23.9.2013
25. 1. 2013, Brno Připravil: Vítězslav Vlček, Ph.D.
Kvalita a zdraví půd Přednáška č.6
zajímavé postřehy…. • „Máme více informací o pohybu nebeských těles, než o půdě pod nohama .“ Leonardo Da Vinci, kolem r. 1500
Principy monitoringu půd v ČR
1
23.9.2013
Monitoring půd na území ČR • • • • • •
Tereziánský katastr (pol. 18. stol.) Komplexní průzkum zemědělských půd (1961 – 1970) Bonitace zemědělských půd (1971 – 1980) AZP (1961 +) Registr kontaminovaných ploch (1990 +) Bazální monitoring půd (1992 +)
• Interreg IIIA, PESERA apod.
Komplexní průzkum zemědělských půd • zákon z r. 1961 resp. 1964 • 2. souběžné etapy • půdoznalecký průzkum (VÚMOP) a • agrochemické zkoušení (ÚKZÚZ)
Bonitace zemědělských půd
Agrochemické zkoušení půd (ÚKZÚZ) • pětileté (do r. 1980) resp. tříleté cykly (do r.1992) • od r.1993 šestileté cykly • stanovení živin, vápnění, obsahu organické hmoty, mikroprvků • systematicky je sledován stav a vývoj obsahů látek, s perzistentním charakterem jejichž působení a jejichž rozšíření je plošné
2
23.9.2013
Bazální monitoring v půdách ČR (ÚKZÚZ) • v provozu od roku 1992: 200 pozorovacích ploch, • od 1996 - 27 pozorovacích ploch na kontamin. zemědělských půdách, • pozorovací plocha: obdélník 40 x 25 m, (1000 m2) • záznam GPS, pedologická sonda • základní perioda odběru je 6 let, vybrané parametry každý rok
BMP – mapa ploch
Staré ekologické zátěže v ČR • je známo cca 9 000 lokalit • na 4 000 proběhly průzkumné práce, u 1 000 proběhl podrobný průzkum • 73 lokalit po Sovětské armádě • 60 lokalit s velkým ekologickým rozsahem
3
23.9.2013
Bilance živin
VSTUPY
VÝSTUPY
hnojiva (minerální, organická)
sklizené produkty
statková hnojiva
eroze a povrchový odtok
osivo a sadba
denitrifikace
atmosférické depozice
vyplavení
biologická fixace dusíku
únik plynů (čpavek, Nox)
aplikované kaly a sedimenty
4
23.9.2013
Ječmen jarní
Výnos: 5 t.ha-1 120
N
Odběr živin (kg.ha-1)
P2O5 90
K2O
60 30 0 Celkový odběr
Výnos: 45 t.ha
Zrno
Sláma
Cukrovka
-1
240
Odběr živin (kg.ha-1)
N 200
P2O5
160
K2O
120 80 40 0 Celkový odběr
Bulvy
Chrást
Spotřeba základních živin v kg/ha zemědělské půdy a vápenatých hmot v tunách
rok
N
P2O5
K2O
Celkem (kg/ha)
Vápenaté hmoty
1986–1990
95
65,1
63,8
223,8
2 645 000
2004
75,8
13,7
9,9
99,4
141 000
5
23.9.2013
Povrchová bilance dusíku v ČR podle metodiky OECD (kg N na 1 ha celkové zemědělské půdy, ročně) Zdroj: ÚKZÚZ 200 vstupy
180
výstupy
160
bilance
140 120 100 80 60 40 20 0 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006
VSTUPY = hnojiva + statková hnojiva + fixace vzdušného N + depozice N + osivo
Povrchová bilance draslíku v ČR podle metodiky OECD (kg K2O na 1 ha celkové zemědělské půdy, ročně) Zdroj: ÚKZÚZ 140 vstupy 120
výstupy bilance
100 80 60 40 20 0 Roční změna přístup. drasla (AZZP):
-20 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006
Zdroj: ÚKZÚZ
6
23.9.2013
Zdroj: ÚKZÚZ
Vývoj pH a spotřeba vápenatých hmot v ČR
Zdroj: ÚKZÚZ
Dlouhodobé pokusy Long–term Experiments
7
23.9.2013
Proč dlouhodobé pokusy aneb typy získávaných informací… • • • • • •
efekt nových pěstitelských metod způsoby změn výskytu chorob a škůdců změny půdních vlastností hodnocení cyklů živin znečištění ŽP vliv klimatické změny
John Bennet Lawes (1814 – 1900)
Joseph Henry Gilbert (1817 – 1901)
Zdroj: http://www.rothamsted.ac.uk/
Rothamsted (UK) 1843 - současnost
• • • •
1843 – 1867 význam N pro výnos pšenice 1867 – 1885 pohyb P a K 1885 – 1903 dlouhodobé působení P a K 1903 – 1921 rozvoj statistiky
Zdroj: http://www.rothamsted.ac.uk/
8
23.9.2013
Zdroj: http://www.rothamsted.ac.uk/
dlouhodobé pokusy ve světě
Rothamsted Research station (UK), 1843
Zdroj: http://www.rothamsted.ac.uk/
9
23.9.2013
Sanborn Fields (USA), 1888
Zdroj: http://aes.missouri.edu/sanborn/i ndex.stm
Bad Lauchstädt (Německo), 1902
Zdroj: http://www.ufz.de/
Los Baños, „ Special Science and Nature City“ (Filipíny), 1963
Zdroj: http://www.losbanos.gov.ph/
10
23.9.2013
Therwil, (Švýcarsko) 1978
Zdroj: http://www.biodynamic-research.net/ras/s/ltteng
dlouhodobé pokusy u nás
Vatín od roku 1963 (MENDELU)
11
23.9.2013
Žabčice, 1970 (MENDELU)
Praha – Ruzyň (VÚRV) od r. 1955
Zdroj: http://www.vurv.cz
Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž od r. 1970
http://www.vukrom.cz/ Zdroj: http://mapy.cz
12
23.9.2013
Bílý Kříž (začátek 1986 resp.1989)
Zdroj: http://www.usbe.cas.cz/lefr/index.htm
Therwil (Switzerland) D.O.K. 1978 – 2002 – 20??
biologisch-dynamisch, organisch-biologisch und konventionell Zdroj: http://www.biodynamic-research.net/ras/s/ltteng
Organické (OF)
Konvenční (K)
ozimá pšenice
4.7 t/ha
5.6 t/ha
hnojivo (NH4NO-3 ekvivalent)
122 kg/ha
360 kg/ha
energie (diesel-ekvivalent)
340 l/ha
570 l/ha
prostředky na ochranu rostlin
0-200 g/ha
6.0 kg/ha
mikrobiální biomasa
40 t/ha
24 t/ha
odpovídající přibližně
700 ovcím
400 ovcím
13
23.9.2013
Infiltrace (Percolation stability) (ml/min.), K2 = 100 %
14
23.9.2013
Některé klíčové závěry z projektu DOK : • menší eroze na variantě OF s variantou konvenční • existence průkazného vztahu mezi stabilitou agregátů a mikrobiální biomasou. • organický materiál je rozkládán rychleji v systému biodynamickém ve srovnání s minerálním. • vyšší diverzita a početnost populací zemních organismů žížal a hmyzu
Czech carbo
Co bylo úkolem? • sledování toků uhlíku • stanovení uhlíkové bilance • návrh managementu hospodaření
15
23.9.2013
Zdroje dat dlouhodobé výnosové řady u hlavních plodin: • Mendelu Brno (pšenice ozimá, ječmen jarní, řepa cukrová, luční porost), • odrůdové pokusy ÚKZÚZ (řepka ozimá, vojtěška setá, jetel luční), • VÚB Havlíčkův Brod (brambory) • ČSÚ (kukuřice).
metody 24 osevních postupů • tradiční (na bázi norfolkského OP) • tržní • ekologické • s vyšším podílem řepky
V druhé polovině 18. století se v Anglii, se začal v hrabství Norfolk používat první průkopnický osevní postup střídavého hospodaření – norfolkský osevní postup: jetel – ozim – okopanina – jařina s podsevem jetele
Norfolkský osevní postup představoval v zemědělské výrobě obrovský revoluční zvrat…
16
23.9.2013
Koloběh uhlíku pšenice
Koloběh uhlíku v OP
Varianta
Osevní postup a varianta hospodaření 5: ŘVO – tradiční OP 1: KVO – tradiční OP 13: OVO – tradiční OP 17: BVO – tradiční OP 21: BVO – tržní OP s odvozem slám y 15: OVO – tržní OP 6: ŘVO – tradiční OP s odvozem slámy 7: ŘVO – tržní OP 11: ŘVO – ekologický systém 19: BVO – tržní OP 23: BVO – ekologický systém 2: KVO – tradiční OP s odvozem slámy 9: ŘVO – OP s vyšším podílem řepky 12: ŘVO – ekologický systém , odvoz slám y 3: KVO – tržní OP 24: BVO – ekologický systém , odvoz slám y 18: BVO – tradiční OP s odvozem slámy 14: OVO – tradiční OP s odvozem slámy 16: OVO – tržní OP s odvozem slámy 22: BVO – OP s vyšším podílem řepky, odvoz 20: BVO – tržní OP s odvozem slám y 8: ŘVO – tržní OP s odvozem slámy 10: ŘVO – OP s vyšším podílem řepky, odvoz 4: KVO – tržní OP s odvozem slámy
Krátkodobě uloženo (m ěsíce) prům ěrně kg C.ha -1 4400 3600 3300 3300 3300 3200 3000 3000 2800 2800 2800 2750 2700 2400 2300 2300 2100 2000 2000 1800 1750 1700 1400 1300
Bilance uhlíku Střednědobě uloženo (m ax. roky)
Dlouhodobě uloženo (desítky, stovky let)
kg C .ha -1 m in m ax
kg C.ha -1 m in m ax
2375 1575 1275 1275 1275 1175 975 975 775 775 775 725 675 375 275 275 75 -25 -25 -225 -275 -325 -625 -725
238 158 128 128 128 118 98 98 78 78 78 73 68 38 28 28 8 0 0 -225 -275 -325 -625 -725
2600 1800 1500 1500 1500 1400 1200 1200 1000 1000 1000 950 900 600 500 500 300 200 200 0 -50 -100 -400 -500
260 180 150 150 150 140 120 120 100 100 100 95 90 60 50 50 30 20 20 0 -50 -100 -400 -500
17
23.9.2013
Co je třeba učinit pro zvýšení zásobenosti půd organickou hmotou? • snížit deficit organického hnojení. • preferovat kvalitu organických hnojiv před kvantitou. • zaměřit se zejména na – méně úrodné půdy, – půdy náchylné k desertifikaci, – půdy znečištěné a jinak poškozené.
Co brání vyššímu využívání organických hnojiv? • vysoká finanční náročnost operace hnojení – náklady na hnojení průmyslovými hnojivy se dle použité technologie a výměry pohybují od cca 200 do 300 Kč/ha, – náklady na hnojení statkovými hnojivy se při dávce 30 tun/ha pohybují cca od 2.500 do 6.500 Kč/ha (Kovaříček 2002). • nedokonalé ekonomické vyhodnocování přínosů organického hnojení. • neexistující metodika pro oceňování organické hmoty v hnojivu dle kvalitativních ukazatelů
zákony
18
23.9.2013
Mezinárodní právní úpravy • • • •
Národní (vnitrostátní) právní úpravy Úmluva o boji s desertifikací • právní předpisy, které chrání (UNCCD) půdu tím, že vytváří podmínky pro využívání území v limitech Světová charta o půdě ekologické únosnosti Evropská charta o půdě • práv. předpisy zaměřené na Antarktická smlouva ochranu zemědělské a lesní půdy • práv. předpisy, které chrání půdu společně s jinou složkou ŽP, nebo přírodním zdrojem
Předmět právní ochrany • zemědělský půdní fond, tedy: zemědělská půda, půda dočasně neobdělávaná, rybníky s chovem ryb nebo vodní drůbeže, nezemědělská půda potřebná k zajišťování zemědělské výroby • pozemky určené k plnění funkcí lesa • půda jako součást jiných složek ŽP
Jaké by měly být cíle ochrany ZPF • snížit úbytek zemědělské půdy • vytvořit předpoklady pro návratnost odňatých nebo nevyužívaných pozemků • pečovat o úrodnost a kvalitu zemědělské půdy • zabránit ohrožování a poškozování ekologických funkcí půdy
19
23.9.2013
Zákony a vyhlášky týkající se půdy Jedná se např. o : • z. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny • z. 334/1992 Sb. o ochraně zemědělského půdního fondu • z. 289/1995 Sb., o lesích (lesní zákon) • z. 242/2000 Sb. o ekologickém zemědělství • z. 569/1991 Sb. o Pozemkovém fondu České republiky • v. 327/1998 Sb. kterou se stanoví charakteristika BPEJ a postup pro jejich vedeni a aktualizaci, ve zněni pozdějších předpisů (546/2002 Sb.)
• z. 156/1998 Sb. o hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích a substrátech a o agrochemickém zkoušeni zemědělských půd (zákon o hnojivech) • v. 275/1998 Sb. o agrochemickém zkoušeni zemědělských půd a zjišťování půdních vlastností
• celkem více než 60 zákonů, vyhlášek , nařízení vlády apod.
Evropská charta o půdě dokument přijatý v roce 1972 Radou Evropy a shrnující význam půdy pro člověka a životní prostředí. Deklaruje ochranu půdy před znečišťováním, erozí, vlivy urbanizace. nutnost nalézt vhodné způsoby hospodaření s půdou atd.
Světová charta o půdě dokument přijatý v roce 1981 na 21. konferenci FAO.
CO NÁM VLASTNĚ ŘÍKÁ?
20
23.9.2013
Světová charta o půdě 1. Mezi hlavní zdroje patří země, zahrnující půdu, vodu, rostliny a živočichy: využívání těchto zdrojů by nemělo způsobit jejich degradaci nebo zničení, protože lidé jsou závislí na jejich existenci a produktivitě. 2. …je nutné dát vysokou prioritu podpoře optimálního využití půdy, na udržení a zvyšování úrodnosti půdy a pro zachování půdního zdroje.
3. Degradace půdy se rozumí částečná nebo úplná ztráta produktivity půdy, a to buď kvantitativně, kvalitativně, nebo obojí, v důsledku takových procesů jako je eroze půdy, zasolování, zamokření, vyčerpávání rostlinných živin, zhoršení půdní struktury, dezertifikace a znečištění... 4. Degradace půdy přímo ovlivňuje zemědělství a lesnictví, snižuje výnosy, a má vliv i na další odvětví hospodářství a životní prostředí jako celku... 9. Uživatelů půdy a široká veřejnost by měla být informováni o nutnosti zlepšení a zachování úrodnosti půdy.. 10. V zájmu zajištění optimálního využití půdy, je důležité, aby půdní fond byl posuzován z hlediska jeho vhodnosti na různých úrovních vstupů pro různé druhy využití území, včetně zemědělství, lesnictví a pastviny.
Hodnocení pranostik Doc. Ing. Eduard Pokorný, Ph.D.
21
23.9.2013
pranostika: • průpovídka předpovídající počasí, nebo budoucí věci vůbec (slovník jazyka českého) • od proroctví se liší tím, že nepředpovídá věci příliš vzdálené (Rieger)
dělení pranostik:
• hospodářské (Pankrác, Servác a Bonifác,- ledoví muži, poškozují ovocný květ i růži) • meteorologické (Sv.Matěj, hodnej svatej - kožichy dolů)
• nejstarší pranostiky pochází od Středozemního moře, tam sloužily mořeplavbě a zemědělství. • v zemědělství se užívaly pro upřesnění termínů prací a předpovědi výnosů.
22
23.9.2013
R.O. Wewdfall – studium příčin výbuchů v dolech v oblasti Appalačského pohoří. Příčina: studená fronta je provázena suchým vzduchem a nízkým barometrickým tlakem při něm dochází k intenzivnímu uvolňování metanu a vysušování uhelného prachu… Dávno před tím však uvedené shrnovala místní pranostika…
Pracovní postup: • výnos je nutno opravit odstraněním autokorelací v časové řadě (tzn. trendů způsobených použitím hnojiv, nových odrůd apod.) • hodnocení vzájemných vztahů je prováděno regresní analýzou a otestováno korelačním koeficientem
K výpočtu byla použita 40-ti letá řada výnosů z okresu Kroměříž a meteorologické stanice VÚ a HMÚ v Kroměříži
23
23.9.2013
výběr pranostik • pranostika musí být jednoznačně kvantifikovatelná • pouze výjimečně používat pranostiky vztahující se k jednomu dni • přednostně zařazovat pranostiky vzniklé po roce 1852 • upřednostnit pranostiky povětrnostní • hospodářské pranostiky používat po přepočtu výnosu, a pokud možno hodnotit druhy plodin zvlášť
leden
březen
24
23.9.2013
květen
červenec
srpen
25
23.9.2013
listopad
Závěr • z 24 pranostik se ani jednou nepodařilo statisticky vyvrátit jejich oprávněnost • u 21 % byla nalezena opačná, ale neprůkazná kauzalita • u 50 % pranostik byla nalezena kladná ale neprůkazná kauzalita • u 29 % pranostik byla statisticky potvrzena jejich oprávněnost • jako „nejvěrohodnější“ byly vyhodnoceny květnové pranostiky
26
23.9.2013
Měli byste znát například odpovědi na otázky: • • • •
princip monitoringu půd v ČR dlouhodobé pokusy u nás a v zahraničí – proč, kde mezinárodní a národní právní úpravy bilance živin – proč, jak
Na závěr zajímavý postřeh II…. • „…to není země, to je zahrádka.“ doktor Skružný (film Vesničko má středisková)
27
