Fyzikální a hydrofyzikální vlastnosti půdy na experimentální lokalitě v Praze, Ruzyni

Bc. Tomáš Schwarzbacher Zeman, DiS.

Diplomová práce

Physical and hydrophysical properties of soil at the experimental site in Prague, Ruzyně

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývala komplexním stanovením fyzikálních a hydrofyzikálních vlastností půdy na experimentální lokalitě Národního centra zemědělského a potravinářského výzkumu (dříve Výzkumného ústavu rostlinné výroby) v Praze-Ruzyni. Hlavním cílem práce bylo detailně charakterizovat půdní profil na základě kopané sondy, stanovit klíčové fyzikální a hydrofyzikální parametry půdy v jednotlivých horizontech. Terénní průzkum zahrnoval výkop půdní sondy do hloubky přibližně 85 cm a popis půdního profilu, který byl po dokončení rozborů klasifikován jako Kambizem melanická pelická antropická. Z definovaných hloubek (10, 30, 45, 55 a 70 cm) byly odebrány porušené a neporušené půdní vzorky (100 cm3 a 250 cm3). V laboratoři byly stanoveny následující charakteristiky: zrnitostní složení (Casagrandeho hustoměrná metoda), stabilita půdních agregátů (modifikovaná metoda dle Nimma a Perkinse pomocí přístroje Wet Sieving Apparatus, aplikace Slakes), nasycená hydraulická vodivost (metoda proměnného spádu pomocí přístroje KSAT), zdánlivá hustota pevných částic (pyknometrická metoda), obsah oxidovatelného uhlíku (modifikovaná metoda Walkley-Black) a pH (ve vodě a CaCl2) a elektrická vodivost (EC). Dále byly provedeny rozbory neporušených vzorků pro stanovení základních vlhkostních a vzdušných charakteristik a objemové hmotnosti suché půdy. Přímo v terénu byl změřen penetrometrický odpor půdy do hloubky 45 cm. Výsledky zrnitostního rozboru ukázaly převahu prachovitých a jílovitých částic, půda byla dle USDA zařazena jako silty clay a silty clay loam. Stabilita agregátů (index WSA) byla v hloubkách 10 cm, 30 cm, 45 cm a 55 cm (průměrně 72-78 %), přičemž nejnižší hodnoty byly pozorovány v hloubce 70 cm (62 %). Nasycená hydraulická vodivost vykazovala značnou variabilitu, nejvyšší hodnoty a také nejvyšší variability dosahovala v orničním horizontu a s hloubkou klesala. Půda byla zatříděna jako propustná až mírně propustná (DIN 18130). Objemová hmotnost rostla s hloubkou od cca 1,1-1,2 g·cm-3 do 1,6 g·cm-3. Obsah oxidovatelného uhlíku byl nejvyšší v hloubce 30 cm a dále klesal s hloubkou. Hodnoty pH byly slabě zásadité. Práce poskytla aktuální detailní charakterizaci fyzikálních a hydrofyzikálních vlastností půdy na dané lokalitě. Přínos práce spočívá v aktualizaci a obohacení dat půdních charakteristik na této výzkumné lokalitě.

Abstract:

This thesis is aimed at the comprehensive determination of the physical and hydrophysical properties of soil at the experimental site of the Czech Agrifood Research Center (formerly Crop Research Institute) in Prague-Ruzyně. The main objective of the work was to characterize the soil profile in detail based on an excavated soil pit and to determine the key physical and hydrophysical parameters of the soil in individual horizons. The field investigation included the excavation of a soil pit to an approximate depth of 85 cm and a description of the soil profile, which was after the laboratory analyses completion classified as Cambic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic, Humic). Disturbed and undisturbed soil samples (100 cm3 and 250 cm3) were collected from defined depths (10, 30, 45, 55, and 70 cm). The following characteristics were determined in the laboratory: particle size distribution (Casagrande hydrometer method), aggregate stability (modified Nimmo and Perkins method using the Wet Sieving Apparatus and Slakes application), saturated hydraulic conductivity (falling head method using the KSAT device), particle density (pycnometer method), oxidizable carbon content (modified Walkley-Black method), and pH values (in water and CaCl2) and electrical conductivity (EC). Furthermore, analyses of undisturbed samples were performed (filter paper draining method) to determine soil-water characteristics, dry bulk density and derive porosity. Soil resistance to vertical penetration to the depth of 45 cm was measured directly in the field. The particle size distribution results showed a predominance of silt and clay particles; the soil was classified according to USDA as silty clay and silty clay loam. Aggregate stability (WSA index) was highest at depths of 10 cm, 30 cm, 45 cm, and 55 cm (average 72-78 %) and lowest at a depth of 70 cm (62 %). Saturated hydraulic conductivity showed great variability, the highest values and the highest variability was observed in the topsoil. It was decreasing with depth, so the soil was classified as permeable (topsoil) to slightly permeable (subsoil) according to DIN 18130. Bulk density increased with depth from approximately 1.1-1.2 g·cm-3 to 1.6 g·cm-3. The oxidizable carbon content was highest at a depth of 30 cm and decreased further with depth. Based on the observed pH values, the soil was slightly alkaline. The work provided an up-to-date detailed characterization of the physical and hydrophysical properties of the soil at the given site. The contribution of the work lies in updating and enhancing the knowledge about the soil properties data for this research site.

Klíčová slova

charakteristika půdního profilu, hydrofyzikální vlastnosti půdy, zrnitost, stabilita agregátů, hydraulická vodivost

Keywords

soil profile characterization, soil hydrophysical properties, particle size, aggregate stability, hydraulic conductivity

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 22. 4. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 23. 5. 2025
• Vedoucí: Ing. Kamila Báťková, Ph.D.
• Oponent: Tomáš Khel, externi

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program:
Ochrana a využívání přírodních zdrojů