Pedobiologie ­ osnova 2009
1) Půda: pedogenese, textura, struktura, půdní horizonty, hlavní půdní typy,
humusové formy. 18. 2.
2) Půda: pufrovací kapacita, půdní koloidy; acidifikace; tropické půdy a paradox
nedostatku živin; úrodnost půdy; degradace půdy (zasolení, zhutnění, eroze) 25. 2.
3) Dekompozice a saprotrofní potravní řetězec: potravní řetězce, potravní sítě,
trofické pyramidy, rozklad odumřelé organické hmoty (dekompozice)
a dekompoziční subsystém (kompartment) ekosystémů (terestrických). 4. 3.
4) Společenstva půdních organismů (edafon) ­ distribuce v prostoru a čase,
funkce, členění půdní fauny (velikost, trofie). 11. 3.
5) Půdní mikroorganismy a jejich funkce 18. 3.
6) Vliv složení zdroje (nekromasy) a abiotických faktorů na procesy rozkladu 25. 3.
7) Hlavní pedobiologické metody; tradiční a moderní metody výzkumu. 1. 4.
8) Interakce mezi mikroorganismy a živočichy v půdě 8. 4.
9) Interakce mezi nadzemním a půdním kompartmentem ekosystému (fytofágové) 15. 4.
10) Rozklad odumřelého dřeva. 29. 4.
11) Tlející dřevo jako životní prostředí saproxylických společenstev různých sukcesních stádií 6. 5.
12) Rozklad výkalů a koprofágové 13. 5.
13) Rozklad mršin a mrchožrouti 20. 5.
V. V. Dokučajev (1846-1903; zakladatel moderní ruské
pedogenetické školy):
,,Půda je svrchní, zvětralá vrstva zemské kůry,
pozměněná klimatickými a chemickými
vlivy a činností organismů.
Je to komplikovaný oživený systém (biologický útvar) se specifickými znaky
a vlastnostmi."
,,Půda je přírodnina diferencovaná v genetické horizonty, vzniklá na
rozhraní různých sfér, více nebo měně snadno rozpojitelná a oživená."
Bez organismů není půda půdou, jedná se pouze o mrtvý substrát.
Bez živých organismů ani žádná půda nevzniká!
Co je půda?
Pedobiologie: Půda
Na vznik a charakter půdy má vliv
- litosféra (matečná hornina),
- hydrosféra,
- atmosféra
- biosféra.
Není ostře ohraničená, neboť představuje hraniční fenomén zemského
povrchu ­ pedosféru.
Smolíková (1982):
Půda je výřez pedosféry (???), zahrnující vše mezi extrémy:
čerstvá hornina ­ surový opad.
Co je půda?
Pedobiologie: Půda
Co je půda?
E. A. Mitscherlich (1905):
,,Půda je směsí jemnozrnných pevných částic,
vody a vzduchu, která je při přiměřeném obsahu
rostlinných živin nositelem vegetace."
Jsou tedy přítomny tři fáze (skupenství):
- pevná ­ pevné častice (minerální i organické) ­ větší částice kameny
tvoří ,,skelet"
- tekutá ­ půdní voda/roztok
- plynná ­ půdní vzduch
Druhá a třetí fáze se nachází v prostorech mezi pevnými částicemi,
v půdních pórech (průduších). V nich se také nachází organismy: kořeny
rostlin a edafón (půdní organismy jako celek).
Pedobiologie: Půda
matečná hornina
pedosféra
Pedobiologie: Půda
Půdní horizonty
Soil horizons
Pedobiologie: Půda
Schematická klasifikace vyvřelinových hornin a výsledných půd
Pedobiologie: Půda
Zobecněné efekty dlouhodobého zvětrávání a vývoje půdy na rozmístění a dostupnost
fosforu v půdě
Pedobiologie: Půda
Složení tříd textury půdy založené na podílu písku, prachu a jílu. Napr. půda s 60 % písku,
10 % prachu a 30 % jílu je písčitá jílová hlína.
Composition of the textural classes of soils based on percentages of sand, silt, and clay.
For example, a soil with 60 % sand, 10 % silt, and 30 % clay is a sandy clay loam.
Půdní textura
Soil texture
Pedobiologie: Půda
Půdní struktura
Soil structure
Pedobiologie: Půda
Drobtovitá struktura u luční půdy ­ ideální struktura
Smíšená struktura z 50 % drobtů a 50 % hrudek
Středně až hrubě polyedrická struktura ­ u jílových
půd polyedrická struktura indikuje zhutnění půdy
Zrnitá struktura: nespojená minerální zrna,
nízká retence vody
a) Řez svahem a dnem údolí s hydrologickou půdní sekvencí a
b) změny v morfologii půdního profilu.
Pedobiologie: Půda
The most important sorts of water in soil
Pedobiologie: Půda
Malé (jemné) póry
Středně velké póry
Velké (hrubé) póry
jílovitá půda
písečná půda
jíl
písek
Desorpční křivky písečné
a jílovité půdy s příslušnými
rozsahy dostupnosti vody
a třídami půdních pórů.
Vodní napětí je uváděno jako
hodnota pF nebo záporná
výška stoupání hc.
PWP ­ stálý bod vadnutí,
FK ­ polní kapacita,
mWHK ­ maximalní vodní
kapacita.
Pedobiologie: Půda
Roční průběh půdních teplot v třech různých hloubkách
Annual course of soil temperatures in three different depths
(zdroj/source:Geiger, 1961 in Brauns, 1968)
Pedobiologie: Půda
marl
limestone
Sequence of soil development (accumulated amount of clay soil above the C horizon in kg/m2)
Sequence of soil development from carbonate substrate giving the remaining clay amount in the individual
stages; speed of development on marl and limestone as bedrock (middle triasic shell limestone near Göttingen)
Pedobiologie: Půda
Schematic visualization of the genesis of gley soils above a shallow groundwater table (on the left). With
increasing height of soil layers, leading to a relative drop of the groundwater table, the result of pedogenesis
are already terrestrial soils, for instance gleyic brown earth (on the right). Further up-slope brown earth would
follow. According to Mückenhausen, 1977.
Groundwater
table
Gley soil
Gleyic brown earth
Pedobiologie: Půda
Section through the upper parts of the slope in the eastern part of the
Göttinger Wald (Göttingen Forest) showing a development sequence of soils
(according to Rohdenburg & Mayer, 1963).
Mull rendzina
Brown rendzina
Brown loam rendzina
Rendzinic brown loam
Pedobiologie: Půda
Raw humus
Humous sand
Bleached sand
Ironpan
Rustbrown sand
(iron hydroxides)
Yellow-brown sand
Raw humusl
Humous sand
Bleached sand
Ironpan
Rustbrown sand
(with iron hydroxide)
Yellow-grey sand
Raw sand
Podsolized
brown forest soil
Weak podsol Moderate
podsol
Strong
podsol
Raw sand
Podsol ranker
Weakly / stronger developed podsol
Typical podsol
Odlišná prezentace stejné skutečnosti
dvěma autory(nahoře: Smolíková,
1982; dole: Klimo, 1996) na základě
prací Mückenhausena (1977, 1975)
Vývoj podsolu z písku
Development of podsol from sand
Pedobiologie: Půda
Soil development
on sand (above)
and loess (below)
according to
Mückenhausen (1975)
Vývoj půdy na písku
(nahoře) a spraši
(dole) podle
Mückenhausena (1975)
Brown earth Illimerized soil
Raw sand
Podsolized
brown forest soil
Weak podsol
Moderate podsol Strong podsol
Raw humus
Humous sand
Bleached sand
ironpan
Rustbrown sand
(with iron hydroxide)
Yellow-grey sand
Pedobiologie: Půda
Pedobiologie: Půda
US Soil Taxonomy (Brady & Weil, 1999 in Bardgett, 2005)
Půdotvorné procesy
Vyluhování solí, iontů: dochází k němu pokud srážky > evaporace. Rozpustné součásti
půdního sloupce jsou odnášeny vodou do větších hloubek (soli, ionty, např. vápník, držené
Jako výměnné ionty v jílovo-humosových komplexech, jejich náhrada ionty vodíku vede
k acidifikaci. Vymývané ionty se buďto akumulují ve větší hloubce (B-horizont), kde se mohou
Vysrážet, nebo se dostávají do podzemní vody.
Illimerizace, lessivace: Půdní částice nacházející se v suspenzi, především frakce koloidálního
a velmi jemného jílu (< 0.2 m) jsou vymývány (eluviace) a přemísťovány do nižších horizontů,
kde se akumulují (illuviace). K přemísťování jílu dochází v půdách ve kterých se střídají suchá
a vlhká období a dochází k němu až poté, co došlo vyluhováním k ztrátě CaCO3, při
optimalním pH o hodnotě 5.5 ­ 6.5. Pukliny vzniklé během suchých období společně s
kořínkovými kanálky a chodbami živočichů slouží jako drenážní kanály pro vodu, která jíl
odnáší. Na stěnách těchto kanálů vytváří jíl oranžově-hnědé až červeno-hnědé usazeniny.
Pedobiologie: Půda
Podzolizace: Dochází k ní v (semi-)humidním klimatu když velmi kyselý půdní roztok
(pH < 5) způsobí rozpad jílových minerálů. V důsledku vytváří křemík, hliník a železo
komplexy s organickými látkami obsaženými v půdě. Tyto minerály jsou odstraňovány
ze svrchní vrstvy půdy a mohou se hromadit v nápadných, tmavých, podpovrchových
vrstvách. Podzoly často nacházíme pod vřesovišti a rašeliništi (typickou humusovou
formou je surový humus neboli mor).
Zola (rusky) = popelavá barva vymytých horizontů
Oglejení: Dochází k němu tam, kde se půda nachází v (takřka) stálém kontaktu s
podzemní vodou. V takto zamokřených půdách s anaerobními podmínkami jsou
sloučeniny železa redukovány a buďto odstraněny z půdy, nebo vysráženy ve formě
hrudek. Také mangan - Mn (IV) a Mn (VII) ­ a polyadní síra jsou redukovány.
Dekompozice půdní organické hmoty je zpomalena. Oglejené půdy nacházíme často v
mokřadech.
Pokud k zamokření dochází periodicky, je Fe II (přítomné v sloučeninách) opět
oxidováno na Fe III ­ rezivé skrvny.
Je-li zamokření trvalé, vznikají zelené alumosilikáty, které obsahují Fe (II), modravé
fosfáty a šedo-černé sulfity. Výsledkem je modro-šedý G-horizont.
Na styku oxidační a redukční zóny nacházíme rezavé skrvny (konkréce).
Glej (rusky) = mazlavá hlína
Pedobiologie: Půda
Brunifikace (hnědnutí): Dochází k ní v průběhu zvětrávání minerálů s obsahem dvoumocného
Železa - Fe (II), tj. železosilikátů. Železo je ve větší míře uvolňováno pouze pokud je pH < 7,
tzn. poté, co byly vymyty karbonáty, pokud byly přítomny (např. ve spraši). Ionty Fe2+ se srážejí
jako hnědé hydroxidy (FeOH2), které vytváří povlaky na půdních částicích, což vede k hnědému
zbarvení půdy. Přitom se utvářejí jílové částice.
Typické pro půdy vysoké biotické aktivity s humusovou formou mull (pH 4,5 ­ 7).
Pedobiologie: Půda
Protoranker on granite Tangel ranker on gneiss
Brown soil ranker on
limestone with shale layers
Podsol ranker on quartzite
Rankery ­ mělké silikátové půdy / Ranker ­ shallow soils on calcium-poor, silicate bedrock
Pedobiologie: Půda
Protorendzina on limestone Alpine rendzina on
limestone
Tangel rendzina on
dolomite
Mull rendzina on dolomite
Rendziny ­ mělké karbonátové půdy / Rendzinas ­ shallow soils on calcium-rich bedrock
Pedobiologie: Půda
Chernozem on loess Slightly degraded chernozem on
loess loam
Degraded chernozem on
loess loam
Černozemě / Chernozems ­ steppe soils
Pedobiologie: Půda
Para-brown soil on loess
Oligotrophic brown soil on
quartzite shales
Calcareous brown soil on loess
Kambisoly, Kambizemě / Cambisols
Pedobiologie: Půda
Podsol on terrace gravel-sand
sediments
Humus (humic) podsol
on aeolian sand
Iron humic podsol
on sandstone
Podzoly / Podsols (= Podzols, Spodosols)
Pedobiologie: Půda
Stagnopodzol na vysočině Walesu
(Velká Británie)
Stagnopodsol (pseudopodsol)
in upland Wales (UK)
Pedobiologie: Půda
Terra fusca on limestone
Laterite
Terra rosa on limestone
Crust
Red Zone
Freckled
Zone
Decomposition
Zone
Substrate
Půdy v teplém klimatu (vč. fosilních půd) / Soils of warm climates (incl. fossile soils)
Pedobiologie: Půda
Pseudogley on loess loam Gley on a slope loam (C) above
shale (D)
Solonchak
Pseudogleje a gleje / Pseudogleys and gleys ­ (temporary) waterlogged soils
Pedobiologie: Půda
Ferralsoly (Oxisoly podle americké půdní taxonomie)
Lateritové půdy
Tropické půdy
Tvrdá pokrývka ortštejn (Ortstein, ironstone)
Pedobiologie: Půda
Vertisoly ­ vysoký obsah montmorillonitu ­ druhu
jílu, který se extrémně roztahuje a smršťuje v závislosti
na obsahu vody; půda typu A/C, B-horizont chybí
V důsledku ,,samomulčování" (self-mulching).
Vzniká na zasaditých horninách jako je čedič.
Travinné porosty, lesy s trávou v podrostu.
Pedobiologie: Půda
Stagnohumic gley soil in upland
Wales (UK)
(Pseudogley, surface-water gley)
Pedobiologie: Půda
Světlá vrstva s černými, tvrdými, kulatými konkrecemi
v svrchní části půdního profilu indikuje střídání vysychání
a zamokření; rezavé zbarvení a šedé mramorování jsou
charakteristické pro hutnou spodní vrstvu nepropustnou
pro vodu (pseudoglej ze sprašové hlíny)
Profile of an alluvial
Soil on alluvial loam
sediments (C)
above gravel (D)
Rambla on alluvial
sand Paternia on alluvial
sediments
Allochtonnous vega
on alluvial sediments
Nivní půdy ­ fluvisoly / fluvisols - alluvial (floodplain) soils
Pedobiologie: Půda
Histosoly (histosols)
­ minimálně 20 % organické hmoty v horních 40 cm.
Nízká celková hustota
Špatný odvod vody
Většinou kyselé
Pedobiologie: Půda
Humusové formy
Humus forms
Mr, Raw humus
Mull
Moder
Pedobiologie: Půda
Humusové formy
Humus forms
Pedobiologie: Půda