James R. Urban
Anotace:
Zhutněná půda pod chodníky představuje zásadní problém pro rozvoj kořenových soustav stromů a negativně ovlivňuje jejich délku setrvání na stanovišti, vitalitu a stabilitu. Pro zvětšení objemu prokořenitelné půdy existuje řada technologií. Tento článek navazuje na uplatnění technologie kořenových cest a kořenových mostů a představuje použití kořenových boxů, strukturních substrátů a strukturních buněk.
Pokračování článku z Arborist News, duben 2010, ISA, překlad a úprava David Hora
Klíčová slova:
výsadba stromů, uliční prostor, prokořenitelný prostor, kořenový box, strukturní substrát, strukturní buňky
Kořenové boxy
Kořenové boxy ohraničují prostor ze čtyř stran a udržují kořenové systémy separované od zbylé infrastruktury uličního prostoru. Jedná se o betonové prvky odlévané na místě nebo vyrobené z prefabrikovaných betonových dílců. Svrchní část tvoří obvykle prefabrikovaný železobetonový panel, dno boxu je otevřené, usazené přímo na stávající terén. Umístění kořenových boxů obvykle vyžaduje použití základů. Kořenový box je vyplněn zeminou a na dně je zřízena drenáž. Objem půdy je limitován velikostí boxu a kořeny obvykle nemohou využít žádné jiné zdroje půdy. Velké kořenové boxy, zvláště prefabrikované, se mohou při instalaci dostat od konfliktu se sítěmi technického vybavení, veřejným osvětlením nebo drenážními systémy.
Velikost kořenových boxů je různá – od objemu 2,8 m3 až po velikosti 6×6 m s objemem půdy 28 m3. Svrchní panel je obvykle navržen tak, aby snesl zátěž projíždějících vozidel. Pořizovací cena je vzhledem k získanému objemu půdy poměrně vysoká a často vede k navrhování malých, objemově neadekvátních boxů. Nezávisle na množství získané půdy se jedná o nejnákladnější technologii zajišťující prokořenitelný objem půdy. Čím menší je velikost boxu, tím vyšší je pořizovací cena kubického metru prokořenitelné půdy.
Vzhledem k omezenému objemu půdy je nutné kořenové boxy vyplnit dobře propustnou půdou s velkou sorpční kapacitou a schopností vázat vodu. Svrchní část by měla umožňovat propouštění srážkové vody a je vhodné instalovat jednoduchý systém rozvodu vody pro doplňkovou závlahu. Pro vylepšení provzdušnění půdy v celém kořenovém boxu je vhodné podél stěn instalovat drenážní panely. Kořenové boxy vyžadují doplňkovou závlahu a je nutné zajistit přístup pro kontrolu vlhkosti zeminy, funkčnosti drenáží a celkovou péči o půdu.
Strukturní substráty
V polovině devadesátých let prezentovala Cornelova univerzita strukturní substrát označený CU Structural soil. Jedná se o směs kamenného štěrku, půdy a příměsí polymer gelu. Substrát i při zhutnění na 95 % umožňuje prorůstání kořenů. Substrát využívá té vlastnosti, že mezi částicemi zhutněného štěrku zůstává 20-25 % volných prostorů, které mohou být vyplněny zeminou umožňující růst kořenů. Přibližné složení CU substrátu je 20 % jílovito-hlinité půdy, 80 % ostrohranného štěrku frakce 20 mm (bez jemné příměsi) a 0,03 % polymer gelu pro lepší soudržnost substrátu. Důležité je, aby částice štěrku měly nepravidelné ostré hrany a byly podobné velikosti. Čím více je ve směsi různých frakcí a čím více je tvar štěrku zaoblený, tím méně zůstává prostoru pro růst kořenů. Jílovito-hlinitá půda pro míchání substrátu by měla mít přibližně 25-35 % obsahu jílu pro zvýšení její vododržné kapacity. Větší množství jílovitých částic způsobuje problémy při míchání substrátu. CU Structural Soil je patentovaný produkt, ale na trhu se záhy objevily podobné produkty a lokální variace tohoto substrátu. Komerčně dostupné jsou také strukturní substráty míchané z expandovaného jílu (výrobci Michael Mills, Vancouver nebo Carolina Stalite Co.) s podobnými poměry půdy a strukturní složky jako CU substrát, které ale nevyužívají polymer gel. Kvůli použití expandovaného jílu jsou substráty dražší, na druhou stranu vykazují větší výměnu kationtů, což může být přínosné pro výživu stromů.
V roce 2004 začal dlouhodobý výzkum efektivnosti a vlastností různých směsí (Bartlett Lab, Charlotte, N.C.). První výsledky ukazují, že ve strukturních substrátech se stromům daří méně než v nezhutněné půdě. Na druhou stranu je třeba ještě dlouhodobé sledování před získáním finálních výsledků pokusu.
I při použití polymer gelu je velké riziko prosypávání jemných částic směrem dolů při přepravě. Kvůli nerovnoměrné distribuci hlinité frakce je substrát pro stromy nevyužitelný. Během instalace substrátu je nutná kontrola rovnoměrného rozprostření jemné složky. U směsí nevyužívajících polymer gel závisí rovnoměrnost zastoupení jemné složky na správné vlhkosti a manipulaci se substrátem. V případě nutnosti je možnost přidat jiný typ půdního stabilizátoru.
Největším limitem při používání strukturních substrátů je malý obsah půdních částic v nich. Pro stromy je využitelné pouze okolo 20 % objemu této směsi. Zbytek tvoří kamenivo, jehož účelem je nést konstrukce nad vrstvou této směsi. Růst stromů je limitován objemem skutečně prokořenitelné půdy. Proto pro získání 1m3 prokořenitelného objemu půdy musíme nainstalovat 5 m3 strukturního substrátu. Pro zajištění potřebného prokořenitelného objemu to znamená nutnost zajistit dostatečný prostor pro použití strukturního substrátu včetně dostatku financí s tím spojených. Za obvyklých podmínek jsou jiné způsoby úpravy půdy a zajištění prokořenitelného prostoru levnější.
Kořeny, které prorůstají malými prostory mezi štěrkem, bývají druhotným tloustnutím různě pokroucené a i mechanicky poškozené. Do budoucna musí být vyhodnocen vliv těchto změn na kořenech z hlediska jejich funkce a pevnosti. Pro zajištění větších prostor umožňujících lepší rozvoj kořenů byly zkoušeny kamenné drtě frakce až 40 mm. Tato směs může zvětšit velikost kořenů, které substrátem prorůstají. Překvapivě však zvětšení prostorů mezi větší frakcí štěrku nevede ke zvětšení objemu využitelné půdy.
Pokud je do substrátu použit štěrk z drceného vápence, je nutné počítat se zvýšením pH substrátu směrem k hodnotě 8,0 a volit druhy tolerantní pro vysoké pH. Vhodnější se jeví použití štěrku z žuly nebo jiné kyselejší horniny.
Strukturní substráty mají velmi dobrou propustnost, a proto jsou mnohem sušší než půdy hlinité. Z těchto důvodů mohou výsadby vyžadovat trvalou závlahu. Při instalaci taktéž dochází k zhutnění podkladní vrstvy a je nutná instalace dodatečné drenáže.
Rychlé odvodnění strukturálních substrátů vyžaduje zalévání nejen v místě stromové mísy, ale v celém půdním objemu a mohou vyžadovat instalaci zavlažovacích rozvodů. Z těchto důvodů by neměly být používány v místech, kde nejsou kvůli zajištění stability nezbytně nutné. V místech, kde není půdní povrch uzavřen krytem nebo kryt může být flexibilní a nevyžaduje se jeho rovný povrch, je lepší použít jiné vhodnější substráty a půdy. Nikdy nepoužívejte strukturní substrát ve výsadbových jámách. Povrch výsadbových jam (stromových mís) nevyžaduje zhutnění a zajištění kvalitní půdy v blízkosti balu nově vysázeného stromu zmírní jeho povýsadbový stres. Pro zajištění stability obrubníků stromové mísy postačí zešikmení stěn navezeného strukturního substrátu (viz obr. 1).
Obr 1. Schematický řez použití strukturního substrátu
- strukturní substrát
- výsadbová jáma
- stávající terén
- spádování k drenáži
- závlahové potrubí
Původní terén pod strukturním substrátem musí být strojně hutněn. Pokud hrozí vzhledem k plasticitě půdní vrstvy zatlačování štěrku do podloží, je nutné jako separátoru využít geotextilii. Jinak riskujeme slehávání substrátu.
Než dojde k zakrytí vrstvy strukturního substrátu dlažbou, je nutné jej chránit před přívalovými dešti, které mohou splavit jemné částice půdy do nižších vrstev. To se týká i substrátu uskladněného na hromadách.
Tato technologie je velmi neefektivní, pokud porovnáme poměr odvezené zeminy a objem skutečně využitelné zeminy pro stromy. Pásy strukturního substrátu užší než 6 m bude lepší řešit jako kořenové mosty nebo pomocí strukturních buněk, kde můžeme získat větší objem prokořenitelné půdy za menší náklady. Kořenový most o šířce 1,5 m (jak byl popsán v předchozím čísle) zajistí větší objem prokořenitelné půdy než pás strukturního substrátu o šíři 6 m.
Nejvhodnější je aplikovat strukturní substráty jako přechodové pásma pro jiné technologie nebo v místech, kde jiné technologie nelze uplatnit. Těmi mohou být úzká zakřivená místa nebo zásypy okolo základů a sítí technického vybavení vyžadující velké zhutnění.
Strukturní buňky
Autor ve spolupráci s DeepRoot Partners pomohl vyvinout modulární prefabrikovaný systém, který pod krytem komunikací umožňuje získání velkých objemů nezhutněné půdy pro rozvoj kořenů. Strukturní buňky zajišťují stabilitu pro pokládku krytů komunikací a chrání je před poškozováním kořeny. Modularita systému umožňuje jeho aplikaci v nepravidelných městských podmínkách. Velikost prokořenitelného objemu je limitována pouze dostatkem prostoru, konflikty se sítěmi technického vedení a finančními možnostmi projektu. K prokořenění je k dispozici až 93 % prostoru mezi buňkami, což výrazně zvyšuje efektivitu této technologie ve srovnání s předchozími.
Systém se skládá z řady plastových sloupků, které tvoří modulární kostru krychlí s otevřenými stranami. Buňky jsou umístěny do požadované hloubky a každá řada je uzavřena krytem. Buňky jsou vyplněny hlinito-písčitou půdou, která je jen velmi lehce hutněna. Vzduchová vrstva pod krytem umožňuje zalévání a zároveň zabraňuje poškození krytu chodníku kořeny. Voda se do této vrstvy dostává propustným krytem chodníku nebo z vyústění dešťových svodů.
Stejně jako v dalších případech i strukturní buňky fungují nejlépe v kombinaci s maximálně možnou velikostí stromové mísy bez krytu. Při umístění v těsné blízkosti balu může dojít rozvojem kořenových náběhů k poškození systému buněk.
V místech styku půdy v buňkách s okolním terénem může dojít k volnému prorůstání kořenů do okolní půdy včetně vzájemnému průniku vody mezi jednotlivými typy půdy.
Systém buněk je umístěn na vrstvě štěrku kryjící zhutněné podloží. Míra zhutnění podloží a tloušťka hutněné štěrkové vrstvy závisí na stávajících půdních podmínkách a nárocích na nosnost krytu. Pokud to podmínky vyžadují, je pod podkladní vrstvu štěrku uložena geotextilie a drenáže. Podkladní vrstva štěrku by měla přesahovat konstrukci strukturních buněk o 15 cm.
Systém strukturních buněk vyhovuje požadavkům na zatížení zřízené zpevněné plochy jako jiné prvky určené pro pojíždění (poklopy, jímky a vpusti). Maximální zatížení krytu uloženého na strukturních buňkách je 3,5 t na jedno kolo a 14 t na nápravu.
James R.Urban
American Society of Landscape Architects (ASLA), krajinářský architekt a autor nedávno vyšlé knihy Up By Roots: Healthy Soils and Trees in the Built Environment (2009)
