GLOBÁLNÍ PŮDY Literatura Strahler, A. -- Strahler, A. (1999): Introducing Physical Geography. Wiley, New York, 575 s. Kapitola: Global Soils, s. 236 - 263. Tomášek, M. (2000): Půdy České republiky. ČGÚ, Praha, 67 s. 1. Úvod ˙ půda = je nejsvrchnější vrstva zemského povrchu, která poskytuje rostlinám živiny, vodu a prostředí pro růst kořenů půda je vodou, vzduchem a organismy prostoupená svrchní vrstva zemské kůry, která se vyvíjí pod vlivem vnějších faktorů a času a je produktem přeměn mineralogických a organických substancí, morfologicky organizovaná a poskytující přírodní prostředí rostlinám, živočichům a člověku ˙ pedologie = je věda, která si klade za cíl, objasnit genezi (vznik) půd, charakterizovat jejich vlastnosti, stanovit klasifikační systém, zpracovat rozšíření půdních jednotek na zemském povrchu a určit možnosti hospodářského využití půd ˙ předmětem pedologie je půda, resp. pedosféra ˙ pedosféra = soubor všech půd Země, který se vyvinul na styku litosféry, atmosféry, hydrosféry a biosféry (půda je hraniční fenomén). ˙ půda vzniká působením půdotvorných faktorů, které podmiňují půdotvorné procesy ˙ půdotvorné faktory: - matečná hornina - klima - organizmy - reliéf - čas matečná hornina: skalní horniny + jejich zvětraliny (regolit) sypké sedimenty (např. říční nebo mořské písky) starší půdy pasivní půdotvorný faktor - na daném místě se v průběhu času nemění a bez působení ostatních (aktivních) faktorů se z ní nemůže vyvinout půda klima: přímé působení: a. srážky, b. teplota nepřímé působení: prostřednictvím vegetace Srážky -- intenzita promývání půdy -> obsah živin Teplota -- rychlost rozkladu rostlinného opadu a odumřelých kořenů organizmy: intenzita biologické aktivity závisí na: a. úživnost matečné horniny b. klima důležitý faktor - bez činnosti organizmů by půdy nemohli vůbec vzniknout reliéf: pro vývoj půd má největší význam: a. výšková poloha, b. svažitost, c. expozice, d. terénní deprese reliéf ovlivňuje provlhčení půdy a její teplotu čas: různé fyzikální, chemické a biologické procesy vyžadují ke svému uplatnění určité časové rozpětí 2. Složení a vlastnosti půdy ˙ půda je disperzní systém pevné + kapalné + plynné fáze procentuální zastoupení jednotlivých fází: pevná 50%, kapalná 20 -- 30%, plynná 25 -- 30% pevná fáze obsahuje dvě složky: a. minerální podíl, b. organický podíl -- minerální podíl silně převažuje nad organickým (45% - 5%) organický podíl obsahuje dvě složky: a. živá organická hmota (edafon), b. odumřelá organická hmota (humus) ˙ humus: odumřelá, částečně rozložená organická hmota rostlinného i živočišného původu; převážně rostlinný původ; tmavá barva ˙ půdní roztok ˙ půdní vzduch -- vyšší obsah CO[2] a nižší obsah O[2] než v atmosféře zdroje CO[2]: dýcháním kořenů a rozkladné procesy, úbytek O[2]: dýchání kořenů a chemické a biochemické reakce ˙ optimální poměr vody a vzduchu v půdě 1:1 = dostatek vody, kořeny rostlin se nedusí ˙ zvětrávání -> zvětráváním vzniká minerální podíl půdy 1. fyzikální (mechanické) 2. chemické 3. biologické 2.1 Barva a zrnitost půdy ˙ barva vzniká: a. zděděním od matečné horniny, b. jako výsledek půdotvorných procesů Organické látky: šedá, hnědočerná nebo černá barva Sloučeniny Fe a Mn: oxidované -- červená, červenohnědá nebo hnědá; redukované -- zelená, modrá, žlutá světlé barevné tóny vznikají vyplavením barevným minerálů a humusu vodou ˙ zrnitost (textura) zrnitostních frakce jíl, prach a písek = jemnozem; hrubší částice = skelet Strahler&Strahler obr 9.2 s. 240 ˙ hranice zrnitostních frakcí: jíl <0,002 mm prach 0,002 -- 0,02 mm písek 0,02 -- 2,0 mm ˙ půdní druh -- určuje se podle zastoupení zrnitostních frakcí +--------------------------------------------------------------------------------------------+ |Označení půdy |Obsah jílu (%) | |-------------------------------------------------------------| | |Skupinové |Jednotlivé | | |-------------------------+-----------------------------------+------------------------------| |Lehká |Písčitá |0 -- 10 | | |-----------------------------------+------------------------------| | |Hlinitopísčitá |10 -- 20 | |-------------------------+-----------------------------------+------------------------------| |Střední |Písčitohlinitá |20 -- 30 | | |-----------------------------------+------------------------------| | |Hlinitá |30 -- 45 | |-------------------------+-----------------------------------+------------------------------| |Těžká |Jílovitohlinitá |45 -- 60 | | |-----------------------------------+------------------------------| | |Jílovitá |60 -- 75 | | |-----------------------------------+------------------------------| | |Jíl |>75 | +--------------------------------------------------------------------------------------------+ ˙ textura má vliv na: 1. však vody (infiltraci) 2. schopnost vázat živiny a vodu 3. provzdušnění 4. obrobitelnost = množství práce které je nutné vynaložit na zpracování (orbu) půdy +--------------------------------------------------------------------------------------------+ |textura | infiltrace | vázání vody | vázání živin | provzdušnění | obrobitelnost | |----------+------------+----------------+------------------+----------------+---------------| | písek | dobrá | špatné | špatné | dobré | dobrá | |----------+------------+----------------+------------------+----------------+---------------| |prach | střední | střední | střední | střední | střední | |----------+------------+----------------+------------------+----------------+---------------| |jíl | špatná | dobré | dobré | špatné | špatná | |----------+------------+----------------+------------------+----------------+---------------| |hlína | střední | střední | střední | střední | střední | +--------------------------------------------------------------------------------------------+ ˙ pro růst rostlin a zemědělské účely je ideálním půdním druhem -- hlína (40% písku, 40% prachu a 20% jílu) 2.2 Půdní koloidy ˙ jemné částice s rozměry < 0,00 001 mm (minerální + organické, zejména ale jílové minerály) ˙ sorpční schopnost koloidů = schopnost vázat ionty na své povrchy ˙ báze: ionty 4 prvků: vápník (Ca^++), hořčík (Mg^++), draslík (K^+) a sodík (Na) ˙ živiny: C, H, O (zdroj: voda a vzduch); N, P, K, Ca, Mg, S (zdroj: pevná fáze půdy) 2.3 Půdní reakce ˙ půda reakce kyselá, neutrální i zásaditá -- v našich podmínkách nejčastěji slabě kyselá až kyselá ˙ příčina kyselosti půdy = přítomnost H^+ a Al^+++, vytlačování bází z povrchu půdních koloidů ˙ půdy silně kyselé -- oblasti chladného humidního půdy alkalické -- aridní oblasti ˙ neutrální a zásaditá reakce = přítomnost CaCO[3] v půdě; silně zásaditá reakce - (pH >8,5) = zvýšené množství Na ˙ kyselost půdy se snižuje vápněním +------------------------------------------------------------------------------------+ |pH |reakce | |------------------------------------------+-----------------------------------------| |<4,5 |velmi silně kyselá | |------------------------------------------+-----------------------------------------| |4,1 -- 4,5 |silně kyselá | |------------------------------------------+-----------------------------------------| |4,6 -- 5,2 |kyselá | |------------------------------------------+-----------------------------------------| |5,3 -- 6,4 |slabě kyselá | |------------------------------------------+-----------------------------------------| |6,5 -- 7,4 |neutrální | |------------------------------------------+-----------------------------------------| |7,5 -- 8,3 |zásaditá | |------------------------------------------+-----------------------------------------| |>8,4 |silně zásaditá | +------------------------------------------------------------------------------------+ 2.4 Struktura půdy ˙ půda se obvykle skládá z agregátů ˙ vznik agragátů cementačním účinkem půdních koloidů (jílové minerály, oxidy a hydroxidy Fe a Al, humus a Ca) ˙ typy půdních struktur: - sypká (elementární) - koherentní - agregátová - segregátová 2.5 Půdní minerály ˙ Dvě skupiny minerálů v půdě: primární minerály - silikáty sekundární minerály -- jílové minerály, oxidy jílové minerály z velké části určují zda je půda sorpčně nasycená nebo nenasycená; nejrozšířenější jsou oxidy Fe a Al (např. minerály bauxit a limonit) 2.6 Půdní voda ˙ zdroje vody: srážky, kondenzace vodní páry, boční přítok, kapilární zdvih ˙ ztráty vody: evaporace, transpirace, boční odtok, odtok do spodiny ˙ plná vodní kapacita = půda je zcela saturovaná vodou; pvk je závislá na textuře -- roste směrem k jemnozrnnějším půdám ˙ bod vadnutí = vodní obsah půdy při kterém začínají rostliny vadnout; v jemnozrnných půdách vadnou rostliny při daleko vyšším vodním obsahu než v hrubozrnnějších ˙ dostupná vodní kapacita = rozdíl mezi plnou vodní kapacitou a bodem vadnutí; voda dostupná pro rostliny; největší dostupnou vodní kapacitu mají hlinité půdy 3. Pedogeneze 3.1 Půdní horizonty ˙ půdní horizonty = vrstvy které lze rozlišit na svislém řezu půdou ˙ půdní profil = soubor půdních horizontů; svislý řez půdou ˙ půdního horizonty se odlišují svými vlastnostmi: - barva - mocnost - textura - struktura - obsah humusu ˙ základní dělení půdních horizontů: - organické horizonty - minerální horizonty ˙ Organické horizonty: 1. svrchní organický horizont O[i] = dosud nerozložený opad 2. spodní organický horizont O[a] = rozložená organická hmota, pouhým okem nerozeznáme původní strukturu rostlinných zbytků ˙ Minerální horizonty: 1. A horizont = nejsvrchnější minerální horizont bohatý na humus; humus je promísený a vázaný na minerální podíl půdy 2. E horizont = ochuzovaný o nejrůznější látky prosakující srážkovou vodou; mezi odnášené látky patří: - humus - jíl - oxidy Fe a Al ochuzování o různé látky způsobuje jeho světlou, vybělenou barvu 3. B horizont = obohacený o látky vymyté z horizontu E 4. C horizont = matečná hornina; substrát ze kterého vzniká minerální podíl půdy (nejčastěji zvětralina) 3.2 Půdotvorné procesy ˙ základní skupiny půdotvorných procesů: - akumulační - erozní - translokační - transformační Akumulační procesy - obohacování půdy o nový minerální nebo organický materiál Erozní procesy - destrukce svrchních částí půdy erozí -- vodní, větrnou či ledovcovou - vyluhování -- odnos chemických sloučenin mimo půdní těleso Translokační procesy - přesouvání látek v rámci půdy z jednoho horizontu do druhého - společně působící translokační procesy: a. eluviace, b. iluviace eluviace = dolů směřující transport látek, především jílu a půdních koloidů; vznik E horizontu iluviace = akumulace látek, které byly translokovány z horních partií půdy; vznik B horizontu - dekalcifikace -- odnos Ca, probíhá v oblastech s humidním klimatem s přebytkem srážkové vody - kalcifikace -- hromadění Ca v B horizontu; suché oblasti - salinizace -- tvorba zasolených horizontů blízko povrchu půdy Transformační procesy - zvětrávání -- primární minerály se mění na sekundární - humifikace -- přeměny a hromadění organické hmoty v půdě