Složení půdy Půda je různorodý, polydisperzní systém látek skupenství tuhého, kapalného a plynného. Mluvíme o tzv. fázích.
Tuhá fáze půdy – Anorganický podíl
je tvořena podílem anorganickým a organickým.
Anorganický podíl
rozdělujeme podle velikosti zrn do několika kategorií
Kategorie půd jíl
průměr zrn v milimetrech pod 0,001 mm
jemný a střední prach
0,001 - 0,01 mm
II. kategorie - prach
hrubý prach
0,01 - 0,05 mm
III.a IV. kategorie - práškový písek
jemný písek střední písek
0,05 - 0,25 mm 0,25 - 0,5 mm
hrubý písek štěrk kameny
0,5 - 2 mm 2 - 30 mm nad 30 mm
I. kategorie
V. kategorie
- částice jílnaté
- drť, skelet
Tuhá fáze půdy – druhy půd
Podle obsahu částic 0,001 mm, (zastoupení zrn I. kategorie), rozdělujeme půdy na tzv.půdní druhy. Vybrané půdní druhy tvoří půdní skupiny
(Pozn.: půdy se třídí z hlediska fyzikálně petrografického na půdní druhy, a z hlediska genetického na půdní typy; petrgrafie = věda zab. popisem a vlastnostmi hornin). Obsah částic 0,001 mm v procentech
Druh půdy
Skupina půd
0 – 10 10 – 20
písčitá hlinitopísčitá
LEHKÉ
20 – 30 30 – 45
písčitohlinitá hlinitá
STŘEDNÍ
45 – 60 60 – 75 75 - 100
jílovitohlinitá jílovitá jíl
TĚŽKÉ
Charakteristika půdních koloidů
Půdní koloid je částici v půdě o určitém rozměru, která se vzhledem ke svému objemu vyznačuje velkým povrchem. Koloidy jsou nejmenší půdní částečky do velikosti 2 nm Povrchy koloidů se vyznačují negativním nebo pozitivním nábojem. U většiny koloidů převládají elektronegativní náboje. Koloidy mají různý původ a mohou vytvářejí komplexy s různými látkami, např. minerální komplexy s ionty Fe, Al, Ca, Mg.
Koloidní částice
Nejjemnější jílovité půdní částice velikosti 1.10 -7 – 1.10-9 m mají koloidní charakter. Uplatňují se u nich některé významné vlastnosti především : Sorpce - je schopnost koloidního jílu poutat na svém povrchu elektricky nabité částice a - jádro koloidní micely
Koloidní micela je pevného jádra a elektrického dvojvrství, které je tvořeno nabíjecí vrstvou (vrstvou určující potenciál - náboj koloidu) a kompenzační vrstvou opačně nabitých iontů.
b - nabíjecí vrstva
c - kompenzační vrstva
Bobtnání – vlastnost koloidních částic zvětšovat svůj objem při příjmu vody a smršťovat se při vysychání.
Koagulace – schopnost koloidních částic vytvářet shluky, vysrážet se do vloček (agregátů). Koagulací se mění koloidní roztok nazývaný sol na sraženinu zvanou gel. Peptizace – představuje opačný proces než koagulace. Koloidní částice se rozptylují ze stavu gelu do stavu solu. Tento děj negativně ovlivňuje tvorbu půdní struktury, podmiňuje vznik půdního škraloupu a slévavost půd.
Z anorganických látek je významný obsah vápníku ve formě uhličitanu vápenatého (vápence) a přítomnost hořečnatého kationtu. Vápník však nasycuje sorpční komplex natolik, že vytěsňuje ostatní kationy a způsobuje jejich vyplavení. Vytěsněné prvky se tak nedostávají do potravinových řetězců. Vápněním kyselých půd se tento negativní jev podporuje.
Tuhá fáze půdy – Organický podíl
Viz. text. str. 13
Organické látky podléhají neustálým přeměnám – rozkladům a syntézám. Převážně se jedná o mineralizaci, rašelinění a humifikaci.
Mineralizace je proces rozkladu za přístupu vzduchu, přiměřené teploty a vlhkosti. Jedná se o poměrně rychlý a úplný rozklad až na jednoduché sloučeniny, minerální látky - vodu, oxid uhličitý, oxid siřičitý a amoniak.
Rašelinění – na rozdíl od mineralizace se jedná rozklad organických látek v anaerobních podmínkách při nadbytku vody. Rozklad je pomalý, nedokonalý a neúplný.
Humifikace – probíhá za částečného přístupu vzduchu. Podle druhu organických látek a množství dostupného vzduch rozlišujeme
tlení (rozklad na minerální látky za přístupu vzduchu),
kvašení (rozklad bezdusíkatých organických látek za nepřístupu vzduchu) a
hnití (rozklad dusíkatých látek za nedostatečného přístupu vzduchu působením bakterií).
Humus
(1)
Produktem humifikace je humus. Humus je soubor organických látek v půdě v různém stupni rozkladu a látkové přeměny. Pro půdní vlastnosti a úrodnost půd jsou významné tzv. huminové látky, které tvoří 80 – 90% humusu. Ty jsou tvořeny huminovými kyselinami a jejich solemi, huminem, fulvokyselinami a jejich solemi. Huminové kyseliny – vysokomolekulární dusíkaté organické sloučeniny tmavé barvy a koloidního charakteru, tvořící s kationy soli tzv. humáty, a s jemnými jílovitými částicemi tzv. humin (základní složka organominerálního půdního sorpčního komplexu). Fulvokyseliny – jsou pohyblivější, snadno vyluhovatelné a mají světlou barvu. Běžně se vyskytují v lesních půdách. V půdách zemědělsky využívaných jsou méně příznivé.
Humus
(2)
Podle reakce a sorpční kapacity rozlišujeme humus kyselý, neutrální a zásaditý.
Humus kyselý je sorpčně nenasycený, převládají vodíkové ionty. Je rozpustný, snadno pohyblivý, porušující půdní strukturu. Pro úrodnost půdy je méně příznivý.
Humus neutrální je sorpčně nasycený, převládají dvojmocné kationy, má neutrální až zásaditou reakci. V půdě je stálý, málo pohyblivý, způsobuje stmelování půdních částic do agregátů a vytváří tak příznivou půdní strukturu.
Humus zásaditý má v sorpčním komplexu převážně sodíkové kationy, je sorpčně nasycený, ale rozpustný a snadno pohyblivý. Reakce je zásaditá s pH nad 8,3. Způsobuje rozplavování půdních shluků a rozrušování půdní struktury.
Na vzniku humusu se podílí též mnoho chemických a enzymatických pochodů v půdě. Podle intenzity humifikačních pochodů, tj. podle stupně rozkladu organických látek v půdě, rozeznáváme několik forem humusu :
Humus nepravý - vzniká v málo provzdušených půdách a je typický pro lesní a neprovzdušené luční půdy.
Humus pravý (živný) - je bohatý na mikroorganismy a tvoří se z něj humus trvalý, jímž je vlastně humifikační proces ukončen. Zuhelnatěním uhlíkatých látek v půdě vzniká tzv. humusové uhlí, které je po stránce fyzikálně chemické a biologické neaktivní (blíže viz. terminologický slovníček v závěru skript).
Humus
(3)
Podle obsahu humusu rozlišujeme půdy :
slabě humózní s obsahem humusu pod 1%
mírně humózní s obsahem humusu 1 – 2 %
středně humózní s obsahem humusu 2 – 3 %
humózní s obsahem humusu nad 3 %
Vzhledem k velkému významu humusu pro zásobování půdy i rostlin vodou, vzduchem a živinami, pro biologickou aktivitu půdy, která tvoří a stabilizuje půdní strukturu, pro schopnost zvyšovat odolnost proti okyselování (ústojčivost), je nutno udržovat množství humusu v půdě alespoň na minimální hranici. Tato hranice je pro různé druhy půd různá. Většina ornic našich půd obsahuje velmi málo kvalitního humusu a jeho obsah v půdách se snižuje. Nejlepší půdy, zvláště černozemní a slinovatky (rendziny), dosahují asi 5 % humusu. Soustavné zvyšování jeho podílu a kvality v našich půdách patří proto na přední místo při zúrodňovacích akcích.
Kapalná fáze půdy
(1)
Ke kapalné fázi v půdě patří vodní roztoky a podzemní voda. Voda má v půdě dvojí funkci; jednak tvoří spolu s živinami pro rostliny živný roztok, jednak je půdotvorným činitelem. Je médiem pro chemické a fyzikálně chemické pochody v půdě, vystupuje jako rozpouštědlo a okysličovadlo. Voda se v půdě nachází v několika formách :
Voda kapilární (vlásečnicová) - je přítomna v kapilárních pórech. Voda se pohybuje vsakováním ve směru zemské tíže, nebo vzlínáním opačným směrem, nebo se pohybuje do stran prosakováním vždy z míst vlhčích na místa sušší.
Voda gravitační - je hlavně voda srážková, která působením zemské tíže prolíná hrubými póry do spodiny.Tyto nekapilární póry mají průměr větší jak 0,2 mm. Část prostupující vody jsou schopny zachytit a část protéká do spodiny, případně se podílí na vzniku vody podzemí (zadržení na nepropustné vrstvě).
Voda sorpční - je podíl vody gravitační nebo kapilární, který je půdní hmotou poután fyzikálně, chemicky nebo biologicky. Tato voda není pro rostliny využitelná neboť sorpční síla je větší než sací síla kořenů rostlin.
Podzemní voda je voda, která se hromadí nad vrstvou nepropustných zemin nebo hornin. Vliv podzemní vody se řídí její hloubkou i kvalitou. K zvýšení úrodnosti přispívá, dosahuje-li spodní hranice vody vegetačního profilu, takže voda může vzlínat ke kořenům. Naproti tomu vystoupí-li podzemní voda do ornice, způsobuje nedostatečný přístup vzduchu ke kořenům, takže potom působí škodlivě (glejový proces). Hladinu podzemní vody možno upravit melioračními opatřeními.
Kapalná fáze půdy
(2)
Pohyb vody v půdě ovlivňuje též konfigurace terénu. Na půdní úrodnost nepříznivě působí vodní eroze. Je to povrchový splach půdy, který odnáší živiny i humus. Při vodní erozi je nejdůležitějším faktorem svažitost terénu a rostlinný kryt. Vhodným osevním sledem, orbou a kultivací po vrstevnicích lze erozi značně omezit. Vodní kapacita půdy - je množství vody v půdě. Plná vodní kapacita nastává tehdy, vyplňuje-li voda všechny póry v půdě.
Maximální vodní kapacita půdy je množství vody, se které udrží v kapilárních pórech po dobu 24 hodiny po plné vodní kapacitě, tj. po nasycení půdy vodou.
O minimální vodní kapacitě půdy hovoříme tehdy, když se v půdě vyskytuje pouze voda pro rostliny nevyužitelná, což je hlavně voda obalová.
Obalová voda je sorpční voda poutaná fyzikálně na povrchu pevných půdních částic silami kapilárními a molekulárními, které převyšují sací sílu kořenů.
Plynná fáze půdy
Vodní kapacitě půdy recipročně odpovídá vzdušná kapacita půdy. Vyvážený obsah vody a půdního vzduchu má velký význam pro přijímání živin rostlinami a pro činnost mikroorganismů v půdě. Příznivě je ovlivněný tepelný režim v půdě, který ovlivňuje výši výnosů. Vzduch smíšený více nebo méně s plyny vznikajícími biochemickými pochody v půdě tvoří plynnou fázi půdy. V porovnání s atmosférickým vzduchem je půdní vzduch chudší na kyslík a bohatší na oxid uhličitý. Při anaerobní činnosti vznikají v půdě ještě další plyny, hlavně sirovodík a zčásti též metan. Půdní vzduch je pro rostliny nepostradatelný. Rostliny jej přijímají podzemními orgány a ke své činnosti jej též potřebují aerobní baktérie. Klesne-li vzdušná kapacita v půdě pod 5 % trpí tím rostliny a jejich vývoj probíhá omezeně. V orných půdách je půdního vzduchu 10 až 20 objemových procent z celkové půdní hmoty.
