Co ovlivňuje zdraví půdy a proč půda degraduje?

Kvalita zemědělské půdy v Česku i na mnoha místech ve světě dlouhodobě klesá. Je to způsobeno zejména lidskou činností, především intenzivním modelem hospodaření, který je optimalizován na co možná nejvyšší, krátkodobé výnosy, ale nehledí na dlouhodobé zdraví půdy a její další (neprodukční) funkce. Jaké problémy jsou s touto postupující degradací spojeny a jak souvisí stav půdy se změnou klimatu?

Půdy tvoří základ všech suchozemských ekosystémů, což platí i o půdách využívaných k zemědělským účelům, z nichž lidé získávají obživu. Dlouhodobé sledování kvality půd ukazuje, že v mnoha částech světa vlivem dosavadního hospodaření půda postupně degraduje – snižuje se zejména množství obsažené organické hmoty – a klesá tak její schopnost plnit produkční i ekosystémové funkce. Pokud se nic nezmění, může v nejbližších sto letech téměř polovina konvenčně obdělávaných půd světa tyto funkce ztratit úplně¹ – z kdysi úrodné půdy se stane v podstatě písek.² Proč k degradaci půd dochází a jak se projevuje? A jaká je situace v Česku?

Co je zdravá půda a jaké plní funkce?

Zdravá půda má nezastupitelný význam v přírodních ekosystémech (např. les nebo louka), ale i v člověkem výrazně přetvářených, tzv. kulturních ekosystémech (např. pole nebo ovocný sad). Stejně jako vodu ji k životu potřebuje bezpočet druhů rostlin, hub, živočichů i mikroorganismů – a také lidé.

Zdravá půda plní několik různých funkcí:

• Poskytuje podmínky pro život velkého množství nejrůznějších organismů
• Je důležitým mezistupněm v cirkulaci některých prvků (uhlík, dusík, fosfor)
• Je zásadní pro zadržování vody v krajině (díky své porézní struktuře)
• Je dlouhodobým úložištěm uhlíku a přispívá tak významně i ke zmírňování klimatické změny
• Poskytuje lidem velmi kvalitní potraviny, dřevo a další cenné produkty (při degradaci kvalita produkce klesá)

Půdu lze chápat jako samostatný ekosystém, který je však zároveň velmi úzce propojen se všemi ostatními suchozemskými ekosystémy. Nejde jen o neživou materii, jak by se mohlo na první pohled zdát. Ve skutečnosti je půda živý komplex mnoha různých vztahů, funkcí a procesů. Jak vlastně celý tento systém vzniká a funguje?

Neživá (minerální) složka půdy vzniká rozpadem matečné horniny na různě velké částice (jílovité, hlinité, písčité). Tuto minerální složku promíchává a doplňuje voda a půdní vzduch a díky tomu vznikají podmínky pro život obrovského množství mikrobů, hub a živočichů – od jejich nejmenších zástupců (např. želvušky nebo krytenky) až po tzv. půdní megafaunu (např. žížaly nebo mnohonožky). Když stojíme někde v ekosystému, jako je třeba květnatá louka nebo lužní les, nachází se pod našima nohama zpravidla více půdních organismů, než kolik je lidí na Zemi. Z hlediska rozmanitosti zastoupených druhů neboli biodiverzity najdeme v půdě více živočišných druhů, než kolik je druhů obratlovců v celé Evropě. Tento živý systém udržuje v chodu stovky milionů let starou „cirkulární ekonomiku“, tedy koloběh zdrojů, potřebných jak pro samotný život v půdě, tak pro další přírodní a kulturní ekosystémy na ni napojené (ať už jde o květnaté louky nebo pole s obilím).

Pro lepší pochopení toho, jak se půda podílí na cyklu živin a důležitých stavebních prvků (např. uhlíku, dusíku a fosforu), si lze představit rostlinu, jež čerpá z půdy potřebné látky, aby mohla pomocí fotosyntézy produkovat organickou hmotu – tedy růst a rozvíjet se. Ve chvíli, kdy taková rostlina nebo její část (třeba květ po opylení) odumře a spadne na zem, začne se na povrchu půdy hromadit nezpracovaná organická hmota. Tu začnou zpracovávat už zmíněné půdní organismy – postupně ji požírají a energii z ní využívají pro sebe.³ Během tohoto procesu, jemuž se říká mineralizace, dochází k rozpadu zmíněné organické hmoty na jednodušší sloučeniny. Ty jsou pak v půdě opět k dispozici pro další růst rostlin.

Tímto mechanickým a chemickým zpracováním odumřelé organické hmoty se půdní organismy podílejí nejen na zpřístupnění živin pro rostliny, ale také na vytváření půdní struktury – tzv. půdních agregátů. Tyto agregáty si lze představit jako slepence organické hmoty, jílovitých částic a dalších materiálů. Půda je díky nim pórovitá a tedy lépe prostupná pro vzduch a kořeny rostlin, ale také pro vodu, čímž pomáhá s regulací množství vody v krajině.

Je-li odumřelé organické hmoty dostatek, půdní organismy ji nespotřebují všechnu, ale část zůstává v půdě uložená delší čas (navázaná např. na jílovité částice).⁴ Tato hmota slouží jednak jako zásobárna potravin „na horší časy“ a jednak je významným dlouhodobým úložištěm uhlíku – celosvětově je v půdě uloženo více uhlíku než v atmosféře a vegetaci dohromady.⁵ Kapacita půdy pro dlouhodobé ukládání uhlíku sice není nevyčerpatelná, ale v současnosti není ani zdaleka naplněna.⁶ Při správném hospodaření, které vede ke zvyšování množství organické hmoty, tak může půda hrát velmi důležitou roli ve zmírňování změny klimatu.

Co je půdní degradace a proč k ní dochází?

Významná část zemědělských půd v Česku je více či méně degradovaná a totéž platí o půdách i jinde v Evropě.⁷ To znamená, že tyto půdy postupně ztrácejí svou strukturu, ubývá v nich půdní biodiverzity a organické hmoty, a v důsledku toho nejsou schopny dostatečně plnit své produkční a ekosystémové funkce (což mimo jiné vede i k výraznému poklesu cen půdy a snižování hodnoty majetku vlastníka). V Česku se lze nejčastěji setkat s těmito typy půdní degradace:⁸

• Ztráta organické hmoty (dehumifikace)
• Vodní a větrná eroze
• Okyselování (acidifikace)
• Utužení (zhutnění, kompakce)
• Kontaminace
• Zástavba

Degradační procesy probíhají v přírodě přirozeně. Platí to i o půdě: ta je za běžných podmínek schopna obnovy a umí tyto procesy vyvažovat. Nevhodné zacházení s půdou však degradační procesy zesiluje a půda se pak nedokáže obnovit dostatečně rychle. Intenzivní hnojení syntetickými hnojivy, aplikace různých pesticidů, využívání těžké techniky, velkoplošné pěstování jedné plodiny (monokultury) a rozsáhlé lány⁹ patří mezi hlavní faktory, proč půda ztrácí své kvality a přestává být zdravá. Důsledky jedné formy degradace jsou navíc často příčinami jiné formy degradace.

Ztráta organické hmoty

V současném intenzivním modelu zemědělství, který je rozšířený v Česku, ale i v řadě dalších zemí světa, jsou živiny do půdy dodávány převážně průmyslově vyráběnými hnojivy.¹⁰ Ta sice rostlinám dodají to hlavní, co ke svému růstu potřebují, ale na rozdíl například od chlévské mrvy (pocházející například od dobytka, ovcí či koní) nepřidávají do půdy žádnou organickou hmotu, která by vyživovala půdní organismy, a tím i celý půdní ekosystém. Navíc na polích při intenzivním způsobu hospodaření běžně nezůstává ani odumřelá organická hmota – po sklizni jsou i zbývající části rostlin, které by zde jinak postupně zetlely, zpravidla odvezeny pryč. To vede k narušení přirozených cyklů prvků v půdě a zároveň vytváří závislost na neustálém dodávání hnojiva. A nejen to: aby půdní organismy v takto chudém prostředí přežily, začnou zpravidla rozkládat organickou hmotu, která je v půdě uložena. To vede k tomu, že půda postupně chudne a současně se při tomto procesu uvolňuje oxid uhličitý. Jinými slovy: degradace půdy zvyšuje také koncentrace CO₂ v atmosféře a tím se podílí i na oteplování planety. (Příčin rychlejšího rozkladu uložené organické hmoty je nicméně více, přispívá k tomu například také orba – rozoráváním se hlubší vrstvy půdy s uloženou organickou hmotou dostávají na povrch, kde vzdušný kyslík urychluje rozkladné procesy.)

Ztráta organické hmoty a s tím související pokles množství organismů v půdě vede k rozpadu půdní struktury (už zmíněných půdních agregátů). Tím půda ztrácí svou soudržnost a stává se zranitelnější – viz dále.

Vodní a větrná eroze

S úbytkem organické hmoty a souvisejícím rozpadem půdní struktury se půda stává náchylnou k tomu, že ji odplaví voda nebo odnese vítr. Tuto erozní zranitelnost půdy dále posilují rozsáhlé lány a nedostatečné množství protierozních prvků v krajině (meze, roztroušená zeleň, travnaté pásy, větrolamy a podobně), ale i nevhodné zemědělské postupy (např. pěstování erozně náchylných plodin¹¹ nebo orba po svahu, která umožňuje vodě snadno stéct a vzít s sebou i úrodnou vrstvu půdy, tzv. ornici). Spolu s ornicí odnáší voda (nebo vítr) také organickou hmotu a živiny. To má hned dvojí negativní efekt: jednak tyto živiny v půdě chybějí a jednak se snadno dostávají do vodních toků, kde mohou způsobovat nežádoucí přemnožení řas a sinic (toto obohacování vod živinami se nazývá eutrofizace a má další negativní důsledky). Větrem unášené půdní částice mohou být také nebezpečné pro zdraví dýchacích cest.

Okyselování

K okyselování půdního prostředí přispívá do velké míry hnojení, zejména použití dusíkatých hnojiv.^{12 13} Roli hrají také kyselé deště a imise síry a dusíku. Ve zdravém půdním prostředí se přirozeně vyskytují i zásadité prvky (např. vápník), které nízké pH více či méně vyrovnávají. Tyto prvky jsou však při monokulturním pěstování plodin postupně odčerpávány, což vede k půdnímu prostředí, která má stále vyšší aciditu a může být nevhodné nejen pro některé druhy rostlin, ale i pro půdní organismy (a vede tak k další redukci biodiverzity).

Navíc se některé klíčové prvky, jako například hořčík nebo fosfor, v kyselém prostředí hůře rozpouštějí, a stávají se tak pro rostliny nedostupné. Růst rostlin je pak omezený a tyto prvky jsou vymývány do podzemních i povrchových vod. Kyselé prostředí navíc pomáhá k aktivaci některých dalších prvků v půdě (např. hliník nebo mangan), jež jsou pro rostliny toxické.¹⁴

Utužení

K utužování půdy dochází zejména využíváním těžké techniky na polích (velké traktory, kombajny a podobně) s hmotností mnoha tun, které vytvářejí na půdu značný tlak. Utužení v důsledku přejezdů těžké techniky je pak ještě zesíleno v případě, že má obdělávaná půda vysokou vlhkost. Na utužení má vliv také množství organické hmoty obsažené v půdě – čím je jí méně, tím je půda vůči utužení náchylnější.¹⁵

Utužená půda je kompaktnější a ztrácí svou pórovitost. Nedokáže pak dobře absorbovat vodu, čím se zvyšuje riziko vodní eroze (voda se nevsákne a pouze steče po povrchu, přičemž odnáší i ornici, viz výše). Nedostatek pórů omezuje také množství kyslíku v půdě, což v kombinaci s nedostatečnou vlhkostí vede k omezení půdních procesů (a tedy i zpomalení rozkladu organické hmoty a uvolňování živin). Rostliny pěstované v takové půdě trpí, protože mají málo vody, vzduchu i živin. Také pro jejich kořeny je utužená půda obtížně průchodná, což jim komplikuje získávání vody a potřebných látek z hlubších vrstev půdy.

Kontaminace

Pravidelná měření¹⁶ ukazují, že některé prvky a chemické látky (např. kadmium, arsen nebo DDT¹⁷) jsou v půdě přítomny v nadlimitním množství.¹⁸ Znečišťující látky (polutanty) se do půdy dostávají například z emisí z průmyslu nebo dopravy, mohou unikat při různých haváriích (např. při přepravě chemikálií), z nedostatečně zabezpečených skládek odpadu nebo při těžební činnosti. Významný podíl mají také chemikálie využívané v zemědělství (syntetická hnojiva a pesticidy). Některé z rizikových prvků se v půdě nacházejí přirozeně, problém však nastává při změně chemických vlastností půdy (např. snížení pH), která může vést k jejich vyšší reaktivitě, a tyto prvky se pak stávají pro organismy toxické (viz část o okyselování půdy výše).

Polutanty mohou v půdě také ovlivňovat některé procesy, jako je třeba rozklad organické hmoty. Navíc se tyto znečišťující látky dostávají z půdy i přímo do pěstovaných plodin (což pak může po konzumaci vést k vážným zdravotním problémům),^{19 20} ale pronikají rovněž do podzemních a povrchových vod a tím i do dalších částí ekosystémů.

Zástavba

Podíl zastavěné plochy v Česku dlouhodobě roste (za posledních 50 let se zastavěná plocha zvětšila dvojnásobně).²¹ Rozšiřování obytných částí i potřebné infrastruktury vede k úbytku zemědělské půdy, navíc často dochází k zastavování právě nejkvalitnějších půd.²² Při zástavbě je půda do velké míry mechanicky narušena a pokryta nepropustnými materiály (beton, asfalt aj.). Takto znehodnocená půda ztrácí veškeré své produkční i ekosystémové funkce. V krajině vedou takovéto zásahy ke snižování biodiverzity, ztrátám krajinného rázu a dochází též k omezení schopnosti zadržovat vodu (což může zesilovat dopady povodní). Kromě toho zástavba zvyšuje i riziko kontaminace okolních půd a vod. Tato forma degradace půdy je jednou z nejzávažnějších, protože jde v mnoha případech o nevratný proces.

Závěr

Z textu výše je zřejmé, že degradace půdy je způsobena zejména postupy intenzivního zemědělství. Svou roli hraje také zástavba a různé formy znečištění. Ke zlepšení stavu půd (nejen) v Česku je proto především potřeba změnit způsob, jak se s půdou a krajinou zachází. Konkrétně to znamená obohacovat půdu o organickou hmotu a podporovat půdní biodiverzitu, využívat šetrnější způsoby úpravy půdy (např. omezovat orbu), zavádět různé krajinné prvky a celkově v krajině podporovat pestrost a mozaikovitost. Dále je zapotřebí omezovat pěstování monokultur, redukovat množství syntetických hnojiv a pesticidů a neznehodnocovat úrodnou půdu necitlivou zástavbou.

Tyto změny jsou klíčové pro zajištění dlouhodobé produkce (a tedy potravinové bezpečnosti), pro zdraví a odolnost ekosystémů, ale i z hlediska mitigace a adaptace klimatické změny – zdravá půda je nejen významným úložištěm uhlíku, ale zároveň pomáhá krajině adaptovat se na výkyvy a změny podmínek, které s měnícím se klimatem přicházejí. V neposlední řadě je zásadní při krajinném a půdním managementu uvažovat vždy v dlouhodobých horizontech: důsledky degradace půdy (například kontaminace nebo vodní eroze) jsou o to závažnější, že mohou přetrvávat velice dlouho. Vrstva kvalitní, úrodné půdy vzniká stovky let a stejně dlouho zůstávají v půdě obsaženy některé jedovaté látky.

Zdroje a poznámky