Pokud jsou výsledky určitých negativních jevů viditelné, každý je většinou bere na vědomí a proti jejich škodlivým účinkům jsou prováděna účinná opatření.Vyplavování živin půdním profilem a kontaminace podzemních a pramenných vod však tak jednoznačně viditelné nejsou, a tak je tedy zemědělská praxe do značné míry podceňuje.
Výsledky, které jsou k dispozici ve VÚRV, kde byly podle Směrnice 676/91/EEC vymezeny zranitelné oblasti na dusičnany, a výsledky, které byly publikovány o jakosti pitné vody ze studní v České republice, ukazují, že zemědělství se prozatím s problémem kontaminace vod nevypořádalo. V letech 1991 - 1998 byla analyzována voda asi z 1700 veřejných a 3300 soukromých studní. Zdravotně rizikových je 70 % studní. Je zcela jasné, že některé studny jsou ovlivněny bodovými zdroji znečištění (septiky, polními hnojišti, jímkami atd.), často je však znečištění způsobováno i plošnými zdroji.
Přestože se od roku 1990 jakost vod ve velkých tocích výrazně zlepšila, celkový stav jakosti vod na malých tocích není nejlepší. V povodích IV. řádu, kde se nevyskytují význačné bodové zdroje znečištění, se koncentrace dusičnanů mnoho nezměnily, a to i po poklesu dávek dusíku. Proto vyvstávají otázky, jde-li o znečištění způsobené rezidui hnojiv, nebo o vliv současného systému hospodaření (velký rozsah zorané půdy bez vegetačního krytu přes zimu), a tedy i celkovou ekologickou stabilitu povodí, nebo o vliv povětrnostních podmínek ročníku.
Pokusné experimentální lokality provozuje Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy Praha na Českomoravské vrchovině od roku 1976. Syntéza získaných výsledků vysvětluje mnohé problémy, které se v oblasti krystalinika (asi 70 % území ČR) vyskytují. Půda vrchovin je převážně klasifikována jako kambizem se sestupným vodním režimem. V infiltrační oblasti vrchovin se většinou nachází půda mělká až středně hluboká, kamenitá, velmi propustná, s malým výnosem nadzemní biomasy. Výnos biomasy stoupá s hloubkou půdního profilu. Tato půda je bez hladiny podzemní vody, po většinu vegetačního období nepřesahuje její vlhkost 50 % polní vodní kapacity. Půda tam bývá písčitá až hlinito-písčitá, kamenitá. Má malou retenční kapacitu pro vodu, voda rychle prosakuje půdním profilem. Propustnost půdy je vyšší než 1,0 m.den-1. Z chemického hlediska jde o půdu velmi kyselou až kyselou (pHKCl = 4,5 - 5,5) s nenasyceným sorpčním komplexem a s nízkým obsahem humusových látek.
Pro dosažení stejného výnosu na mělké a středně, resp. hluboké půdě je nutné dodávat větší množství živin. V sušším vegetačním období není tato mělká půda schopna zabezpečit průměrný výnos bez vysokých dávek dusíku, kterých navíc velmi neefektivně využívá. Zorněním těchto lokalit či ponecháním půdy bez vegetačního krytu přes zimu dochází ke kontaminaci povrchové i mělké podzemní vody, resp. pramenných vývěrů, a tedy i vod drenážních systémů. Tento způsob kontaminace je rozhodujícím a převažujícím způsobem ovlivnění jakosti vody v povodí tam, kde nejsou bodové zdroje znečištění.
V transportní oblasti se nachází půda středně hluboká až hluboká, hlinitá až hlinito-jílovitá, jílovitá s dobrou retencí pro vodu, často málo propustná až nepropustná, na sklonitých pozemcích s možností vzniku erozních jevů. Podzemní voda je tlaková, při poruše podloží na terénních zlomech se vytvářejí pramenné vývěry. V této transportní oblasti dochází ke vzniku pramenných vývěrů a především v jarním období pramenné vývěry často nemají stabilní místo, „putují“. Voda z těchto vývěrů zamokřuje rozsáhlejší níže položená území povrchovým rozlivem a vytvářejí se tam asociace různě zamokřené půdy (oglejené, glejové i zrašeliněné).
Drenážní odtoky v oblasti z podchycených pramenných vývěrů jsou v korelaci na srážkové úhrny. Srážky zasáklé v infiltrační oblasti povodí následně způsobují v transportní oblasti zamokření pozemků ve formě pramenných vývěrů. Proto se tam odvodňovalo různými rozchody drenáže od deseti do dvaceti metrů. Odtok závisel na počtu podchycených pramenných vývěrů a byl v přímé závislosti na velikosti srážek. Současně se ukazuje, že v těchto hydrogeologických podmínkách drenážní odtok nezávisí na rozchodu drenáže. Koeficient odtoku se pohyboval i nad 100 %, což značí, že voda podchycená drenážním systémem není srážková voda dopadající na drenážovanou plochu, ale pochází ze širší, infiltrační oblasti drenážního systému. Infiltrační oblasti se většinou nacházejí pouze asi 300 - 1000 m nad drenážními systémy umístěnými v transportních oblastech.
Pokud by na půdě v infiltrační oblasti drenážních systémů byla jiná kultura než orná, odtok by byl výrazně odlišný a odvodňování by nemuselo být prováděno v tak velkém rozsahu. Lze napsat, že nevhodné zornění vrcholových, infiltračních partií v minulosti (původním porostem byl les) významně přispělo ke změně vodního režimu a rušení trvalých travních porostů s následným odvodňováním po roce 1960 zvýraznilo změny živinného režimu v mnoha povodích České republiky.
Vody z drenážních systémů odvodňujících ornou půdu v transportní oblasti vykazují vysoké koncentrace nitrátů (tabulka). Tuto skutečnost lze vysvětlit kratší dobou možné denitrifikace dusíku v půdním profilu orné půdy, vyšším provzdušněním orné půdy než půdy lučních a lesních ploch v transportní oblasti a především tím, že infiltrační oblasti drenážních systémů jsou ve většině případů v zimě zorněny. Pouze pramenné vývěry v lesích a na loukách mají koncentrace dusičnanů ve třídě jakosti II. a to tehdy, pokud není infiltrační oblast zorněna. Veškeré naměřené hodnoty koncentrace dusičnanů během roku výrazně kolísají, maximálních hodnot dosahují na jaře, minima na podzim. Největší rozdíly mezi minimálními a maximálními hodnotami lze pozorovat na půdě orné a odvodněné. To ukazuje na velmi malou stabilitu organické hmoty půdy těchto infiltračních oblastí, ale i daného území.
Akumulační oblast je tvořena asociacemi glejové půdy s doprovodem nivní půdy glejové. Půda této asociace má více zaklesnutou hladinu podzemní vody, s větším kolísáním, které závisí na úrovni průtoků v tocích. Štěrkopískové terasy se objevují zpravidla v hloubce 0,8 - 1,0 m. Asociace hydroglejů se vyznačuje kombinací zamokření podzemní vodou a povrchovou vodou, takže profily jsou prakticky celý rok vodou zcela nasyceny. Hydraulická vodivost lokality je různě velká - 0,5 m.den-1, ale i 0,116 - 0,011 m.den-1 (měřeno na Kopeckého válečcích). Z tohoto pohledu se půdní profil převážně ukazuje jako nepropustný. Základní příčinou zamokření těchto míst je podzemní voda, která je vesměs napjatá, vzhledem k hlinitým pokryvům nad pískoštěrkovou terasou. Napjatost hladiny podzemní vody je způsobována plynulým přívodem vody z okolních svahovin a její úroveň závisí na množství infiltrujících srážek.
Při odvodňovacích pracích byly na mnoha lokalitách prokázány silné pramenné vývěry. Tyto pramenné vývěry jsou dvojího typu. První, které vyvěrají přímo uprostřed nivních poloh, druhé vyvěrají na mezích a terénních zlomech těsně nad akumulační oblastí v transportních oblastech a povrchově zamokřují nivní lokality. Vzhledem k nedostatečné vnitřní drenáži půdy v horizontech 0,2 - 0,8 m sytí povrchovou vrstvu půdy a způsobují její malou únosnost.
Vody pramenných vývěrů jsou silně eutrofizovány a vzhledem k zamokření, a tím i malé únosnosti pozemků, přestaly být tyto lokality v období zavádění výkonnější a těžší mechanizace využívány. Porosty těchto ploch silně degradovaly, mají hygrofytní až mezohygrofytní charakter (porosty nízkých ostřic, sítiny, vysoké ostřice, rákosovité porosty a porosty typu psárky luční, metlice trsnaté, tužebníku jilmového). Z geomorfologického hlediska jsou právě nivní oblasti nejvíce zatíženy nutrienty. Pro zlepšení jejich současného stavu (diverzity, jakosti vod, únosnosti terénu, výšky hladiny podzemní vody) je nutné jich využívat minimálně jednou za rok sečením s exportem biomasy.
Zrnitostní složení ovlivňuje kvalitu humusu. Vzhledem k tomu, že substrátem vrchovin jsou hrubozrnné zvětraliny hornin krystalinika, netvoří se povlaky stabilního humusu na sorpčně aktivních jemných minerálních částicích, ale relativně velké globule. Vzhledem k nižší koncentraci vápníku se vazby humusu na minerální složky uskutečňují převážně prostřednictvím iontů železa a hliníku. Trojmocné ionty vážou relativně více organické hmoty, vazba je však mnohem slabší v porovnání s účinky vápníku.
Humus obsahuje v daných podmínkách velký podíl „aromatického typu“. Jsou to látky rostlinného původu, zejména zbytky složek ligninu. Toto složení je dáno nízkou rychlostí přeměn organické hmoty. Nízká stabilita humusu se projevuje již sezonní variabilitou jeho množství. V období maximálního růstu plodiny (například kukuřice), které je provázeno vysokou aktivitou půdní mikroflóry, je zaznamenáván pokles Cox až o 20 %. Tento úbytek je v následné fázi vyrovnáván z posklizňových zbytků. Oxidační trend by měl být udržován na nižším stupni než v dobře vyvinuté sprašové půdě (méně intenzivní orba, více organického hnojení). Nízká rychlost přeměn organické hmoty má za následek vznik tzv. lehké frakce humusu, která není vázána na těžší minerální složky. Je to tzv. surový humus čili částečně rozložené zbytky rostlin, resp. mikroorganismů (až 40 % Corg.). Proto i koncentrace dusičnanů mají výrazný sinusoidní průběh (důkaz plošného znečištění).
Zobecnění výsledků výzkumu vodního a živinného režimu krajiny a měření hydrologických parametrů vedlo k vytvoření systému diferencované ochrany půdy a vody při řešení ochranných pásem vodních zdrojů s preferencí trvalých travních porostů v krajině a jeho uplatnění při revizi ochranných pásem vodních zdrojů a to jako odezva na současný nevhodný způsob obhospodařování zemědělsko-lesní krajiny.
Z prezentovaných výsledků vyplývají tyto závěry:
Při zhruba stejné úrovni hnojení v daném povodí rozhoduje o výši koncentrací dusičnanů v povodích IV. řádu zastoupení trvalých kultur v povodí, resp. výměra zornění.
Vodní režim krystalinika je natolik specifický (mělký oběh vod) proti jiným hydrogeologickým strukturám, že infiltrační oblasti povodí významně ovlivňují koncentrace dusičnanů ve vodách.
Vybudované drenážní systémy odvodňují zamokřenou půdu v transportní a akumulační oblasti, a proto jsou v závislosti na rozsahu zorněných ploch v infiltračních oblastech význačnými transportními prvky vody, které ovlivňují jakost vody v povodí.
Dlouhodobé výsledky již 25 let trvajícího výzkumu vodního režimu a hydrologických a kvalitativních měření na experimentálních lokalitách nám dávají možnost syntézy výsledků mnoha speciálních oborů nejen pro úzkou oblast experimentálních lokalit, ale i pro velkou část krystalinika České republiky. Tyto výsledky lze velmi dobře aplikovat i na lokalitách umístěných mimo ochranná pásma vodních zdrojů, ke zlepšení jakosti surové i pitné vody v oblastech vymezených jako zranitelné.
Pro řešení situace v oblasti jakosti vod zaujalo MZe ČR jednoznačný postoj. Připravilo program zatravnění v rámci vládního nařízení č.505/2000 Sb., kterým se stanoví podpůrné programy k podpoře mimoprodukčních funkcí zemědělství, k podpoře aktivit podílejících se na udržování krajiny a programy pomoci k podpoře méně příznivých oblastí a kritéria pro jejich posuzování. Současně se připravují i Akční programy. Praxi se nabízejí tedy dvě řešení, buď vybranou půdu, a to nejen vrchovin, zatravnit s pomocí dotací, nebo počkat, až budou vyhlášeny Akční programy, v nichž budou uplatněna přikázaná opatření bez možnosti úhrad.
Ing. Tomáš Kvítek, CSc., p.ch. Vladimír Čížek, CSc.,
Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, Praha
