23.9.2013
1
Kvalita a zdraví půd
Přednáška č.4
25. 1. 2013, BrnoPřipravil: Vítězslav Vlček, Ph.D.
zajímavé postřehy….
„Mezi sebou a hladem má člověk pouze tenkou vrstvu půdy„
Autor neznámý
Větrná eroze (fyzikální degradace)
23.9.2013
2
rozšíření v ČR, resp. které oblasti je třeba chránit:
• oblasti s výskytem četných větrů,
• oblasti s ročním úhrnem srážek do 500 mm,
• oblasti s lesnatostí pod 20 %,
• lehké půdy – P, HP (Pasák, 1970),
• těžší půdy, pokud před tím došlo k jejich vyschnutí (Vrána –Švehlík, 1985; na základě terénního měření).
Obecný vztah meziprůměrným množstvímsrážek a velikostí eroze.Eroze je největší vsemiaridních podmínkách,Pokud je přirozená vegetacenahrazena obdělávánímpůdy, eroze se zvyšuje snarůstajícím množstvímsrážek (čárková čára).(upraveno podle: Brady aWeil, 1999)
Velikost větrné eroze v závislosti na textuř půdy - graf
23.9.2013
3
U větrné eroze můžeme rozlišit dva pochody:
• deflace (= odvívání) , změny v zrnitostním složení, pohyb probíhá formou:
– suspenze
– skokem (saltace)
– sunutí po povrchu
• koraze = větrná abraze neboli obrušování objektů (stavby, skály, rostliny apod.)
• pohyb ve formě suspenze znamená, že jemné částice jsouzvedány účinkem větru a přenášeny na velké vzdálenosti(vznik prašných bouří + zákaly atmosféry).
• pohyb skokem (saltací): nejvýznamnější druh pohybu, střednívelikost částic (0,05 – 0,5 mm) - (dostatečně lehké ke zvednutíz půdního povrchu, ale příliš těžké k pohybu ve forměsuspenze).. tvoří přibližně 80 % přesouvaných částic
• pohyb sunutím po povrchu: pohyb větších částic (velikost 0,5–2 mm), příliš těžké ke zdvižení z půdního povrchu, tvořípřibližně 20 % přesouvaných částic
Materiál, jež přenáší vítr lze rozdělit do několika skupin:
• hrubozrnný materiál – průměr zrn/agregátů větší než 3 mm(zpravidla již nelétá)
• písek – 0,05 až 2 mm (písek musí být suchý a neslepený, abymohl létat)
• prach – 0,002 až 0,05 mm, prachové bouře, zákal v atmosféře
• jíl – menší než 0,002 mm zpravidla tmelící účinky, vznikvětších agregátů
23.9.2013
4
Koraze (větrná abraze)
účinek selektivní koraze – římsy vypreparované v pískovci ve vrstvách zpevněných železitým tmelem. Tzv. voštiny
koraze
Pouštní dlažba jako důsledek deflace při selektivní větrné erozi (Jamess
Ross Island Antarctica). Foto Autor
23.9.2013
5
současný stav v ČR
Protierozní opatření:Půda není ohrožena větrnou erozí, je-li kryta souvislým rostlinným
pokryvem nebo jeho zbytky.
Opatření…
organizační opatření:
• uspořádání pozemků
• pásové střídání plodin s různou výškou
• vynechání málo erozně neodolných plodin
• optimalizace osevních postupů
• použití podsevů/meziplodin
agrotechnická opatření:
• obdělávání pozemků při optimální vlhkosti
• volba vhodného nářadí, které půdu nerozprašuje
• bezorebné setí
23.9.2013
6
Technická opatření:
• mobilní zábrany
• větrolamyZdroj: http://www.forestry.ok.gov
Zdroj: http://www.uake.cz
Směr větru
Vedlejší větrolam
Hlavní větrolam
POLE
minimálně 1 000 m
23.9.2013
7
tvar/orientace větrolamů
• uzavřené obrazce, nejčastěji obdélníky
• šířka přibližně 10–15 m, předpokládaná výška 25 m,
• tvoří ho obvykle 5–10 řad stromů
• zakládány jako smíšené porosty - uprostřed nejvyšší, vnější tvoří nižší dřeviny a keře
• vzdálenosti:– hlavní větrolamy - dle půdy: P 300–400 m, H (500), JV (600)
– vedlejších větrolamy - min 1000 m.
větrolamy
• neprodouvavé, malá účinnost, působí jako překážka, vítr sezvedá nad větrolam
• poloprodouvavé, propouštějí pouze část větru, jsounejúčinnější, optimální propustnost je 40–50 %.
• prodouvavé – dobře propouštějí vítr, „tryskový efekt“
• vzdálenost větrolamu se řídí: výškou větrolamu, kompaktnostívětrolamu, kritickou rychlostí, rychlostí větru v nechráněnékrajině (m/s)
Spraš
23.9.2013
8
spraše- Kalendář věků
(Dolní Věstonice)
Utužení půdy (pedokompakce)
Jak k němu dochází?
• větší stroje
• „časnější“ polní práce (= operace na vlhké půdě)
• Nadměrná koncentrace dobytka při pastvě
23.9.2013
9
K utužení dochází pokud je únosnost půdy menší než jaké zatížení umožňuje…
zatížení
únosnost
vlhkost
struktura způsob obdělávání
zrnitost
Objemová hm. = 1,0 g/cm3 Objemová hm. = 1,3 g/cm3 Objemová hm. = 1,6 g/cm3
Utužení půdy je PROCES
Typická objemová hmotnost některých půd a materiálů
23.9.2013
10
Profil se zřetelnou pedokompakcía struktura z pedokompakce
svrchní, ještě neporušená ornice
na utuženém podbrázdí zadržená voda podmáčí ornici odspodu
spodní, utužené podbrázdí se zpomaleným pronikáním vody
neporušená spodina
Schéma porušeného vodního režimu
Celkové zatížení náprav
zařízení t/náprava
4WD traktor 7–13
sklízecí mlátička (prázdná) 9
sklízecí mlátička (plná + žací lišta) 13
cisterna s kejdou (15 500 l) 10–12
dálniční povrch (projektované zatížení) 10–13
VOORHEES, 2002
23.9.2013
11
Stejný tlak, různá vlhkost půdy – vlevo vlhká, vpravo suchá…
Zdroj:
Zvýšení objemové hmotnosti v důsledku pojezdu traktoru (Smith, 1985, In: Chesworth, 2008)
Objemová hmotnost (t/m3)
Vliv pojezdové rychlosti na objemovou hmotnost pod koly traktoru (Karczewski, 1978, In: Chesworth, 2008)
23.9.2013
12
opravdu existují dny kdy bychom na poli neměli co dělat ����
obecné symptomy utužení
rostliny:
• zakrnělost / nerovnoměrný růst
• příznaky nedostatku živin/ vody
• deformace kořenů
• snížené výnosy
půda
• delší dobu stojící voda na povrchu
• změny půdní struktury
• většinou i obtížné zpracování
Zakrnělost/nerovnoměrný růst rostlin
zakrslé, nerovnoměrné rostliny jsou často prvním příznakem
23.9.2013
13
Výborným diagnostickým nástrojemje rýč…
Deformované kořeny
Zdroj: http://www.farmwest.com/book/export/html/839
Kvantifikace utužení
• porostové příznaky – rostliny (kvantifikace ztrát na zemědělsképrodukci)
• penetrační odpor závisí na vlhkosti a nejde tak o absolutníhodnotu, závisí rovněž na hloubce kultivace
• objemová hmotnost redukovaná - hmotnost na jednotkuobjemu slouží k výpočtu pórovitosti, závisí na zrnitosti
23.9.2013
14
Fyzikální váleček – měření OH
měření utužení…
ruční penetrometr
Zdroj: www.euroflora.pl
Zdroj: http://hydropedologie.agrobiologie.cz/
J JV, JH H PH HP P
obj.hm.red. (g/cm3) >1,35 >1,40 >1,45 >1,55 >1,60 >1,70
pórovitost (%) < 48 < 47 < 45 < 42 < 40 < 38
minim.vzdušnost (%) < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10
penetrační odp. (MPa) 2,8–3,2 3,3–3,7 3,8–4,2 4,5–5,0 5,5 6,0
při vlhkosti (%) 24–28 20–24 16–18 13–15 12 10
Mezní hodnoty kritických vlastností zhutnělých půd (dle půdního druhu) Lhotský (2000)
Situace v ČR
23.9.2013
15
optimální hodnoty OH pro některé polní plodiny
plodina Objemová hmotnost (g.cm-3)
brambory 1,0 – 1,2
cukrovka 1,0 – 1,3
hrách 1,1 – 1,2
kukuřice, pšenice 1,1 – 1,3
slunečnice, jetel 1,2 – 1,3
len, ječmen, žito, oves 1,2 – 1,4
Fyzikální vlastnosti půd ČR – dle bazálního monitoringu půd - dle pórovitosti
23.9.2013
16
oblast textura Kultivace (roky)
Objemová hmotnost
Pórovitost
nk k nk k
Pensylvánie h 58 1,07 1,25 57,2 50,0
Kanada h 90 1,04 1,30 60,8 50,9
Kanada j 70 0,98 1,28 63,0 51,7
Kanada j 70 1,21 1,38 54,3 47,9
Zimbabwe j 20-50 1,20 1,44 62,2 54,1
Zimbabwe ph 20-50 1,43 1,54 47,2 42,9
Obj. hmotnost a pórovitost povrchové vrstvy půdy kultivované (k) a nekultivované (nk) (Brady a Weil, 1999)
Půda humus P objem makropórů
objem mikropórů
objemová hmotnost
(%) (%) (%) (%) (g.cm-3)
0 – 15 cm
panenská prérie 5,6 58,3 32,7 25,6 1,11
kultivace 50 roků 2,9 50,2 16 34,2 1,33
15 – 30 cm
panenská prérie 4,2 56,1 27,0 29,1 1,16
kultivace 50 roků 2,8 50,7 14,7 36,0 1,31
Vliv kultivace na vybrané parametry vertisolů v Texasu (Brady a Weill,1999)
Hodnoty měrné hmotnosti, objemové hmotnosti a pórovitosti pro různé půdy (Rowell, 1994)
půda měrná hmotnost
objemová hmotnost
pórovitost
(g.cm-3) (g.cm-3) (% obj.)
střední až těžší 2,6 0,8–1,4 46–69
lehčí minerální 2,6 1,4–1,7 35–46
luční a lesní, svrchní vrstvy 2,4 0,8–1,2 50–67
rašeliny 1,4 0,1–0,7 79–93
23.9.2013
17
Hloubkové kypření, podrývání
Zdroj: http://www.agrotip-opava.cz http://aprod.hu
půdní typ slabé střední silné
litozem, organozem x
ranker x
regozem, koluvizem x x
rendzina x x
smonice x
černozem a černice x x (x)
šedozem, hnědozem, luvizem, kambizem x x x
andozem x
kryptopodzol a podzol x
pseudoglej x
glej a stagnoglej x x
solončak, slanec x
Měli byste znát například odpovědi na otázky:
• vliv utužení na půdu, rostliny
• kritická hodnota pórovitosti a OH pro utužení u hlinitých půd
• které částice v rámci větrné eroze jsou ztráceny jako první a proč
• co jsou spraše
• čím jsou limitovaná technická opatření proti utužení, jak měříme
• větrná eroze je u nás vázaná na jaké oblasti a kde ji u nás najdeme
• kde byste podle čekali výskyt utužení v rámci pozemku
• jak by vypadal modelový pozemek ovlivněný větrnou erozí
• opatření proti větrné erozi
