Principy prostorové optimalizace půdního bloku

18. 08. 2025 Doc. Ing. Václav Brant, Ph.D. a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 789x

Parametry půdního bloku, vycházející z jeho prostorového umístění v krajině, jsou jedním z faktorů rozhodujících o produktivnosti zemědělských systémů a jejich ekonomické a energetické efektivitě. Kromě vlivu na produkční funkce zemědělství ovlivňují tyto parametry rovněž jeho mimoprodukční funkce, zejména z hlediska vlivu na půdu, na koloběh vody a živin a na okolní krajinné struktury.

Parametry půdního bloku

Zásadní roli hraje primárně vnější a vnitřní prostorová variabilita půdního bloku. Vnější variabilita je dána hranicemi půdního bloku, rozlohou a např. i rozmístěním vjezdů na pozemek. Vnitřní variabilita je dána přítomností enkláv (krajinné prvky, technická zařízení rozvodných sítí apod.) a prostorovou distribucí půdních vlastností a morfologií terénu. Vliv tvaru a velikosti půdního bloku v interakci s pohybem pracovních souprav se následně promítá do ekonomiky pěstebních systémů a následně i do celkové ekonomické efektivity zemědělského subjektu. Výše uvedené parametry půdního bloku či dílu půdního bloku představují tzv. primární faktory, mezi které patří:

• tvar půdního bloku,
• výměra půdního bloku,
• přítomnost vnitřních prvků,
• morfologie terénu uvnitř půdního bloku,
• šířka a délka půdního bloku, včetně střední délky pracovní jízdy.

V rámci hodnocení efektivity využití půdního bloku na úrovni množiny všech půdních bloků zemědělského subjektu hraje roli vzdálenost půdního bloku od zázemí farmy, skladovacích prostor apod. Tato vzdálenost není určena jen samotným rozmístěním komunikací umožňujících pohyb zemědělské techniky a transportních souprav, ale také rozmístěním vstupů na půdní blok.

Mezi parametry půdního bloku lze zahrnout i vybrané půdní vlastnosti, jako je riziko půdy ke zhutnění nebo podmínky reliéfu vycházející ze změny nadmořské výšky, která má zásadní vliv nejen na potřebu tahové síly tažných prostředků, spotřebu paliva, ale i na riziko zhutnění půdy.

Parametrizace půdního bloku ve vztahu k obhospodařování

Základem posouzení vhodnosti půdního bloku k obhospodařování je systémová analýza vybraných parametrů, která následně zajistí rozčlenění půdních bloků či jejich dílů do klasifikačních tříd. V rámci ČR je využívána metoda Multikriteriální faktorové analýzy (MFA, Kapička a kol. 2017). Ta v rámci posuzování vhodnosti půdního bloku k obhospodařování pracuje s 10 hodnotícími faktory (tab. 1), jejich vliv se následně promítne do celkové klasifikace půdního bloku do třídy MFA. Hodnocené faktory kromě parametrů ovlivňujících efektivitu využití pracovních souprav a transportních procesů zahrnují do hodnocení i omezení erozních procesů a technogenního zhutnění půdy. Podrobnější specifikace postupů je uvedena v metodice: Metodický postup pro optimalizaci velikosti zemědělských pozemků, na vumop.cz.

Výsledkem komplexní MFA je rozdělení půdních bloků do čtyřech klasifikačních tříd I-IV, které je pro uživatele či vlastníka půdy dostupné i ve formě mapových podkladů (obr. 1). Jednotlivé klasifikační třídy jsou základem pro následné procesy optimalizace:

Tab. 1: Hodnotící kritéria a jejich specifikace v rámci Multikriteriální faktorové analýzy (MFA)

Obr. 1: Grafické znázornění klasifikace půdních bloků dle MFA pro vybraný zemědělský subjekt (zdroj Lang)

I. třída

Bloky vyznačující se pravidelným tvarem blížícím se obdélníku nebo čtverci. Optimalizace pojezdů techniky je dobře implementovatelná a při optimalizaci lze velmi efektivně pracovat s konkrétními pracovními záběry techniky. Tvorba environmentálně-technických ploch přispívá k případnému dosažení optimálního tvaru vnitřní produkční plochy. Plochy jsou vhodné i pro vrstevnicové obdělávání půdy bez vzniku nepravidelných ploch v rozích pozemku a s využitím násobků jízd. Pro optimalizaci trajektorií lze využít dostupné softwarové nástroje, kdy výhodou je i většinou velmi malý počet vnitřních enkláv, se kterými běžné nástroje pracovat neumí. Na pozemcích lze dobře pracovat s dělícími pásy, či protierozními pásy a jejich plánování lze provést na základě vztahu k záběrům pracovních jízd (dominantně secí stroj a v konvenčním zemědělství postřikovač). Většinou se jedná o pozemky vhodné pro pohyb autonomních pozemních prostředků.

II. třída

Do parametrizace bloku se promítá často nejen tvarová členitost, ale i další hodnocené faktory. Pro následné řešení je nutné stanovení vlivu jednotlivých parametrů a klasifikace nejproblematičtějších. Přesto lze pozemky považovat za vhodné pro jednodušší optimalizaci pracovních linií. Již u třídy II. lze případně uvažovat o vhodném rozdělení půdního bloku na díly půdního bloku, které může přispět ke snadnějšímu plánování přejezdů. Tvorba environmentálně-technických ploch přispívá výrazněji k případnému dosažení optimálního tvaru vnitřní produkční plochy.

III. třída

Tvarově a z hlediska vnitřní variability členitější pozemky. Základem optimalizace je analýza možností dělení na díly půdního bloku, včetně následné změny směru pohybu pracovních souprav. Limitujícím faktorem pro dělení a následnou optimalizaci směru pohybu pracovních souprav je omezení dostupnosti vstupů na pozemek. Tvorba environmentálně-technických ploch zásadně přispívá k optimalizaci pozemku ve vztahu k využití strojů, ale může být spojena s vysokým nárůstem ploch environmentálně-technických ve vztahu k produkční ploše pozemku. Pro optimalizaci tvaru lze v rámci environmentálních ploch pracovat s využitím těchto částí pozemků pro pokrytí neprodukčních požadavků legislativy.

IV. třída

Z hlediska všech tříd MFA problematické pozemky. Primárním řešením je vnitřní dělení pozemku na samostatné díly, které zajistí optimální využití strojů. I zde je v praxi častým problémem omezení dostupnosti vstupů na pozemek při jeho dělení na díly půdních bloků. V rámci dělení se jedná o rozdělení vnitřních ploch půdního bloku za účelem vzniku samostatných schémat pro pohyb techniky, ale na pozemku (je-li to v souladu s legislativou) zůstává jedna plodina. Ve vztahu k naplnění protierozních požadavků a dalších procesů na mimoprodukční funkce je pozemek rozdělen na díly půdního bloku, či se pracuje s rozdílnými plochami jedné plodiny. Bez optimalizace pozemku se obtížně plánují i legislativní opatření. Zásadní význam zde může mít využití environmentálně-technických ploch.

Pozor: do třídy IV v praxi často spadají pozemky v kategorii trvalých travních porostů. Zde je optimalizace zásadním způsobem nutná pro zajištění efektivního managementu porostů, zejména ve vztahu k eliminaci zhutnění, optimalizaci transportu a úspory pracovního času a pohonných hmot.

Obecná kritéria optimalizace

Na základě dosavadních výsledků autorského kolektivu (VÚMOP a ČZU) a literárních údajů je při plánování změny prostorového uspořádání půdních bloků či dílů půdních bloků na základě jejich dělení či slučování vycházet z následujících skutečností:

a) Půdní bloky vykazující tvar čtverce nebo obdélníku se vyznačují lepšími podmínkami pro efektivní způsoby jejich obhospodařování. Jedná se tedy o třídy dle MFA I. a II.

b) Pro malé půdní bloky je z hlediska efektivnosti obhospodařování vhodné volit tvar obdélníků, u půdních bloků nad 40 ha vykazuje čtvercový a obdélníkový tvar obdobný vliv na efektivitu obhospodařování, což zásadním způsobem zvyšuje efektivitu jejich dělení v souladu s podmínkami DZES 7b a DZES 5 (výměra 10 a 30 ha). Problematické jsou reálné půdní bloky s výměrou do hranice kolem 5 ha, kde je při nevhodném tvaru k obhospodařování nutné provést ekonomickou analýzu efektivity půdního bloku z hlediska dalšího využití.

c) Nárůst střední délky pracovní jízdy zajišťuje zvýšení efektivity obhospodařování půdního bloku, zejména pak s adekvátním nárůstem pracovního záběru soupravy. S nárůstem pracovního záběru strojů klesá na pravidelných pozemcích zatížení plochy souvratí, ale i vnitřních částí mezi souvratěmi kolejovými stopami techniky.

d) Nárůst střední délky pracovní jízdy vyvolává potřebu zvýšení kapacity zásobníků osiv, hnojiv a postřikových jích u pracovních strojů, včetně zásobníků sklízecích strojů, je-li preferováno jejich vyprazdňování na souvratích. Při plánování optimalizace je proto nutné pracovat s kapacitami zásobníků většiny strojů a s výší dávek aplikovaných látek či materiálů.

e) S narůstající vzdáleností půdního bloku od střediska subjektu klesá efektivita práce strojových souprav v důsledku nárůstu transportních časů, kterou lze eliminovat zvětšováním výměry půdního bloku, která přispěje ke zvýšení časového výkonu pracovních souprav. V rámci optimalizace půdních bloků je nutné pracovat s blokací honů jedné plodiny v rámci struktury pozemků obhospodařovaných jedním subjektem.

f) Zvyšování efektivnosti obhospodařování půdního bloku se výrazně projevuje do výměry 40–50 ha (v podmínkách ČR do výměry 30 ha), následné zvyšování výměry vyvolává menší navyšování efektivity obhospodařování (efektivita je poté spojena s nárůstem výměry subjektu s větším počtem půdních bloků s touto výměrou, což je zásadní konkurenční výhoda mimoevropských zemědělských subjektů).

g) Z důvodu eliminace degradačních procesů půdy musí dělení půdních bloků nebo jejich slučování, respektovat odtokové linie na půdního bloku, omezovat pohyby strojů na vnitřních částech pozemku i na souvratích a omezovat pohyb po pozemku z důvodu přejezdu techniky na jiný půdní blok.

h) Dělení nebo slučování půdních bloků musí být spojeno s maximálním začleněním stávajících krajinných prvků do hranic půdního bloku, či jeho dílu a musí být optimalizováno i ve vztahu k pracovním záběrům strojů.

i) Dělení půdních bloků lze vnímat jako jeho virtuální rozčlenění na menší části, na kterých budou vybrané nebo veškeré, pracovní operace probíhat nezávisle.

Závěry

Optimalizace půdních bloků je vnímána jako systémové řešení zajišťující nejen zvýšení ekonomické a energetické náročnosti produkčního využití půdy, ale zároveň splňující legislativní požadavky na ochranu životního prostředí, včetně nadstandardního (nebonifikovaného) přístupu zemědělského k tvorbě krajinného prostoru.

Práce vznikla v rámci projektu Podpora operačních skupin a projektů EIP, Strategický plán Společné zemědělské politiky na období 2023–2027, 23/001/5377c/500/004332: Optimalizace vnitřního uspořádání půdních bloků v oblasti Českomoravské vrchoviny.

Doc. Ing. Václav Brant, Ph.D.¹, Ing. Jan Langn², Ing. Martin Mistr, Ph.D.², Ing. Jiří Kapička^1
1Nezávislý poradce, ²Výzkumný ústav monitoringu a ochrany půdy, v.v.i.