Pedosféra - půdní obal Země, který vznikl (zvětráváním).
- na kontaktu s litosférou, kryosférou, atmosférou, hydrosférou,
biosférou a socioekonomickou sférou, tyto podmiňují pochody v
pedosféře vedoucí k vertikální a horizontální diferenciaci.
Pedologie - cíl objasnit genezi půd a charakterizovat její vlastnosti,
stanovit klasifikační systém, zpracovat rozšíření půdních jednotek na
zemském povrchu a určit možnosti hospodářského využití půd.
PŮDA A JEJÍ DEGRADACE
Regolit – vrstva minerálů a hornin vzniklá mechanickým rozpadem
hornin, jen nepatrný vliv chemického zvětrávání;
Půda – akumulace sypkého materiálu vzniklého na zemském povrchu
mechanickým i chemickým zvětráváním hornin (i přemístěných)
obsahuje různě velkou příměs humusu – organické hmoty.
- vzniká půdotvorným procesem vyvolaným půdotvornými činiteli.
,
Nejdůležitější funkce půdy
 produkce potravin a biomasy – růst rostlin
 zadržování, filtrace, transformace látek
 prostředí pro organismy
 zdroj surovin
 podklad staveb
Složky půdy
 pevná anorganická složka (minerály, horniny)
 pevná organická hmota (humus) - zdroj živin pro rostliny, zvyšuje
schopnost půdy zadržovat vodu
 kapalná složka (půdní voda)
 plynná složka (kyslík, oxid uhličitý, dusík a ostatní plyny)
 živá složka (především mikrobiální, edafón = půdní organismy „krtek“)
Hlavní skupiny půdních minerálů
Oxidy Si:
Křemen, opál
Al - hydroxidy a oxyhydroxidy:
Gibsit, bayerit, nordstranit – Al(OH)3
Boemit, diaspor – AlOOH
Fe - hydroxidy a oxyhydroxidy
Geothit, lepidokrokit – FeOOH
Hematiti, magnetit – Fe2O3
Ferrihydrit
Mn - hydroxidy a oxyhydroxidy
Birnesit, hollandit
Fosforečnany
Apatity
Uhličitany
Kalcit, dolomit, aragonit
Magnezit, natrit
Sírany
Halovce
Sulfidy
Alumosilikáty
Živce, slídy
Jílové minerály
Hlavní půdotvorní činitelé
Matečná hornina - složením ovlivňuje zásobu živin a chemické složení půdy, vliv
na barvu a zrnitost půdy. residuální půdy, vyvinuté na podloží, transportované
půdy, vyvinuté na nezpevněném sedimentu
Čas – čím déle se půda tvoří tím je mocnější a nejsou rozlišitelné znaky matečné
horniny
Rostliny a živočichové – určují množství organické hmoty vstupující do půdy
Živé organismy – mikroorganismy rozkládají organické látky
Podzemní voda – umožňuje redukční procesy a pohyb složek půdní hmoty
Reliéf území – nadmořská výška, sklon a expozice svahů ovlivňují vlhkost a
teplota půdy -------- erozi
Člověk – svými zásahy reguluje průběh půdotvorného procesu
Faktory zpomalující půdotvorbu
- Nízký úhrn srážek a nízká vlhkost
- Nízké teploty
- Matečný substrát
- Vysoká hladina podzemní vody
- Strmé svahy
- Přítomnost toxických látek
Fyzikální vlastnosti půdy
Textura (zrnitost) - PŮDNÍ DRUHY:
a) Jílovité – převaha částic pod 0,01 mm
b) Hlinité – nejvhodnější pro zemědělství
c) Písčité – částice 0,1 - 2 mm
d) Kamenité – nad 2 mm (skelet)
Struktura (sloh) – půdní typy
- schopnost půdních částic spojovat se v hrudky (agregáty)
tmelivé látky (jílovité materiály, kalcit, humus), vliv na úrodnost
Stáří půd
recentní půdy = vyvinuly se působením kombinace půdotvorných činitelů, kteří
působí i v současnosti
reliktní půdy = vyvíjely se v klimatických podmínkách odlišných od současných,
ale v současnosti nejsou izolovány od vlivů vnějších činitelů, tzn. že leží na
povrchu a nejsou přikryty žádnými sedimenty
fosilní = pohřbené půdy, překryté nejčastěji eolickými sedimenty, jsou izolovány
od současných pedogenetických procesů probíhajících na povrchu);
Rozšíření půd na Zemi
Correlation of Geology
and Soil Distribution
for both El Dorado and
Placer County
Geology Soil
25
miles
projevuje se zeměpisná zonálnost
→ horizontální - podnebí
→ vertikální - georeliéf
Azonální jsou nivní půdy kolem vodních toků.
BPEJ – bonitovaná půdně ekologická jednotka
- vyjadřuje klimatické podmínky a hlavní půdní charakteristiky které
mají vliv na produkční schopnost zemědělské půdy a její ekonomické
ohodnocení.
- vyjadřuje obsah živin, pH půdy, úrodnost, náchylnost k erozi,
odolnost vůči znečistění.
- 5 místné číselné kódy --- mapy
Eroze půdy
- přirozený proces, hlavní činitelé voda a vítr
Dopad dešťových kapek
Povrchový splach
Eolická eroze
Degradace půdy
- proces, při kterém dochází ke snížení úrodnosti, využitelnosti půdy
Degradace je podmíněna
Využitím krajiny
Způsobem hospodaření
Náchylností krajiny k degradaci
Sociální, politické, ekonomické faktory
Rezistence a resilience půdy
Disturbance = změna obvyklých podmínek vedoucí k podstatné změně v
ekosystému
Rezistence = schopnost odolávat změně při působení vnější síly nebo
disturbance
Resilience = schopnost půdy zvrátit vlastnosti, které získala působením
vnější síly nebo disturbance, spontánní obnova, vznik nového
společenství
Vodní a větrná eroze
Degradace fyzikálních vlastností – zakrytí, tvorba krust, utužení půdy,
Acidifikace
Salinizace a alkalizace půdy
Nežádoucí změny obsahu živin v půdě – vyplavování, imobilizace
Extrémní vodní režim – přemokření, zaplavení, sucho
Biologická degradace – snížení obsahu a kvality půdní organické
hmoty, poškození populací organismů
Snížení pufrační schopnosti a znečištění polutanty
Typy degradace
Intenzita eroze půdy
- vyjadřuje se jako ztráta půdy za daný čas z jednotky plochy
(t/ha.rok)
Určena:
- schopností erozních činitelů erozi způsobit a
- mírou erodovatelnosti půdy - dána fyzikálními vlastnostmi půdy a
způsobem jejího využívání
Hlavní lidské činnosti vedoucí k degradaci půdy
• Odlesnění a odstranění původní vegetace
• Nadměrné využívání pro pastvu
• Nevhodné zemědělské postupy
 pěstování erozních plodin (brambor, kukuřice)
 orba po spádnici (tj. vytváření erozních stružek)
 hutnění půd těžkou mechanizací (ztráta propustnosti
a retenční schopnosti)
• Vnášení chemických látek do prostředí
 znečištění ze zemědělské činnosti, (hnojiva a pesticidy)
 znečištění z průmyslové činnosti a dopravy
 lokální znečištění ze skládek odpadu
• změna pH půdy kyselými srážkami
• výstavba sídlišť a komunikací
Faktory
Sklon a délka svahu - sklonu svahu 5 %, resp. 1 % pro půdu zamokřenou
Charakter klimatu
Průběh srážek
Využití půdy
Vegetační pokryv
Půdní vlastnosti
Vodní eroze
Vodní eroze
Škody způsobené na místě vodní eroze
• Ztráta organické hmoty
• Degradace půdní struktury
• Zhutnění půdního povrchu
• Snížená infiltrace vody
• Snížený přítok do zásoby podzemní
vody
• Ztráta půdy na povrchu
• Odstraňování živin
• Zvýšení podílu hrubé půdní frakce
• Tvorba rýh a strží
• Vykořenění rostlin
• Snížení úrodnosti půdy
Škody působené mimo
místo vodní eroze
• Znečištění vody
• Eutrofizace vody
• Povodně
• Zanesení infrastruktury
• Ucpání odvodňovacích sítí
• Změny tvaru vodních toků
• Zanesení vodních cest a
přístavů
Vzniká mechanickou činností větru:
rozrušuje půdní povrch odnáší uvolněné půdní částice, při poklesu
energie vzdušného proudu je ukládá na jiných místech
EOLIZACE - působení mechanické síly větru
sypké hmoty = větrná eroze
horninové pevné útvary = koraze (obrušování)
Větrná eroze
Větrná eroze
1. abraze (rozrušování povrchu půdy a uvolnění jednotlivých částic)
2. deflace (odnášení uvolněných částic)
3. sedimentace (ukládání částic půdy)
v přirozených podmínkách probíhá zvolna, v intenzivně využívané krajině
výrazně rychleji
Větrná eroze - faktory
Klimatické
Vítr - převládající směr, rychlost (min. 27 až 35 km/hod)
Srážky
Teplota ovzduší
Evapotranspirace (celkový výpar
vztažený k určitému území)
Vegetační pokryv
Velikost pozemku
Ochranné bariéry
Změny fyzikálních vlastností půd
Způsobuje:
nadměrné množství hospodářských zvířat na danou velikost pozemku,
nevhodné používání těžké techniky v zemědělství
obdělávání půdy na příliš mokrém poli
Dopady:
Zhutňování půd
Změna pórovitosti a propustnosti. Póry přestávají být propojené a zhorší se
podmínky pro pohyb vody a plynů v půdě, což vede k nižší dostupnosti
vody a kyslíku. Fe3+ se redukuje na Fe2+ (jedovatý pro rostliny).
Zhutnění půdy
- může vyvolat nebo urychlit erozi
- snižuje infiltrační schopnost
= vyšší odtok ve svažitých oblastech.
= podmáčení v rovinách, zničení agregátů a tvorbě půdní krusty.
- Zvyšuje riziko sesuvu
nízká propustnost horní vrstvy zvyšuje
náchylnost k nasycení vodou, a tedy
ztěžknutí a následnému sesuvu půdy.
DESERTIFIKACE obecně - přeměna úrodné půdy na neúrodné pouště.
- v aridních a semiaridních oblastech, přičemž tyto oblasti zaujímají více než 40
% celkové rozlohy půd ve světě. Dnes zaujímají klimaticky podmíněné pouště
asi 8 milionů km2 a polopouště 40 milionů km2.
Desertifikace je způsobena - kombinací přirozených faktorů a nadměrného
využívání zemědělských ploch (zejména příliš vysokými stavy dobytka), které
překračuje přirozený ekologický potenciál půdy a celého systému přírodních
zdrojů včetně klimatických podmínek.
• Minerální hnojiva negativní působení – pouze při nadbytku.
• Nadměrné hnojení
• Zasolování půd – narušuje příjem vody a živin
• Vyplavování nadbytečných hnojiv do vody – u půd s nízkým
sorpčním komplexem (málo humusu)
• (Nadměrná) aplikace pesticidních látek na ochranu rostlin a
minerálních hnojiv, kalů z ČOV
Chemická degradace půdního fondu
zahrnuje procesy, kterými půda ztrácí obsah humusu a není schopna
zadržet živiny
- charakterizuje půdní aciditu a alkalinitu
- důležitá chemická vlastnost půdy
- rozhodující vliv má chemického složení matečné horniny
- množství volných kyselin a bází v půdním roztoku, které lze změřit
- indikátor kvality půdy, ovlivňuje dostupnost živin, půdní úrodnost
Půdní reakce
Významné faktory
- Chemické složení půdy (pedogeneze a zvětrávání)
- Koncentrace solí
- Přírodní podmínky místa
- Antropogenní vliv (kyselé deště, těžba, hnojení)
Půdní reakce
změny půdní reakce se vyjadřují hodnotou pH
pH = záporný dekadický logaritmus H+ iontů
-log/H3O+/
pH < 7 kyselá reakce, H+ iontů více než OHpH
> 7 alkalická reakce, OH- iontů více než H+
Pufrační schopnost půdy
Ovlivňuje
- obsah humusu
- textura
- Chemické složení půdy
- Obsah karbonátů
- Vlhkost
- Teplota
• schopnost půd odolávat změnám pH
• Množství kyseliny/zásady potřebné ke změně pH
Problémy způsobuje vysoká i nízká acidita půdy
pH < 3,5 (houby, plísně, mikromycety, řasy)
pH > 9 (zasolené půdy
optimální pH = 5-7
Pufrační schopnost půdy
• Karbonátový (pH 8,6 – 6,2), rozpouštění karbonátů (Ca2+, Mg2+ )
• Silikátový (pH > 5), zvětrávání primárních silikátů
• Iontovýměnný (pH 5–4,2), humus a jílová frakce, nahrazení bazických
kationtů (Ca +, Na +, Mg +, K +) kyselými kationty (Al 3+, H+, Fe 3+ )
• Hlinitý (pH 4,2-3,8), rozpouštění hydratovaných oxidů Al
• Hlinito-železitý (pH 3,8–3,2), Al 3+, Fe 3+
• Železitý (pH < 3,2), uvolnění
ferrihydritu
Acidifikace
- přirozeně i antropogenně indukovaný proces postupného vymývání
rozpustných solí, karbonátů, bazických iontů, za současné mobilizace
Al3+
- vznik kyselých půdních horizontů, okyselování vodního prostředí
Přírodní zdroje
vulkanická činnost, biologické procesy
- sulfan H2S - rozkladem organického materiálu v sopečném
plynu
Antropogenní zdroje
průmysl, energetika, automobilová doprava a zemědělství
Kyselý déšť
• Vstup oxidů síry a oxidů dusíku do atmosféry
• od 40. let 20. století se ví, že kyselinotvorné sloučeniny síry a dusíku jsou
transportovány v atmosféře na veliké vzdálenosti.
Vliv na prostředí
- vstup iontů SO4
2- a NO3
- z antropogenních imisí do půdy,
- po zaplnění adsorpčních míst v půdě ionty SO4
2- a NO3
- vznik zvýšené
koncentrace těchto iontů v půdním roztoku a v odtokové vodě.
- ionty Mg2+, Ca2+, a Al3+ slouží k vybalancování náboje = ztráta bazických
kationtů v sorpčním komplexu půd
- toxické působení iontů Al3+ na biotu ve vodních nádržích
- snížení pH půdy a vody
- vyluhování toxických kovů (Al, Cd, Pb, Cu) z půdy a vstup do podzemních
vod
- úhyn vodních organismů a mikroorganismů
Důsledky acidifikace
Kyselá Skandinávská jezera
• V Evropě jsou acidifikací nejvíce postiženy jižní oblasti Skandinávie, kde je velké množství jezer
bez života
• Na začátku 20. století měla všechna skandinávská jezera, pH vyšší než 6. V současnosti je u
velkého množství pH okolo 4,5. V období tání je třetina Švédských řek postižena poklesem pH.
V jižních oblastech Švédska došlo k poklesu pH půd o 0,3-1,0.
• poškození horských lesů, kyselé povrchové vody bez ryb, podzemní vody s vysokým obsahem
toxických kovů, snížení biodiverzity krajiny.
Pozitivní alkalizace = záměrná aplikace vápence při likvidaci následků acidifikace
Alkalizace
Vápnění = zemědělské půdy, lesní půdy
- odbourává půdní kyselost
- optimalizuje výživu rostlin vápníkem nebo hořčíkem
- vylepšuje půdní strukturu
- ozdravuje půdní živiny
- zlepšuje kvalitu humusu v půdě
- zpřístupňuje minerální živiny rostlinám
- brání pronikání toxických chemických prvků a látek do rostlin
Negativní alkalizace = úlety z cementáren a závodů na zpracování
magnezitu.
Salinizace
• 23% zemědělské půdy na světe je ohroženo zasolením
• destrukce půdy způsobená zasolením (přírodním, umělým)
• Zasolení půdy = hromadění hromadění ve vodě rozpustných solí v půdě.
draselné (K+), hořečnaté (Mg2+), vápenaté (Ca2+), chloridové (Cl-),
síranové (SO4
2-), uhličitanové (CO3
2-), hydrogenuhličitanové (HCO3
-) a
sodné (Na+) ionty v půdním profilu.
• soli jsou do půdy dopravovány vodou (ta se odpaří a neodnese zbytky soli
pryč)
Proč nebezpečné?
Sůl
- narušuje vývoj rostliny, omezí příjem živin,
- ovlivňuje metabolismus půdních organismů,
- vede ke zvýšení osmotického tlaku,
- ničí strukturu půdy, která v důsledku nedostatku kyslíku ztrácí schopnost
podporovat růst rostlin,
Zasolení
- snižuje kvalitu půdy a zmenšuje vegetační pokryv
- dochází k destrukci půdní struktury = snadnější vodní a větrná eroze
- roste nepropustnost hlubokých vrstev půdy.
PRIMÁRNÍ SALINIZACE = nahromadění solí přírodními procesy v důsledku vysokého obsahu
solí v matečném materiálu nebo podzemní vodě.
• prosakování podzemní vody do oblastí pod hladinou moře, tj. mikrodeprese s omezeným
nebo chybějícím odvodem vody;
• záplavová voda z oblastí s geogenními substrátem s vysokým podílem soli,
• působení větru, který v pobřežních oblastech může určité množství soli navát do
vnitrozemí
SEKUNDÁRNÍ SALINIZACE - způsobována lidskými zásahy
• nevhodné zavlažovací postupy - zavlažování vodou bohatou na soli, při nedostatečném
odvodňování
• používání hnojiv a dalších přísad
• odstraňování odpadní vody bohaté na soli na půdu