnost znaku. Pro roztříděný soubor S 2 = m i=1 n i x - i x 2 N (Drápela a Zach, 1999) 51

4.4.3.3 Směrodatná odchylka Směrodatná odchylka je nejlepší charakteristika variability. Rozměr směrodatné odchylky je stejný jako rozměr veličiny. Definujeme ji odmocninou rozptylu. (Drápela a Zach, 1999) 4.4.4 Analýza variance jednofaktorová dle Drápely (2000) Jednofaktorová analýza variance (ANOVA) je statistický test, kterým testujeme nulovou hypotézu o shodě středních hodnot pro více výběrů. Posuzujeme jí vliv jednotlivých úrovní určitého faktoru na měřenou veličinu např. vliv lokality na hodnotu ph. Odlišnost rozptylů a aritmetických průměrů jednotlivých porovnávaných výběrů považujeme za ukazatele míry intenzity působení posuzovaných faktorů. Jednofaktorová analýza rozptylu vychází z předpokladu, že jsou splněny tyto podmínky: jednotlivé posuzované výběry jsou navzájem zcela nezávislé všechny výběry pocházejí z normálního rozdělení všechny výběry mají homogenní rozptyl Základní model analýzy rozptylu y ij j-tá měřená hodnota v i-té skupině µ průměrná teoretická hodnota měřené veličiny za předpokladu, že nepůsobí žádné faktory α i hodnota vyjadřující účinek úrovně A i působícího faktoru A ε ij náhodná chyba s N (O,σ 2 ) (Drápela, 2000) 52

5 VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUZE Výsledky měření půdní reakce jsem graficky zpracovala. K vyhodnocení byla použita jednofaktorová analýza variance, která testovala vliv ornice a podorničí na aktivní a výměnnou půdní reakci. 5.1 Popis lokalit 5.1.1 Domanínek Výměnná půdní reakce v ornici dosahuje hodnoty ph 5,31, v podorničí ph 5,37, což řadí půdy na lokalitě mezi silně kyselé. Aktivní půdní reakce má v ornici hodnotu ph 6,33 a v podorničí ph 6,5. Podle aktivní půdní reakce řadíme půdy mezi slabě kyselé. Rozdíl mezi výměnnou a aktivní půdní reakcí v ornici je roven hodnotě 1,02 stupně ph, v podorničí 1,13 stupně ph. Z toho usuzujeme, že se jedná o půdy sorpčně nenasycené. Hodnoty jsou graficky znázorněny na obrázku 18 a 19. ph/kcl 7 6 5 4 3 2 1 0 5,31 5,37 ornice podorničí Obr. 18 Výměnná půdní reakce - Domanínek 53

7 6 5 4 3 2 1 0 ph/h 2 O 6,33 6,5 ornice podorničí Obr. 19 Aktivní půdní reakce - Domanínek 5.1.2 Rovečné 1 Výměnná půdní reakce v ornici dosahuje hodnoty ph 4,86, v podorničí ph 5,08, to řadí půdy lokality mezi silně kyselé. Aktivní půdní reakce má v ornici hodnotu ph 6,02 a v podorničí ph 6,35, díky tomu řadíme půdy mezi slabě kyselé. Rozdíl mezi aktivní a výměnnou reakcí v ornici je 1,16 stupně ph, v podorničí 1,27 stupně ph, jedná se o půdy sorpčně nenasycené. Hodnoty jsou graficky znázorněny na obrázku 20 a 21. 7 6 5 4 3 2 1 0 ph/kcl 4,86 5,08 ornice podorničí Obr. 20 Výměnná půdní reakce - Rovečné 1 54

7 6 5 4 3 2 1 0 ph/h 2 O 6,02 6,35 ornice podorničí Obr. 21 Aktivní půdní reakce - Rovečné 1 5.1.3 Rovečné 2 Výměnná půdní reakce v ornici má hodnotu ph 4,22, v podorničí ph 4,05. Naměřená hodnota v ornici řadí půdy mezi silně kyselé, ph v podorničí mezi kyselé. Aktivní půdní reakce v ornici dosahuje hodnoty ph 5,29, v podorničí ph 5,695, to řadí půdy na lokalitě mezi kyselé. Rozdíl mezi naměřenou aktivní a výměnnou půdní reakcí v ornici činí 1,07 stupně ph, v podorničí 1,915. Jedná se o půdy sorpčně nenasycené. Hodnoty jsou graficky znázorněny na obrázku 22 a 23. 7 6 5 4 3 2 1 0 4,22 ph/kcl 4,505 ornice podorničí Obr. 22 Výměnná půdní reakce - Rovečné 2 55

7 6 5 4 3 2 1 0 5,29 ph/h 2 O 5,695 ornice podorničí Obr. 23 Aktivní půdní reakce - Rovečné 2 5.1.4 Nyklovice Výměnná půdní reakce v ornici dosahuje hodnoty ph 4,34, v podorničí ph 3,72. Díky tomu řadíme půdy na lokalitě mezi silně kyselé. Aktivní půdní reakce má v ornici hodnotu ph 5,63 a v podorničí ph 5,4, půdy posuzujeme jako kyselé. Rozdíl mezi naměřenou hodnotou aktivní a výměnné půdní reakce činí v ornici 1,29 stupně ph, v podorničí 1,68 stupně ph, půdy na lokalitě tedy posuzujeme jako sorpčně nenasycené. Hodnoty jsou graficky znázorněny na obrázku 24 a 25. 7 6 5 4 3 2 1 0 4,34 ph/kcl 3,72 ornice podorničí Obr. 24 Výměnná půdní reakce - Nyklovice 56

7 6 5 4 3 2 1 ph/h2o 5,63 5,4 ornice podorničí Obr. 25 Aktivní půdní reakce - Nyklovice 5.1.5 Ubušín Výměnná půdní reakce v ornici má hodnotu ph 4,525, v podorničí ph 4,615. Podle výměnné půdní reakce řadíme půdy na lokalitě mezi kyselé. Aktivní půdní reakce má v ornici hodnotu ph 5,611 a v podorničí ph 6,03. Podle hodnoty ph naměřené v ornici spadají půdy na lokalitě mezi kyselé, podle podorničí mezi slabě kyselé. Vzhledem k rozdílu mezi aktivní a výměnnou půdní reakcí, která dosahuje hodnoty 1,086 a v podorničí 1,415 stupně ph, posuzujeme půdy jako sorpčně nenasycené. Hodnoty jsou graficky znázorněny na obrázku 26 a 27. 7 6 5 4 3 2 1 0 ph/kcl 4,525 4,615 ornice podorničí Obr. 26 Výměnná půdní reakce - Ubušín 57

7 6 5 4 3 2 1 0 ph/h 2 O 5,611 6,03 ornice podorničí Obr. 27 Aktivní půdní reakce - Ubušín 5.1.6 Míchov Hodnota výměnné půdní reakce naměřená v ornici činí ph 4,325, v podorničí ph 3,965. Výměnná půdní reakce řadí půdy mezi silně kyselé. Aktivní půdní reakce má v ornici hodnotu ph 5,135 a v podorničí ph 5,145. Podle aktivní půdní reakce posuzujeme půdy na lokalitě jako kyselé. Rozdíl mezi hodnotami aktivní a výměnné půdní reakce je v ornici 0,81, v podorničí 1,18. Rozdíl hodnot v podorničí větší než 1 řadí půdy mezi sorpčně nenasycené. Hodnoty jsou graficky znázorněny na obrázku 28 a 29. 7 6 5 4 3 2 1 0 4,325 ph/kcl 3,965 ornice podorničí Obr. 28 Výměnná půdní reakce - Míchov 58

ph/h 2 0 7 6 5 4 3 2 1 0 5,135 5,145 ornice podorničí Obr. 29 Aktivní půdní reakce Míchov 5.1.7 Bohuňov Výměnná půdní reakce v ornici dosahuje hodnoty ph 4,575, v podorničí ph 4,85. Podle výměnné půdní reakce posuzujeme půdy jako kyselé. Aktivní půdní reakce dosahuje v ornici hodnoty ph 5,8, v podorničí ph 5,145. Půdy na lokalitě jsou podle aktivní půdní reakce kyselé. Rozdíl mezi aktivní a výměnnou půdní reakcí v ornici je 1.228, v podorničí 0,295. Rozdíl v ornici je větší než 1, jedná se o půdy sorpčně nenasycené. Hodnoty jsou graficky znázorněny na obrázku 30 a 31. ph/kcl 7 6 5 4 3 2 1 0 4,575 4,85 ornice podorničí Obr. 30 Výměnná půdní reakce - Bohuňov 59

7 6 5 4 3 2 1 0 5,8 ph/h 2 0 5,145 ornice podorničí Obr. 31 Aktivní půdní reakce - Bohuňov 5.1.8 Rozsochy Kundratice Výměnná půdní reakce v ornici dosahuje hodnoty ph 5,3, v podorničí ph 5,285. Hodnoty výměnné půdní reakce řadí půdy lokality mezi slabě kyselé. Aktivní půdní reakce má v ornici hodnotu ph 6,305 a v podorničí ph 6,415. Podle aktivní půdní reakce spadají půdy lokality taktéž mezi slabě kyselé. Rozdíl mezi aktivní a výměnnou hodnotou ph v ornici je 1,005, v podorničí 1,13. Půdy na lokalitě jsou sorpčně nenasycené. Hodnoty jsou graficky znázorněny na obrázku 32 a 33. 7 6 5 4 3 2 1 0 ph/kcl 5,3 5,285 ornice podorničí Obr. 32 Výměnná půdní reakce - Rozsochy - Kundratice 60

7 6 5 4 3 2 1 0 ph/h 2 0 6,305 6,415 ornice podorničí Obr. 33 Aktivní půdní reakce - Rozsochy - Kundratice 5. 2 Výměnná půdní reakce ph/kcl Výměnná půdní reakce v ornici se na lokalitách pohybuje od ph 4,22 do ph 5,31. Nejvyšší výměnná půdní reakce byla naměřena na lokalitě Domanínek (ph 5,31), nejnižší v Rovečném 2 (ph 4,22). Rozdíl mezi nejnižší a nejvyšší hodnotou souboru je 1,09 stupně ph. Všechny lokality podle půdní reakce v ornici posuzujeme jako kyselé. Výměnná půdní reakce v podorničí se na lokalitách pohybuje od ph 3,72 do ph 5,37. Nejvyšší výměnná půdní reakce byla naměřena na lokalitě Domanínek (ph 5,37), nejnižší na lokalitě Nyklovice (ph 3,72). Rozdíl mezi nejnižší a nejvyšší hodnotou je 1,565 stupně ph. Lokality Rovečné 2, Nyklovice a Míchov mají podle hodnot naměřených v podorničí půdní reakci silně kyselou, ostatní lokality kyselou. Jednofaktorová analýza rozptylu ukázala, že vliv ornice a podorničí na hodnotu ph je statisticky neprůkazný (viz tabulka 18). Průměrná hodnota ph v ornici dosahuje hodnoty 4,682, v podorničí 4,686. Přesto, že je rozdíl mezi ornicí a podorničím statisticky neprůkazný, je průměrná hodnota v podorničí oproti ornici nepatrně vyšší. Půdy řadíme mezi silně kyselé. Směrodatná odchylka ornice má hodnotu 0,431, podorničí 0,597. Variabilita hodnot naměřených v podorničí je mnohem vyšší, než v ornici. Z toho můžeme usuzovat, že hodnoty v podorničí mohli být ovlivněny i jiným faktorem. 61

Základní charakteristiky souborů jsou uvedeny v tabulce 17. Grafické znázornění naměřených hodnot najdeme na obrázku 21. Tab. 17 Popisná statistika ph/kcl Ornice Podorničí Aritmetický průměr 4,681875 4,67375 Medián 4,55 4,7325 Směrodatná odchylka 0,431268374 0,597421543 Rozptyl výběru 0,185992411 0,3569125 Rozdíl max -min 1,09 1,65 Minimum 4,22 3,72 Maximum 5,31 5,37 ph/kcl 6 5 4 5,315,37 5,08 4,86 4,505 4,22 4,34 3,72 4,615 4,525 4,575 4,325 3,965 4,85 5,35,285 3 2 1 0 1. lokalita 2. lokalita 3. lokalita 4. lokalita 5. lokalita 6. lokalita 7. lokalita 8. lokalita ornice podorničí Obr. 34 Výměnná půdní reakce 62

Faktor Tab. 18 Jednofaktorová analýza rozptylu Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl KCl 8 37,455 4,681875 0,185992411 KCl 8 37,39 4,67375 0,3569125 ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit Mezi výběry 0,000264062 1 0,000264062 0,000972776 0,975558807 4,600110515 Všechny výběry 3,800334375 14 0,271452455 Celkem 3,800598438 15 5. 3 Aktivní půdní reakce Aktivní půdní reakce v ornici se na lokalitách pohybuje v rozmezí hodnot ph 5,135 a ph 6,33. Nejvyšší aktivní půdní reakce je na lokalitě Domanínek (ph 6,33), nejnižší na lokalitě Míchov (ph 5,135). Rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou souboru je 1,195 stupně ph. Lokality Rovečné 2, Nyklovice, Ubušín, Míchov, Bohuňov řadíme podle půdní reakce v ornici mezi půdy kyselé, zatímco lokality Domanínek, Rovečné 1 a Rozsochy Kundratice mezi půdy slabě kyselé. Aktivní půdní reakce v podorničí se pohybuje v rozmezí hodnot ph 5,145 a ph 6,5. Nejvyšší aktivní půdní reakce byla naměřena na lokalitě Domanínek (ph 6,5), nejnižší na lokalitě Míchov (5,145). Rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou je 1,355 stupně ph. Lokality Rovečné 2, Nyklovice, Míchov a Bohuňov posuzujeme podle půdní reakce v podorničí jako kyselé. Domanínek, Rovečné 1, Ubušín a Rozsochy Kundratice řadíme mezi půdy slabě kyselé Jednofaktorová analýza variance ukázala, že vliv ornice a podorničí na hodnotu ph je statisticky neprůkazný (viz tabulka 20). Průměrná hodnota ph v ornici dosahuje hodnoty ph 5,76, v podorničí 5,909. Směrodatná odchylka má u ornice hodnotu 0,438, u podorničí 0,497. V podorničí je větší variabilnost souboru znaků. 63

Tab. 19 Popisná statistika aktivní půdní reakce Ornice Podorničí Aritmetický průměr 5,765125 5,909375 Medián 5,715 4,7325 Směrodatná odchylka 0,437776994 0,497360443 Rozptyl výběru 0,191648696 0,247367411 Rozdíl max -min 1,195 1,355 Minimum 5,135 5,145 Maximum 6,33 6,5 ph/h 2 O 7 6 5 6,5 6,33 6,35 6,02 5,29 5,695 5,63 5,611 5,4 6,03 5,135 5,145 6,305 6,415 5,8 5,74 4 3 2 1 0 1. lokalita 2. lokalita 3. lokalita 4. lokalita 5. lokalita 6. lokalita 7. lokalita 8. lokalita ornice podorničí Obr. 35 Výměnná půdní reakce Tab. 20 Jednofaktorová analýza rozptylu Faktor Výběr Počet Součet Průměr Rozptyl H2O 8 46,121 5,765125 0,191649 H2O 8 47,275 5,909375 0,247367 64

ANOVA Zdroj variability SS Rozdíl MS F Hodnota P F krit Mezi výběry 0,08323225 1 0,08323225 0,379176 0,547925414 4,600111 Všechny výběry 3,07311275 14 0,219508054 Celkem 3,156345 15 Průměrná výměnná půdní reakce v ornici dosahuje hodnot ph 4,682, v podorničí 5,486. Průměrná aktivní půdní reakce v ornici dosahuje na lokalitách hodnoty 5,76, v podorničí 5,909. V kapitole 2.8 a 2.8.1 jsme uvedli, že průměrná hodnota výměnné půdní reakce v kraji Vysočina má podle AZZP v ornici hodnotu ph 5,6. Námi naměřený průměr ph v ornici se liší od průměru kraje o 0, 918 stupně ph. Výměnná půdní reakce v ornici je tedy oproti průměru kraje o téměř jeden stupeň ph kyselejší. Podle námi naměřených výsledků výměnné půdní reakce řadíme půdy Bystřicka mezi půdy silně kyselé. Podle aktivní půdní reakce mezi slabě kyselé. V podorničí dosahuje půdní reakce nepatrně vyšší hodnoty než v ornici, ale vliv ornice a podorničí na hodnotu ph je statisticky neprůkazný. 65

6 ZÁVĚR Ve své bakalářské práci jsem se zabývala výměnnou a aktivní půdní reakcí v ornici a podorničí na 8 lokalitách Českomoravské vrchoviny. Lokality se nacházely v okolí Bystřice nad Pernštejnem. Vzorky byly odebrány jako porušené 14. 10. 2010 z ornice a podorničí. První část práce tvoří literární přehled, kde jsem charakterizovala pojmy půdní reakce, popsala její formy, význam, acidifikaci, alkalizaci, úpravy půdní reakce a současný stav půdní reakce v ČR. Ve druhé části práce jsem charakterizovala zájmové území z agroekologického, hydrologického, geologického, klimatického a pedologického hlediska. Třetí část práce je věnována metodám odběru vzorků, metodám stanovení půdní reakce a metodám statistického vyhodnocení. Poslední část práce se zabývá statistickým vyhodnocením naměřených hodnot ph a jejich porovnáním s literárními. Jednofaktorová analýza rozptylu ukázala, že vliv ornice a podorničí na aktivní a výměnnou půdní reakci je statisticky neprůkazný. Přesto průměrná hodnota ph v podorničí je oproti ornici nepatrně vyšší. Nejvyšší naměřená hodnota výměnné půdní reakce v ornici byla zjištěna na lokalitě Domanínek (ph 5,31), nejnižší hodnota na lokalitě Rovečné 2 (ph 4,22). Nejvyšší hodnota v podorničí na lokalitě Domanínek (ph 5,37), nejnižší v Nyklovicích (ph 3,72). Průměrná hodnota výměnné půdní reakce v ornici je 4,682, v podorničí 4,686. Nejvyšší hodnota aktivní půdní reakce v ornici byla naměřena na lokalitě Domanínek (ph 6,33), nejnižší v Míchově (ph 5,135). Nejvyšší hodnota v podorničí na lokalitě Domanínek (ph 6,5), nejnižší v Míchově (ph 5,145). Průměrná hodnota aktivní půdní reakce je v ornici ph 5,76, v podorničí ph 5, 909. Rozdíly mezi aktivní a výměnnou půdní reakcí jsou na všech zkoumaných lokalitách větší než jedna, z toho usuzujeme, že se jedná o půdy sorpčně nenasycené. Po zhodnocení námi naměřených výsledků a jejich srovnání s literárními můžeme konstatovat, že výměnná půdní reakce lokalit na Bystřicku je téměř o jeden stupeň ph nižší než je průměr kraje Vysočina. Půdy Bystřicka podle výměnné půdní reakce řadíme mezi půdy silně kyselé. 66

7 POUŽITÁ LITERATURA CULEK, Martin. Biogeografické členění České republiky. Praha: Enigma, 1996. ISBN 80-85368-80-3. DYKYJOVÁ, Dagmar et al. Metody studia ekosystémů. 1. vyd. Praha: Academia, 1989. ISBN 946421. DRÁPELA, Karel a Jan ZACH. Statistické metody I.: pro obory lesního, dřevařského a krajinného inženýrství. Vyd. 1. V Brně: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 1999. ISBN 80-715-7416-3. DRÁPELA, Karel. Statistické metody II: (pro obory lesního, dřevařského a krajinného inženýrství). Vyd. 1. V Brně: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2000. ISBN 80-715-7474-0. DUCHOŇ, František a Jan HAMPL. Agrochemie, Úvod do studia chemie užité v rostlinné výrobě. Praha: Československá akademie zemědělský věd ve spolupráci se státním zemědělským nakladatelstvím, 1962. JANDÁK, Jiří. MENDELOVA UNIVERZITA. AGRONOMICKÁ FAKULTA. Cvičení z půdoznalství. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2003,92 s. JANDÁK, Jiří, Eduard POKORNÝ a Alois PRAX. MENDELOVA UNIVERZITA. AGRONOMICKÁ FAKULTA. Půdoznalství. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2001, 140 s. ISBN 978-80-7157-559-7. KLIKA, J., V. NOVÁK a A. GREGOR. Praktikum fytocenologie, ekologie, klimatologie a půdoznalství, Praha: Nakladatelství československé akademie věd, 1954 KOVÁČÍK, Peter. Výživa a systémy hnojení rostlin. České Budějovice: Kurent, 2009, 109 s. Agropol Chem (firma). ISBN 978-80-87111-16-1 (BROž.). KOZÁK, Josef a Jan NĚMEČEK. Atlas půd České republiky. 2., upr. vyd. Praha: ČZU Praha, 2009, 150 s. ISBN 978-802-1320-086. MATULA, Jiří. Optimalizace výživného stavu půd pomocí diagnostiky KVK-UF. Praha: Výzkumný ústav rostlinné výroby, 2007, 47 s. ISBN 978-80-87011-16-4 (BROž.). MIRSAL, Ibrahim A. Soil pollution: origin, monitoring. 2nd ed. Berlin: Springer, c2008, 312 s. ISBN 9783540707752 (ALK. PAPER). 67

NĚMEČEK, J. Pedologie a paleopedologie. 1. vyd. Praha: Academia, 1990, 546 s. ISBN 80-200-0153-0. PÁNEK, Tomáš a Ladislav BUZEK. Základy pedologie a pedogeografie. Vyd. 1. Ostrava: Ostravská univerzita, 2002, 149 s. ISBN 80-704-2827-9. POKORNÝ, Eduard a Olga DENEŠOVÁ. MENDELOVA UNIVERZITA, Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin. Aktuální a potencionální vlastnosti orných půd Střední Moravy. Brno: Mendelova univerzita, 2005. Folia Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis. Facultas Agronomica. ISBN 80-7157-889-4. POLÁKOVÁ, Šárka, Ladislav KUBÍK a Stanislav MALÝ. Monitoring zemědělských půd v České republice 1992-2007. Brno: Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský, odbor bezpečnosti krmiv a půdy, 2011, 117 s. ISBN 978-80-7401-041-5 (BROž.). RICHTER, Rostislav a Jaroslav HLUŠEK. Půdní úrodnost. 2., upr. vyd. Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2003, 44 s. ISBN 80-727-1130-X. SCHŐJNNING, P, s ELMHOLT a B CHRISTENSEN. Managing soil quality: challenges in modern agriculture. Cambridge, MA: CABI Pub., c2004, 344 s. ISBN 08-519-9671-X. SPARKS, Donald L. Environmental soil chemistry. 2nd ed. Boston: Academic Press, c2003, 352 s. ISBN 01-265-6446-9. ŠARAPATKA, Bořivoj. Agroekologie: východiska pro udržitelné zemědělské hospodaření. Olomouc: Bioinstitut, 2010, 440 s. ISBN 978-80-87371-10-7 (BIOINSTITUT : VáZ.). ŠARAPATKA, Bořivoj. Pedologie. Vyd. 1. Olomouc: Vydavatelství Univerzity Palackého, 1996, 235 s. ISBN 80-706-7590-X. ŠARAPATKA, Bořivoj, Pavel DLAPA a Zoltán BEDRNA. Kvalita a degradace půdy. 1. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého, 2002, 246 s. ISBN 80-244-0584-9. ŠIMEK, Miloslav. Základy nauky o půdě. 2., upr. a rozš. vyd. České Budějovice: Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Biologická fakulta, 2007, 158 s. ISBN 80-704-0747-6. 68

ŠUMPICH, Jan a Luděk ČECH. Jihlavsko. Brno: Agentura ochrany přírody a krajiny ČR, 2002. Chráněná území ČR ; sv. 7. ISBN 80-86064-54-9. TOMÁŠEK, Milan. Atlas půd České republiky. 1. vyd. Praha: Český geologický ústav, 1995, 36 s. ISBN 80-707-5198-3. VOPRAVIL, Jan et al. Půda a její hodnocení v ČR. 1. vyd. Praha: Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, 2009. ISBN 978-808-7361-023. Internetové zdroje KLEMENT, Vladimír a Aleš SUŠIL. Výsledky agrochemického zkoušení půd za období 2005 2010 [online]. 2011. [cit. 10.4. 2012]. Dostupné na: http://www.ukzuz.cz KLEMENT, Vladimír a Aleš SUŠIL. Porovnání vývoje agrochemických vlastností půd za období 1999 2003 a 2005-2009 [online]. 2010. [cit. 10.4. 2012]. Dostupné na: http://www.ukzuz.cz AOPK ČR. Digitalizovaná půdní mapa ČR, List 2413, List 2411, List 2412, M 1: 50 000.Dostupné na: http://www.nature.cz RICHTER, Rostislav. Multimediální učební texty z výživy rostlin. Mendelu, Brno. [online]. 28.1.2004 [cit. 2012-04-10]. Dostupné z: http://web2.mendelu.cz ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV, Praha. Hydrologická ročenka České republiky 2010 [online]. 2010, 19.03.2012 [cit. 2012-04-12]. Dostupné z: http://voda.chmi.cz Krajská správa ČSÚ v Jihlavě. ČESKÝ STATISTICKÝ ÚŘAD. Statistická ročenka Kraje Vysočina 2011 [online]. 2011, 22.2. 2012 [cit. 2012-04-10]. Dostupné z: http://www.jihlava.czso.cz Agrokrom. ŠKOLÍCÍ STŘEDISKO PŘELOUČ. Zemědělské výrobní oblasti a podoblasti [online]. 2003, 2003 [cit. 2012-04-24]. Dostupné z: http://www.agrokrom.cz Agentura ochrany přírody a krajiny České republiky. Správa CHKO Žďárské vrchy [online]. [cit. 2012-04-10]. Dostupné z: http://www.zdarskevrchy.ochranaprirody.cz Ovocnarska-unie.cz. [online]. 2006 [cit. 2012-04-10]. Dostupné z: http://www.ovocnarska-unie.cz 69

PP Svratecká hornatina. [online]. 2011, s. 2 [cit. 2012-04-10]. Dostupné z: http://info.bystricenp.cz Geologické a geovědní mapy. [online] 2009. [cit. 2012-04-10] Dostupné z: http://www.geologicke-mapy.cz MINISTERSTVO ZEMĚDĚLSTVÍ. SITUAČNÍ A VÝHLEDOVÁ ZPRÁVA: PŮDA [online]. 2009 [cit. 2012-04-10]. ISBN 80-7084-800-5. Dostupné z: http://eagri.cz Mapy. cz [online]. [cit. 2012-04-10]. Dostupné z: http://mapy.cz/ 70

8 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Schematické znázornění kyselé, neutrální a zásadité reakcechyba! Záložka není definována. Obr. 2 Vliv půdní reakce na půdní procesy, mobilizaci a dostupnost minerálních látek... 14 Obr. 3 Vliv 24hodinového protonového stresu na růst kořene bobu (http://web2.mendelu.cz)... 16 Obr. 4 Vztah mezi ph, rozložením a průměrnou hodnotou rozpustného hliníku (Sparks, 2003)... 18 Obr. 5 Změny ph v čase způsobené acidifikací (Šarapatka et. al., 2002)... 23 Obr. 6 Půdní reakce v ČR (http://eagri.cz)... 33 Obr. 7 Průměrná hodnota ph podle kraje... 34 Obr. 8 Podíl kyselé půdní reakce v jednotlivých krajích... 34 Obr. 9 Podíl alkalické půdní reakce v jednotlivých krajích... 34 Obr. 10 Porovnání vývoje % zastoupení půdní reakce z let 1999-2003 a 2005-2009... 37 Obr. 11 Zemědělské výrobní oblasti ČR (http://eagri.cz)... 41 Obr. 12 Úhrn srážek v ČR (http://voda.chmi.cz)... 43 Obr. 13 Klimatické oblasti podle Quitta (výřez mapy) (http://www.ovocnarskaunie.cz)... 44 Obr. 14 Výřez geologické mapy - Bystřice nad Pernštejnem a okolí (http://www.geologicke-mapy.cz)... 45 Obr. 15 Silně přeměněné horniny (http://www.geologicke-mapy.cz)... 45 Obr. 16 Starohorní zvrásněné horniny (http://www.geologicke-mapy.cz)... 46 Obr. 17 Částečně přeměněné sopečné horniny (http://www.geologicke-mapy.cz).. 46 Obr. 18 Výměnná půdní reakce - Domanínek... 53 Obr. 19 Aktivní půdní reakce - Domanínek... 54 Obr. 20 Výměnná půdní reakce - Rovečné 1... 54 71

Obr. 21 Aktivní půdní reakce - Rovečné 1... 55 Obr. 22 Výměnná půdní reakce - Rovečné 2... 55 Obr. 23 Aktivní půdní reakce - Rovečné 2... 56 Obr. 24 Výměnná půdní reakce - Nyklovice... 56 Obr. 25 Aktivní půdní reakce - Nyklovice... 57 Obr. 26 Výměnná půdní reakce - Ubušín... 57 Obr. 27 Aktivní půdní reakce - Ubušín... 58 Obr. 28 Výměnná půdní reakce - Míchov... 58 Obr. 29 Aktivní půdní reakce Míchov... 59 Obr. 30 Výměnná půdní reakce - Bohuňov... 59 Obr. 31 Aktivní půdní reakce - Bohuňov... 60 Obr. 32 Výměnná půdní reakce - Rozsochy - Kundratice... 60 Obr. 33 Aktivní půdní reakce - Rozsochy - Kundratice... 61 Obr. 34 Výměnná půdní reakce... 62 Obr. 35 Výměnná půdní reakce... 64 72

9 SEZNAM TABULEK Tab. 1 Rozdělení půd podle aktivní a výměnné půdní reakce (Šarapatka, 1996)... 13 Tab. 2 Nároky kulturních plodin na výměnnou půdní reakci (upraveno podle Duchoň a Hampl, 1962)... 17 tab. 3 Přehled hlavních a kyselých složek v půdách (Šarapatka et al., 2002)... 20 Tab. 4 Půdní reakce podle půdních typů... 22 Tab. 5 Vliv průmyslových hnojiv na ph půdy (upraveno podle Richter a Hlušek, 2003)... 25 Tab. 6 Optimální hodnoty ph minerálních půd (upraveno podle Richter a Hlušek, 2003)... 28 Tab. 7 Výměnná půdní reakce (ph/cacl 2 ) zemědělské půdy v ČR (Klement a Sušil, 2011)... 33 Tab. 8 Výměnné ph orné půdy (Klement a Sušil, 2010)... 36 Tab. 9 Procentické zastoupení půd podle půdní reakce (Klement a Sušil, 2010)... 36 tab. 10 Charakteristika bioregionů dle Culka (1996)... 40 Tab. 11 Zemědělské výrobní oblasti... 41 Tab. 12 Územní srážky v roce 2010 ve srovnání s dlouhodobým průměrem za období 1961 1990 (http://www.jihlava.czso.cz)... 42 Tab. 13 Územní teploty vzduchu za rok 2010 ve srovnání s dlouhodobým průměrem za období 1961-1990 upraveno dle ČHMÚ (http://www.jihlava.czso.cz)... 44 Tab. 14 Seznam lokalit... 48 Tab. 15 Hodnocení výsledků výměnné půdní reakce... 49 Tab. 16 Hodnocení výsledků aktivní půdní reakce... 50 Tab. 17 Popisná statistika ph/kcl... 62 Tab. 18 Jednofaktorová analýza rozptylu... 63 Tab. 19 Popisná statistika aktivní půdní reakce... 64 Tab. 20 Jednofaktorová analýza rozptylu... 64 73

10 PŘÍLOHY 74

Seznam příloh Příloha 1 Mapa odběru vzorků Příloha 2 Půdní mapa lokality Domanínek, Rozsochy Kundratice Příloha 3 Půdní mapa lokality Míchov, Ubušín, Bohuňov Příloha 4 Půdní mapa lokality Rovečné 1, Rovečné 2, Nyklovice Příloha 5 Legenda k půdní mapě 75

Příloha 1 Mapa odběru vzorků (http://mapy.cz/) 76

Příloha 2 Půdní mapa lokality Domanínek, Rozsochy Kundratice (http://www.nature.cz) 77

Příloha 3 Půdní mapa lokality Míchov, Ubušín, Bohuňov (http://www.nature.cz) 78

Příloha 4 Půdní mapa lokality Rovečné 1, Rovečné 2, Nyklovice (http://www.nature.cz) 79

Příloha 5 Legenda k půdní mapě (http://www.nature.cz) 80