Měření kapkové eroze ve chmelnicích a možnosti její regulace

08. 05. 2023 Ing. Jiří Dreksler a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 1596x

Kapková eroze je základem erozních procesů. Vzniká v důsledku kapek deště nebo odkapávající vody z rostlin. Kapky rozbíjejí navlhající půdní agregáty a jemné částice půdy vzniklé rozpadem půdní struktury se společně s bobtnáním půdních agregátů podílejí na omezení infiltrace.

Tyto částice jsou uvolněny rovněž do vody nacházející se na povrchu půdy a mohou být vodou následně transportovány dopadá-li na půdu větší množství vody, než je schopna přijmout infiltrací, začíná se voda hromadit na jejím povrchu a dochází k povrchovému odtoku.

Tradičním způsobem zpracování půdy ve chmelnicích je černý úhor. Jeho negativní vlastnosti spočívají zejména v systematickém utužování půdy, zhoršení půdní struktury, půdní úrodnosti a snížení obsahu organické hmoty v půdě. V posledních letech prodělává tento pohled na ošetřování půdy v trvalých kulturách významné změny. Stranou tohoto trendu bohužel stojí chmelnice, v posledních letech se však objevují pěstitelé, kteří meziřadí ozeleňují. Základní parametry ozeleňovacích směsí jsou: druhová bohatost, pozitivní protierozní funkce a pozitivní působení na chemické, fyzikální a biologické vlastnosti půdy.

Co je to eroze?

Literatura uvádí dva hlavní typy eroze: geologickou a zrychlenou erozi. Geologická eroze je přirozená a v malé míře se vyskytuje na všech půdách - je součástí půdotvorného procesu. Tato eroze probíhá po dlouhou dobu a není ovlivněna lidskou (antropogenní) činností. Pokud míra eroze překročí určitou kritickou hodnotu, mluvíme o ní jako o erozi zrychlené, která s sebou přináší veškerá negativa s erozí spojená. Zrychlená eroze je způsobována antropogenní činností.

Po celém světě je chmel pěstován v řadách o šířce 2,7 až 4,2 m a kvůli této vzdálenosti není půda v meziřadí chmelnic chráněná. Bohužel vlivem zvlněného terénu lze na Žatecku pozorovat na horních úsecích svahů plošnou erozi. Ta ve středních a převážně spodních částech svahů může přecházet v mnohem více závažnou rýhovou či výmolovou erozi. Eroze půdy je velikým problémem českého chmelařství, neboť většina ploch je založena na svazích do sklonu 4˚. Pokud se pozemky chmelnic vyskytují v morfologicky členitém území, dochází k vodní erozi při každém větším dešti. Během několika málo let tak může v důsledku eroze dojít ke snížení orniční vrstvy i o několik centimetrů.

Mechanizmus eroze

Eroze půdy je dvoufázový proces, který zahrnuje: oddělení jednotlivých půdních agregátů od půdy a jejich transportu erozivními činiteli (vodou, větrem). Pokud je energie potřebná k transportu částice vyčerpána, nastává třetí fáze - depozice erodovaného materiálu.

Kapková eroze

Kapkovou erozi můžeme popsat jako proces, při kterém dešťové kapky dopadající na nechráněný povrch půdy, způsobují rozrušení půdních agregátů a uvolnění půdních částic. Pokud je intenzita a úhrn deště větší, než je půda schopna pojmout, dochází k povrchovému odtoku.

Po dopadu kapky, dochází na povrchu půdy k jejímu rozstříknutí v podobě menších kapiček různých velikostí spolu s půdními částicemi. Větší půdní částice (50–2000 µm) jsou transportovány jako samostatná zrna, zatímco částice, jejichž rozměr je menší než 50 µm, jsou transportována spolu s malými kapkami vzniklými rozpadem původní velké kapky. Pokud dochází ke kapkové erozi na svahu, posun půdních částic se úměrně zvyšuje se sklonem svahu, v případě, že dochází ke kapkové erozi na rovné ploše, tak k posunu půdních částic dochází minimálně, neboť prostor po vymrštěné půdní částici obsazuje půdní částice jiná.

K omezení rizik kapkové eroze ve chmelnici lze přispět přítomností živého či mrtvého mulče v meziřadí i hrůbku. Primárně jsou tyto postupy vnímány jako cesta ke snížení rizika rozvoje plevelů, ale i v hrůbku dochází v důsledku porostní srážky a závlahy ke vzniku kapkové eroze. Za efektivní způsob omezení erozních procesů v hrůbku lze považovat systémy mulčování meziřadí se souběžným ukládáním mulčované biomasy na stěnu hrůbku, případně na kolejovou stopu.

Metoda měření kapkové eroze na lokalitě Kozojedy

Měření kapkové eroze (obr. 1) probíhalo pomocí záchytných trychtýřů definovaných na základě metodiky Brant a kol. (2017), která vychází z modifikace metody dle Bollinne (1975).

Obr. 1: Instalace záchytných trychtýřů pro měření kapkové eroze

Použity byly záchytné trychtýře o vnějším průměru trychtýře 125 mm s výpustí o vnitřním průměru 25 mm. Jako záchytné nádoby budou použity plastové láhve s uzávěrem (obr. 2).

Obr. 2: Schéma záchytného trychtýře

Zachycená suspenze v láhvi byla přefiltrována přes filtrační papír (KA1/185) a následně bude usušena při 95 °C (sušení 5 h). Pro stanovení rozptýleného množství zeminy aktivitou srážek bude použit algoritmus podle Poesen a Torri (1988). Měření probíhala na lokalitě Kozojedy v meziřadí chmelnice osetém na podzim (tři vegetační pokryvy půdy) a na kontrole bez vegetace. Trychtýře byly umístěny ve středu řádku s chmelem (obr. 3, 4).

Obr. 3: Instalovaný trychtýř v porostu ovsa nahého a svazenky vratičolistá

Obr. 4: Instalovaný trychtýř v porostu hrachu rolního

Vegetační pokryvy

Hodnocené porosty, včetně specifikace výše výsevků, v hospodářském roce 2021/22 dokládá tabulka 1. Výsev probíhal ze dvou univerzálních rozmetadel, z nichž jedno bylo vybaveno výsevním válečkem pro výsev velkosemenných druhů a vývody byly směřovány před opěrný válec rotačních bran. Takto vyseté druhy (oves nahý, hrách rolní) byly seté 6 vývody do pásků cca 0,2 m širokých. Druhá jednotka byla vybavena výsevním válečkem pro drobnosemenné druhy a vývody byly vyústěné do 3 rozptylovačů, které zajistily rovnoměrný rozptyl drobnosemenných druhů mezi pásky nosných komponent směsí. Vyseté druhy mají zajistit pokryvnost do řezu chmele, proto byly zvoleny i nevymrzající druhy.

Podzimní vývoj porostů byl oproti předchozímu roku (2020) pomalejší. Na dynamice vývoje se podepsalo podzimní sucho. Na přelomu října a listopadu spadly srážky v úhrnu 35 mm. Suché a chladné počasí se také odrazilo ve vývoji rostlin plevelných druhů, které kvůli suchu na podzim téměř nevzcházely, a tak nepředstavovaly pro meziplodiny konkurenci.

Oves nahý opět dobře přezimoval, v suchém podzimu lépe vzešel oves vysetý do pásků před válec než oves vysetý plošně na povrch půdy rozptylem. Rostliny vyseté před válec měly i větší habitus. Hloubka prokořenění u ovsa nahého se pohybovala kolem 0,12 m

Hrách rolní (ozimá forma) rovněž dobře vzešel, hloubka prokořenění se v březnu pohybovala kolem 0,25 m, v jarním období rostliny hrachu limitoval nedostatek vody, na jejích kořenech se v menší míře vyskytovaly hlízky. Problémem omezeného nasazení hlízek může být vyšší zásoba dusíku v meziřadí chmelnice.

Hořčice bílá na podzim sice vzešla, ale opět po nástupu přízemních mrazů vymrzla. Po vymrznutí se porost choval jako čistosev ovsa, proto nebyl v následném roce hodnocení samostatně sledován.

Svazenka vratičolistá bez větších problémů přečkala mrazy a v březnu opět vegetovala.

Jetel inkarnát měl při plošném výsevu problém vzejít a vlhčí podzim roku 2020 mu vyhovoval lépe. V průběhu dubna rostliny intenzivně rostly.

Tab. 1: Rostlinné druhy vyseté do meziřadí za účelem měření kapkové eroze

Výsledky

Z grafu 1 je patrné, že hodnoty MSR jsou největší na kontrolní variantě bez vegetačního pokryvu. Toto jasně dokládá přínosnost vegetačních pokryvů v meziřadí chmelnice, které zabraňují projevům eroze. Datum srážky 7. 7. 2022 ukazuje, že hodnota kapkové eroze je větší na variantě oves nahý. Důvodem je rozklad mulče a zároveň zaplevelení kontrolní varianty pěťourem maloúborným a ptačincem prostředním.

Při použití vegetačních pokryvů jako protierozní ochrany je nutné pracovat s živým a mrtvým mulčem meziplodin. Pokud použijeme jednoděložné druhy, je možné mulčováním nad odnožovacím uzlem docílit delšího pokrytí meziřadí mulčem. Biomasa rostoucích meziplodin i jejich mulč spolu se stabilitou půdních agregátů zajišťují ochranu před kapkovou erozí a erozí obecně.

Graf 1: Hodnoty kapkové eroze v meziřadí chmelnic v závislosti na použití meziplodiny vyjádřené jako hodnota deštěm uvolněné půdy MSR na lokalitě Kozojedy

Závěry

• Kvalitně založené porosty meziplodin poskytují ochranu proti kapkové erozi.
• V rámci experimentu bylo dokázáno, že na neoseté kontrole jsou hodnoty MSR až 7× vyšší než na variantě oseté meziplodinami.
• Nejoptimálnějším řešením pro eliminaci kapkové eroze se jeví použití děleného výsevu, kdy hlavní komponenta (velkosemenný druh) je vysévána do pásků a prostor mezi pásky vyplňuje vedlejší komponenta (drobnosemenný druh); je pomocí rozptylovačů vyseta mezi pásky (varianta oves nahý + svazenka vratičolistá) - to zajišťuje optimální pokrytí půdy a výraznější omezení kapkové eroze než varianta pouze vysetá do pásků (varianty oves nahý a hrách rolní).
• Výsevem a vhodným managementem meziplodin můžeme dosáhnout téměř celoroční ochrany proti kapkové erozi.

Literatura je k dispozici u autorů.
Autoři práce děkuje panu Ing. Václavu Emingerovi za možnost provedení poloprovozních pokusů.
Práce vznikla v rámci projektu NAZV QK1910170.
Ing. Jiří Dreksler, Doc. Ing. Václav Brant, Ph.D., Ing. Pavel Procházka, Ph.D., Bc. Jan Matějka; Česká zemědělská univerzita v Praze