Propustnost půdy pro vodu v období po sklizni polních plodin

31. 01. 2021 Doc. Ing. Petr Novák, Ph.D., Doc. Ing. Jiří Mašek, Ph.D.; Česká zemědělská univerzita v Praze Technologie pěstování Zobrazeno 3243x

Článek je zaměřen na hodnocení metod zpracování půdy v návaznosti na infiltraci vody do půdy v podzimním období. Měření se uskutečnilo na polním pokusu založeném v lokalitě se zvýšeným rizikem výskytu erozních událostí. Pokus má 3 varianty s bezorebným zpracováním půdy, a 4 varianty s konvenčním zpracováním půdy, z nichž 1 varianta představuje variantu kontrolní, udržovanou bez vegetace. Měření bylo provedeno metodou kruhových vsakovacích nádob. Výsledky potvrzují příznivý vliv několikaletého zpracování půdy bez orby na vsakování vody do půdy.

Vodní eroze a zpracování půdy

Vodní eroze představuje jeden z nejvýznamnějších problémů zemědělství v ČR. Janeček (2005) uvádí, že více než polovina ploch polí v ČR je ohrožena vodní erozí. Tento problém nabývá na důležitosti díky prudkému rozmachu pěstování širokořádkových plodin. Jedná se zejména o kukuřici pěstovanou za účelem produkce fytomasy pro energetické účely (využití v bioplynových stanicích). Tento fakt v kombinaci se svažitostí pozemků vede k většímu potenciálnímu nebezpečí výskytu erozních událostí na zemědělské půdě (obr. 1).

Důležitou vlastností půdy je propustnost půdy pro vodu. Při vysoké propustnosti dochází k rychlému vsáknutí většího množství vody při dešťových srážkách, a tím ke snížení povrchového odtoku vody. Nízký povrchový odtok pak znamená menší ohrožení půdy smyvem půdních částic. To se může projevit snížením rizika vzniku erozních událostí i příznivým vlivem na ochranu krajiny před vznikem lokálních povodní. Na propustnost půdy pro vodu mají přímý vliv fyzikální vlastnosti půdy, zejména pórovitost, objemová hmotnost, a také obsah organické hmoty v půdě a zrnitostní složení půdy. Díaz-Zorita et al. (2002) dokládají, že fyzikální vlastnosti půdy mají vztah k mechanickým zásahům do půdy, tedy k metodám zpracování půdy.

Redukované zpracování půdy může zvýšit propustnost půdy pro vodu a zároveň může přispívat k redukci povrchového odtoku vody a rizika eroze půdy. Naproti tomu tradiční zpracování půdy vytváří homogenní vrstvu půdy, která může snížit vsakování vody (Titi 2002). Shipitalo et al. (2000) také potvrzují, že půdoochranné technologie mohou redukovat povrchový odtok a zvýšit infiltraci vody do půdy. Po orbě se sice výrazně zvýší objem velkých pórů ve zpracované vrstvě půdy, což zpravidla usnadní přijímání srážkové vody půdou, po několika měsících se však situace může výrazně změnit v neprospěch vsakování vody do půdy (Hůla a kol. 2009).

Polní pokus

Pro účely měření byl založen polní pokus na pozemku s průměrnou svažitostí 5,4°. Pozemek se nachází v lokalitě Nesperská Lhota u Vlašimi v nadmořské výšce 420 m. Půda na pozemku je lehká kambizem. Polní pokus je tvořen sedmi variantami, z nichž varianta č. 7 je variantou kontrolní (černý úhor). Rozměr parcely pro jednu variantu je 6 × 50 m. Delší strana je orientovaná po spádnici. K založení pokusu došlo již na podzim 2009, pokus je koncipován jako mnohaletý (více než 10 let trvání).

Varianty pokusu:

1. Konvenční technologie zpracování půdy pro kukuřici - orba na podzim, přes zimu ponechána hrubá brázda, na jaře předseťová příprava půdy smykem s hřebovými bránami, setí kukuřice.
2. Varianta s orbou, jarní obilnina - orba na podzim, přes zimu ponechána hrubá brázda, na jaře předseťová příprava půdy smykem s hřebovými bránami, zasetí ovsa.
3. Varianta s orbou, kukuřice s ochrannou podplodinou (ozimá obilnina zasetá na jaře vysévaná pouze do prostoru meziřadí) - orba na podzim, přes zimu ponechána hrubá brázda, na jaře předseťová příprava půdy smykem s hřebovými bránami, zasetí tritikale, setí kukuřice.
4. Varianta bez orby, kukuřice bez ochranné podplodiny, s jarní předseťovou přípravou půdy - podmítka po sklizni předplodiny talířovým kypřičem, na jaře zpracování půdy radličkovým kypřičem do hloubky 0,10 m, setí kukuřice.
5. Varianta bez orby, jarní obilnina - bez jakéhokoliv zpracování půdy, na jaře zasetí ovsa.
6. Varianta bez orby, kukuřice zasetá do vymrzající meziplodiny (hořčice bílá). Na podzim 2010 kypření radličkovým kypřičem a zasetí meziplodiny, na jaře bez zpracování půdy, pouze vysetí kukuřice.
7. Varianta „černý úhor“ - na podzim orba, přes zimu ponechána hrubá brázda, na jaře zpracování půdy pomocí smyku a bran, udržováno bez vegetace – 5× aplikace neselektivního herbicidu (Roundup Rapid 3,0 l/ha).

Měření se uskutečnilo na konci září, po sklizni kukuřice z ploch s touto plodinou. Z metod, které lze využít pro měření vsakování vody do půdy (metoda simulace dešťových srážek, metoda kruhových infiltrometrů a metoda vsakovacích nádob), byla pro měření zvolena metoda kruhových vsakovacích nádob, kterou použili Bagarello a kol. (2004). Kruhové nádoby měly průměr 0,15 m a výšku 0,15 m. Po zapuštění nádob 4–5 cm pod povrch půdy byla do vsakovacího prostoru nalita voda o známém objemu (0,5 dm³) a následně byl pomocí digitálních stopek změřen čas vsáknutí veškerého objemu vody v nádobce. Po přepočtu byla vyjádřena rychlost infiltrace vody do půdy v milimetrech za minutu. U každé varianty polního pokusu se uskutečnilo 10 opakování měření, extrémní hodnoty byly vyloučeny.

Vlhkost půdy před měřením a po jeho provedení byla měřena pomocí přístroje Theta Probe ML2. Výsledky jsou vyjádřeny v procentech objemu.

Obr. 1: Při pěstování kukuřice s využíváním konvenčního zpracování půdy může docházet při intenzivních dešťových srážkách k nevratnému poškozování půdy vodní erozí

Obr. 2: Secí stroj s dvoukotoučovými secími botkami, opěrnými koly, které působí jako omezovače hloubky setí (umožňují dodržet zvolenou hloubku setí na pozemcích s různým odporem půdy vůči pronikání kotoučů do půdy) a přítlačnými koly; předřazené šikmo postavené kotouče s prsty jsou určeny pro odhrnování rostlinných zbytků do stran v pruzích před vlastními secími botkami

Obr. 3: Při setí na svažitých pozemcích by měla být dodržena zásada vést řádky plodiny ve směru vrstevnic - funkce secích botek přispívá ke zvětšení drsnosti povrchu půdy, což je oceňováno jako dílčí příspěvek k omezování povrchového odtoku vody a rizika smyvu zeminy

Výsledky

V tabulce 1 jsou uvedeny naměřené hodnoty vlhkosti povrchové vrstvy půdy bezprostředně před a bezprostředně po měření vsakování vody do půdy. Z naměřených hodnot je vidět relativně nižší nárůst vlhkosti u variant se zpracováním půdy bez orby. To naznačuje vyšší rychlost infiltrace. Je předpoklad, že po několikaletém využívání postupů bez orby může voda rychleji infiltrovat do půdy a nezůstávat na povrchu nebo v podpovrchové vrstvě půdy.

Na grafu 1 je uvedena naměřená rychlost infiltrace vody do půdy u jednotlivých variant polního pokusu. Výsledky tohoto experimentu potvrzují příznivý vliv bezorebných technologií na infiltraci vody do půdy na tomto stanovišti. To může mít dopad na rychlé vsakování srážkové vody zejména při intenzívních deštích. Nejvíce se příznivý vliv projevil u variant 5 a 6 (jarní obilnina, kukuřice založená do vymrzající meziplodiny), které byly zpracovávány bezorebně již 3 roky. Je tak rovněž potvrzena potřeba několika let pro obnovu půdní struktury po aplikaci těchto technologií. Po setí kukuřice do vymrzající meziplodiny (varianta 6) je z hlediska propustnosti půdy pro vodu předpokládaným příznivým efektem výskyt makropórů po kořenech hořčice bílé. Tyto velké póry urychlují gravitační vsakování vody.

Uvedené výsledky, spolu s výsledky předchozími, mohou podpořit praktické užívání standardů DZES.

V podmínkách České republiky je využívání půdoochranných technologií s protierozním účinkem zvlášť aktuální při pěstování kukuřice na lehčích půdách. Důležité je, že pro realizaci těchto technologií jsou v současnosti k dispozici vhodné stroje, zejména kypřiče a secí stroje. Na obr. 2 a obr. 3 jsou ukázky secích strojů na přesné setí s kotoučovými secími botkami a omezovači hloubky setí, které jsou vhodné pro setí kukuřice a slunečnice v postupech s výskytem rostlinných zbytků na povrchu půdy v době setí. Secími stroji s klasickými radličkovými secími botkami nelze kukuřici v těchto technologiích kvalitně zasít. Výhodou secích strojů uvedených na obr. 2 a 3 je jejich široká po­užitelnost - mohou být využity jak v minimalizačních a půdoochranných technologiích, tak v postupech konvenčního zpracování půdy s orbou. Pro zapravení minerálních hnojiv do půdy současně se setím jsou využívány kotoučové pracovní nástroje.

Tab. 1: Vlhkost půdy u jednotlivých variant polního pokusu

Graf 1: Rychlost infiltrace u jednotlivých variant polního pokusu - úsečky představují měřitelný rozsah hodnot

Závěr

Výsledky dokládají význam použité technologie zpracování půdy pro schopnost půdy přijímat vodu ze srážek a s tím související schopnost půdy odolávat vodní erozi. U netradičních postupů bez orby se může zvýšené vsakování vody do půdy a příznivý protierozní efekt projevit až po vzniku vhodné půdní struktury s příznivými fyzikálními vlastnostmi půdy. Důležitým agrotechnickým opatřením je cílené využívání rostlinné biomasy zejména na povrchu půdy.

Pozitivní účinky vymrzající meziplodiny při pěstování kukuřice se projevily i v předchozích polních pokusech. Důležitou podmínkou je včasné zasetí meziplodiny - do začátku září. Jen tak může meziplodina vytvořit dostatek biomasy během konce léta a počátkem podzimu, což je předpokladem potřebného půdoochranného efektu. Setí kukuřice do vymrzající meziplodiny v současnosti nečiní větší potíže - důvodem je postupné vybavování zemědělských podniků stroji na přesné setí s kotoučovými secími botkami a účinnými pracovními nástroji k zapravení osiva zeminou.

Literatura je u autorů.