Působení povrchového vápnění v podmínkách imisních holin
Ivan Kuneš, Iva Ulbrichová, Vilém V. Podrázský
Vápnění je lesopěstebním zásahem, řazeným do oboru chemické meliorace. Výrazným způsobem ovlivňuje stav lesních půd a porostů, ať jsou tyto efekty považovány za přínos, nebo uvažovány jako negativní. Široce diskutovaným tématem při hodnocení efektů vápnění je dlouhodobost jeho účinků. Dosavadní výsledky analýz půd prokazují poměrně malou efektivitu daných provozních opatření a velice omezené trvání.
Při dávce 2–3 t/ha vápenců se předpokládá účinnost maximálně několika let, při větších dávkách o něco déle. Kalkulovaná výše kyselého spadu, který má být neutralizován, stejně tak i kyselá zátěž lesních půd nepřipouštějí podle obecných předpokladů a geochemických kalkulací a modelů větší nebo dlouhodobější účinnost. Většinou však byly dosavadní údaje získány na provozních plochách a lesnická praxe výrazně pociťuje nedostatek experimentálně potvrzených výstupů, využitelných provozem. Cílem předkládaného příspěvku je proto ve zkratce představit výsledky, dosažené na jedné z mála výzkumných ploch s aplikací dolomitických vápenců, a vyhodnotit časovou dynamiku vlivů na vybrané základní pedochemické charakteristiky předpokládané kořenové vrstvy následných porostů.
Klimatické a stanovištní podmínky
Experimentální plochy byly založeny v extrémních imisně ekologických podmínkách Orlických hor poblíž jejich nejvyššího vrcholu (Velká Deštná, 1115 m n.m., 8. LVS) v porostu 130A. Jedná se o oblast krystalinika Českého masívu a území bývalého LZ Opočno, LS Deštné, nyní Kolowratských lesů. Mimořádně nepříznivé podmínky jsou určeny exponovaností vůči působení klimatických činitelů, stavem půdy a imisním zatížením, v první řadě v minulosti oxidem siřičitým, nyní ozónem a vysokými spady dusíku. Průměrné srážky zde činí zhruba 1200 mm ročně, průměrná roční teplota je 4 °C. Jedná se o klimatický okrsek C1, mírně chladný.
Stanovištní podmínky jsou charakterizovány lesním typem 8Z2, jeřábová smrčina borůvková na svazích, geologický podklad tvoří svor. Půdní typ je podle Morfogenetického klasifikačního systému možno určit jako podzol organozemní (PZo), v klasifikaci ÚHÚL jako drnový (horský) podzol nebo rašelinný podzol - alespoň v minulosti. Nyní došlo ke značnému odbourání horizontů nadložního humusu a stav půd vyžaduje přehodnocení.
Metodika
Výzkumná plocha byla založena na jaře 1988 v již rostoucí čtyřleté kultuře. Obsahovala varianty K - kontrolní, bez aplikace dolomitického vápence, a pak varianty 3H, 3J, 9H a 9J, které odpovídají aplikaci 3 a 9 t.ha-1 tzv. hrubého a jemného dolomitického vápence. Hrubý vápenec (H) obsahoval 56,4 % hmotnosti částic větších než 1 mm, považovaných za neúčinné, dále 15,6 % částic o velikosti 1–0,5 mm, 11,1 % částic o velikosti 0,5–0,2 mm a 16,9 % částic menších než 0,2 mm. Podíl odpovídajících frakcí u tzv. jemného vápence (J) činil 5,8 - 16,3 - 20,4 a 57,5 %. V obou případech byl použit dolomitický vápenec (vápenatý dolomit) z dolu Horní Lánov, obsahující 21,5 % Ca a 11,25 % Mg. Vápnění bylo provedeno ručně na povrch půdy na celé ploše jednotlivých variant o velikosti 100 m2 (10 x 10 m). Množství jemného vápence (o velikosti zrn pod 1 mm, tedy účinné frakce) aplikovaného v případě jednotlivých variant bylo: 0, 1308, 2826, 3924 a 8478 kg/ha pro varianty K, 3H, 3J, 9H, 9J.
Půdní vzorky byly odebrány z horizontů F, H a A (resp. Ae až E - nejsvrchnějších 10 cm minerální půdy) na podzim let 1987, 1988, 1990, 1992, 1994, 1998 a 2002. Základní pedologický průzkum byl klasickými metodami proveden v r. 1987. Na každé variantě bylo vykopáno v roce 1988 a 1990 10 sond, v ostatních letech 5 sond. V roce 1988, 1990 a 2002 byly vzorky analyzovány jednotlivě, v letech ostatních odběrů byly na jednotlivých variantách ze vzorků odpovídajících horizontů vytvářeny vzorky směsné. Nerozpuštěný vápenec, jemný i hrubý, tvoří stále zřetelnou vrstvičku v horizontu živého drnu a ve vrstvě opadu (vrstva L), která nebyla zahrnuta do analýz. Ze širokého spektra prováděných rozborů jsou uvedeny výsledky stanovení půdní reakce potenciální a nasycení sorpčního komplexu bázemi, komplexně popisující tzv. stav půdního chemizmu.
Působení vápnění na pedochemické vlastnosti půd
Výsledky zřetelně dokládají působení vápnění na sledované pedochemické vlastnosti a v současné době umožňují posoudit i časový aspekt vlivu tohoto opatření chemické meliorace stanoviště. Jasně viditelný efekt se dostavil již v prvním roce po jarní aplikaci vápence a byl patrný především v nejsvrchnějším sledovaném horizontu - F (obr. 1). Dalších 6 let účinnost vápnění v této povrchové vrstvě rostla a po roce 1994 se rozdíly mezi jednotlivými variantami začaly opět zmenšovat. Stále však jsou statisticky průkazné, a to i po 15 letech trvání experimentu. Stejná dynamika je patrná i v horizontu H, tj. ve zcela metamorfované organické vrstvě.
Účinnost vápnění, zejména nejvyšší dávky, je v minerálním půdním horizontu A (Ae, E) patrná ve větší míře až v posledním období. Větší rozdíly se začínají projevovat v roce 1994 a až v letech 1998 a 2002 dosahují větších hodnot.
Nasycení sorpčního komplexu bázemi vykazuje oproti hodnotám půdní reakce určité časové zpoždění. V horizontu F rozdíly mezi variantami výrazně rostou v periodě 1988–1998 a mírně klesají až v r. 2002. Rozdíly mezi variantami jsou poněkud vyšší ve srovnání s rozdíly v hodnotách pH (obr. 2). Diference v hodnotách nasycení sorpčního komplexu bázemi v hlubších horizontech nadále rostou. Přitom je také, stejně jako v případě půdního pH, zcela zřetelně vidět rozdílný efekt v závislosti na dávce jemného vápence.
Vhodná aplikace a účinnost vápnění
Srovnatelné výsledky jiných autorů a jejich týmů v disponibilní literatuře uváděny nejsou, a to i v literatuře zahraniční. Vápnění imisních holin na vysoko položených horských lokalitách, v extrémních imisně-ekologických podmínkách, je totiž českou specialitou a jinde se neprovádí - dokonce je výslovně zakazováno. Přesto je možno pro účinnost vápnění v podobných poměrech sumarizovat a učinit významné závěry, důležité i pro lesnickou praxi. Ve srovnání s provozní aplikací vápnění, prováděnou do konce 80. let minulého století, je prokazatelný jasný a z hlediska půdního chemismu pozitivní efekt vápnění na experimentální ploše. To je dáno především ruční aplikací přesně definované dávky jemného vápence. Naproti tomu aplikace hrubých materiálů v minulosti nevedla k žádoucím výsledkům. Laboratorní i terénní pokusy jasně prokázaly závislost účinnosti vápenců na jejich zrnitosti, v první řadě na obsahu frakce pod 1 mm s optimem velikosti zrn 0,2–0,5 mm. Tyto předběžné výsledky potvrdily i nejnovější práce. Mimořádnou pozornost si v daných podmínkách zaslouží i potenciální negativní dopady vápnění - na dané lokalitě se začíná projevovat negativní ovlivnění cyklu dusíku vápněním.
Zajímavá je rovněž tendence vzestupu hodnot pH a nasycení sorpčního komplexu bázemi i na kontrolní variantě. Je podmíněna změnou charakteru vegetace a opakovanou provozní aplikací vápnění na hlavním hřebeni Orlických hor. Tato reakce je však mnohem menší ve srovnání s variantami s experimentální aplikací vápence. Otázka spontánní revitalizace půd po snížení kyselé depozice je velmi problematická.
Závěry
Získané výsledky umožňují z hlediska účinnosti vápnění několik zásadních závěrů pro lesnickou praxi:
- vápnění a jeho ekologické účinky vyžadují další výzkum z hlediska kontroly účinnosti a prevence negativních dopadů;
- pečlivě provedené opatření má výrazný vliv na změnu pedochemických charakteristik lesních půd;
- při povrchové aplikaci se maximum účinků dosahuje v nejsvrchnější vrstvě nadložního humusu v období 8–10 let, hlouběji (horizonty H, A) v období 10–15 let, to vše při stanovišti odpovídající dávce meliorační hmoty, do 10 t/ha účinné látky;
- intenzita změn sorpčního komplexu vrcholí s časovým odstupem 2–5 let po změnách půdní reakce, bez většího vlivu dávky melioračních hmot;
- výsledky, resp. velikost půdních změn, jednoznačně závisí na dávce jemného vápence s velikostí zrn pod 1 mm;
- pro minimalizaci nežádoucích dopadů vápnění je zapotřebí maximálně rychlé založení a vytvoření zapojeného porostu přípravných nebo cílových dřevin.
Článek vznikl v rámci řešení výzkumného úkolu NAZV QC 1250 Prostorové rozložení volných forem hliníku v lesních půdách vybraných lesních pohoří a jeho predikce. Literární zdroje možno získat u autorů příspěvku.
Adresy autorů:
Ing. Ivan Kuneš, Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Ing. Iva Ulbrichová, Ph.D., Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Prof. Ing. Vilém V. Podrázský, CSc., Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Katedra pěstování lesů, LF ČZU
Kamýcká 1176, 165 21 Praha 6 – Suchdol