Odvápnění půdy a jeho vliv na ekologii

Základem veškeré zemědělské činnosti je půda. Jako součást životního prostředí představuje počátek potravního řetězce. Zajištění její úrodnosti a produkční schopnosti je podmíněno zachováním a zlepšováním jejích fyzikálních, chemických a biologických vlastností.

Půdní reakce a její význam

Pro sledování a hodnocení aciditních poměrů v půdě je podstatná znalost půdní reakce. Vápník je nepostradatelnou složkou rostlinných a živočišných organismů. V rostlinné výrobě plní agronomicky a ekologicky důležité funkce. Vápnění upravuje nepříznivou půdní reakci na požadované rozmezí pH a celkově upravuje aciditní poměry v půdě.

Spolurozhoduje o dostupnosti a úrovni využití dalších živin rostlinami, zejména zvyšuje přijatelnost fosforu z půdy i dodaných hnojiv. Vápnění dále zlepšuje půdní strukturu, fyzikální vlastnosti půdy - zakořeňování rostlin, podporuje tvorbu účinného humusu, zlepšuje biologickou aktivitu a podporuje biologickou fixaci dusíku hlízkovými bakteriemi. Vápník je nezbytný pro růst, vývoj a dobrý zdravotní stav rostlin.

V suchozemských rostlinách se udává obsah vápníku v rozmezí 0,5 - 5 % sušiny při průměru 1 % v sušině. V rostlině se vyskytuje ve dvou chemických formách, a to ve formě volné a vázané. Volné formy vápníku představují jeho labilní sloučeniny, které jsou schopné reutilizace a aktivně působí v metabolických a růstových procesech rostlin. Vázané formy vápníku jsou převážně imobilní, ve vodě málo rozpustné nebo vůbec nerozpustné.

Z fyziologického hlediska je vápník významnou stavební složkou pektinových látek buněčných stěn, kde se váže na jejich karboxylové skupiny ve formě pektátů nebo Ca-oxalátu. Nedostatek vápníku v rostlině lze charakterizovat jako poruchy růstu, porušení permeability membrány, její destrukci a ztrátu životaschopnosti rostlinných systémů.

Čtěte také: Řešení znečištění půdy

Historie a současnost vápnění v ČR

Podle údajů, které uvádí Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský, byly na počátku šedesátých let podíly ploch orné půdy zařazené do jednotlivých kategorií půdní reakce poměrně vyrovnané. Výměra kyselé půdy činila 27,5 %, slabě kyselé 32,5 %, neutrální 26,7 % a alkalické 13,3 %.

Rostoucí tlak vlivů snižujících hodnotu půdní reakce (zvyšující se dávky fyziologicky kyselých hnojiv, vliv imisí, ztráty vyplavením atd.) a stagnace dávek vápenatých hnojiv do zemědělství v šedesátých letech vedly k nárůstu ploch s hodnotou pH do 5,5. Nárůst výměry orné půdy s hodnotou pH do 5,5 byl zastaven v druhé polovině sedmdesátých let, kdy roční dodávky vápenatých hnojiv do zemědělství činily asi 865 tisíc tun Ca0, což představovalo množství vápenatých hnojiv pro udržovací vápnění.

I přes stále se zvyšující dodávky vápenatých hnojiv byl zaznamenán výrazný pokles podílu ploch s nepříznivou půdní reakcí až v polovině osmdesátých let při roční spotřebě vápenatých hnojiv 1 334 tisíc tun Ca0. Význam a nutnost vápnění závisí na půdně klimatických podmínkách a na pěstovaných plodinách. Jeho důležitost stoupá u půdy se zvýšenou půdní kyselostí, u půdy, která je vytvořena na kyselých substrátech, a v oblastech humidního klimatu.

Vápnění se příznivě projevuje na výnosu obilnin (jarního ječmene, žita, ovsa) a také na výnosu jednoletých pícnin. Pravidelná aplikace vápenatých hnojiv vede ke zvýšení hodnot půdní reakce. Jestliže se v období 1982 - 1992 spotřeba vápenatých hnojiv meziročně výrazně zvyšovala, tak od roku 1992 se trvale pohybuje na úrovni 10 % skutečnosti roku 1989, což dokládá spotřeba v letech 1997 a 1998, a to 240 tisíc tun zboží ročně.

S přihlédnutím k dílčím pozitivním tendencím ve vývoji půdní reakce v letech 1985 - 1990 (Agrochemické zkoušení půd), prognóze postupného snižování průmyslových emisí oxidu siřičitého jako faktoru okyselujícího půdu, ekonomickým možnostem zemědělských podniků, těžebním kapacitám, zpracování a přípravě vápenatých hnojiv v resortu zemědělství, ale i agronomicky a ekologicky nezbytné potřebě byly celkové požadavky vápenatých hnojiv pro léta 1995 - 2005 zpřesněny na úroveň 2 600 tisíc tun zboží.

Čtěte také: Dopady znečištění na lidská sídla

V průběhu roku 1998 zpracoval Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský přehled okresů podle podílů půdy s pH do 5,5 a roční potřebu vápnění této půdy. Podpora vápnění pro rok 1999 byla zapracována do vládního nařízení č. 24/99 Sb., pro rok 2000 do vl. nařízení č. 344/99 Sb., kterým se stanovují podpůrné programy k podpoře mimoprodukčních funkcí zemědělství, podpoře aktivit podílejících se na udržování krajiny a programy pomoci k podpoře méně příznivých oblastí. Všechny zemědělské subjekty tedy měly značný prostor pro realizaci projektů vápnění.

Alternativní metody zlepšování půdy

Kromě vápnění existují i další metody, jak zlepšit kvalitu půdy a její úrodnost. Jednou z nich je využití biocharu.

Biochar - uhlí pro půdu

Biouhel (eng. biochar) je forma dřevěného uhlí, která se vyrábí z organických materiálů, jako je dřevo, rostlinné zbytky a jiná biomasa. Biouhel vzniká procesem zvaným pyrolýza. Při něm je biomasa zahřívána bez přístupu vzduchu při vysokých teplotách 300-600 °C.

Když se biochar přidává do půdy, zvyšuje její schopnost zadržovat vodu a živiny, snižuje vyplavování živin a podporuje prospěšnou mikrobiální činnost. Může také zlepšit strukturu půdy a snížit erozi. Biouhel se používá jako půdní doplněk a pro zemědělské účely již tisíce let.

Předkolumbijští obyvatelé v Americe používali oheň také k udržování pastvin, což vedlo k zapracování velkého množství popela a uhlu do těchto půd. V Severní Americe se nacházejí bohaté travnaté půdy (tzv. V japonské učebnici nazvané „Nogyo Zensho“ (Encyklopedie zemědělství) z roku 1697 se píše o využívání tzv. "popelového hnoje", který vznikne zuhlenatěním veškerého odpadu a smícháním tohoto produktu s koncentrovanými exkrementy. Podobný hnůj se pravděpodobně používal ve východní Asii již od starověku, jelikož o něm existují záznamy i ze starších čínských textů.

Čtěte také: Problémy zemědělské půdy

Zdá se, že biouhel z rýžových slupek se používal od počátku pěstování rýže v Asii (tj. několik tisíc let). V naší krajině je podobný proces znám jako žďáření. Dělo se tak při klučení a vypalovaní lesa za účelem získání další půdy pro zemědělské využití.

Západní věda jej poprvé objevila na počátku 19. století, kdy zemědělští vědci pozorovali, že půdy obohacené o zuhelnatělý organický materiál jsou produktivnější než půdy bez něj. V polovině 19. století začal výzkum potenciálu biouhlu pro sekvestraci uhlíku a úrodnost půdy. V 19. století se biouhlem zabýval i Justus von Liebig, který je známý jako propagátor průmyslových hnojiv (NPK).

Zuhelnatělé zbytky biomasy se do půdy dostávaly odedávna přírodní cestou, a to především jako produkt požárů, lesních i stepních. Po tisíciletí se biouhel získával exotermním procesem tzv. zplyňování, tedy částečného spalování biomasy za omezeného přístupu vzduchu. Vyrábí se takto dřevěné uhlí z kusového dříví v milířích, ale i biouhel jako hnojivo z hromady suché biomasy, která se poté, co přestane hořet plamenem, uhasí například překrytím hlínou.

Výroba biocharu zahrnuje proces zvaný pyrolýza, který spočívá v zahřívání organických materiálů za nepřítomnosti kyslíku. Tímto procesem vzniká dřevěné uhlí a zároveň se uvolňují plyny, které lze využít k výrobě energie. Jde o ekologičtější formu výroby. Vzniklý biochar lze použít jako půdní doplněk nebo jako surovinu pro výrobu energie.

V posledních letech se biocharu opět dostalo pozornosti jako nástroji pro zmírňování změny klimatu a přizpůsobování se jí. Využití biocharu pro sekvestraci uhlíku a zlepšení půdy bylo navrženo jako způsob, jak snížit emise skleníkových plynů a zvýšit globální potravinovou bezpečnost. V současné době se biochar vyrábí z různých vstupních surovin, včetně rostlinných zbytků, lesního odpadu a zvířecího hnoje.

Živiny potřebují nejen kořeny rostlin ale i bakterie. Pro ty se stávají molekuly uhlíku díky vysokému obsahu vody a živin ideálním domovem. Bakterie se pak také nevyplavují, ale právě naopak se začínají intenzivně rozmnožovat a spustí v půdě dlouhodobě životodárný proces. Začnou intenzivně zpracovávat rostlinné zbytky a ukládat je v biouhlu.

Po nějakém čase začne být půda kypřejší a ne tak tvrdá jako obvykle. Fermentace vytváří u kořenových systémů rostlin vhodné prostředí pro různé druhy podhoubí - mycelia. Bude Vám odměnou mykorhizní symbiotický vztah rostlin a hub -rostliny zásobují houby tím, co potřebují a houby na výměnu poskytnou rostlinám ještě vhodnější prostředí pro další růst.

Používá se jako půdní doplněk ke zlepšení kvality zahradní půdy. Na jaře lze přidáním biouhlu docílit výrazného zlepšení vlastností půdy, která ztratila opakovaným pěstováním své kvality.

Po aplikaci biouhlu mají lepší podmínky také půdní mikroorganismy, které pomáhají zlepšovat strukturu půdy a její provzdušnění.

Vápnění půdy - tradiční metoda

Vápnění půdy je důležitým krokem při vyživování půdy a plodin ve vaší zahradě. Vápnění zmírňuje kyselou půdní reakci, optimalizuje pH půdy, má asanační účinek a snižuje nemocnost rostlin díky tomu, že ničí choroboplodné zárodky v půdě.

K vápnění půdy se nejčastěji používá pálené vápno nebo mletý vápenec. Pálené vápno rychleji přijímá vlhkost a je vhodnější do těžké půdy, mletý vápenec uvolňuje vápník pomaleji a je vhodný pro vápnění lehkých a středně těžkých půd. Při vápnění je důležité vyhnout se současnému používání vápna s jinými hnojivy - zejména chlévským hnojem a fosforečnými hnojivy.

Vápnit půdu lze celoročně, ale nejlepší doba k vápnění je v listopadu - na podzim. Vápno by se mělo aplikovat na zrytou a rozmělněnou půdu. Vápnění není nutné opakovat každý rok, závisí individuálně na spotřebě vápníku rostlinami a jeho přirozeném vyplavování z půdy v závislosti na množství srážek. Plodová zelenina jako jsou např. rajčata a okurky, nesnáší čerstvé vápnění.

Půdním rozborem předem zjistíme kyselost půdy - její pH. Bramborám se daří na kyselých a slabě kyselých půdách s kyselostí od 5,5-6,5 pH. U brambor se půda nikdy nesmí vápnit na jaře před zasazením, protože může zvýšit výskyt strupovitosti brambor.

Co dělat s kontaminovanou půdou?

Máte dvě možnosti: silně kontaminovanou zeminu vybagrovat, odvézt a nahradit dovezenou ornicí nebo zkusit jít cestou tzv. fytoremediace. To je proces, kdy za pomoci rostlin odstraňujete toxiny z půdy. Sice to trvá o něco déle, ale jde o podstatně přijatelnější proces. K ozdravnému procesu samozřejmě patří i to, že ze zahrady odstraníte všechny zdroje potenciálního nebezpečí: staré sudy s bůhvíčím, pražce z kolejí apod.

Fytoremediace - rostliny jako čističe půdy

Vegetace, která se dokáže poprat s těžkými kovy, ropnými produkty nebo jinými toxiny, je překvapivě hodně:

• bříza (betula spp.) odstraňuje z půdy těžké kovy jako jsou olovo nebo kadmium
• řepka (brassica napus) zbavuje půdu kadmia
• indický hořec (vetiveria zizanioides) zbaví půdu těžkých kovů a organických kontaminantů, zároveň má velmi silné kořeny, které stabilizují půdu a zabraňují její erozi
• rákos (phragmites australis) se využívá především v mokřadech k filtrování a čištění vody i půdy, kterou zbavuje organických kontaminantů a těžkých kovů
• pampeliška (taraxacum officinale) bývá často ze zahrad odstraňována jako invazivní plevel, přitom dokáže z půdy absorbovat těžké kovy
• lopuch (arctium lappa) absorbuje těžké kovy, především kadmium a olovo
• heřmánek (matricaria chamomilla) je nejen oblíbenou léčivkou, ale také účinnou fytoremediační rostlinou, která pomáhá půdu zbavovat těžkých kovů
• měsíček (calendula officinalis) půdu dezinfikuje a zbavuje těžkých kovů
• konopí seté (cannabis sativa) je schopno opravdu ve velké míře absorbovat těžké kovy a pesticidy
• lichořeřišnice (tropaeolum majus) půdu detoxikuje a zbavuje těžkých kovů
• vrba (salix spp.) roste i ve vlhkých podmínkách a dokáže čistit nejen půdy kontaminované těžkými kovy, ale i vodu
• topol (populus spp.) je snad nejrychleji rostoucím stromem, který absorbuje toxiny a (an)organické kontaminanty

Kvalitu půdy výrazně zlepšíte i přidáváním organické hmoty a živin, ať už v podobě kompostu nebo zarývání zeleného hnojiva do země. Čím výživnější prostředí vytvoříte, tím spíš přilákáte užitečné půdní organismy a živočichy, kteří vám s dekontaminací půdy výrazně pomohou.

Význam půdních organismů

Půda se dá přirovnat k továrně, kde pracuje spousta organismů, které dělají půdu půdou. Je to směs živé a neživé složky, a bez té živé složky půda přestane fungovat. Živiny se do půdy uvolňují zvětráváním a biologickým rozkladem organické hmoty.

Zatímco zvětrávání je pomalé, biologický rozklad je rychlý - během jednoho roku se do půdy vrátí velká část živin spotřebovaných rostlinami. Pokud by půda byla bez živé složky, rostliny by postupně odčerpávaly živiny. Jejich opad by se ale téměř nerozkládal, živiny by se do půdy nevracely dost rychle a půda by se postupně vyčerpávala. Roli půdních organismů by musel nahradit člověk hnojením.

Půdní „továrna“ pracuje tak, že živé organismy neustále konzumují organické zbytky, hlavně rostlinnou biomasu. Tráví jí, částečně ji zabudují do svého těla, částečně ji vyloučí v nových organických sloučeninách, částečně ji zmineralizují a uvolní živiny zpátky pro rostliny. Je to rychlá recyklace, bez které by rostliny nemohly žít.

Zadržování vody v půdě

Rozklad organické hmoty a vůbec veškerých zbytků napomáhá tvorbě stabilní půdní organické hmoty, která má zásadní význam pro tvorbu půdní struktury, pomáhá zmírnit kolísání půdní kyselosti a pomáhá zadržovat pro rostliny dostupné živiny i vodu. Zadržování vody je jedna z nejdůležitějších funkcí.

Problémy povodní a sucha souvisí s tím, že máme velké procento chudých půd, které nejsou schopné zadržovat vodu. Schopnost půdy zadržovat vodu souvisí s přísunem organické hmoty, s funkcí půdních organismů, které jsou schopné tu organickou hmotu přeměnit, zapracovat do půdy a udělat z půdy jakousi houbu, která může vodu nasáknout. A potom ji zase postupně uvolnit.

Kvalitní půda a její charakteristika

Kvalitní půda je tedy ta, která obsahuje dostatečné množství organické hmoty a je oživena dostatečným množstvím půdních organismů, které neustále organickou hmotu znovu vytvářejí, recyklují, připravují vhodné prostředí pro rostliny a umožňují zadržení vody a udržitelný život.

Vliv hospodaření na kvalitu půdy

V zemědělských ekosystémech je vlastně přirozené, že člověk nahradí část funkce ekosystému. Ale musí to dělat udržitelným způsobem. Nemůže to dělat tak, že odveze všechno a půdě vrátí jen minimum. Musí zachovat schopnost ekosystému obnovovat se vlastními silami. Tomu říkáme udržitelný způsob hospodaření. Hospodařit tak, aby se zachovalo maximum funkcí půdy s tím, že člověk získá potřebné množství potravy. Hospodaření by tedy nemělo jít cestou maximalizace, ale optimalizace.

Tabulka: Rostliny vhodné pro fytoremediaci

tags: #odvápnění #půdy #ekologie

Oblíbené příspěvky:

• Ostrov života v CHKO Český les
• České zákony o obnovitelných zdrojích
• Komplexní přístup k ekologii
• Omalovánky s čínskou přírodou
• Nová perspektiva na ekologii