Polowa Pojemność Wodna Żuław: Klucz do Utrzymania Wilgotności Gleby
- Szczegóły
Zdolność gleby do zatrzymywania i gromadzenia w jej profilu określonej ilości wody, czyli retencja, jest często nazywana pojemnością wodną gleby. Polowa pojemność wodna (PPW) to termin używany w gleboznawstwie, (inżynieria leśna, hydrologia). Polowa pojemność wodna odpowiada zawartości wody zatrzymanej w glebie, po odcieknięciu wody grawitacyjnej, przy wyeliminowaniu podsiąku kapilarnego i parowania powierzchniowego.
Maksymalna ilość wody, jaka może się utrzymać w strefie aeracji wbrew sile ciężkości, jest uzależniona od zawartości cząstek drobnoziarnistych w glebie. W praktyce pojemność wodna polowa to wilgotność odwadnianej w naturalny sposób gleby w 2-3 dni po pełnym nasyceniu. Wielkość pojemność wodna polowa wyraża się stosunkiem wagowym wilgoci do suchej gleby w procentach lub ułamku dziesiętnym, a także stosunkiem objętościowym, np. 1/m3.
Znaczenie Polowej Pojemności Wodnej dla Roślin
Wilgotność gleby optymalna dla rozwoju większości roślin uprawnych wynosi od 70 do 85% polowej pojemności wodnej (PPW). Zawartość wody odpowiadająca polowej pojemności wodnej jest tą z jakiej rośliny mogą w pełni korzystać. Obniżenie się wilgotności gleby poniżej poziomu 70% PPW ma bezpośredni wpływ na zahamowanie wzrostu i rozwoju roślin i w konsekwencji obniża wielkość i jakość plonu. W takiej sytuacji należy jak najszybciej dostarczyć niezbędną ilość wody roślinom, na przykład poprzez zabieg nawadniania.
Czynniki Wpływające na Polową Pojemność Wodną
Polowa pojemność wodna jest bardzo ściśle zależna od składu granulometrycznego i charakteru materii organicznej gleby. Największą zdolność do zatrzymywania wody użytecznej dla roślin mają gleby lessowe, pyłowo-ilaste oraz gliny średnie, natomiast najmniej wody gromadzą gleby wytworzone z luźnych piasków. Warto dodać, że w Polsce dominują gleby lekkie i bardzo lekkie, których jest około 65%.
Pory gleby mają największy wpływ na pojemność wodną. Przeciętna gleba orna składa się z ok. 50% stałych składników mineralnych, ok. 7% próchnicy i ok. 43% pustych objętości. Te puste przestrzenie są wypełnione powietrzem lub wodą w zależności od ich średnicy i zaopatrzenia w wodę w danym miejscu. Szerokie makropory są wypełnione powietrzem. W okresach deszczu wypełniają się wodą i odprowadzają ją do podglebia. Po jednym do dwóch dni są one ponownie puste, ponieważ nie mogą utrzymać wody pod wpływem grawitacji, a następnie służą do napowietrzania gleby. W wąskich makroporach woda może przesączać się tylko powoli i w okresie wegetacji jest nadal wykorzystywana przez rośliny. W mezoporach woda jest zatrzymywana grawitacyjnie. Wraz z zapasami wody w wąskich makroporach, woda ta zalicza się do wody ogólnie dostępnej. W dłuższej perspektywie woda w mezoporach jest najważniejsza dla roślin. Przechowują one wodę dostępną dla roślin i mogą dostarczać roślinom wodę z głębszych warstw za pomocą podsiąkania kapilarnego. W mikroporach woda glebowa jest tak silnie związana siłami adhezji, że roślina nie może już jej pobrać. Określa się to mianem wody martwej. Oznacza to, że napięcie korzeni nie wystarcza już do pobierania wody z gleby.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Typ gleby ma również duży wpływ na pojemność wodną. Gleby jakie znamy różnią się pod względem granulacji, struktury, zawartości materii organicznej i rozkładu wielkości porów. Zwykle w odniesieniu do pojemności wodnej stosuje się następujące zasady: piasek < gleby pyłowe < ił < glina < torf. Ze względu na duże cząstki i wysoki udział makroporów, gleby lekkie, piaszczyste i lekko gliniaste, mają niską pojemność wodną. Woda szybko przenika do gleby i nie jest dostępna dla roślin przez bardzo długi czas. Jeśli struktura jest dobra, gleby średnie, od silnie gliniastego piasku do gliny pylastej, mają średnią pojemność wodną, są wystarczająco wentylowane i mogą być łatwo uprawiane. Gleby ciężkie, gliniaste lub ilaste, mają bardzo dużą pojemność wodną. W tych glebach szczególnie udział drobnych porów, a tym samym udział wody martwej, jest bardzo wysoki.
Oprócz porów i rodzaju gleby, zawartość próchnicy również odgrywa ważną rolę w odniesieniu do pojemności wodnej gleby. Ponieważ próchnica wpływa na właściwości fizyczne gleby, wpływa również na jej pojemność wodną. Próchnica wiąże mineralne cząstki gleby, tworząc strukturę gleby z dużą ilością pustych przestrzeni, stabilizuje tkankę gleby i poprawia jej strukturę. Ponadto zwiększa objętość porów, a tym samym zapewnia optymalne wymagania dotyczące zaopatrzenia w powietrze i wodę.
Zawartość próchnicy również determinuje ilość wody magazynowanej w glebie. Wartości dotyczące tego, jak wysoki jest poziom magazynowania wody poprzez tworzenie się próchnicy, są różne. Ogólnie rzecz biorąc, obowiązuje następująca zasada: próchnica może zmagazynować od trzech do pięciu razy więcej wody niż sama waży. W jednym z artykułów Federalne Ministerstwo Żywności i Rolnictwa (Federal Ministry of Food and Agriculture) podaje wartości wzrostu o 2 - 4% dla pojemności wodnej i 13 - 28% dla pojemności użytkowej pola w wyniku nagromadzenia 500 ekwiwalentów próchnicy/ha (jeden ekwiwalent próchnicy odpowiada 1 kg węgla próchnicznego).
Metody Poprawy Polowej Pojemności Wodnej
Oprócz stosowania różnego rodzaju systemów nawadniania, które są najbardziej efektywne na glebach lekkich, w latach o dużych i bardzo dużych niedoborach opadów oraz w roślinach o dużych wymaganiach wodnych, możemy poprawić zdolności retencyjne gleby poprzez stosowaniu różnego rodzaju zabiegów agrotechnicznych i agromelioracyjnych. Niezależnie od wyboru określonego zabiegu zawsze powinien on poprawiać zdolność gleby do gromadzenia wody w jej profilu na poziomie minimum 70% PPW.
- Na glebach lekkich: O małej zawartości części spławialnych i substancji organicznej, będą to zabiegi, które zwiększają ich zawartość, na przykład uprawa uproszczona, siew międzyplonów, nawożenie naturalne i organiczne, mulczowanie, stosowanie polimerów strukturotwórczych.
- Na glebach cięższych: Uprawa roli powinna skupiać się na zabiegach, które ją rozluźnia, jak na przykład głęboka orka przedzimowa, intensywniejsza uprawa przedsiewna czy też stosowanie narzędzi aktywnych.
Oczywiście na glebach lekkich też można stosować zabiegi agromelioracyjne, w celu poprawy polowej pojemności wodnej, ale ich rola polega na dostarczeniu w głąb profilu glebowego odpowiedniej ilości masy organicznej, na przykład przy zastosowaniu tzw. orki melioracyjnej. Cenną grupę zabiegów poprawiających polową pojemność wodną różnych gleb stanowi fitomelioracja.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Woda w glebie: Obfitość vs. Niedobór
Kontrast między silnie nasyconymi wodą glebami wiosną i suchymi glebami latem wydaje się coraz większy. Po topnieniu śniegu lub po dużych opadach deszczu gleby są wypełnione wystarczającą ilością wody na wiosnę, podczas gdy wydają się wysychać w miesiącach letnich.
Jako prostą miarę pojemności wodnej można określić polowa pojemność wodna (PPW) lub maksymalną pojemność wodną. Ilość wody, która jest dostępna dla roślin, nazywana jest woda ogólnie dostępna (WOD) i jest ograniczona przez stały współczynnik wilgotność trwałego więdnięcia roślin (WTW). WTW zazwyczaj wynosi pF 4,2. Woda zatrzymana w najdrobniejszych porach o napięciu większym niż pF 4,2 nie jest dostępna dla roślin i nazywana jest wodą martwą (DW).
Wpływ Uprawy Roli na Polową Pojemność Wodną
Celem uprawy roli jest poprawa warunków wzrostu upraw bez niszczenia struktury gleby, żyzności gleby i organizmów glebowych, a w najlepszym wypadku nawet ich poprawa. Orka jest sprawdzoną metodą uprawy. Gleba jest nie tylko głęboko spulchniana, ale także odwracana, a resztki pożniwne i chwasty są wprowadzane do gleby. Głębokie spulchnianie i mieszanie gleby zaburzają strukturę gleby i ciągłość porów, ograniczając szybkie odprowadzanie wody do głębszych warstw. Co więcej, każdy zabieg uprawowy pługiem zaburza populację dżdżownic. W rezultacie zmniejsza się liczba kanałów i porów przenoszących wodę. Zakłóca to również podsiąkanie kapilarne, a tym samym zaopatrzenie roślin w wodę z głębszych warstw gleby. Ponadto można utworzyć kilka warstw: podeszwa płużna, warstwę mazistą na dnie bruzdy i warstwę maty słomianej. Inne możliwe warstwy, które mogą powstać to rozmyta warstwa na głębokości uprawy napędzanej bron wirnikowej. Powstałe zakłócenie w wierzchniej warstwie gleby również wpływa na ciągłość porów i zaopatrzenie gleby w wodę. Te wspomniane, antropogeniczne warstwy zakłócają również tworzenie się i wzrost korzeni w dół. Wszystko to skutkuje niską wydajnością infiltracji, a w rezultacie zwiększonym spływem powierzchniowym. Większa utrata wody jest spowodowana również całkowitym odsłonięciem powierzchni pola po wykonaniu orki. Woda glebowa w wierzchniej warstwie łatwiej ulatnia się do atmosfery z powodu parowania.
Szybko staje się jasne, że uprawa płużna jest niewystarczająca pod względem wydajności wodnej. Użycie pługa na suchych stanowiskach lub w okresach silnej suszy jest problematyczna, ponieważ późniejsze dostarczanie wody z głębszych warstw nie może być zapewnione z powodu zniszczonego podsiąku kapilarnego.
Siew bezpośredni to metoda wysiewu bez wcześniejszej uprawy gleby. Wymagane są specjalne siewniki do siewu bezpośredniego, które otwierają szczeliny siewne, w których umieszczane są nasiona. Następnie nasiona zamyka się w burdzie siewnej i przykrywa się glebą. W ten sposób pobudzana jest struktura gleby i jej organizmy. Gleby uprawiane metodą No-Till charakteryzują się wysoką zdolnością do infiltracji wody i wysokim podsiąkaniem kapilarnym wody. Jednym z powodów jest wyraźna ciągłość porów, która sprzyja pionowemu transportowi wody. W tej metodzie agronomicznej zachowane są naturalne warstwy gleby. Dzięki temu stałe istniejące kapilary przyczyniają się do ciągłego podnoszenia się wody z głębszych warstw gleby. Co więcej, spływająca woda deszczowa może lepiej infiltrować do gleby i być tam zatrzymywana. Ponadto metoda uprawy bez orki sprzyja rozwojowi organizmów glebowych, a głównie dużych populacji dżdżownic, które poprawiają strukturę gleby i jej żyzność. Ze względu na resztki roślinne leżące na powierzchni gleby i zwiększoną stabilność perkolacyjną agregatów wierzchniej warstwy gleby, pola uprawiane w systemie No-Till są chronione przed zamuleniem. Warstwa ściółki nie tylko zapobiega zamulaniu i erozji, ale także ma efekt przechwytywania.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
Najczęściej stosowaną metodą jest siew w mulcz. Oznacza to wysiew plonu głównego w resztki pożniwne poprzedniego plonu lub międzyplonu. Przed siewem gleba jest głęboko lub płytko spulchniana, ale nie odwracana. Zazwyczaj stosuje się kultywatory, ale także brony talerzowe lub napędzane narzędzia uprawowe (brony aktywne). Przed siewem lub w czasie siewu można przeprowadzić przygotowanie łoża siewnego w postaci płytkiej uprawy.
Głębokie spulchnianie i mieszanie gleby wpływają na zaopatrzenie w wodę w podobny sposób jak orka: struktura gleby, ciągłość porów, kanały dżdżownic i kapilarność są zaburzone. Płytkie spulchnianie można bliżej porównać do metody siewu bezpośredniego. Przeprowadzana jest tylko płytka uprawa, dzięki czemu struktura gleby ze wszystkimi jej naturalnymi warstwami, ciągłością porów, kanałami dżdżownic i wzrostem kapilarnym jest zachowana w największym możliwym stopniu. Zasadniczo siew w mulcz może zmniejszyć nagrzewanie się gleby, a także parowanie dzięki warstwie mulczu z resztek roślinnych, a tym samym zmniejszyć utratę wody.
Konsolidacja po uprawie jest niezbędna do przywrócenia kontaktu nasion z glebą i podsiąkania kapilarnego. Ponadto poprawia rozkład makroporów, średnich i drobnych porów, a tym samym dopływ powietrza i wody.
Uprawy poplonowe mają wiele pozytywnych skutków dla gleby, a tym samym wpływają na zaopatrzenie w wodę. Przyczyniają się do poprawy struktury gleby i budowania próchnicy, np. poprzez całoroczne ukorzenienie i materię organiczną. Prowadzi to do zwiększenia pojemności wodnej i poprawy wydajności infiltracji gleby, co z kolei zapobiega spływowi powierzchniowemu. Ponadto międzyplony przyczyniają się do magazynowania wilgoci zimą.
We wszystkich systemach uprawy, prace w polu muszą być dostosowane do pogody i wilgotności gleby. W momencie uprawy gleba musi być sucha. Uprawa w wilgotnych warunkach wiąże się z wieloma problemami. Zagęszczenie prowadzi do ograniczonego wchłaniania i magazynowania wody. W zagęszczonej glebie niszczone są makropory i ciągłość porów. W rezultacie pory o ograniczonej objętości, które pierwotnie były wypełnione powietrzem, są teraz wypełnione wodą, w wyniku czego woda glebowa spływa i nie przesiąka. Co więcej, wzrost i rozwój korzeni jest ograniczony, co oznacza brak zaopatrzenia rośliny w wodę.
Właściwości podsiąkania zagęszczonych gleb o niskiej wydajności infiltracji można poprawić poprzez ukierunkowane głębokie spulchnienie i właściwą uprawę gleby. Wymaga to jednak całkowicie suchej gleby!
Im rzadziej uprawiasz glebę, tym mniej wody tracisz. Jeśli prowadzona jest uprawa, obowiązuje następująca zasada: im płytsza uprawa i mniej intensywne mieszanie, tym więcej wody jest oszczędzane. Uprawa prowadzi do wysuszenia wierzchniej warstwy gleby i przerwania kapilarności. Jeśli zależy Ci na podsiąkaniu kapilarnym / sekwencyjnym dostarczaniu wody z dolnych warstw gleby, powinieneś ograniczyć (zrezygnować) z głębokiej uprawy gleby.
Innym środkiem zapobiegającym utracie wody jest przykrycie gleby resztkami roślinnymi. Ściółka ma działanie izolacyjne i zapewnia ochronę przed erozją i spływem powierzchniowym.
tags: #wilgotnosc #polowej #pojemnosci #wodnej #zulawy
