Zemědělské odtokové systémy mění půdu více a rychleji, než se dříve předpokládalo
Kromě ukládání uhlíku půda rovněž funguje jako filtrační systém, který pomáhá udržovat čisté povrchové a podzemní vody. Minerální částice v půdě (například jíl) jsou zásadní pro absorpci a stabilizaci organických látek a živin (například fosfátů) a rovněž pomáhají snižovat toxicitu pesticidů. Studie z roku 2008 odhalila výrazný úbytek minerálních částic v blízkosti odtoků pouhých 16 let po jejich instalaci. Dříve se předpokládalo, že takové změny trvají staletí až tisíciletí. Navzdory těmto zjištěním studie nebyla zopakována až do doby, kdy se projekt IDESoWa (Increased drainage effects on soil properties and water quality), který financovala EU, rozhodl vůbec poprvé prošetřit, jak změny v minerálním složení půd ovlivňují koloběh organické hmoty a živin. Podobně jako studie z roku 2008 i projekt IDESoWa zjistil úbytek jílových částic v blízkosti odtoků. „Domněnka, že minerální složení půdy zůstává po dobu lidského života víceméně statické, vyžaduje přehodnocení,“ vysvětluje Antra Boča, stipendistka Akce Marie Curie-Skłodowská z Lotyšské univerzity přírodních věd a technologií, organizátorka projektu.
Zemědělské odtokové systémy a vývoj půdy
Techniky hospodaření s vodou v půdě, například podpovrchové odtokové systémy, dokáží měnit procesy, které v půdě probíhají. Studií vlivu lidských činností na minerální složení půdy přesto existuje až překvapivě málo. Aby se dozvěděl více o vlivu zemědělských odtokových systémů na procesy probíhající v půdě, vyhloubil tým IDESoWa na třech místech s různým složením půdy jámy kolmé vůči odtokovým dlaždicím. Jednalo se o jílovitou půdu pod pastvou a obdělávaným polem zformovanou na sedimentech z doby ledové a o naplaveninovou půdu pod neobdělávanou půdou zformovanou na sedimentech ze dna ledovcového jezera. Výzkumníci odebrali vzorky půdy z různých vzdáleností od odtoku. Čím byla půda od odtoku dále, tím podobnější byly hodnoty její saturace vodou těm z doby před instalací odtoku, což umožnilo jejich srovnání. Vzorek půdy byl odebrán z hloubky odtoku, tedy přibližně 1 metru. Tým posléze zkoumal minerální složení vzorku, jeho schopnost absorpce fosforu, stabilitu organického uhlíku a koloběh dusíku. „Ačkoli pandemie získání některých dat zpozdila, už teď máme zajímavé výsledky. Zjistili jsme, že 40 let podpovrchového odtoku dokáže minerální složení půdy změnit tak podstatně, že je to evidentní i na tak heterogenních materiálech, jako je ledovcové podloží,“ říká Boča. Poněkud zarážející je, že tým zjistil, že celková koncentrace železa se s narůstající vzdáleností od odtoku neměnila, jak tomu bylo u jílu. „Jelikož je železo úzce spojováno s částicemi jílu, dal by se očekávat úbytek jako u jílu. Různé redukčně-oxidační podmínky v půdě v různých vzdálenostech od odtoku mohou mít také vliv na mobilitu železa. Půda blíže k odtoku obvykle má menší depleci kyslíku, protože voda rychle odteče, kdežto půda ve větší vzdálenosti má depleci kyslíku, protože je zde větší pravděpodobnost nasycení vodou,“ pokračuje Boča. Jelikož se aktuální zjištění zdají nelogická, má tým v plánu prostudovat různé formy železa. „Vzhledem k tomu, jak moc je železo důležité pro koloběh živin a organické hmoty, potřebujeme porozumět tomu, co se děje,“ dodává Boča.
Udržitelné půdní hospodářství
Minerály jsou páteří každé půdy a ovlivňují mnoho biologických a chemických procesů. Porozumění změnám zapříčiněným instalací podpovrchových odtokových systémů pomůže se začleňováním ekosystémových služeb, jako je například uchovávání organických půdních hmot a filtrace živin/pesticidů, do zemědělských postupů. „Po zanalyzování všech dat by výsledky mohly přispět ke zlepšení postupů obhospodařování půdy s uměle instalovanými odtoky, které v mnoha evropských zemích převládají,“ poznamenává Boča. Další práce se zaměří na to, jak změny mineralogického složení půdy ovlivňují toxicitu pesticidů. Výzkum bude probíhat na polích s řízenými (kde voda v půdě zůstává po delší dobu) a neřízenými odtokovými systémy. Oba systémy vytvářejí různé redukčně-oxidační podmínky pro zvětrávání a transformaci minerálů, což pravděpodobně ovlivňuje také interakce minerálů s pesticidy.
Keywords
IDESoWa, odtokové systémy, voda, organická hmota, živiny, znečišťující látky, půdy, minerály, jíl, železo, pesticidy
