Zarządzanie wodą w glebie

Wielkość agregatów glebowych znajdujących się w warstwie siewnej decyduje o ilości odparowującej z niej wody. Agregaty o średnicy mniejszej niż 2 mm ograniczają parowanie wody. Słoma znajdująca się na powierzchni pola również zmniejsza parowanie wody, odbija bowiem promieniowanie słoneczne i ogranicza nagrzewanie powierzchni gleby.

Jeżeli po siewie nasion nie spadnie deszcz, to o kiełkowaniu i wschodach roślin decyduje woda znajdująca się w warstwie siewnej gleby oraz warstwach położonych głębiej bezpośrednio do niej przylegających. W sytuacji takiej szczególnego znaczenia nabiera zatrzymanie i zarządzanie wodą w glebie w celu umożliwienia kiełkowania nasion.

Promieniowanie słoneczne nagrzewa glebę

Gdy słońce wschodzi i zaczyna oświetlać świeżo zasianą glebę, energia jego promieniowania powoduje podgrzewanie wody znajdującej się w warstwie, w której znajdują się nasiona i warstwie położonej bezpośrednio pod nią. Pewna część cząsteczek wody otrzymuje wystarczającą ilość energii, aby przejść w stan gazowy i w formie pary wodnej ulotnić się do atmosfery.

Know How channel

Gdy promienie słoneczne ogrzewają glebę, zjawisko parowania wody z jej powierzchni można dostrzec w sposób bezpośredni,  co przedstawiono na zdjęciu powyżej. Wspomniane zjawisko nie różni się zasadniczo od parowania wody podgrzewanej w naczyniu.

Cząstki pyłu umożliwiają stratę wody

Przebieg procesu parowania wody z powierzchni obsianego pola zależy zasadniczo od wielkości agregatów glebowych znajdujących się w warstwie, w której umieszczono nasiona.

Know How channel

Cząstki gleby

Źródło: R. Heinonen, Soil management and crop water supply, Wydział Gleboznawstwa, Szwedzki Uniwersytet Rolniczy (Sveriges lantbruksuniversitet), Uppsala 1985, rys. 26 na s. 71.

Na powyższym rysunku ukazano zależność pomiędzy parowaniem wody, a średnicą cząstek lub agregatów glebowych. Pierwsze maksimum parowania występuje przy wielkości cząstek wynoszącej 0,005 – 0,02 mm. Taka wielkość cząstek odpowiada frakcji pyłowej, w której zachodzi zjawisko kapilarności czyli podsiąku wody do powierzchni gleby z warstw głębszych. W przypadku gleb pyłowych należy przerwać podsiąkanie kapilarne wody, aby nie doprowadzać do bezproduktywnego parowania.

Duże bryły tworzą zaburzenia

Drugie maksimum ilości parującej wody występuje, gdy wielkość agregatów glebowych przekracza 50 mm. Znaczącą ilość agregatów tej wielkości często spotyka się na glebach o dużej zawartości cząstek spławianych. Jeżeli w warstwie, w której umieszczono nasiona znajdują się tak duże agregaty, następuje gwałtowny ruch powietrza i wysychanie gleby. Pomiędzy tymi dwoma maksimami znajdują się warunki, w których parowanie wody jest najmniejsze. Występuje to, gdy średnica agregatów glebowych wynosi około 2 mm. Agregaty te nie są dostatecznie małe, aby powodować intensywne zjawisko podsiąku kapilarnego, ani na tyle duże, aby występował pomiędzy nimi intensywny ruch powietrza osuszający glebę. Występujące takiej wielkości agregaty w warstwie, w której umieszczono nasiona działają jak swego rodzaju przykrywka ograniczająca parowanie wody.

Know How channel
Pszenica ozima, 3 tygodnie po siewie

A – agregaty o średnicy mniejszej od 2 mm umożliwiają 95% wschodów
B – agregaty o średnicy 2 – 5 mm umożliwiają 60% wschodów
C – agregaty o średnicy powyżej 5 mm umożliwiają 35% wschodów

Omówione zależności można udowodnić eksperymentalnie w doświadczeniu, w którym do siewu pszenicy użyto gleby o agregatach różnej wielkości. Można więc stwierdzić, że o ilości wody wyparowującej z gleby decyduje wielkość agregatów znajdujących się w warstwie powierzchniowej gleby.

Słoma odbija promienie słoneczne

Resztki pożniwne, takie jak słoma, również wpływają na ilość wody parującej z gleby. Słoma znajdująca się na powierzchni gleby, przynajmniej dwukierunkowo wpływa na ograniczenie strat wody

  • słoma ma jasną barwę ułatwiającą odbijanie promieni słonecznych podczas, gdy gleba często ma barwę ciemną ułatwiającą pochłanianie promieniowania i ogrzewanie się gleby
  • może przerwać podsiąk kapilarny

Połączenie tych czynników powoduje, że gleba mniej intensywnie ogrzewa się wiosną przez co ograniczone jest parowanie wody.

Uprawa uproszczona często umożliwia wykorzystanie tych zjawisk. Lepsza retencja wody w połączeniu z większą odpornością na erozję powodują, że zredukowana uprawa gleby jest dominującym systemem uprawowym w suchych obszarach rolniczych takich jak prerie USA i Kanady.