Vzťah medzi pôdnou organickou hmotou a pôdnou štruktúrou
Za centrálny indikátor kvality a zdravia pôdy bola uznaná pôdna organická hmota, ktorá je kľúčovou zložkou pôdy ovplyvňujúcou jej biologické, fyzikálne a chemické vlastnosti, ktoré určujú produkčnú schopnosť pôdy.
Je známe, že znižovaním obsahu organickej hmoty v pôde dochádza k zhoršovaniu takmer všetkých pôdnych vlastností. Dôležitá však nie je len jej kvantita, ale aj kvalita. Organické látky v pôde sú veľmi heterogénnou zmesou najrôznejších chemických látok, ktoré sa vyznačujú rôznou stabilitou, rozpustnosťou, aktivitou a celkovo aj vplyvom na okolité pôdne komponenty. Zjednodušene môžeme hovoriť o stabilných zložkách pôdnej organickej hmoty, ktoré sú zastúpené humusovými látkami a inými makromolekulami prirodzene odolnými voči pôsobeniu mikroorganizmov alebo sú fyzikálne chránené adsorpciou na povrchoch minerálov alebo viazané vo vnútri agregátov a labilných zložkách pôdnej organickej hmoty, ktoré sú ľahko prístupné a následne aj rýchlo rozložiteľné, pričom môžu byť okamžitým zdrojom energie pre mikroorganizmy a ich najvýznamnejším zdrojom sú rastlinné zvyšky. Vo vzťahu k ostatným vlastnostiam pôdy by ich zastúpenie v pôde malo byť vyvážené.
Labilné zložky pôdnej organickej hmoty sú okamžitým zdrojom živín v pôde a zohrávajú významnú úlohu v krátkodobých kolobehoch živín, pričom sú zodpovedné aj za momentálnu stabilitu pôdnej štruktúry. Labilný pôdny organický uhlík je významným zdrojom energie podpovrchovej časti ekosystémov a je citlivý na zmeny v spôsoboch hospodárenia. Labilné frakcie organickej hmoty pôdy sú teda aj vhodnejším ukazovateľom rozdielov v pôdnej úrodnosti ako celková organická hmota pôdy.
Avšak v prípade dostatočného zastúpenia stabilných zložiek v pôde, nedochádza k rapídnemu úbytku organickej hmoty z pôdy a tým k zhoršovaniu jej vlastností ako sú predovšetkým pôdna štruktúra, sorpčná schopnosť pôdy, či jej vodný, vzdušný a tepelný režim.
Organická hmota môže byť v pôde stabilizovaná nielen chemicky, ale aj fyzikálne. A práve v súvislosti s ňou sa v posledných rokoch upriamila pozornosť na pôdnu štruktúru, ktorá zohráva dôležitú úlohu aj v prípade sequestrácie uhlíka a jeho kolobehu. Na jednej strane je práve organická hmota považovaná za základný prvok pri tvorbe agregátov a naopak tvorba agregátov prispieva k stabilizácii pôdnej organickej hmoty prostredníctvom jej fyzikálnej ochrany v agregátoch.
Vzájomný vzťah medzi pôdnou organickou hmotou a pôdnou štruktúrou je dynamický. Organické látky sa v pôde postupne transformujú, čím sa mení ich stabilita, čo má vplyv aj na charakter väzieb s minerálnym podielom pôdy. Rôzne frakcie organickej hmoty sa na tvorbe pôdnych agregátov môžu podieľať rôzne. Agregáty môžu mať trvalý alebo prechodný charakter. K trvalému stavu prispievajú predovšetkým humusové látky s polyvalentnými katiónmi. V prípade prechodného stavu sú tmelivom predovšetkým látky polysacharidového charakteru pochádzajúce väčšinou z rozkladu rastlinných zvyškov, koreňových exudátov či produktov metabolizmu mikroorganizmov. Na tvorbe agregátov sa môže organická hmota podieľať aj mechanicky, prostredníctvom koreňových vláskov či mycélia húb.
Celkovo môžeme agregáty na základe ich veľkosti rozdeliť na makroagregáty (> 0,25 mm) a mikroagregáty (< 0,25 mm), v ktorých jednotlivé frakcie organickej hmoty majú rôzne zastúpenie. V makroagregátoch sa nachádza väčšie množstvo organickej hmoty, ale táto podlieha aj väčším zmenám, predovšetkým mineralizácii. V mikroagregátoch má síce organická hmota menšie zastúpenie, ale je reprezentovaná predovšetkým jej stabilizovanejšími formami. Dôvodov rôzneho prerozdelenia organickej hmoty vo frakciách pôdnych agregátov je hneď niekoľko. Ak budeme uvažovať len o veľkosti niekoľkých nm, predstavíme si predovšetkým organické molekuly, v prípade μm už budeme uvažovať o mikroorganizmoch a pri veľkosti niekoľkých mm si už vieme predstaviť aj korienky rastlín. Keď si ale potom uvedomíme, že veľkosti pórov v mikroagregátoch sa pohybujú v rozmedzí 0,2-6 μm a v makroagregátoch 25-100 μm, pochopíme, prečo je organická hmota stabilizovanejšia a lepšie chránená pred mikrobiálnou činnosťou práve v menších agregátoch, resp. prečo jej je tam celkovo menej. Táto skutočnosť vysvetľuje aj to, prečo sa akýkoľvek zásah človeka do pôdy prejaví skôr na prerozdelení frakcií makroagregátov ako mikroagregátov.
V pôdach lesných ekosystémov je zdrojom organickej hmoty predovšetkým lesný opad, ktorý sa hromadí na povrchu pôdy a pri jeho rozklade vzniká väčšie množstvo kyselín, ktoré vplývajú priamo či nepriamo na stabilitu pôdnych agregátov. Ich nepriame pôsobenie spočíva v poklese pH v povrchovej vrstve pôdneho profilu, čím sa v pôde zvyšuje množstvo labilného uhlíka a zároveň sú vyplavované bázické katióny, ktoré tiež plnia v agregátoch funkciu tmeliva. Naopak, lesný opad je zdrojom predovšetkým lignínu, fenolov a polyfenolov, ktoré plnia funkciu prekurzorov pre tvorbu humusových látok a tie podporujú tvorbu stabilných agregátov, čím sa priamo materiálne tieto organické látky podieľajú na tvorbe agregátov. Nakoľko však v lese nedochádza obrábaním pôdy k mechanickému narúšaniu pôdnych agregátov, môžu sa na tvorbe agregátov významnou mierou podieľať aj labilnejšie zložky organickej hmoty, ktoré sú v nich fyzikálne stabilizované, predovšetkým pri vyššom zastúpení frakcie ílu.
V lúčnom ekosystéme sú zdrojom organickej hmoty predovšetkým korene rastlín a ich výlučky, teda predovšetkým látky polysacharidového charakteru. Tieto sa budú podieľať skôr na tvorbe prechodných agregátov a tiež mechanickej tvorbe agregátov, pri ktorej sú minerálne častice obpletané koreňovými vláskami a tak držia pohromade.
V agroekosystéme je vidieť snáď najvýraznejší zásah do agregátovej dynamiky. Kyprením je stabilita agregátov neustále narúšaná a organická hmota, predtým chránená v pôdnych agregátoch, je vystavená účinku mikroorganizmov a tým rýchlejšie mineralizovaná, čo má za následok jednak rozpad takýchto agregátov a tiež samotný úbytok organickej hmoty. Tento negatívny jav sa dá na ornej pôde čiastočne eliminovať predovšetkým aplikáciou maštaľného hnoja a dostatočným vápnením pôdy. Keďže je ale značný nedostatok takých kvalitných organických vstupov ako je maštaľný hnoj, musíme otázku stability agregátov v pôde postaviť opačne, teda ako zamedziť úbytku organickej hmoty z pôdy prostredníctvom jej stabilizácie v pôdnych agregátoch. A tu sa kolobeh uzatvára. Priaznivú pôdnu štruktúru môžeme dosiahnuť len pri dostatočnom zásobení pôdy organickou hmotou a na strane druhej, zachovávaním stabilnej pôdnej štruktúry zamedzíme úbytku pôdnej organickej hmoty z pôdy. Výsledkom tohto procesu bude vyššia sequestrácia uhlíka v pôde, pre ktorú, práve z uvedených dôvodov, majú najvyšší potenciál orné pôdy.
| Korienky rastlín podieľajúce sa na tvorbe pôdnej štruktúry |
| Štruktúra pôdy pri jej nedostatočnom zásobení organickou hmotou |
| Obr. 3 |
Vystavené 16.10.2013
