Půdní blok a jeho parametry ve vztahu k obhospodařování (4) - Erozní a odtokové poměry

27. 02. 2019 Ing. David Petrus a kol. Precizní zemědělství Zobrazeno 6317x

Česká republika a její zemědělská krajina je morfologicky velice pestrá. Morfologie terénu je jedním z faktorů, které ovlivňují hydrologické a erozní procesy na zemědělské půdě. Aby tyto procesy byly v souladu s principy trvale udržitelného rozvoje, je třeba jim přizpůsobit obdělávání, tvar a velikost zemědělských pozemků.

Při posuzování změn a optimalizací prostorového rozvržení obhospodařovaných pozemků je třeba uvažovat komplexně jak z pohledu protierozního, tak z pohledu nároků a potřeb současné zemědělské techniky a realizovatelnosti změn. Pro představu o možnostech optimalizace velikostí pozemků bylo provedeno prostorové a multikriteriální zhodnocení pro půdní bloky v ČR. Výsledky jsou prezentovány v „Metodickém postupu optimalizace velikosti zemědělských pozemků“ volně dostupném ve formátu PDF na titulní stránce aplikace Protierozní kalkulačky (https:/kalkulacka.vumop.cz).

Výsledky analýzy půdních bloků

Z výsledků provedených analýz je mimo jiné zřejmé, že 50 % půdních bloků o rozloze 10–20 hektarů má jednoduše aplikovatelné protierozní opatření a zároveň i optimalizaci pojezdů zemědělské techniky. Jednou z možných realizovatelných změn způsobu obdělávání je změna směru orby, nejlépe po vrstevnici. Orbou po vrstevnicích nebo s malým odklonem od vrstevnic otočnými pluhy, které překlápějí půdu proti svahu, je možné významným způsobem přispět k ochraně půdy před erozí. Překlápěním půdy proti svahu je navíc možno výrazně omezit tzv. erozi orbou, která je u nás zatím podceňována. Aby však mohlo být opatření aplikováno bez navýšení přejezdů a obrátek prováděných přímo na pozemcích, při kterém je zvyšováno utužení půdy apod., je třeba provést nájezd na pozemek ve směru vrstevnic, čili v místě kolmo ke směru odtoku. Z analýz provedených pro celou ČR je patrné, že vjezd na půdní blok a zahájení pracovních operací ve směru kolmém na odtokové linie (kategorie 1, odklon od kolmosti +/- 23°) je z pohledu nájezdu možný u velké části půdních bloků (graf 1). Výsledky vyhodnocení jsou i pro další směry nájezdů - kategorie 2 (vstup v ostrém úhlu) s odklonem od kolmosti +/- 45°, kategorie 3 (vstup v tupém úhlu) s odklonem od kolmosti +/- 68° a kategorie 4 (vstup souběžný s odtokovými liniemi) je v odklonu 63° - 90°. V kategorii 5 jsou půdní bloky, které nemají odtokové linie (malé bloky s malým sklonem) nebo přístup po evidované komunikaci.

Graf 1: Analýza možnosti vjezdu na půdní blok kolmo na směr povrchového odtoku

Technická protierozní opatření

Při uvažování o změnách ve velikosti a tvaru obhospodařovaných pozemků je třeba provádět dělení pozemků v souladu s protierozní ochranou, která musí zohledňovat fyzikální zákony dávající vzniku vodní eroze. Aby však bylo dosaženo požadovaného efektu, je nutné tato opatření správně aplikovat. Návrh technického protierozního opatření musí být mimo jiné proveden i dle tzv. přípustné délky pozemku. Umístěním technického prvku do vhodně zvoleného místa svahu dojde k přerušení povrchového odtoku a zároveň k rozdělení pozemku (obr. 1). Toto rozdělení však může být navrženo jako přejezdné pro zemědělskou techniku (např. průleh). Výpočet maximální přípustné délky pozemku se pro technická protierozní opatření provádí na základě maximálního tečného napětí. Tuto metodu popisuje např. Dýrová (1988). Výsledná délka závisí na několika faktorech, a to návrhové intenzitě deště, hydrologických vlastnostech půd, pěstovaných plodinách apod.

Návrhem a realizací systému technických protierozních opatření dochází nutně ke změně velikostních a tvarových parametrů půdních bloků. Současně dochází ke změně směru obdělávání, které je ve většině případů vrstevnicové. Umístění a realizace technického protierozního prvku, který je současně stabilizačním krajinným prvkem, vyžaduje i řešení pozemků na úrovni katastru nemovitostí. Vzhledem k historickému vývoji v české zemědělské krajině je možné uvažovat o využití a znovuobnovení zaniklých krajinných prvků. Není však nezbytně nutné kopírovat historický stav v zemědělské krajině, ale je účelné využít prvky mající protierozní efekt (obr. 2).

Za účelem kvantifikace a prostorové lokalizace takovýchto prvků byla provedena prostorová analýza nad daty katastru nemovitostí (RUIAN). Pro možné přerušení odtoku jsou vhodné parcely s druhem pozemku - ostatní plocha a způsobem využití - ostatní komunikace, zeleň, jiná. U těchto parcel je předpoklad vlastnictví obce a tyto parcely mohou být vhodné pro dotváření krajinné mozaiky zajišťující ekologickou stabilitu krajiny s výrazným protierozním efektem. Celkem bylo vyhodnoceno 284 274 parcel katastru nemovitostí z RUIAN. Jako velice vhodných bylo označeno 30 749 (mají stejný průběh jako vrstevnice nebo minimální odklon), dále bylo 19 548 vyhodnoceno jako vhodné (malý odklon od vrstevnic), méně vhodných bylo 36 521 (vyšší odklon od vrstevnic) a jako parcely bez významného vlivu bylo vyhodnoceno 101 442. Z vyhodnocení bylo vyřazeno 96 014 parcel z důvodu neprotnutí vrstevnic, tudíž nebylo možné provést danou analýzu.

V případě provádění optimalizace tvaru a velikosti pozemků komplexně s cílem nového efektivního přerozdělení půdních bloků je možné pro identifikaci míst vhodných k přerušení z pohledu eroze využít modulu „Optimalizace velikosti pozemku“ v Protierozní kalkulačce (https://kalkulacka.vumop.cz). Protierozní kalkulačka je internetová aplikace pro podporu rozhodování v oblasti protierozní ochrany půdy. Aplikace poskytuje uživatelům informace o míře erozní ohroženosti hodnocených lokalit (DPB v rámci LPIS, erozní parcely či libovolné erozně uzavřené celky - EUC). Modul uživateli zpřístupňuje výsledky výše popsaných analýz a metod. Modul obsahuje i nástroj pro určení maximální délky pozemku z pohledu protierozní ochrany. Tento nástroj pro uživatelem vybrané půdní bloky identifikuje erozně uzavřené celky, ve kterých je následně pro vybrané odtokové linie vypočtena maximální přípustná délka pozemku (z pohledu protierozní ochrany) a jsou lokalizovány body na svahu půdního bloku vhodné k přerušení (obr. 3).

Ucelený pohled na optimalizaci pojezdů zemědělské techniky a jím ovlivněný tvar a velikost pozemků se zahrnutím požadavků na protierozní ochranu vede k dlouhodobě udržitelnému environmentálně příznivému a ekonomicky efektivnímu zemědělskému hospodaření v krajině. Naopak jednostranný přístup k hospodaření má negativní dopady na všechny složky krajinného systému. Příkladem může být díl půdního bloku v okrese Trutnov (na obrázku 3 demonstrováno na tomto DPB využití nástroje „Optimalizace velikosti pozemku“), kdy ještě v roce 2000 existovalo reálné rozdělení půdních bloků krajinným prvkem. Intenzifikací výroby a postupným rozrušením tohoto prvku byla zničena jeho protierozní funkce a došlo tak k faktickému sloučení půdních bloků, na kterých nepřerušená délka svahu dosahovala 1 150 m s průměrnou sklonitostí 3°. Následkem byly erozní události s projevy nejvyšší formy eroze - výmolné (obr. 4–7).

Obr. 1: Příklad uspořádání technických protierozních prvků (Kadlec a kol., 2014)

Obr. 2: Možnosti využití stávajících parcel katastru nemovitostí pro realizaci prvků přerušujících odtok (kategorie 1 se na daném území nenachází)

Obr. 3: Výsledky určení maximální přípustné délky pozemku v modulu „Optimalizace velikosti pozemků“; vyznačená jsou místa, kde by měl být odtok přerušen. Modře jsou vybarvené odtokové linie

Obr. 4: Funkční krajinný prvek na leteckém snímku v roce 2000

Obr. 5: Již nefunkční krajinný prvek a zřetelná výmolová eroze v roce 2012

Obr. 6: Fotodokumentace erozní události - velká výmolová erozní rýha (foto VÚMOP v.v.i.)

Obr. 7: Fotodokumentace erozní události - velká výmolová erozní rýha (foto VÚMOP v.v.i.)

Souhrn

Výše prezentované poznatky a výsledky analýz dávají přehled o reálných možnostech optimalizace tvaru pozemku a implementace vrstevnicového obdělávání. Zároveň slouží jako podklad pro rozhodování při řešení této problematiky v praxi. Vzhledem k širokému rozsahu výměr půdních bloků i vysokému zastoupení velmi tvarově složitých bloků je nutné provádět optimalizaci tvaru pozemku individuálně. Jako podpůrný nástroj při řešení této problematiky vznikl „Metodický postup pro optimalizaci velikosti zemědělských pozemků“ a modul „Optimalizace velikosti pozemku“ v interaktivním nástroji Protierozní kalkulačka, kde jsou podrobně rozebrány a prezentovány uváděné možnosti optimalizace velikostí a tvarů půdních bloků.

Článek vznikl na základě výsledků Funkčního úkolu Ministerstva zemědělství „Integrace optimalizace velikosti a rozměrových parametrů půdních bloků ve vztahu k efektivní zemědělské výrobě a ochraně zemědělského půdního fondu do samostatného modulu Protierozní kalkulačky“ s dobou řešení v letech 2016–2017 (MZe smlouva č.: 632- 2016-10052).

Článek vznikl za podpory Ministerstva zemědělství, institucionální podpora MZE-RO0218.

Ing. David Petrus, Ing. Jiří Kapička, Ing. Jan Lang, Ing. Ivan Novotný; Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v. v. i.

Doc. Ing. Václav Brant, Ph.D., Doc. Ing. Milan Kroulík, Ph.D.; Česká zemědělská univerzita v Praze