slovenskÁ po ĽnohospodÁrska univerzita fakulta...

93
SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE FAKULTA ZÁHRADNÍCTVA A KRAJINNÉHO INŽINIERSTVA 2117749 STANOVOVANIE HYDROFYZIKÁLNYCH CHARAKTERISTÍK POĽNOHOSPODÁRSKY VYUŽÍVANÝCH PÔD V POVODÍ RIEKY NITRA 2010 Bc. Petra Nečedová

Upload: others

Post on 02-Nov-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA

V NITRE

FAKULTA ZÁHRADNÍCTVA A KRAJINNÉHO

INŽINIERSTVA

2117749

STANOVOVANIE HYDROFYZIKÁLNYCH

CHARAKTERISTÍK PO ĽNOHOSPODÁRSKY

VYUŽÍVANÝCH PÔD V POVODÍ RIEKY NITRA

2010 Bc. Petra Nečedová

Page 2: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA

V NITRE

FAKULTA ZÁHRADNÍCTVA A KRAJINNÉHO

INŽINIERSTVA

STANOVOVANIE HYDROFYZIKÁLNYCH

CHARAKTERISTÍK PO ĽNOHOSPODÁRSKY

VYUŽÍVANÝCH PÔD V POVODÍ RIEKY NITRA

Diplomová práca

Študijný program: Vodné hospodárstvo krajiny

Študijný odbor: 6.4.1. Vodné hospodárstvo

Školiace pracovisko: Katedra biometeorológie a hydrológie

Školiteľ: Ing. Dušan Igaz, PhD.

Konzultant: Ing. Dušan Igaz, PhD.

Nitra 2010 Bc. Petra Nečedová

Page 3: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA

V NITRE

FAKULTA ZÁHRADNÍCTVA A KRAJINNÉHO

INŽINIERSTVA

Katedra biometeorológie a hydrológie

Akademický rok: 2009/2010

ZADÁVACÍ PROTOKOL DIPLOMOVEJ PRÁCE

Študent: Petra Nečedová

Študijný odbor: 6.4.1. Vodné hospodárstvo

Študijný program: Vodné hospodárstvo krajiny

V zmysle 3. časti, čl. 21 Študijného poriadku FZKI SPU v Nitre z roku 2004 Vám

zadávam tému diplomovej práce: Stanovovanie hydrofyzikálnych charakteristík

poľnohospodársky využívaných pôd v povodí rieky Nitra

Cieľ práce:

Cieľom diplomovej práce je na základe terénnych a laboratórnych meraní vytvoriť

reprezentatívne vlhkostné retenčné krivky pre pôdy povodia rieky Nitry. Dôležitým

parametrom je predovšetkým hydraulická vodivosť, ktorá je jednou zo vstupných údajov

pre vytvorenie vlhkostných retenčných kriviek. Na základe nameraných hodnôt je potrebné

zostrojiť grafy priebehov vlhkostných retenčných kriviek a tie následne porovnať s grafmi

priebehov vlhkostných retenčných kriviek aproximovaných v prostredí modelu

GENERETMD (1984). Vstupné parametre sú výsledkom terénnych a laboratórnych

Page 4: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

meraní realizovaných v rámci projektu APVT–51–019804 Regionalizácia

hydrofyzikálnych charakteristík pôd Slovenska.

Rámcová metodika práce:

- teoretický rozbor a prehľad stavu v riešenej problematike,

- experimentálne štúdium v laboratórnych podmienkach,

- práca v prostredí modelu GENERETMD (1984),

- grafické vyhodnotenie a spracovanie výsledkov.

Rozsah grafických prác: 10 – 20 strán

Rozsah textovej časti: 50 – 60 strán

Literatúra:

ANTAL, J. 1999. Agrohydrológia. 3. nezmenené vyd. Nitra : Slovenská poľnohospodárska

univerzita v Nitre, 1999. 168 s. ISBN 80-8069-141-X.

ANTAL, J. – IGAZ, D. 2006. Aplikovaná agrohydrológia. 4. rozšírené vyd. Nitra :

Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, 2006. 210 s. ISBN 80-8069-669-1.

ANTAL, J. – ŠPÁNIK, F. a kol. 1999. Hydrológia poľnohospodárskej krajiny. Nitra :

Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, 1999. 250 s. ISBN 80-7137-640-X.

FULAJTÁR, E. 2006. Fyzikálne vlastnosti pôdy. Bratislava : Výskumný ústav

pôdoznalectva a ochrany pôdy, 2006. 142 s. ISBN 80-89128-20-3.

RADČENKO, I. – VELEBNÝ, V. 1969. Praktikum z hydropedológie. Bratislava :

Slovenská vysoká škola technická, 1969. 151 s.

Vedúci diplomovej práce: Ing. Dušan Igaz, PhD.

Dátum zadania diplomovej práce: máj 2009

Page 5: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

Harmonogram postupu prác:

- získavanie dostupnej literatúry pre prehľad o súčasnom stave riešenej problematiky,

- odber vzoriek, následná analýza a vyhodnotenie,

- získavanie vstupných dát do modelu GENERETMD (1984),

- vyhodnotenie a spracovanie výsledkov do grafov,

- celkové zhodnotenie experimentálne získaných výsledkov, formulovanie záverov

a odovzdanie diplomovej práce.

Dátum odovzdania diplomovej práce: máj 2010

doc. RNDr. Bernand Šiška, PhD. Ing. Dušan Igaz, PhD.

vedúci katedry vedúci záverečnej práce

_____________________________ ____________________________

podpis podpis

Page 6: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

Čestné vyhlásenie

Podpísaná Petra Nečedová vyhlasujem, že som diplomovú prácu na tému:

„Stanovovanie hydrofyzikálnych charakteristík poľnohospodársky využívaných pôd

v povodí rieky Nitra“ vypracovala samostatne s použitím uvedenej literatúry.

Som si vedomá zákonných dôsledkov v prípade, ak uvedené údaje nie sú pravdivé.

V Nitre 17. mája 2010

___________________________

podpis

Page 7: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

Poďakovanie

Touto cestou vyslovujem poďakovanie za pomoc, odborné vedenie, trpezlivosť,

cenné rady a pripomienky pri vypracovaní mojej diplomovej práce pánovi Ing. Dušanovi

Igazovi, PhD. Ďalej ďakujem Ing. Ivete Tóthovej, PhD. za pomoc pri spracovaní

nameraných veličín.

Page 8: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

Abstrakt

Vlhkostné retenčné krivky sú jednou z kľúčových hydrofyzikálnych charakteristík

pôdy využívaných pri matematickom vývoji zásoby vody v pôde. Väčšina metód ich

zistenia je zdĺhavá a náročná, preto je práca zameraná na rýchlejší spôsob ich stanovenia –

na určenie reprezentatívnych vlhkostných kriviek, aplikované pre pôdy povodia rieky

Nitry.

Na ich vyjadrenie boli použité výsledky laboratórnych meraní na 222 vzorkách pôdy,

odobratých v 2 hĺbkach. Na všetkých pôdnych vzorkách boli zistené základné

hydrofyzikálne vlastnosti pôd (merná hmotnosť, redukovaná objemová hmotnosť, nasýtená

hydraulická vodivosť a i.).

Vlhkostné retenčné krivky boli určené pre pôdne druhy podľa obrábateľnosti (ľahké,

stredne ťažké – ľahšie, stredne ťažké – ťažšie a ťažké pôdy).

V tlakových nádobách na neporušených pôdnych vzorkách boli odmerané jednotlivé body

vlhkostných retenčných kriviek a tieto boli následne aproximované podľa Van Genuchtena

(1980). Priebeh vlhkostných retenčných kriviek nameraných na pôdnych vzorkách ako aj

priebeh aproximovaných vlhkostných retenčných kriviek bol vynesený do grafov

a následne boli tieto priebehy porovnané.

Klúčové slová: vlhkostné retenčné krivky, hydrofyzikálne charakteristiky, povodie rieky

Nitry, merná hmotnosť, redukovaná objemová hmotnosť, nasýtená hydraulická vodivosť

Page 9: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

Abstract

Water retention curves are one from a key hydrophysical characteristic of a soil,

which are used by the mathematical modeling of soil water storage. Determination of the

water retention curve points in the laboratory is very expensive, time consuming and labor

intensive. Therefore in this paper are presented the express approach – to determine

representative water retention curves applied for soil of river-basin Nitra.

They are used on their expression the results of laboratory measurements on 222 soil

samples, taken from 2 soil depth. There were investigated basic hydrophysical features of

soils on all soils’ samples (specific weight, reduced volume mass, saturated hydraulic

conductivity, etc.).

Water retention curves were assigned for soils types according to their tilth (light, medium

heavy – easier, medium heavy – heavier and heavy soils).

There were measured particular items of water retention curves in press tanks on

unimpaired soils’ samples. And they were thereafter approximated according to Van

Genuchtena (1980). The process of water retention curves which was measured on soils

samples and also the process of approximated water retention curved was written into

graphs and thereafter were these processes compared.

Key words: water retention curves, hydrophysical characteristics, river-basin Nitra,

specific weight, reduced volume weight, saturated hydraulic conduction

Page 10: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

Obsah

Obsah ..........................................................................................................................9

Zoznam skratiek a značiek........................................................................................11

Úvod ............................................................................................................................13

1 Prehľad o súčasnom stave riešenej problematiky .............................................14

1.1 Zrnitostné zloženie – textúra pôdy.....................................................................14

1.1.1 Klasifikácia zrnitostných frakcií .................................................................15

1.1.2 Klasifikácia pôd podľa zrnitostného zloženia.............................................16

1.1.3 Metódy zrnitostných rozborov....................................................................17

1.1.3.1 Zrnitostný rozbor pipetovacou metódou..........................................18

1.1.4 Vyhodnotenie výsledkov zrnitostných rozborov ........................................20

1.1.5 Význam zrnitosti.........................................................................................21

1.2 Fyzikálne a hydrofyzikálne vlastnosti pôdy ......................................................22

1.2.1 Merná hmotnosť pôdy ...............................................................................23

1.2.1.1 Stanovenie mernej hmotnosti..........................................................25

1.2.2 Objemová hmotnosť pôd ...........................................................................27

1.2.2.1 Objemová hmotnosť ako významná

vlastnosť pôdnej fyziky..................................................................29

1.2.2.2 Stanovenie objemovej hmotnosti....................................................30

1.2.3 Priepustnosť pôdy a hydraulická vodivosť ...............................................31

1.2.3.1 Stanovenie hydraulickej vodivosti.................................................34

1.2.3.2 Stanovenie hydraulickej vodivosti

laboratórnymi metódami...............................................................35

1.2.3.4 Meranie hydraulickej vodivosti na zariadení

s konštantným hydraulickým sklonom .........................................37

1.2.3.5 Meranie koeficientu hydraulickej vodivosti

na zariadení s premenlivým hydraulickým sklonom ....................39

1.2.3.1.2 Stanovenie koeficientu hydraulickej

vodivosti terénnymi metódami ........................................40

1.2.4 Retenčná krivka pôdy ..............................................................................41

1.2.4.1 Hysteréza retenčnej krivky ...........................................................42

Page 11: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

1.2.4.2 Stanovenie odvodňovacej vetvy

vlhkostnej retenčnej krivky.............................................................43

2 Cieľ práce ..............................................................................................................46

3 Metodika práce .....................................................................................................47

3.1 Charakteristika záujmového územia..................................................................49

3.1.1 Vymedzenie územia...................................................................................49

3.1.2 Charakteristika povodia rieky Nitry ..........................................................50

3.1.3 Hydrologická charakteristika.....................................................................51

3.1.4 Geomorfologická charakteristika a geologické pomery ............................52

3.1.5 Rozdelenie vodného toku na jednotlivé úseky ..........................................53

3.1.6 Hospodársky význam.................................................................................54

4 Výsledky práce a diskusia ....................................................................................56

4.1 Zrnitostné rozbory..............................................................................................56

4.2 Vlhkostné retenčné krivky .................................................................................60

4.2.1 Spracovanie nameraných VRK..................................................................60

4.2.2 Spracovanie aproximovaných VRK ..........................................................66

Záver ...........................................................................................................................78

Zoznam použitej literatúry .......................................................................................79

Prílohy.........................................................................................................................82

Page 12: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

11

Zoznam skratiek a značiek

ČSN ON 736518 norma pre domácu klasifikáciu zrnitostných frakcií

d priemer častíc menšieho priemeru

f tekutosť (fluidita) pohybujúcej sa kvapaliny v

pôde

FAO medzinárodná klasifikácia zrnitostných frakcií

g gravitačné zrýchlenie

H hydrologický potenciál pôdy

H1 výška vody v trubici po poklese

H2 počiatočná výška vody v trubici

∆H hydraulický sklon

H2O chemický vzorec vody

hw vlhkostný potenciál pôdy

ISSS International Society for the Systems Sciences,

medzinárodná spoločnosť pre systémy vied

k koeficient nenasýtenej hydraulickej vodivosti

K koeficient nasýtenej hydraulickej vodivosti

Kp priepustnosť pôdy

KPP Kompletný prieskum pôd Ks nasýtená hydraulická vodivosť

L výška vzorky zeminy, t. j. filtračná dráha

m hmotnosť absolútne suchej zeminy vzatej do

rozboru

m1 hmotnosť neporušenej vzorky zeminy s

momentálnou vlhkosťou

m2 hmotnosť vysušenej vzorky zeminy

ms hmotnosť suchej vzorky pôdy

mv hmotnosť vytlačenej vody so zeminou

mt hmotnosť pôdy pri momentálnej vlhkosti

n hmotnosť pyknometra s čistou destilovanou

vodou pri 20 ºC

Page 13: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

12

pF – krivka graficky znázornený vzťah medzi vlhkosťou pôdy

a vlhkostným potenciálom

PVC polyvinylchlorid

S prierezová plocha odberného valčeka

SB prietočná plocha trubice

SRN Spolková republika Nemecko

t čas poklesu vody z výšky H2 na H1

UNESCO United Nations Educational, Scientific and Cultural

Organization, Organizácia Spojených národov pre

výchovu, vedu a kultúru

USA United States of America, Spojené štáty americké

USDA United State Department of Agriculture,

medzinárodná klasifikácia zrnitostných frakcií

v rýchlosť prúdenia v nasýtenej, resp. nenasýtenej

pôde

V objem valčeka

∆V pretečený objem vody za čas ∆t

Vs objem pôdy bez pórov

Vt objem neporušenej vzorky pôdy

Vz objem zeminy

VRK vlhkostné retenčné krivky

VÚPOP Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdy

v Bratislave

z hmotnosť pyknometra so zemitou suspenziou

α , n tvarové parametre

µ dynamická viskozita skúmanej kvapaliny

ρ merná hmotnosť (hustota) skúmanej kvapaliny

ρd objemová hmotnosť pôdy

ρs merná hmotnosť pôdy

ρt neredukovaná objemová hmotnosť vlhkej pôdy

Page 14: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

13

Úvod

Na prognózu vývoja zásob vody v pôde je v súčasnosti často využívané

matematické modelovanie. Schopnosť numericky simulovať komplikovaný tok

a transportné procesy prebiehajúce v pôde sa síce s rozvojom výpočtovej techniky neustále

zvyšuje, ale spoľahlivosť modelovanej prognózy závisí najmä od vstupných údajov, a to

charakteristík klímy a porastov, fluktuácie vodnej hladiny, ale predovšetkým charakteristík

pôdy. Hydrofyzikálne charakteristiky pôdy ako vlhkostná retenčná krivka a hydraulická

vodivosť sú kľúčovými charakteristikami z tohto pohľadu (Skalová et al., 2009).

Ako najväčší problém sa javí nedostatok hydraulických dát, ktoré často nie sú

v mnohých krajinách výsledkom pôdneho prieskumu. Jedná sa najmä o spomínajú

vlhkostnú retenčnú krivku a hydraulickú vodivosť. Problematika stanovovania týchto

dôležitých hydrofyzikálnych charakteristík je rovnako pod tlakom finančnej ako aj časovej

náročnosti, a preto by bolo veľmi užitočné analyzovať už existujúcu databázu nameraných

pôdnych charakteristík alebo na ich určenie použiť charakteristiky, ktoré možno získať

jednoduchým, rýchlym ale hlavne nenákladným meraním. Jednou z možností môže byť

vytvorenie reprezentatívnych vlhkostných kriviek, ktoré by poskytovali komplexné

hydrofyzikálne charakteristiky pre pôdy konkrétnej lokality.

Page 15: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

14

1 Prehľad o súčasnom stave riešenej problematiky

1.1 Zrnitostné zloženie – textúra pôdy

Zrnitostné zloženie spolu s pórovitosťou, obsahom organického uhlíka, objemovou

a mernou hmotnosťou pôdy patria medzi základné rozborové charakteristiky pôdy

(Šútor, Štekauerová, 2000).

Pevná fáza pôdy sa skladá z elementárnych častíc (zŕn, granúl) rôznej veľkosti

(kamene, štrk, piesok, prach, íl a koloidy), ktoré tvoria polydisperzný systém rôzneho

mineralogického aj chemického zloženia (Hanes et al., 1992).

Podľa Fulajtára (2006) zrnitostné zloženie pôdy vždy nevyjadruje len obsah

mechanických častíc minerálneho pôvodu, ktoré majú rozmanitý tvar a veľkosť,

ale aj rôzne mineralogické a chemické zloženie.

Zaujec et al. (2002) charakterizuje zrnitostné zloženie ako zastúpenie jednotlivých

frakcií (piesku, prachu, ílu) v pôdnej vzorke, vyjadrené v hmotnostných percentách.

Minerálne pôdne častice definovanej veľkosti sa zoskupujú do skupín, ktoré dostali

názov zrnitostné frakcie, a ktoré okrem blízkych rozmerov majú viac-menej zhodné aj

niektoré základné fyzikálne a fyzikálne-chemické vlastnosti. Kvantitatívne zastúpenie

týchto frakcií v pôde, vyjadrené v percentách, nazývame zrnitosť alebo textúra pôdy,

prípadne zrnitostné, mechanické, gravimetrické alebo textúrne zloženie pôdy (Fulajtár,

2006).

Velebný, Skalová (1994) udávajú dve základné zrnitostné frakcie. Pôdne častice

väčšie ako 2 mm nazývame skelet. Zemina zbavená skeletu sa nazýva jemnozem. Tento

medzný rozdiel 2 mm rozdeľujúci hrubozem na dve základné frakcie (jemnozem a skelet)

bol zvolený preto, že je hornou hranicou kapilárneho pohybu vody, inými slovami, ak by

pevná fáza pôdy pozostávala len zo zŕn priemeru väčšieho ako 2 mm, nevznikal by

v takomto pórovitom prostredí kapilárny pohyb vody a takáto frakcia by nemala schopnosť

zadržiavať vodu.

Fulajtár (2006) uvádza, že hlavnými zrnitostnými frakciami jemnozeme sú :

– piesok častice rozmerov 2,0 - 0,05 mm,

– prach častice rozmerov 0,05 - 0,002 mm resp. 0,05 - 0,001 mm,

– íl častice menšie ako 0,002 resp. 0,001 mm.

Page 16: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

15

Podľa percentuálneho obsahu týchto frakcií v pôde sa pôdy triedia na pôdne druhy ako

základné klasifikačné jednotky.

Rozdielne rozmery dolnej hranice prachu (0,002 a 0,001 mm) a hornej hranice ílu (<

0,002 a < 0,001 mm) vyplývajú z dvoch rozdielnych u nás používaných klasifikácií

zrnitostných frakcií. Je to medzinárodná klasifikácia USDA – United State Department of

Agriculture, ktorá používa rozmer 0,002 mm a klasifikácia KPP – Kompletného prieskumu

pôd, ktorá používa rozmer 0,001 mm.

Hlavnými zrnitostnými frakciami skeletu sú :

– štrk častice veľkosti 2 – 50 mm,

– kamene častice veľkosti 50 – 250 mm,

– balvany kamene nad 250 mm.

Tabuľka 1.1 Klasifikácia zrnitostných frakcií (Velebný, Skalová, 1994)

Priemer zŕn

(mm) Názov frakcie Kopeckého označenie frakcií

< 0,0001

< 0,002

< 0,001-0,01

koloidný íl ílovité častice

fyzikálny íl

veľmi jemný prach

І. jemnozem

0,01-0,05 prach II.

0,05-0,1 práškový piesok III.

0,1-0,2

0,2-0,56

0,5-2,0

veľmi jemný piesok

jemný piesok piesok

stredný piesok

IV.

2,0-16

16-63

63-125

> 125

drobný štrk

stredný štrk

hrubý štrk

kameň

skelet

1.1.1 Klasifikácia zrnitostných frakcií

Pre účely klasifikácie zrnitostných frakcií sú zostavené viaceré klasifikácie. U nás

používame jednak domáce – národné, jednak medzinárodné klasifikácie. Z domácich je to

klasifikácia Kopeckého, klasifikácia KPP a norma ČSN ON 736518. Z medzinárodných je

Page 17: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

16

známa klasifikácia Atterberga a klasifikácia USDA. Za posledných viac ako 50 rokov sme

u nás používali prevažne domáce klasifikácie, medzinárodná klasifikácia USDA sa

uplatňuje až v posledných rokoch (Fulajtár, 2006).

Tabuľka 1.2 Zrnitostné frakcie v USA, SRN a ISSS (Zaujec et al., 2002)

USA SRN ISSS – systém

íl < 0,002 mm < 0,002 mm < 0,002 mm

prach 0,002 – 0,05 mm 0,002 – 0,063 mm 0,002 – 0,02 mm

piesok 0,05 – 2,00 mm 0,063 – 2,00mm 0,02 – 2,00 mm

1.1.2 Klasifikácia pôd podľa zrnitostného zloženia

Triedenie zemín a pôd podľa zrnitosti patrí medzi najstaršie klasifikačné systémy

pôdy. Je založené na stanovovaní podielu frakcií rôznej veľkosti a posúdení množstva

jednej alebo viacerých kategórií elementárnych častíc. Takéto triedenie pôd podľa

zrnitostného zloženia nám pomáha určiť a vyčleniť pôdny druh.

V poľnohospodárskej praxi sa zaužívalo zjednodušené triedenie pôdy podľa zrnitosti :

– ťažké,

– stredne ťažké,

– ľahké pôdy.

Toto zjednodušené triedenie nie je odvodené priamo od zrnitostného zastúpenia, ale skôr

od obťiažnosti a spracovateľnosti, ktoré však výrazne závisí od zrnitosti a súvisí

s technologickými vlastnosťami - súdržnosť, lepivosť, orbový odpor (Zaujec et al., 2002).

Fulajtár (2006) uvádza, že najpoužívanejšou domácou klasifikáciou pôd podľa

zrnitosti je Novákova klasifikácia. Najrožšírenejšou medzinárodnou klasifikáciou je

klasifikácia USDA, ktorá sa často označuje aj ako klasifikácia FAO.

Page 18: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

17

Tabuľka 1.3 Novákova klasifikácia pôdnych druhov (Velebný et al., 2000)

Podľa uvedenej stupnice sa klasifikujú neskeletnaté pôdy. Keď pôda obsahuje menej

skeletu ako 50 %, klasifikuje sa podľa uvedenej sedemčlennej Novákovej stupnice

doplnenej o zhodnotenie obsahu skeletu podľa nasledovnej stupnice (Fulajtár, 2006) :

obsah skeletu štrk (4 – 30 mm) kamene (> 30 mm)

5 – 10 % s prímesou štrku s prímesou kameňov

10 – 25 % slabo štrkovitá slabo kamenitá

25 – 50 % stredne štrkovitá stredne kamenitá

1.1.3 Metódy zrnitostných rozborov

Radčenko, Velebný (1969) za najjednoduchší spôsob zistenia obsahu jednotlivých

zrnitostných kategórií uvádzajú preosievanie na sitách s určitým priemerom ôk.

Preosievanie je ťažké už pri rozmere asi 0,1 mm, aby sa dokonale oddelili jednotlivé

častice musí sa preosievať mokrou cestou, teda preplachovať vodou. Najmenší priemer

zrna, ktorý sa môže oddeliť preosievaním pod vodou je 0,05 mm. Jemnejšie pôdne častice,

ktoré sú pre charakteristiku pôdnych vlastností najdôležitejšie, lipnú na site. Známe je tiež

použitie papierových alebo keramických filtrov.

Najčastejšie používané nepriame metódy na stanovenie zrnitostného zloženia sú :

- zrnitostný rozbor vyplavovaním v Kopeckého prístroji,

- zrnitostný rozbor pipetovacou metódou,

- hustomerná (areometrická) metóda podľa Cassagrandeho,

I. kategória (% hmotnosti) Pôdny druh

0 - 10 piesočnatá zemina

10 – 20 hlinitopiesočnatá zemina

20 – 30 piesočnatohlinitá zemina

30 – 45 hlinitá zemina

45 – 60 ílovitohlinitá zemina

60 – 75 ílovitá zemina

75 íl

Page 19: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

18

- metóda opakovanej sedimentácie.

1.1.3.1 Zrnitostný rozbor pipetovacou metódou

Princíp metódy :

V priebehu sedimentácie klesajú častice ku dnu sedimentačného valca rýchlosťou,

ktorá závisí predovšetkým od ich priemeru. Ak vo zvolenej hĺbke pod hladinou

odoberieme pomocou pipety určité množstvo suspenzie v čase potrebnom na dosiahnutie

tejto hĺbky zrnami určitého priemeru, zachytíme tým do pipety parciálne množstvo zŕn

daného, ale aj menšieho priemeru.

Potrebné pomôcky :

sedimentačný valec 1000 cm3, porcelánová miska, pipetovacie zariadenie napojené na

vodnú vývevu, sito s veľkosťou otvorov 0,25 mm, rýchlovážky a analytické váhy,

hliníkové vysúvačky, pieskový kúpeľ, lievik s priemerom 10 cm, teplomer, technické

stopky

Pracovný postup :

Na základe makroskopického odhadu odvážime pri ťažkých a stredne ťažkých pôdach

10 g, ak ide o ľahšie pôdy vezmeme do rozboru 20 – 30 g priemernej vzorky jemnozeme.

Vzorku z navažovacej lodičky spláchneme do porcelánovej misky a preparujeme podľa

vhodnej preparačnej metódy. Pri použití preparačnej metódy (varením) vzorku zalejeme 40

– 50 cm3 destilovanej vody. Po 24 hodinách varíme miernym varom nad slabým plameňom

plynového kahana 2 hodiny, pričom suspenziu občas premiešame sklenenou tyčinkou

a dolievame odparenú destilovanú vodu.

Medzitým odvážime 10 g priemernej vzorky na hodinové sklíčko kvôli stanoveniu

sušiny. Túto dáme do laboratórnej sušiarne minimálne na 4 hodiny a vysušíme pri teplote

105 °C do konštantnej váhy.

Preparovanú suspenziu zriedime destilovanou vodou a zlejeme cez sito (priemer –

0,25 mm) umiestnené v lieviku do sedimentačného valca pomocou striekačky a gumového

prstu. Na stenách misku nesmú zostať žiadne častice. Destilovanou vodou s ustálenou

teplotou vzorku na site dôkladne preplachujeme, aby sa všetky častice menšie ako 0,25

mm dostali do sedimentačného valca, ktorý po doplnení destilovanou vodou na 1000 cm3

postavíme pod pipetovacie zariadenie.

Page 20: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

19

Zbytok na site zostriekneme do vopred odváženej hliníkovej vysúvačky, odparíme na

pieskovom kúpeli, dosušíme v sušiarni do konštantnej váhy pri teplote 105 °C a odvážime.

Tým zistíme hmotnosť frakcie 0,25 – 2,00 mm.

Medzitým zmeriame teplotu suspenzie v sedimentačnom valci, ktorej kvapalnú zložku

tvorí destilovaná voda s ustálenou teplotou. Tým získame ďalší potrebný údaj pre výpočet

sedimentačných rýchlostí, zodpovedajúci zvoleným priemerom častíc. Z týchto rýchlostí

vypočítame príslušné časy odberov. Začiatok všetkých časových intervalov odberov

zvolených frakcií je totožný so začiatkom sedimentácie (ukončenie miešania).

Časy odberu vypočítame ešte pred začatím vlastného merania na základe Stokesovho

zákona, v úprave podľa Vasilieva, vychádzajúc z vopred zistených hodnôt :

- mernej hmotnosti zeminy,

- teploty suspenzie,

- zvolenej hĺbky odberu H (cm), výhodne zvoliť H = 10 cm.

t = H / v , s

kde: v = 0,045 d2 [(ρ – ρ0) / µ ] , cm/s

Pred meraním suspenziu dokonale premiešame pomocou perforovaného miešadla

niekoľkými zvislými pohybmi po celej výške sedimentačného valca, pričom miešadlo

nevysúvame nad hladinu, aby sa suspenzia neprevzdušnila. Po skončení miešania začneme

stopkami ihneď merať čas sedimentácie, pričom valcom v priebehu sedimentácie už

nesmieme hýbať. Hĺbka odberu H je vyznačená na pipete posuvnou značkou – gumeným

krúžkom. Do tejto odbernej hĺbky vsunieme pipetu pri uzavretom trojcestnom ventile 20

sekúnd pred uplynutím vypočítaného času odberu.

Opatrným pootvorením trojcestného ventilu spojíme pipetu s podtlakovou hadicou

vodnej vývevy a nasávame tak, aby v požadovanom čase odberu t bola naplnená polovica

obsahu pipety. Odber ukončíme vtedy, keď meniskus v pipete vystúpi na úroveň rysky

udávajúcej presný objem pipety (25 cm3). Pipetu vysunieme nad sedimentačný valec

a pomocou zariadenia umožňujúceho horizontálny posun premiestníme túto nad vopred

odváženú a očíslovanú hliníkovú vysúvačku, do ktorej z pipety suspenziu vypustíme.

Potom pipetu prepláchneme malým množstvom destilovanej vody zo zásobnej fľaše

a prebytočnú vodu z vysúvačky odparíme na pieskovom kúpeli. Frakciu dosušíme

v laboratórnej sušiarni pri teplote 105 °C, necháme v suchom exikátore a odvážime.

Page 21: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

20

Vysušené frakcie v sušičkách obsahujú len parciálne množstvo častíc stanovovaného

a menšieho priemeru d, ktoré je priamo úmerné pomeru obsahu pipetu a obsahu

sedimentačného valca.

Percentuálne zastúpenie frakcií vypočítame :

obsah častíc (% hmotnosti) d (mm) = [hmotnosť vysušenej frakcie (g) x obsah

sedimentačného valca (cm3) / hmotnosť vzorky prepočítanej na sušinu (g) x obsah pipety

(cm3)] x 100, %

Takto vypočítame percentuálne zastúpenie všetkých frakcií a výsledok prehľadne zapíšeme

do formulára (Radčenko, Velebný, 1969).

Obrázok 1.1 Pipetovacie zariadenie

1.1.4 Vyhodnotenie výsledkov zrnitostných rozborov

Percentuálne zastúpenie pôdnych čiastočiek rôznej veľkosti, resp. jednotlivých frakcií,

získame vyhodnotením zrnitostných rozborov a vyjadrujeme ho v percentách hmotnosti

celej vzorky vzatej do rozboru. Výsledkom zrnitostných rozborov, nazývaných tiež

mechanickými alebo textúrnymi, je získanie obrazu o zrnitostnom zložení pôdy (Velebný,

Skalová, 1994).

Page 22: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

21

Zrnitostné zloženie pôdy sa najčastejšie vyjadruje tabuľkovou formou, ktorá pri

väčšom počte údajov je málo prehľadná. Prehľadnejšie je grafické znázornenie viacerými

druhmi zrnitostných čiar – kriviek zrnitosti (Fulajtár, 2006).

Výsledky zrnitostných rozborov vyjadrené pomocou čiary zrnitosti sú prehľadnejšie

a poskytujú spojitý priebeh zrnitostného zloženia pôdnej vzorky. Čiara zrnitosti umožňuje

interpoláciou odčítať percentuálne zastúpenie ľubovoľných zrnitostných frakcií, aj takých,

ktoré neboli bezprostredne tou, ktorou metódou zrnitostnej analýzy stanovené (Radčenko,

Velebný, 1969).

Podľa Fulajtára (2006) je čiara zrnitosti súčtová čiara percentuálneho zastúpenia

jednotlivých zrnitostných frakcií v pôde. Súčet všetkých frakcií dáva 100 %. Čiara sa kreslí

v semilogaritmickom systéme, kde na horizontálnej osi je logaritmická stupnica veľkosti

zrnitostných frakcií a na vertikálnej osi je dekadická stupnica percentuálneho obsahu

zrnitostných frakcií. Základom konštrukcie zrnitostnej čiary sú jednotlivé body, ktoré

graficky zobrazujú párové hodnoty veľkosti a ich percentuálneho zastúpenia.

Obrázok 1.2 Súčtové čiary zrnitosti piesočnatej, hlinitej, ílovitej pôdy (Fulajtár, 2006)

1.1.5 Význam zrnitosti

Zrnitostné zloženie pôdy je dôležitým znakom z hľadiska praktického i vedeckého

posudzovania pôdy, pretože do značnej miery vznik a vývoj pôdy a celý rad pôdnych

vlastností ovplyvňuje zrnitostnné zloženie. Pri genéze pôd spolupôsobí zrnitosť substrátu

na jeho zvetrávateľnosť a tvorbu ílovej frakcie.

Page 23: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

22

Zrnitostné zloženie pôdy rozhodujúcou mierou ovplyvňuje nielen samostatné

fyzikálne, chemické a fyzikálno-chemické vlastnosti pôdy, ale i vzdušnú, tepelnú, vodnú

kapacitu, štruktúrotvornú schopnosť, priepustnosť pre vodu a vzduch. Okrem toho

zrnitostné zloženie pôd ovplyvňuje priľnavosť, plastičnosť, orbový odpor, prenikanie

koreňov rastlín, ovocných drevín (Zaujec et al., 2002).

1.2 Fyzikálne a hydrofyzikálne vlastnosti pôdy

Z fyzikálneho hľadiska predstavuje pôda heterogénny, polyfázový, disperzný

a pórovitý systém, ktorý v prírodných podmienkach obyčajne obsahuje všetky tri v prírode

sa vyskytujúce fázy, t.j. pevnú, kvapalnú a plynnú (Antal, 1999).

Tuhá fáza pôdy, niekedy tiež nazývaná pôdny matrix, obsahuje častice nielen rôzneho

chemického a mineralogického zloženia, ale aj častice rôzneho tvaru a veľkosti. Okrem

minerálnych častíc obsahuje tuhá fázy pôdy často i amorfné látky, najmä organické, ktoré

majú schopnosť viazať minerálne častice do tzv. pôdnych agregátoch. Kvapalná fáza pôdy

je tvorená pôdnou vodou, ktorá však vždy obsahuje rozpustené látky, a preto sa vždy

nazýva aj pôdny roztok. Plynnú fázu pôdy tvorí pôdny vzduch (Antal, Špánik et al., 1999).

Obrázok 1.3 Fázy pôdy (Antal, 1999)

Page 24: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

23

Fyzikálne vlastnosti pôdy môžeme ohodnotiť i vizuálne alebo hmatom a určiť

pomocou škál a stupníc tvar, veľkosť, silu a intenzitu. Každá pôda je charakteristická

súborom fyzikálnych vlastností závislých od prírody a relatívneho množstva prítomných

komponentov, ako i vzájomného prepojenia.

Množstvo a veľkosť disperzných častíc a ich priestorové usporiadanie má veľký

význam pri vzniku pórov, ich rozmerov a spôsobe rozmiestnenia a pri vsakovaní

a priepustnosti vody a vzduchu. Fyzikálne vlastnosti pôdy výrazne vplývajú na priebeh

a rýchlosť rôznych fyzikálno–chemických a biologických procesov a tiež na rozvoj

pôdnych mikroorganizmov. Dôležitý vplyv majú na hĺbku pôdy obývanú koreňovým

systémom rastlín, na pomerné zastúpenie vody a vzduchu a na fyzickú stavbu pôdnych

horizontov.

Fyzikálne vlastnosti podľa funkčnosti rozčleňujeme na :

– základné (prvotné) vlastnosti sú spojené s priestorovým usporiadaním pôdnej hmoty

a jej kvalitatívnymi vlastnosťami. Patria k nim merná hmotnosť, objemová hmotnosť,

štruktúrnosť a pórovitosť.

– funkčné (druhotné) vlastnosti závisiace od základných, sú výsledkom funkcie pôdy, ako

prostredia obývaného rastlinami a živočíchmi. Charakterizujú jej vzťah k vzduchu, teplu,

vode a fyzikálno–mechanickým (technologickým) vlastnostiam. Zaraďujeme k nim

vzdušný, tepelný a vodný režim, ďalej k nim patria súdržnosť, lepivosť, konzistencia,

vláčnosť, plastickosť, napučiavanie, usadanie, orbový odpor, zrelosť pôdy a pôdny

prísušok (Zaujec et al., 2002).

1.2.1 Merná hmotnosť pôdy

Merná hmotnosť pôdy je hmotnosť jednotkového objemu tuhej fázy suchej pôdy resp.

hmotnosť 1cm3 suchej zeminy (bez pórov) vyjadrenej v g/cm3. Pod pojmom tuhá fáza

pôdy sa vždy rozumie pôda bez pórov a pod pojmom suchá pôda sa vždy jedná o pôdu

vysušenú pri 105 ºC. Mernú hmotnosť pôdy môžeme tiež definovať ako pomer hmotnosti

tuhej fázy pôdy k hmotnosti toho istého objemu vody pri + 4 ºC. Merná hmotnosť pôdy sa

označuje znakom gréckeho písmena „ ró“ s indexom „s“ (ρs) a vyjadruje sa v g/cm3

(Fulajtár, 2006).

Podľa Antala (1999) sa merná hmotnosť počíta podľa vzťahu:

Page 25: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

24

ms

ρs = ——— , g/cm3

Vs

kde: ms - hmotnosť pôdy, g

Vs - objem pôdy bez pórov, cm3

Tabuľka 1.4 Merná hmotnosť najdôležitejších minerálov vyskytujúcich sa v pevnej fáze

pôdy (Hanes et al., 1992)

Minerály t/m3 Minerály a pôdy t/m3

Kremeň

Kalcit

Ortoklas

Biotit

Muskovit

Augit

Pyrit

Hematit

Limonit

2,65 – 2,66

2,60 – 2,80

2,53 – 2,58

2,70 – 3,10

2,76 – 3,00

3,30 – 3,60

4,90 – 5,20

4,90 – 5,30

3,40 – 4,00

Illit

Kaolinit

Montmorillonit

Nontronit

Humus

Černozem

Rašelina

2,50 – 2,70

2,60 – 2,65

2,00 – 2,30

2,27 – 2,29

1,00 – 1,60

2,37 – 2,46

0,18 – 1,50

Merná hmotnosť veľkej väčšiny minerálnych pôd kolíše v intervale 2,50 – 2,80 g/cm3.

Ojedinele sa však stretávame i s pôdami resp. s pôdnymi horizontmi, ktorých merná

hmotnosť je menšia ako 2,50 g/cm3 alebo väčšia ako 2,80 g/cm3. Pretože merná hmotnosť

podstatnej časti pôd kolíše v úzkom intervale 2,6 - 2,7 g/cm3, stred tohto intervalu 2,65

g/cm3 bol všeobecne vzatý ako priemerná hodnota mernej hmotnosti všetkých minerálnych

pôd a používa sa vždy, keď nie sú k dispozícii konkrétne namerané hodnoty (Fulajtár,

2006).

Zaujec et al. (2002) uvádza, že k zníženiu hodnôt mernej hmotnosti dochádza častejšie

v humusovom horizonte v dôsledku zapravovania rôzneho množstva organických hmôt.

K zvýšeniu dochádza pri dlhodobom nedodávaniu organickej hmoty, poklesu obsahu

humusu v pôde a zmyvom alebo prehĺbovaním ornice, do ktorej sa dostáva väčšia časť

minerálneho podielu z nižšie ležiacich horizontov s prímesou kremeňa alebo železa.

Page 26: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

25

Bez mernej hmotnosti nie je možné vyjadriť veľmi dôležitú vlastnosť pôdy –

pórovitosť. Merná hmotnosť pôdy je súčasťou viacerých matematických vzťahov, napr.

pre výpočet už spomínanej pórovitosti, pre stanovenie rýchlosti sedimentácie minerálnych

pôdnych elementov v roztokoch, pre stanovenie transportu pôdnych častíc vetrom, vodou

a pod.

Merná hmotnosť našich pôd je spravidla vyššia ako priemerná hodnota 2,65 g/cm3.

V humusových horizontoch kolíše v intervale 2,65 – 2,70 g/cm3, v substrátoch je vyššia 2,7

– 2,8 g/cm3. Nízke hodnoty mernej hmotnosti okolo 2,4 – 2,5 sa vyskytujú na aluviálnych

pôdach dolného toku Nitry a Žitavy v katastroch obcí Nesvady, Imeľ, Chotín, Marcelová

(Fulajtár, 2006).

1.2.1.1 Stanovenie mernej hmotnosti

Kutílek (1978) považuje za obvyklý spôsob stanovovania mernej hmotnosti

pyknometrickú metódu. Radšenko, Velebný (1969) definujú princíp metódy nasledovne:

Princíp metódy :

Pomocou presne okalibrovanej nádobky, pyknometra, zisťujeme objem vody,

vytesnený určitou hmotnosťou absolútne suchej zeminy. Mernú hmotnosť určíme ako

pomer hmoty m pevného podielu pôdy k takto stanovenému objemu.

Potrebné pomôcky :

váhy, pyknometer 100 cm3, teplomer, laboratórny stojan s lievikom, porcelánová

miska o priemere cca 8 cm, plynový kahan, porcelánová miska s plochým dnom,

laboratórna striekačka, sušiareň s termostatom, sklenená tyčinka, destilovaná voda

Pracovný postup :

Odvážime 10 g absolútne suchej jemnozeme vysušenej v sušiarni pri teplote 105 ºC do

konštantnej váhy. Odváženú zeminu spláchneme z navažovacej lodičky destilovanou

vodou pomocou striekačky do menšej porcelánovej misky, ktorú doplníme cca 40 – 50 cm3

destilovanej vody. Povarením suspenzie na miernom plameni (5 min.) za neustáleho

miešania sklenenou tyčinkou vypudíme zo zeminy všetok vzduch. Dbáme pri tom na to,

aby sa zemina neprisušila ku stenám misky. Po povarení necháme suspenziu ochladnúť.

Medzitým zoberieme čistý pyknometer, naplníme ho destilovanou vodou 20 ºC teplou,

zazátkujeme (kapilárou v zátke so zábrusom musí vystreknúť prebytočný objem vody). Ak

pod zátkou neostala bublina vzduchu, pyknometer osušíme filtračným papierom

a odvážime. Tak dostaneme váhu n pyknometra s čistou destilovanou vodou.

Page 27: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

26

Po odvážení vodu z pyknometra vylejeme a vlejeme doň vychladnutú suspenziu

z porcelánovej misky pomocou striekačky a lievika upraveného na laboratórnom stojane.

Prischnutú zeminu uvoľníme zo stien misky pomocou gumového prstu a spláchneme

destilovanou vodou do pyknometra. Pri rýchlom vlievaní suspenzie cez lievik môže sa

tento zapchať, preto doňho vsunieme tenký drôtik, ktorým pri zlievaní suspenzie

pohybujeme. Všetky pomôcky, ktoré prišli do kontaktu so suspenziou opláchneme

destilovanou vodou do pyknometra. Pri práci používame čo najmenšie množstvo vody, aby

sa do pyknometra o obsahu 100 cm3 zmestil celý objem suspenzie ako aj voda potrebná na

opláchnutie. Pyknometer doplníme destilovanou vodou a nezátkovaný temperujeme na

predpísanú teplotu 20 ºC. Najjednoduchšie temperujeme vo väčšej miske s plochým dnom,

naplnenej vodou 20 ºC teplou. Teplotu suspenzie, ako aj teplotu vody v miske občas

skontrolujeme. Dolievaním teplejšej resp. chladnejšej vody do misky udržujeme v nej

konštantnú teplotu 20 ºC. Po skončení temperovania (15 – 30 min.) pyknometer

zazátkujeme sklenou zátkou so zábrusom, presvedčíme sa o úplnosti jeho obsahu, opäť

dokonale osušíme a odvážime. Takto dostávame váhu z pyknometra s vodou a zeminou.

Na základe takto získaných hodnôt m, n , z vypočítame mernú hmotnosť zeminy.

Keď m - hmotnosť absolútne suchej zeminy vzatej do rozboru, g

n - hmotnosť pyknometra s čistou destilovanou vodou pri 20 ºC, g

z - hmotnosť pyknometra so zemitou suspenziou, g

potom hmotnosť vytlačenej vody objemom zeminy je :

mv = ( m + n ) – z

Neprekračujúc medze presnosti môžme pokladať hmotu 1 g rovnú objemu 1 cm3, teda

číselne sa hodnoty vytlačenej vody mv zeminou o hmote m rovná objemu tejto zeminy Vz,

čiže

mv = Vz

Mernú hmotnosť zeminy ρ potom vypočítame vyčíslením vzťahu :

Page 28: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

27

m m

ρ = ——— = ——— , g/cm3

Vz ( m + n) - z

Obrázok 1.4 Pyknometer (Slashme, 2007)

1.2.2 Objemová hmotnosť pôd

Objemová hmotnosť pôdy je hmotnosť neporušeného jednotkového objemu suchej

pôdy. Označuje sa znakom gréckeho písmena “ró” a indexom “d” (ρd) a vyjadruje sa

v g/cm3 (Fulajtár, 2006).

Antal, Špánik (1999) uvádzajú, že objemová hmotnosť suchej pôdy sa počíta podľa

rovnice :

ms

ρd = ——— , g/cm3

Vt

kde: ms - hmotnosť suchej vzorky pôdy, g

Vt - objem neporušenej vzorky pôdy, cm3

Page 29: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

28

Objemová hmotnosť suchej pôdy je vždy menšia ako je hodnota mernej hmotnosti

pôdy (Antal, 1999).

Fulajtár (2006) uvádza, že jej hodnota v humusových horizontoch minerálnych pôd

kolíše v intervale 1,0 – 1, 8 g/cm3, v ťažkých pôdach je spravidla nižšia ako v pieskoch, v

organických pôdach je menšia ako 1,0 g/cm3, v organozemiach klesá na 0,2 g/cm3. Okrem

objemovej hmotnosti suchej pôdy, ktorá má prívlastok redukovaná, sa v ojedinelých

špecifických prípadoch používa aj objemová hmotnosť vlhkej pôdy, označovaná

prívlastkom neredukovaná (ρt).

Antal, Špánik (1999) udávajú na jej výpočet tento vzťah :

mt

ρt = ———

Vt

kde: mt - hmotnosť pôdy pri momentálnej vlhkosti, g

Vt - objem pôdy, cm3

Objemová hmotnosť vlhkej pôdy je značne dynamická vlastnosť. Vyjadruje

momentálnu hmotnosť pôdy, ktorá sa často mení v závislosti od vlhkosti pôdy. Pokiaľ sa

objemová hmotnosť pôdy udáva bez uvedených prívlastkov, vzťahuje sa vždy na suchú

pôdu, t. j. na redukovanú objemovú hmotnosť.

Objemová hmotnosť okrem zrnitosti závisí aj od štruktúry pôdy. Neštruktúrne pôdy

s prevahou elementárnych pôdnych častíc prirodzene ulíhajú až na hodnotu 1,8 – 2,0

g/cm3. Mikroštruktúrne pôdy s prevahou mikroagregátov (< 0,25 mm) prirodzene ulíhajú

na hodnotu 1,5 – 1,6 g/cm3 a makroštruktúrne pôdy len na hodnotu 1,1 – 1,2 g/cm3.

V pôdnom profile má objemová hmotnosť tendenciu smerom do hĺbky sa zvyšovať.

Niektoré pedogenetické procesy (translokácia, akumulácia, vnútropôdne zvetrávanie,

oglejovanie a pod.) a antropogénne faktory (technologické zhutňovanie, hĺbkové kyprenie

a podrývanie) túto tendenciu podporujú, ale aj podstatne narušujú (Fulajtár, 2006).

Z agrotechnických zásahov najväčší vplyv na objemové zmeny má kyprenie,

zhutnenie orbou a prejazdmi mechanizmov, organické hnojenie, vápnenie, vyľahčovanie

ťažkých pôd a zhutňovanie ľahkých pôd. Uvedené zásahy do pôdy menia objemovú

hmotnosť o 15 – 45 % (Zaujec et al., 2002).

Page 30: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

29

V priestore a čase nie je hodnota objemovej hmotnosti stála. V priestore je variabilná

v závislosti od stupňa uľahnutia resp. zhutnenia, od obsahu humusu, obsahu zrnitostných

frakcií, rozvoja koreňového systému rastlín a pod. Táto priestorová variabilita sa eliminuje

stanovovaním priemernej hodnoty objemovej hmotnosti z minimálne 3 až 5 opakovaní.

V priebehu roka sa objemová hmotnosť mení predovšetkým v povrchových

horizontoch, a to hlavne prirodzenými vplyvmi, ako napr. ulíhanie, napučiavanie,

zmršťovanie, zamŕzanie, rozmŕzanie, rozvoj koreňového systému a pod., ale aj

antropogénnymi vplyvmi, najmä kyprením a technologickým zhutňovaním pri kultivácii

pôdy. Jednorazové stanovenie objemovej hmotnosti preto nie je dostačujúce. Termín

stanovovania objemovej hmotnosti je potrebné starostlivo zvážiť tak, aby získané údaje

charakterizovali ten stav pôdy, ktorý potrebujeme poznať a hodnotiť.

Jedným zo spôsobov získania pomerne stabilnej hodnoty objemovej hmotnosti je

stanovenie tzv. rovnovážnej objemovej hmotnosti. Je to stav, keď pôda po jarnom

rozmrznutí a spracovaní postupne ulíha až dosiahne stav, keď sa tento proces končí

a objemová hmotnosť sa ďalej už výrazne nemení. Tento stav vzniká približne v druhej

polovici júna na pôdach s jarnými plodinami a v júli na pôdach s okopaninami, na pôdach

s oziminami v apríli až máji. Objemová hmotnosť stanovená v tomto období sa nazýva

rovnovážna objemová hmotnosť, ktorá sa v ďalšom priebehu roka prirodzenými vplyvmi

mení len málo a charakterizuje prirodzene uľahnutú pôdu (Fulajtár, 2006).

1.2.2.1 Objemová hmotnosť ako významná vlastnosť pôdnej fyziky

Význam objemovej hmotnosti spočíva v tom, že priamo ovplyvňuje viaceré dôležité

fyzikálne vlastnosti pôdy ako aj niektoré jej biologické a chemické vlastnosti. Zmena

objemovej hmotnosti bezprostredne vyvoláva aj zmenu týchto vlastností, napr. zvýšenie

objemovej hmotnosti zvyšuje : zastúpenie tuhej fázy pôdy, tvrdosť, uľahnutosť,

penetrometrický odpor a iné. Tieto zmeny znižujú celkovú pórovitosť, vzdušnú kapacitu,

priepustnosť pre vodu a vzduch, zhoršujú podmienky pre zakoreňovanie rastlín a rozvoj

ich koreňového systému a pod. Všeobecne platí, že zvyšovanie objemovej hmotnosti

prirodzene uľahnutej pôdy v zásade zhoršuje fyzikálny stav pôdy a opačne.

Objemová hmotnosť výrazne vplýva aj na zakoreňovanie a rozvoj koreňového

systému rastlín. Je zistené, že objemová hmotnosť v intervale 1,5 – 1,6 g/cm3 výrazne

spomaľuje a pri hodnote 1,9 g/cm3 zastavuje rast koreňov.

Page 31: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

30

Pri posudzovaní konkrétnych hodnôt objemovej hmotnosti z hľadiska celkového

hodnotenia fyzikálneho stavu pôd ako aj z hľadiska požiadaviek kultúrnych plodín

rozlišujeme 3 kategórie objemovej hmotnosti : optimálnu, prípustnú a kritickú.

Objemová hmotnosť pôd sa vyznačuje tým, že vytvára optimálne fyzikálne

podmienky v pôde, pri ktorých sa dosahujú najvyššie úrody. Jej hodnoty závisia od druhu

pestovanej plodiny a od zrnitostnného zloženia pôdy. V stredne ťažkých a ťažkých pôdach

sa pre väčšinu poľných plodín objemová hmotnosť nachádza v intervale 1,1 – 1,3 g/cm3,

na zrnitostne ľahších pôdach je všeobecne vyššia 1,1 – 1,4 g/cm3.

Medzi optimálnou a kritickou objemovou hmotnosťou je určitý interval hodnôt

objemovej hmotnosti, v ktorom väčšina poľných kultúr poskytuje priemerné i vyššie

úrody. Objemovú hmotnosť tohto intervalu označujeme ako prípustnú.

Kritická objemová hmotnosť zhoršuje fyzikálny stav pôdy do takej miery, že obmedzuje

rast a rozvoj rastlín a významne znižuje úrody. V našich pôdnych a klimatických

podmienkach tento jav nastáva pri objemovej hmotnosti 1,5 g/cm3 a vyššie (Fulajtár,

2006).

1.2.2.2 Stanovenie objemovej hmotnosti

Radčenko, Velebný (1969) uvádzajú princíp stanovenia na neporušených vzorkách,

odobratých do Kopeckého odberných valčekov o objeme 100 cm3.

Potrebné pomôcky :

Kopeckého odberné valčeky z nehrdzavejúcej ocele o objeme 100 cm3, nôž, váhy,

laboratórna sušiareň s termostatom, štetec, hodinové sklíčko

Pracovný postup :

Zo sondy, najčastejšie kopanej, odoberieme v teréne do Kopeckého odberného

valčeka, ktorého hmotnosť poznáme, neporušenú vzorku zeminy. Nožom obratne

odrežeme prebytočnú zeminu, vyčnievajúcu nad hornú a dolnú základňu valčeka. Ak

nemáme možnosť okamžitého odváženia v teréne, uzatvoríme vzorku vo valčeku tesne

priliehajúcimi vekami, aby sme zabránili vyparovaniu vody zo vzorky zeminy. V

laboratóriu odstránime obe veká, valček položíme na hodinové sklíčko a odvážime. Z takto

získanej hmotnosti valčeka spolu s hodinovým sklíčkom odpočítaním hmotnosti tara,

dostávame neporušenej vzorky zeminy s momentálnou vlhkosťou m1 (netto).

Potom vzorku zeminy vytlačíme na hodinové sklíčko, ktoré sme označili rovnakým číslom

ako na odbernom valčeku. Zvyšok zeminy zo stien valčeka prenesieme na hodinové

Page 32: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

31

sklíčko pomocou štetca. Vzorku sušíme v sušiarni s termostatom pri 105 ºC do konštantnej

váhy, cca 4 až 6 hodín. Odvážením vysušenej vzorky dostávame hmotnosť m2.

Keď objem valčeka je V, objemová hmotnosť neredukovaná bude :

m1

ρt = ——— , g/cm3

V

a objemová hmotnosť redukovaná bude :

m2

ρd = ——— , g/cm3

V

Obrázok 1.5 Kopeckého odberné valčeky z nehrdzavejúcej ocele

1.2.3 Priepustnosť pôdy a hydraulická vodivosť

Pôda, ako pórovité prostredie, umožňuje pohyb vody, pričom voda sa môže v pôde

pohybovať cez priestory vodných pórov. Schopnosť pôdy prepúšťať kvapaliny a plyny sa

nazýva priepustnosť (Kp) a má rozmer L2 (Velebný, Skalová, 1994).

Page 33: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

32

Antal (1999) uvádza, že priepustnosť pôdy závisí od celkového obsahu pórov v pôde,

od ich veľkosti, spojitosti, drsnosti a ich zakrivenia (tortuozity), nezávisí od vlastnosti

prúdiacich kvapalín a plynov v pôde, ale je funkciou len a len pôdnych vlastností.

Priepustnosť pôdy v konečnom dôsledku závisí aj od vlhkosti pôdy. V suchej pôde je

do určitého času priepustnosť pôdy pre vodu oveľa vyššia ako v pôde vlhkej (Kutílek,

1978).

Od priepustnosti pôdy treba odlišovať tzv. hydraulickú vodivosť pôdy (K), ktorá

vyjadruje schopnosť pôdy viesť vodu (všeobecne kvapalinu), a ktorá je funkciou :

- priepustnosti pôdy (Kp),

- tekutosti (fluidity) pohybujúcej sa kvapaliny v pôde (f ),

- vlhkosti pôdy (Θ, resp. w).

V prípade, že skúmame pohyb vody v pôde, ktorej všetky póry sú zaplnené vodou,

hovoríme o tzv. nasýtenej hydraulickej vodivosti pôdy, ktorú označujeme symbolom Ks.

V opačnom prípade, t.j. ak skúmame pohyb vody v pôde, ktorej časť pórov je zaplnená

pôdnym vzduchom, hovoríme o tzv. nenasýtenej hydraulickej vodivosti pôdy a

označujeme ju symbolmi k, K (Θ), K (w), atď. (Antal, Špánik et al., 1999).

Medzi nasýtenou hydraulickou vodivosťou pôdy, priepustnosťou pôdy a fluiditou

pohybujúcej sa kvapaliny v pôde platí vzťah (Hillel, 1980) :

Ks = Kp . f

resp.

ρ . g

Ks = Kp . ____

µ

kde:

Ks – nasýtená hydraulická vodivosť, L/T

Kp – priepustnosť pôdy, L2

f – tekutosť (fluidita) skúmanej kvapaliny, L-1/T

ρ – merná hmotnosť ( hustota ) skúmanej kvapaliny, M/L3

g – gravitačné zrýchlenie (= 9,81 m.s-2), L/T

µ – dynamická viskozita skúmanej kvapaliny (= 1,00.10-3 kg/m pre teplú vodu 20 ºC),

N/L/

Page 34: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

33

Ankeny et al. (1986) uvádza, že hydraulická vodivosť pôdy je jedným z

najdôležitejších ukazovateľov pri určovaní zákonitosti pohybu cez pôdne póry.

Hydraulická vodivosť pôdy je výrazne závislá od pôdnej pórovitosti, od veľkosti

pórov a teploty. Závislosť hydraulickej vodivosti je priama (Wilson et al., 1988).

So zmenšením priemeru pórov sa priamo úmerne zmenšuje aj hydraulická vodivosť.

Pri zhutňovaní určitého druhu pôd sa celková pórovitosť zvýši, ale hydraulická vodivosť sa

zníži, práve kvôli spomínanej veľkosti pórov. Hydraulická vodivosť nezávisí priamo od

pórovitosti. Vplyv teploty na veľkosť hydraulickej vodivosti je značný. Všeobecne možno

konštatovať, že so zvratom teploty rastie aj hydraulická vodivosť pôdy (Voronin, 1986).

Koorenvaar, Memelik, Dirksen (1983) tvrdia, že hydraulická vodivosť pôdy, resp.

pôdneho substrátu, patrí medzi najdôležitejšie hydrofyzikálne charakteristiky, pretože

charakterizuje schopnosť pôdy transportovať vodu a živiny ku koreňom rastlín.

Hydraulická vodivosť je matematicky vyjadrená Darcyho rovnicou pre nasýtené prúdenie

a tiež Darcy – Buckinghamovou rovnicou pre nenasýtené prúdenie :

d H

v = - K , m/s

d z

d hw

v = - k + d z / d z

d z

kde:

v – rýchlosť prúdenia v nasýtenej, resp. nenasýtenej pôde, m/s

K – koeficient nasýtenej hydraulickej vodivosti, m/s

k – koeficient nenasýtenej hydraulickej vodivosti, m/s

H – hydrologický potenciál pôdy, m

z – vzdialenosť medzi bodom merania hydraulického potenciálu a referenčnej hladiny, m

hw – vlhkostný potenciál pôdy, m

Velebný et. al. (2000) tvrdí, že nasýtená hydraulická vodivosť je pre danú pôdu

konštantná, rozdielna je však pre rozdielne pôdy. Z predstavy pórovitého prostredia je

Page 35: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

34

jasné, že schopnosť pôdy prepúšťať vodu, je tým väčšia, čím väčšie sú póry, čím sú póry

hladšie, čím je menšia zakrivenosť pórov. Vyplýva z toho, že hrubozrnné pôdy

(piesočnaté) majú väčšiu nasýtenú hydraulickú vodivosť ako jemnozrnné (hlinité alebo

ílovité).

1.2.3.1 Stanovenie hydraulickej vodivosti

Hydraulickú vodivosť stanovujeme najčastejšie experimentálnymi metódami alebo

výpočtom pomocou empirických vzťahov.

Experimentálne môžeme hydraulickú vodivosť stanoviť :

- laboratórnymi metódami,

- terénnymi metódami (poľné pokusy).

Okrem týchto najčastejšie používaných experimentálnych spôsobov môžeme stanoviť

hydraulickú vodivosť nepriamymi metódami. Vychádzajú napr. z priepustnosti zeminy pre

vzduch, z množstva odtečenej vody pri vztlačení vodou nasýtenej vzorky zeminy a pod.

Dosiahnuté výsledky sú však veľmi hrubé a nepresné (Radčenko, Velebný, 1969).

Dirksen (1991) odporúča vziať do úvahy fakt, že správny výber metódy závisí od

danej situácie, podľa ktorej sa musia brať do úvahy aj stanovené kritériá. Napríklad, na

detailné štúdium procesu pohybu vody v pôde sa ako prvoradé kritérium pre výber

najvhodnejšej metódy bude považovať presnosť. Úplná presnosť každej metódy nemôže

byť vyhodnotená, pretože by muselo existovať „štandardné“ pórovité médium, ktorého

hydraulické vlastnosti by boli stále a vždy rovnaké pri meraní tou istou metódou.

Z týchto dôvodov sa hydraulické pohybové charakteristiky uvádzajú bez určenia ich

presnosti. Preto je potrebné merať ich najmenej dvomi metódami, ktorých výsledky sa

navzájom porovnajú. Za dobrú zhodu výsledkov pri porovnaní dvoch použitých metód sa

často považuje fakt, že merané hodnoty sa medzi sebou líšia len v rozsahu jedného rádu.

To však nie je spôsob, ako sa rozhodnúť, ktorá metóda je presnejšia.

Jediná možnosť je vyhodnotiť všetky dostupné metódy na základe vyššie uvedených

kritérií. Takto sa namiesto štandardného materiálu s presne známymi vlastnosťami, vyberie

„štandardná referenčná metóda“.

Pri hľadaní štandardnej metódy si treba uvedomiť, že hydraulická vodivosť je

teoreticky najsprávnejší parameter, ktorý charakterizuje transport vody v nenasýtenom

Page 36: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

35

prostredí, pretože je priamo spojený s určujúcou silou pohybu – gradientom hydraulických

potenciálov. Podľa tohto hľadiska bola z laboratórnych metód ako štandardná vyhodnotená

tzv. priama, alebo stĺpcová (head - head) metóda, ktorá je založená na princípe merania

vlhkostných potenciálov (pomocou keramických platní alebo laboratórnych tenziometrov),

na oboch koncoch vertikálneho pôdneho stĺpca.

1.2.3.2 Stanovenie hydraulickej vodivosti laboratórnymi metódami

Stanovenie koeficientu hydraulickej vodivosti sa v laboratóriu realizuje na

zariadeniach rôznej konštrukcie, ktoré nazývame permeametre.

Základný princíp merania je :

- meranie s konštantným hydraulickým sklonom (nad meranou pôdnou vzorkou sa

udržuje konštantná výška hladiny vody),

- meranie s premenlivým hydraulickým sklonom (nad meranou pôdnou vzorkou sa

hladina vody v čase mení – klesá).

Pri zrnitostne ľahších, piesočnatých pôdach je vhodnejšie použiť princíp merania

s konštantným hydraulickým sklonom, naopak pri ťažších pôdach je vhodnejšia metóda

s premenlivým sklonom (Antal, Igaz, 2006).

Stanovujeme ju zásadne na neporušených vzorkách odobratých z pôdy do odberných

valčekov. Pri prevoze vzorky do laboratória treba zabrániť mechanickému porušeniu

vzorky (Velebný, Skalová, 1994).

Page 37: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

36

Obrázok 1.6 Permeameter (Tóthová, 2004)

Kromka (1999) uvádza, že vo viacerých oblastiach štúdia je aktuálna problematika

odberu nenarušených pôdnych vzoriek. Mimoriadne dôležitý je odber monolitov pre

stanovenie objemových hmotností, filtračných a sorpčných vlastností pôdneho profilu atď.

Dôležitým problémom pri odbere monolitov je eliminácia tzv. stenového efektu, t.j.

preferenčného prúdenia skúmaných roztokov okolo stien lyzimetra. Mnohí autori sa snažia

tento fakt eliminovať použitím rôznych tesniacich médií – parafín, mazadlá, epoxidy a pod.

Vzorky pôdy odoberáme do nehrdzavejúcich valčekov alebo valčekov z umelej hmoty

o veľkosti 100 až 1000 cm3. Pri väčšom objeme valčekov dosahujeme presnejšie výsledky,

ale sťažuje sa však manipulácia so vzorkou. Neporušené vzorky zásadne neodoberáme pri

malej momentálnej vlhkosti pôdy. Vhodná je hodnota vlhkosti blízka poľnej vodnej

kapacite, ktorú dosiahneme aj umelým zvlhčením pôdy pred jej odberom tak, že zatlačíme

valček 1 – 2 cm pod urovnaný povrch pôdy a naplníme ho vodou (Radčenko, Velebný,

1969).

Page 38: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

37

1.2.3.3 Meranie hydraulickej vodivosti na zariadení s konštantným hydraulickým

sklonom

Pomocou vhodne upraveného zariadenia, ktoré umožňuje konštantný hydraulický

sklon, vyvoláme filtračné prúdenie cez nasýtenú pôdnu vzorku. Z nameraného celkového

pretečeného množstva vody za určitý čas, prierezovej plochy valčeka, konštantnej tlakovej

výšky a filtračnej dráhy vypočítame hodnotu hydraulickej vodivosti pri známej teplote

filtrujúcej vody (Velebný, Skalová, 1994).

Prístroje a zariadenia:

nástavec na valček z PVC s prepadom, gumový pás, filtračný papier, filtračná

textília drôtené sitko, odmerný valec 50 cm3 , lievik, destilovaná voda, sklenená trubica,

valček s neporušenou vzorkou zeminy, stopky, gumená zátka, teplomer

Pracovný postup:

Na valček s nasýtenou zeminou (1) umiestnime zvrchu filtračný papier a zospodu

filtračný papier alebo filtračnú textíliu (4) a drôtené sitko (5). Na valček umiestnime

nástavec (2) a spoj utesníme gumeným pásmom (3).Valček s nástavcom umiestnime nad

lievik, pod ktorý dáme odmerný valec.

Do nástavca a birety vlejeme pripravenú destilovanú vodu. Konštantná výška hladiny

je zabezpečená prepadom vo výške 3 - 4 cm nad pôdnou vzorkou a dopĺňanie vody je zo

sklenenej trubice uzatvorenej gumenou zátkou alebo Mariottovou nádobou.

Po ustálení prietoku vody cez pôdnu vzorku spustíme stopky a zmeriame množstvo

vody zachytené v odmernom valci za príslušný čas. Ustálený prietok je zabezpečený vtedy,

ak je minimálne trikrát v odmernom valci natečené rovnaké množstvo vody za rovnaký

čas. Na začiatku, ako aj na konci pokusu zmeriame teplotu filtrujúcej vody (Antal, Igaz,

2006).

Page 39: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

38

Obrázok 1.7 Schéma zariadenia s konštantným hydraulickým sklonom (Antal, Igaz,

2006)

Velebný a Skalová (1994) odporúčajú vyjadriť hydraulickú vodivosť z Darcyho

vzťahu :

v

K = ———

I

pričom filtračná rýchlosť ∆V

v = ———

S . ∆t

a hydraulický sklon ∆H

I = ———

L

Po dosadení dostaneme vzťah :

V.L

I = ———

S . ∆ t. ∆H

Page 40: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

39

kde:

∆V - pretečený objem vody za čas ∆t, s

L - výška vzorky zeminy, t. j. filtračná dráha, cm

S - prierezová plocha odberného valčeka, cm2

∆H - hydraulický sklon - rozdiel hladín, cm

v - rýchlosť prietoku vody cez pôdu, cm/s

1.2.3.4 Meranie koeficientu hydraulickej vodivosti na zariadení s premenlivým

hydraulickým sklonom

Táto priama laboratórna metóda, u nás nazývaná aj ako Myslivcova, sa robí na rôzne

zostavených filtračných zariadeniach. Metóda je vhodná pre zeminy s nízkou

priepustnosťou (Radčenko, Velebný, 1969).

Antal, Igaz (2006) uvádzajú stanovenie hydraulickej vodivosti na zariadení

s premenlivým hydraulickým sklonom tak, že pomocou jednoduchého zariadenia

vytvoríme nestacionárne prúdenie v nasýtenej pôdnej vzorke v dôsledku meniaceho sa

hydraulického sklonu. Zmeny polohy hladiny ∆H sledujeme buď v trubici alebo

v nadstavci. Nadstavec je buď z PVC alebo môžeme použiť prázdny pôdny valček.

Pomôcky:

nadstavec na valček, gumový pás, filtračný papier alebo filtračná textília, drôtené

sitko, Petriho miska, gumová zátka, sklenená trubica, lievik, stopky, destilovaná voda,

posuvné meradlo, valček s neporušenou vzorkou zeminy, teplomer

Pracovný postup:

Na valček s nasýtenou zeminou (1) umiestníme zvrchu filtračný papier a zospodu

filtračný papier alebo filtračnú textíliu a drôtené sitko (2). Takto upravený valček

postavíme do Petriho misky (3). Na valček pridáme nadstavec (4), ktorý uzatvoríme zátkou

(5), do ktorej vložíme mernú trubicu (6) a utesníme gumovým pásom (7). Do Petriho

misky a nadstavca s trubicou vlejeme pomocou lievika destilovanú vodu. Vplyvom

hydraulického sklonu začne voda pretekať cez pôdnu vzorku a hladina vody v trubici

klesať. Stopkami zmeriame čas, za ktorý klesne hladina vody z výšky H2 na H1. Na

začiatku ako aj na konci pokusu zmeriame teplotu prúdiacej vody.

Hodnotu koeficienta hydraulickej vodivosti K získame vyčíslením vzťahu :

Page 41: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

40

L . SB H2

K = . ln , cm/s

t . S H1

kde : L – výška valčeka s pôdou, cm

S – prierezová plocha valčeka, cm2

SB – prietočná plocha trubice, cm2

t – čas poklesu vody z výšky H2 na H1, s

H2 – počiatočná výška vody v trubici, cm

H1 – výška vody v trubici po poklese, cm

Obrázok 1.8 Schéma zariadenia s premenlivým hydraulickým sklonom (Antal, Igaz 2006)

1.2.3.5 Stanovenie koeficientu hydraulickej vodivosti terénnymi metódami

Pri stanovení hydraulickej vodivosti sa obyčajne dáva prednosť poľným

experimentom pred laboratórnymi, pričom hustota sondážnej siete v závislosti od

miestnych podmienok, významu a druhu následného zásahu alebo objektu, je buď 1 – 2

sondy na 4 ha (riedka sieť) alebo 2 – 3 sondy na 1 ha (veľmi hustá sieť).

Pre potreby agrohydrologického terénneho prieskumu sa používa najmä jednosondová

metóda, ktorá vyžaduje prítomnosť hladiny podzemnej vody v pôdnom profile a stanovuje

Page 42: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

41

hydraulickú vodivosť v nasýtenom pôdnom prostredí. V prípade, keď hladina podzemnej

vody sa nachádza vo väčšej hĺbke je alternatívou k jednosondovej metóde metóda plnenej

sondy (Antal, Igaz, 2006).

1.2.4 Retenčná krivka pôdy

Podľa Antala (1999) referenčná krivka pôdy vyjadruje referenčné vlastnosti pôdy, t.j.

schopnosť pôdy udržať vodu proti pôsobeniu vonkajších síl.

Fulajtár (2006) nazýva referenčnou krivkou pôdy, niekedy nazývanú i retenčnou

vlhkostnou čiarou pôdy alebo pF – krivkou, graficky znázornený vzťah medzi vlhkosťou

pôdy a vlhkostným potenciálom.

Retenčná krivka je definovaná ako dekadický logaritmus negatívnej tlakovej výšky

pôdnej vody, vyjadrenej v cm t.j. :

pF = log hW

resp.

hW = 10 pF

pričom hW musí byť vyjadrené v cm (Antal, Špánik, 1999).

Priebeh retenčnej krivky je závislý od zrnitostného a mineralogického zloženia pôdy,

od obsahu humusu, výmenných katiónov, štruktúry a objemovej hmotnosti. Práve preto sa

stanovuje pre každú pôdu, resp. pre každý horizont samostatne (Fulajtár, 2006).

Retenčné krivky patria medzi najdôležitejšie a najkomplexnejšie vodno-fyzikálne

charakteristiky pôdy, pretože z nich môžu určiť :

- energetickú charakteristiku pôdnej vody,• kvalitatívnu a kvantitatívnu charakteristiku -

- pôdnych pórov,

- hydrolimity,

- zmeny fyzikálnych a vodno-fyzikálnych charakteristík vplyvom pôsobenia prírodných

faktorov alebo ľudskej činnosti,

Page 43: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

42

- návrhové parametre pre závlahu a odvodňovanie pôdy,

- vstupné údaje pre výpočet ďalších vodno-fyzikálnych charakteristík pôdy (Antal, Fídler,

1989).

Retenčná krivka pôdy sa najčastejšie určuje experimentálne, a to buď vysušovaním

alebo navlažovaním vzorky skúmanej pôdy. Na stanovenie retenčných kriviek pôdy

používame viacero metód, z ktorých každá je použiteľná len v určitom rozsahu

potenciálov. Výsledky získané viacerými metódami sa vynášajú do jednej krivky (Kutílek,

1978).

Obrázok 1.9 pF – krivka piesočnatej, hlinitej a ílovitej pôdy (Fulajtár, 2006)

1.2.4.1 Hysteréza retenčnej krivky

Retenčná krivka tej istej pôdy stanovená procesom navlažovania a odvodňovania je

rozdielna. Pri rovnakom potenciáli majú rozdielnu vlhkosť. Retenčná krivka má dve vetvy,

odvodňovaciu a navlažovaciu. Tento jav sa nazýva hysteréza retenčnej krivky pôdy.

Hlavné vetvy hysteréznej krivky vymedzujú priestor, v ktorom môžu kdekoľvek prebiehať

Page 44: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

43

prechodové vedľajšie vetvy. Hysteréza pF krivky je zapríčinená hlavne objemovými

zmenami pôdy v procese napučnievania a zmršťovania, ale aj ďalšie faktory, ako je

uzavretý vzduch v slepých póroch, rozdielne hodnoty zmáčacieho uhla a pod. (Fulajtár,

2006).

Obrázok 1.10 Hysteréza pF – krivky (Antal, 1999)

1.2.4.2 Stanovenie odvodňovacej vetvy vlhkostnej retenčnej krivky

Prístroje a zariadenia :

kovové valčeky, filtračný papier, filtračná textília, gumičky, pretlakové zariadenie

pozostávajúce z tlakovej nádoby, keramickej frity, kompresoru a tlakových rozvodov,

sušička, exikátor, laboratórne váhy, fotomiska, destilovaná voda, kadička

Pracovný postup :

Neporušené pôdne vzorky odobraté do Kopeckého valčekov opatríme zospodu

filtračnou textíliou, ktorú upevníme gumičkou. Vzorky pred meraním nasýtime tak, že ich

uložíme do fotomisiek na filtračný papier a zalejeme ich destilovanou vodou 5 mm pod

Page 45: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

44

horný okraj valčekov. Pôdne vzorky necháme nasycovať pokiaľ sa na ich povrchu neobjaví

lesklý vodný film. Nasycovanie trvá v závislosti od pôdneho druhu 6–24 hodín.

Nasýtenú pôdnu vzorku vyberieme z vody, jemne ju z vonkajšej strany osušíme

a odvážime na váhach. Toto meranie nám slúži k určeniu hodnoty vlhkosti pôdy

zodpovedajúcej nulovému tlakovému potenciálu. Hodnota vlhkosti je približne rovnaká

ako hydrolimit plná vodná kapacita.

Potom pôdne valčeky uložíme na filtračný papier do fotomisky tak, aby spodný okraj

valčekov bol vo výške 1 cm nad hladinou vody. Hydraulický kontakt medzi hladinou vody

a pôdnou vzorkou je zabezpečený cez filtračný papier, ktoré okraje sú ponorené vo vode.

Po 24 hodinách odsávania odvážime pôdne vzorky. Toto meranie bude slúžiť k určeniu

vlhkosti pôdy zodpovedajúcej tlakovému potenciálu -1 cm H2O (98,1 Pa).

Potom uložíme pôdne vzorky na nasýtenú fritu do tlakovej nádoby, ktorú uzatvoríme

vekom a sťahovacími skrutkami. Do tlakovej nádoby privedieme stlačený vzduch

z kompresora, cez vzduchový filter a regulátory tlaku a nastavíme požadovanú hodnotu

tlaku.

Po odtečení vody nastáva medzi tlakovým potenciálom pôdnej vody v pôdnej vzorke

a zvoleným tlakom rovnovážny stav. Tomu stavu zodpovedá určitá hodnota vlhkosti pôdy,

ktorú zistíme z úbytku hmotnosti vzorky zeminy po odtlakovaní tlakovej nádoby

a odvážení.

Odtok môžeme považovať za ukončení vtedy, ak sa hmotnosť odtečenej vody zo

vzorky za 8 hodín nezväčší o viac ako 0,1 g na jednu vzorku.

Následne pôdnu vzorku vložíme do tlakovej nádoby, uzavrieme ju a nastavíme ďalší vyšší

tlak. Tento postup opakujeme pre všetky ďalšie tlaky potrebné pre určenie všetkých bodov

vlhkostnej retenčnej krivky.

Na záver pôdne vzorky vysušíme v sušičke pri 105 °C do konštantnej hmotnosti (Antal,

Igaz, 2006).

Page 46: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

45

Obrázok 1.11 Pretlakové zariadenie

Page 47: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

46

2 CIEĽ PRÁCE

Cieľom diplomovej práce je na základe terénnych a laboratórnych meraní vytvoriť

reprezentatívne vlhkostné retenčné krivky pre pôdy povodia rieky Nitry. Dôležitým

parametrom je predovšetkým hydraulická vodivosť, ktorá je jednou zo vstupných údajov

pre vytvorenie vlhkostných retenčných kriviek. Na základe nameraných hodnôt je potrebné

zostrojiť grafy priebehov vlhkostných retenčných kriviek a tie následne porovnať s grafmi

priebehov vlhkostných retenčných kriviek, aproximovaných v prostredí modelu

GENERETMD (1984). Vstupné parametre sú výsledkom terénnych a laboratórnych

meraní realizovaných v rámci projektu APVT–51–019804 „Regionalizácia

hydrofyzikálnych charakteristík pôd Slovenska“.

Page 48: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

47

3 Metodika práce

Celý proces vypracovania danej témy pozostával z prípravných prác, terénneho

prieskumu, laboratórnych prác a záverečného spracovania a zhodnotenia nameraných

hodnôt.

V štádiu prípravných prác, ktoré predchádzali terénnemu prieskumu, sa zhromaždili

potrebné podklady. Boli to predovšetkým základné údaje o vybranom povodí, konkrétne

o povodí rieky Nitry. Hlavnými zdrojmi pri získavaní informácií bola predovšetkým

odborná literatúra a internet.

Na základe mapových podkladov získaných z Výskumného ústavu pôdoznalectva

a ochrany pôdy v Bratislave sa podľa percentuálneho zastúpenia pôdnych druhov v povodí

stanovili lokality, na ktorých boli uskutočnené odbery vzoriek. Celkovo bolo vymedzených

112 lokalít, ktoré sú uvedené v prílohe 1. Taktiež sa určili termíny odberov vzoriek

v jednotlivých lokalitách a vybrali sa optimálne metódy na stanovenie hydrofyzikálnych

charakteristík pôd.

Po dokončení prípravných prác sa prešlo na terénny prieskum. Terénnym prieskumom

sa odobrali vzorky zeminy pre laboratórne rozbory. Spolu bolo odobratých 224 vzoriek.

Odbery vzoriek sa uskutočnili na čerstvo odkrytých, očistených a urovnaných

vodorovných stenách kopaných sond. Odber vzoriek bol urobený v dvoch hĺbkach : 15 –

20 cm a 40 – 45 cm. Neporušené vzorky zeminy sa odoberali do Kopeckého odberných

valčekov z nehrdzavejúcej ocele s obsahom 100 cm3, opatrným zatlačením násadca

s valčekom do takej hĺbky, aby zemina prevyšovala hornú základňu valčeka o 1 cm. Potom

sa valček zo strán uvoľnil lopatkou, zospodu sa vyrýpal a napokon sa odstránil násadec

a vyčnievajúca zemina z obidvoch základní sa zarovnala. Na dolnú základňu sa priložila

sieťka a uzatvorila sa vekami, ktoré sa pripevnili gumičkami. Vzorky sa následne označili

(miesto odberu, číslo sondy, číslo vzorky, hĺbka odberu) a súčasne sa údaje zaznačili do

poľného záznamu.

Odobraté uzatvorené valčeky so zeminou sa preniesli do laboratória. Pri transporte

vzoriek do laboratória sa postupovalo veľmi opatrne, aby sa výsledky neznehodnotili

otrasmi, vibráciami a pod. Ale aj napriek opatrnosti sa niektoré vzorky porušili a nemohli

byť použité pre laboratórne účely, a tak základný súbor na analýzu tvorilo 222 vzoriek.

Z odobratých vzoriek sa v laboratóriu urobili rozbory zrnitosti, fyzikálne rozbory (merná

Page 49: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

48

hmotnosť, redukovaná objemová hmotnosť, nasýtená hydraulická vodivosť a pF krivky)

a chemické rozbory (obsah organického uhlíka a obsah humusu).

Zrnitostné rozbory boli urobené pipetovacou metódou, ktorej princíp je popísaný

v kapitole 1, podkapitole 1.1.3.1 Zrnitostný rozbor pipetovacou metódou. Stanovenie

mernej hmotnosti sa uskutočnilo pyknometrickou metódou, ktorá je opísaná tiež v kapitole

1, podkapitole 1.2.1.1 Stanovenie mernej hmotnosti. Redukovaná objemová hmotnosť sa

stanovila metódou uvedenou v podkapitole 1.2.2.2 Stanovenie objemovej hmotnosti.

Meranie koeficientu infiltrácie ako jednej zo vstupných hodnôt pre vytvorenie retenčných

kriviek sa uskutočnilo na zariadení s premenlivým hydraulickým spádom. Pracovný postup

je uvedený v podkapitole 1.2.3.4 Meranie koeficientu hydraulickej vodivosti

s premenlivým hydraulickým sklonom.

Na analyzovaných pôdnych vzorkách sa nakoniec zisťovala závislosť vlhkosti pôdy od

negatívneho tlakového potenciálu vystavením vzoriek pôsobeniu rôznych tlakov

v pretlakovom zariadení. Hodnoty tlakov boli zvolené nasledovne: pre pF=0,3 (0,20 kPa),

pF=1,75 (5,48 kPa), pF=2,3 (19,59 kPa), pF=2,75 (55,12 kPa), pF=3 (98,18 kPa).

Počiatočná nasýtená pôdna vzorka s vlhkosťou blízkou plnej vodnej kapacite sa vplyvom

tlaku, ktorý bol vyšší ako atmosferický, začala odvodňovať. Odtok zo vzorky sa ukončil

v momente, keď nastal rovnovážny stav medzi pôsobiacim tlakom a tlakovým potenciálom

pôdnej vody v pôdnej vzorke. Závislosť jednotlivých tlakov a im odpovedajúcich vlhkostí

v pôdnej vzorke určili jednotlivé body pF kriviek. Postup na stanovenie pF kriviek je

podrobnejšie opísaný v kapitole 1, podkapitole 1.2.5.2 Stanovenie odvodňovacej vetvy

vlhkostnej retenčnej krivky. Následne boli jednotlivé body pF kriviek aproximované podľa

Van Genuchtena (1980) v prostredí modelu GENERETMD (1984), kde boli zistené

tvarové parametre α a n. Vyhladené hodnoty vlhkosti boli získané pomocou

Genuchtenovho vzťahu. Hodnota reziduálnej vlhkosti Өr pre jednotlivé druhy pôd bola

nasledovná: ľahké pôdy (0,0190), stredne ťažké pôdy - ľahšie (0,0472), stredne ťažké pôdy

– ťažšie (0,0534) a ťažké pôdy (0,0673).

Poslednou časťou práce bolo zhodnotenie nameraných hydrofyzikálnych vlastností

pôd, ktoré je uvedené vo výsledkoch práce, či už vo forme grafov alebo tabuliek.

Page 50: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

49

3.1 Charakteristika záujmového územia

3.1.1 Vymedzenie územia

Povodie rieky Nitry sa rozprestiera medzi dvoma povodiami slovenských Západných

Karpát, a to povodím Váhu zo severu a západu a povodím Hrona z východu.

Rieka Nitra pramení v južnej časti pohoria Malá Fatra. Prievidzskou a

Hornonitrianskou kotlinou preteká pomedzi pohoria Žiar, Vtáčnik a Tribeč z ľavej strany

toku a Strážovské vrchy, Malú Maguru a Nitrické vrchy zo strany pravej. Tok prechádza

do Podunajskej pahorkatiny, kde medzi pohoriami Tribeč a Považský Inovec formuje

samostatný geomorfologický oddiel - Nitriansku nivu. Po prechode Podunajskej

pahorkatiny sa v oblasti Podunajskej roviny severne od Komárna vlieva do rieky Váh

(Mazúr, Lukniš, 1980).

Priemerná výška územia povodia je 326 m.n.m. Najvyššie miesto povodia, vrchol

Vtáčnika, má výšku 1346 m.n.m. Najväčší výškový rozdiel územia je 1238 m. Územie

povodia je v jeho hornej a strednej horskej časti veľmi členité, v strednej pahorkatinnej

málo členité a v dolnej nížinnej časti zväčša takmer rovinné. Pohoria, vrchy a doliny i

chrbáty pahorkatín rozčleňujú povodie na menšie orografické i hydrografické celky.

Obrázok 3.1 Prameň rieky Nitry (Doronenko, 2007)

Page 51: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

50

3.1.2 Charakteristika povodia rieky Nitry

Celková plocha povodia Nitry je 4501 km2, čo predstavuje 28,3 % z celkovej plochy

povodia Váhu. Čiastkové povodie Nitry sa člení na 4 základné povodia :

Tabuľka 3.1 Základné povodia rieky Nitry

Základné povodia rieky Nitry

Hydrologické číslo Názov Plocha

4-21-11 Horná Nitra 188,5 km2

4-21-12 Stredná Nitra 1142,3 km2

4-21-13 Žitava 906,7 km2

4-21-14 Dolná Nitra 566,7 km2

Základné povodia sa ďalej členia na povodia prítokov Nitry a ich medzipovodia a tie

oboje sa napokon členia na veľké množstvo drobných povodí. Z prítokov Nitry sú

najvýznamnejšie : Handlovka 176 km2, Nitrica 319 km2, Bebrava 631 km2, Radošinka 385

km2, Dlhý kanál 428 km2.

Kostru riečnej siete tvorí rieka Nitra a jej hlavné prítoky : Handlovka, Nitrica,

Bebrava, Radošinka, Žitava, Dlhý kanál. Celková dĺžka siete tokov v povodí je 3655 km,

jej hustota je 0,81 km/km2. Povodie je asymetrické s prevahou pravostranných prítokov.

Dĺžka hlavného toku rieky Nitra je 168,4 km, priemerná šírka povodia je 26,7 km a jeho

hydrologická charakteristika 0,16, čo svedčí o pretiahnutom tvare. Celkový spád rieky

Nitry je 673 m, jej pozdĺžny sklon 4,0 ‰. Dlhodobý priemerný ročný prietok z povodia je

Qa = 22,51 m3/s, jemu zodpovedajúci ročný odtok Sa = 710,3 mil. m3. Najväčší prietok je

Q100 = 385 m3/s.

Lesné pomery povodia sú rozdielne v jeho horskej a nížinnej časti. V povodí Hornej

Nitry je približné priemerné zalesnenie 47 %, v povodí Strednej Nitry 28 %, v povodí

Žitavy 22 % a v povodí Dolnej Nitry len 2,4 %. Z týchto údajov je zrejmé, že zatiaľ čo

Horná Nitra je prevažne lesným územím, Dolná Nitra je takmer úplne poľnohospodárskym

územím s minimálnou lesnatosťou. Celková rozloha lesov v povodí je 1430 km2, z čoho je

v povodí Hornej Nitry 892 km2.

Page 52: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

51

Sieť vodných tokov má pomerne veľkú hustotu v horskej časti povodia a podstatne

nižšiu v jeho nižšej časti. Od prameňov k ústiam tokov a od hornej časti povodia k dolnej

postupne klesajú i zrážky. V porovnaní s vlastným povodím Váhu je dlhodobá pomerná

vodnosť povodia Nitry takmer o polovicu nižšia a jeho celková vodnosť tvorí len 11,5 % z

celkovej vodnosti povodia Váhu. Podmienky pre umelé povrchové vodné zdroje (vodné

nádrže) sú v povodí rieky Nitry pomerne obmedzené. Vhodné prírodné podmienky pre ne

sú iba v horských častiach povodia na hlavných prítokoch Nitry, hlavne na Nitrici a Žitave.

V povodí vlastnej Nitry a Handlovky sú prekážkou ich budovania nevhodné

geologické pomery, komunikácie, zástavba i chránené prírodné územie v údolí toku. V

povodiach Bebravy, Radošinky a Dlhého kanála je prekážkou najmä záber intenzívne

využívanej poľnohospodárskej pôdy (Borgula, 2004).

3.1.3 Hydrologická charakteristika

Dlhodobý priemerný ročný úhrn zrážok na území povodia sa pohybuje v rozmedzí

1200 až 1500 mm. Dlhodobé priemerné ročné zrážky na území celého povodia sú 733 mm.

Hrúbka snehovej pokrývky v povodí sa pohybuje v rozmedzí 80 až 160 mm, jej trvanie je

40 až 120 dní.

Rieka Nitra sa zaraďuje medzi veľké toky Slovenska. Povodie Nitry ako záujmové

územie z hľadiska hydrologických procesov a vodohospodárskych problémov ohraničuje

v hornej polovici hrebeňová rozvodnica Považského Inovca, Stážovských vrchov, Malej

Fatry, Žiaru, Vtáčnika a Pohronského Inovca a v dolnej polovici nížinná rozvodnica

tiahnuca sa alebo po pahorkatine, alebo po rovine približne pozdĺž toku.

Hustota riečnej siete závisí hlavne od reliéfu, substrátu a zrážok. Na nížinnej časti

povodia Nitry a na nivách tokov sa pohybuje asi medzi 1 – 2, ojedinele 3, na pahorkatinách

1,5 km/km2, v Hornonitrianskej kotline na nivách 1,5 – 3, na pahorkatinách od 0 do 2

km/km2, na stráňach od 0,5 do vyše 3 km/km2.

Podobne aj sklon riek je najmenší na nížinnej časti povodia oproti horskej časti, kde

má hlavný tok Nitry sklon 0,30 ‰, Žitava v rovinnej časti 0,73 ‰ a v pahorkatinnej 1,4

‰. V Hornonitrianskej kotline má Nitra sklon 1,42 ‰ a na stráňach pohorí 7,3 ‰, Žitava

v hornej časti 11 ‰. Najmenší sklon má Radošinka tečúca prevažne cez Podunajskú nížinu

a najväčší Handlovka v pahorkatinnej časti úzkej kotliny.

Page 53: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

52

Najväčšiu vodnosť má, prirodzene, Nitra, ale najväčší špecifický odtok a koeficient

odtoku má Handlovka, potom Bebravka s veľkým sklonom a veľkým množstvom zrážok.

Najmenší špecifický odtok a koeficient odtoku má takmer nížinná Radošina. Najväčšiu

vodnosť v povodí, vyjadrenú priemernými ročnými prietokmi v m3/s, má Nitra

a najmenšiu, napriek veľkým zrážkam, špecifickému odtoku, ale malému povodiu má,

Handlovka.

Vnútorné vody Nitry odvádzajú 3 čerpacie stanice. Dve, a to Martovce a Landor na

dolnej Nitre, prečerpávajú vody do Nitry, čerpacia stanica Komoča prečerpáva vody do

Váhu.

Hydroenergetické využitie toku je veľmi malé, reprezentujú ho 2 diela, hydrocentrála

v Nitre a Jelšovciach. V oblasti hydromeliorácií je markantný vývoj a uplatnenie najmä na

úseku odvodnenia, závlah, rybníkov a nádrží.

Na území povodia rieky Nitry sa nachádzajú 2 druhy minerálnych vôd : studené

minerálne vody uhličité, známe ako kyselky, a vody termálne. Uhličité minerálne vody

v prirodzených prameňoch vyvierajú na povrch najmä v severnej a severozápadnej časti

Bánovskej kotliny, na jej stykoch so Strážovskou hornatinou a Považským Inovcom. Sú to

pomerne malé pramienky s lokálnym významom. V Trenčianskom Jastrabí je 6

rozptýlených pramienkov s celkovou výdatnosťou do 15 l/min. V Trenčianskych Miticiach

sú dva pramene kyselky, minerálne vody sa nachádzajú aj v Dubodieli. Prameň Vajcovka,

nachádzajúci sa v Tesároch, okres Topolčany, má veľmi málu výdatnosť vody. Menšie

minerálne pramene sú známe na viacerých lokalitách. Prirodzené pramene termálnych vôd

na liečebné a rekreakčné účely sa využívajú v Bojniciach, Chalmovej (Bystričany)

a v Bieliciach (Porubský, 1991).

3.1.4 Geomorfologická charakteristika a geologické pomery

Na geologickej stavbe povodia rieky Nitry sa podieľajú všetky stratigraficko-

litologické jednotky Západných Karpát.

Najstaršie horniny v povodí predstavujú predprvohorné hĺbinné a žilné magmatity -

biotické granodiority, kremene, diority, biotické granity ale aj ruly, svory, fylity, ktoré

budujú jadrové pohoria Tribeča a Považského Inovca, pohoria Žiar a Strážovské vrchy.

Druhohornú obalovú sériu tvoria spodnotriasové arkózy, kremence a pestré bridlice.

Plošne rozsiahlejšie sú zastúpené strednotriasové vápence a dolomity. Plošne menšie

Page 54: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

53

zastúpenie majú jurské vápence, tmavé bridlice, pieskovce a slieňovce. Krieda je zastúpená

hlavne vápencami a slieňovcami, ktoré sú najrozsiahlejšie v oblasti Strážovských vrchov a

v pohorí Žiar.

Treťohorné sedimentárne horniny tvoria výplň Hornonitrianskej kotliny a Podunajskej

pahorkatiny. Severné výbežky Podunajskej pahorkatiny (severovýchodne od Bánoviec) a

oblasť Hornonitrianskej kotliny je tvorená paleocénno-eocénnymi zlepencami,

pieskovcami a ílovcami. Podstatnú časť Hornonitrianskej, ale aj Podunajskej pahorkatiny

tvoria hlavne mladoneogénne sedimenty, hlavne jazerné a slabobrakické íly, piesky, štrky a

jazerné sedimenty v podobe pieskov a ílov. Neovulkanity predstavuje v povodí rieky Nitry

pohorie Vtáčnik, ktoré je budované hlavne andezitmi a ich pyroklastikami.

Najmladšie geologické obdobie zastupujú v území spraše a sprašové hliny, ktoré

vytvárajú súvislé pokrovy v oblasti Hornonitrianskej kotliny, Podunajskej pahorkatiny v

podobe spraší a sprašových hlín. Svahy a úpätia pohorí prekrývajú deluviálne sedimenty a

pozdĺž rieky Nitry aj prítokov. Sú to hlavne nivné sedimenty s ílovito-hlinitými a

štrkovitými fáciami (Mazúr, Lukniš, 1980).

Intenzívna erózia prevláda na horských územiach povodia s úhrnnou rozlohou 1280

km2 (28,4%). Veterná erózia sa prejavuje v dolnej a strednej časti povodia na úhrnnej

rozlohe okolo 1320 km2 (29,3%). Zosuvy pôdy sa vyskytujú v hornej časti povodia, na

územiach s rozlohou 120 km2 (2,7%). Úhrnná rozloha krasových území je 270 km2 (6,0%).

Priepustnosť hornín je v jednotlivých častiach riešeného povodia rozdielna v závislosti

od druhu a porušenia hornín. V priemere je najväčšia v povodí Dolnej Nitry, oveľa menšia

je v povodiach Hornej a Strednej Nitry a najmenšia v povodí Žitavy. Nachádza sa tu veľké

množstvo vodných zdrojov. V horskej časti povodia sú to pramene a v nížinnej časti studne

a vrty.

3.1.5 Rozdelenie vodného toku na jednotlivé úseky

Rieka Nitra pramení v pohorí Malá Fatra, pod Fačkovským sedlom južným smerom

od vrchu Reváň (1204 m. n. m.) a ústi pri Komárne do rieky Váh. Celková dĺžka toku je

196,7 km.

Horný úsek rieky Nitra má charakter horskej bystriny až po obec Veľké Bošany. Pod

týmto úsekom pri Veľkých Bieliciach ústia potoky Belanka a Bebrava. Okrem týchto

potokov zvyšujú vodnatosť viaceré malé prítoky ako napríklad Chocina, Radošina, odkiaľ

Page 55: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

54

potom tok pred mestom Nitra nadobúda charakter rieky. Údolie rieky v spomínanom 55

km úseku, ktorý sa rozprestiera medzi Veľkými Bošanmi a Nitrou je označované ako

údolie Hornej Nitry.

Pri meste Nitra tok ostrým oblúkom obchádza hradný vrch, ktorý zasahuje v priečnom

smere do údolia, odkiaľ potom jeho tok mieri údolím pravou stranou po Dolné Krškany,

kde Dvorčanské hradidlo tok rozdeľuje na dve časti. Menšia časť toku pokračuje v

pôvodnom, bahnom zanesenom toku rieky Nitry, ktorý sa tu nazýva Mlynský náhon, zatiaľ

čo druhá časť toku pokračuje cez povodňami exponovaný úsek pod menom Cetínka.

Tiahne ľavou stranou údolia až po obec Nitriansky Hrádok. Tu oba toky opäť zjednotene

smerujú spolu k mestu Nové Zámky. Tento úsek toku, ktorý sa rozprestiera na území

medzi mestami Nitra a Novými Zámkami je označovaný ako úsek Strednej Nitry.

Od Dvorčanského prehradenia po Nitriansky hrádok z pomedzi dvoch ramien rieky

Nitry je pod menom časť Cetínky, ktorá odvádza povodňové vlny, druhé bahnom zanesený

starý tok je známy pod menom tiež ako priemyselný kanál rieky Nitry alebo Stará Nitra.

Tento úsek má dĺžku približne 66 km.

Konečný úsek toku je medzi Novými Zámkami a Komárnom, resp. po tok rieky Váh.

Úsek je nazývaný ako Dolná Nitra. V tomto približne 26 km dlhom úseku svoje vody z

vedľajšieho údolia pridáva i rieka Žitava. Tento tok je ale regulovaný a tečie v ňom iba

žiadané, regulované množstvo vody potrebné na závlahy. V skutočnosti sa rieka Nitra

vlieva do Váhu asi 16 km západne od Nových Zámkov, kde bol v sedemdesiatych rokoch

vybudovaný umelý kanál. Takéto premostenie existuje aj pred Novými Zámkami, kde sa

podstatné množstvo rieky Žitava odkláňa do Nitry (Borgula, 2004).

3.1.6 Hospodársky význam

Územie povodia Nitry vyniká dôležitosťou poľnohospodárstva, baníctva, chemického,

strojárskeho, drevárskeho priemyslu, energetiky a potravinárstva.

Poľnohospodárstvo prevláda v celom povodí, najintenzívnejšie je však v dolinách

a nivách riek, ako aj v Nitrianskej a Žitavskej pahorkatine. Ťažba hnedého uhlia sa

sústredila v Prievidzskej a Handlovskej kotline, rovnako aj energetický a chemický

priemysel, čo je z vodohospodárskeho hľadiska dosť nepriaznivé. Ostatný priemysel, pre

národné hospodárstvo a osídlenie územie rovnako dôležitý, sa nachádza v Prievidzi, Nitre,

Page 56: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

55

Zlatých Moravciach, vo Vrábľoch, Nových Zámkoch, v Slovenskom Pravne a Dolných

Vesteniciach.

Z národnohospodárskeho hľadiska sú všetky predpoklady, aby územie povodia Nitry

ďalej rozvíjalo tak priemyselne, ako aj v poľnohospodárstve. Pred vodohospodármi stoja

vysoko náročné úlohy, ktorými musia nielen zabezpečiť sústavný a stále rastúci dopyt po

vode, ale starať sa aj o jej reprodukciu a ochranu. Rovnováha medzi spotrebou vody

a vodnými zdrojmi ako súčasťou celého životného prostredia sa bude musieť riešiť

v budúcnosti viacerými spôsobmi, či už vodnými nádržami, umelými obohacovaním zásob

podzemných vôd alebo upravovaním vody (Porubský, 1991).

Page 57: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

56

4 Výsledky práce a diskusia

4.1 Zrnitostné rozbory

V lokalitách stanovených podľa percentuálneho zastúpenia pôdnych druhov v povodí

získaných z mapových podkladov z Výskumného ústavu pôdoznalectva a ochrany pôdy

v Bratislave (VÚPOP) boli uskutočnené odbery vzoriek. Spolu bolo odobratých 224

vzoriek, z čoho 2 vzorky neboli použiteľné z dôvodu nesprávneho postupu pri odbere,

a tak základný súbor na analýzu tvorilo 222 vzoriek, z čoho 111 vzoriek bolo odobratých

z hĺbky 15 – 20 cm a 111 vzoriek z hĺbky 40 – 45 cm.

Na všetkých pôdnych vzorkách boli urobené zrnitostné rozbory, z ktorých bolo zistené

percentuálne zastúpenie Kopeckého zrnitostných kategórií (I. až IV. kategórie) a na jeho

základe bola urobená klasifikácia. Na klasifikáciu bola použitá klasifikácia podľa

obrábateľnosti (tabuľka 4.1). Výsledné zatriedenie vzoriek vyjadrené počtom

i percentuálnym vyjadrením z celkového počtu vzoriek na základe mapových podkladov z

VÚPOP sa nachádza v tabuľke 4.2.

Tabuľka 4.1 Klasifikácia vzoriek pôd v povodí rieky Nitra podľa obrábateľnosti

Označenie druhu pôdy % I.kat.

1.ľahké pôdy 0 - 20

2.stredne ťažké pôdy-ľahšie 20 - 30

3.stredne ťažké pôdy-ťažšie 30 - 45

4.ťažké pôdy 45 - 75

5.veľmi ťažké pôdy nad 75

Page 58: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

57

Tabuľka 4.2 Počtové a percentuálne vyjadrenie zatriedenia vzoriek na základe mapových

podkladov z VÚPOP

Vzorky Názov pôdy z hľadiska obrábateľnosti Počet %

1. ľahké pôdy 9 4 2. stredne ťažké pôdy - ľahšie 8 4 3. stredne ťažké pôdy - ťažšie 165 73 4. ťažké pôdy 30 14 5. veľmi ťažké pôdy 10 5 Spolu 222 100

Najväčšie zastúpenie v povodí rieky Nitry mali stredne ťažké pôdy – ťažšie. Veľmi

ťažké pôdy neboli zastúpené, hoci na základe mapových podkladov z VÚPOP sa

predpokladalo ich 10 % zastúpenie. Z toho vyplýva, že zastúpenie pôd podľa VÚPOP

nezodpovedalo zastúpeniu pôd podľa zrnitostných podkladov. Predpokladané a skutočné

zastúpenie pôdnych druhov je uvedené v tabuľke 4.3.

Tabuľka 4.3 Predpokladané zastúpenie pôdnych druhov podľa mapových podkladov

z VÚPOP a skutočné zastúpenie pôdnych druhov podľa zrnitostných podkladov

Predpokladané zastúpenie

Skutočné zastúpenie

Názov pôdy z hľadiska obrábateľnosti

Počet % Počet % 1. ľahké pôdy 9 4 13 6 2. stredne ťažké pôdy - ľahšie 8 4 64 29 3. stredne ťažké pôdy - ťažšie 165 73 129 58 4. ťažké pôdy 30 14 16 7 5. veľmi ťažké pôdy 10 5 0 0 Spolu 222 100 222 100

Taktiež sa líšilo percentuálne i počtové zastúpenie pôd v jednotlivých hĺbkach. Zatiaľ

čo v pôdnych vzorkách odobratých v hĺbke 15 – 20 cm bolo predpokladané 5 % zastúpenie

veľmi ťažkých pôd, čo zodpovedalo počtu 5 vzoriek, na základe zrnitostného rozboru

nebolo zistené zastúpenie veľmi ťažkých pôd. Na ilustráciu sú v tabuľke 4.4, tabuľke 4.5

uvedené predpokladané a skutočné počtové zastúpenie pôdnych druhov v jednotlivých

hĺbkach.

Page 59: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

58

Tabuľka 4.4 Predpokladané a skutočné počtové zastúpenie pôdnych druhov v hĺbke 15 -

20 cm

Predpokladané zastúpenie

Skutočné zastúpenie

Názov pôdy z hľadiska obrábateľnosti

Počet Počet 1. ľahké pôdy 4 6 2. stredne ťažké pôdy - ľahšie 4 32 3. stredne ťažké pôdy - ťažšie 83 65 4. ťažké pôdy 15 8 5. veľmi ťažké pôdy 5 0 Spolu 111 111

Tabuľka 4.5 Predpokladané a skutočné počtové zastúpenie pôdnych druhov v hĺbke 40 -

45 cm

Predpokladané zastúpenie

Skutočné zastúpenie

Názov pôdy z hľadiska obrábateľnosti

Počet Počet 1. ľahké pôdy 5 7 2. stredne ťažké pôdy - ľahšie 4 32 3. stredne ťažké pôdy - ťažšie 82 64 4. ťažké pôdy 15 8 5. veľmi ťažké pôdy 5 0 Spolu 111 111

Percentuálne predpokladané zastúpenie pôdnych druhov podľa zdrojov VÚPOP

a skutočné zastúpenie pôdnych druhov podľa zrnitostných rozborov v jednotlivých hĺbkach

je znázornené na obrázkoch 4.1, 4.2, 4.3 a 4.4.

Page 60: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

59

4% 4%

74%

13%5%

1.ľahké pôdy

2.stredne ťažké pôdy-ľahšie

3.stredne ťažké pôdy-ťažšie

4.ťažké pôdy

5.veľmi ťažké pôdy

Obrázok 4.1 Predpokladané percentuálne zastúpenie pôdnych druhov podľa VÚPOP

v hĺbke 15 – 20 cm

5% 4%

73%

13%5%

1.ľahké pôdy

2.stredne ťažké pôdy-ľahšie

3.stredne ťažké pôdy-ťažšie

4.ťažké pôdy

5.veľmi ťažké pôdy

Obrázok 4.2 Predpokladané percentuálne zastúpenie pôdnych druhov podľa VÚPOP

v hĺbke 40 – 45 cm

5%

29%

59%

7% 0%

1.ľahké pôdy

2.stredne ťažké pôdy-ľahšie

3.stredne ťažké pôdy-ťažšie

4.ťažké pôdy

5.veľmi ťažké pôdy

Obrázok 4.3 Skutočné percentuálne zastúpenie pôdnych druhov podľa zrnitostných

rozborov v hĺbke 15 – 20 cm

Page 61: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

60

6%

29%

58%

7% 0%

1.ľahké pôdy

2.stredne ťažké pôdy-ľahšie

3.stredne ťažké pôdy-ťažšie

4.ťažké pôdy

5.veľmi ťažké pôdy

Obrázok 4.4 Skutočné percentuálne zastúpenie pôdnych druhov podľa zrnitostných

rozborov v hĺbke 40 – 45 cm

4.2 Vlhkostné retenčné krivky

4.2.1 Spracovanie nameraných VRK

Na pretlakovom prístroji boli na neporušených pôdnych vzorkách odmerané jednotlivé

body vlhkostnej retenčnej krivky. Ich následným pospájaním vznikla vlhkostná retenčná

čiara, ktorá vyjadrovala závislosť pF = f (Ө).

Jednotlivé priebehy vlhkostných retenčných kriviek odmeraných v tlakových

nádobách na pôdnych vzorkách v jednotlivých hĺbkach boli vynesené do grafov. Na

obrázku 4.5 a 4.6 sú vynesené vlhkostné retenčné krivky vzoriek patriacich do skupiny pôd

ľahkých, na obrázku 4.7 a 4.8 – stredne ťažkých – ľahších, na obrázku 4.9 a 4.10 – stredne

ťažkých – ťažších a na obrázku 4.11 a 4.12 patriacich do skupiny pôd ťažkých. Na

obrázkoch sú vykreslené aj stredné hodnoty vlhkostí.

Page 62: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

61

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.5 Priebeh VRK ľahkých pôd v hĺbke 15 – 20 cm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.6 Priebeh VRK ľahkých pôd v hĺbke 40 – 45 cm

Page 63: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

62

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VKR

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.7 Priebeh VKR stredne ťažkých pôd - ľahších v hĺbke 15 – 20 cm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.8 Priebeh VRK stredne ťažkých pôd - ľahších v hĺbke 40 – 45 cm

Page 64: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

63

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.9 Priebeh VKR stredne ťažkých pôd - ťažších v hĺbke 15 – 20 cm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.10 Priebeh VKR stredne ťažkých pôd - ťažších v hĺbke 40 – 45 cm

Page 65: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

64

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebehpriemernej VRK

Obrázok 4.11 Priebeh VRK ťažkých pôd v hĺbke 15 – 20 cm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.12 Priebeh VRK ťažkých pôd v hĺbke 40 – 45 cm

Page 66: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

65

Pospájaním stredných hodnôt vlhkostí pri jednotlivých vlhkostných potenciáloch boli

získané vlhkostné retenčné krivky, ktoré vyjadrujú priebeh vlhkostných retenčných kriviek

pre pôdy ľahké, stredne ťažké – ľahšie, stredne ťažké – ťažšie a ťažké (obrázky 4.13

a 4.14).

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

ľahké pôdy

stredne ťažképôdy-ľahšie

stredne ťažképôdy-ťažšie

ťažké pôdy

Obrázok 4.13 Priebeh VRK stredných hodnôt vlhkostí pre pôdy ľahké, stredne ťažké –

ľahšie, stredne ťažké – ťažšie a ťažké v hĺbke 15 – 20 cm

Page 67: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

66

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pFľahké pôdy

stredne ťažképôdy-ľahšie

stredne ťažképôdy-ťažšie

ťažké pôdy

Obrázok 4.14 Priebeh VRK stredných hodnôt vlhkostí pre pôdy ľahké, stredne ťažké –

ľahšie, stredne ťažké – ťažšie a ťažké v hĺbke 40 – 45 cm

4.2.2 Spracovanie aproximovaných VRK

Keďže výsledkom práce malo byť vytvorenie reprezentatívnych vlhkostných

retenčných kriviek museli byť jednotlivé body vlhkostnej retenčnej krivky namerané na

neporušených pôdnych vzorkách následne aproximované podľa Van Genuchtena (1980)

v prostredí modelu GENRETMD (1984). Vstupné parametre α a n pre jednotlivé pôdne

druhy do modelu GENRETMD sú uvedené v tabuľke 4.6.

Tabuľka 4.6 Vstupné parametre α a n

Pôdny druh α n Өr

Ľahké pôdy 0,066 1,24274 0,019 Stredne ťažké pôdy

- ľahšie 0,00818 1,266 0,0472 Stredne ťažké pôdy

- ťažšie 0,0126 1,29 0,0534

Ťažké pôdy 0,00212 1,264 0,0673

Page 68: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

67

Priebeh takto zistených reprezentatívnych vlhkostných retenčných kriviek pre pôdy

ľahké je znázornený na obrázkoch 4.15 a 4.16, pre pôdy stredne ťažké – ľahšie na

obrázkoch 4.17 a 4.18, pre pôdy stredne ťažké – ťažšie – obrázok 4.19 a 4.20 a priebeh

aproximovaných vlhkostných retenčných kriviek ťažkých pôd je znázornený na obrázkoch

4.21 a 4.22.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.15 Priebeh aproximovaných VRK ľahkých pôd v hĺbke 15 – 20 cm

Page 69: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

68

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.16 Priebeh aproximovaných VRK ľahkých pôd v hĺbke 40 – 45 cm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.17 Priebeh aproximovaných VRK stredne ťažkých pôd - ľahších v hĺbke 15 –

20 cm

Page 70: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

69

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.18 Priebeh aproximovaných VRK stredne ťažkých pôd - ľahších v hĺbke 40 –

45 cm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.19 Priebeh aproximovaných VRK stredne ťažkých pôd - ťažších v hĺbke 15 –

20 cm

Page 71: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

70

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.20 Priebeh aproximovaných VRK stredne ťažkých pôd - ťažších v hĺbke 40 –

45 cm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.21 Priebeh aproximovaných VRK ťažkých pôd v hĺbke 15 – 20 cm

Page 72: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

71

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh VRK

priebeh priemernejVRK

Obrázok 4.22 Priebeh aproximovaných VRK ťažkých pôd v hĺbke 40 – 45 cm

Reprezentatívne vlhkostné retenčné krivky pôd povodia rieky Nitry zistené

aproximáciou stredných hodnôt vlhkostí pre pôdy ľahké, stredne ťažké – ľahšie, stredne

ťažké – ťažšie a ťažké sú zobrazené na obrázku 4.23 a obrázku 4.24.

Page 73: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

72

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pFľahké pôdy

stredne ťažképôdy - ľahšie

stredne ťažképôdy - ťažšie

ťažké pôdy

Obrázok 4.23 Reprezentatívne VRK pre pôdy ľahké, stredne ťažké – ľahšie, stredne ťažké

– ťažšie a ťažké v hĺbke 15 – 20 cm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

ľahké pôdy

stredne ťažképôdy - ľahšie

stredne ťažképôdy - ťažšie

ťažké pôdy

Obrázok 4.24 Reprezentatívne VRK pre pôdy ľahké, stredne ťažké – ľahšie, stredne ťažké

– ťažšie a ťažké v hĺbke 40 – 45 cm

Page 74: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

73

Z obrázkoch 4.13, 4.14 a 4.21, 4.22 je zrejmé, že jednotlivé pôdne druhy povodia

rieky Nitry majú priebeh vlhkostných retenčných kriviek posunutý.

Pre porovnanie sú uvedené priebehy vlhkostných retenčných kriviek získaných zo

stredných hodnôt vlhkostí nameraných na pôdnych vzorkách prostredníctvom tlakových

nádob a priebehy vlhkostných retenčných kriviek získaných aproximáciou stredných

hodnôt vlhkostí pre jednotlivé pôdne druhy v obidvoch hĺbkach (obrázok 4.25, 4.26, 4.27,

4.28, 4.29, 4.30,4.31, 4.32).

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh nameranejVRK

priebehaproximovanejVRK

Obrázok 4.25 Porovnanie priebehu nameranej priemernej VRK s priebehom priemernej

aproximovanej VRK ľahkej pôdy v hĺbke 15 – 20 cm

Page 75: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

74

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh nameranejVRK

priebehaproximovanejVRK

Obrázok 4.26 Porovnanie priebehu nameranej priemernej VRK s priebehom priemernej

aproximovanej VRK ľahkej pôdy v hĺbke 40 – 45 cm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh nameranejVRK

priebehaproximovanejVRK

Obrázok 4.27 Porovnanie priebehu nameranej priemernej VRK s priebehom priemernej

aproximovanej VRK stredne ťažkej pôdy - ľahšej v hĺbke 15 – 20 cm

Page 76: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

75

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh nameranejVRK

priebehaproximovanejVRK

Obrázok 4.28 Porovnanie priebehu nameranej priemernej VRK s priebehom priemernej

aproximovanej VRK stredne ťažkej pôdy - ľahšej v hĺbke 40 – 45 cm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh nameranejVRK

priebehaproximovanejVRK

Obrázok 4.29 Porovnanie priebehu nameranej priemernej VRK s priebehom priemernej

aproximovanej VRK stredne ťažkej pôdy – ťažšej v hĺbke 15 – 20 cm

Page 77: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

76

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh nameranejVRK

priebehaproximovanejVRK

Obrázok 4.30 Porovnanie priebehu nameranej priemernej VRK s priebehom priemernej

aproximovanej VRK stredne ťažkej pôdy – ťažšej v hĺbke 40 – 45 cm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh nameranejVRK

priebehaproximovanejVRK

Obrázok 4.31 Porovnanie priebehu nameranej priemernej VRK s priebehom priemernej

aproximovanej VRK ťažkej pôdy v hĺbke 15 – 20 cm

Page 78: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

77

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 0,2 0,4 0,6

ſ (cm3.cm-3)

pF

priebeh nameranejVRK

priebehaproximovanejVRK

Obrázok 4.32 Porovnanie priebehu nameranej priemernej VRK s priebehom priemernej

aproximovanej VRK stredne ťažkej pôdy v hĺbke 40 – 45 cm

Page 79: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

78

Záver

Ku kľúčovým a zároveň problematickým vstupným údajom, ktoré sú potrebné pre

simulovanie procesov v nenasýtenej zóne pôdy, patrí vlhkostná retenčná krivka pôdy.

V súčasnosti žiaľ databáza vlhkostných retenčných kriviek pre celé územie Slovenskej

republiky nie je spracovaná. Najväčším problém je, že metóda určenia bodov vlhkostnej

retenčnej krivky v laboratórnych podmienkach je náročná na experimentálne zariadenie, na

čas potrebný pre použitie tejto metódy a zároveň je veľmi pracná. Práve preto sa

v posledných desiatich rokoch vynakladá veľké úsilie k vytvoreniu reprezentatívnych

vlhkostných retenčných kriviek pre pôdne druhy konkrétnej lokality z jej základných,

ľahšie dostupných charakteristík, t.j. zo zrnitostného zloženia pôd, redukovanej objemovej

hmotnosti pôd, obsahu humusu a organického uhlíka v pôdach.

Zatiaľ boli spracované len reprezentatívne vlhkostné retenčné krivky pre pôdy

Záhorskej nížiny a aj z tohto uvedeného dôvodu je predkladaná práca zameraná na určenie

reprezentatívnych vlhkostných retenčných kriviek pre oblasť povodia rieky Nitry. Práca

detailne popisuje základné hydrofyzikálne charakteristiky pôdy ako aj spôsoby ich

stanovenia, najmä hydraulickú vodivosť pôdy, ktorá je jednou zo vstupných údajov pre

vytvorenie vlhkostných retenčných kriviek.

Pri získanie aproximovaných vlhkostných retenčných kriviek bol zvolený model Van

Genuchtena (1980). Dôležité bolo zamerať sa na dostatočne presné údaje, ktoré do modelu

vstupujú, predovšetkým na hydraulické charakteristiky pôdneho profilu – Van

Genuchtenove koeficienty α a n, nasýtenú hydraulickú vodivosť K, reziduálnu vlhkosť Өr .

Pre lepšiu ilustráciu sú rozdiely medzi nameranými a vypočítanými vlhkostnými

retenčnými krivkami jednotlivých pôdnych typov zobrazené graficky.

Vytvorené reprezentatívne vlhkostné retenčné krivky možno v budúcnosti použiť pri

hodnotení vodného režimu pôdy v oblasti povodia rieky Nitry.

Page 80: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

79

Zoznam použitej literatúry

ANKENY, M.D. et al. 1986. Characterization of Tillage and Traffic Effects on Unconfined

Infiltration Measurements. In Soil Sci. Soc. Am. J., č. 54, s. 837-840.

ANTAL, J. 1999. Agrohydrológia. 3. nezmenené vyd. Nitra : Slovenská poľnohospodárska

univerzita v Nitre, 1999. 168 s. ISBN 80-8069-141-X.

ANTAL, J. – IGAZ, D. 2006. Aplikovaná agrohydrológia. 4. rozšírené vyd. Nitra :

Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, 2006. 210 s. ISBN 80-8069-669-1.

ANTAL, J. – FÍDLER, J. 1989. Poľnohospodárske meliorácie. Bratislava : Príroda, 1989.

463 s.

ANTAL, J. – ŠPÁNIK, F. a kol. 1999. Hydrológia poľnohospodárskej krajiny. Nitra :

Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, 1999. 250 s. ISBN 80-7137-640-X.

BORGULA, A. 2004. Rieka Nitra v okolí mesta Nitra. [online]. Dostupné na internete:

<http://riekanitra.szm.com/charakter.htm#charakter>.

<http://riekanitra.szm.com/charakter.htm#hydro>.

<http://riekanitra.szm.com/charakter.htm#geo>.

<http://riekanitra.szm.com/charakter.htm#useky>.

DIRKSEN, C. 1991. Unsaturated hydraulic conductivity. Soil Analysis : Physical Metods :

Kieth A. Smith. In Mullins, E. CH. Edinburg : Edinburgh school of Agriculture, 1991.

DORONENKO, S. 2007. Nitra (rieka). [online]. Dostupné na internete:

<http://sk.wikipedia.org/wiki/Súbor:Nitra_spring_1.jpg>.

FULAJTÁR, E. 2006. Fyzikálne vlastnosti pôdy. Bratislava : Výskumný ústav

pôdoznalectva a ochrany pôdy, 2006. 142 s. ISBN 80-89128-20-3.

Page 81: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

80

HANES, J. a kol. 1992. Pedológia. Nitra : Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre,

1992. 180 s. ISBN 80-7137-059-2.

HILLEL, D. 1980. Fundamentals of Soils Physics. New York : Academic Press, 1980.

IWATA, S. et al. 1994. Soil – Water Interactions. Marcel Dekker, Inc. : USA, 1994. 440 s.

KOORENVAAR, P. – MEMELIK, G. – DIRKSEN, C. 1983. Elements of Soil Physics.

Elsevier : 1983.

KROMKA, M. 1999. Transport vody, chemikálií a energie v systéme pôda – rastlina –

atmosféra. Bratislava : Slovenská akadémia vied, 1999. 156 s.

KUTÍLEK, M. 1978. Vodohospodářská pedologie. Praha : Státní nakladatelství technické

literatury, 1978. 296 s.

MAZÚR, E. – LUKNIŠ, M. 1980. Geomorfologické členenie. In : Atlas SSR. Bratislava :

Slovenská akadémia vied, SÚGK, 1980. 325 s.

NOVÁK, V. – VELEBNÝ, V. 1989. Hydropedológia. Bratislava : Slovenská vysoká škola

technická, 1989. 186 s.

PORUBSKÝ, A. 1991. Vodné bohatstvo Slovenska. Bratislava : Veda, 1991. 318 s. ISBN

80-224-0107-2.

RADČENKO, I. – VELEBNÝ, V. 1969. Praktikum z hydropedológie. Bratislava :

Slovenská vysoká škola technická, 1969. 151 s.

SLASHME. 2007. Prázdný pyknometr. [online]. Dostupné na internete:

< http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:PycnometerEmpty.jpg>.

Page 82: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

81

SKALOVÁ, J. 2009. Reprezentatívne vlhkostné retenčné krivky pre pôdy Záhorskej

nížiny. In Acta hydrologica slovaca, roč. 10, 2009, č. 1, s. 121-129.

SOTÁKOVÁ, S. 1981. Návody na cvičenia z geológie a pôdoznalectva. Bratislava :

Príroda, 1981. 185 s.

ŠÚTOR, J. – ŠTEKAUEROVÁ V. 2000. Hydrofyzikálne charakteristiky pôd Žitného

ostrova. Bratislava: Slovenská akadémia vied, 2000. 163 s. ISBN 80-968480-1-1.

TÓTHOVÁ, I. 2005. Matematické modelovanie vodného režimu pôd. Nitra : Slovenská

poľnohospodárska univerzita v Nitre, 2005. 67 s.

VELEBNÝ, V. a kol. 2000. Vodný režim pôdy. Bratislava : Slovenská technická univerzita,

2000. 208 s. ISBN 80-244-2000.

VELEBNÝ, V. – SKALOVÁ, J. 1994. Pôdohospodárstvo a pedológia. Bratislava :

Slovenská technická univerzita, 1994. 174 s. ISBN 80-227-0633-7.

VORONIN, A.D. 1986. Osnovy fyziky počv. Moskva : Izdateľstvo Moskovskogo

Universiteta. 1986. 244 s.

WILSON, G.V. – LUXMOORE, R.J. 1998. Infiltration, Macroporosity and Mesoporosity

Distributions on Two Forested Watersheds. In Soil Sci. Soc. Am. J., č. 52, 1998. s. 329-

335.

ZAUJEC, A. a kol. 2002. Pedológia. 1. vydanie. Nitra : Slovenská poľnohospodárska

univerzita v Nitre, 2002. 98 s. ISBN 80-8069-090-1.

Page 83: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

82

Prílohy

Page 84: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

83

Príloha 1 Zoznam lokalít odberu vzoriek

GPS Číslo lokality Lokalita

šírka x dĺžka y

1 1/NR/Kolíňany(Letisko) 48.362098 18.210167

2 2/NR/Kolíňany2 48.357187 18.210223

3 3/NR/Kolíňany3 48.350528 18.223353

4 4/NR/Tužina 1206557.69 455754.15

5 5/NR/Kľačno 1209298.44 453651.19

6 6/NR/Nitrianské Pravno 1212614.05 453596.06

7 7/NR/Lazany 1216950.04 456114.08

8 8/NR/Koš 1223933.37 458902.43

9 9/NR/Lipnik 1220583.11 448864.51

10 10/NR/Malá Čausa 1218582.36 449148.02

11 11/NR/Sebedražie 1225522.00 456032.23

12 12/NR/Lehota pod Vtáčnikom 1227643.03 459473.67

13 13/NR/Zémianske Kostoľany 1229416.59 462571.80

14 14/NR/Bystričany 1234063.29 466092.61

15 15/NR/Pažiť 1236030.22 471357.36

16 16/NR/Veľké Uherce 1238835.82 471246.01

17 17/NR/Skačany 1231614.78 475275.83

18 18/NR/Návojovce 1234029.90 476279.96

19 19/NR/Kamanová 1217568.61 493377.78

20 20/NR/Ludanice 1249408.53 495028.27

21 21/NR/Urmince 1243194.56 495563.11

22 22/NR/Krušovce 48.580345 18.191648

23 23/NR/Rajčany 48.620733 18.239025

24 24/NR/Žabokreky nad Nitrou 48.618928 18.292462

25 25/NR/Ostratice 48.656613 18.270632

26 26/NR/Livina 48.649535 18.261273

27 27/NR/Topoľčany 48.541678 18.150388

28 28/NR/Dežerice 48.745955 18.224622

29 29/NR/Borčany 48.655645 18.208560

30 30/NR/Norovce 48.640298 18.179930

31 31/NR/Závada 48.637570 18.091560

32 32/NR/Lužany 48.522002 18.041558

33 33/NR/Veľké Zálužie 48.311925 17.961575

34 34/NR/Rišňovce 48.361335 17.914675

35 35/NR/Alekšince 48.356465 17.932963

Page 85: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

84

GPS Číslo lokality Lokalita

šírka x dĺžka y

36 36/NR/Šurianky 48.390435 18.031820

37 37/NR/Hruboňovo 48.442650 18.017587

38 38/NR/Malé Ripňany 48.471710 18.001448

39 39/NR/Radošina 48.536200 17.959517

40 40/NR/Palárikovo1 1301160.6 504783.7

41 41/NR/Komoča 1307882.1 504155.9

42 42/NR/Martovce 1319474.7 499642.8

43 43/NR/Vajka nad Žitavou 1281452.6 485162.5

44 44/NR/Maňa 1287964.6 486981.1

45 45/NR/Dolné Krškany 1274297.9 498360.0

46 46 /NR/Bešeňov 1303099.2 489108.5

47 47/NR/Bajč 1311795.8 494544.6

48 48/NR/Veľký Cetín 1279682.5 490681.5

49 49/NR/Imeľ 1315643.7 497146,8

50 50/NR/Nové Zámky 1307654.6 497321.1

51 51/NR/Tvrdošovce1 1293965.9 503007.5

52 52/NR/Štefanovo 1316455.1 483386.0

53 53/NR/Pribeta 1312502.5 485621.6

54 54/NR/Dvory nad Žitavou 1304518.2 488372.4

55 55/NR/Nová Trstená 1316353.1 491007.5

56 56/NR/Čechy 1302334.3 479513.0

57 57/NR/Branovo-Semerovo 1302332.3 484185.2

58 58/NR/Veľké Lovce 1298678.5 484987.5

59 59/NR/Bánov 1298028.3 494383.9

60 60/NR/Palárikovo2 1295705.0 499233.4

61 61/NR/Tvrdošovce2 1293504.3 504048.4

62 62/NR/Štefanovičová 1283953.8 500120.1

63 63/NR/Šurany 1300414.7 503038.6

64 64/NR/Rastislavice 1288525.4 502868.2

65 65/NR/Radava 1295171.5 485779.6

66 66/NR/Vinodol 12883800.6 491102.6

67 67/NR/Ondrochov 1290776.5 494946.8

68 68/NR/Jasová 1306195.6 485161.6

69 69/NR/Čechynce 1275320.3 493870.7

70 70/NR/Lukov Dvor 1270546.8 503539.4

71 71/NR/Járok 1271726.8 510661.5

72 72/NR/Močenok 1277409.3 509645.7

73 73/NR/Svätoplukovo 1277370.6 503257,7

Page 86: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

85

GPS Číslo lokality Lokalita

šírka x dĺžka y

74 74/NR/Branč 1281122.3 498389.7

75 75/NR/Bačala 1282834.5 506039.6

76 76/NR/Orešany 48.511240 17.914783

77 77/NR/Merašice 48.480913 17.967565

78 78/NR/Nové Sady 48.405392 17.965948

79 79/NR/Kolíňany4 48.362087 18.210155

80 80/NR/Kolíňany5 48.357175 18.210215

81 81/NR/Kolíňany6 48.350518 18.210181

82 82/NR/Melek 48.196673 18.334288

83 83/NR/Travnica 48.120105 18.334023

84 84/NR/Tehla 48.189542 18.392263

85 85/NR/Beša 48.144595 18.407798

86 86/NR/Telince 48.248288 18.368345

87 87/NR/Nevidzany 48.281225 18.387027

88 88/NR/N.Ves.Žit. 48.291358 18.316392

89 89/NR/V.Chyndice 48.282858 18.278543

90 90/NR/Babindol 48.283210 18.218877

91 91/NR/Babindol 48.285562 18.224850

92 92/NR/Klasov 48.283198 18.245167

93 93/NR/Malé Chrašťany 48.301105 18.314762

94 94/NR/Beladice 48.345973 18.295142

95 95/NR/Choča 48.366488 18.343087

96 96/NR/Mlyňany 48.318583 18.342598

97 97/NR/Dyčka 48.234995 18.284945

98 98/NR/Paňa 48.234915 18.242825

99 99/NR/Paňa 48.238137 18.260310

100 100/NR/Pred Golianovom 48.278853 18.120507

101 101/NR/Klasov 48.263428 18.273055

102 102/NR/Mochovce 48.248078 18.418853

103 103/NR/Čifáre 48.241258 18.408598

104 104/NR/Čifáre 48.241458 18.408478

105 105/NR/Telince 48.232982 18.352240

106 106/NR/Telince 48.232435 18.352289

107 107/NR/Dolný Vinodol 48.188438 18.226122

108 108/NR/Dolný Vinodol 48.188411 18.226101

109 109/NR/Ivanka pri Nitre 48.236758 18.103348

110 110/NR/Ivanka pri Nitre 48.2636326 18.103375

111 111/NR/Cabaj 48.237618 18.006435

Page 87: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

86

GPS Číslo lokality Lokalita

šírka x dĺžka y

112 112/NR/Cabaj 48.237523 18.006312

Page 88: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

87

Príloha 2 Mapa povodia rieky Nitra so zaznačenými lokalitami odberu pôdnych vzoriek

Tematický obsah © VÚPOP Bratislava,2007

Topografický podklad © 2002 ÚGKK SR, Arc Slovakia, s. r. o.

Page 89: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

88

Príloha 3 Príklad zisteného percentuálneho zastúpenia Kopeckého zrnitostných kategórií

(I. až IV. kategórie) v hĺbke 15 – 20cm

I. kategória

II. kategória

III. kategória

IV. kategória

< 0,01 mm

0,01 - 0,05 mm

0,05 - 0,1 mm

0,1 - 2,0 mm

Lokalita

[ % ] [ % ] [ % ] [ % ]

1/NR/Kolíňany(Letisko) 34,03 36,62 7,02 22,33

2/NR/Kolíňany2 29,94 35,49 9,72 24,85

3/NR/Kolíňany3 28,74 38,72 11,49 21,05

4/NR/Tužina 14,83 19,15 8,51 57,51

5/NR/Kľačno 19,81 53,37 4,38 22,44

6/NR/Nitrianské Pravno 27,99 36,80 7,82 27,39

7/NR/Lazany 25,63 43,69 9,31 21,37

8/NR/Koš 34,25 36,08 8,84 20,83

9/NR/Lipnik 43,32 26,23 11,77 18,68

10/NR/Malá Čausa 25,88 19,53 11,40 43,19

11/NR/Sebedražie 31,08 33,03 11,67 24,22

12/NR/Lehota pod Vtáčnikom 27,21 55,22 5,52 12,05

13/NR/Zémianske Kostoľany 27,45 46,63 8,32 17,60

14/NR/Bystričany 30,85 45,25 8,34 15,56

15/NR/Pažiť 29,89 41,91 10,29 17,91

16/NR/Veľké Uherce 36,55 36,78 9,62 17,05

17/NR/Skačany 38,88 28,89 8,33 23,90

18/NR/Návojovce 45,40 30,59 8,78 15,23

19/NR/Kamanová 38,38 28,91 6,54 26,17

20/NR/Ludanice 28,98 23,06 4,69 43,27

Page 90: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

89

Príloha 4 Príklad nameraných hodnôt nasýtenej hydraulickej vodivosti na vzorkách

odobratých z hĺbky 40 – 45cm

K priemerná Lokalita

cm/deň

1/NR/Kolíňany(Letisko) 10,54

2/NR/Kolíňany2 8,63

3/NR/Kolíňany3 1,26

4/NR/Tužina 162,07

5/NR/Kľačno 0,20

6/NR/Nitrianské Pravno 567,57

7/NR/Lazany 1,74

8/NR/Koš 0,34

9/NR/Lipnik 34,81

10/NR/Malá Čausa 0,20

11/NR/Sebedražie 0,15

12/NR/Lehota pod Vtáčnikom 61,53

13/NR/Zémianske Kostoľany 6,07

14/NR/Bystričany 8,60

15/NR/Pažiť 15,96

16/NR/Veľké Uherce 0,28

17/NR/Skačany 14,77

18/NR/Návojovce 1,26

19/NR/Kamanová 18,11

20/NR/Ludanice 22,50

Page 91: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

90

Príloha 5 Príklad vstupných údajov do modelu GENRETMD (1984) pre ľahké pôdy

v hĺbke 15 – 20 cm

Poradové číslo

K cm/deň

Өr α n

1 0,94 0,0190 0,06600 1,24274

2 72,00 0,0190 0,06600 1,24274

3 34,59 0,0190 0,06600 1,24274

4 5,27 0,0190 0,06600 1,24274

5 214,85 0,0190 0,06600 1,24274

6 21,22 0,0190 0,06600 1,24274

1 2 3 4 5 6 pF Ө-1 0,4692 0,3513 0,3544 0,3549 0,3828 0,3693 0,3

Ө-60 0,3811 0,2667 0,2584 0,3038 0,2152 0,2871 1,75

Ө-200 0,3568 0,2236 0,2366 0,2883 0,2099 0,2457 2,3

Ө-560 0,3056 0,2023 0,2156 0,2811 0,2011 0,2349 2,75

Ө-1000 0,2939 0,1543 0,1609 0,2566 0,1575 0,1999 3,0

Ө-3000 0,2651 0,1032 0,1161 0,2454 0,1355 0,1887 3,48

Page 92: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

91

Príloha 6 Príklad časti výstupu z modelu GENRETMD (1984) pre prvý súbor ľahkej pôdy

v hĺbke 15 - 20 cm

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * NON-LINEAR LEAST-SQUARES ANALYSIS * * OF THE SOIL MOISTURE RETENTION CURVE * * AND UNSATURATED HYDRAULIC CONDUCTIVITY * * * * Program written by RNDr. Juraj Majercak * * UH-SAV, Bratislava, March 1984 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * PROBE NAME : ------------ 15 20 1 l INPUT PARAMETERS ================ Number of coefficients........................... 2 Number of observations........................... 6 Saturated moisture content.................... .4692 [ccm/ccm] Saturated hydraulic conductivity.............. .9400 [cm/day] Residual moisture content (for MODEL 2)....... .0190 [ccm/ccm] Model type used in calculation: 2 TWO-PARAMETER FIT (MUALEM THEORY) ------------------------------ OBSERVED DATA ============= OBS. NO. Pressure head Pressure head Moisture content [cm H2O] [PF] [ccm/ccm] 1 2.00 .30000 .469200 2 56.23 1.75000 .381100 3 199.53 2.30000 .356800 4 562.34 2.75000 .305600 5 1000.00 3.00000 .293900 6 3019.95 3.48000 .265100 ITERATION NO WCR ALPHA N SSQ MODEL 0 .0190 .066000 1.2427 .0492699 2 1 .0190 .106659 1.0374 .0413837 2 2 .0190 .768253 1.0420 .0159163 2 3 .0190 2.977167 1.0472 .0058631 2 4 .0190 4.452240 1.0521 .0048167 2 5 .0190 1.989220 1.0563 .0035301 2 6 .0190 1.113983 1.0606 .0027755 2 7 .0190 1.180002 1.0647 .0024667 2 8 .0190 .761450 1.0684 .0018464 2 9 .0190 .325361 1.0757 .0013044 2 10 .0190 .401426 1.0785 .0010468 2 11 .0190 .337464 1.0811 .0008799 2 12 .0190 .295039 1.0834 .0007617 2 13 .0190 .261268 1.0856 .0006650 2 14 .0190 .234965 1.0876 .0005883 2 15 .0190 .213948 1.0894 .0005267 2 16 .0190 .196942 1.0910 .0004774 2 17 .0190 .183010 1.0925 .0004377 2 18 .0190 .171477 1.0938 .0004058 2 19 .0190 .161845 1.0951 .0003801 2

Page 93: SLOVENSKÁ PO ĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA FAKULTA ...crzp.uniag.sk/Prace/2010/N/702DB9AF91944434AEFFE73CF647302… · L výška vzorky zeminy, t. j. filtra čná dráha m hmotnos

92

20 .0190 .153737 1.0962 .0003594 2 21 .0190 .146865 1.0972 .0003428 2 CORRELATION MATRIX ================== 1 2 1 1.0000 2 -.9510 1.0000 NON-LINEAR LEAST-SQUARES ANALYSIS: FINAL RESULTS ================================================ 95% CONFIDENCE LIMITS VARIABLE VALUE S.E. COEFF T-VALUE LOWER UPPER ALPHA .14687 .0724 2.03 -.0540 .3477 N 1.09721 .0109 100.32 1.0669 1.1276 ---------ORDERED BY COMPUTER INPUT--------- MOISTURE CONTENT RESI- NO PRESSURE OBS FITTED DUAL 1 2.00 .4692 .4601 .0091 2 56.23 .3811 .3826 -.0015 3 199.53 .3568 .3425 .0143 4 562.34 .3056 .3119 -.0063 5 1000.00 .2939 .2961 -.0022 6 3019.95 .2651 .2679 -.0028 ------------ORDERED BY RESIDUALS----------- MOISTURE CONTENT RESI- NO PRESSURE OBS FITTED DUAL 3 199.53 .3568 .3425 .0143 1 2.00 .4692 .4601 .0091 2 56.23 .3811 .3826 -.0015 5 1000.00 .2939 .2961 -.0022 6 3019.95 .2651 .2679 -.0028 4 562.34 .3056 .3119 -.0063