Zabraň erozi, zmírni sucho

Z šestnácti agrometeorologických extrémů, které zasáhly Českou republiku mezi lety 2012 až 2016, šlo v devíti případech o výskyt sucha. O těch sedm dalších se podělily holomrazy, jarní mrazíky a povodně. S měnícími se klimatickými podmínkami se zvyšuje pravděpodobnost výskytu suchých period i v budoucích letech. Je tedy potřeba s tímto nepříjemným přírodním jevem počítat.

Celkové roční úhrny srážek zůstávají na území České republiky v dlouhodobém průměru prakticky neměnné, rozdíl je ovšem v jejich distribuci. Během roku naprší stejné množství vody, srážkových dnů je však méně. Chybí v minulosti poměrně běžné „zahradnické“ deště, tedy deště o mírné intenzitě trvající mnohdy i několik dní. V současné době jsou stále častější dlouhotrvající období sucha a následné krátkodobé srážky vysoké intenzity, které z krajiny rychle odtékají a způsobují erozi půdy a nezřídka také takzvané bleskové povodně. Rozhodující vliv na to, jestli nastane povodeň nebo udeří zemědělské sucho, má kromě počasí především půda a její vlastnosti.

Půda a její pórový systém je obrovský rezervoár, který je schopný poutat velké množství vody. Tento rezervoár následně v období beze srážek postupně zásobuje veškerou suchozemskou vegetaci vláhou a dotuje nejrůznější prameny a povrchové toky prostřednictvím podzemních vod, jež jsou také doplňovány půdní vodou. Půda je v podstatě nejvýznamnějším vodohospodářským zařízením, které máme k dispozici.

Pro zadržení vody v půdě je důležitý její dobrý zdravotní stav. Retenční schopnost kvalitní černozemě se pohybuje přibližně kolem hodnoty 3500 m³/ha, tedy více než na stejné ploše dokáže zadržet lesní půda. V průměru by naše účelové půdy v dobrém zdravotním stavu dokázaly v povrchové vrstvě o mocnosti 1 m zadržet 3000 m³ vody na ploše 1 hektaru. Celkový retenční potenciál zemědělských půd v České republice je tedy 8,4 miliardy m³ vody. V současnosti je však bohužel retenční schopnost zemědělské půdy výrazně nižší, přibližně jen 5 miliard m³ vody. Příčinou je fakt, že veliká část zemědělských půd trpí určitou formou degradace, jež má vliv na infiltrační a akumulační schopnost půd. Mezi hlavní degradační faktory patří

• ztráta půdní organické hmoty,
• větrná eroze,
• zhutnění podorničí
• a především vodní eroze, kterou je u nás ohroženo přes 50 % zemědělské půdy, z toho přes 500 tisíc hektarů je již vážně poškozeno.

Metoda pásového zpracování půdy má výrazný vliv na snížení velikosti povrchového odtoku a erozního smyvu.

K vodní erozi půdy dochází zejména při přívalových srážkách, kdy je intenzita srážky vyšší než hydraulická vodivost půdy. Voda, která se nestačí vsakovat, následně na sklonitých pozemcích odtéká a odnáší s sebou nejúrodnější část půdy – ornici. To má za následek snižování mocnosti půdního profilu a změnu fyzikálních vlastností půdy, čímž se zároveň snižuje i její retenční a infiltrační schopnost.

Zásadní vliv na míru vodní eroze má způsob hospodaření na zemědělských pozemcích. Z erozního hlediska je velkým problémem především velkoplošné pěstování širokořádkových plodin, v současnosti zejména pěstování kukuřice seté. Při konvenčním způsobu pěstování kukuřice je půda velkou část roku buď zcela bez vegetačního pokryvu, nebo s nedostatečnou pokryvností. A právě půda bez vegetačního krytu nejvíce podléhá vodní erozi. V České republice činila v roce 2017 celková plocha osetá kukuřicí více než 309 tisíc hektarů. Vzhledem k takto velkému plošnému zastoupení této erozně nebezpečné plodiny je důležité hledat způsoby, jak při jejím pěstování co nejvíce omezit riziko vodní eroze.

Půdoochranné technologie

Vhodným řešením je pěstování kukuřice s využitím půdoochranných technologií. K nim patří velice účinné přímé setí kukuřice do strniskové meziplodiny. Jako meziplodina se osvědčila například svazenka vratičolistá, která se vysévá na podzim a jejíž biomasa chrání půdu před destruktivními účinky deště. Svazenka přes zimu zmrzne a na jaře se do ní bezorebným secím strojem zaseje kukuřice. Kořeny i nadzemní části však i nadále poskytují dostatečnou ochranu před vodní erozí až do vzejití a zapojení porostu kukuřice. Svazenka navíc dodává svým rozkladem do půdy organickou hmotu, a tím zlepšuje její strukturu, která je pro infiltrační a retenční schopnost půdy velmi důležitá.

Další půdoochrannou technologií, jež má výrazný pozitivní vliv na snížení erozního smyvu při pěstování kukuřice, je technologie pásového zpracování půdy, takzvaný strip till. Po sklizni předplodiny je stejně jako u předchozí technologie zaseta strnisková meziplodina. Metoda strip till je založena na zpracovávání pouhých úzkých pásků půdy, do kterých se následně zasévá kukuřice. Meziřadí tedy zůstává nezpracováno a meziplodina svým pokryvem zabraňuje erozi půdy. Oproti konvenční technologii pěstování kukuřice potřebuje metoda strip till i přímého setí do strniskové meziplodiny nižší počet přejezdů zemědělské techniky, čímž se omezuje utužení půdy.

Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy ověřuje také jiné půdoochranné technologie vhodné i pro pěstování dalších plodin, jejichž použitím by bylo možné omezit vodní erozi. Značný význam v ochraně půdy před erozí má ponechání velké části posklizňových zbytků nebo biomasy meziplodin na povrchu půdy. Ty při přívalových srážkách zmírňují kinetickou energii dopadajících kapek, a tím omezují destrukci půdních agregátů a vznik půdní krusty. Zároveň rostlinné zbytky zvyšují drsnost povrchu půdy, čímž dochází ke zpomalení po povrchu odtékající vody, která má následně delší čas na infiltraci. Díky tomu se snižuje i velikost povrchového odtoku. Používání půdoochranných technologií tak má nemalý vliv na zvýšení retenční schopnosti krajiny.

Mobilní protierozní opatření slouží k rozdělení svahu na kratší úseky, k akumulaci vody a k zachycování sedimentu.

Mobilní protierozní opatření

Z pohledu vodní eroze je výrazným problémem také nadměrná velikost půdních bloků. Česká republika má největší půdní celky v Evropě, což v součinnosti s členitostí reliéfu naší krajiny vytváří předpoklady ke vzniku výrazných erozních smyvů. Jelikož je míra eroze přímo úměrná délce pozemku po spádnici, je vhodné rozdělit dlouhé svahy na kratší úseky pomocí technických protierozních opatření. V minulosti tuto úlohu zastávalo velké množství krajinných a hydrografických prvků, jako jsou například meze, větrolamy, remízky či polní cesty, které tvořily překážku povrchovému odtoku. V posledních padesáti letech došlo kvůli intenzifikaci zemědělské produkce k jejich likvidaci a ke scelování pozemků do velkých lánů, takže v současné době je v naší zemědělské krajině těchto prvků nedostatek, což má zejména při pěstování erozně nebezpečných plodin za následek zrychlený odtok vody z krajiny spojený se zvýšenou erozí.

Budování technických protierozních opatření je ovšem finančně a časové velmi nákladnou záležitostí. Výrazně levnější a rychlejší varianta se nabízí v použití takzvaných mobilních protierozních opatření, jejichž účinnost a možnosti využití jsou ověřovány Výzkumným ústavem meliorací a ochrany půdy. Mobilita (dočasnost) spočívá ve skutečnosti, že tato opatření instaluje zemědělec na svůj pozemek v případě, kdy na sklonitém půdním bloku pěstuje erozně nebezpečnou plodinu, a proto hrozí zvýšené nebezpečí vzniku vodní eroze. V následujícím roce, pokud již zemědělec s pěstováním erozně náchylné plodiny nepočítá, je možné mobilní protierozní opatření z pole odstranit.

Smyslem těchto opatření je, obdobně jako u technických opatření, zpomalení Zabraň erozi, zmírni sucho aneb O minimalizaci agrometeorologických extrémů a bezpečné odvedení povrchového odtoku za současného snížení a zachycení erozního smyvu. V porovnání s technickými prvky se ovšem jedná o méně kapacitní alternativu. Mezi opatření, která jsou testována, patří protierozní hrůbek, bariéra z balíků slámy, vegetační bariéra z otepí proutí a ze speciální tkané textilie upevněné na opěrných sloupcích. Všechna zmíněná opatření se ověřují ve dvou různých stavebních provedeních. První varianta je určena primárně k rozdělení zdrojové plochy a bezpečnému svádění povrchově odtékající vody. U druhé varianty je navíc vytvořen akumulační prostor, který slouží k zachycení povrchového odtoku a sedimentaci nerozpuštěných látek povrchovým odtokem unášených. Kromě protierozní funkce má tedy tento typ opatření pozitivní vliv také na zadržení vody na pozemku.

Toto je jen nepatrný výčet postupů a opatření, kterými je možné zabránit degradaci půdy vodní erozí. Degradačních faktorů, jež mají negativní vliv na produkční i mimoprodukční funkce půdy, je však celá řada. Pro zachování těchto funkcí je tedy velmi důležité pečovat o dobrý zdravotní stav našich půd. A právě péče o půdu spočívající v posilování jejích schopností zadržet vodu a v omezení eroze je nejúčinnějším nástrojem, kterým lze do značné míry zmírnit důsledky klimatické změny.

Poznámka: Článek vychází z řešení výzkumného projektu QK1710242 „Mobilní technická protierozní opatření pro pěstování kukuřice“ (50 %) a QJ1510179 „Komplexní půdoochranné technologie zakládání Zea mays L. v rámci reintenzifikace rostlinné výroby“ (50 %).