1. Definícia pôdy          

 

Pôda tvorí relatívne tenký obal zemskej kôry (od niekoľko desiatok mm do niekoľko m), ktorý sa vyznačuje najväčšou hustotou organizmov, ale najmä intenzitou geochemických procesov.

    Pôdu chápeme ako živý a neustále sa vyvíjajúci trojrozmerný prírodno-historický útvar, ktorý vznikol vplyvom pôsobenia a na styku atmosféry, biosféry, hydrosféry a litosféry. V odporúčaní Rady Európy R(92)8 „o ochrane pôdy“ je pôda definovaná ako integrálna súčasť ekosystémov Zeme, situovaná medzi povrchom Zeme a podložím. Profil pôdy je rozdelený do vrstiev (horizontov) so špecifickými fyzikálnymi, chemickými a biologickými vlastnosťami. Z hľadiska využívania pôdy a z ekologického hľadiska môže pôda zahrňovať aj permeabilný materiál podložia, ktorý môže byť rezervoárom pozemných vôd. Takto definovaná pôda môže dosahovať značné hĺbky a v tomto kontexte sa pod pojmom pôda rozumie územie (krajina).

Pôda sa chápe ako samostatný prírodno-historický útvar, ktorý vznikol v dôsledku zložitého komplexného pôsobenia vonkajších (exogénnych) činiteľov (klíma, biologický činiteľ, reliéf, podzemné vody) na materskú horninu (endogénny činiteľ) v určitom čase. Tomuto procesu hovoríme pôdotvorný proces. Je to proces v ktorom vzniká a vyvíja sa pôda.

Štúdiom a poznaním pôd sa zaoberá vedný odbor pedológia, ktorý je rozdelený na niekoľko odvodených pedologických disciplín:

  • pedofyzika – študuje zákonitosti vodného a tepelného režimu pôd, ako aj zákonitosti priestorového usporiadania pôdnej hmoty a fyzikálne procesy prebiehajúce v pôde,
  • pedochémia – študuje minerálnu časť pôdy, najmä pôdne novotvary, sekundárne minerály, procesy ich tvorby a podiel najmä na procesoch sorpcie a desorpcie,

 

  • pedogeografia – študuje najmä zákonitosti priestorového usporiadania pôdneho krytu, vychádza z výsledkov mapovania pôd,
  • pedobiológia – študuje organizmy žijúce v pôde, zákonitosti výskytu a aktivity organizmov,
  • pedogenéza – študuje stavbu pôd, prognózu vývoja pôd.

 

1.1 Vznik a vývoj pôdy

 

Tvorba a vývoj pôd je dlhodobý proces, ktorý prebieha za spolupôsobenia piatich základných faktorov: podnebia, vegetácie a pôdnych organizmov, topografie, materskej horniny a času. Pôdy môžeme rozdeliť na dve hlavné skupiny: (a) minerálne pôdy, ktoré vznikli zvetrávaním hornín a (b) organické pôdy, ktoré vznikli postupným ukladaním a transformáciou organickej hmoty v rašeliniskách a vresoviskách. Organické pôdy sú rozšírené hlavne v arktických a boreálnych oblastiach, kde je rozklad organickej hmoty limitovaný nízkymi teplotami, zamokrením, silnou kyslosťou, nedostatkom živín alebo kombináciou týchto faktorov. Vyznačujú sa výrazným nahromadením len čiastočne rozložených organických látok.

Pri vzniku minerálnych pôd je pôdotvorný proces iniciovaný fyzikálnym alebo chemickým zvetrávaním hornín, ktoré sa rozpadávajú na rôzne jemné častice za súčasného uvoľňovania živín, vzniká pôdotvorný substrát. Fyzikálne zvetrávanie je vyvolané pôsobením zmien teploty, vody, vetra, ľadu a v neskorších štádiách aj pôsobením vegetácie. Pri chemickom zvetrávaní sa v začiatočných štádiách uplatňuje hlavne voda, atmosférický kyslík, oxid uhličitý a rozpustné minerálne látky, ktoré sú produktom procesu premien materskej horniny. V iniciálnych fázach tvorby pôdy sú deficitné dva hlavné prvky: uhlík a dusík. Z toho vyplýva, že ako prvé kolonizujú pôdotvorný substrát autotrofné organizmy, ktoré sú schopné fixovať CO2 a N2 zo vzduchu, hlavne sinice, riasy, lišajníky a baktérie. Prví kolonizátori obohacujú pôdotvorný substrát o dusík a organický uhlík, ale tiež urýchľujú zvetrávanie hornín vylučovaním kyseliny uhličitej a organických kyselín. Obohatenie substrátu o organické zvyšky umožňuje rozvoj heterotrofných baktérií, húb a prvých živočíchov (prvoky, hlístovce, roztoče) a začína sa vytvárať prvotná surová pôda. V surovej pôde sa tvoria koloidné organické látky a sekundárne minerály, ktoré spolu s organickými zvyškami vytvárajú agregáty. Agregáty prispievajú k zvyšovaniu pórovitosti pôdy a vytvárajú pôdne štruktúry. Zo sekundárnych minerálov sú najvýznamnejšie ílovité minerály, ktoré majú väčšinou negatívny náboj. Negatívny náboj im umožňuje viazať  na povrch kladne nabité katióny a pri zmene podmienok prostredia ich postupne uvoľňovať ako zdroj živín pre rastliny a pôdne organizmy. Odumreté organizmy a zbytky rastlín sa v pôde nehromadia, ale podliehajú zložitým premenám a sú základom novo vznikajúcej pôdnej organickej hmoty. Jej základnými zložkami sú produkty biosyntézy, ktoré sú polymerizované za vzniku stabilnej organickej hmoty, ktorá sa všeobecne volá humus. Novo vytvorená pôdna organická hmota, sa v pôde viaže na anorganické látky, íly, za vzniku organo - minerálnych komplexov, ktoré sú veľmi stabilné.

V novodobej histórii sa stal človek najdôležitejšou biotickou silou vo vývoji pôd. Jeho aktivitou došlo k premenám niektorých pôd na bohaté agroekosystémy, iné sa ale zmenili z produktívnych plôch na pustatiny. Potom aj pád veľkých civilizácií bol spôsobený z veľkej časti nesprávnym hospodárením s pôdami, zasolením, porušením závlahových sústav (údolie riek Eufrat, Tigris, Indus) alebo erózií (oblasti Mediteránu, Pakistanu a.i.). V súčasnej dobe prebieha diskusia o degradácii pôd intenzívnymi technológiami so značnými energetickými a materiálovými vstupmi. Pomaly si začíname uvedomovať nevhodnosť týchto postupov pre množstvo oblastí. Preto by malo byť prvoradým záujmom ľudstva určovať kvalitný  a produktívny pôdny fond. Z pôdneho pokryvu Zeme nás zaujíma hlavne poľnohospodársky obhospodarovaná pôda. Podľa Coxa a Atkinsona (1979) tvorí orná pôda asi 10 % zemského povrchu s nerovnomerným rozmiestnením (hlavný podiel je v Európe, na východe USA, v Indii a juhovýchodnej Ázii). Najväčšie plochy na obyvateľa sú uvádzané v Oceánii, potom nasleduje Severná Amerika a Rusko. V Európe a Južnej Amerike sú rozlohy poľnohospodárskej pôdy veľmi obmedzené s cca 0,3 ha na obyvateľa. Najmenšie výmery na obyvateľa sú uvádzané v Ázii (asi 0,2 ha). Pre Afriku sú údaje dosť ťažko odhadnuteľné, pretože sa tam nachádzajú veľké plochy úhorov a shifting (poľnohospodársky posuvných) systémov. Taktiež časový vývoj využívania poľnohospodárskeho pôdneho fondu bol nerovnomerný. Rozsah ornej pôdy v Európe je s súčasnosti zhruba zhodný so stavom v roku 1870, naopak v Severnej Amerike sa plochy od roku 1870 do r. 1920 zdvojnásobili. Jej využitie pre produkciu potravín je tu však asi 60 % (World Resources 1987). Len o niečo väčšie percento sa udáva pre SNS. Podobný nárast poľnohospodársky využívaných plôch môžeme nájsť v koloniálnych krajinách. Prognózy do budúcnosti nie sú celkom jasné. Hrubé odhady tvrdia, že plochy ornej pôdy by sa mohli celosvetovo zvýšiť 2x. Tento proces má však aj mnoho problémov (napr. potenciálna orná pôda je v okrajových oblastiach a nedosiahne produktivitu v súčasnej dobe obrábanej pôdy, veľa plôch by vyžadovalo značné investície, časť potenciálnej ornej pôdy zahŕňa lesy, pastviny alebo inak cenné plochy). Súčasne hlavne vo vyspelých krajinách dochádza k opačnému trendu, a to k útlmovým programom z dôvodu nadprodukcie potravín. K tomu smerujú aj dotačné opatrenia mnohých krajín. Vedľa ornej pôdy majú v rámci poľnohospodárskej pôdy veľmi významné postavenie trávne porasty so svojou produkčnou a mimoprodukčnou funkciou v krajine. Podľa údajov publikovaných Coxom a Atkinsonom pokrývajú asi 20 % zemského povrchu.

 

1.2 Vlastnosti pôdy

 

Vlastnosti pôdy sa delia na fyzikálne, chemické a biologické.

 

1.2.1 F y z i k á l n e   v l a s t n o s t i   p ô d

 

Fyzikálne vlastnosti pôd predstavujú celý súbor vlastností pôd podmienených disperznosťou elementárnych častíc a vzájomným vzťahom medzi pevnými čiastočkami, pôdnym roztokom a vzduchom v pôde.

Delíme ich na :

  • základné fyzikálne vlastnosti (zrnitosť, štruktúrnosť pôdy, merná a objemová hmotnosť a pórovitosť),

  • hydrofyzikálne a aeračné vlastnosti (vlhkosť, maximálna hygroskopickosť, vodná kapacita, priepustnosť, vzlínavosť, vzdušná kapacita a prevzdušnenosť pôdy),

  • tepelné vlastnosti (tepelná kapacita, tepelná vodivosť a teplota pôdy),

  • fyzikálno-mechanické (súdržnosť, lipnavosť, konzistencia, vláčnosť, plastickosť, napučiavanie, usadanie a orbový odpor).

Z r n i t o s ť  p ô d y  má mimoriadny význam pre praktické usmerňovanie pestovania plodín, obrábanie, hnojenie a meliorácie. Preto aj triedenie zemín a pôd podľa zrnitosti patrí medzi najstaršie klasifikačné systémy pôdy. Zrnitosť pôdy vyjadrujeme pomerným zastúpením jednotlivých zrnitostných kategórií, najčastejšie v percentách.

Pri zrnitostnom triedení pôd vyčleňujeme  p ô d n e  d r u h y, a to podľa percentuálneho zastúpenia jednej alebo viacerých kategórií mechanických elementov. Okrem zrnitosti má vplyv na vyčleňovanie pôdnych druhov obsah CaCO3, humusu a skeletu. Vo svete, ale aj u nás sa používa celý rad klasifikačných systémov. U nás najrozšírenejším je Novákov systém, ktorý podľa zisteného obsahu častíc pôdy menších než 0,01 mm vyčleňuje sedem skupín:

       

        % frakcie < 0,01 mm                             označenie zeminy

                do  10                                      piesočnatá,

                10 - 20                                     hlinitopiesočnatá,

                20 - 30                                     piesočnatohlinitá,

                30 - 45                                     hlinitá,

                45 - 60                                     ílovitohlinitá,

                60 - 75                                     ílovitá,

                nad 75                                      íl.

 

 Rámcovo rozlišujeme pôdy ľahké (piesočnaté a hlinitopiesočnaté ), stredne ťažké (piesočnatohlinité a hlinité), ťažké ( ílovitohlinité a ílovité ) a veľmi ťažké (íl).

Významný je aj podiel skeletu, za ktorý považujeme úlomky hornín väčšie než 2 mm, ak zemina a pôda obsahuje viac než 50 % skeletu, označujeme ju ako silne štrkovitú alebo kamenistú.

Zastúpenie skeletovitých a veľmi skeletovitých pôd je relatívne vysoké a robí problémy pri poľnohospodárskom využívaní na relatívne veľkých plochách (najmenej 480 000 ha) najmä v podhorských a horských oblastiach, ale ja na rovinách najúrodnejších nížin. 

Zeminy a pôdy, s obsahom CaCO3 viac než 60 %, označujeme ako  v á p e n a t é . Za h u m u s o v é zeminy a pôdy považujeme s obsahom viac ako 20 % spáliteľných látok.

  Š t r u k t ú r n o s ť  p ô d y . Pod štruktúrnosťou pôdy rozumieme schopnosť vytvárania väčších agregátov stmelením zŕn rôzneho priemeru (od ílovitých po piesočnaté). Veľký význam má štruktúra pôdy z agronomického a melioračného hľadiska, pričom za najcennejšie agregáty sa považujú drobnohrudkovité (rozmer 5 - 10 mm) vodostále agregáty. Vodostála drobnohrudkovitá štruktúra vytvára kyprosť pôdy, čo spôsobuje dobré presakovanie zrážkovej vody do pôdy, zmenšuje sa odpor pri obrábaní, nevytvára sa prísušok, zlepšuje sa výmena plynov medzi pôdou a ovzduším. Na štruktúrnej pôde rastliny lepšie zakoreňujú, znižuje sa neproduktívny výpar a povrch pôdy je odolnejší voči vodnej a veternej erózii.

  M e r n á  h m o t n o s ť  p ô d y . Predstavuje pomer hmotnosti pevnej fázy pôdy bez pórov k hmotnosti toho istého objemu vody pri 4o C. Jej hodnota závisí od mineralogického zloženia a od obsahu humusu v pôde. Merná hmotnosť slabo-humóznych pôd sa pohybuje v rozmedzí 2,65 - 2,70 t.m-3. Hodnotu mernej hmotnosti zvyšuje vysoký obsah organickej hmoty.

  O b j e m o v á  h m o t n o s ť  p ô d y . Je hmotnosťou určitého objemu pôdy (1 m3) v prirodzenom uložení. Prirodzené zmeny v objemovej hmotnosti vznikajú v závislosti od obsahu vody, najmä v pôdach s vysokým podielom ílových častíc, ktoré vo vlhkom stave napučiavajú, pri vysýchaní naopak, sa zmršťujú a menia svoj objem. Zmeny v objemovej hmotnosti nastávajú aj pri rozmŕzaní a zamŕzaní vlhkej pôdy, vplyvom pôdnych organizmov, najmä koreňovej sústavy a živočíchov žijúcich v pôde. Výrazné zmeny objemovej hmotnosti sú podmienené obrábaním pôdy, najmä orbou a prejazdmi mechanizmov po poli. Objemová hmotnosť minerálnych pôd kolíše v rozpätí 0,8 - 1,8, kým pri organických zeminách sa pohybuje v rozpätí O,2 -0,3 (t.m-3). Objemová hmotnosť má veľký vplyv na rast a úrody plodín. Jej vysoké hodnoty nepriaznivo vplývajú na rast koreňov, priamo zhoršujú vodno-vzdušný režim pôdy a nepriamo aj živinový. Experimentálne sa dokázalo, že pri objemovej hmotnosti vyššej než 1,94 už nerastú žiadne rastliny.

  P ó r o v i t o s ť . Vyjadruje celkové percentuálne množstvo voľného priestoru, ktorý nie je vyplnený pevnými časticami pôdy. Popri celkovej pórovitosti má význam pre vodno-vzdušný režim pôdy najmä tvar a veľkosť pórov. Rozlišujeme n e k a p i l á r n e  p ó r y , ktoré rýchlo prepúšťajú gravitačnú vodu a umožňujú výmenu vzduchu a  k a p i l á r n e  p ó r y , ktoré zabezpečujú vzlínanie vody.

  V l h k o s ť  p ô d y . Udáva momentálny obsah vody v pôde v hmotnostných alebo objemových percentách k pôde vysušenej pri 105o C.

  M a x i m á l n a  h y g r o s k o p i c k o s ť . Je najväčšie množstvo vody, ktoré môže pôda pútať v póroch z ovzdušia pri relatívnej vlhkosti blízkej ku 100 %. Jeho hodnota závisí od zrnitostného zloženia (najmenej pre piesky, najviac pre ílové pôdy), od charakteru ílových minerálov (vyššia pre montmorillonitické íly) a od množstva a kvality organickej hmoty v pôde (čím vyšší obsah humusu, tým vyššia maximálna hygroskopickosť). Je to voda nedostupná pre rastliny. Jej hodnota sa využíva pre stanovenie hranice fyziologicky neprístupnej vody (bodu vädnutia), ktorá zodpovedá takému obsahu vody v pôde, ktorý už rastliny nie sú schopné využiť a začínajú vädnúť.

  P r i e p u s t n o s ť  pôdy pre vodu je schopnosť pôdy infiltrovať vodu z povrchu do hlbších vrstiev. Závisí od zrnitosti, štruktúrnosti, mineralogického zloženia.

  T e p e l n á  k a p a c i t a  p ô d y . Vyjadruje schopnosť pôdy prijímať a zadržiavať teplo. Závisí od tepelnej kapacity pevného, kvapalného a plynného podielu pôdy. Na teplotu pôdy najviac vplýva obsah vody. Ťažké a vlhké pôdy sú studené, pomaly sa zahrievajú, ale aj pomaly ochladzujú.

 

 

1.2.2 C h e m i c k é   v l a s t n o s t i   p ô d 

 

Chemické vlastnosti môžeme pre názornosť rozdeliť na :

- chemické vlastnosti minerálneho podielu pôdy,

- organický podiel pôdy (obsah a kvalita humusu, množstvo organickej hmoty),

- sorpčná schopnosť pôdy a charakter sorpčného komplexu,

- chemické zloženie pôdneho roztoku.

 

Pre praktickú potrebu je zaužívané charakterizovať chemické vlastnosti pôdy týmito ukazovateľmi :

- totálny chemický rozbor pôdy, rozložením jej minerálnej časti v kyseline fluorovodíkovej,

- stanovenie obsahu humusu a jeho frakcionácia,

- pôdna reakcia (reakcia pôdneho roztoku) a formy pôdnej kyslosti,

- obsah uhličitanov,

- sorpčné vlastnosti pôdy,

- oxido-redukčný potenciál pôdy,

- obsah pre rastliny prístupných živín (P, K, Mg) vrátane mikroelementov,

- stanovenie celkového dusíka.

 

K najzákladnejším ukazovateľom chemického stavu pôdy patrí  p ô d n a  r e a k c i a , vyjadrená v hodnotách pH. V praxi sa využíva nasledujúca stupnica :

                            pH                              pôdna reakcia

                   menšie než 4                    - veľmi silne kyslá

                            4,1 - 4,5                 - silne kyslá

                            4,6 - 5,2                 - kyslá

                            5,3 - 6,4                 - slabo kyslá

                            6,5 - 7,4                 - neutrálna

                            7,5 - 8,3                 - slabo zásaditá

                    väčšie než 8,4 -               - zásaditá

 

Pôdna reakcia sa často stotožňuje s pôdnou kyslosťou, čo však nie je správne. Vyjadruje totiž len tú časť kyslosti, ktorá je vlastná pôdnemu roztoku a ktorú voláme aktívna kyslosť ( pH H 2O ).

Existuje ešte jedna forma pôdnej kyslosti, ktorej pôvod nachádzame v existencii koloidného komplexu pôdy a ktorá je teda spojená s pevnou koloidnou fázou pôdy, tzv. potenciálna acidita. Pôdnu kyslosť odstraňujeme vápnením kyslých pôd. Rozličné druhy rastlín majú rozdielne požiadavky na pôdnu reakciu.

Zastúpenie kyslých pôd sa vzhľadom na takmer úplnú absenciu vápnenia mierne zvyšuje, nakoľko acidifikačný tlak kyslých zrážok sa v uplynulej dekáde citeľne zmenil, aj napriek tomu na Slovensku prevládajú pôdy s neutrálnou pôdnou reakciou.

S o r p č n ú  s c h o p n o s ť  p ô d y  nazývame schopnosť pôdy zadržať (pútať, sorbovať) rozličné zlúčeniny alebo ich časti. Všeobecné členenie na fyzikálnu, chemickú a biologickú sorpciu neobstojí, prevláda názor, že sorpčná schopnosť pôd je spojená výlučne s vlastnosťami pôdnych koloidov, t.j. s  p ô d n y m  s o r p č n ý m  k o m p l e x o m . Najväčšiu sorpčnú kapacitu majú humusové látky a z minerálnych koloidov, minerály typu montmorillonitu.

 

 

1.2.3 B i o l o g i c k é  v l a s t n o s t i  p ô d

 

V pôde žije trvalo a dočasne veľký počet mikro a makroorganizmov, ktoré sa súhrnne nazývajú  p ô d n y  e d a f ó n . Edafón v pôde pôsobí na :

1.    chemické a mechanické zmeny,

2.    zúčastňuje sa na procesoch rozkladu a premene organických i minerálnych látok,

3.    pomáha pri tvorbe štruktúrnych agregátov

4.    rozhoduje o bilancii živín, najmä uhlíka a dusíka.

5.    je významným činiteľom biologického čistenia pôdy,

6.    obmedzuje hnilobné procesy a ničí patogénne zárodky.

Množstvo a zloženie edafónu je indikátorom úrodnosti pôdy.

 

Ú r o d n o s ť  p ô d y 

Pôda má špecifickú vlastnosť, ktorá odlišuje pôdu od horniny, a tou je ú r o d n o s ť . Úrodnosť pôdy je definovaná ako schopnosť poskytovať rastlinám také životné podmienky, ktoré vedia uspokojiť ich požiadavky na vodu, živiny a pôdny vzduch počas celého vegetačného obdobia a tak zaistiť ich úrodu. Úrodnosť je súhrn vlastnosť a je daná celým súborom fyzikálnych, chemických a biologických charakteristík celého pôdneho profilu a je vzhľadom na pestrosť celého pôdneho krytu veľmi rôznorodá.

Úrodnosť pôdy je jej prirodzená vlastnosť, chápeme to ako  p r i r o d z e n ú ú r o d n o s ť  p ô d . V súčasnej dobe nemôžeme hovoriť už ani o prirodzenej úrodnosti pôd, pretože prakticky na Zemi nie sú časti pôdy, ktoré by nepoznala činnosť človeka, je účelnejšie chápať prirodzenú úrodnosť ako  p o t e n c i á l n u  ú r o d n o s ť  s ú č a s n ý ch   p ô d  .

O  k u l t ú r n e j   ú r o d n o s t i   p ô d y   hovoríme vtedy, ak je výsledkom doterajšej ľudskej činnosti.

Úrodnosť pôdy často zamieňame alebo stotožňujeme s pojmom produkčná schopnosť pôdy. O produkčnej schopnosti pôd hovoríme vtedy, ak úrodnosť vystupuje vo vzťahu k pestovaným plodinám.

 

 

2. Zloženie pôdy

 

Pôda je heterogénny trojfázový systém, ktorý je zložený z pevnej fázy (minerálne častice a organická hmota), pôdneho roztoku a vzduchu. Jednotlivé zložky pôdy reagujú navzájom, ale aj so živými organizmami, pre ktoré je pôda životným prostredím.

 

2.1 Pevná zložka pôdy

 

        Anorganický podiel pôdy tvoria minerálne častice rôznej veľkosti, tvaru a chemického zloženia. Primárne minerály tvoria v pôde hrubšie častice (štrk, piesok, hlina), zatiaľ čo sekundárne vytvorené ílmi tvoria najmenšiu frakciu pôdy. Veľkosť minerálnych častíc určuje pôdnu textúru (zrnitostné zloženie pôdy). Na základe textúry sa rozlišujú pôdne druhy. Pôdy s najhrubšou textúrou sú piesočnaté, prevládajú v nich minerálne častice väčšie ako 2 mm. Naopak pôdy s najjemnejšou textúrou sa volajú ílovité a vyznačujú sa prevahou minerálnych častíc menších ako 0,002 mm. Pôdy, v ktorých prevažujú častice s veľkosťou 0,02 mm, sa volajú hlinité. Piesočnaté pôdy ľahko a rýchlo schnú a sú chudobné na živiny, ktoré sa ľahko vymývajú. Ílovité pôdy sa ľahko zamočia a majú schopnosť viazať veľké množstvo živín. Ich nevýhodou však je, že sú citlivé na stuhnutie, a rastliny v nich často trpia nedostatkom vzduchu. Chemické zloženie minerálnych častíc je dané typom materskej horniny. Typ materskej horniny tiež ovplyvňuje uvoľňovanie živín, ktoré vstupujú do kolobehu zvetrávaním hornín (napr. fosforu, vápnika, sodíka).

Organický podiel tvorí v priemere 6% hmotnosti pôdy, ale obsah organickej hmoty sa v pôde pohybuje v širokom rozmedzí od 1% v chudobných piesočnatých alebo intenzívne poľnohospodársky obhospodarovaných pôdach až po 80% v rašelinných pôdach. Organický podiel v sebe zahŕňa neživú organickú hmotu v rôznom stupni rozkladu a živé organizmy. Mŕtva organická hmota tvorí približne 85% celej pôdnej organickej hmoty, živé organizmy a korene 15% (9% korene, 4% mikroorganizmy a 2% živočíchy). Napriek svojmu malému podielu sú organizmy tou časťou pôdneho ekosystému, ktorá zaisťuje akýkoľvek rozklad organickej hmoty vstupujúcej do pôdy. Viac než 90% pôdnych organizmov sú heterotrofné, ktoré získavajú energiu postupným rozkladom rastlinného opadu, mŕtvych tiel organizmov, ale aj požieraním živých organizmov.

Novo vytvorená organická hmota sa v pôde viaže na anorganické látky a tým vznikajú veľmi stabilné organo - minerálne komplexy, ktoré sú dôležité pre tvorbu pôdnej štruktúry. Základom pôdnej štruktúry sú agregáty, ktoré vznikajú zlepovaním baktérií a ílových čiastočiek s hubovými vláknami, hrubšími minerálnymi časticami a nerozloženými zvyškami rastlín. Dôležitou úlohou v tvorbe agregátov majú organizmy s bohatou tvorbou slizovitých látok. V agregátoch sú jemné póry, do ktorých môže prenikať voda a vzduch. Na zlepenie jednotlivých čiastočiek do jedného agregátu sa podieľajú organické látky a oxidy železa alebo kremíku a podľa ich zoskupenia a kvality sa mení aj stabilita agregátov. Nestabilné agregáty sa vo vode rýchlo rozplavia na jednotlivé čiastočky a pôda má zlú štruktúru, ľahko sa zlieva, spevňuje a vytvárajú sa škrupiny nepriepustné pre vodu a vzduch. Takéto prostredie nie je vhodné pre rozvoj rastlín a organizmov. Naopak pôdy so stabilnou štruktúrou sú pórovité, dobre priepustné pre vodu a vzduch a odolné proti stuhnutiu. Umožňujú prenikaniu koreňov rastlín a edafónu do pôdneho profilu a ich ďalší rozvoj.

 

2.2 Voda v pôde

 

Voda je hlavnou zložkou všetkých organizmov a je prostredím, v ktorom prebiehajú všetky životné pochody. Množstvo vody v pôde, ktorá zapĺňa voľné priestory medzi pevnými časticami je jeden z najdôležitejších faktorov, ktorý určuje rast rastlín a biologickú aktivitu pôdy. Pre mikroorganizmy a mikrofaunu je voda životným prostredím, aj keď mycélium húb a aktinomycét je možné prerastať aj póry vyplnené vzduchom. Voda v pôde nie je pre organizmy a korene rastlín tak ľahko dostupná ako je tomu s vodou vo vodnej nádrži. Rastliny a organizmy nie sú limitované nedostatkom vody. Po daždi najprv odtečie do spodných vrstiev z veľkých pórov (gravitačná voda) a v pôde zostáva voda viazaná kapilárnymi silami v menších póroch. Pokiaľ je zaplnených približne 50-80% kapilárnych pórov vodou, potom hovoríme o optimálnej vlhkosti, keď je voda stále ešte pomerne ľahko dostupná a súčasne je vo voľných priestoroch dostatočné množstvo vzduchu. Pri vysúšaní voda ustupuje z voľných priestorov a pórov a tvorí tenký vodný film na povrchu častíc a pevnosť väzby vody sa zvyšuje.

Pôdne živočíchy sa chránia pred vysušením migráciou do spodných vrstiev pôdneho profilu a veľa z nich je pred vysušením chránených schránkou. Z mikroorganizmov sú k vodnému deficitu tolerantnejšie aktinomycéty a mikromycéty než baktérie.

Množstvo pôdnej vody ovplyvňuje množstvo a transport rozpustených látok, osmotický tlak, pH prostredia a v neposlednom rade aj množstvo a kvalitu pôdneho vzduchu v pôdnych póroch. S množstvom vody v pôde priamo súvisí aj koncentrácia pôdneho roztoku, dostupnosť a transport živín v pôde. Látky rozpustené vo vode sa v pôdnom profile pohybujú difúziou (krátke vzdialenosti), ale hlavne s pohybujúcou sa vodou. Korene rastlín významne ovplyvňujú tok živín tým, že selektívne odčerpávajú z pôdneho roztoku katióny alebo anióny.

 

2.3 Vzduch v pôde

 

Hlavnými plynmi pôdneho vzduchu sú N2, O2 a CO2, podobne ako v okolitej atmosfére. Areácia pôdy je riadená  obsahom vody, tvarom, rozdelením a obsahom pórov, difúziou a rozpustnosťou plynov vo vode, difúziou plynov vo vzduchu, teplotou a biologickou aktivitou.

Zloženie pôdneho vzduchu nie je tak konštantné ako vo voľnom priestore vďaka tomu, že sa v pôde môžu vplyvom obmedzeného pohybu a difúzie, hromadiť plyny, ktoré sú koncovým produktom biologických procesov. V dobre aerovaných pôdnych póroch koncentrácia O2 málokedy poklesne pod 18 obj.% a koncentrácia CO2 vzrastie nad 1-2 obj.%. Avšak v stuhnutých alebo zaplavených pôdach, v okolí koreňov alebo vo vnútri agregátov väčších ako 3 mm môže koncentrácia O2 klesnúť k nulovým hodnotám, koncentrácia CO2 narásť cez 10 obj. % a môžu sa akumulovať tekuté organické látky, metán alebo sírovodík. Oxidy dusíka, ktoré sa tvoria v procesoch denitrifikácie, v pôdnom prostredí rýchle reagujú.

 

2.4 Populácie organizmov v pôde

 

Organizmy v pôde (edafón) môžu byť triedené podľa rozmerov na :

 

-   mikroedafón (menší než 0,2 mm), kam patria baktérie, aktinomycéty, sinice, riasy, huby, prvoky,

-     mezoedafón (0,2 - 2 mm) - hlístovce, kliešťovce, roztoče,

-     makroedafón (2 - 20 mm) - pavúkovce, rovnakonôžky, mnohonôžky, stonožky, hmyz, mäkkýše

-     megaedafón (nad 20 mm) - dážďovky, stavovce

 

Podľa funkcie v ekosystéme sa môžu v pôde vyskytovať:

 

-     primárny producenti, ktorí v procese fotosyntézy produkujú organické látky - napr. rastliny (zanechávajú opad nadzemných orgánov a časti koreňového systému), riasy,

-     konzumenti, ktorí získavajú živiny a energiu konzumáciou hmoty primárnych producentov alebo konzumentov nižšieho radu,

-     rozkladači - deštruenti, ktorí získavajú živiny a energiu rozkladom organických látok z odumretých organizmov ako primárnych producentov, tak konzumentov. Táto skupina edafónu uvádza do kolobehu chemické prvky, ktoré sú uvoľňované pri rozklade organickej hmoty.

 

Počty organizmov v pôde sú ovplyvňované mnohými faktormi, vrátane klímy, vegetačného krytu, fyzikálnych a chemických vlastností pôdy. Je možné všeobecne konštatovať, že v lesných pôdach nachádzame rozmanitejšie faunu ako na lúkach. Celková hmotnosť biomasy organizmov a ich aktivita bude však vyššia pod trvalými trávnymi porastami. Obrábané polia bývajú na biomasu organizmov chudobnejšie ako nenarušené prírodné oblasti. Aktivita jednotlivých skupín pôdnych organizmov sa stanovuje na základe ich počtu, hmotnosti na objem alebo plochu pôdy alebo na základe ich metabolickej aktivity. Pre posúdenie jednotlivých lokalít je možné využiť aj bioindikačné vlastnosti niektorých pôdnych živočíchov, kedy na základe zisteného počtu jedincov na m2 a podľa prítomnosti alebo neprítomnosti niektorých druhov alebo skupín je možné zistiť hodnotu pôdnych biologických parametrov. Na základe znalostí jednotlivých druhov je možné ďalej posudzovať na širšie biotické a abiotické vzťahy v pôde (Rusek, 1992).

 

Baktérie

 

Baktérie ako jednobunkové organizmy patria k najjednoduchším a najmenším formám života. Ich druhové zastúpenie v pôde je ovplyvňované charakterom vzdušného a vodného režimu, prístupnosťou a typom organických látok, typom vegetácie, pH pôdy, spôsobom využívania pôdy, atď. Počty baktérií sa líšia podľa konkrétnych podmienok, všeobecne ich množstvo býva vysoké a pohybuje sa rádovo v hodnotách 106 - 109 na gram pôdy. Ich biomasa môže byť niekoľko sto kg po 5 ton na hektár.

Podľa využívanie zdrojov energie a uhlíka môžu byť pôdne baktérie buď autotrofné alebo heterotrofné. Väčšina pôdnych baktérií je heterotrofných a získava uhlík a energiu z organickej hmoty. Tým sa radia baktérie spolu s hubami a aktinomycétami medzi hlavné rozkladače organickej hmoty a bývajú najpočetnejšou skupinou mikróbneho spoločenstva v pôde aj so substrátovou špecifitou podľa jednotlivých druhov.

Významnú skupinu v pôde tvoria aj chemolitotrofné baktérie, kde patria nitrifikačné baktérie, ktoré získavajú energiu aeróbnou oxidáciou amónnych solí a baktérie oxidujúce síru a sírne zlúčeniny.

Zo známych rodov baktérií, žijúcich v pôde, môžeme uviesť napr. r. Arthrobacter, Achromobacter, Bacillus, Pseudomonas, Mikrococcus, Nitrosomonas, Nitrobacter, Thiobacillus, Azobacter, Rhizobium.

 

Dážďovky

 

Dážďovky hrajú v pôde nezastupiteľnú úlohu pri počiatočnom štádiu rozkladu organickej hmoty, ktorú v zažívacom trakte premiešavajú s anorganickými látkami. Prechodom zažívacím traktom sú rovnako akcelerované humifikačné procesy. Dážďovky pri spracovaní organických látok majú veľký význam pri zužovaní pomeru C:N rozkladajúcich sa materiálov, čo umožní lepšie využitie dusíka rastlinami. V ich exkrementoch sú zaznamenávané vyššie počty mikroorganizmov ako v okolitej pôde, čím tieto odpady môžu podporiť ďalšie dekompozičné procesy v pôde.

Medzi hlavné faktory prostredia, ktoré ovplyvňujú populácie dážďoviek, patrí pH, vlhkosť, teplota, organická hmota a zásoba potravy a neposlednom rade aj antropogénne vplyvy, súvisiace v poľnohospodárskej pôde s agrotechnickými a intenzifikačnými zásahmi.

V našich pôdach žije viac než 30 druhov dážďoviek, ktorých biomasa sa pohybuje od niekoľko sto kilogramov po cca 4 tony na hektár. Medzi najvýznamnejšie rody patrí Lumbricus, Allolobophora a Eisena.

 

Medzi organizmy, ktoré majú značný vplyv na fyzikálne, chemické a biologické vlastnosti pôd, musíme zaradiť samozrejme i vyššie rastliny, vrátane pestovaných plodín. Objem povrchových častí pôdy, ktorý je zabraný koreňovým systémom, sa líši podľa typu vegetácie pôdneho prostredia a môže byť 5 % a viac, bežnejšie sú však hodnoty okolo 1 %. Význam koreňových systémov spočíva vo zvyšovaní obsahu organických látok v pôde, vývoji pôdnej štruktúry s trhlinami a pórmi, ktoré môžu byť vyplnené vodou alebo vzduchom. Chemicky ovplyvňujú vyššie rastliny kolobehy živín v pôde, vrátane ich odberu z hlbších častí pôdneho profilu, ktoré následne vo forme opadu alebo zbytkov po odumretých rastlín zostávajú v povrchových vrstvách. Organická hmota, napr. ako zelené hnojenie, pomáha udržať alebo zvýšiť pôdnu úrodnosť. Ako krycie plodiny chránia rastliny povrch pôdy proti erózii a ďalšiemu poškodzovaniu pôdneho prostredia. V blízkosti koreňov je koncentrované väčšie množstvo organizmov, ktoré tu nachádzajú svoju niku, lebo sú tu produkované chemické látky - koreňové exsudáty, ktoré sú pre ne zdrojom výživy a energie. Táto zóna v blízkosti povrchu koreňov sa nazýva rhizosféra a prebieha v nej množstvo chemických a biochemických reakcií, potrebných pre rast a vývin rastlín. Interakcia koreňov rastlín s pôdnymi mikróbmi a živočíchmi sa deje prostredníctvom uhlikatých látok exsudovaných rastlinami. Veľa mikroorganizmov, využívajúcich tento uhlík, znamená rovnako priamy prospech i pre rastliny. Ako príklad tu môže poslúžiť rhizobia, ktoré zásobujú rastlinu fixovaným dusíkom. Nie vždy je  ale táto interakcia pre rastlinu prospešná. Fytopatogénne organizmy sú toho príkladom. Rhisosféra je prostredím zvýšenej populačnej hustoty širokého spektra mikroorganizmov. Tak napríklad rada baktérií, zapojených v kolobehu dusíka, je ovplyvňovaná tokom C v rhizosfére. Obdobne je tomu aj u ďalších zástupcov pôdnej bioty. Z dôvodov stimulácie množstva mikroorganizmov v rhizosfére je ťažké stanoviť všetky vplyvy na rast rastlín. Mikroorganizmy sa tu zúčastňujú ako mobilizácie, tak aj imobilizácie živín, môžu produkovať látky podporujúce rast - napr. gibereliny, rovnako ako fytotoxíny. Procesy prebiehajúce v rhizosfére sú z veľkej časti ovplyvňované fyzikálnymi a chemickými charakteristikami pôdy (napr. pH, zásobenosť vodou, prijateľné živiny, a pod.).

 

3. Kolobehy prvkov v pôde

 

3.1 Kolobeh uhlíka v pôde

 

Dekompozícia rastlinných a živočíšnych zbytkov v pôdach spôsobuje, že uhlík je vracaný do atmosféry vo forme CO2 , organický dusík sa stáva mineralizáciou prístupný pre rastliny vo forme NH4+ a NO3-, a k obdobnému sprístupňovaniu  dochádza aj u ďalších prvkov. Prvotný pre vznik organického materiálu je proces fotosyntézy, pri ktorom dochádza k tvorbe organickej hmoty. Odumretý organický materiál rastlinných tiel prechádza potom do pôdy a predstavuje základ pre tvorbu humusových látok. Odhaduje sa, že množstvo C v organickej hmote pôd je 3 - 4 x vyšší ako je jeho obsah v atmosfére a 5 – 6x . väčší ako obsah v biomase rastlín. Na druhej strane, množstvo uhlíka v sedimentoch je vyššie než v pôdnych zásobách. Asi 15 % uhlíka z atmosferického CO2 prechádza ročne do pôdy a zhruba rovnaké množstvo sa dostáva späť z rozkladových procesov. Táto rovnováha býva však v niektorých častiach sveta narušovaná napr.  ničením prirodzených ekosystémov s následnou kultiváciou získaných pôd, kde sa primárna produkcia znižuje a dekompozícia pôdnych organických rezerv prebieha zrýchlene. Jedná sa hlavne o tropické dažďové lesy, kde asi 11 t.ha-1.r-1 atmosférického uhlíka je  fixovaného a tvorí potom ročný prírastok rastlinnej biomasy. Pre porovnanie u lesov mierneho pásma je táto produkcia asi polovičná a u ornej pôdy a trávnych porastov v priemere štvrtinová. Uhlík z primárnych producentov sa dostáva do pôdy hlavne vo forme rastlinných zvyškov, mŕtvych buniek rias a baktérií, ako exsudáty koreňov. Aj iné organizmy, ktoré tvoria zložité potravinové reťazce v ekosystémoch, produkujú biomasu, ktorá prechádza do dekompozičného reťazca.

Organické látky v pôde podliehajú rozkladu a ďalším zmenám. Konečným produktom aeróbneho rozkladu je CO2. Pomer zásob uhlíka v pôde k produkcii biomasy sa v jednotlivých ekosystémoch líši. V dažďovom lese sú to zásoby v porovnaní s ročnou produkciou len 5 x väčšie. Na druhej strane v lesoch mierneho pásma sú tieto zásoby viac než 10 x a u lúčnych porastov aj viac než 30 x väčšie.

 

 

Organické zvyšky dostávajúce sa do pôdy:

1.   Jednoduché cukry a organické kyseliny, ktoré sú ľahko rozkladateľné ako mikrobiálne, tak aj chemickými a fyzikálno-chemickými procesmi.

2.   Pryskyrice, tuky, vosky a triesloviny, látky rozpustné v organických rozpúšťadlách. Ide o látky, ktoré sú ťažko rozložiteľné chemicky a viac vzdorujú aj mikrobiálnemu rozkladu než látky z prvej skupiny.

3.   Celulóza a hemicelulóza. Celulóza je dominantnou zložkou rastlín a je dôležitým zdrojom energie pre edafón. Je chemicky rozkladaná koncentrovanými kyselinami a lúhmi. Mikrobiálne sa pomerne ľahko rozkladá. Hemicelulóza je chemickému rozkladu menej rezistentná než celulóza. Rovnako pri mikrobiálnom rozklade dochádza k inému pomerne ľahkému odbúravaniu.

4.   Lignín, ktorý tvorí jednu z hlavných súčastí drevnej hmoty, je pokladaný za látku značne rezistentnú k rozkladnej činnosti mikroorganizmov. Produkty jeho rozkladu reagujú s dusíkatými látkami mikrobiálneho pôvodu za vzniku zložitých látok humusovej povahy.

5.   Organické dusíkaté látky. Pri rozklade bielkovinových látok heterotrofnými mikroorganizmami dochádza k uvoľneniu dusíka, prijateľného pre rastliny.

6.   Popoloviny, t.j. látky anorganickej povahy, ktoré zostávajú v popole po spálení organickej hmoty.

 

Rozklad organických látok v pôde je ovplyvňovaný kvalitou a kvantitou organických substrátov, dekompozitorov a ďalej fyzikálnymi a chemickými podmienkami v pôde. Rýchlostné konštanty dekompozície (k) pre jednotlivé zdroje C sú podľa Killhama (1994) nasledujúce (dni-1):         

                                 glukóza            -        1/k(dni)                  1

                                 hemicelulóza     -        0,07                     14

                                 lignín               -        0,002                  500

 

Rozklad organických látok je výrazne ovplyvňovaný aj prostredím. Významný je vplyv teploty, kde pri vyšších teplotách je rozklad intenzívnejší než pri teplotách nižších. Z ďalších faktorov môžeme pripomenúť pH pôdy, vodný potenciál, štruktúru pôdy atď. Rozklad a zmeny organických látok sú ovplyvňované aj typom vegetácie, lebo táto udáva kvalitu vstupného materiálu. Veľmi často je sledovaný pomer C:N, kde užší pomer je spájaný s vyššou zdrojovou kvalitou a rýchlejšou dekompozíciou, u širšieho pomeru je to naopak. 

 

Tvorba stabilných organických látok v pôdach

 

Pri rozklade organických hmoty v pôde sa časť organického uhlíka uvoľňuje činnosťou mikroorganizmov vo forme CO2, časť je zabudovaná do buniek organizmov alebo sa tvoria zdroje uhlíka, ktoré sú relatívne stabilné voči rozkladným procesom. Organické látky, ktoré sa v pôde nachádzajú, je možné rozdeliť do troch základných skupín:

1.    materiál humusotvorný, ktorý je tvorený nerozloženými zbytkami

2.    medziprodukty humufikačných procesov, ktoré sú tvorené jednoduchšími organickými zlúčeninami,

3.    vlastný humus, ktorý je výsledkom humifikačných procesov.

Takto vytvorené formy organických látok sú značne odolné a v pôde sú rozkladané veľmi pomaly (rádovo stovky až tisíce rokov). Humusové látky môžu tvoriť 60 - 80 % pôdnej organickej hmoty.

        Na základe odolnosti voči mikrobiálnemu rozkladu, ktorá je rôzna u jednotlivých zložiek humusu, a podľa rozpustnosti v kyselinách a zásadách môžeme ich deliť na:

1.    Fulvokyseliny, ktoré majú najnižšiu molekulovú hmotnosť a sú najsvetlejších farieb. Zároveň sú najmenej odolné voči mikrobiálnemu rozkladu.

2.    Huminové kyseliny, ktoré sú v porovnaní s fulvokyselinami tmavšie. Odolnosť voči mikrobiálnemu rozkladu je stredná. V pôdach sa vyskytujú s rôznymi katiónmi a vo forme solí ako humáty.

3.    Humín, ktorý má najväčšiu molekulovú hmotnosť a je tmavej farby. Je nerozpustný v kyselinách a zásadách a je najodolnejší k mikrobiálnemu rozkladu. Všetky zmiešané kategórie látok majú koloidné vlastnosti. Ďalšia skupina látok - humusové uhlie, ako vývojová najstaršia zložka organickej hmoty, sa už pôdotvorného procesu nezúčastňuje, a preto stráca funkciu pravého humusu.

Humusové látky v pôde majú značný význam pre tvorbu optimálnej štruktúry, pre väzbu iónov na organominerálny koloidný sorpčný komplex, vododržnosť, a pod.

 

3.2 Kolobeh dusíka v pôde

 

Imobilizácia pôdneho dusíka mikroorganizmami a mineralizácia

 

Minerálizácia je proces, pri ktorom dochádza k premenám organického dusíka na minerálne formy a pri imobilizácii sa jedná o opačný dej. Oba procesy prebiehajú v pôde súbežne a sú navzájom závislé. Množstvo minerálneho dusíka (N-NO3- a N-NH4+), ktorý je využiteľný pre rastliny, bude závisieť na stupni imobilizácie a mineralizácie v pôde. Keďže N-NH4+ býva väčšinou preferovaným zdrojom minerálneho dusíka, väčšina rastlín smeruje k odberu dusíka v nitrátovej podobe, lebo NH4+ býva sorbovaný na negatívne náboje koloidného komplexu. Forma prijímaného dusíka bude ale silno závisieť na pH prostredia.

Poľnohospodárske plodiny čerpajú pre tvorbu výnosu rádovo 100 kg N.ha-1.r-1. tento odber je ale len malou časťou pôdnych rezerv, v ktorých sa dusík vyskytuje hlavne v rade rezistentných organických foriem. Rádovo je ich obsah v orničnej forme 5000 - 10000 kg na ha.

Vedľa rastlín sú spotrebiteľmi dusíka aj mikróbne spoločenstvá a pôdna fauna. Požiadavky na dusík sa líšia a budú závisieť na potrebách organizmov na pomer C:N a na veľkosti toho pomeru v substráte, ktorý budú spracovávať. Ak bude tento pomer široký, napríklad u slamy 100 : 1, potom budú požiadavky na dodatkový dusík vysoké a v pôde bude prebiehať imobilizácia tohoto prvku. V orných pôdach sa bežne vyskytuje pomer vstupov okolo 20 : 1, pri ktorom sú procesy mineralizácie a imobilizácie v rovnováhe. U väčšiny našich poľnohospodársky využívaných pôd s pomerne nízkym obsahom humusu je zaznamenaný pomer blízky 10 : 1.

Pochopenie procesov imobilizácie a mineralizácie je dôležité nielen pre agronomickú prax, ale tiež pre životné prostredie. Dokumentovať to môžeme na príklade odlesnenia, pri ktorom nastáva veľká nerovnováha medzi imobilizáciou a mineralizáciou. Ak sa budú napr. stromy brehových porastov odčerpávať medzi 50 - 100 kg N.ha-1.r-1, potom po ich vyrúbaní a narušení ekosystému časť dusíka bude využitá inou vegetáciou a u ďalšej časti môže dôjsť k vymývaniu alebo splachu tohoto dusíka do vodného toku. 

 

Nitrifikácia

 

Ide o jeden z najvýznamnejších procesov kolobehu dusíka v agroekosystémoch, ktorý v sebe zahŕňa oxidáciu amoniaku cez nitrity a nitráty. Je možné tiež povedať, že ide o biologickú oxidáciu redukovaných foriem dusíka na formy viac oxidované. Dominantná forma nitrifikácie vo väčšine pôd je chemoautotrofná, spôsobovaná gramnegatívnymi baktériami. Nitrosomonas a Nitrobacter. Prvý rod je zodpovedný za oxidáciu na nitrity. Energetický zisk chemoautotrofov je pri r Nitrosomonas 65kcal na mol a 18 pri r. Nitrobacter, čo sú hodnoty v porovnaní s hodnotami dosahovanými väčšinou heterotrofných organizmov nízke.

Nitrifikácia je spojená s uvoľňovaním H+ iónov, ktoré môžu byť zdrojom acidifikácie. Preto použitie hnojív s amoniakálnym dusíkom môže spôsobiť zníženie pH. V kritickom prípade môže dôjsť až k negatívnemu ovplyvňovaniu organizmov citlivých na nízke pH. Pri procese nitrifikácie neide len o problematikou zásobovania rastlín dusíkom v prijateľnej forme, ale rovnako vznikajú zdroje dusíka vo formách, u ktorých sú možné straty z pôdneho systému. Tieto straty jak vyplavovaním, tak denitrifikáciou, sú vážnym problémom znečistenia prostredia. Straty dusíka vyplavovaním sa vyskytujú hlavne pri vysokej hladine NO3- spolu s dostatočným vsakovaním vody, ktorý premiestni tieto ióny mimo koreňový systém rastlín. K tomu dochádza hlavne humídnej a semihumídnej klíme, veľkú pozornosť je nutné venovať tejto problematike aj pri zavlažovaní pozemkov. Ďalšie nebezpečenstvo spočíva v reakcii nitrátov so sekundárnymi amínmi v pôde za vzniku karcinogénnych nitrosamínov.             

 

Denitrifikácia

 

Ide o proces, pri ktorom dochádza k redukcii NO3- na N2O, NO a N2 a len čiastočnej asimilácii nitrátov do protoplazmatických štruktúr. Denitrifikácia je spôsobovaná fakultatívnymi anaeróbmi, prevažne heterotrofnými baktériami (r. Pseudomonas, Alcaligenes). K denitrifikácii dochádza hlavne pri zníženej schopnosti zabezpečovať potrebu kyslíka pre mikrobiálnu respiráciu difúziou. V týchto podmienkach nitráty poskytujú kyslík a zásoba nitrátov sa v pôde redukuje. Na rozdiel od nitrifikácie, ktorá spôsobuje acidifikáciu, denitrifikácia vedie k zvyšovaniu pH.

Podobne ako nitrifikácia, tak aj denitrifikácia môže spôsobovať znečisťovanie prostredia. V pôdach s vysokou koncentráciou nitrátov, pri vyššej teplote a obmedzenom prevzdušnení môže byť stupeň denitrifikácie značný. Je tu preto nutné pri aplikácii hnojív pamätať nielen na možnosť vyplavovania dusíka, ale aj na problém denitrifikácie. Ďalším problémom je vznik N2O, ktorý je produkovaný v kyslom prostredí a oxidovaný v atmosfére na ozón poškodzujúci NO. Iným nepriaznivým javom môže byť akumulácia fytotoxického nitrátu v pôde.

 

         

4.Ochrana pôdy a zvyšovanie jej úrodnosti

                                                      

 

 Ochranou pôdy rozumieme súbor technických, ekonomických i legislatívnych opatrení s cieľom zachovať pôdny kryt a sústavne zlepšovať tie znaky a vlastnosti pôd, ktoré komplexne vplývajú na jej úrodnosť. Potreba ochrany vyplýva z jej jedinečného postavenia a z funkcií, ktoré pôdny kryt má. Ide najmä o látkovú výmenu medzi pôdou a rastlinstvom.

 Pri ochrane pôdy hovoríme o  p a s í v n e j   o c h r a n e , zníženie a zamedzenie znehodnocovania pôdy, ako aj  a k t í v n e j   o c h r a n e , máme na mysli sústavné zvyšovanie pôdnej úrodnosti.

Hoci Slovensko patrí k štátom s najmenšou výmerou poľnohospodárskej i ornej pôdy na jedného obyvateľa (0,45 ha p.p. a 0,27 ha o.p. v roku 1996 ) a jeho zdroje sú prakticky vyčerpané, nemôžeme úbytok absolútne zastaviť, znamenalo by to zastavenie technického rozvoja. Jedinou cestou však je orientovať záber poľnohospodárskej pôdy na menej kvalitné pôdy.

Úrodnosť pôdy môžu  z n i ž o v a ť  aj opatrenia, ktorým hovoríme i n t e n z i f i k a č n é   f a k t o r y. Sú to vodohospodárske meliorácie, t.j. odvodnenie a závlahy. U nás máme veľa negatívnych prípadov, keď sa v dôsledku jednostranného odvodnenia vysušili pozemky (napr. Záhorie). Možnosti znečistenia pôdy sú aj pri závlahách, a to priamo nekvalitnou závlahovou vodou, ale aj nepriamo, zmenou dynamiky pôdnych procesov. Východisko vidíme v  p r e d p r o j e k to v e j  p r í p r a v e , kde experti-pôdoznalci posúdia dlhodobé vplyvy aplikácie odvodnenia a závlah na pôdu.

Ďalším negatívnym javom pôsobenia na pôdu sú  e x h a l á t y , i keď sa hovorí len o priamom znečisťovaní ovzdušia, vôd, čiastočne vegetácie, a len sporadicky o priamom znečisťovaní pôdy exhalátmi, hlavne ťažkých kovov. Východiskom je  z a m e d z e n i e  ú n i k u   e x h a l á t o v .

Priame znečisťovanie pôdy vzniká aj  a p l i k á c i o u  vysokých dávok priemyselných hnojív a pesticídov. Cesta k odstráneniu tohoto negatívneho javu je v obmedzení a správnej aplikácii priemyselných hnojív a ich nahradení organickým hnojením. Pri aplikácii pesticídov je potrebné využiť poznatky  i n t e g r o v a n e j  ochrany rastlín a hlavne znižovať koncentráciu plôch rovnakého využitia    a obmedziť pestovanie monokultúr.

Znečisťovanie pôdy vzniká aj v okolí  k o n c e n t r o v a n ý c h  v e ľ k o c h o v o v , kde sa oddelila živočíšna výroba od pôdy a kde nie je vyriešená likvidácia odpadov. Spracovanie odpadov je energeticky veľmi náročné (napr. sušením, odparovaním). Cestou je rozpracovanie špecifickej sústavy hospodárenia na pôde.

Negatívnym javom, ktorý má za následok znižovanie úrodnosti pôd, je aj  e r ó z i a  p ô d y , a to  v o d n á  a  v e t e r n á . Hospodársky závažnejšou je erózia vodná, pri ktorej dochádza k poškodzovaniu ornice (prenos a odnos zeminy) vplyvom rýchlosti stekajúcej vody.

Erózia vzniká ako dôsledok pôsobenia faktorov :

1. reliéf územia, veľkosť svahu, jeho dĺžka a expozícia,

2. intenzita zrážok, obdobie zrážok a klíma,

3. mechanické a chemické zloženie pôdy, štruktúrnosť pôdy,

4. rastlinný kryt,

5. hospodárenie na pôde (agrotechnické opatrenia).

Za najzávažnejšie považujeme antropogénne zásahy. Človek v snahe zintenzívňovať veľkovýrobu, odstraňoval medze, ale aj kríky a stromy, sceľoval pozemky, začal uplatňovať orbu a smer riadkov plodín v smere sklonu, vykonával nekvalitnú plytkú orbu, ťažkými mechanizmami zhutňoval podorničie, pestovanie viacročných krmovín nahrádzal okopaninami, nedodával organickú hmotu do pôdy atď.

Jednou z ciest na zastavenie tohoto nepriaznivého javu na pôde je uplatňovanie protieróznych opatrení:

1. biologických (pestovanie viacročných krmovín, tráv),

2. technických (budovanie terás, záchytných hrádzí),

3. agrotechnických (orba po vrstevnici, výsadba vetrolamov a  iné).

 

 

(použitá literatúra)