JIHOČESKÁ UNIVERZITA JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCHV ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Zemědělská fakultaZemědělská fakulta

Katedra aplikovaných rostlinných Katedra aplikovaných rostlinných biotechnologiíbiotechnologií

Téma: Téma: Význam organické hmoty Význam organické hmoty pro půdní úrodnost.pro půdní úrodnost.

Ing. Jiří Peterka, Ph.D.Ing. Jiří Peterka, Ph.D.

26. 3. 201226. 3. 2012

Struktura habilitační přednášky:Struktura habilitační přednášky:

I. Odborná částI. Odborná část

1. Význam půdní úrodnosti1. Význam půdní úrodnosti

2. SOM - „Soil Organic Matter“ 2. SOM - „Soil Organic Matter“ - půdní organická hmota- půdní organická hmota

II. Koncepce rozvoje oboruII. Koncepce rozvoje oboru

III. PedagogikaIII. Pedagogika

1.Půdní úrodnost1.Půdní úrodnost (Wohlrab 1963)(Wohlrab 1963)

je funkce je funkce složitého složitého souboru vlastnostísouboru vlastností, které při , které při vhodné kombinaci jednotlivých složek zajišťují vhodné kombinaci jednotlivých složek zajišťují rostlinám optimální podmínky pro růst a vývoj a tím i rostlinám optimální podmínky pro růst a vývoj a tím i zajišťují realizaci jejich zajišťují realizaci jejich výnosového potenciáluvýnosového potenciálu

vždy pro konkrétní půdně-ekologické podmínkyvždy pro konkrétní půdně-ekologické podmínky

Wohlrab rozdělil půdní úrodnost Wohlrab rozdělil půdní úrodnost do 4 vzájemně se do 4 vzájemně se ovlivňujících prvků: ovlivňujících prvků:

fyzikální faktoryfyzikální faktory

agrochemické faktoryagrochemické faktory

vodní režimvodní režim

organické a biologické faktoryorganické a biologické faktory

Obr. 1. Prvky půdní úrodnosti (Wohlrab 1963)Obr. 1. Prvky půdní úrodnosti (Wohlrab 1963)

B. Agrochemické faktory - hodnota T, S. - půdní reakce - obsah makro a mikroelementů

C. Vodní režim

- pohyb vody v půdě - půdní hydrolimity - formace půdní

vody

D. Organické a biologické faktory

- organické zbytky

- humus - půdní edafon

A. Fyzikální faktory

- textura - struktura - pórovitost - záhřevnost - náchylnost k

erozi

2. Půdní organická hmota2. Půdní organická hmota – v anglické literatuře – v anglické literatuře se vžila její zkratka SOM (Soil Organic Matter)se vžila její zkratka SOM (Soil Organic Matter)

SOM SOM je neobyčejně složitá heterogenní směs je neobyčejně složitá heterogenní směs organického materiálu převážně:organického materiálu převážně:

rostlinných, živočišných i mikrobiálních zbytků rostlinných, živočišných i mikrobiálních zbytků s s obsahem mono-polymerních molekul obsahem mono-polymerních molekul organických látek, ligninu, proteinů, organických látek, ligninu, proteinů, polysacharidů (celulózy, hemicelulóz, chitinu, polysacharidů (celulózy, hemicelulóz, chitinu, peptidoglykanů), lipidů, vosků, a dalšího peptidoglykanů), lipidů, vosků, a dalšího alifatického materiálu (mastných kyselin, alifatického materiálu (mastných kyselin, kutinu, suberinu, terpenoidů aj. minoritních kutinu, suberinu, terpenoidů aj. minoritních organických látek. organických látek.

ObsahujeObsahuje také produkty humifikace, také produkty humifikace, fulvokyseliny, huminové kyseliny a huminy tj. fulvokyseliny, huminové kyseliny a huminy tj. látky, které označujeme jako látky, které označujeme jako „humus“.„humus“.

Půdní organická hmota (SOM) Půdní organická hmota (SOM) neustále neustále doplňována doplňována

((hlavními zdrojihlavními zdroji: posklizňové zbytky, rostlinný : posklizňové zbytky, rostlinný odpad, hmota kořenů, kořenové exudáty, odpad, hmota kořenů, kořenové exudáty, odumřelé makro a mikroorganismy, odumřelé makro a mikroorganismy, samozřejmě také organická hnojiva)samozřejmě také organická hnojiva)

SOMSOM se však většinou v půdě nehromadí, se však většinou v půdě nehromadí, protože je stále enzymy půdních protože je stále enzymy půdních mikroorganismů přeměňována, čili mikroorganismů přeměňována, čili transformována.transformována.

Tato transformace může probíhat v zásadě jen Tato transformace může probíhat v zásadě jen

dvěma hlavními směry:dvěma hlavními směry:

1. Mineralizací1. Mineralizací

2. Humifikací2. Humifikací

1. 1. MineralizaceMineralizace je je exotermický proces exotermický proces spojen s uvolněním energie.spojen s uvolněním energie.

Velké skupiny organických látek Velké skupiny organických látek jsou nejprve jsou nejprve velmi pestrou skupinou enzymů třídy hydroláz, velmi pestrou skupinou enzymů třídy hydroláz, které produkují půdní mikroorganismy, které produkují půdní mikroorganismy, hydrolyzovány hydrolyzovány reakcemi s vodou na látky reakcemi s vodou na látky jednodušší a ty jsou pak jednodušší a ty jsou pak oxidoványoxidovány jinými jinými enzymy, z třídy oxidoreduktáz až enzymy, z třídy oxidoreduktáz až CO CO2 2

MineralizaceMineralizace se tento proces jmenuje proto, se tento proces jmenuje proto, že živinné prvky N, P, S aj., které byly původně že živinné prvky N, P, S aj., které byly původně součástí organických sloučenin půdní součástí organických sloučenin půdní organické hmoty se náhle objevují ve formě organické hmoty se náhle objevují ve formě minerálníminerální jako ionty NH jako ionty NH44

++, NO, NO33--, SO, SO44 2-2-, H, H22POPO44

--, , HPOHPO44

2-2- atd. atd.

Všimněte si dvou okolností:Všimněte si dvou okolností: 1. Produkty 1. Produkty mineralizace i uvolnění tepla mineralizace i uvolnění tepla jsou jsou

podobné těm, které vznikají spalováním podobné těm, které vznikají spalováním organického materiálu.organického materiálu.

Proto Proto můžeme souhlasitmůžeme souhlasit s představou, často v s představou, často v praktické literatuře uváděnou, že praktické literatuře uváděnou, že mineralizacemineralizace je je pomalé spalovánípomalé spalování

2. Mineralizace 2. Mineralizace je nemyslitelná bez činnosti je nemyslitelná bez činnosti mnoha enzymů, produkovaných půdními mnoha enzymů, produkovaných půdními mikroorganismy.mikroorganismy.

Faktory, které záporně působí na aktivitu půdní Faktory, které záporně působí na aktivitu půdní mikroflóry (extrémní hodnoty pH, vlhkosti půdy, mikroflóry (extrémní hodnoty pH, vlhkosti půdy, intoxikace půdy vysokým obsahem solí či intoxikace půdy vysokým obsahem solí či mikrobiálních jedů) působí záporně také na mikrobiálních jedů) působí záporně také na mineralizaci.mineralizaci.

Organické látky, které Organické látky, které snadnosnadno mineralizují označujeme jako frakci mineralizují označujeme jako frakci labilníchlabilních půdních organických látek. půdních organických látek.

Frakce, které Frakce, které mineralizujímineralizují velmi velmi pomalu,pomalu, tvoří tvoří stabilnístabilní půdní organické půdní organické látky.látky.

Pochopitelně mezi těmito dvěma Pochopitelně mezi těmito dvěma mezními frakcemi existuje velmi mnoho mezními frakcemi existuje velmi mnoho mezistupňů.mezistupňů.

Čím je mineralizace prospěšná pro Čím je mineralizace prospěšná pro zemědělce?zemědělce?

1. Nejvýznamnějsím efektem mineralizace je to , že 1. Nejvýznamnějsím efektem mineralizace je to , že jeje z zdrojem drojem energieenergie pro půdní mikroorganismy a že pro půdní mikroorganismy a že tak ovlivňuje jeden ze základních faktorů půdní tak ovlivňuje jeden ze základních faktorů půdní úrodnosti - biologickouúrodnosti - biologickou (mikrobiální) aktivitu (mikrobiální) aktivitu půdy.půdy.

2. Je zdrojem základního 2. Je zdrojem základního hnojiva hnojiva pro rostliny, COpro rostliny, CO2.2.

3. Je zdrojem minerálních 3. Je zdrojem minerálních živinživin,, uvolněných z uvolněných z nepřístupné formy v organické hmotě.nepřístupné formy v organické hmotě.

4. Je zdrojem 4. Je zdrojem energie energie pro druhý transformační pro druhý transformační proces půdní organické hmoty - pro humifikaci.proces půdní organické hmoty - pro humifikaci.

2. Humifikace 2. Humifikace jeje na rozdíl od mineralizace jena rozdíl od mineralizace je proces proces

endotermickýendotermický, neuvolňuje, ale naopak , neuvolňuje, ale naopak spotřebovává energii.spotřebovává energii.

Zatímco mineralizace představovala proces Zatímco mineralizace představovala proces rozkladný, při kterém z velkých organických rozkladný, při kterém z velkých organických molekul vznikají molekuly menší a zase molekul vznikají molekuly menší a zase menší (až nakonec se uvolní COmenší (až nakonec se uvolní CO22), ), při při humifikaci humifikaci naopak velikost molekul roste.naopak velikost molekul roste.

HumifikaceHumifikace je tedy je tedy procesproces syntéz, syntéz, syntetickýsyntetický..

Oba dva transformační procesy půdní Oba dva transformační procesy půdní organické hmoty probíhají v půdě současně, organické hmoty probíhají v půdě současně, ale ve velmi rozdílné míře.ale ve velmi rozdílné míře.

1. Rychlost mineralizace 1. Rychlost mineralizace i množství substrátové i množství substrátové

přeměny je nesrovnatelně přeměny je nesrovnatelně vyššívyšší, než u humifikace., než u humifikace.

2. 2. Humifikace, Humifikace, syntéza velkých molekul syntéza velkých molekul polymeračními a polykondenzačními reakcemi je polymeračními a polykondenzačními reakcemi je proces velmi pomalý proces velmi pomalý (nelze jej posuzovat jen podle (nelze jej posuzovat jen podle změny barvy, či stupně rozpadu původních částic změny barvy, či stupně rozpadu původních částic půdní organické hmoty).půdní organické hmoty).

3. Měřítkem stupně humifikace je jen 3. Měřítkem stupně humifikace je jen zvýšení zvýšení kapacity iontové výměny.kapacity iontové výměny.

4. Humifikace 4. Humifikace je nemyslitelná bez současně je nemyslitelná bez současně probíhající mineralizace, která je pro humifikaci probíhající mineralizace, která je pro humifikaci (respektive pro mikroorganismy produkující (respektive pro mikroorganismy produkující enzymy, které ji realizují) zdrojem nutně potřebné enzymy, které ji realizují) zdrojem nutně potřebné energie.energie.

Nyní operujeme s dvěma pojmy – Nyní operujeme s dvěma pojmy – organickou organickou hmotou a hmotou a humusem.humusem.

Musíme trochu zamířit do historie.Musíme trochu zamířit do historie. Výzkum organické půdní hmoty začíná kolem Výzkum organické půdní hmoty začíná kolem r. r.

1786,1786, významnější práce se objevují až počátkem významnější práce se objevují až počátkem 20. století.20. století.

Nejdříve si vědci mysleli, že Nejdříve si vědci mysleli, že humushumus je tvořen je tvořen několika málo sloučeninami, přesně definovanými. několika málo sloučeninami, přesně definovanými.

Např. Psali o kyselině krenové, apokrenové, Např. Psali o kyselině krenové, apokrenové, ulminové a huminové, pak se ale zjistilo, že ulminové a huminové, pak se ale zjistilo, že humusové kyseliny představují vždy ohromně humusové kyseliny představují vždy ohromně široký soubor velmi podobných široký soubor velmi podobných chemických chemických individuíindividuí, které nejsme schopni jednotlivě izolovat, , které nejsme schopni jednotlivě izolovat, pouze jen třídit do skupin např. podle pouze jen třídit do skupin např. podle relativní relativní molekulové hmotnosti.molekulové hmotnosti.

WaksmanWaksman (1936) (1936) → → označil za označil za humushumus směs směs organických látek v půdě, které pocházejí z organických látek v půdě, které pocházejí z rostlin, včetně tuků, vosků, pryskyřic, rostlin, včetně tuků, vosků, pryskyřic, celulózy, hemicelulóz a lignoproteinového celulózy, hemicelulóz a lignoproteinového komplexu.komplexu.

Jinými slovy:Jinými slovy: vrátil se ve vývoji zpátky, vrátil se ve vývoji zpátky, vysokomolekulární látky vzniklé humifikací již vysokomolekulární látky vzniklé humifikací již neodděloval.neodděloval.

Tato Waksmanova představa, později Tato Waksmanova představa, později vyvrácená řadou dalších badatelů, se bohužel vyvrácená řadou dalších badatelů, se bohužel projevuje do dnes.projevuje do dnes.

Pojmy „půdní organická hmota“ a „humus“ se Pojmy „půdní organická hmota“ a „humus“ se považují často za považují často za „synonyma“.„synonyma“.

Waksmanova nesprávná představa však Waksmanova nesprávná představa však zanechává stopu i v dnešním zanechává stopu i v dnešním dělení půdní dělení půdní organické hmoty organické hmoty na:na:

1. Humusotvorný materiál1. Humusotvorný materiál

2. Meziprodukty rozkladu a syntézy2. Meziprodukty rozkladu a syntézy

3. Humus 3. Humus organická hmota vzniklá organická hmota vzniklá humifikacíhumifikací

Bohužel, skupině 3 se říká také Bohužel, skupině 3 se říká také „humus „humus vlastní“vlastní“ a součtu skupin 2 + 3 a součtu skupin 2 + 3 „humus „humus veškerý“.veškerý“.

Organickou hmotu půdní rozdělme na 2 Organickou hmotu půdní rozdělme na 2 frakce:frakce:

1. Primární půdní organickou hmotu1. Primární půdní organickou hmotu 2. Humus2. Humus

1. Primární půdní organická hmota1. Primární půdní organická hmota může může býtbýt původní i rozložená, může být původní i rozložená, může být transformačními procesy i přeměněná, ale transformačními procesy i přeměněná, ale humifikační proces u ní nebyl dokončen:humifikační proces u ní nebyl dokončen:

proto nemá výraznou iontovýměnnou proto nemá výraznou iontovýměnnou kapacitukapacitu může být tvořena velmi labilními i dosti může být tvořena velmi labilními i dosti stabilními organickými látkamistabilními organickými látkami může tedy rychle či pomalu mineralizovat může tedy rychle či pomalu mineralizovat (ale z hlediska časového úseku lidského (ale z hlediska časového úseku lidského

věku)věku)

Základní rovnice rozkladu hmoty v aerobních podmínkách Základní rovnice rozkladu hmoty v aerobních podmínkách (Šarapatka a kol. 2010)(Šarapatka a kol. 2010)

enzymová enzymová oxidaceoxidace R – (C, 4H) + 2 OR – (C, 4H) + 2 O22 CO CO22↑ + 2 H↑ + 2 H22O + energie(478 kJ.molO + energie(478 kJ.mol-1-1 C) C) Uhlíkaté sloučeniny jsou enzymaticky oxidovány, je Uhlíkaté sloučeniny jsou enzymaticky oxidovány, je

produkován COprodukován CO22, voda, energie a rozkládající se biomasa., voda, energie a rozkládající se biomasa.

Rozklad organické hmoty při nedostatku kyslíkuRozklad organické hmoty při nedostatku kyslíku:: bakteriebakterie 4C4C22HH55COOH + 2HCOOH + 2H22O O 4CH 4CH33COOH +COCOOH +CO22↑ + 3CH↑ + 3CH44↑↑

Proces dekompozice Proces dekompozice probíhá mnohem pomaleji a probíhá mnohem pomaleji a hromadí se značné množství nerozložené nebo částečně hromadí se značné množství nerozložené nebo částečně rozložené organické hmoty. rozložené organické hmoty.

Produkty rozkladu zahrnují sloučeniny, jako např. organické Produkty rozkladu zahrnují sloučeniny, jako např. organické kyseliny, alkoholy či metan.kyseliny, alkoholy či metan.

Tab. 1. Rychlost rozkladu organické hmoty v Tab. 1. Rychlost rozkladu organické hmoty v půdě (Šarapatka a kol., 2010)půdě (Šarapatka a kol., 2010)

Typ organické Typ organické hmotyhmoty

Doba rozkladuDoba rozkladu

KořínkyKořínky 1 – 3 týdny1 – 3 týdny

Zelené hnojeníZelené hnojení 1 – 4 měsíce1 – 4 měsíce

Posklizňové zbytkyPosklizňové zbytky 3 – 30 měsíců3 – 30 měsíců

FulvokyselinyFulvokyseliny 2 – 40 let2 – 40 let

Huminové kyselinyHuminové kyseliny 200 – 4000 let200 – 4000 let

2. Humus2. Humus tj. jen látky vzniklé v tj. jen látky vzniklé v procesu humifikace. procesu humifikace.

Jsou Jsou charakteristické schopností:charakteristické schopností:

iontové výměny iontové výměny a také mineralizují (ale z hlediska a také mineralizují (ale z hlediska

lidského věku prakticky nikoli).lidského věku prakticky nikoli).

Množství humusu v celkové půdní Množství humusu v celkové půdní organické hmotě organické hmotě vyjadřujeme vyjadřujeme stupněm stupněm humifikace Shumifikace SHH tj. % vyjádřením tj. % vyjádřením oxidovatelného C humusových kyselin oxidovatelného C humusových kyselin (fulvokyselin a huminových kyselin) z (fulvokyselin a huminových kyselin) z celkového oxidovatelného uhlíku:celkového oxidovatelného uhlíku:

CCoxFKoxFK + C + CoxHKoxHK

SSHH = ---------------------- . 100 = ---------------------- . 100 Cox totálníCox totální

Z již uvedeného důvodu s uhlíkem huminů Z již uvedeného důvodu s uhlíkem huminů zde neuvažujeme (snad později, až bude zde neuvažujeme (snad později, až bude vyvinuta potřebná analytika).vyvinuta potřebná analytika).

Schopnost k mineralizaci Schopnost k mineralizaci

je typická pro primární organickou hmotu.je typická pro primární organickou hmotu.

Mineralizovat může Mineralizovat může rychle či pomalurychle či pomalu, ale vždy v , ale vždy v období 0 - 20 let zřetelně mineralizuje.období 0 - 20 let zřetelně mineralizuje.

Primární organická hmota může mít vlastnosti Primární organická hmota může mít vlastnosti sorpční, ale nikdy sorpční, ale nikdy nemá výrazné vlastnosti nemá výrazné vlastnosti iontovýměnné iontovýměnné z hlediska kapacity. z hlediska kapacity.

Jak budeme obsah organické hmoty Jak budeme obsah organické hmoty vyjadřovat?vyjadřovat?

11. V systémových studiích např. ekologických, . V systémových studiích např. ekologických, krajinářských atd. stačí vyjadřovat její obsah v krajinářských atd. stačí vyjadřovat její obsah v hodnotách hodnotách CCox.ox.

2. V studiích, kde rozhodující roli hraje oxidační 2. V studiích, kde rozhodující roli hraje oxidační proces např. v energetických úvahách o využití proces např. v energetických úvahách o využití biomasy, v bioplynových stanicích, je obvyklé biomasy, v bioplynových stanicích, je obvyklé vyjadřovat množství organické hmoty množstvím vyjadřovat množství organické hmoty množstvím kyslíku, které je potřeba k jeho oxidaci na mokré kyslíku, které je potřeba k jeho oxidaci na mokré cestě bichromanovou metodou, tzv. cestě bichromanovou metodou, tzv. „chemickou „chemickou spotřebou kyslíku“, spotřebou kyslíku“, označenou označenou CHSKCHSK (obvyklé v (obvyklé v hydrochemických publikacích)hydrochemických publikacích)

3. V studiích zemědělských bychom měli rozlišovat 3. V studiích zemědělských bychom měli rozlišovat

2 základní frakce2 základní frakce půdní organické hmoty: půdní organické hmoty:

humushumus a a primární organickou půdní hmotu.primární organickou půdní hmotu.

Humus Humus je bohuželje bohužel tvořen spoustou humusových tvořen spoustou humusových kyselin, které jsou chemicky téměř totožné, ale kyselin, které jsou chemicky téměř totožné, ale značně značně se liší relativní molekulovou hmotností. se liší relativní molekulovou hmotností.

A právě velikost molekuly jim dává zcela rozdílné A právě velikost molekuly jim dává zcela rozdílné vlastnosti. vlastnosti.

Proto bychom měli Proto bychom měli humusovou frakci dělithumusovou frakci dělit podlepodle procentického zastoupení procentického zastoupení tříd relativní molekulové tříd relativní molekulové hmotnosti.hmotnosti.

PPrimární organickou hmotu půdnírimární organickou hmotu půdní bychom měli bychom měli dělitdělit. .

Protože u ní je rozhodující vlastností je schopnost k Protože u ní je rozhodující vlastností je schopnost k mineralizaci, měli bychom v mineralizaci, měli bychom v ní stanovit podíl ní stanovit podíl cenných labilních organických látekcenných labilních organických látek→→ ty jsou ty jsou prezentovány uhlíkem v studené vodě rozpustných prezentovány uhlíkem v studené vodě rozpustných organických látek organických látek CCcwscws,, v horké vodě rozpustných v horké vodě rozpustných organických látek organických látek CChwshws..

Pak bychom měli Pak bychom měli stanovit:stanovit: obsah snadněji obsah snadněji oxidovatelných látek uhlíkem oxidovatelných látek uhlíkem CCPMPM (tj. uhlík (tj. uhlík organických sloučenin oxidovatelných neutrálním organických sloučenin oxidovatelných neutrálním roztokem KMnOroztokem KMnO44 podle Blaira) podle Blaira)

Dále stanovit Dále stanovit → → podíl uhlíku látek (které k podíl uhlíku látek (které k

mineralizaci potřebují enzymatickou účast půdních mineralizaci potřebují enzymatickou účast půdních bakterií čili bakterií čili CCminerminer),), uhlík mineralizovatelný uhlík mineralizovatelný za za podmínek dané metody.podmínek dané metody.

Snadno Snadno mineralizovatelná půdní mineralizovatelná půdní organická hmota organická hmota slouží slouží především pro především pro potřebu a posílení půdního mikroedafonu potřebu a posílení půdního mikroedafonu a proto je a proto je zásadní podporou jeho funkcí:zásadní podporou jeho funkcí:

1. 1. PodporujePodporuje celý půdotvorný režim (pro celý půdotvorný režim (pro něhož je biologický faktor rozhodující).něhož je biologický faktor rozhodující).

2. Je 2. Je zdrojemzdrojem minerálních minerálních živinživin a a COCO22, , kterýkterý slouží nejen jako základní surovina k tvorbě slouží nejen jako základní surovina k tvorbě organické hmoty rostlin v procesu organické hmoty rostlin v procesu fotosyntetické asimilace, fotosyntetické asimilace,

slouží i k udrženíslouží i k udržení vápenato-uhličitanové a vápenato-uhličitanové a hořečnato-uhličitanové hořečnato-uhličitanové rovnováhy v půděrovnováhy v půdě

a rozhoduje o rozpustnosti a a rozhoduje o rozpustnosti a nerozpustnosti Ca a Mg v půdě podle rovnic:nerozpustnosti Ca a Mg v půdě podle rovnic:

CaCOCaCO3 3 + H+ H22O O ↔↔ Ca(HCO Ca(HCO33))22

-------- ------------- -------- ------------- MgCOMgCO33 + H + H22O + COO + CO22 ↔↔ Mg(HCO Mg(HCO33))22 ------------ --------------------- ------------ ---------------------

nerozpustný rozpustnýnerozpustný rozpustný

3. Rozvoj mikroedafonu3. Rozvoj mikroedafonu usnadňuje i usnadňuje i rozklad a detoxikaci xenobiontů, rozklad a detoxikaci xenobiontů, kontaminujících půdu ze znečistěné kontaminujících půdu ze znečistěné atmosféry i z vlastní zemědělské činnosti atmosféry i z vlastní zemědělské činnosti (rezidua pesticidů)(rezidua pesticidů)

4. Je 4. Je zdrojem energie zdrojem energie a předpokladem a předpokladem humifikace a tvorby humusu.humifikace a tvorby humusu.

5. Působí nejen 5. Působí nejen mobilizacemobilizace přístupného přístupného minerálního dusíku z nepřístupného minerálního dusíku z nepřístupného organického dusíku, ale naopak i proces organického dusíku, ale naopak i proces opačný – opačný – imobilizaciimobilizaci dusíku dusíku

(která je důležitým procesem v naší snaze (která je důležitým procesem v naší snaze omezit ztráty minerálního dusíkuomezit ztráty minerálního dusíku elucí do elucí do půdní spodiny a vod a snížit tak stupeň půdní spodiny a vod a snížit tak stupeň kontaminace životního prostředí).kontaminace životního prostředí).

6. 6. SnižujeSnižuje specifickou hmotnost půdy specifickou hmotnost půdy

SnižujeSnižuje objemovou hmotnost objemovou hmotnost

Zvyšuje Zvyšuje provzdušněnost půdyprovzdušněnost půdy

Zlepšuje Zlepšuje základní i odvozené půdní základní i odvozené půdní hydrolimity hydrolimity

ZlepšujeZlepšuje technologické konstanty půdy technologické konstanty půdy

Lze říci, že obecně Lze říci, že obecně zlepšujezlepšuje fyzikální a fyzikální a mechanicko-fyzikální vlastnosti půdy.mechanicko-fyzikální vlastnosti půdy.

Význam humusu pro půdní úrodnostVýznam humusu pro půdní úrodnost

je založena na jeho schopnostech je založena na jeho schopnostech iontovýměnných a na specifických vlastnostech iontovýměnných a na specifických vlastnostech aktivního povrchu humusových částic:aktivního povrchu humusových částic:

1. Iontová výměna humusu 1. Iontová výměna humusu (je obecně 5 – 7 (je obecně 5 – 7 x vyšší), x vyšší), než iontovýměnná kapacita než iontovýměnná kapacita minerálních, jílových koloidních částic v půděminerálních, jílových koloidních částic v půdě

je základním mechanismem hospodaření s je základním mechanismem hospodaření s živinami v půděživinami v půdě

omezuje eluci živin z půdy (tím ovlivňuje celý omezuje eluci živin z půdy (tím ovlivňuje celý živinný režim půdy, efektivnost hnojení, jeho živinný režim půdy, efektivnost hnojení, jeho rentabilitu, ovlivňuje příjem živin a relace mezi rentabilitu, ovlivňuje příjem živin a relace mezi nimi).nimi).

Hospodaření na půdách s Hospodaření na půdách s nízkým obsahem nízkým obsahem humusu humusu nebo s jeho špatnou kvalitou by dnes, nebo s jeho špatnou kvalitou by dnes, při vysoké ceně všech vstupů, muselo být při vysoké ceně všech vstupů, muselo být velikostí ztrát velikostí ztrát nerentabilní.nerentabilní.

2. Humusové koloidní látky2. Humusové koloidní látky mají vysoce mají vysoce aktivní povrchovou energii a tvoří s minerální aktivní povrchovou energii a tvoří s minerální koloidní frakcí koloidní frakcí adsorbční komplexy.adsorbční komplexy.

Tyto organominerální jednotky Tyto organominerální jednotky jsou jsou poměrně odolné poměrně odolné vůči mineralizaci vůči mineralizaci jsou jsou základem stavby základem stavby a vodostálosti a vodostálosti

pravých, pravých, půdních agregátůpůdních agregátů, které jsou nejen , které jsou nejen základem půdní struktury, základem půdní struktury,

zajištěním zajištěním žádoucí rovnováhy mezi vzduchem žádoucí rovnováhy mezi vzduchem a vodou v půdě,a vodou v půdě,

zlepšenímzlepšením mechanicko-fyzikálních vlastností mechanicko-fyzikálních vlastností půdy půdy

jsou místem jsou místem koncentrace půdního mikroedafonukoncentrace půdního mikroedafonu, , kde v optimálních podmínkách vodně - vzdušného kde v optimálních podmínkách vodně - vzdušného režimu intenzivně probíhají biochemické reakcerežimu intenzivně probíhají biochemické reakce

3. Humus3. Humus svojí iontovýměnnou kapacitou je svojí iontovýměnnou kapacitou je nejvýznamnějším půdním pufrem, hmotou, která nejvýznamnějším půdním pufrem, hmotou, která udržuje v půdě udržuje v půdě stálé pHstálé pH,,

brání výkyvůmbrání výkyvům, působením v daném okamžiku , působením v daném okamžiku rozdílnou koncentrací rozdílnou koncentrací COCO22 v půdním roztoku. v půdním roztoku.

Toto kolísání by bylo pro půdní mikroorganismy Toto kolísání by bylo pro půdní mikroorganismy brzdou jejich rozvojebrzdou jejich rozvoje..

4. Iontovýměnné a sorpční vlastnosti 4. Iontovýměnné a sorpční vlastnosti humusuhumusu

umožňují umožňují imobilizaciimobilizaci organických i organických i minerálních škodlivin v půděminerálních škodlivin v půdě

jde nejen o těžké kovy, ale i o velmi snadno jde nejen o těžké kovy, ale i o velmi snadno sorbovatelné kancerogenní polykondenzované sorbovatelné kancerogenní polykondenzované aromáty, polychlorované aromáty, polychlorované dioxinydioxiny

dibenzofuranydibenzofurany, , polychlorované polychlorované bifenyly,bifenyly, kancerogenní kancerogenní mykotoxiny nitrosaminymykotoxiny nitrosaminy

HumusHumus je tedy prokazatelně pro půdu je tedy prokazatelně pro půdu přínosempřínosem

z mnoha hledisek, jak bylo z mnoha hledisek, jak bylo prezentováno.prezentováno.

II. Další rozvoj vědecko – výzkumné II. Další rozvoj vědecko – výzkumné činnosti:činnosti:

1. Rozšíření 1. Rozšíření spoluprácespolupráce s VŠ, s VŠ, Výzkumnými ústavy, pracovišti AV ČRVýzkumnými ústavy, pracovišti AV ČR - projekty, přednášky aj.- projekty, přednášky aj.

22.Publikace.Publikace nejnovějších poznatků z oblasti nejnovějších poznatků z oblasti zemědělství zemědělství impaktové publikace, vědecké impaktové publikace, vědecké publikace, patenty a užitné vzory)publikace, patenty a užitné vzory)

3. Zaměření výzkumné práce z hlediska 3. Zaměření výzkumné práce z hlediska moderních technologiií v zemědělstvímoderních technologiií v zemědělství (biotechnologie, malotechnologie) (biotechnologie, malotechnologie) jejich jejich přínos a využití v praxi.přínos a využití v praxi.

4. 4. Na ZF JUNa ZF JU rozvoj technologií minimálního rozvoj technologií minimálního zpracování půdyzpracování půdy

(navázání na výsledky (navázání na výsledky z výzkumné práce z výzkumné práce doc. Stacha, prof. Ledviny) doc. Stacha, prof. Ledviny)

pokračování v problematice pokračování v problematice transformace půdní transformace půdní organické hmoty,organické hmoty, která je u těchto technologií která je u těchto technologií jedním ze stěžejních problémů po stránce jedním ze stěžejních problémů po stránce výzkumné.výzkumné.

5. 5. ProjektyProjekty NAZV, GA ČR, TA ČR, OP VK NAZV, GA ČR, TA ČR, OP VK (Vzdělávání pro konkurenceschopnost), OP PI (Vzdělávání pro konkurenceschopnost), OP PI (Podnikání a inovace, OP Meziregionální (Podnikání a inovace, OP Meziregionální spolupráce). spolupráce).

III. Pedagogická činnost:III. Pedagogická činnost:

1. 1. Přednášková činnostPřednášková činnost moderní metody a moderní metody a kvalita výuky (e-learning, zahraniční pobyty kvalita výuky (e-learning, zahraniční pobyty lektorů, stáže pedagogů) lektorů, stáže pedagogů) podpora jejich podpora jejich „mobility“.„mobility“.

2. 2. Podpora vzděláváníPodpora vzdělávání v oblasti jazykové a IT v oblasti jazykové a IT dovednosti (pedagogů, lektorů, řídících a dovednosti (pedagogů, lektorů, řídících a organizačních pracovníků).organizačních pracovníků).

3. 3. Příprava projektůPříprava projektů se zapojením studentů VŠ se zapojením studentů VŠ Závěrečné práce, Závěrečné práce, Power-pointové prezentace aj.Power-pointové prezentace aj.

4. 4. Propagace studia DSPPropagace studia DSP (doktorských studijních programů).(doktorských studijních programů).

5. 5. Výzkumná pracovištěVýzkumná pracoviště moderní učebny, moderní učebny, přístrojová a laboratorní technika („finanční přístrojová a laboratorní technika („finanční možnosti“).možnosti“).

6. 6. Inovace studijních programůInovace studijních programů na VOŠ a VŠ v na VOŠ a VŠ v souladu s požadavky a potřebami trhu práce.souladu s požadavky a potřebami trhu práce.

7. Nová akreditace oboru na ZF JU:7. Nová akreditace oboru na ZF JU: „„Biotechnologie využití biomasy.Biotechnologie využití biomasy.

Výsledky výzkumné činnosti Výsledky výzkumné činnosti (viz. část: „Výzkum“bod 4) (viz. část: „Výzkum“bod 4) využít a uplatnit i v pedagogické činnosti.využít a uplatnit i v pedagogické činnosti.

8. 8. Vstřícná mezioborová spolupráceVstřícná mezioborová spolupráce vyučovaných disciplin na VŠ (Základní vyučovaných disciplin na VŠ (Základní agrotechnika, Agroekologie, Půdoznalství, agrotechnika, Agroekologie, Půdoznalství, Klimatologie, Šlechtění a pěstování rostlin, Klimatologie, Šlechtění a pěstování rostlin, Fyziologie rostlin, Výživa a hnojení rostlin, Fyziologie rostlin, Výživa a hnojení rostlin, Výživa hospodářských zvířat)Výživa hospodářských zvířat)

9. 9. Rozvoj poradenstvíRozvoj poradenství zapojení odborníků zapojení odborníků z praxe do výuky z praxe do výuky - přednášky, semináře, - přednášky, semináře, work-shopywork-shopy

10. 10. Intenzivní spolupráceIntenzivní spolupráce se ŠZP ZF JU se ŠZP ZF JU výuka a praxe, poloprovozní a provozní výuka a praxe, poloprovozní a provozní

pokusnická činnost, realizace Bc., DP a DDP pokusnická činnost, realizace Bc., DP a DDP prací studentů, doktorandů.prací studentů, doktorandů.

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost