Půdní organická hmota jako významný faktor úrodnosti půd

21. 01. 2021 Prof. Ing. Tomáš Lošák, Ph.D. a kol. Hnojení Zobrazeno 4344x

Lidstvo je stále více závislé na přírodních zdrojích - vodě, půdě, vegetaci aj., které umožňují jeho rostoucí hospodářskou aktivitu. Bohužel také platí, že tyto zdroje využíváme mnohem více, než kdykoliv v naší historii a budoucím generacím zanecháváme výrazně chudší planetu. Člověk je bytostí půdy, je na půdu vázán. Člověk je bez půdy nemyslitelný, zatímco půda existuje nezávisle na člověku. Její základní vlastností je úrodnost, tedy schopnost poskytnout rostlinám optimální podmínky pro růst a vývoj s cílem dosáhnout požadovaného výnosu, kvality a nezávadnosti produkce.

Součástí půdy je organická hmota, která představuje širokou řadu organických látek, o jejichž důležitosti nelze pochybovat. Je však důležité půdní organickou hmotu správně rozdělit a jednotlivé její součásti popsat a správně definovat, aby si někteří tzv. odborníci nemysleli, že humus a půdní organická hmota je jedno a totéž. Přitom toto je zemědělcům často předkládáno. Když nahlédneme do nedaleké historie, zjistíme, že se v literatuře z roku 1948 doporučuje hnojení humusovými hnojivy, za které jsou považovány chlévská mrva, zelené hnojení a komposty. V půdoznalecké literatuře z roku 1988 je organická hmota rozdělena na pravý humus a nepravý humus. Našly by se ještě další nesmysly a podobná tvrzení.

Základní pojmy

Mezi laickou i odbornou veřejností a zejména v médiích se často skloňuje význam půdní organické hmoty (aktuálně ve vazbě na sucho, resp. zvýšení schopnosti půd zadržet vodu v krajině), která se hojně označuje zkráceně pouze jako „organika“, přičemž pod tímto výrazem si může každý představit cokoliv, a proto se jedná o pojem zavádějící a tedy nic neříkající. Proto si v úvodu ujasněme základní pojmy a terminologii:

Půdní organická hmota = primární organická hmota + huminové látky (humus)

Huminové látky = huminové kyseliny (HK) + fulvokyseliny (FK) + huminy

Rozlišovací znaky:

1. Humus - iontovýměnná kapacita, sorpční kapacita, vysoká stabilita.
2. Primární půdní organická hmota - iontovýměnná kapacita chybí, sorpční kapacita nízká a stabilita střední.

Je třeba rovněž zdůraznit, že rozložená půdní organická hmota není humus. Organická hmota v půdě se transformuje dvěma procesy:

1. exothermickou mineralizací,
2. endothermickou humifikací.

Výsledkem mineralizace (rozkladu pomocí mikroorganizmů) jsou rostlinám přístupné živiny v podobě kationtů či aniontů (NH₄⁺, NO₃^-, H₂PO₄^-, K⁺, Ca^2+, Mg²⁺, SO₄^2- aj.), voda a CO₂. Výsledkem humifikace je humus s řadou pozitivních vlastností pro půdu a její úrodnost, kdy např. sorpční a iontovýměnná kapacita je zodpovědná za schopnost zadržovat (sorbovat) živiny (ionty) uvolněné buď z procesu mineralizace půdní organické hmoty, nebo z aplikovaných minerálních (průmyslových) hnojiv, a tím snižuje riziko jejich vyplavení (zejména dusičnanů) z dosahu kořenů, což má praktický ekonomicko-ekologický dopad.

Funkce humusu

Jaká je tedy nejvýznamnější funkce humusu? Iontovýměnná kapacita. Je tomu tak z několika důvodů:

• zachycení kationtů a živin v půdě,
• reakce s jílovitokoloidní půdní frakcí a vznik organominerálních asociátů,
• jejich koagulací vznikají vysoce provzdušněné pravé půdní agregáty,
• mají rozhodující význam při zadržení vody v půdě (aktuální – sucho). To proto, že jsou ve své struktuře založené na elektrostatických silách, reverzibilní,
• jejich stabilita dále roste nikoliv dnes moderním glukoproteinem, ale řadou dalších tmelů, dokonce i dobře rozloženou organickou hmotou.

Nyní je třeba objasnit, co je to stupeň humifikace (S_H):

I z tohoto výrazu vplývá, že humus jsou HK + FK (huminy se zde neuvažují pro svoji malou reaktivitu), tedy po staru „huminové látky“. Vzniká otázka: Je možno přepočítávat C v půdě na „humus“ faktorem 1,724? NENÍ! 100 : 58 = 1,724. HK měly 58 % C, ale celulóza a lignin méně! V půdě se vyskytuje mnoho jednotlivých HK a FK. Tvoří spojitou řadu různých polymerů, které mají velmi blízké vlastnosti. Iontová výměna u humusu je určena pro ionty a má pravidla. Sorpce u primární organické hmoty je pro ionty, molekuly, s nábojem i bez něho. Nemá pevná pravidla.

Organická hmota

Primární půdní organická hmota je reaktivní labilní složka. Tím je dána její kvalita. Kvalita humusu se posuzuje podle účelu. Jiná je pro iontovou výměnu, jiná pro půdu odolnou proti utužení. Rozhodující je jejich průměrná relativní molekulová hmotnost.

Organická hmota v půdě významně ovlivňuje retenční vodní kapacitu půdy. V půdě s vyšším obsahem humusu se voda zadržuje jen v mikro- a makropórech. V půdách s nepatrným obsahem humusu je voda v mikro- a makropórech a hlavně v prostorách humusominerálních (humusojílovitých) agregátů.

Proto půdy nevápníme pouze k otupení kyselé půdní reakce, ale také pro koagulaci půdních koloidů. Jinak nemohou vzniknout půdní agregáty. Bez aktivní mikrobiální činnosti není dostatek půdních tmelů, a tím nízká vodostálost agregátů (důležitá je přítomnost labilní primární organické hmoty - hnůj, kompost, sláma, zelené hnojení).

Každé organické hnojení nemusí vést ke zvýšení obsahu HK a FK v půdě, protože mineralizace je snadná, humifikace obtížná. C_ox není totéž co C_org . C_ox je uhlík stanovený na mokré cestě. Je nižší než C_org. Když dojde ke snížení C_ox či C_org. v půdě, není to znak vždy jen špatný (podle tisku, laiků a ekologů ano). Odborníci ví, že je to většinou důkaz toho, že došlo k žádoucí aktivitě půdního mikroedafonu. Je to tedy kladný znak, ale je třeba další organickou hmotu dodat. Většinou není pravda to, co čteme i ve vědeckém tisku, že hnůj, komposty, vermikomposty atd. mají významný obsah HK. Stejné reakce jako HK má také lignin. Organická hmota této látky (ligninu - dřeva) obsahuje mnoho (5–50 %). Na rozdíl od HK nemá lignin velkou iontovýměnnou kapacitu, proto humus nemůže nahradit.

Zdroje organické hmoty nejsou zastupitelné při stejném množství aplikované sušiny (ekonomové a výrobní manažeři to většinou tvrdí). Je to nesmysl, protože hnůj nelze nahradit digestátem, víceleté pícniny vysokým strništěm. Je tomu tak proto, že je to substrát pro půdní mikroorganizmy. Roli hraje složení i stupeň stability. Nejúčinnější pro tvorbu HK jsou kořenové exudáty = výměšky.

Jako částečná náhrada nejkvalitnějších zdrojů labilní primární organické hmoty (hnojů, kompostů) se v posledních letech zaorávají ve zvýšené míře posklizňové zbytky (sláma) nebo se pěstuje zelené hnojení (meziplodiny a jejich směsi). Prokeš (2008) uvádí, že po sklizni zrnové kukuřice zůstává na pozemku velké množství slámy (7–8 t/ha), jako významný donátor organických látek i živin. Rovněž z víceletých experimentů s meziplodinami vyplývá, že včasný výsev meziplodin v teplých a suchých oblastech jižní Moravy již ve druhé polovině července, jinde v průběhu měsíce srpna až prvního zářiového týdne, zajistí dostatečný nárůst biomasy. Při vegetaci do počátku prosince se výnos sušiny svazenky pohyboval od 3,74 t sušiny/ha do 7,97–10,52 t sušiny/ha! K podpoře růstu svazenky byl navíc vhodně aplikován digestát v dávce 30, resp. 42 t/ha.

Obecně k digestátům (jako aktuálnímu tématu) je možno uvést, že jsou sice dle vyhlášky řazeny k (typovým) organickým hnojivům, ale svými účinky a působením se spíše blíží kombinovaným minerálním hnojivům a neobsahují labilní zdroje primární organické hmoty (zdroj energie půdním mikroorganizmům), ale především (semi) stabilní - lignin. Proto je nutné na digestáty hnojené pozemky pravidelně dodávat do půdy kvalitní zdroje primární labilní organické hmoty, jako je zaorávka hnoje, slámy (posklizňových zbytků), kompostů, zeleného hnojení (meziplodin). Rovněž v zájmu menší slévavosti půd (tvorba škraloupu) je nutné vyrovnávat poměr dvoumocných a jednomocných kationtů pravidelným vápněním půd.

Efekt organické hmoty

Organická hmota zvyšuje biologickou aktivitu půd a tvorbou oxidu uhličitého a kyseliny uhličité zpřístupňuje těžce rozpustné fosfáty do forem rozpustnějších. Organické látky vyvazují také anorganický fosfát do pohyblivějších organických fosfátů. Organická hmota rovněž přispívá ke snižování objemové hmotnosti půdy a dává půdě schopnost lépe zadržovat vodu. Bylo prokázáno, že po aplikaci 15 t organických látek na hektar se objemová hmotnost půdy snížila z 1,54 na 1,44 t/m³ (graf 1). Zvýšila se tedy pórovitost, a tím i schopnost lépe zadržet srážkovou vodu. Konkrétně bylo zjištěno, že při nárůstu dávky organických látek v rozpětí 0–5–10–15 t/ha se zvyšovala infiltrace (zasakování) srážek na 7,5–12–15–8 mm/hod (graf 2).

Graf 1: Vliv dávek organických látek na objemovou hmotnost půdy (Barzegar et al., 2002)

Graf 2: Vliv dávek organických látek na infiltraci srážek (Barzegar et al., 2002)

Závěr

Půda je neobnovitelný přírodní zdroj, kterého je třeba si vážit a zacházet s ním jako s nenahraditelným prostředkem pro zajištění obživy lidstva na planetě. Půda nám byla svěřena do péče a je naší povinností postarat se o to, aby zůstala živým organizmem a nestal se z ní mrtvý substrát a mohli jsme ji tak předat dalším generacím nepoškozenou, schopnou plnit veškeré své funkce.

V tomto směru plní půdní organická hmota nezastupitelnou funkci, proto je třeba dbát na pravidelnou a harmonickou organo-minerální výživu a hnojení rostlin. U organických hnojiv je ovšem nutné rozlišovat i z hlediska jejich kvality - labilnosti primární půdní organické hmoty.

Použitá literatura je k dispozici u autorů.

Prof. Ing. Tomáš Lošák, Ph.D., Prof. Ing. Jaroslav Hlušek, CSc., dr.h.c.; Mendelova univerzita v Brně
Prof. Ing. Ladislav Kolář, DrSc., Prof. Ing. Stanislav Kužel, CSc., Ing. Jiří Peterka, Ph.D.; Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích