PŮDA A BIOTA Půda a její složky PEDOGEOGRAFIE • zkoumá půdní kryt jako součást FG sféry • popis půdních typů (část pedologie) • • pedologie (půdoznalství) – zabývá se vznikem, složením, vlastnostmi, klasifikací a rozmístěním půd Terminologie ¨Pedosféra (půdní kryt) – transformace svrchní části zemské kůry působením organismů na horniny za účasti vody, vzduchu a sl. záření ¨ ¨Půda – směs minerálních látek, které vznikají rozkladem horniny vlivem chemických a fyzikálních faktorů, s organickými látkami vzniklými rozkladem zbytků rostlin biologickými činiteli ¨ Půdní složky složky půdy Řez Zobrazit zdrojový obrázek Tropy Zobrazit zdrojový obrázek Půdní složky ¨pevná minerální složka (substrát) ¨- půdotvorné minerály: primární a sekundární ¨kapalná složka (půdní voda) ¨- gravitační, vázaná, hygroskopická ¨plynná složka (půdní vzduch) ¨neživá organická složka (humus) ¨živá organická složka - edafon ¨ Půdotvorné procesy ¨Základní skupiny: ¨1) nárůst hmoty v půdní matrici (akumulace) ¨2) ztráta hmoty v půdní matrici ¨3) translokace hmoty v půdní matrici ¨4) transformace látek v půdní matrici Půdotvorný proces ¨1) nárůst hmoty v půdní matrici (akumulace) ¨Obohacování – o nový minerální nebo organický podíl ¨Salinizace – zasolování půdy Půdotvorný proces ¨2) ztráta hmoty v půdní matrici ¨Vyluhování – vymývání rozpustných látek z půdního profilu nebo jeho části ¨Eroze – (vodní, větrná, ledovcová) – odnos látek z povrchu půdy ¨Desalinizace – opak salinizace Půdotvorný proces ¨3) Translokace hmoty v půdní matrici ¨ ¨eluviace – pohyb látek z určité části půdního profilu – přemísťování půdních složek (roztoky) ¨iluviace (diluviace) – pohyb látek do určité části profilu, kde se akumulují - opak eluviace ¨dekalcifikace a kalcifikace – odstraňování/obohacování půdního profilu o uhličitan vápenatý ¨illimerizace – mechanická migrace malých minerálních částic ze svrchního horizontu do spodních vrstev půdy za vzniku o jílnaté částice obohaceného argilického horizontu (typické pro půdní typ hnědozem a luvizem) ¨pedoturbace – biologické a fyzikální promísení půdní hmoty (mráz/teplo, sucho/vlhko) ¨podzolizace – chemická migrace sloučenin hliníku a železa (typické pro půdní typ podzol a kryptopodzol) ¨lateritizace – migrace kyseliny křemičité z půdního profilu ¨ ¨ Půdotvorný proces ¨4) transformace látek v půdní matrici ¨syntéza/rozklad (dekompozice – tvorba/rozklad nových částic minerálního a organického původu ¨humifikace – přeměna surových půdních látek na stabilní humus (typické pro půdní typ černozem) ¨hnědnutí (braunifikace, rubifikace) – uvolňování železa z primárních minerálů a jeho disperze: tento proces je spojený s oxidací a hydratací sloučenin železa a zabarvením horizontu (typické pro kambizem) ¨rašelinění – tvorba rašeliny ¨oglejení – střídání period redukce a oxidace vedoucí k hromadění železa na stěnách makropórů a k rezivě skvrnitému zbarvení (výrazný pro PT pseudoglej) ¨glejizace –redukce železa v anaerobních podmínkách spojená s charakter. zabarvením části profilu do modra nebo zelena (typické pro PT glej) Ekologické funkce půdy ¨Filtrační ¨Retenční či akumulační schopnosti půdy ¨Pufrační schopnosti půdy ¨Transformační schopnosti půdy ¨Asanační funkce ¨Transportní funkce půdy ¨Funkce půdy jako genové rezervy a prostředí pro živočichy Filtrační funkce půdy ¨Umožňuje vstup vody do půdního prostředí a propustnost vody při průchodu tímto prostředím. Přitom se voda může obohatit o určité látky v půdě obnažené nebo půda může svou pufrační schopností neutralizovat kyselé srážky. Tato funkce tak zásadním způsobem ovlivňuje dotaci, složení a kvalitu podzemních vod. Retenční /akumulační schopnosti půdy ¨Je uvažována jako retence vody v půdě, ale taky jde o zadržování celé řady dalších látek. Mohou to být rostlinné živiny (N,P,K,Mg atd) v organické hmotě a v minerálním sorpčním komplexu. Mohou v ní ovšem být vázány různé znečišťující látky, polutanty a kontaminanty. Retenční schopnost je značná: 1 ha kvalitní hluboké černozemě může akumulovat 3 500 m3 vody a trvale zadržovat 1 700 m3 vody. Retenční schopnost půd ČR mnohonásobně převyšuje objem vody zadržované ve všech našich vodních nádržích a tocích. Mezi akumulační schopnosti patří zadržování solí (zasolené půdy) Pufrační schopnost půd ¨Tlumí dynamiku některých půdních vlastností. Většinou se pufrace uvažuje jen jako tlumení změn půdní reakce (okyselování, acidifikace půdy), ale znamená i tlumení rychlých teplotních změn. Zranitelnost acidifikací je u různých půd rozmanitá a je důležité si uvědomit, že při významném a rychlém poklesu půdní reakce vyvolané zvenčí, půda svou pufrační schopnost ztrácí a změny jsou nevratné. Při významném poklesu půdní reakce dochází k rozpadu půdní struktury a poruchám sorpční schopnosti všemi doprovodnými jevy jako je utužení půdy, tvorba škraloupů, rozbřídavost atd. Transformační schopnosti půdy ¨Zabezpečuje přeměnu látek v jejich cyklu, tzn. umožňuje procesy rozkladu, mineralizace a syntézy látek nových. Porušení této funkce může způsobit znečištění půdy, problémy ve výživě rostlin a podmínkách lidské hygieny (znečišťování vody). Asanační schopnost půdy ¨Je někdy spojována s funkcí transformační, které je někdy součástí. Asanační funkce půdy zahrnuje procesy rozkladu a mineralizace živočišných (a i lidských) organismů a těl. Na asanační funkci půdy a na půdy, které tuto funkci dobře plní, jsou kladeny požadavky (zejména v minulosti, ale i v současnosti) při výběru míst pro hřbitovy. Transportní funkce půdy ¨Zprostředkovává migraci látek v půdním prostředí a v krajině, vzájemný posun a transport látek zejména mezi pedosférou, hydrosférou a atmosférou. Pohyb látek neprobíhá pouze vertikálně, ale i paralelně s povrchem půdy a to jak smyvem po povrchu, tak i vnitropůdními toky v závislosti na klimatu a reliéfu. Transportním médiem je nejčastěji voda, ale i látky mohou migrovat i pevné formě prostřednictvím půdních organismů a pedogenetickými pochody (jíl při illimerizaci) a nebo i plynné formě výměnou s atmosférou (CO2, metan, sirovodík atd. Funkce půdy jako genové rezervy a prostředí pro živočichy ¨Málo prozkoumaná a vyhodnotitelná. Jde o stále pokračující výzkum role půdních organismů a mikroorganismů z hlediska získávání nových genů v přítomnosti v budoucnosti. Půdní znaky ¨Barva půdy (Munsellove tabulky) ¨Hloubka půdy – hluboká více než 60 cm, středně hluboká 30-60 cm, do 30 cm mělká půda ¨Obsah skeletu (méně 5% - skeletovanost žádná, 5-10%-příměs, 11-25%-slabá, 26-50%-střední, 51-75%-silná, 75% a víc velmi silná ¨Vlhkost zemin vyprahlá-beze známek vlhkosti, suchá-nevyvolává pocit chladu, vlahá-vyvolává pocit chladu, vlhká-ruku ovlhčuje, mokrá-voda odkapává Zrnitost částic půdy ¨Jemnozem a třídění podle částic: ¨střední písek (2-0,25 mm) ¨jemný písek ((0,25-0,05 mm) ¨hrubý prach (0,05-01 mm) ¨střední a jemný prach (silt) (0,01-0,001 mm) ¨jíl (méně než 0,001 mm) Klasifikační stupnice zrnitosti půd kategorie charakt. označení Obsah ˂0,01 mm půdy 1. písčitá P 0-10 % Lehké 2. Hlinitopísčitá hp 10-20% Lehké 3. Písčitohlinitá ph 20-30% Střední 4. Hlinitá h 30-45% Střední 5. Jílovitohlinitá jh 45-60% Těžké 6. Jílovitá jv 60-75% Těžké 7. jíl j nad 75% Těžké Fyzikální vlastnosti půdy ¨Kvalita a obsah organické hmoty (obsah humusu v půdě se stanovuje oxidací uhlíku organických látek (žíhání vzorku v plameni/peci Ct, rozklad org. C za pomoci oxid. Činidla v kyselinosírovém prostředí (nepřímé stanovení – Cox, Tjurinova metoda) nad 5% je vysoký podíl humusu ¨Struktura půdy prostorové shluky-aregáty, které mezi sebou vytvářejí prostory-póry lišící se svojí velikostí, uspořádáním a vzájemným propojením– drobtovitá, polyedrická, hrudkovitá, prizmatická, zrnitá ¨Pórovitost 46-69% střední až těžší, 35-46% lehčí minerální, 50-67% luční a lesní svrchní vrstvy, 79-83% rašeliny Chemické vlastnosti půdy ¨Kritéria aktivní a výměnné půdní reakce pH H2O pH KCL hodnocení ˂ 4,9 ˂ 4,5 silně kyselá 5,0-5,9 4,6-5,5 kyselá 6,0-6,9 5,6-6,5 slabě kyselá 7,0 6,6-7,2 neutrální 7,1-8,0 ˃7,2 slabě alkalická 8,1-9,4 / alkalická ˃9,4 / silně alkalická Biologické vlastnosti půd ¨Dělení edafonu podle velikosti (fyto a zooedafon) ¨ Název Dělení podle J. Smrže Dělení podle K. Rejška mikroedafon 0,002-0,2 mm pod 0,2 mm mezoedafon 0,2-2,0 mm 0,2-2 mm makroedafon 2,0-20 mm 2-15 mm megaedafon nad 20 mm nad 15 mm Biologické vlastnosti půd ¨Bakterie, houby, aktinomycety, řasy, prvoci, hlístice, dešťovky, krtonoška, hraboši v orniční vrstvě půdy Skupina mikroedafonu Počet v 1 g půdy Hmotnost v kg na ha bakterie 600 000 000 10 000 plísně a aktinomycety 400 000 10 000 řasy 100 000 140 prvoci 1 100 000 370