Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav agrochemie, půdoznalství, mikrobiologie a výživy rostlin
HODNOCENÍ KVALITY MELIORAČNÍCH VOD V ZEMĚDĚLSKY INTENZIVNĚ VYUŽÍVANÝCH ÚZEMÍCH OKRESU KROMĚŘÍŽ DIPLOMOVÁ PRÁCE
Brno 2006
Vedoucí diplomové práce: Doc. Ing. Eduard Pokorný, Ph.D.
Vypracovala: Martina Omelková
2
Prohlášení
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: HODNOCENÍ
KVALITY
MELIORAČNÍCH
VOD
V
ZEMĚDĚLSKY
INTENZIVNĚ VYUŽÍVANÝCH ÚZEMÍCH OKRESU KROMĚŘÍŽ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům.
V Brně, dne………………………….. Podpis diplomanta…………………………………………………
3
4
Poděkování:
Srdečně děkuji vedoucímu diplomové práce Doc. Ing. Eduardu Pokornému, PhD. za odborné vedení, pomoc a připomínky, které poskytl při vypracování této diplomové práce.
5
Abstract:
On the locations Plešovec and Skaštice the samples of ameliorative water were extracted in monthly intervals during the period 1987 -1991. The ameliorative were built in 1905 on the locality Plešovec and in the seventyeth on the locality Skaštice. The flat, where they were built up has size 205 and 83 hectares. In term of soil, the locations are characterized as fluvizemě. After building of drainage is this area a system stabilized, there are no any fluctuations expressive, whose are an effect initial at construction of drainage system. Both locations Plešovec and Skaštice are due to their favourable conditions highly intensively agriculturally exploited. There is cultivated especially wheat, sugar-beet and maize. The fertilizers are applied to the lots in regular’s intervals. If the maize or sugarbeet is cultivated in the same year, fertilizers and dung are supply on the soil in potion of 40 t / ha. The results were evaluated as a time line during the period of 5 years and statistically derived from characteristic dynamic of year. Rapport between the content of minerals forms of nitrogen in the ameliorative water was evaluated by the step analyse. Base on the statistic evaluation of results of analyse, we can express these conclusions:
-
Characteristic “two tops” curve with spring and autumn maximum on the locality Plešovec is well apparent in volume of nitrogen nitrate in dynamic of year.
-
Annual variance is inexpressive on the locality Skaštice, because most of the nitrogen nitrate is exhausted by cultivate crop.
-
On the locality Plešovec is the volume of ammonium nitrogen in ameliorative water extremely high. Averages values are 4, 86 mg / l, which is V class of water quality.
-
On the locality Skaštice is the volume of ammonium nitrogen in ameliorative water low. Averages values are 0, 23 mg / l, which is I class of water quality.
-
On the both locations is well apparent “two tops” distribution with spring and autumn maximum and summer minimum in annual dynamic of volume of nitrogen nitrate in surface horizon.
-
In under face bed is “two tops” distribution of volume of nitrogen nitrate damaged during the year. Spring maximum stay apparent with expressive follow-up fall. These facts confirm the results from depth 40 – 60 cm, when spring maximum
6
come on only in June and minimum only in October and November. On the locality Plešovec the changes are less expressive. -
Annual dynamic of ammonium nitrogen is hard to demonstrable. Higher values of ammonium nitrogen in surface horizon were provided on the locality Skaštice. Differences aren’t apparent in lower depths.
-
Dampness of soil was monitored on the both locations. On the locality Plešovec is dampness generally higher, which totally correspond with generic character of soil. We can observe a decrease of dampness in all depths during the summer period.
- Step analyse approves that on the locality Skaštice exists delay of 4 months in hydraulic suicing of nitrogen nitrate onto the lower horizons of soil, which is relevant in aspect of protection of hydrosphere.
7
Obsah:
1.0. Úvod…………………………………………………………………………….. 8 2.0. Literární přehled………………………………………………………………. 9 2.1. Vývoj meliorací zemědělské půdy…………………………………………….. 9 2.1.1. Počátky novodobých meliorací ……………………………………………... 12 2.1.2. Konstituování oboru meliorací a první odborná literatura……………….. 12 2.1.3. Vznik technické kanceláře…………………………………………………... 13 2.1.4. Právní a organizační zabezpečení meliorací a nástin dalšího vývoje……... 15 2.1.5. Počátky meliorační mechanizace……………………………………………. 17 2.2. Meliorace a trvale udržitelná společnost……………………………………... 19 2.3. Atmosférická depozice vázaného dusíku……………………………………... 23 2.4. Hydrologický pohled na problematiku znečištění drenážních vod…………. 23 2.5.Vliv odvodnění na kvalitu povrchových a podzemních vod…………………. 24 2.6. Kvalita vody v tocích ve vztahu k hnojení zemědělského pozemku………… 27 2.7. Přeměna dusíku v půdě………………………………………………………... 28 2.8. Kvalitativní struktura půdního dusíku……………………………………….. 29 2.9. Ztráty dusíku z půdy…………………………………………………………... 30 2.10. Změna půdních vlastností v důsledku meliorací……………………………. 33 2.11. Odvodnění půdy………………………………………………………………. 33 2.12. Shrnutí………………………………………………………………………… 35 3. Cíl práce…………………………………………………………………………. 36 4. Materiál a metody zpracování…………………………………………………. 37 4.1. Geologické, pedologické a klimatické charakteristiky stanoviště…………... 37 4.2. Metody stanovení sledovaných prvků ve vodě ………………………………. 40 4.3. Metody statistického vyhodnocení .................................................................... 41 5. Výsledky práce a diskuse………………………………………………………. 43 5.1. Výsledky………………………………………………………………………… 43 5.2. Diskuse………………………………………………………………………….. 69 6. Závěr…………………………………………………………………………….. 71 7. Použitá literatura……………………………………………………………….. 73 8. Přílohy…………………………………………………………………………… 76
8
1.0. Úvod Člověk je od nepaměti závislý na půdě a na druhé straně i kvalita půdy je závislá na činnosti člověka. Půda hraje důležitou roli nejen z produkčního pohledu, ale představuje významnou složku životního prostředí. Má vliv na kvalitu i kvantitu produkovaných potravin, je součástí různých ekosystémů světa, ovlivňuje hydrosféru i atmosféru atd. O jejím významu by bylo možné psát dlouze. O důležitosti půdy bylo lidstvo přesvědčeno od samého počátku své existence, není tedy překvapující pozornost, která je tomuto problému, nejen v odborných sděleních, věnována v posledních letech. Podíváme-li se do předminulého století, pak v roce 1862 vyjádřil význam půdy Friedrich Albert Fallou: V celém komplexu přírody není nic důležitějšího a nezaslouží si větší pozornosti než půda. Skutečně je to půda, která činí svět přátelským prostředím pro lidstvo. Je to půda, která vyživuje a zásobuje, všechno závisí na půdě, která je základem naší existence. Národ, který ničí půdu, ničí sebe. ( Franclin D. Roosevelt, 1937 )
Půda, voda a vzduch tvoří tři základní přírodní zdroje, na kterých je závislý život. Půda zajišťuje živiny nutné pro růst rostlin, které jsou základem pro výživu živočichů včetně člověka. Je ale také prostředím pro recyklaci a detoxikaci organických materiálů a koloběhy mnoha prvků. Zdravá půda je základním předpokladem pro růst a vývoj zdravých rostlin, živočichů i člověka. Historie nám však ukazuje mnoho příkladů špatného využívání půdy vedoucího k chudobě, podvýživě a živelním pohromám. Půda je nedílnou součástí agroekosystémů, lesních i travinných ekosystémů. Je základem produktivity jak přirozených tak umělých ekosystémů, ovlivňuje ale i vodní a urbánní ekosystémy. V ekosystémovém přístupu si stále musíme uvědomovat interakce mezi živými a neživými složkami našeho prostředí. Půda je zároveň i oživenou složkou prostředí, dynamickou a životně důležitou pro fungování terestrických ekosystémů a představuje jedinečnou vyrovnanost mezi životem a smrtí ( Šarapatka a Dlapa, 2002 ). V mé diplomové práci jsem hodnotila starší výsledky měření na lokalitách Plešovec a Skaštice, které budou sloužit především ke srovnání s výsledky současné doby. Na základě srovnání bude vyhodnocen trend změny kvality melioračních vod v dlouhé časové době.
9
2.0. Literární přehled 2.1. Vývoj meliorací zemědělské půdy
Cílem meliorací je nejen zlepšení stávajícího půdního fondu ve smyslu úpravy fyzikálních vlastností půdního substrátu a tím sekundárně i zásahu do biochemických procesů probíhajících v půdě, ale také ochrana půdního fondu před škodlivými účinky vodní a vzdušné eroze a do jisté míry i pozemkových úprav, které mají na území našeho státu dlouhou tradici ( první pozemkové úpravy již v letech 1856 – 1858 ). Velmi důležitou součástí melioračních opatření je úprava vodního režimu půd a to ve smyslu odvodnění, nebo naopak závlah. Efekt těchto opatření je tak očividný a práce tohoto typu tak rozšířeny, že odvodňování a závlahy jsou často chápány jako jediný obor působnosti meliorací. Jakkoli shora uvedená fakta mají obecnou platnost, není možno z hlediska historického přehlédnout významnou skutečnost, totiž že to byly právě meliorace, které v řadě případů vůbec umožnily zařadit pozemky
zcela nevhodné pro zemědělské využití ( bažiny,
svažité pozemky, písčité půdy ) do stávajícího půdního fondu. Meliorační zásahy nejsou tedy záležitostí nikterak novodobou, ale byly cílevědomě prováděny již u starověkých kulturních národů a od správné funkci, údržbě a rozšiřování melioračních děl závisel mnohdy i hospodářský a kulturní vzestup těchto civilizací. Na řadě takových míst, kde meliorační opatření v průběhu doby zanikla, jsou dnes jen neúrodné pouště. Z toho plyne, že meliorační práce nejsou nikterak opatřením samoúčelným, ale je třeba je chápat jako nedílnou součást celého komplexu zemědělských opatření, která mají za cíl zabezpečit nebo i dále zvýšit úrodnost půdy. V současné době přibývá melioracím i další významný úkol – při navrhování, projektování i realizaci melioračních prací aktivním a tvůrčím způsobem se podílet na ochraně a tvorbě krajiny, tedy přispívat ke zlepšení stávajícího životního prostředí. Tento úkol je mimořádně náročný a vyžaduje kromě odborná kvalifikace i značné interdisciplinární znalosti a v nejednom případě i týmovou spolupráci s řadou odborníku jiných profesí. Jedině tak je možno zajisti další zvyšování půdní úrodnosti a efektivnější využívání půdního fondu bez negativních dopadů na přírodu, na další vývoj a zdravotní stav lidské populace. Také do ekologického inženýrství bude nutno zahrnovat obor meliorací jako vědní disciplínu umožňující efektivnější využívání a obhospodařování přírody a přírodních zdrojů v konkrétním sociálně přírodním územním systému.
10
Na území našeho státu mají meliorace dávnou tradici a významně přispívaly k rozvoji zemědělství. Primitivní pokusy a způsoby zúrodňování půdy a její přizpůsobování pro zemědělské využití je v zásadě možno sledovat na území tehdejšího Československa již od nejstarších dob osídlení. V době slovanského osídlení ( zhruba od 9. století našeho letopočtu ) se objevují první závažnější meliorační zásahy, které byly zaměřeny především na odvádění přebytečných vod zamokřených lokalit a tím na získání dalšího půdního fondu. Především vznikající šlechta a větší držitelé půdy měli zájem na odvodnění rozsáhlých močálů, bažin a rašelinišť. Lze vzpomenout v této souvislosti i rozsáhlé kolonizační akce, které významně zasáhly nejen do souvislých lesních porostů ( mýcení a vypalování ), ale byly prováděny i významné odvodňovací práce jak pro účely zemědělské, tak i osídlovací. Také misijní a kolonizační činnost církevních řádů, zejména ve 12. – 16. století, by si zasloužila více pozornosti. Zejména cisterciáci se odvodňováním a zemědělským využíváním dříve pro zemědělství nevhodných lokalit velmi intenzivně zabývali. Této činnosti nebyla dosud prakticky vůbec věnována pozornost a naše znalosti o ní jsou velmi kusé. Jen pro zajímavost uvádím, že takto byla odvodněna a uzpůsobena pro zemědělské využití i osídlení značná plocha pozemků východně od Kutné Hory, které náležely cisterciáckým mnichům sedleckého kláštera, shodou okolností i řada pozemků v okolí dnešního pracoviště zemědělského muzea na zámku Kačina. Takovýchto případů je ovšem daleko více a bylo by jistě dobré je mít podrobně zpracovány. Nelze při této příležitosti zapomenout ani na drobné, ve větším měřítku ještě nevýznamné, ale přesto již začínající úpravy vodních toků, hlavně v bezprostřední blízkosti lidských sídel. Poměrně málo vzpomínaným, i když jistě na svou dobu významným středověkým způsobem odvádění přebytečné vody, ovšem jen povrchové, byla orba těžším záhonovým pluhem. Šikmo k vrstevnici orané vrchní brázdy, tzv. svodnice odváděly přebytečnou povrchovou vodu. Právě jedním z rysů práce záhonového pluhu, který byl u nás znám nejméně od 9. století našeho letopočtu, byl vedle obracení travního drnu i jeho účinek meliorační. Nejvýznamnějšími, nejrozsáhlejšími a také v literatuře nejčastěji vzpomínanými pracemi melioračními v novověku na našem území bylo vybudování rozsáhlých rybničních soustav ve východních ( Pardubicko ) a jižních ( Třeboňsko a Budějovicko ) Čechách. Pardubická rybniční soustava vznikla za vlády Viléma z Pernštejna, a to v rozmezí let 1498 – 1514. Celá soustava zahrnovala asi 250 rybníků s vodní plochou
11
pravděpodobně kolem 2700 ha. Zásobování této soustavy vodou bylo zabezpečeno vybudováním zvláštního kanálu – tzv. Opatovického o délce téměř 35 km, který procházel zhruba středem rybniční soustavy a spojoval tok Labe mezi dnešními Opatovicemi a Semtínem. Pro větší účinnost byly jednotlivé rybníky spojovány navzájem sítí kanálů. Již při projektování tohoto velkorysého díla bylo pamatováno i na možnost zavlažování a zúrodňování okolních pozemků kalnými vodami Labe, tedy šlo o velmi účelné a promyšlené meliorační dílo. Lze právem předpokládat, že se podobným způsobem zavlažovaly pozemky nejen v okolí těchto polabských průplavů, ale i v jiných rybničních krajinách, kde bylo možno využít příznivého vlivu soustavné závlahy. Dokladem pro tuto domněnku by mohly být např. dochované smlouvy sousedů o vedení vody k zavlažování ve vsi Kornici u Litomyšle. Jako druhá u nás vzniká v rozmezí let 1505 – 1604 jihočeská rybniční soustava, a to za vlády Viléma z Rožmberka, vymezená prostorem Třeboňska a Budějovicka. Na jejím založení se podíleli především Štěpánek Netolický, Jakub Krčín z Jelčan a dosud velmi málo vzpomínaný Mikuláš Rutthard. Krčínovy meliorační a rybníkářské práce započaly vybudováním splavu na Vltavě u Krumlova, patrně mezi léty 1562 – 1564 a o rok později založil první z velké řady rybníků, které jeho jméno proslavily až do dnešní doby. Kolem roku 1590 Krčín vystoupil z Rožmberských služeb a tím se prakticky uzavřelo období rozvoje rybniční soustavy. Kolem 15. století za vlády Viléma z Rožmberka vzniká také na Hlubocku rybniční soustava s hlavním Rybníkem Bezdrevem ( 500 ha ). Část hlubockých rybníků byla v 18. století zrušena a na jejich místě byl založen anglický park a bažantnice. Je třeba také se zmínit o rybniční soustavě tvořené častolovicko – třebechovickou strouhou s odbočkou u Týniště. Na týnišťském úseku zásobovala
v 16. století tato
strouha vodou kolem 25 rybníků. Bohužel není znám zakladatel, ani přesná doba vzniku tohoto díla. Je však možno se domnívat, že k vybudování soustavy došlo za vlády Pernštejnů, když přilehlé Týniště, Častolovice i Kostelec tvořily součást jediného velkého panství Litice. V litické instrukci hospodářským úředníkům panství z roku 1535 je zvláštní oddíl o 23 článcích, který se podrobně zabývá rybničním hospodářstvím. Častolovicko – třebechovickou strouhu bychom tedy mohli považovat za jeden z nejstarších českých umělých kanálů, stejně tak jako i celé toto rybniční dílo. Podobně vznikaly i méně významné rybniční soustavy, nebo i jen jednotlivé rybníky na Poděbradsku, na západní a jižní Moravě a na dalších místech.
12
Odhaduje se, že v roce 1585 bylo v Čechách cca 180 000 ha rybník s pravděpodobným objemem více než 1 miliarda kubických metrů vody.
2.1.1. Počátky novodobých meliorací
První skutečně rozsáhlé a cílevědoměji prováděné meliorace v Čechách můžeme sledovat asi od čtyřicátých let 19. století. V té době k nám přicházeli ( ponejvíce z Hannoverska, proto zváni hanoveráci ) první odborníci - převážně samoukové - kteří prováděli na velkostatcích meliorační práce zavodňovací a odvodňovací a v menším měřítku i práce regulační. Na svijanském panství knížete Rohana prováděl tyto práce inženýr – lukař Döhrman, kterému při zaměřování a provádění prací pomáhal tehdy ještě malý chlapec František Václavík. Václavík projevil nejen mimořádný zájem a pochopení, ale také i nadání pro meliorační práce, což vedlo k tomu, že mu bylo hospodářskou správou panství umožněno příslušné odborné vzdělání. Dále pak praktikoval provádění melioračních prací a později převzal řízení meliorací na celém rohanském panství i jinde. Díky jeho práci a mimořádným schopnostem, které uplatnil při založení vlastní podnikatelské a projekční kanceláře, se mu brzy podařilo zcela eliminovat činnost cizích odborníků u nás. Vzrůstající agenda i požadavky na činnost kanceláře vedly Václavíka k získání spolupracovníků Ing. Karla Hůlky a Ing. Boleslava Trojana. Ti také pokračovali ve vedení kanceláře a v propagaci melioračních činností po Václavíkově smrti v roce 1873.
2.1.2. Konstituování oboru meliorací a první odborná literatura
František Václavík je také autorem prvních českých odborných spisů o melioracích, z nichž první, nazvaný „ O rýhování „ vyšel roku 1863 a druhý „ Meliorace „ v roce 1869. Václavík velmi správně pochopil, že meliorace je třeba provádět uvážlivě a hlavně komplexně. Upozorňuje, že u nedostatečně odvodněných luk se při následné závlaze dostaví zamokření a s tím spojený výskyt mechu. Doporučuje proto udržovat odvodňovací rýhy stále v dobrém stavu a také správně zvolit vhodnou dobu k zaplavování. Doporučuje začít se závlahami až po poslední seči a zavlažovat tak dlouho, až zem zčerná a noha se začíná bořit. Důležité dle jeho názoru není ani tak množství naplavované vody, jako především pravidelnost v záplavě. V létě je třeba
13
zavlažovat pozvolně, aby voda všude stejnoměrně tekla. V zimě se zavlažovat nesmí, vodu z rýh je třeba vypustit. Výhody drenáže spatřuje Václavík především v tom, že: -
půda se stane přístupnější a je možno dříve provádět agrotechnické zásahy
-
úpravy pozemků jsou snadnější, lepší, a proto také lacinější
-
půda je teplejší, a proto také pro vegetaci vhodnější
-
pozemek se stane hlubší a úrodnější
-
pozemek nestejnoměrně vlhký nabude vyrovnaného vodního režimu
-
vegetace začíná dříve
-
výnosy se zvýší
Řada Václavíkových úvah z tohoto spisu si zachovala platnost až do dnešní doby. Meliorace směřující ke zlepšení půdy se začaly hojněji provádět zejména po roce 1880; byl to výsledek snahy čelit konkurenci jiných zemí s příznivějšími podmínkami výrobními, lacinější pracovní silou a také s rozvinutější dopravou. Nutnost organizace meliorační, resp. zemědělsko – technické služby byla v tu dobu celkem všeobecně uznávána a byla předmětem četných debat ve spolku architektů a inženýrů. Přispěl k tomu nemalou měrou i „ Pamětní spis ku slavnému sněmu království českého „ z roku 1879, jehož autorem byl Ing. Boleslav Trojan, již zmíněný Václavíkův spolupracovník. Pro shora jmenované a stále výrazněji se uplatňující trendy i v důsledku vydání zmíněného „ Pamětního spisu „ byla v roce 1880 hlavně zásluhou poslance profesora Františka Tilšra ustanovena organizace služby zemědělsko – technické na sněmu českého království.
2.1.3. Vznik technické kanceláře
Předsednictvo zemědělské rady vydalo v roce 1884 „ Okružník některým hospodářským spolkům „ ve kterém oznámilo založení technické kanceláře, její úkoly a okruh působnosti. Byla také schválena „ Služební instrukce pro zemědělsko – technickou kancelář zemědělské rady pro království české „ . V této instrukci je v podstatě nastíněn přehled úkolů, které byly svěřeny technické kanceláři a které je možno ve stručnosti charakterizovat takto: -
organizace prací vodohospodářských
-
iniciativa za účelem zvýšení úrodnosti půdy
14
-
spolupůsobení při zakládání vodních družstev
-
vypracování projektů regulačně – melioračních
-
propagace meliorací formou přednášek, spisů, referátů apod.
-
dodávání znaleckých dobrozdání a posudků
-
přezkoušení a posouzení projektů vypracovaných jinými techniky
-
vedení evidence o projektech zemědělsko – technických
V tomto prvním období činnosti ( 1884 – 1928 ) byla technická kancelář přičleněna Ústřednímu úřadu Zemědělské rady a vytvořila tuto strukturu: -
oddělení všeobecné
-
oddělení regulačně – meliorační
-
oddělení vodovodní
-
oddělení pedologické
-
stavební poradna
Ve druhém období činnosti technické kanceláře v letech 1928 – 1933 byla její agenda v důsledku reformy veřejné správy spojena s regulační agendou bývalého zemského výboru s agendou hrazení bystřin při ministerstvu zemědělství v jeden celek – ve státní službu zemědělsko – technickou, a přičleněna k zemskému úřadu v Praze. Organizace byla rozdělena tak, že celá zemědělsko – technická služba se skládá ze dvou skupin a příbuzné obory zemědělské techniky byly rozděleny do osmi oddělení: -
technika vodoprávní
-
úprava toků nesplavných a zemědělských nádrží
-
hrazení bystřin
-
zeměměřičské
-
regulačně – meliorační a hospodářských meliorací
-
vodovodní a kanalizační
-
pedologické a výzkumnictví
-
všeobecné
Tato organizace ( v platnosti 1929 – 1933 ) byla v roce 1934 pozměněna tak, že počet oddělení byl snížen na šest.
15
Po zrušení technické kanceláře byl při ústřední státní zemědělské radě zřízen kulturně technický referát ( 1928 ). Obor působnosti kulturně technického referátu byl vymezen výnosem zemského správního výboru téhož roku a uvádí se v něm především: -
informační, iniciativní a propagační činnost v oboru vodohospodářských meliorací, včetně péče o zakládání vodních družstev a provádění nových vodohospodářských podniků
-
poradní činnost při administrativě podniků vodních družstev
-
znalecká činnost formou podávání posudků a dobrozdání pro zemědělské zájemníky, korporace a úřady
-
obstarávání výkonné technické agendy při zvelebovacích akcích zemědělských, při nichž technické práce a zásahy technické meliorace nelze prováděti jinak, nežli v úzké spojitosti s pracemi hospodářsko - melioračními
2.1.4. Právní a organizační zabezpečení meliorací a nástin dalšího vývoje
Ze zákonných opatření, která směřovala k úpravě melioračních činností, ať již přímo nebo nepřímo, je třeba jmenovat říšský vodní zákon z roku 1869 a moravský zemský vodní zákon z roku 1870. Oba tyto zákony směřovaly kromě jiného také k ochraně území před zátopami a dotýkaly se také odvodňovacích opatření. V letech 1883 – 1884 byla vydána celá řada důležitých zákonů, např. zákon č. 83 ze dne 23. května 1883, týkající se zachování přehledu o dani pozemkové, dále zákon č. 92 ze dne 7. června 1883 o scelování hospodářských pozemků, ve stejný den i zákon č. 94 o dělení společných pozemků a o upravení společných užívacích a správních práv, která se k nim vztahují. Pro meliorace byl nesporně nejdůležitější zákon č. 116 ze dne 30. června 1884, aby zemědělství bylo zvelebeno stavbami vodními a týž den schválený zákon č. 117 o opatřeních k neškodnému svádění horských vod. Zmíněný zákon č. 116 umožňoval poskytovati podnikům melioračním a regulačním podpory z prostředků zemských a státních založením tzv. melioračního fondu. Fond měl sloužit k financování boje proti zátopám a ke zvyšování úrodnosti pozemků a byla na něj uvolněna z říšských prostředků částka 500 000 zlatých. Meliorace dříve prováděné převážně na velkostatcích se koncem 19. století začaly provádět i na menších pozemcích, jejich majitelé se organizovali v tzv. vodních družstvech, umožňujících provádění melioračních úprav i drobným hospodářům. Právní
16
podklad pro vznik těchto družstev byl vytvořen vydáním říšského vodního zákona z roku 1870, zejména jeho IV. oddílu. Na jeho základě byl ustaven Meliorační svaz, který měl sdružovat všechny zájemce o vodohospodářské práce, tedy především vodní družstva. Hlavní náplní činnosti bylo chránit zájmy vodních družstev, obcí a ostatních meliorujících a dožadovat se podpory této činnosti u činitelů vládních, státních, úřadů, samosprávných svazů a korporací, navazovat styky s dalšími melioračními svazy, spolky a vodohospodářskými korporacemi, sledujících stejné cíle. Meliorační svaz pro království české byl založen sdružením českých zemědělců na melioračním sjezdu v Praze dne 17. května 1906. Vedle melioračního svazu pro Čechy v Praze byl ještě před první světovou válkou založen meliorační svaz na Moravě se sídlem v Brně a pro německé zájemce o meliorační práce
Deutsche Meliorationsverband für Böhmen v Praze. Po vzniku samostatné
československé republiky byl založen meliorační svaz na Slovensku a Podkarpatské Rusi a vodohospodářský svaz v Opavě. Práce všech melioračních svazů byla soustředěna v tzv. výkonných výborech Melioračních svazů, ve kterých se scházeli odborníci jako zástupci jednotlivých svazů k projednávání důležitějších odborných otázek. Organizační činnost melioračního svazu byla však záhy podstatně omezena hospodářskou krizí. Vyplácení subvencí na meliorační stavby bylo podstatně zmenšeno, v některých případech zcela zastaveno a řada vodních družstev založených na intencích Melioračního svazu se rozpadla. Po překonání krize nastalo jisté oživení melioračních činností, které však bylo omezeno válečnými událostmi. V roce 1946 došlo ke změně stanov, svaz začal pracovat s novým názvem jako Zemský vodohospodářský svaz pro Čechy. Pod tímto jménem pracoval prakticky až do rok 1952, kdy došlo k jeho zrušení. Ke splnění plánovitého rozvoje meliorací byla učiněna i potřebná opatření zákonná. V roce 1995 byl vydán zákon o vodním hospodářství č. 11 Sb., který byl později pozměněn a doplněn zákonem č. 12 Sb. Z roku 1959, kde byla vymezena příslušnost a působnost orgánů při vodohospodářském povolování melioračních staveb. V roce 1959 byl také vydán zákon č. 48 Sb. O ochraně půdního fondu a v tomtéž roce byl organizačně dobudován meliorační výzkum při Československé akademii zemědělských věd. V roce 1957 byly meliorace soustředěny do resortu ministerstva zemědělství, lesního a vodního hospodářství, a dle toho byly také organizovány správní projektové a výrobní složky pro meliorace v jednotlivých krajích.
17
2.1.5. Počátky meliorační mechanizace
Pokud jde o odvodňování, je třeba uvést, že kromě odvodňování vyoranými svodnicemi a otevřenými příkopy se používaly i odvodňovací prvky zakryté – tedy vlastně jakési průduchy vytvořené z různých materiálů, např. z plochých kamenů, stavěných do „ stříšky „ nebo ze svazků prutů, tzv. „ hatě „ , dřevěných truhlíků, sypaného hrubého kamení a další. Řada těchto způsobů odvodnění, jež bylo často typické pro jednotlivé kraje, je u nás dokumentována i v ikonografických sbírkách muzea. Některé z těchto způsobů uvádí také W. Hamm ve svém pojednání Katechismus der Drainierung z roku 1852. Tento pramen uvádí cenné doklady používaného melioračního nářadí, a to jak pro drenáž krtčí tak i trubkovou, zejména zajímavé ukázky profilovaných drenážních trubek, jejichž používání však v pozdější době zaniklo. Drenážních trubek použil poprvé k odvodnění v Anglii v roce 1808 John Read. Po světové výstavě v Londýně v roce 1851 se rozšířila známost o trubkové drenáži, které se začalo používat nejdříve v Belgii, pak Francii a Německu. Z Německa se rozšířilo její používání pak také do Čech. V roce 1884 vynalezl Whitehead stroj na výrobu drenážních trubek a tím byla dána možnost jejich všeobecného zavedení. O způsobu ruční výroby drenážních trubek, včetně vhodného materiálu, způsobu přípravy a pálení, se zmiňuje také náš Václavík v jeho již citované práci o rýhování. V Anglii také došlo k objevu dalšího způsobu odvodnění – krtčí drenáže. V 18. století připadl na tento způsob odvodnění Adam Scott. Byl také zkonstruován pluh na vyrývání chodeb u krtčí drenáže, a to ještě dříve, než byla známa ruční výroba drenážních trubek. Tato drenáž však poměrně rychle zanikla proto, že byla příliš mělká a nemohla konkurovat později zavedené drenáži trubkové. V roce 1928 byly u nás vykonány přípravy pro zahájení polních pokusů s krtčí drenáží. K tomu účelu zakoupilo ministerstvo zemědělství jeden drenážní pluh v Anglii a tři drenážní pluhy v Holandsku. K provedení pokusů s krtčí drenáží vedla hlavně snaha zlevnit v době vážné hospodářské krize drenážní práce, ovšem za předpokladu, že by technická funkce levnější drenáže zajišťovala také zlepšení výnosnosti meliorované půdy po stránce kvalitativní i kvantitativní. První pokusy s touto drenáží byly vykonány v roce 1929 a to jak v Čechách tak i na Moravě, přesto že tento rok svým značně suchým počasím nebyl pro konání pokusů
18
příhodným. Místy byly k pokusům voleny půdní podmínky zvláště nepříznivé, aby se ukázala výkonnost drenážních pluhů a potřeba tažné síly. Kromě plužních konstrukcí anglických, holandských, německých a rakouských byly zkoušeny také konstrukce české a to Šeps – Deylova z Vinoře u Prahy a Bächerova z Roudnice. Pokusy byly prováděny s použitím koňských potahů, traktorů, kombinace traktorů a lokomotiv od parních pluhů. Výsledky těchto pokusů byly příznivé. Vzhledem ke kladným výsledkům pokusů rozhodlo ministerstvo zemědělství, aby se v následujících letech konaly další pokusy. Z českých konstrukcí pluhu byla k pokusům použita konstrukce Šeps – Dyelova. Výsledky z celkem 15 pokusů byly za oba roky příznivé. Tato skutečnost vedla ministerstvo zemědělství k vypracování směrnic, které by umožnily provádět tyto práce už nejen jako experimentální, ale i ve velkém. Práce, které budou prováděny dle těchto směrnic, bylo ministerstvo zemědělství ochotno podporovat ze státních prostředků, právě tak jako jiné druhy meliorací. Z podmínek směrnic lze jmenovat zejména provedení potřebných půdoznaleckých rozborů, stanovení správné hloubky a spádu drenáže, sledování účinku drenáže z hledisek pedologických, biologických, chemických a hydrologických, vymezení maximální výměry meliorovaného pozemku a další. Pokud jde o vlastní systémy postřikovacích zařízení, je možno říci, že jeho obecné části, tj. motor, pumpa a přívodní potrubí bylo v podstatě jednotné u všech systémů, kdežto vlastní postřikovací zařízení se vyskytovalo ve více navzájem se od sebe odlišujících systémech. Podle dosavadního studia se zdá, že patrně k nejstarším způsobům umělého zadešťování patří sprchový postřikovač, zavlažující ve tvaru kruhových ploch. Pro větší výměru byly postřikovače sdružovány do baterií. Největší nevýhodou tohoto způsobu závlahy byla značná nestejnoměrnost postřiku, jak dokázal přesnými pokusy prováděnými v letech 1919 – 1920 Krüger. Při tomto způsobu závlahy se také nepříznivě uplatňuje vliv větru. Zmíněné nevýhody kruhového postřikování byly příčinou toho, že někteří výrobci přešli k zařízení zadešťujícím ve tvaru obdélníku ( Hájek, 1991 ).
19
2.2. Meliorace a trvale udržitelná společnost
Rychle se blížící tisíciletí vede mnohé k bilancování a hledání nových pohledů na události a k hledání nových cílů, a to jak na úrovni vědecké, politické tak i osobní. A není to bezdůvodné. Celá lidská historie je rozčleněna d etap v závislosti na sebeuvědomování si sebe sama jako člověka, vztahu k okolnímu prostředí i vesmíru a vytváření tomu odpovídajících kultur, což bylo a je spojeno s využíváním a ovlivňováním přírody. A lze vystopovat, že jednotlivé národy a kultury po objevení, dosahovaly rozkvětu a posléze zanikaly, aby vznikaly nové. Neznámější jsou zániky středověkých civilizací. V době jejich rozkvětu se totiž zvyšoval počet obyvatelstva, pro které bylo potřeba stále více potravin, a ty zajišťovalo zemědělství rozšiřováním polí a pastvin na úkor lesa. Vykácení lesů však vedlo k erozi půdy, její degradaci, snižování úrod a též k zanášení vodních zdrojů . Až nastal úpadek a lidé se odstěhovali jinam. Nezanedbatelně je doba rozkvětu spojena i s hmotným blahobytem části populace, což snad vždy bylo spojeno s mravním úpadkem, zároveň vzrůstaly nároky na přírodní zdroje a docházelo k devastaci přírodního prostředí. Každá následná civilizace pak zdokonalovala své hospodaření, zvláště, pokud nebylo možné získávat další zemědělskou půdu na úkor lesa. Tak v posledních 200 letech mluvíme o technické civilizaci, jejíž vrchol asi zažíváme. Tato civilizace je však založena na využívání neobnovitelných fosilních zdrojích energie a na intenzivním využíváním krajiny, což je spojeno se značným znečišťováním životního prostředí. I meliorace, které jsou neoddělitelné od zemědělství, mají dlouhou historii, trvající 4 až 5 tisíc let a tím prokazují potřebnost a užitečnost. Rovněž meliorace mají dobu rozkvětu a úpadku. Např. maják na ostrově Faru v nilské deltě, jeden ze sedmi divů starověkého světa a obdivovaný více než Cheopsova pyramida, symbolizoval velikou závlahovou stavbu vystavenou asi před 2400 lety a tvořenou 420 km dlouhým kanálem Bahr el Jusuf a akumulačním jezerem Moiris o objemu 3 miliard m3 ( Jůva, 1968 ). Ovšem neoprávněně provozované meliorace mohou i poškozovat krajinu, např. dříve odvodnění v Babylonii, v současnosti se uvádí zasolení a zabahnění statisíců ha půdy ročně. Na druhé straně právě meliorace přispívají k takové intenzitě zemědělství technické civilizace, že ze 100 obyvatel může pracovat v zemědělství jen 3 až 5 lidí, a přesto je zajištěn dostatek potravin, což si někdy ekologové neuvědomují, ač výhod technické civilizace plně využívají.
20
Rozvoj meliorační vědy byl spojen s rozvojem vědy vůbec a ten byl, zejména ve 20. století bouřlivý. Díky vědeckým poznatkům se velice zvýšila hmotná úroveň lidí a ta umožnila jejich populační růst k dnešním 6 miliardám. Nelze však říci, že by vědecký pokrok činil lidi šťastnějšími Zároveň nutno upozornit na dva momenty: 1.
Populační exploze a růst hmotné úrovně části lidí vede ke známému poškozování životního prostředí a již k vážné hrozbě kolapsu, neboť byly překročeny meze udržitelnosti, což si doposud politici a ani většina veřejnosti nepřipouští, natož aby podnikali potřebná opatření ( Maedowsová, 1995 ).
2.
Věda sama, se pod vlivem velikého množství poznatků, neustále specializuje. To způsobuje, že si vědci z různých podoborů stále méně rozumějí. Zároveň se zdá, že minula doba převratných nových objevů, a že se řeší převážně detaily. Doplňuje se do velkých podrobností to, co se již ví, zato chybí vědění o souvislostech, tzv. holistický přístup. Proto není divu, že nové objevy jsou dílem týmů odborníků různých vědních oborů. I přes úspěšné využívání výpočetní techniky a modelů jsou často nové objevy velmi nákladné.
Z těchto důvodů se objevují úvahy o krizi vědy, o dosažení hranice vědění. Stále více vědců i uznávaných osobností upozorňují na to, že věda nemůže vyřešit problémy dnešního světa, tj. znečištění životního prostředí, ztrátu biodiverzity, růst lidské populace, ekonomické a sociální problémy apod. Máme namysli pojem vědy, jak ji vysvětluje E. Kohák ( 1998 ), tj. ve smyslu anglické science ( praktické řešení problémů ) nebo německého Wissenschft ( zahrnuje i systematické zkoumání jevů ), ale nikoliv ve smyslu latinského scientia ( pochopení smyslu života a světa ). Ukazuje se tedy, že každá jednotlivá vědní disciplína nemůže být chápána úzce a izolovaně, nýbrž v souvislostech dopadů jejich praktických použití. Rozvoj vědy je závislý na ekonomických možnostech společnosti a v podstatě na jejich politických a hospodářských cílech a uznávaných morálních hodnotách. Současná globalizace světa způsobuje, že se postupně lokální problémy stávají celosvětovými. Z tohoto pohledu však přicházejí vážná varování na neudržitelnost způsobu žití lidí, přičemž zodpovědnost spočívá především na obyvatelích vyspělých zemí, kteří chtě nechtě prosazují svůj způsob žití ( tzv. paradigma současné západní civilizace ) i ve zbylých zemích ( Moldan, 1992 ). Zjednodušeně řečeno, od druhé světové války připadá
21
samozřejmé, že dnešní generace bude mít a chtít víc, než měli jejich rodiče, ačkoliv po tisíciletí byli lidé spokojeni s dosažením úrovně předků. Takový způsob ovšem vede k neustálému hospodářskému růstu, což je na omezené planetě Zemi možné jen po určitou mez, a zároveň to znamená vzrůstající znečištění životního prostředí, které již ekologické systémy poškozuje a tím se narušují životanosné mechanismy celé planety. Náprava nežádoucího stavu se hledá od Stockholmské konference o lidském životním prostředí v r. 1972 a řešením má být trvale udržitelná společnost chovající se trvale udržitelně. Trvalá udržitelnost předpokládá přijmout od většiny lidí a jejich politických představitelů, tedy i od vědců, tato hodnotová rozhodnutí: 1. Budoucí generace mají mít stejné životní šance jako současná generace. 2. Země nenáleží žádné generaci a každá ji musí zanechat co nejméně poškozenou. 3. Každý člověk má stejné právo na nedotčenou přírodu a na užívání přírodních zdrojů v přijatelné míře. Realizace však naráží na mnohé obtíže. Dosud stále většina lidí a mnoho politiků a vědců není vnitřně přesvědčena o vážnosti situace a proto se jak jednotlivci, tak celá společnost v podstatě neustále chová stejně. Pak není divu, že se skládají velké naděje na zlepšení stavu do následujících opatření: zvýšení účinnosti technologií ( Weizsäcker, 1996 ), posuzování činností podle environmentálních indikátorů ( např. environmentální stopy ), environmentálního národního a mezinárodního práva, regulaci tržního mechanismu apod. Též jednostranným zdůrazňováním požadujících ekologických hledisek dochází k podceňování sociálních, ekonomických a kulturních hledisek. Tím není řečeno, že uvedené přístupy jsou zbytečné, naopak, vše je zapotřebí a bude zapotřebí. Chybí však to hlavní. Tím hlavním podle Maedowsové ( 1993 ) a dalších je ujasnit si, co vlastně člověk, konkrétní jedinec, chce, ne co se naučil, aby chtěl, ani ne to, s čím se naučil se ochotně spokojovat. Každý by měl mít vizi, ideál, cíl svého snažení, a tím by mělo být to nejušlechtilejší, chtění dobra, opravdové lidství. Ovšem rozhodující je čin, tj. svou vizi, ideál, cíl, uskutečňovat. Od obecné představy promyšlením a prožíváním dochází stále ke konkrétnější změně chování až, k jednoduše řečeno, nebude potřebovat zákony a příkazy, jak se správně, morálně chovat k lidem, ke zvířatům, k přírodě, protože takové chování bude mít zažité, bude jeho vnitřním přesvědčením, takže se ani jinak než správně nebude moci chovat ( Filip, 1999 ).
22
Toto opatření je ze všech doporučovaných a navrhovaných nejlevnější, žel nejtěžší, protože vyžaduje osobní změnu zvykového, pohodlného chování od každého jednotlivce. Kdo ovšem bude takto postupovat z vnitřního přesvědčení, které bude neustále prohlubovat poznáváním opravdových zákonitostí života ( Abd-ru-shien, 1979 ), ten dříve či později dospěje k opravdovému štěstí, i když ostatní si budou zoufat. Ale teprve když počet lidí, kteří to zkusí, nebude jen nepatrná menšina jako dosud, je naděje na opravdovou změnu lidské společnosti a možnosti žít v trvale udržitelném a šťastném světě v harmonii s přírodou i vesmírem. Kromě osobních postojů k životu lze s uvedeného shrnout závěry pro odbornou činnost oboru meliorací. Především každý výzkum, projekt, výstavba a provoz by měl být posuzován též z hlediska ovlivnění životního prostředí a brát v úvahu širší souvislosti
ovlivňující
životnost biosféry, aby rozsah vedlejších nežádoucích účinků ( tzv. negativní externality ) byl co nejmenší. To bude vyžadovat umění spolupracovat spolu s odborníky příbuzných oborů, ovládnout práci v týmu, umět využívat informací ostatních vědních oborů ( ale vyhnout se diletanství všeuměla ), modelování pomocí výpočetní techniky ( zlevňuje, urychluje i někdy nahrazuje terénní výzkum, projektování a provozování ). Zároveň bude nutné se připravovat na systém odpovědnosti za kvalitu práce podle ISO 9000 a ještě více prohlubovat činnosti šetrné vůči životnímu prostředí, což by se deklarovalo certifikací ISO 14000 nebo EMAS. K tomu bude nutno zvládnout postupy čistší produkce a metody LCA ( životní cyklus výrobků a činností, kterým se sleduje vznik odpadů, emisí a spotřeba energie od získávání surovin, v době výroby či vlastní činnosti, až po zneškodnění po uplynutí životnosti výrobku či ukončení činnosti s cílem je minimalizovat ). Výsledky výzkumu a projektu i vlastní provoz asi bude nutné dokládat nejen finanční rozvahou, ale též ukazateli environmentálních indikátorů ( tzv. environmentální stopa, energetická náročnost, ad. ) ( Filip, 1999 ).
23
2.3. Atmosférická depozice vázaného dusíku
Vázaný dusík, sestávající z amoniaku, NO³, NO² a organicky vázaného N, je běžnou součástí atmosférických srážek. Nitrit se vyskytuje ve stopových množstvích a je ve výzkumech obvykle ignorován nebo zahrnut spolu s nitrátem. Obsah organicky vázaného dusíku je pravděpodobně spjat s kosmickým prachem a nereprezentuje nový zdroj zemské hmoty. Množství dusíku dodaného do půdy každý rok atmosférickými srážkami je normálně příliš malé na to, aby mělo význam v produkci plodin. Přesto tento dusík může mít značný význam v hospodaření zralých ekosystémů, jako v nedisturbovaných přirozených pralesích a původních travních porostech. Ericsson (1982, ex: Stevenson, 1986) odhaduje rozsah vázaného dusíku v atmosférických srážkách ve Spojených státech a Evropě pro NH4 a NO³ od 0,78 do 22,0 kg/ha ročně. Vyšší než normální množství se očekávají v industriálních oblastech díky spalování fosilních paliv. Koncentrace N ve srážkách klesá se zvyšující se zeměpisnou šířkou. Tropický vzduch obsahuje o 10-30 % minerálního dusíku více, než polární vzduch a téměř dvakrát více než arktický vzduch. Déšť obsahuje více NH4+ a NO3- než sníh, což může být důsledkem jejich vyšší absorpce v tekuté fázi. Důležitý zdroj amoniaku v atmosféře představuje uvolňování z půdního povrchu, spalování fosilních paliv a přirozené požáry. Množství N fixovaného v ohonu meteoritů je zanedbatelné ( Stevenson, 1986 ).
2.4. Hydrologický pohled na problematiku znečištění drenážních vod
Problematice znečištění drenážních vod je věnována velká pozornost již téměř 10 let. Za tuto dobu byla shromážděna řada měření kvality drenážních vod a dospělo se k dílčím závěrům s lokální platností. K obecným zákonitostem řešení problematiky kvality drenážních vod se zatím nedospělo. Dílčí výsledky mají především empirický charakter. Tento stav vyplývá jednak z nedokonalosti používaných experimentálních přístupů, dané existující úrovní používané měrné techniky, jednak z roztříštěnosti a nekomplexnosti řešení problematiky, která zasahuje svou podstatou do základů hospodaření na zemědělské půdě. Kvalita drenážních vod není ve své podstatě ovlivňována pozitivně nebo negativně drenážním systémem. Drenážní systém jako transportní zařízení pro odvedení přebytečné
24
gravitační vody z půdy pouze soustřeďuje zemědělskou činností ovlivněné podzemní vody a převádí je z odtoku podzemního na odtok povrchový v recipientu odvodnění. Vzhledem k funkci drenážního systému je tedy důležité pouze posouzení, zda je prospěšnější z hlediska obecných zájmů převedení podzemních vod do vod povrchových v místě drenážních vyústí nebo v místě infiltrace podzemních vod do přirozené hydrografické sítě ( Švihla, 1978 ).
2.5.Vliv odvodnění na kvalitu povrchových a podzemních vod Otázky vlivu melioračních opatření na kvalitu vody jsou v současné době aktuálním tématem. V povodích vodárenských nádrží, zejména všude tam, kde byla provedena úprava vodního režimu zemědělsky využívaných půd odvodněním trubkovou drenáží. V moderní vyvinuté společnosti nastává znepokojující nárůst znečišťujících látek v ovzduší i ve vodě a to často až za hranici bezprostředně ohrožující zdraví člověka. V našich podmínkách se při hodnocení kvality vody, která je využívána jako pitná, zvyšuje znepokojivě zejména obsah dusíkatých látek. Je prokázanou skutečností, že mimo přímý okamžitý škodlivý vliv nadměrného obsahu N ve vodě a potravinách, např. na dětský organismus, je souvislost mezi znečištěním pitné vody dusíkatými látkami a tzv. „civilizačními chorobami“ i infekčními onemocněními (Wolf , 1981). Posuzujeme-li vliv systematického drenážního odvodnění na vody vůbec, měli bychom oddělit především posouzení kvantity od kvality. Kvantitativní posouzení se týká doplňování zásob podzemních vod, kvalitativní vod podzemních i povrchových. Systematické odvodnění usnadňuje odtok gravitační vody z rhizosféry, může tím tedy snížit množství, které by jinak zasáhlo do hlubších
zvodní, tvořících vodárensky
využitelné zásoby. Naproti tomu již samotná nutnost odvodňovacího zásahu ukazuje na to, že voda na takových lokalitách bývá zadržována velmi mělce uloženými izolačními vrstvami, takže do hlubších, vodárensky významných zvodní téměř vůbec neproniká. Je třeba uvážit i to, že drén začíná prakticky fungovat až tehdy, kdy hladina gravitační vody dosahuje jeho úroveň. Do té doby jej většina prosakující vody obtéká. Pravidelné depresní hladiny, známé z často uváděného schématu, se tvoří vlastně jen v dobře propustných píscích, zvodněných vysoko nad niveletu drenážního potrubí. Proto je nutno zvlášť posoudit případy, kdy se tvoří souvislá zvodeň v dobře nebo málo propustném
25
prostředí, anebo kdy vodonosný horizont vůbec není trvale zvodněný. Vliv odvodnění na zásoby podzemní vody je v jednotlivých případech různý a může nabývat i různý smysl: snižuje-li je např. na jaře, kdy je vody obvykle nadbytek, může je jindy, za sušších období, opět zvyšovat – kolem drénu se tvoří oblast zvýšené vlhkosti půdy. Je tedy patrno, že vliv odvodnění na množství podzemních vod je třeba posuzovat vždy individuálně a že tato posouzení mohou mít vždy jen lokálně omezenou platnost. Jakost hlubších zvodní ovlivňuje systematické odvodnění naproti tomu jednoznačně příznivě. Jinak zvyšuje provzdušení svrchních půdních vrstev a tím i jejich sorpční kapacitu, jednak zachytí alespoň část prosakujících vod, tedy i odpovídající část jimi transportovaného znečištění. Na příznivý vliv zlepšeného provzdušní půdy jako filtru kontaminantů poukazuje i přibližný Levinův vztah, udávající poměr mezi vodní kapacitou půdy a hloubkou, do níž se vyplavují dusičnany:
Hk = ( Hv / Vk ) x 100 Kde: Hk – hloubka nejvyšší koncentrace dusičnanů, Hv – množství prosakující vody v rozměru výšky, Vk – vodní kapacita půdy.
Podíl, který se drenážní sítí zachytí, je zřejmě různý. Někdy se uvádí, že činí 70 až 90 % gravitační vody a na tomto základě se vyvozuje, že stejně efektivně chrání i hlubší zvodně. Uvážíme-li ovšem, že kvantitativní funkce drénu, tedy množství vody, které jím odtéká, je zásadně ovlivněna zvodněním daného horizontu je zřejmé, že uvedené údaje jsou opět místně podmíněné a že pravděpodobně představují horní meze. Tam, kde odvodněný horizont není trvale zvodněn (což je případ u nás velice častý), bude ochranný efekt drenážních sítí jistě značně nižší. Tento závěr lze doložit i výsledky sledování vztahů mezi množstvím aplikovaných dusíkatých hnojiv a jakostí drenážních vod. Autor zmíněného sdělení se domnívá, že kvalita drenážní vody je v jeho případě asi z 80 % ovlivněna využíváním pozemků v předešlých létech a jen asi ze 20 % rokem stávajícím. Z toho můžeme vyvodit dva pravděpodobně vyhovující závěry: jednak, že odvodnění zachycuje v průměru delších časových období podstatně méně gravitačně prosakující vody, než udávají dříve zmíněné prameny (což odpovídá i vpředu uvedeným poznatkům o
26
hydraulice drénů), jednak že vyplavování dusičnanů je proces mnohem složitější, než jak si jej často představujeme. Vody, které odvodňovací síť zachytí, se odvádějí do povrchových recipientů, takže znečištění, kterého zůstanou ušetřeny podzemní vody, převezmou vody povrchové. Zdánlivé žádný podstatný rozdíl – je ale jasné, že v těchto případech odvodnění jenom odhaluje agrotechnické chyby, které by sice jinak zůstaly skryty, ale proto by nebyly menší. Právě tyto skutečnosti ovšem podtrhují kladný vliv plošného odvodnění na jakost podzemních vod. Zřízení jakéhokoliv podzemního vodního díla znamená velký zásah do místního vodního i vzdušného režimu, kterému se půda musí jistou dobu přizpůsobovat. Pro vrtané studny se např. uvádí, že vliv porušení se v těchto případech projevuje i déle než jeden rok. Je zřejmé, že lze očekávat, že porušení obou režimů nově zřízeným plošným odvodněním se bude projevovat ještě déle, zejména dojde-li zároveň k dosti běžné změně kultury – k rozorání trvalých travních porostů a k jejich přeměně na ornou půdu. V takových případech se běžně předpokládá, že asi dva roky probíhá výrazně intenzivnější mineralizace organických látek z rozkládajícího se drnu, k níž ještě přispívá obvyklé meliorační vápnění kyselejších půd. To již samo o sobě urychluje nitrifikační procesy a může tedy dočasně nepříznivě ovlivnit jakost podzemních vod. Jeho případné předávkování, příp. současná aplikace dusíkatých hnojiv jen ještě zvyšují zmíněná rizika. Úplná stabilizace půdních poměrů je při zřízení nového odvodnění, spojeného se změnou kultury, opravdu dlouhodobá. Ukazuje se, že nemusí být definitivně ukončena ani po pěti letech. Změny kultur a intenzivnější využívání zemědělských pozemků spolu nesou změny půdního komplexu, tedy i změny jakosti půdní vody. Často jsou podmíněny úpravou vodního a vzdušného režimu, kterou umožňuje odvodnění. Vlivem krátkého spojení, sice pochopitelného, ale zcela nevědeckého, se pak nepříznivé změny kvality vod vydávají za důsledek „meliorací“ (tj. odvodnění), i když je zřejmé, že jsou vyvolány především agrotechnikou, i když podmíněnou zmíněným zásahem. Domnívám se proto, že by bylo správnější mluvit o vlivech agrotechniky a změn půdního komplexu na odvodněných půdách, příp. o vlivech jejich intenzivnějšího využívání. Zdá se, že alespoň v současnosti je nutno počítat s tím, že intenzita užívání půdy je úměrná znečištění podzemních vod, i když zemědělství nemusí být největším znečišťovatelem. Vzhledem k rozsahu odvodnění,
27
který je řádově srovnatelný s plochami zastavěnými, je nutné ale udělat vše pro to, aby se zabránilo neustále postupujícímu zhoršování těchto vod ( Prudil, 1981 ).
8.8. Kvalita vody v tocích ve vztahu k hnojení zemědělského pozemku Při řešení koncepcí ochrany a prognóz jakosti vody v tocích a nádržích narážíme stále na problém zdrojů znečištění a jejich prognózy. Bodové zdroje (města a průmysl) jsou vcelku dostatečně identifikovány a evidovány a dílčí poznatky o vypouštěném znečištění v současnosti přináší agenda úplat za vypouštění nedostatečně čištěných odpadních vod. Naproti tomu o difúzních a plošných zdrojích ( odtoky z lesních ploch, zastavěných ploch venkovského charakteru a zejména ze živočišné a rostlinné výroby v zemědělství) máme informací jen velmi málo. Z difúzních a plošných zdrojů hraje největší roli zemědělství. Ze živočišné a rostlinné výroby se dostává do veřejných toků široké spektrum látek, přestože odpadní vody v pravém smyslu slova zde téměř neexistují. Hlavními skupinami látek, které se samovolně nebo nekontrolovatelně dostávají do podzemních a povrchových vod jsou organické látky (vyjádřené např. ukazateli BSK5 a CHSK), živiny (zejména dusík a fosfor), závadné a toxické látky (pesticidy, ropa, těžké kovy aj.) apod. Hlavním zdrojem organických látek je živočišná výroba. Organické látky pocházejí z exkrementů dobytka, které slouží jako statková hnojiva v rostlinné výrobě. Část těchto odpadů se dostává nekontrolovaně do toků přímo na místě vzniku (u stájí) a část po jejich aplikaci na pole. Na podkladě logických úvah a dílčích šetření se předpokládá, že do toků se dostane 5 – 10 % produkovaných odpadů. Zemědělské znečištění, spolu s ostatními difúzními a plošnými zdroji, vytváří jakési pozadí organického znečištění v tocích (základní či obligátní znečištění), pod které hladina organického znečištění nepoklesne. O tomto základním znečištění víme, že velmi pomalu roste – za posledních 70 let vzrostlo asi na dvojnásobek. Tento nárůst lze vysvětlit změnami v zemědělství (vyšší produkce exkrementů, méně pečlivé hospodaření s těmito odpady, vyšší koncentrací dobytka z toho plynoucími potížemi při manipulaci s těmito odpady, vyšší eutrofizací, vyplývající z velkého úniku živin atd.), změnami v lesním hospodářství, změnami vesnic apod. ( Nesměrák, 1982 ).
28
2.7. Přeměna dusíku v půdě
O přeměnách dusíku v půdě, se především v posledních letech, velmi často diskutuje, a to nejen v odborných kruzích vědy a zemědělské praxe, ale také v nejvyšších státních orgánech prakticky všech vyspělých zemí světa. Důvodem je dnes už dokázaná skutečnost, že přeměny dusíku v půdě, jsou rozhodujícím faktorem pro produkci rostlin a tím významným předpokladem zabezpečování výživy obyvatelstva. Současně se však ukázalo, že v úsilí při dosahování stále vyšších úrod zemědělských plodin, především zvyšujícími se dávkami dusíkatých hnojiv, se mohou vyvolat změny režimu dusíku v půdě, které se mohou nepříznivě projevit na kvalitě životního prostředí, nutriční hodnotě produktů a nakonec i na ekonomice rostlinné výroby. Začátky intenzivního zájmu o přeměny dusíku v půdě je možno historicky začlenit do období druhé poloviny 18. století, kdy si člověk uvědomil mimořádný význam tohoto biogenního prvku pro produkci potravin. Relativně rychle našel způsob pro zlepšení možnosti dusíkaté výživy pěstovaných plodin, a tím zvyšování jejich výnosů. A tak v podstatě člověk poznával a ovlivňoval složitý systém přeměn dusíku v půdě a až po uvědomení si některých negativních důsledků, se začal vážně zaobírat studiem celkového biochemického koloběhu dusíku v přírodě. Při poznávání přeměn dusíku v půdě, vykonali průkopnické dílo především půdní mikrobiologové, kteří objevením azotfixačních, mineralizačních, nitrifikačních a nakonec i denitrifikačních biologických procesů jednoznačně dokázali, že přeměny dusíku v půdě, jsou výsledkem především půdní mikroflóry. Postupně se dokázala i fyzikálně - chemická podstata přeměny dusíku v půdě a odhalili se i složité vztahy mezi jednotlivými dílčími procesy. Problematika dusíku se mikrobiologického
tak stala předmětem zájmu nejen půdoznalců, půdně –
výzkumu, ale také výzkumnou náplní hygieniků, potravinářů a
chránců životního prostředí, často s rozporuplnými stanovisky a vyhraněnými rezortními zájmy. Rozhodující pokrok, při poznávání režimů dusíku půdě, byl dosažen až v několika posledních desetiletích. Nové metodické postupy umožnily odhalit mnoho detailů nejen ve vnitropůdním prostoru, ale i směrem k ostatním složkám přírodního prostředí. Je dokázáno, že přeměny dusíku v půdě jsou, vzhledem ke své biogenní podstatě, velmi složitým a ekologicky mimořádně senzibilním systémem. Proto se i o velkých objevech
29
začalo postupně diskutovat s rozporuplnými názory, a to především z důvodu, že jejich platnost nenabyla absolutního charakteru, ale jen relativní podoby. Proto pravdivé, trvale platné a široce využitelné zevšeobecnění se vytvářely jen sporadicky a v podstatě v neuspokojivém tempu. A tak i přes mimořádnou pozornost věnovanou problematice přeměny dusíku v půdě, mnoho problémů stále zůstává nevyřešených a přetrvávajících. Ne však vždy je příčinou neznalost. Mnoho problémů přetrvává i vinou rutiny, alibismu a někdy až neochoty zemědělců přizpůsobit svou činnost na půdě tak, aby se alespoň zmírnily negativní vlivy a zvýraznily se pozitivní. Přeměny dusíku v půdě jsou systémového charakteru. To znamená, že v dílčích úsecích na sebe vzájemně navazují, a to tak těsně, že žádný z dílčích procesů nelze hodnotit samostatně, ale jen v jednotě celého systému. Proto jen komplexní přístup umožňuje poznání a řešení otázek přeměny dusíku. Jen dokonalá znalost všech souvislostí vytváří předpoklad pro správnou orientaci, interpretaci a praktickou aktivitu. Platí to jak pro výzkumníka, tak i pro agronoma, či ochránce životního prostředí ( Bielek, 1984 ).
2.8. Kvalitativní struktura půdního dusíku
Rozhodující část dusíku v půdě se váže v organických sloučeninách ( 95 – 98 % ), a proto jen relativně malý podíl připadá na anorganický dusík. Obě dvě formy jsou v půdě v dialektické jednotě v důsledku simultánně a protichůdně probíhajících procesů mineralizace organického dusíku a imobilizace minerálního dusíku. Mineralizace vede k biologické transformaci organických dusíkatých látek na minerální formy, imobilizace je protichůdně probíhající konverze minerálního dusíku do organických sloučenin. Obě dvě cesty jsou zabezpečeny především živými organismy. Anorganický dusík představuje v půdě jen malou část z celkového dusíku a jeho množství sezónně podléhá rychlým a kvantitativně velkým změnám. A to především díky mineralizačně – imobilizačních procesům, nitrifikaci, denitrifikaci, vyplavováním a také lidské činnosti. Kvalitativně je půdní anorganický dusík reprezentovaný následujícími hlavními typy sloučenin: - amoniakální ( NH4 ) a dusičnanový ( NO3 ) dusík - dusitanový ( NO2 ) a oxidy dusíku ( N2O, NO, NO2 )
30
Nejcharakterističtější vlastností půdního minerálního dusíku je jeho kvantitativní a kvalitativní sezónnost . Všeobecně se konstatuje, že v uvedené sezónnosti kolísá obsah minerálního dusíku od 20 – 30 kg / ha do 110 – 120 kg / ha ( Kulakovská, 1982 ). Obyčejně nízký obsah minerálního dusíku v amoniakální a dusičnanové formě v půdě se zaznamenává především v zimním období ( do 10 mg / kg ). V průběhu vegetačního období od jara do podzimu se nejčastěji formují dvě maxima a jedno minimum. Jde o velmi výrazné jarní maximum, s obsahem dusíku někdy až na úrovni 40 – 60 mg / kg. Podzimní maximum
je obyčejně nižší a formuje se především v období dozrávání
pěstovaných plodin, resp. po jejich sklizni. Vzpomínané minimum se váže na letní měsíce. Obsah a struktura minerálního dusíku, na základě několikaletého experimentování v rozdílných půdně – ekologických podmínkách, odvodil Bielek ( 1982 ) a stanovil tyto nejdůležitější závěry: - obsah a kvalita minerálního dusíku v půdě jsou především podmíněné vlastnostmi půdně - ekologického stanoviště. - se zvyšováním kvality a produkční schopnosti půd se zvyšuje průměrný obsah minerálního dusíku v půdě. - v nízce produkčních půdách ( nehnojených ) v kvalitativní struktuře minerálního dusíku dominuje dusík amoniakální, v kvalitních půdách jsou amoniak a dusičnany v kvalitativní rovnováze. - dusíkatým hnojením se zvyšuje zastoupení dusičnanů v celkové struktuře minerálního dusíku v půdě, přičemž tento vliv je výraznější v kvalitnějších půdách v porovnání s méně úrodnými stanovištěmi ( Bielek, 1984 ).
2.9. Ztráty dusíku z půdy
Ztráty dusíku z půdy jsou jedním z nejvážnějších problémů současného zemědělství. I přes nepříznivé ekonomické důsledky bylo vyvoláno také zjištění, že především v posledních letech z důvodů zavedení novodobých systémů pěstování plodin s intenzivním používáním minerálních hnojiv se úniky dusíku z půdy zvýšily nad rámec přirozené únosnosti, jak se i nepříznivě projevilo na vývoji kvality našeho životního prostředí. Proto nepřekvapuje skutečnost, že problematice ztrát dusíku z půdního
31
prostředí se věnuje pozornost, a to nejen v odborných kruzích vědy a výzkumu, ale i ve vládních institucích prakticky všech vyspělých zemí světa. K hodnocení ztrát dusíku z půdního prostředí se přistupuje nejméně ze tří hledisek: ekonomické, hygienicko – toxikologické a ekologicko – bilanční. Nesporně platí jejich ekonomická nevýhodnost, a to především tehdy, když uniká dusík z půdy aplikovaný ve formě nákladně vyráběných průmyslových hnojiv. S negativním stanoviskem se ztráty dusíku hodnotí
i v hygienicko – toxikologických souvislostech.
Odlišně se ale
k uvedeným ztrátám přistupuje při hodnocení celkové bilance koloběhu dusíku v přírodě. Argumentuje se hlavně skutečností, že i přes přirozené obohacování půdy o dusík, se v současnosti uskutečňuje stejně intenzivně saturace půd i jeho antropickými zdroji, což v podstatě znamená násilné narušování velmi stabilizovaných poměrů v obsahu dusíku mezi jednotlivými složkami přírody. Proto se procesy ztrát dusíku z půdy principiálně označují za přirozené, regulační mechanismy, vykonávající funkci kompenzátora vznikajících disproporcí. A tak při bilančním hodnocení biochemického koloběhu dusíku v přírodě se úniky dusíku obyčejně nepovažují za ztráty, ale hodnotí se jako mechanismy přispívající k zachování stability naší přírody. Samozřejmě při neúnosném překročení jejich intenzity a narušení hygienicko – toxikologické nezávadnosti prostředí se nezávisle na přístupu konstatují vždy za negativa. V hospodářských kruzích se v poslední době velmi často diskutuje o otázce ztrát dusíkatých hnojiv. Motivem jsou především komerční zájmy jednoznačně požadující, aby se náklady na nákup a zapravení dusíkatých hnojiv neznehodnocovaly. Tento zájem se významně projevil i na zaměření vědeckého výzkumu. V posledních několika desetiletí se ve vědecké literatuře nahromadilo skutečně mnoho konkrétních poznatků a o celkové bilanci a distribuci dusíkatých hnojiv, a to nejen ve složkách zemědělských ekosystémů, ale i v přírodě vůbec. Rozhodující měrou k tomu přispěli moderní experimentální techniky, především zavedení metod využívajících stabilní izotop
15
N do výzkumné
činnosti. Prakticky všechny práce zaměřené na tuto problematiku konstatují vyšší ztráty dusíku z hnojených půd oproti nehnojeným kontrolám. Současně se zdůrazňuje, že minerální dusík se na celkových ztrátách podílí rozhodujícím množstvím. Velikosti jeho ztrát se vyjadřují v procentech z celkové aplikované dávky a mohou dosahovat 10 – 30 % ( Kundler, 1970 ), 25 – 35 % ( Wittwer, 1981 ) apod. Uvedené rozpětí naznačuje, že dusík se z půdy ztrácí v průkazné závislosti od podmínek půdně – ekologického prostředí a
32
celkového způsobu hospodaření. K vysokým ztrátám obyčejně dochází v půdách s bohatým obsahem organické hmoty. Při hodnocení vztahu organické hmoty a velikosti ztrát dusíku se zdůrazňuje i kvalita humusu, především jeho schopnost rozkladu. V půdách s převahou lehce rozložitelných humusových látek je větší předpoklad ztrát v porovnání s půdami charakteristickými převahou vysoko kondenzovaného, proti rozkladu relativně odolného humusu ( Bremner a Shaw, 1958 ). V posledně uváděných souvislostech se naskytuje i otázka vztahu ztrát dusíku k organickým látkám zapravovaných do půdy. Všeobecně je možno konstatovat, že rozhodující úlohu zde má kvalitativní struktura dodávané organické látky, především obsah dusíku v ní. Celkově platí, že organická hmota s vysokým poměrem C : N je mechanizmem omezení ztrát dusíku z půdy. Proto se například v zájmu prevence jednoznačně doporučuje hnojení slámou. Důležitá je i textura půdy. V těžších půdách jsou ztráty dusíku vyšší. Celkové vlastnosti půdně – ekologického stanoviště se na straně minerálního dusíku mohou sumárně projevit jako vlastnosti půdního typu. Dusík aplikovaný na stanoviště s vegetačním krytem se průkazně méně ztrácí v porovnání s aplikací na úhorovou plochu. Přítomnost rostlin může omezit ztráty minerálního dusíku o jednu třetinu a často dokonce i o více než jednu polovinu. Testování různých plodin ukázalo, že k největším ztrátám dusíku z půdního prostředí dochází při pěstování okopanin ( 25 – 28 % ), méně v podmínkách pěstování obilovin ( 6 – 15 % ) a jen minimálně ze zatravněných půd ( Wittwer, 1981 ). Stimulujícím faktorem ztrát dusíku z půdy mohou být i závlahy. Jestli se například v nezavlažované půdě ztrácelo z dusíkatého hnojiva 8,1 %, v závlahových podmínkách se uvedené ztráty zvýšily na 17,6 % ( Medveď a Rúčka, 1978 ). Intenzifikace se výrazně projevuje 1 – 3 dny po aplikované závlaze, potom následuje návrat k původní intenzitě ( Rolston a Cervelli, 1980 ). Při sumarizaci poznatků ztrát minerálního dusíku z půdy se celkově dospívá k poznání, že nejsou zanedbatelné. Někdy jsou vyšší, někdy pouze minimální. Průměrný odhad se obyčejně pohybuje v rozpětí 10 – 30 %. Znamená to, že relativně značná část používaných dusíkatých hnojiv nemá možnost podílet se na formování úrody a nenávratně se ztrácí v půdním prostředí. Snižuje se tak ekonomická efektivnost výrobních nákladů hospodaření, znehodnocují se suroviny a energie a je zmařena lidská práce.
33
V celosvětovém měřítku se odhaduje, že na konto ztrát se ročně znehodnotí asi 15 miliónů tun minerálního dusíku ( Wittwer, 1981 ). To jsou ztráty vztahující se na dusíkatá hnojiva. Samozřejmě, že celkové ztráty dusíku z půdy jsou mnohem vyšší. Vždyť procesy, které je vyvolávají, nejsou selektivně vázané jen na dodávaný dusík. Ztráty dusíku z půdy vznikají v podstatě třemi základními způsoby: -
denitrifikací
-
vyplavováním
-
erozí
Nejvíce dusíku z půdy se ztrácí únikem jeho plynných forem do atmosféry. Uvádí se, že na celkových ztrátách dusíku z půdy se tento způsob podílí 92 – 98 %. Zbytek tvoří ztráty související s vyplavováním. Plynné ztráty dusíku vznikají jako důsledek denitrifikace amoniaku. Při denitrifikaci se dusík z půdy uvolňuje ve formě oxidů ( NO2, NO, N2O ), resp. molekulárního dusíku ( N2 ). Při vyplavování migrují z půdy především dusičnany a jen omezeně amoniak. Erozí půdy se z půdy odnáší i organický dusík. Samozřejmě, že podíl jednotlivých způsobů úniků a forem unikajícího dusíku se rozhodujícím způsobem váže na podmínky, ve kterých ztráty dusíku vznikají ( Bielek, 1984 ).
2.10. Změna půdních vlastností v důsledku meliorací
Meliorační zásahy jsou neoddělitelnou součástí intenzifikace zemědělské výroby. Proces intenzifikace, skládající se z mechanizace, chemizace, selekce a meliorací, je hlavním směrem, kterým se v současnosti ubírá naše i světové zemědělství. Velmi důležitým aspektem z hlediska hodnocení meliorací je zvyšování efektivnosti nákladů vynaložených na půdu ( Jambor, 1982 ).
2.11. Odvodnění půdy
Odvodňovací zásahy na zamokřených půdách je potřebné považovat za vysoce pozitivní vztah z hlediska zvyšování půdní úrodnosti jen v případě, že po odvodnění nedochází k opačnému extrému – nadměrnému vysušení půdy a samozřejmě také
34
v případě, že odvodňovací zásah plní svoji funkci. Při odvodnění se změny půdních vlastností soustřeďují především na horní část půdního profilu, nejčastěji na ornici a podorničí do hloubky 50 cm. K odvodnění se podle povahy půdy doporučuje přidružit také kypření do hloubky, vápnění, meliorační hnojení apod. Samotné odvodnění vyplývá z vícero půdních vlastností, ze kterých je nejvíce ovlivněn obsah půdní vláhy, mineralizace organických látek, půdní kyselost a mikrobiologický život v půdě. Největší význam z noha hledisek má především však vyplavování nitrátů z půdy, které je na odvodněných půdách obzvlášť vysoké. Tento fakt je důležitý z hlediska svého vlivu na životní prostředí, a také z hlediska ztrát živin. Uvolňování nitrátů, které spolu s fosforečnany významně kontaminují podzemní i povrchové vody, způsobuje v České republice obzvlášť výrazný problém. V kyselých půdách, v důsledku minimální amonizací, se lehce vyplavují z půdního roztoku. Na druhé straně však při intenzivním vápnění kyselých půd, v důsledku vytvoření optimálních podmínek pro mineralizaci, dochází k značnému uvolňování nitrátů do životního prostředí. Odvodnění se v mnohých případech jeví jako důležitý půdotvorný činitel. Zamokřené půdy s minimálním biologickým oživením po odvodnění zintensivní mnohé půdotvorné procesy. Půdní profil se stává podstatně hlubším. Proces dalšího vývoje půdy – vyzrávání je provázený poklesem povrchu půdy, zvyšováním propustnosti a vytvořením horizontu oxidace ( Jambor, 1982 ).
35
2.12. Shrnutí
Jedním z nejdůležitějších prvků zvyšování úrodnosti půdy v procesu intenzifikace jsou meliorace, mezi kterými zaujímají osobité místo hydromeliorace. Závlahy a odvodnění, z hlediska zvyšování půdní úrodnosti, mají především pozitivní účinky na půdu, ale mohou vyplývat i negativně. Při melioračních zásazích je nutné vystihnout optimální účinek, aby na jedné straně nedocházelo k přílišnému vysušení půdy a na druhé straně ke stavu přebytku vláhy. Odvodňovací zásahy podporují zvýšení mineralizace organických látek, čímž dochází k enormnímu uvolňování dusíkatých látek do životního prostředí a také k snížení kvality vod. Mnohé půdní vlastnosti po vykonaných melioracích, ale i při běžném využívání půdy mají v současnosti relativně negativní rysy, jak po stránce fyzikální a chemické, tak i po stránce biologických vlastností půdy. Všeobecně dochází k zhoršení půdní struktury, půdy nejsou schopné vhodně hospodařit s vláhou. Stávají se nepropustnými pro vláhu a kořeny rostlin, především hluboko kořenících. Všeobecně dochází k acidifikaci a částečně i k nežádoucí alkalizaci půd. Stupňující se požadavky na zemědělskou výrobu si vynucuje plné využívání i svahovitých půd vystavených erozi. Ročně dochází k odplavování velkých množství nejúrodnější vrstvy půdního profilu, čímž se rapidně snižuje produkční schopnost těchto půd a výrazně se znečišťuje životní prostředí. Požadavky důsledné meliorace všech zasolených půd, ve smyslu zlepšení půdních vlastností defektních půd, lokalizovaných v nejprodukčnějších oblastech se zákonitě odrazí ve zvýšení úrodnosti a v efektivním využití produkčního potenciálu půd ( Jambor, 1982 ).
36
3.0. Cíl Cílem mé diplomové práce je hodnocení kvality melioračních vod v zemědělsky intenzivně využívaných územích okresu Kroměříž. Ve dvou melioračních výustích byla po dobu pěti let ve vegetačních obdobích v měsíčních intervalech odebírány vzorky vytékajících vod. Ve vzorcích byl stanoven obsah nitrátového a amonného dusíku. Výsledky byly vyhodnoceny analýzou jedné proměnné ( pravděpodobnostní intervaly ) a dynamické změny ( ročníkové i meziročníkové ) vyhodnoceny metodou kubického splajnu. Výsledky byly srovnány s platnými vodohospodářskými směrnicemi a literárními výsledky. Diplomová práce je součástí výzkumného záměru AF MZLU v Brně, etapy 03 – Indikátory kvality a zdraví půd.
37
4.0. Materiál a metody zpracování 4.1. Geologické, pedologické a klimatické charakteristiky stanoviště
Bioregion leží na střední Moravě, zabírá geomorfologický podcelek Středomoravská niva v rámci celku Hornomoravský úval. Plocha bioregionu je 326 km2. Bioregion je tvořen širokou nivou s regulovanými řekami a celý náleží do 2. vegetačního stupně. Biota má azonální charakter katény středoevropských nivních společenstev, v nichž se mísí vlivy sousedních bioregionů západokarpatské i hercynské podprovincie, prezentované výskytem několika mezních prvků. Od jihu sem zasahují též teplomilné druhy. V současnosti převažují pole, zachovány jsou komplexy lužních lesů, zbytky luk a rybníky s bohatou faunou. Bioregion budují široké sedimentární roviny Moravy a dolního toku Bečvy, tvořené nivními sedimenty nejnižšími štěrkopískovými terasami. Slatiny tvoří často závěrečné stádium zazemňování mrtvých ramen nivě (Dluhonice). V jižní části se objevují i první hrúdy, tj. pahorky vátých písků nořících se zpod pláště nivních hlín. Reliéf je nivní, tvořený různými stupni nivy, protkanými rameny v různém stupni zazemnění, a přilehlými terasovými plošinami, vystupujícími jen nepatrně nad nivu a zčásti i dnes ovlivňěnými vysokými povodněmi. Dle výškové členitosti má reliéf charakter roviny s členitostí kolem 5 m, bioregion tak patří k nejplošším v ČR. Nejnižším bodem je koryto Moravy v Napajedlech – asi 185 m, nejvyšším niva v Olomouci – asi 210 m. Typická nadmořská výška bioregionu je 190 – 210 m. Podnebí je teplé, dostatečně bohaté na srážky: Olomouc 8,4 °C, 612 mm, Kroměříž 599 mm, Přerov 8,6 °C, 654 mm, Zlín – Malenovice 650 mm. Projevuje se tak mírný vzrůst srážek směrem k východu, kde je větší vliv návěrtné strany Karpat. V bioregionu dominují glejové fluvizemě. Pouze na břehových valech podél Bečvy, krátkém úseku podél Moravy u Kojetína a na nízké terase u Chropyně se vyskytují typické fluvizemě na písčitějším materiálu. Půdy se vyvinuly na bezkarbonátových sedimentech. Mezi Troubkami, Chropyní a Moštěnicí se vyskytují ostrovy typických černic, u Chropyně dokonce na karbonátových nivních sedimentech. Jižně od Kroměříže a Hulína se při okraji nivy vyvinuly černicové černozemě, glejové až pelické černice. Na
38
nízkých terasách severozápadně od Přerova jsou šedozemě na spraši. Malé plochy tvoří organozemě – úživné půdy slatinné, nepatrné plochy zabírají chudé arenické kambizemě na vyvýšeninách hrúdů. Bioregion leží v termofytiku a zabírá centrální část fytogeografického podokresu 21b. Hornomoravský úval. Vegetační stupně (Skalický): planární. Potenciální vegetace je tvořena lužními lesy podsvazu Ulmenion (zejména FicarioUlmetum campestris), které na vyvýšených místech přecházejí do dubohabřin (svaz Carpinion). Primární bezlesí představovala pouze vodní vegetace. Přirozenou náhradní vegetaci na místě lužních lesů představovaly zaplavované louky svazu Alopecurion pratensis, od jihu sem zasahovala vegetace svazu Cnidion venosi. Kolem vodních ploch je typická vegetace svazů Phragmition communis a Caricion gracilis. Ve vodách (zejména v minulosti) byla přítomna řada typů vegetace svazu Nymphaeion albae. Flóra je spíše uniformní, s výskytem některých mezních prvků. Zasahují sem ještě některé druhy, splavené z vyšších poloh. Fauna regionu je rozhodujícím způsobem pozměněna rozvinutým zemědělstvím, jehož vliv na krajinu silně oslabuje pronikání karpatského elementu. Ve fragmentech lužních lesů kolem regulovaného toku Moravy přežívají
charakteristická společenstva měkkýšů. Ve zbytcích lučních a mokřadních
prostředí přežívají korýši záplavových tůní, přírodním prvkem významným zejména pro ptáky jsou obnovené rybníky. Morava patří do pásma parmového až cejnového, Bečva do parmového pásma Na odlesněných plochách byly dříve převážně louky, v současnosti jsou většinou přeměněny na pole, nebo je jejich druhová skladba postižena intenzifikací zemědělské výroby. Bioregion dosud nemá propracovanou síť chráněných území. O jeho významu však svědčí tři důležitá území: NPP Chropyňský rybník s hodnotnou vodní vegetací a hnízdištěm ptactva, ukázka lužního lesa v NPR Zástudánčí a NPR Žebračka. Dalším chráněným územím je PP Stonáč, rovněž fragment lužní bioty ( Culek, 1996 ).
39
Osevní postupy na lokalitách Plešovec a Skaštice
Rok 1987 1988 1989 1990 1991
Plešovec – půda fluvizem, jílovito - hlinitá Plodina N P2O K2O Řepka 130 50 60 Pšenice 143 72 60 Cukrovka x 120 0 0 Pšenice 120 60 60 Cukrovka x 100 0 0
Výnos 2,6 6,4 39,0 6,2 42,0
Meliorace byly provedeny na 205 ha.
Rok 1987 1988 1989 1990 1991
Skaštice – půda fluvizem, hlinitá Plodina N P2O Kukuřice x 110 90 Pšenice 120 108 Pšenice 121 90 Kukuřice x 90 90 Pšenice 90 50
K2O 60 75 50 75 50
Výnos 41,5 5,3 5,8 42 5,9
Meliorace byly provedeny na 83 ha.
Průměrné měsíční teploty Rok 1993 1994 1995 1996 1997 -0,56 2,58 -0,47 -4,22 -4,7 -2,6 -0,03 4,08 -4,67 1,41 2,03 6,35 3,33 -0,44 3,64 9,7 9,6 9,22 8,8 6,07 15,99 13,69 13,08 14,64 14,5 16,78 17,43 18,48 17,48 17,8 17,35 21,9 21,44 16,87 17,5 18,51 20,25 18,36 18,29 19,2 13,94 15,91 13,23 10,8 13,76 9,6 11,49 10,64 10,08 6,51 0,5 4,51 1,72 6,1 4,28 2,03 1,27 -1,46 -3,71 1,56
Měsíc leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec
1991 -0,07 -3,4 5,9 7,6 10,4 16,1 19,8 18,2 15,5 8 4,2 -2,3
1992 -0,3 1,6 4 8,9 14,3 18,6 20,1 23,2 14,5 7,8 4 -0,9
úhrn průměr
99,93 8,33
115,8 103,27 124,95 111,65 90,02 101,53 106,38 116,66 116,7 9,65 8,61 10,41 9,3 7,52 8,46 8,87 9,72 10,14
1998 0,9 2,41 3,27 11,16 14,28 13,3 19,09 18,9 14,29 9,13 0,84 -2
1999 -0,06 -0,53 5,98 10,63 14,65 17,18 20,37 18,35 17,71 9,45 3,14 -0,21
2000 -6,17 2,97 4,57 12,7 16,04 18,43 17,2 20,02 13,07 13,07 3,35 1,45
40
Měsíc leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec
1991 13,2 24,5 20,6 35,7 69,9 70,7 136,8 69,2 42,4 15,4 111,8 49,4
1992 18 16,9 83,2 35,8 29 83,2 45,8 14,6 45,6 63,7 18,6 71,7
Měsíční úhrny srážek Rok 1993 1994 1995 1996 20,2 33,2 26,2 22 20,7 14,2 28,8 47,9 31 33,9 47,7 27,9 11 68,8 47,3 44,3 84,5 32 157,1 81,8 57,5 25,2 144,7 104,1 80 54,4 126,9 52,5 50,4 121,6 114,6 90,9 37,3 62,6 89,6 72,1 36,1 46,2 0,9 39,8 32,9 14,6 27,6 53,7 76,3 37,8 32,4 10,2
úhrn průměr
659,6 54,97
526,7 43,89
485,4 40,45
669,7 55.80
768,5 64,04
649,9 54,16
1997 15,5 21 23,5 28,6 89,9 61,4 281,4 65,4 55,2 30,2 96,2 35,1
1998 13,9 8,1 21,7 36 41,3 98,4 73,7 59,4 151,8 109,7 22,6 21,7
1999 11,3 32,2 58,3 86,7 53,7 161,2 49,7 33,8 34,5 28 53,7 30
2000 25 24 82,7 16,8 47,3 63 154,7 44,4 38,5 28,8 90,8 46,9
803,4 66,95
658,3 54,86
633 52,75
662,9 55,24
4.2. Metody stanovení sledovaných prvků ve vodě
Stanovení nitrátového a amonného dusíku Koncentrace nitrátového a amonného dusíku byla zjišťována metodou iontově selektivních elektrod (ISE). Touto metodou při stanovování dusíku jde v prvním stupni o mineralizaci organické látky na principu Kjeldahlově, při němž se dusík převádí kvantitativně na amonné soli. Reakční směs se zalkalizuje a parciální tlak uvolněného amoniaku se měří potenciometricky příslušnou plynovou sondou ( www.mendelu.cz/af ).
41
Klasifikace jakosti povrchových vod
Ukazatel
Měrná jednotka
Třída I
II
III
IV
V
N.NO3
mg / l
<3
<6
< 10
< 13
> = 13
N.NH4
mg / l
< 0,3
< 0,7
<2
<4
>=4
Dle normy ČSN 75.72.21 – klasifikace jakosti povrchových vod, byla meliorační voda na lokalitě Plešovec , dle průměrných hodnot obsahu N.NO3, zařazena do II jakostní třídy a obsahu N.NH4 do V jakostní třídy. Meliorační voda na lokalitě Skaštice, byla jak u obsahu N.NO3, tak i u obsahu N.NH4 zařazena do I jakostní třídy.
4.3. Metody statistického vyhodnocení Porovnávala jsem vzorky melioračních vod odebraných na lokalitě Skaštice a Plešovec v letech 1987 – 1991. Sledovanými a porovnanými ukazateli byly hodnoty amonného a nitrátového dusíku. Hodnoty jednotlivých ukazatelů jsem statisticky zpracovala. Vyhodnotila jsem následující ukazatele: Střední hodnota – charakterizuje obecnou úroveň zkoumaného jevu v daném souboru ( v našem případě aritmetický průměr )
Dále jsem v programu Excel ( Microsoft Office 2000) provedla analýzu variace . Analýza variace ( rozptylu) je jednou z moderních metod pro hodnocení pokusů z oblasti biologického výzkumu.Výsledky analýz, vyjádřené pomocí číselných údajů, vykazují ve svých hodnotách proměnlivost. Tato proměnlivost je důsledkem jednak vlivu faktorů, jejichž účinky v pokuse sledujeme, jednak neznámých vlivů, které nazýváme jako náhodné vlivy. Úkolem analýzy rozptylu je rozčlenit celkovou variabilitu ( celkovou proměnlivost materiálu) na dílčí složky podle vlivu jednotlivých faktorů a na složku reziduální ( odpovídající náhodným vlivům) . Testovým kriteriem je Snedecorova hodnota
42
F-rozdělení, kterou určíme podle vztahu : F = MSA / MSB MSA – průměrná čtvercová odchylka skupiny ( jednotlivými roky ) MSB - průměrná čtvercová odchylka jedinců ( jednotlivé koncentrace) Vypočítaná hodnota se porovnává s tabulkovou hodnotou F-hodnot pro zvolenou hladinu významnosti α = 0,05 nebo α = 0,01 a pro stupně volnosti čitatele ( tj. stupně volnosti skupin k-1) a stupně volnosti jmenovatele ( tj. stupně volnosti rezidua n – k). V mém případě pracoval počítačový program s hladinou významnosti α = 0,05.
Rozhodující pravidlo platí obdobně jako u testování průkaznosti rozdílů dvou středních hodnot tj. : Fvyp < Ftab ………H0 se nezamítá Fvyp > Ftab………. H0 se zamítá
V případě, že nulová hypotéza je na základě testu zamítnuta, existuje alespoň v jedné dvojici průměrů skupin průkazný rozdíl. Průkazný rozdíl však může být u více kombinací nebo dokonce u všech možností kombinací mezi testovanými průměry. Chceme–li znát konkrétní dvojici mezi nimiž je průkazný rozdíl, musíme použít některou z metod následného testování, které navazují na analýzu rozptylu ( Stávková, 1998 ).
43
5.Výsledky práce a diskuse
5.1. Výsledky
Rozbor melioračních vod v oblasti Plešovec Číslo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Datum odběru 6.1.1987 24.2.1987 9.4.1987 5.5.1987 19.5.1987 3.7.1987 11.8.1987 31.8.1987 23.9.1987 16.10.1987 11.11.1987 23.11.1987 21.12.1987 15.1.1988 16.2.1988 9.3.1988 30.3.1988 15.4.1988 25.5.1988 16.6.1988 5.7.1988 10.8.1988 30.8.1988 20.9.1988 7.10.1988 24.10.1988 18.1.1989 15.2.1989
N . NO3 0 0 14,93 0,98 2,55 7,27 4,29 2,57 2,29 1,8 2,19 2,03 0,15 4,54 8,27 19,53 5,25 4,54 1,62 6,7 3,09 0,48 0,01 0,02 0,04 40,69 0,97 0,85
N . NH4 2,8 2 6 3,2 0,52 0,3 2,16 0,27 1,34 4,5 1,6 1,2 0,2 0,84 0,2 1,76 0,2 0,8 11 0,5 0 0,9 0,9 5 12 20 20 19
Číslo 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55
Datum odběru 16.3.1989 13.4.1989 11.5.1989 10.7.1989 4.8.1989 29.8.1989 1.9.1989 23.10.1989 22.11.1989 14.2.1990 15.3.1990 12.4.1990 8.5.1990 4.6.1990 9.7.1990 9.8.1990 12.9.1990 11.10.1990 12.11.1990 11.1.1991 6.3.1991 5.4.1991 8.5.1991 12.6.1991 16.7.1991 22.8.1991 24.9.1991
N . NO3 N . NH4 0,16 5 0,19 8 0,61 23,41 2,57 7 3,62 0,2 2,77 0 5,36 0 0,008 6 13,14 0,7 0,15 2 4,99 0,54 0,018 0,1 0,07 30 6,14 0,4 5,89 0,4 2,3 36 2,18 0,5 1,81 0,1 0,03 0,6 1,74 8 0 12 3,33 0,5 9,96 0,36 5,25 0,76 2,65 5 0,35 0,1 0,01 0,44
44
Graf č. 1
hodnoty N.NO3 ( mg / l )
Rozbor meliorační vody obsahu N.NO3 na lokalitě Plešovec 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 1 jsou vykazovány hodnoty N.NO3 na lokalitě Plešovec. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny roce 1988 v měsíci listopadu, kdy se hodnota zvýšila až na 40, 69 mg / l. Nejnižší hodnota byla dosažena v lednu a únoru roku 1987 a to 0,0 mg / l.
Graf č. 2
hodnoty N.NH4 ( mg / l )
Rozbor meliorační vody obsahu N.NH4 na lokalitě Plešovec 40 35 30 25 20 15 10 5 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 2 jsou vykazovány hodnoty N.NH4 na lokalitě Plešovec. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1990 v měsíci srpnu a to 36,0 mg / l. Nejnižší hodnota byla dosažena v srpnu a září roku 1989 a to 0,0 mg / l.
45
Rozbor melioračních vod z oblasti Skaštice
Číslo Datum odběru N . NO3 1 6.1.1987 0 2 24.2.1987 1,41 3 9.4.1987 1,39 4 5.5.1987 1,6 5 19.5.1987 2,58 6 3.7.1987 4,36 7 11.8.1987 3 8 31.8.1987 2,58 9 23.9.1987 2,71 10 16.10.1987 2,39 11 11.11.1987 1,42 12 23.11.1987 2,61 13 21.12.1987 6,19 14 15.1.1988 3,08 15 16.2.1988 3,57 16 9.3.1988 4,58 17 30.3.1988 3,24 18 15.4.1988 3,54 19 25.5.1988 2,77 20 16.6.1988 1,77 21 5.7.1988 3,09 22 10.8.1988 2,65 23 30.8.1988 2,16 24 20.9.1988 2,05 25 7.10.1988 2,1 26 24.10.1988 2,42 27 18.1.1989 1,76 28 15.2.1989 2,11 29 16.3.1989 1,91
N . NH4 2,8 1,7 0,36 0,52 0 0,2 0 0 0 0 0 0,13 0,1 0 0 0,06 0 0,24 0 0 0 0,2 0 0,2 0 0,98 0,1 0 0,1
Číslo Datum odběru N . NO3 N . NH4 30 13.4.1989 1,72 0,06 31 11.5.1989 1,49 0 32 10.7.1989 2,1 0 33 4.8.1989 1,67 0 34 29.8.1989 1,21 0 35 1.9.1989 2,49 0 36 23.10.1989 0,063 0 37 22.11.1989 2,49 0,1 38 14.2.1990 3,33 0,1 39 15.3.1990 0,04 0,15 40 12.4.1990 0,11 0 41 8.5.1990 0,014 0 42 4.6.1990 0,36 0 43 9.7.1990 1,29 0 44 9.8.1990 1,08 0 45 12.9.1990 0,53 0,1 46 11.10.1990 0,72 0,15 47 12.11.1990 0,32 0 48 11.1.1991 0,58 0 49 6.3.1991 0,01 0 50 5.4.1991 0,84 0,1 51 8.5.1991 1,77 0,54 52 12.6.1991 0,75 1,8 53 16.7.1991 0,97 1,4 54 22.8.1991 0,35 0,1 55 24.9.1991 0,32 0,17
46
Graf č. 3
hodnoty N.NO 3 ( mg / l )
Rozbor meliorační vody obsahu N.NO3 na lokalitě Skaštice 7 6 5 4 3 2 1 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 3 jsou vykazovány hodnoty N.NO3 na lokalitě Skaštice. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1987 v měsíci prosinci a to 6,19 mg / l. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v měsíci lednu roku 1987 a to 0,0 mg / l.
Graf č. 4 Rozbor meliorační vody obsahu N.NH4 na lokalitě Skaštice
hodnoty N.NH4 ( mg / l )
3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 4 jsou vykazovány hodnoty N.NH4 na lokalitě Skaštice. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1987 v měsíci lednu a to 2,8 mg / l. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v období květen až říjen roku 1989 a to 0,0 mg / l, stejné hodnoty byly naměřeny v roce 1990 v období duben až srpen.
47
Rozbor půd na obsah Nmin ( mg / kg ) v oblasti Plešovec Č.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43
Datum odběru
6.1.1987 24.2.1987 9.4.1987 5.5.1987 19.5.1987 3.7.1987 11.8.1987 31.8.1987 23.9.1987 16.10.1987 11.11.1987 23.11.1987 21.12.1987 15.1.1988 16.2.1988 9.3.1988 30.3.1988 15.4.1988 25.5.1988 16.6.1988 5.7.1988 10.8.1988 30.8.1988 20.9.1988 7.10.1988 24.10.1988 18.1.1989 15.2.1989 16.3.1989 13.4.1989 11.5.1989 10.7.1989 4.8.1989 29.8.1989 1.9.1989 23.10.1989 22.11.1989 14.2.1990 15.3.1990 12.4.1990 8.5.1990 4.6.1990 9.7.1990
N . NO3 14,8 5,9 39,1 11,1 22,3 4,7 5,4 38,3 12,9 10,2 13,8 5,4 17,3 7,5 1,5 35,7 4,4 7,8 27,3 1,3 2 20,7 13,4 36,3 1,7 25,7 4,6 5,1 4,8 10,2 12,6 30,4 12,8 6 1,1 19,1 24,5 19,8 46,8 7 26,1 7,8 12,4
0 - 20 N . NH4 1,4 1,3 1,1 3,9 27 1,1 1,1 1,8 1,6 0,7 1,7 1,1 1,8 1,6 1,4 0,8 1,1 0,2 12,4 1,1 1,7 12 5,1 11,1 2,2 0,5 0,7 0,8 0,6 1,5 1 0,8 0,2 0,8 0,9 1,3 0,1 0,4 5,7 3,3 0,7 0,1 4,1
O.V 24,8 21,8 29,2 16,4 22,75 22,8 21,05 26,35 20,6 21,75 21 25,2 28,8 27,4 27,25 22,45 19,8 19,75 19,35 28,4 21,5 16,8 21,8 23,75 17,35 21,75 25,6 25,2 21,3 21,4 26,5 18 14,35 14,6 13,15 18,45 11,65 19,45 21,45 19,05 18,5 11,7 12,75
Hloubka ( cm ) 20 - 40 40 - 60 N . NO3 N . NH4 O . V N . NO3 N . NH4 16,4 1,4 24,5 10 0,7 27,6 1,1 20,35 30,9 0,9 5,5 0,8 23,45 2,8 0,4 26 0,8 20,3 23,3 0,8 21,9 1,5 19,85 16 0,6 6,4 1,4 18,75 4,9 0,9 7,9 1 19,45 11,8 0,3 22,7 1,3 24,15 18,4 1,9 8,9 1,1 18,7 6,2 0,7 4 0,4 20,15 3,5 0,4 6,3 2,4 24,25 15,5 1,2 4,8 3,9 20,9 9 0,6 25,5 0,9 23,8 27,46 0,8 10,4 0,5 21,25 11,9 0,1 3,4 0,2 24,05 4,8 0,1 4,6 0,4 19,3 5,6 0,1 1,5 0,9 18,65 1,9 0,3 9,6 0,2 24,7 13,9 0,1 22,8 1,3 21,35 1,5 0,9 1,1 2,1 23,4 0,7 0,9 1,7 1,1 18,7 1,9 0,6 2,3 1 13,8 2 0,6 3,3 1 21,35 2,7 0,5 7 0,6 21,65 5,9 0,3 7,9 1,4 20,45 5,8 1,2 14,3 0,1 23,75 11,8 0,2 7,1 1,2 24,2 3,6 0,1 19,2 1,5 20 9,9 1,2 30,3 0,8 22,55 15,7 0,6 9,3 0,2 20,9 6,5 0,9 16,1 0,6 24,7 10,3 0,2 7,4 0,4 18,95 8,2 0,2 2,6 0,6 16,25 2,9 1 6,7 1 15,8 6,9 0,7 10,6 1 18,6 6,5 1,5 22,5 1,1 20,1 17,5 0,6 14,1 0,4 15,9 8,6 0,1 23,1 1,5 17,9 18,3 1,1 32,1 8,2 18,1 12 0,1 4 3,4 26,15 2,3 2,3 25,3 0,8 20,55 24,8 0,4 20,1 0,1 22,5 22,8 0,2 8,8 0,6 22 4,5 0,5
O.V 23,2 20,9 22,15 19,9 19,6 20,1 21,45 22,5 17,8 21,05 22,05 20,3 23,05 18,95 22,65 21 26,6 23,3 17,75 18,75 17,35 13,05 12,45 22,1 18,25 21,7 23 23,75 17,8 19,75 19,4 19,3 18,05 17,25 18,66 13,1 13,85 16,75 20,15 21,1 19,2 17,8 21,4
48
44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55
9.8.1990 12.9.1990 11.10.1990 12.11.1990 11.1.1991 6.3.1991 5.4.1991 8.5.1991 12.6.1991 16.7.1991 22.8.1991 24.9.1991
2,1 73,8 5,3 7,2 2,7 12,2 29 2,2 2,1 5,5 28,1 3,6
0,6 0,5 0,8 0,5 0,1 0,1 0,5 1,5 0,4 1,8 0,9 0,1
15,4 20,9 22,3 20,7 23,15 27,95 16,6 21,9 14,8 18,25 17,85 20,7
1,8 22,9 16,7 12,5 3,7 11,8 20,1 11,5 6,7 6,18 4,1 2
0,4 0,1 0,6 0,5 0,6 0,7 0,5 1,9 0,1 0,8 0,2 0,2
16,5 21,4 23,05 23 23,5 24,95 22,9 22 20,1 20,75 17,56 18,5
1,4 35,2 19,6 12,4 1,5 14,1 17,1 18,2 8,1 10,81 3,6 1,6
0,5 0,1 0,6 0,4 0,5 0,1 0,6 1,05 0,1 1,9 0,1 0,2
16 18,7 22,5 19,5 16,95 19,75 21,75 19,7 18,6 25 17,4 18
Graf č. 5
hodnoty N.NO3 ( mg / kg )
Rozbor půdy obsahu N.NO3 na lokalitě Plešovec v hloubce 0 - 20 ( cm ) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 5 jsou vykazovány hodnoty N.NO3 na lokalitě Plešovec. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1990 v měsíci září a to 73,8 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v měsíci září roku 1989 a to 1,1 mg / kg.
49
Graf č. 6 Rozbor půdy obsahu N.NO3 na lokalitě Plešovec v hloubce 20 40 ( cm )
hodnoty N.NO3 ( mg / kg )
35 30 25 20 15 10 5 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 6 jsou vykazovány hodnoty N.NO3 na lokalitě Plešovec. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1990 v měsíci březnu a to 32,1 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v měsíci březnu roku 1988 a to 1,5 mg / kg.
Graf č. 7
hodnoty N.NO3 ( mg / kg )
Rozbor půdy obsahu N.NO3 na lokalitě Plešovec v hloubce 40 60 ( cm ) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 7 jsou vykazovány hodnoty N.NO3 na lokalitě Plešovec. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1990 v měsíci září a to 35,2 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v měsíci červnu roku 1988 a to 0,7 mg / kg.
50
Graf č. 8
hodnoty N.NH4 ( mg / kg )
Rozbor půdy obsahu N.NH4 na lokalitě Plešovec v hloubce 0 - 20 ( cm ) 30 25 20 15 10 5 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 8 jsou vykazovány hodnoty N.NH4 na lokalitě Plešovec. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1987 v měsíci květnu a to 27,0 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v zimních měsících měsíci každého roku a to 0,1 mg / kg.
Graf č. 9
hodnoty N.NH 4 ( mg / kg )
Rozbor půdy obsahu N.NH4 na lokalitě Plešovec v hloubce 20 - 40 ( cm ) 10 8 6 4 2 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 9 jsou vykazovány hodnoty N.NH4 na lokalitě Plešovec. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1990 v měsíci březnu a to 8,2 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v měsíci únoru roku 1988 a to 0,2 mg / kg. Graf č. 10
51
hodnoty N.NH4 ( mg / kg )
Rozbor půdy obsahu N.NH4 na lokalitě Plešovec v hloubce 40 - 6O ( cm ) 2,5 2 1,5 1 0,5 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 10 jsou vykazovány hodnoty N.NH4 na lokalitě Plešovec. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1990 v měsíci dubnu a to 2,3 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v zimních měsících každého roku a to 0,1 mg / kg.
Graf č. 11
O.V ( % )
Obsah vody v půdě na lokalitě Plešovec v hloubce 0 - 20 ( cm ) 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 11 jsou vykazovány hodnoty obsahu vody v půdě na lokalitě Plešovec. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v měsíci dubnu roku 1987 a to 29, 2 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v červnu roku 1990 a to 11,7 mg / kg.
Graf č. 12
52
Obsah vody v půdě na lokalitě Plešovec v hloubce 20 - 4O ( cm ) 28 26 O.V ( % )
24 22 20 18 16 14 12 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 12 jsou vykazovány hodnoty obsahu vody v půdě na lokalitě Plešovec. Nejvyšší hodnota byla naměřen měsíci dubnu roku 1990 a to 26,15 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v srpnu roku 1988 a to 13,8 mg / kg.
Graf č. 13 Obsah vody v půdě na lokalitě Plešovec v hloubce 40 - 60 ( cm ) 28 26 O.V ( % )
24 22 20 18 16 14 12 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 13 jsou vykazovány hodnoty obsahu vody v půdě na lokalitě Plešovec. Nejvyšší hodnota byla naměřena v březnu roku 1988 a to 26,6 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v srpnu roku 1988 a to 13,05 mg / kg.
53
Rozbor půd na obsah Nmin ( mg / kg ) v oblasti Skaštice Č.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43
Datum odběru
6.1.1987 24.2.1987 9.4.1987 5.5.1987 19.5.1987 3.7.1987 11.8.1987 31.8.1987 23.9.1987 16.10.1987 11.11.1987 23.11.1987 21.12.1987 15.1.1988 16.2.1988 9.3.1988 30.3.1988 15.4.1988 25.5.1988 16.6.1988 5.7.1988 10.8.1988 30.8.1988 20.9.1988 7.10.1988 24.10.1988 18.1.1989 15.2.1989 16.3.1989 13.4.1989 11.5.1989 10.7.1989 4.8.1989 29.8.1989 1.9.1989 23.10.1989 22.11.1989 14.2.1990 15.3.1990 12.4.1990 8.5.1990 4.6.1990 9.7.1990
0 - 20 N . NO3 N . NH4 20,2 0,7 21,7 0,6 4,3 2,1 21,5 1,8 14,6 1,1 5,7 1,8 21,3 12,3 3 2,1 4,2 3,1 2,4 1 6,6 0,2 14,9 1,3 9,7 1,3 3,2 0,6 11,9 0,5 11,9 3,5 10,9 0,5 1,7 0,6 2,4 1,4 15,6 1,2 32,9 6,2 8,5 2,1 37,5 1,3 19,1 2,3 4,6 1,6 20 1,2 8,4 0,7 19,8 2,3 5,9 1,4 5,8 1,4 4,3 0,6 6,4 1,4 105 134 31,8 1,3 11,1 1,2 5,7 0,8 2,9 1,5 179 68,7 43,7 1,2 24,6 1,6 2,8 0,7 4,5 11,9 28,9 5,6
O.V 17,9 15,65 19,5 20 18,9 18,45 17,75 19,05 18,65 16,65 18,1 16,9 17,4 19,5 22,5 23,6 21,6 21,2 19,55 24,1 21,05 18,9 18,2 17,35 18,45 17,55 15,85 16,9 22,3 19,7 18,2 17,6 17,9 16,55 16,6 16,7 16,6 12,65 13,95 18,6 17,75 18 14,7
Hloubka ( cm ) 20 - 40 N . NO3 N . NH4 O . V 8,4 0,7 15,7 7,7 0,7 17,05 37,1 1,1 19 27,3 0,6 19,25 24 1,2 18,3 27,8 0,9 19 27,7 2,8 14,05 4,1 0,9 20,1 3,7 2,1 18,55 2,7 0,6 14,7 5,8 1,3 14,8 4,5 0,9 13,3 6,2 1,2 14,25 7,4 0,9 15,5 11,8 0,5 20,3 13,7 1,1 20,2 8 0,5 20,2 7,9 0,6 19,65 8 0,6 20,25 8,5 0,5 18,65 12,8 1,1 19,75 7,6 1,2 12,95 27,8 0,6 20,7 9 0,5 16,15 2,5 0,8 16,2 8,4 0,7 17,35 1 1,2 15,6 2,1 0,1 16,45 16,5 0,2 18,95 16,7 1,6 19,6 19,9 0,7 14,25 14,2 1,3 19,85 19,7 0,2 16,45 14,1 1,6 17,65 15,5 0,6 15,1 7,6 2 15,95 4,3 1,6 18,15 29,3 4 17,4 29,5 0,2 16,2 21,4 0,95 15,9 16,7 0,5 19,5 31 2,3 20,4 24,9 3,4 16,1
40 - 60 N . NO3 N . NH4 3,8 0,7 2,3 0,4 21,8 0,4 19,8 0,5 31 0,8 34,1 0,7 26,7 1,4 2,7 0,5 3 1,1 7,2 0,3 2 0,6 7,1 0,7 5,2 1 13,9 1,2 13,9 0,5 10,4 0,5 7 0,1 8,3 0,2 8,1 0,1 10,9 0,8 9,1 0,3 11,8 0,4 16,4 0,1 8,6 0,5 3,6 0,3 11,8 0,2 0,8 0,8 2,2 0,1 13,5 0,4 17,8 1,1 23,3 0,6 17,7 0,7 12,2 0,4 9,8 0,8 30 0,9 4,5 0,9 11,6 1,4 13,4 0,9 28,5 0,1 11,9 1,5 14 0,4 29,9 2 27,1 1
O.V 17,3 16 14,5 20 19,6 18,8 17,5 18,7 19,05 14,6 16,3 14,35 18,4 18,25 19,8 19,75 19,35 19,85 19,65 20,2 19,15 18,25 16,6 12,47 17,25 18,15 15,85 17,7 19,4 18,2 16,65 19,45 19,2 17,05 13,5 14,65 17 15,65 13,45 16,1 19,05 19,25 17,95
54
44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55
9.8.1990 12.9.1990 11.10.1990 12.11.1990 11.1.1991 6.3.1991 5.4.1991 8.5.1991 12.6.1991 16.7.1991 22.8.1991 24.9.1991
4,1 5,6 16,3 5,1 10,1 4 14,9 12 3,9 11,2 0,86 2,3
0,5 1 0,1 0,5 0,6 0,3 2,2 0,5 1 0,6 1,5 0,3
18,25 19,35 16 17,4 20 15,65 22,4 17 21,15 18,1 13 13,15
3,1 4,5 6,3 31,2 12,5 12,9 26 7,4 20,1 20,6 0,64 2,5
0,2 0,6 0,1 0,5 0,5 0,6 1,9 0,6 2 0,7 1,2 0,3
16,1 17,6 15,15 17,7 19,5 19 21,4 19,05 21,2 21,35 13 13,55
2,1 3,6 3,6 17,6 13 1,1 20,3 12,4 16,3 19,2 11,85 3,4
0,4 1 0,1 0,5 0,5 1 0,7 0,7 1,3 0,1 0,1 0,1
15,5 17,15 14,4 17 19 18 26,65 17,5 19,45 17,5 15,6 13,75
Graf č. 14
hodnoty N.NO3 ( mg / kg )
Rozbor půdy obsahu N.NO3 na lokalitě Skaštice v hloubce 0 - 20 ( cm ) 200 150 100 50 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 14 jsou vykazovány hodnoty N.NO3 na lokalitě Skaštice. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1990 v měsíci únoru a to 179,0 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v měsíci červenci a to 0,86 mg / kg.
55
Graf č. 15
hodnoty N.NO3 ( mg / kg )
Rozbor půdy obsahu N.NO3 na lokalitě Skaštice v hloubce 20 - 40 ( cm ) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 15 jsou vykazovány hodnoty N.NO3 na lokalitě Skaštice. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1987 v měsíci lednu a to 37,1 mg / kg.
Nejnižších hodnot bylo
dosaženo v lednu roku 1889 a to 1,0 mg / kg.
Graf č. 16
hodnoty N.NO3 ( mg / kg )
Rozbor půdy obsahu N.NO3 na lokalitě Skaštice v hloubce 40 - 60 ( cm ) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 16 jsou vykazovány hodnoty N.NO3 na lokalitě Skaštice. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1987 v měsíci červenci a to 34,1 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v lednu roku 1889 a to 0,8 mg / kg.
56
Graf č. 17
hodnoty N.NH4 ( mg / kg )
Rozbor půdy obsahu N.NH4 na lokalitě Skaštice v hloubce 0 20 ( cm ) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 17 jsou vykazovány hodnoty N.NH4 na lokalitě Skaštice velmi podobného charakteru pouze s dvěmi většími výjimkami. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1989 v měsíci srpnu a to 134,0 mg / kg a dále v roce 1990 v měsíci únoru a to 68,7 mg / kg. Nízké hodnoty se objevují v průběhu celého měření a to v rozmezí od 0,1– 12,3 mg / kg.
Graf č. 18
hodnoty N.NH4 ( mg / kg )
Rozbor půdy obsahu N.NH4 na lokalitě Skaštice v hloubce 20 - 40 ( cm ) 5 4 3 2 1 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
57
V grafu č. 18 jsou vykazovány hodnoty N.NH4 na lokalitě Skaštice. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1990 v měsíci únoru a to 4,0 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v měsíci únoru roku 1988 a to 0,5 mg / kg.
Graf č. 19
hodnoty N.NH4 ( mg / kg )
Rozbor půdy obsahu N.NH4 na lokalitě Skaštice v hloubce 40 - 60 ( cm ) 2,5 2 1,5 1 0,5 0 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 19 jsou vykazovány hodnoty N.NH4 na lokalitě Skaštice. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v roce 1990 v měsíci únoru a to 2,0 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v březnu roku 1988 a to 0,1 mg / kg.
Graf č. 20
O.V ( % )
Obsah vody v půdě na lokalitě Skaštice v hloubce 0 - 20 ( cm ) 26 24 22 20 18 16 14 12 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
58
V grafu č. 20 jsou vykazovány hodnoty obsahu vody v půdě na lokalitě Skaštice. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v měsíci červenci roku 1988 a to 24,1 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v únoru roku 1990 a to 12,65 mg / kg.
Graf č. 21
O.V ( % )
Obsah vody v půdě na lokalitě Skaštice v hloubce 20 - 4O ( cm ) 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
V grafu č. 21 jsou vykazovány hodnoty obsahu vody v půdě na lokalitě Skaštice. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v měsíci červnu roku 1991 a to 21,35 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v roce 1991 v měsíci srpnu a to 13,0 mg / kg.
Graf č. 22 Obsah vody v půdě na lokalitě Skaštice v hloubce 40 - 60 ( cm ) 28 26 O.V ( % )
24 22 20 18 16 14 12 7.7.1986
19.11.1987
2.4.1989
15.8.1990
28.12.1991
období ( roky )
59
V grafu č. 22 jsou vykazovány hodnoty obsahu vody v půdě na lokalitě Skaštice. Nejvyšší hodnoty byly naměřeny v březnu roku 1991 a to 26,65 mg / kg. Nejnižších hodnot bylo dosaženo v září roku 1988 a to 12,47 mg / kg.
Tabulky grafu dynamiky
Tabulka č. 1 Y= -1E - 08x4 – 9E - 06x3 - 0,0023x2 + 0,2057x – 1,0688 Y= 3E - 09x4 – 2E - 06x3 - 0,0003x2 - 0,0171x + 1,8723
Hodnoty N.NO3 (mg/l)
Graf dynamiky obsahu N.NO3 v melioračních vodách na lokalitách Plešovec a Skaštice 10 I
8
II
III
IV
V
VI
VII VIII IX X
XI
XII
6 R2 = 0,032
4
Plešovec Skaštice
2 R2 = 0,1366
0 0
30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Období (dny)
Po proložení výsledků nelineární regresí lze konstatovat, že obsah nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec má maximální hodnotu 5 mg / l a na lokalitě Skaštice 4,5 mg / l. Determinační koeficient se pohybuje v rozmezí 0 – 1, čím více se blíží k hodnotě 1, tím vyšší je průkaznost. Stonásobek udává % působení vzájemných faktorů ( vztah mezi časem a koncentrací N.NO3 ve vodě ), zbytek do 100 % jsou nevysvětlitelné vlivy.V Plešovci je vztah mezi koncentrací a časem větší. Ve Skašticích je vyšší průkaznost.
60
Tabulka č. 2 Y= -3E - 09x4 + 2E - 06x3 - 0,0002x2 –0,0028x + 6,9025 Y= 6E - 09x4 – 3E -06x3 + 0,0005x2 -0,0127x + 0,3687
Graf obsahu N.NH4 v melioračních vodách na lokalitách Plešovec a Skaštice
Hodnoty N.NH4 (mg/l)
10 8
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X XI XII 2 R = 0,0207
6 4
Plešovec Skaštice
2
R = 0,035 2 0 -2
0
30
60
90
120 150 180 210 240 270 300 330 360 Období (dny)
Po proložení výsledků nelineární regresí lze konstatovat, že obsah nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec má maximální hodnotu 7 mg / l a na lokalitě Skaštice 2 mg / l. Na obou lokalitách je větší vztah mezi koncentrací a časem, avšak ve Skašticích je vyšší průkaznost. Tabulka č. 3 Y= -3E - 08x4 + 2E - 05x3 - 0,005x2 +0,4627x + 2,1969 Y= -3E - 08x4 + 2E - 05x3 - 0,0038x2 + 0,18x + 22,896
Hodnoty N.NO3 (mg/kg)
Graf dynamiky obsahu N.NO3 v půdě na lokalitách Plešovec a Skaštice v hloubce 0-20 cm 35 30 25 20 15 10 5 0 -5 0 -10
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Plešovec Skaštice R2 = 0,0359 30
60
90
R2 = 0,0356 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Období (dny)
61
Po proložení výsledků nelineární regresí lze konstatovat, že obsah nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec má maximální hodnotu 19 mg / l a na lokalitě Skaštice 24 mg / l. Na obou lokalitách je větší vztah mezi koncentrací a časem, avšak v Plešovci je vyšší průkaznost.
Tabulka č. 4 Y= -9E - 09x4 +1E - 05x3 + 0,0032x2 +0,3184x + 6,846 Y= 1E - 08x4 – 4E - 06x3 - 0,0002x2 +0,1964x + 5,2338
Hodnoty N.NO3 (mg/kg)
Graf dynamiky obsahu N.NO3 v půdě na lokalitách Plešovec a Skaštice v hloubce 20-40 cm 30 I
25
II
III
IV
V
VI
20
VII
VIII
IX
X
XI
XII
R2 = 0,2431 Plešovec Skaštice
15 10
R2 = 0,1612
5 0 0
30
60
90
120 150 180 210 240 270 300 330 360 Období (dny)
Po proložení výsledků nelineární regresí lze konstatovat, že obsah nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec má maximální hodnotu 20 mg / l a na lokalitě Skaštice 20 mg / l. Průkaznost je vyšší na lokalitě Skaštice.
62
Tabulka č. 5 Y= -4E - 09x4 + 6E - 06x3 - 0,0021x2 +0,2313x + 5,0946 Y= 3E - 08x4 – 2E - 05x3 + 0,0031x2 –0,0806x + 7,8535
Hodnoty N.NO3 (mg/kg)
Graf dynamiky obsahu N.NO3 v půdě na lokalitách Plešovec a Skaštice v hloubce 40-60 cm 30 25
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
20
IX
X
XI
XII
R2 = 0,2804
Plešovec Skaštice
15 10 R2 = 0,1214
5 0 0
30
60
90
120 150 180 210 240 270 300 330 360 Období (dny)
Po proložení výsledků nelineární regresí lze konstatovat, že obsah nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec má maximální hodnotu 22 mg / l a na lokalitě Skaštice 20 mg / l. Průkaznost je vyšší na lokalitě Skaštice. Tabulka č. 6 Y= 7E - 09x4 – 4E - 06x3 + 0,0008x2 -0,0238x + 0,8516 Y= 9E - 09x4 – 9E - 06x3 + 0,0024x2 –0,2106x + 9,1409
Hodnoty N.NH4 (mg/kg)
Graf dynamiky obsahu N.NH4 v půdě na lokalitách Plešovec a Skaštice v hloubce 0-20 cm 12 10 8 6 4 2 0 -2 0 -4 -6
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
R2 = 0,0172 2
R = 0,0656 30
60
90
120 150 180 210 240 270 300 330 360
Období (dny)
Plešovec Skaštice
63
Po proložení výsledků nelineární regresí lze konstatovat, že obsah nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec má maximální hodnotu 4 mg / l a na lokalitě Skaštice 9 mg / l. Průkaznost je vyšší na lokalitě Plešovec.
Tabulka č. 7 Y= -2E - 09x4 +1E - 06x3 - 0,0004x2 +0,0356x + 0,5177 Y= 1E - 09x4 – 9E - 07x3 + 0,0002x2 - 0,0117x + 1,0804
Hodnoty N.NH4 (mg/kg)
Graf dynamiky obsahu N.NH4 v půdě na lokalitách Plešovec a Skaštice v hloubce 20-40 cm 2 I
II
III
IV
V
VI
VII VIII
1,5
IX
X
XI
XII
R2 = 0,02 Plešovec Skaštice
1 2
R = 0,0626
0,5 0 0
30
60
90
120 150 180 210 240 270 300 330 360 Období (dny)
Po proložení výsledků nelineární regresí lze konstatovat, že obsah nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec má maximální hodnotu 1,5 mg / l a na lokalitě Skaštice 1,3 mg / l. Průkaznost je vyšší na lokalitě Plešovec.
64
Tabulka č. 8 Y= 3E - 10x4 –2E-07x3 + 4E - 05x2 -0,0005x + 0,4552 Y= 2E - 09x4 – 1E - 06x3 + 0,0002x2 - 0,0167x + 0,9263
Hodnoty N.NH4 (mg/kg)
Graf dynamiky obsahu N.NH4 v půdě na lokalitách Plešovec a Skaštice v hloubce 40-60 cm 1,3 I
1,1
II
III
IV
V
VI
VII VIII IX
X
XI
XII
R2 = 0,0888
0,9
Plešovec Skaštice
R2 = 0,0232
0,7 0,5 0,3 0
30
60
90
120
150
180
210 240
270
300
330
360
Období (dny)
Po proložení výsledků nelineární regresí lze konstatovat, že obsah nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec má maximální hodnotu 0,7 mg / l a na lokalitě Skaštice 1,3 mg / l. Průkaznost je vyšší na lokalitě Skaštice. Tabulka č. 9 Y= 4E - 10x4 +3E - 07x3 – 1E -05x2 -0,0469x + 25,86 Y= 3E - 09x4 – 2E - 06x3 + 0,0002x2 +0,011x + 17,663
Hodnoty O.V ( % )
Graf dynamiky obsahu vody v půdě na lokalitách Plešovec a Skaštice v hloubce 0-20 cm 29 27 25 23 21 19 17 15
I
II
III
IV
V
VI VII
VIII IX
X
XI
XII
R2 = 0,2296
Plešovec Skaštice
R2 = 0,1437 0
30
60
90
120 150 180 210 240 270 300 330 360 Období (dny)
Po proložení výsledků nelineární regresí lze konstatovat, že obsah nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec má maximální hodnotu 26 mg / l a na lokalitě Skaštice 18 mg / l. Průkaznost je vyšší na lokalitě Plešovec.
65
Tabulka č. 10 Y= 1E - 09x4 – 2E - 07x3 – 5E - 05x2 -0,0033x + 22,588 Y= 2E - 11x4 +6E - 07x3 - 0,0004x2 +0,0664x + 15,764
Graf dynamiky obsahu vody v půdě na lokalitách Plešovec a Skaštice v hloubce 20-40 cm
Hodnoty O.V ( % )
25 I
23
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
R2 = 0,1661
21
Plešovec Skaštice
19 R2 = 0,2786
17 15 0
30
60
90
120 150 180 210 240 270 300 330 360 Období (dny)
Po proložení výsledků nelineární regresí lze konstatovat, že obsah nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec má maximální hodnotu 24 mg / l a na lokalitě Skaštice 19 mg / . Průkaznost je vyšší na lokalitě Skaštice. Tabulka č. 11 Y= -7E - 10x4 – 1E -06x3 - 0,0005x2 +0,0414x + 20,024 Y= 8E - 09x4 – 5E - 06x3 + 0,0009x2 - 0,039x + 17,9
Hodnoty O.V ( % )
Graf dynamiky obsahu vody v půdě na lokalitách Plešovec a Skaštice v hloubce 40-60 cm 23 22 21 20 19 18 17 16 15
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
R2 = 0,1273
Plešovec Skaštice
R2 = 0,2661
0
30
60
90
120 150 180 210 240 270 300 330 360 Období (dny)
66
Po proložení výsledků nelineární regresí lze konstatovat, že obsah nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec má maximální hodnotu 21,5 mg / l a na lokalitě Skaštice 19 mg / l. Průkaznost je vyšší na lokalitě Skaštice.
Korelační vztah mezi obsahem vody a rozborem půdy na obsah N.NO3 v oblasti Plešovec. Graf korelace č. 1
hodnota korelace
0,1 0,05
P3
0 P4
-0,05 -0,1
Hodnota k
P6
P1
P7
P5
P2 -0,15 číslo posunutí
Statistickou analýzou nebyl prokázán vztah mezi obsahem vody a rozborem půdy na obsah N.NO3 v oblasti Plešovec.
Korelační vztah mezi obsahem vody a rozborem půdy na obah N.NH4 v oblasti Plešovec Graf korelace č.2
hodnota korelace
0,15 0,1
P3
P5
0,05 0
P4
-0,05 -0,1
Hodnota k P6
P1
P7
-0,15 -0,2
P2
-0,25 číslo posunutí
Statistickou analýzou nebyl prokázán vztah mezi obsahem vody a rozborem půdy na obsah N.NH4 v oblasti Plešovec. Jakýsi trend se však objevuje ve druhém měsíci, ale není to dostatečně průkazné.
67
Korelační vztah mezi obsahem vody a rozborem půdy na obah N . NO3 v oblasti Skaštice.
hodnota korelace
Graf korelace č.3 0,1 0,05 0 -0,05 -0,1 -0,15 -0,2 -0,25 -0,3 -0,35 -0,4
P1 P2 P6 P5
P3
Hodnota k P7
P4
číslo posunutí
Statistickou analýzou byl prokázán vztah mezi obsahem vody a rozborem půdy na obsah N.NO3 v oblasti Skaštice. Bylo prokázáno, čím více je nitrátového dusíku v půdě, tím méně je ho v meliorační vodě.
Korelační vztah mezi obsahem vody a rozborem půdy na obah N . NH4 v oblasti Skaštice. Graf korelace č.4 0,3 hodnota korelace
0,2
P7 P6
0,1
P5
0 P1
P4
-0,1 -0,2 -0,3
Hodnota k
P2 P3
-0,4 číslo posunutí
Statistickou analýzou byl prokázán vztah mezi obsahem vody a rozborem půdy na obsah N.NH4 v oblasti Skaštice. Bylo prokázáno, čím více je amonného dusíku v půdě, tím méně je ho v meliorační vodě.
68
Korelační vztah mezi obsahem vody (N.NO3) a rozborem půdy (N.NH4)v oblasti Plešovec. Graf korelace č.5 0,15
P4 P3
honota korelace
0,1 0,05
P6
0
P5
-0,05
Hodnota k
P2
-0,1 -0,15 -0,2
P7 P1
-0,25 číslo posunutí
Statistickou analýzou nebyl prokázán vztah mezi obsahem vody ( N.NO3 ) a rozborem půdy ( N.NH4 )v oblasti Plešovec. Jakýsi trend se však objevuje ve prvním měsíci, ale není to dostatečně průkazné.
Korelační vztah mezi obsahem vody (N.NO3) a rozborem půdy (N.NH4)v oblasti Skaštice. Graf korelace č.6 0 hodnota korelace
P1
P6
-0,05 -0,1
P2
-0,15
Hodnota k
P3
-0,2 -0,25
P4
P5 P7
-0,3 číslo posunutí
Statistickou analýzou nebyl prokázán vztah mezi obsahem vody (N.NO3) a rozborem půdy (N.NH4)v oblasti Skaštice. Jakýsi trend se však objevuje ve čtvrtém a sedmém měsíci, ale není to dostatečně průkazné.
69
5.2. Diskuse
K posouzení vztahu obsahu minerálních forem dusíku v půdě a v melioračních vodách bylo prováděno pětileté pozorování na dvou lokalitách v povodí řeky Moravy. Půdně lze obě lokality charakterizovat jako fluvizemě. Vzorky vod byly odebírány v měsíčních intervalech a ve stejných termínech byla vzorkována půda z hloubek 0 – 20, 20 – 40, 40 – 60 cm. V odebraných vodách i půdách byl stanoven obsah nitrátového a amonného dusíku. V předkládané práci jsou výsledky vyhodnoceny jako časové řady za pětileté období a statisticky odvozeny charakteristické ročníkové dynamiky. Krokovou analýzou byl vyhodnocen vztah mezi obsahem minerálních forem dusíku v melioračních vodách. Ročníkové dynamiky obsahu nitrátového dusíku jsou rozdílné podle lokalit. Na těžké půdě v Plešovci je dobře patrná charakteristická dvouvrcholová křivka s jarním a podzimním maximem, kdy právě v tomto období jsou dobré podmínky pro nitrifikaci a obsah nitrátů v půdě a tím i v melioračních vodách se zvyšuje. Letní minimum je vysvětlováno zhoršením podmínek pro nitrifikaci ( dostatek vody ) a odběrem nitrátového dusíku rostlinami ( Bielek, 1984 ). Na střední půdě ve Skašticích je ročníková změna nevýrazná, protože většinu nitrátového dusíku odčerpávají pěstované plodiny. Obsah amonného dusíku v melioračních vodách na lokalitě Plešovec je ve srovnání s literaturou neobyčejně vysoký. Jak uvádí Špička ( 1980 ) hodnoty se v melioračních vodách pohybují obvykle pod 1 mg / l. Vysoké hodnoty na lokalitě Plešovec lze vysvětlit charakterem půdy, neboť se jedná o těžké nivní sedimenty, prodělávající velké objemové změny v závislosti na vlhkosti. V období vysychání dochází k tvorbě trhlin zasahujících až k odvodňovacímu systému. Srážkami je pravděpodobně amonný dusík dopravován přímo k trubkám. Na lokalitě Skaštice k podobným změnám nedochází, neboť amonný dusík je v půdním prostředí nitrifikován a do melioračních vod se nedostane. Průměrné hodnoty v Plešovci jsou 4,86 mg / l a Skašticích jsou 0,23 mg / l. Ročníková dynamika obsahu nitrátového dusíku v povrchovém horizontu je plně v souladu s literaturou, kdy na obou lokalitách je dobře patrné dvouvrcholové rozložení s jarním a podzimním maximem a letním minimem ( viz výše, Bielek, 1984 ). V podpovrchových vrstvách je dvouvrcholové rozložení obsahu nitrátového dusíku v průběhu roku porušeno. Patrné zůstává jarní maximum s výrazným poklesem, způsobeným odběrem dusíku pěstovanými plodinami. To potvrzují i výsledky z hloubky
70
40 – 60 cm, kdy na lokalitě Skaštice nastává jarní maximum až v červnu a minimum v říjnu až listopadu. Na lokalitě Plešovec jsou změny méně výrazné a dají s vysvětlit vysokou pufrační schopností půd dané lokality. Čím je půda těžší, tím je vyšší pufrační schopnost. Ročníková dynamika amonného dusíku je obtížně prokazatelná, neboť amonizace je jeden z biologicky nejpřizpůsobivějších půdních procesů a probíhá přibližně stejnoměrně po celé vegetační období. Obsah v půdě je spíše závislý na intenzitě nitrifikace ( přeměna NH4 na NO3 ) než na vlastní amonizaci. Vyšší hodnoty amonného dusíku v povrchových horizontech byly stanoveny na lokalitě Skaštice. V nižších hloubkách nejsou rozdíly patrné. Na obou lokalitách byla sledována vlhkost půdy ( % hmotnostní ). Z vypočtených dynamik je patrné, že celkově je vyšší vlhkost na lokalitě Plešovec, což zcela odpovídá druhovému charakteru půdy. Ve všech hloubkách je možno pozorovat úbytek vlhkosti v letním období, což odpovídá literárním podkladům ( Nesměrák, 1984 ). V mé práci jsem se pokusila najít vztah mezi obsahem nitrátového a amonného dusíku v půdě a v melioračních vodách. Tato záležitost je však velmi komplikovaná, neboť při pohybu, zejména nitrátového dusíku, dochází k výraznému zpoždění mezi jeho lokálními extrémy v půdě a melioračních vodách. I přes řadu modelů jsou výsledky zatím obtížně zobecnitelné a prakticky nevyužitelné. Otázku jsem řešila krokovou analýzou, kdy jsou postupně hledány vztahy mezi kvalitou půdy a melioračními vodami. Výsledkem je určení časového rozdílu maxim a minim obsahu minerálního dusíku v půdním prostředí a v melioračních vodách. Uvedenou metodou se podařilo prokázat, že na lokalitě Skaštice existuje čtyřměsíční zpoždění v proplavení nitrátového dusíku. Tento výsledek považuji za významný z hlediska ochrany hydrosféry před znečištěním nitrátovým dusíkem.
71
6. Závěr Na lokalitách Plešovec a Skaštice byly v měsíčních intervalech v letech 1987 – 1991 odebírány vzorky melioračních vod. Meliorace byly vybudovány v letech 1905 na lokalitě Plešovec a v 70. letech na lokalitě Skaštice. Plocha, na které byly zřízeny, má výměru 205 a 83 hektarů. Půdně lze obě lokality charakterizovat jako fluvizemě. Území je po vybudování odvodnění stabilizovaný systém, nejsou patrné žádné výrazné výkyvy, které jsou častým průvodním jevem při zřízení odvodňovací soustavy. Oblast jak Plešovec, tak i Skaštice je díky svým příznivým podmínkám vysoce intenzivně zemědělsky využívaná. V oblasti se pěstuje zejména pšenice, cukrovka a kukuřice. Na pozemky jsou aplikována v pravidelných intervalech hnojiva. Pokud je v daném roce pěstována kukuřice nebo cukrovka, je na půdu dodáván včetně umělých hnojiv i hnůj a to v dávce 40 t/ha. Výsledky byly vyhodnoceny jako časové řady za pětileté období a statisticky odvozeny charakteristické ročníkové dynamiky. Krokovou analýzou byl vyhodnocen vztah mezi obsahem minerálních forem dusíku v melioračních vodách. Na základě statistického vyhodnocení výsledků rozborů lze vyslovit tyto závěry:
- U ročníkové dynamiky obsahu nitrátového dusíku na lokalitě Plešovec je dobře patrná charakteristická dvouvrcholová křivka s jarním a podzimním maximem. - Na lokalitě Skaštice je ročníková změna nevýrazná, protože většinu nitrátového dusíku odčerpávají pěstované plodiny. - Obsah amonného dusíku v melioračních vodách na lokalitě Plešovec je neobyčejně vysoký. Průměrné hodnoty jsou 4,86 mg / l, což je V třída jakosti vod. - Na lokalitě Skaštice je obsah amonného dusíku v melioračních vodách nízký. Průměrné hodnoty jsou 0,23 mg / l, což je I třída jakosti vod. - U ročníkové dynamiky obsahu nitrátového dusíku v povrchovém horizontu dochází, že na obou lokalitách je dobře patrné dvouvrcholové rozložení s jarním a podzimním maximem a letním minimem. - V podpovrchových vrstvách je dvouvrcholové rozložení obsahu nitrátového dusíku v průběhu roku porušeno. Patrné zůstává jarní maximum s následným výrazným poklesem. To potvrzují i výsledky z hloubky 40 – 60 cm, kdy na lokalitě Skaštice
72
nastává jarní maximum až v červnu a minimum v říjnu až listopadu. Na lokalitě Plešovec jsou změny méně výrazné. - Ročníková dynamika amonného dusíku je obtížně prokazatelná. Vyšší hodnoty amonného dusíku v povrchových horizontech byly stanoveny na lokalitě Skaštice. V nižších hloubkách nejsou rozdíly patrné. - Na obou lokalitách byla sledována vlhkost půdy. Celkově je vyšší vlhkost na lokalitě Plešovec, což zcela odpovídá druhovému charakteru půdy. Ve všech hloubkách je možno pozorovat úbytek vlhkosti v letním období. - Krokovou metodou se podařilo prokázat, že na lokalitě Skaštice existuje čtyřměsíční zpoždění v proplavení nitrátového dusíku do nižších horizontů půdy, což je významné především z hlediska ochrany hydrosféry. Závěrem mé diplomové práce bych doporučila, aby měření prvků na obou lokalitách bylo delšího charakteru, aby doposud sledované vztahy obsahu minerálních forem dusíku byly dostatečně průkazné.
73
7. Použitá literatura ABD-RU-SHIN. :Ve světle pravdy-Poselství Grálu. Vomperberg : Alexander Bernhardt, 1979. 1096 s.
BIELEK, P. : Dusík v půdě a jeho přeměny. Bratislava, Príroda, 1984. 135 s.
BREMNER, J.M., SHAW, K. : J.Agr. Sci., 1958, 40 s.
CULEK, M. : Biogeogeafické členění ČR. Enigma, Praha 1996, 347s.
ČSN 75.72.21 – norma klasifikace jakosti povrchových vod
FILIP, J. : Krajina,meliorace a vodní hospodářství na přelomu tisíciletí. Mezinárodní vědecká konference : [s.n.], 1999. 85-90 s.
HÁJEK, A. : Vývoj meliorací zemědělské půdy. Národní zemědělské muzeum, Praha, 1991. 99-113 s.
JAMBOR, P. : Zmena podných vlastností v závislosti od vykonaných meliorácií. Praha, Ústav vědeckotechnických informací pro zemědělství, 1982. 48 s.
JŮVA, K. : Dějiny meliorací. Brno, ES VŠZ, 1968. 64 s.
KOHÁK , E. : Zelená svatozář. Praha, SLON, 1998. 204 s.
KOPP, R. Přednášky Hydrochemie, převzato z http:old.mendelu.cz/agro/af/rybari/vyuka/frames.htm
KULAKOVSKÁ, A. :Podné a agrochemické základy dosahovania vysokých úrod. Bratislava, Příroda, 1982. 45 s.
KUNDLER, P. : Albr. Thaer – Archiv, 14, 1970. 191 s.
74
LÍPA, D., WOLF, A. PRUDIL, S. : Vliv odvodnění na kvalitu povrchových a podzemních vod. Brno, MZLU, 1982. 22-34 s.
MAEDOWSOVÁ, D.H. : Překročení mezí. Praha, ARGO a Nadace Eva, 1995. 320 s. MEDVEĎ, M., RÚČKA, M. : Študium dynamiky foriem dusíka využitím izotopu 15N. Záv. Správa, VÚZH Bratislava, 1978
MOLDAN, B. : Ekologie,demokracie. Praha, Trh.Informatorium, 1992. 120 s.
NESMĚRÁK, I. : Analýza časových řad jakosti vod v tocích. SZN, Praha, 1984. 225 s.
NESMĚRÁK, I. : Kvalita vody v tocích ve vztahu k hnojení zemědělských pozemků. Praha, VÚT, 1982. 35-39 s.
ROLSTON, D.E., CERVELLI, S. : In Agrochimical residua – biota interactions in soil aquatic ecosysteme. Vienna,I. E. A., 1980. 189 s.
SANETRNÍK , J. : Meliorace. MZLU, Brno, 1991. 81 s.
STÁVKOVÁ, J. : Biometrika. VŠZ, Brno, 1988. 184 s.
STEVENSON, Atmosférická depozice vázaného dusíku. 1986. 14 s.
ŠARAPATKA, B., DLAPA, P., BEDRNA, Z. : Kvalita a degradace půdy. Olomouc, Univerzita Palackého, 2002. 246 s.
ŠPIČKA, I. : Matematicko statistické vztahy a modely při řešení ochrany povrchových vod před znečištěním. SZN, Praha, 1980. 406 s.
ŠVIHLA, V. : Hydrologický pohled na problematiku znečištění drenážních vod. Brno, MZLU, 1991. 2-3 s.
75
VÁCLAVÍK, F. : O rýhování. Praha : [s.n.], 1869. 116 s.
WEIZSACKER, E.U. : Faktor čtyři. Praha, Ministerstvo životního prostředí, 1996. 331 s.
WITTWER, S.H. : Výzkum technologie výroby potravin v 21. století. Praha, Překlad ÚVTI, 1981. 81 s.
76
8. Přílohy Příloha č. 1
Lokalita Skaštice
77
Příloha č. 2
Lokalita Skaštice Příloha č. 3
Šachty na lokalitě Skaštice
78
Příloha č. 4
Meliorační výusť Příloha č. 5
Meliorační výusť
79
Příloha č. 6
Lokalita Plešovec Příloha č. 7
Lokalita Plešovec
