Pudni_ekologie

jako:
- zdroj výţivy pro půdní mikroorganismy
- primární materiál pro produkci specifických
i nespecifických humusových látek
Obsah rostlinných zbytků po hlavních plodinách
Plodi na Su chá h m ot a
rost linn ých
z bytků ( t /ha)
V oj t ě ška 8,2
Jet e l l u ční 5,2
P š eni ce oz im á 3,1
Ječm en j arní 2,48
B ra m bo ry 0,91
C uk rovka 0,9

Rychlost rozkladu - závisí na chem. sloţení
Bílkoviny snazší rozklad
Celulosa
Lignin
Lipidy pomalejší rozklad
Třísloviny
MINERALIZACE
= rozklad na výchozí anorganické složky
- podílejí se především aerobionti obligátní
Uvolňuje se CO2, H2O, N2, S ….
probíhá: amonizace  tvorba NH3
nitrifikace NH3  HNO2
 HNO3

ULMIFIKACE a KARBONIZACE
Ulmifikace (rašelinění)
- probíhá v prostředí s nadbytečnou vlhkostí
- přístup O2 zejména ve větších hloubkách silně omezen
=> odumřelé organismy (hydrofytní vegetace) jsou převážně
pouze anatomicky a morfologicky destruovány
=> chemicky se rozkládají jen snadno dostupné součásti
=> hromadí se rezistentní součásti, v menší míře se vytvářejí
i humusové látky
=> za nepřístupu vzduchu se tvoří především bitumeny (z tuků)
=> rozklad je nekompletní, končí v etapě meziproduktů.
HUMIFIKACE
= tvorba složitějších a stabilnějších látek aromatické povahy
Pro její průběh nutná návaznost aerobiosy a anaerobiosy
Množství O2 rozhoduje o převažujících procesech.
Tlení…….. dostatek O 2  CO2
Hnití……. málo O 2  H2S, indol, skatol, merkaptany (bílkoviny)
Kvašení …..málo O 2 (mléčné, alkoholové,octové)
(bezdusíkaté látky)
I. Počáteční fáze=> převládá rozklad (heterotrofní org.)
=> proces biologický
II. Závěrečná fáze=> více syntéza
=> převládají fyzikálněchemické a chemické reakce
VÝSLEDEK PŘEMĚN ORGANICKÝCH
LÁTEK
V půdě nalézáme:
1) Dosud málo rozloţené zbytky původního materiálu
- ještě patrná výchozí struktura
2) Přechodné typy rozkladu a resyntézy
3) Humifikovaná část organické hmoty
Existuje celá řada klasifikací - nejvýstiţnější Tjurinovo schema
I. HUMÍNOVÉ LÁTKY
a) nerozpustné v alkáliích: humín (65%C); humusové uhlí
b) rozpustné v alkáliích: humínové kyseliny (HK)
hymatomelanové kyseliny (HY)
fulvokyseliny (FK)
II. NEHUMÍNOVÉ LÁTKY
a) sloţitější: celulosa, lignin, proteiny, hemicelulosy
b) jednodušší: aminokyseliny a jiné org. kyseliny
III. LÁTKY ROZPUSTNÉ VORGANICKÝCH
ROZPOUŠTĚDLECH (alkohol, benzen) :
Bitumeny (vosky, smoly, pryskyřice – lipidy)
PRAKTICKÝ POSTUP EXTRAKCE
ZEMINA
Alkalická extrakce NaOH, Na4P2O7
Neextrahovatelný Alkalický extrakt
podíl (HK, FK, HY)
HUMÍNY
okyselení pH 1-2
Sraţenina
(HK + HY)
roztok FK
extrakce alkoholem
Sraţenina
(HK)
znovu rozp.
v alkaliích +
elektrolyt
Alkoholový extrakt
HY vysráţené nevysráţené
šedé HK hnědé HK
Hlavní rozdíly ve třech hlavních skupinách
humusových sloučenin
Fulvokyseliny Humínové kyseliny Humíny
Světle-
ţlutá
Ţluto-
hnědá
Tmavě-
hnědá
Šedo-
černá Černá
vzrůst intenzity barvy
vzrůst intenzity polymerace
vzrůst molekulární hmotnosti
vzrůst obsahu uhlíku
pokles obsahu kyslíku
pokles výměnné kyselosti
pokles stupně rozpustnosti
2000
45%
48%
300 000
62%
30%
VÝZNAMPŮDNÍ ORGANICKÉ
HMOTY
- zásobárna energie a uhlíku pro edafon i rostliny
- vysoká sorpční kapacita
- vysoká vododrţná schopnost
- ovlivnění fyzikálních vlastností
Rozhodující je kvalita!
Nejdynamičtější sloţkou jsou nehumusové látky:
- energie
- ţiviny
- tmelení struktury
Dynamika půdní organické hmoty
Humusotvorný materiál  produkty rozkladu a resyntézy
humus (nejstabilnější)
Bilance C
MOŢNOST ZVÝŠENÍ 50 - 80 let => 0,2 - 0,5 % !!
Výpočet potřebného množství organických látek pro vyrovnanou
bilanci.
Ztráty především mineralizací
 erozí
 vyplavováním
H . KH = A - A . KA (Welte)
H = humus v půdě
KH = koeficient mineralizace humusových látek
A = dodaný humusotvorný materiál
KA = koeficient mineralizace humusotvorného materiálu
Rychlost přeměn půdní organické hmoty je často popisována
rovnicí reakce 1.řádu
Je-li rovnováha, pak:
Corg = obsah uhlíku v organické hmotě půdy
k = rychlostní konstanta
Příklad
Orniční vrstva 25 cm, objemová hmotnost = 1,2 g.cm-3
Obsah Corg = 2,3 %
 6,9 kg.C.m-2
Roční ztráta mineralizací 0,28 kg.C.m-2
Potom k = 0,04 rok-1 (0,28/6,9)
doba potřebná pro rozklad
1/k = 25 roků
HODNOCENÍ KVALITY HUMUSU
1) Stupeň polymerace - poměr HK:FK, optické vlastnosti,
elektroforetické chování
2) Stupeň humifikace - poměr C:N, densitometrická separace,
mikromorfologie, frakcionace na látkové
skupiny:
CHK+CFK+CH
Ct
Barevná charekteristika
Barva humusových látek je určována stupněm polykondensace
jader a zastoupením konjugovaných dvojných vazeb C = O
v hydroxychinonových řetězcích
Obsah a kvalita humusu v hlavních půdních jednotkách ČR
(upraveno podle Němečka, 1980)
P ůd ní j edno t k a H u m us ( %) H K : F K
Čer no ze m 2 , 6 2 , 4
H nědo ze m 1 , 8 1 , 1
L uv ize m 1 , 7 0 , 9
P s eudo g lej 2 , 2 0 , 7
K a m bize m eut ro f ní 2 , 5 0 , 7
K ry pt o po dzo l 5 , 4 0 , 6

OBSAH PŮDNÍ ORGANICKÉ HMOTY
Tropické půdy (oxisols) ………………… 1 - 2 %
Písčité půdy(psamments)………………  1 %
Zamokřené půdy (aquepts)…………… 10 %
Typické prérijní půdy (mollisols)……… 5 - 6 %
uplatňuje se vliv půdotvorných faktorů
% Hodnocení
0 - 1 velmi nízký
1 - 2 nízký
2 - 3 střední
3 - 5 vysoký
> 5 velmi vysoký
Stupnice hodnocení obsahu humusu:
P ů d n í typ Hor i z on t P o měr H K :
FK
Č E R N OZ E M Ap
Ac
A c/ C k
2,6
4,9
1,2
Č E R N IC E Ap
As
A s/ C g
1,6
2,0
1,0
KA M B IZ E M
E U T R OF N Í
Ap
Bv
1,1
0,5
F L U V IZ E M

Ap
Ah
A h / M
0,8
0,6
0,6

P ůdn í t yp H or i z ont P o m ěr H K :
FK
H N Ě D O Z E M Ap
A h/ B t
Bt
0,8
0,5
0,5
L U V IZ E M Ap
El
B t d
0,8
0,4
0,4
P SE U D O G L E J Ap
En
Bm
0,7
0,4
0,3
K R Y P T O PODZ O L Ap
B sv
06
0,4

Vertikální rozloţení půdních organických látek
čtyř půdních typů
PŮDNÍ STRUKTURA
• prostorové uspořádání půdních částic
• ovlivňuje pórovitost půdy
Stav uspořádání:
• elementární
• slitý –půdní škraloup
• agregátový
Ojediněle částicová struktura,
minerální zrna leží izolovaně
vedle sebe (elementární stav)
Nevyvinutá struktura, spraš
Drobtovitá struktura
- drnový horizont,
ideální stav
Drobtovitá struktura
- svrchní části ornice,
meziplodiny
Hrudkovitá struktura
- typická pro podorničí
Smíšená struktura
- 50% drobtů a 50% hrudek
Deskovitá struktura
- zpracováním půdy nedotčené luvizemě
TEPELNÉ POMĚRY V PŮDĚ
• neustálá změna v prostoru i čase
Význam pro:
• rychlost a směr fyzikálních procesů
• výměnu hmoty a energie mezi půdou a atmosférou
• průběh chemických reakcí a biologické procesy
Zdroje tepla v půdě:
• celkové krátkovlnné záření:
– přímé záření Slunce
– rozptýlené záření oblohy
• dlouhovlnné záření:
– přeměna krátkovlnného záření v atmosféře
• uvolněné teplo:
– rosa, jinovatka
Výdej tepla :
• dlouhovlnné vyzařování Země
• evapotranspirace
• turbulentní výměna s přízemní vrstvou atmosféry
• odvádění tepla do hlubších vrstev
Bilance záření
během dne a noci
Rozsahy teploty půdy
spojené s různými
půdními procesy

Bilance dusíku v půdě
Zdroje:
• atmosféra –plynný N
– fixace
– blesky
• suchá a mokrá depozice
• hnojiva
– organická –pevná (hnůj) i kapalná (kejda, močůvka)
– průmyslová –močovina, DA, DAM, SA aj.
• minerály –omezeně
Ztráty:
• vytěkání NH3, N2 a oxidů N (N2O, NO)
• odběr rostlinami aj. organismy
• vyplavení, eroze, smyv
Koloběh
dusíku
FOSFOR V PŮDĚ
• v půdách běžně 0,08 (0,02 - 0,5) %
Formy výskytu:
• apatit, minerální fosforečnany (Ca, Al, Fe)
• silikáty (substituce Si4+ v tetraedrech)
• organické sloučeniny (30-50 %)
– inositolfosfáty, fosfolipidy
– nukleové kyseliny, fosforylované cukry
Zdroje P:
• mateční horniny –zvětrávání
• hnojiva –průmyslová i organická
Koloběh P v půdě
Koloběh
S v půdě