Gary Peterson, Državni univerzitet Kolorado

Profesor Gary Peterson nije samo osoba s dubokim znanjem, već i otvoreni sagovornik, sposoban zarobiti praktičare originalnim idejama i jednostavnošću jasnog mišljenja. Na konferenciji u Dnepropetrovsku, gdje je Peterson pročitao ovaj izvještaj, odmah je stekao prijatelje i nova poznanstva, pozvan je u posjet, na farme i iskreno se odazvao, jer mu je sedmica boravka na ovoj zemlji bila dovoljna da se zaljubi sa Ukrajinom.

Potrebe za padavinama i atmosferskim isparavanjem

U sušnim uslovima prirodne padavine su jedini dostupni izvor vlage. Polusušne regije poput Istočne Evrope i Zapadne Azije dobijaju promjenjive i ograničene količine padavina. Stoga uspješan uzgoj usjeva na tlu koje se ne navodnjava ovisi o adekvatnom skladištenju vode u tlu za održavanje usjeva do sljedećih padavina. Usjevi u područjima s kišom oslanjaju se isključivo na vodu u tlu nakupljenu između padalina, a zbog nepouzdanih padavina nakupljanje vode u tlu izuzetno je važno za usjevavanje usjeva u kišnim područjima.

Postoje tri principa nakupljanja vlage:

1) akumulacija vode - očuvanje padavina u tlu;

2) zadržavanje vode - zadržavanje vode u tlu za kasniju upotrebu usjeva;

3) efikasno korišćenje vode - efikasno korišćenje vode za postizanje optimalne žetve. Tek nedavno imamo tehnologiju koja je značajno promijenila pristup upravljanju oborinama u oborinskim područjima. Kada je mehanička obrada tla bila jedini način za suzbijanje korova i pripremu gredica, upravljanje nakupljanjem sedimenta i zadržavanjem u tlu bilo je vrlo radno intenzivno. Obrađena polja uopće nisu bila pokrivena i značajno su pogođena erozijom vjetra i vode. Intenzivna obrada ima mnoge negativne učinke na samo tlo, uključujući smanjenje količine organske tvari i oštećenje strukture tla. Korištenje smanjene obrade tla i neobrađivanja omogućuje nam efikasnu berbu i skladištenje vode. U većini slučajeva, kada su sistemi sječe i oranice dobro uspostavljeni, oni dovode do održivije proizvodnje usjeva na zemljištu pod kišom. Ovaj članak će se osvrnuti na principe hvatanja sedimenta i skladištenja u tlu.

Akumulacija vode

Očuvanje vode počinje akumulacijom slučajnih padavina (kiše ili snijega). Akumulacija vode mora biti maksimalno povećana u okviru ekonomskih ograničenja date situacije. Principi koji uređuju svojstva tla koji utječu na sposobnost skladištenja vlage su sljedeći: struktura tla, formiranje agregata i veličina pora. Također ćemo pogledati interakciju skladištenja i zadržavanja vode u odnosu na isparavanje. Na primjer, skraćivanje vremena stagnacije vode na površini tla i premještanja vlage dublje u tlo smanjuje mogućnost isparavanja. Ovo je posebno važno u regijama gdje postoji veliki potencijal za isparavanje nakon kiša tokom ljeta.

Vizualizacija hvatanja padavina

Moramo pokušati osigurati da voda sadržana u kišnoj kapljici odmah padne u praznine između agregata tla i tamo se zadrži za daljnju upotrebu usjeva. Prvo, zamislimo hvatanje padavina u obliku kišne kapi koja udari o površinu tla i prodire duboko u tlo (slika 1). Imajte na umu da što su duže praznine između agregata u tlu otvorene, manje se vode ometa i brže apsorbira, pa će nakupljanje oborina biti odlično.

Ulazak vode u tlo, na prvi pogled, izgleda kao vrlo jednostavan proces, kada dolazeća voda jednostavno istiskuje zrak prisutan u tlu. Međutim, u stvarnosti je ovo složen proces, budući da Na brzinu infiltracije vode u tlo utječu mnogi faktori, poput poroznosti tla, sadržaja vode u tlu i propusnosti profila tla. Zadržavanje vode je složena pojava jer se maksimalna brzina infiltracije postiže na početku taloženja, a zatim brzo opada kako voda počinje ispunjavati prostor pora na površini.

Tekstura tla snažno utječe na brzinu infiltracije, ali se tekstura tla ne može promijeniti upravljanjem. Veliki broj makropora na površini (velike pore), poput onih koje se nalaze u grubom tlu (pjeskovite ilovače itd.), Povećavaju brzinu infiltracije vlage. Tla sa finom strukturom (muljevite ilovače i glinene gline) obično imaju manje makropora (male pore), pa je stopa infiltracije na takvim tlima niža u odnosu na tla sa grubom strukturom.

Agregacija tla također kontrolira veličinu makropora tla. Dakle, tla iste strukture, ali s različitim stupnjevima agregacije, mogu se značajno razlikovati u pogledu veličine makropora. Na sreću i nažalost, stupanj agregacije tla može se promijeniti metodama upravljanja, poput no-till, ostataka usjeva koji pomažu u obnavljanju agregacije. Izuzetno je važno zapamtiti da fino teksturirana tla, poput muljevitih ilovača ili teških glinenih ilovača, ostaju dobro strukturirana tako da postoje otvoreni putevi za kretanje vode prema dolje. Upamtite, svaka tehnologija koja smanjuje strukturnu veličinu smanjit će veličinu pora na površini i stoga ograničiti prodor vode u tlo. Najbolja stvar u vezi s ovim je struktura koja može odoljeti promjenama. Slabo strukturirano tlo brzo gubi sposobnost upijanja vode ako se strukturni agregati slome i pore na površini tla postanu manje. To se može dogoditi zbog previše intenzivne obrade tla ili zbog prirodnih pojava, poput kiše.

Sama površina tla trebala bi biti od interesa za upravljanje, budući da uslovi na površini tla određuju sposobnost zadržavanja vlage. Kada radimo u sušnim uvjetima, cilj nam je koristiti tehnike koje rezultiraju povećanjem stope infiltracije na realan i isplativ način u okviru definiranog sistema usjeva.

Vizualizacija efekata kišne kapi

Što se zaista događa kada kap padne na površinu tla? Veličina kapljica ovisi o jačini oluje, koja je, pak, predodređena klimom određene geografske regije. Promjer kapljica varira od 0,25 do 6 mm (prosjek je oko 3 mm), a sada usporedite promjer kapljice s promjerom agregata tla u koji ova kapljica pada, a tlo zauzvrat nije prekriven bilo čime; veličina agregata tla obično je manja od 1 mm. Kada kapljica promjera 3 mm, koja leti brzinom od 750 cm / s, pogodi agregat promjera manjeg od 1 mm, oštećenja su često vrlo značajna. Ako ovo stavimo u relativnu masu, onda je ovaj fenomen sličan činjenici da automobil težak 80 kg naleti na osobu tešku 1600 kg, krećući se brzinom od 27 km / h. Kiša koju puše vjetar, koja ubrzava brzinu kapljica, dovodi do većeg udara, jer kap ubrzan vjetrom nosi naboj energije 2,75 puta više od kiše po mirnom vremenu. Sasvim je očito da će agregati tla biti uništeni, posebno ako ih konstantno pogađaju kišne kapi tokom oluja bilo kojeg trajanja. Energija kišnih kapi negativno utječe na strukturu površine tla, doslovno "eksplodirajući" agregate tla. Kada agregati eksplodiraju, preostale male čestice začepljuju prostor makropora u tlu i stopa infiltracije se smanjuje (slika 2). Očigledno je da će tokom kratke ili blage oluje utjecaj kišnih kapi biti manji. No-till pruža rješenje za ovu dilemu, jer Ovom tehnologijom biljni ostaci ostaju na površini, štiteći površinu tla od utjecaja kišnih kapi.

Zaštita agregata tla od utjecaja kišnih kapi

Zadržavanje vode može se provesti na odgovarajućoj razini ako možemo zadržati pore na površini tla otvorenim. Stoga je zaštita agregata tla od kapljica kiše ključna za održavanje maksimalnog zahvaćanja vode za datu situaciju tla (slika 3).

No-till, držanje biljnih ostataka na površini, djelomičan je odgovor na to kako zaštititi agregate tla. Na slici 3 možete vidjeti kako ostaci usjeva apsorbiraju energiju kišnih kapi tako da agregati tla ostaju netaknuti. Stoga se infiltracija vode odvija normalno. Suzbijanjem korova herbicidima jednostavno možemo suzbiti korov bez mehaničkog tretmana, ostavljajući naše tlo što je moguće zaštićenijim od utjecaja kišne energije.

Pod neobradom, pokrovnost tla održava se tijekom cijele godine jer ukupni pokrivač tla je zbroj pokrova iz samog rastućeg usjeva i pokrova od ostataka. Očigledno je da je pokrivač tla vrlo dinamičan i može se kretati od 0% do 100% u jednoj vegetacijskoj sezoni, ovisno o tome koji usjev trenutno raste i koja se tehnologija obrade tla koristi. Na primjer, tijekom sjetve pokrivač tla sastoji se samo od biljnih ostataka. Kako usjev raste, pokrivanje se većinom vrši lišćem samog usjeva. Kad pokrov koji stvori sam usjev preuzme utjecaj kapi kiše, baš kao i biljni ostaci, voda se glatko otkotrlja do površine tla sa mnogo manjim nabojem energije, pa su agregati tla podložni manjem uništavanju, pore na površini tla ostaju otvoreni, a infiltracija se održava na odgovarajućoj razini. Kako usjev raste, količina biljnih ostataka se smanjuje, jer prirodno propadanje nastaje uslijed aktivnosti mikroorganizama. Kad se pokrov koji stvara rastući usjev počne smanjivati, ostaci ponovo postaju glavna zaštita tla i ciklus se završava. Upamtite da mehanička obrada tla, tijekom i nakon rasta usjeva, smanjuje količinu biljnih ostataka na površini, a time i zaštitu površine tla.

Prednosti akumulacije vode zbog pokrivača su najuočljivije u regijama sa ljetnim padavinama; na primjer, ciklusi uzgoja kukuruza (Zea mays L.) ili sirka u velikim ravnicama Sjeverne Amerike javljaju se u periodu od 75% godišnjih padavina. Nasuprot tome, regije koje se hrane kišom, gdje zimi ima malo padavina (sjeverozapadni dio Pacifika u Sjedinjenim Državama), nemaju dobro razvijen pokrov kada padne većina kiše. Međutim, rano formiranje usjeva zasađenih u jesen radi stjecanja barem djelomičnog pokrivača tla prepoznato je kao dobra zaštita tla i način za kontrolu odljeva vode tokom zimskih mjeseci.

Ostali učinci biljnih ostataka na zadržavanje vode

Osim što apsorbiraju energiju kapljica i štite agregate tla od uništenja, biljni ostaci fizički blokiraju odliv vode, smanjuju nivo isparavanja za vrijeme kiše, dopuštajući vodi da uđe u profil tla prije početka istjecanja. Opća infiltracija vode posljedica je toga koliko će dugo voda biti u kontaktu s tlom (vrijeme mogućnosti) prije nego što počne teći niz padinu. Povećanje ove vremenske komponente ključni je alat za upravljanje u skladištu vode. Glavni princip povećanja "vremena prilike" je spriječiti odliv vode, usporiti ga i na taj način pružiti mogućnost da ostanu u duljem kontaktu s tlom, te se stoga apsorbiraju. Ostaci usjeva na površini tla povećavaju "vrijeme mogućnosti" jer fizički blokirati i usporiti odliv vode. Sijanje konturama takođe povećava korist biljnih ostataka u usporavanju odliva vode jer grebeni igraju ulogu mini terasa.

Duley i Russel (1939) među prvima su prepoznali važnost zaštite tla ostacima usjeva. U jednom od svojih eksperimenata uspoređivali su učinak 4,5 t / ha naslagane slame s jednakom količinom ugrađene slame i nepokrivenog tla na akumulaciju vlage. Akumulacija vlage činila je 54% padavina sa naslaganom slamom, u poređenju sa 34% kada je slama bila prekrivena i samo 20% sa nepokrivenim tlom. Njihov eksperiment nije odvojio učinke biljnih ostataka na komponente kao što su zaštita tla, isparavanje i blokiranje vode, ali komentari sugeriraju da je održavanje poroznosti i fizičko blokiranje vode značajno smanjilo odljev vlage tijekom grmljavine i da su bili glavni čimbenici povećane akumulacije vode u sezoni oluja. .

Podaci iz studije Mannering i Mayer (1963.) jasno pokazuju zaštitni mehanizam biljnih ostataka koji utječu na stopu infiltracije u muljevite ilovače s nagibom od 5%. Nakon četiri simulacije kiše u trajanju od 48 sati, tlo prekriveno 2,2 t / ha usjeva ostataka imalo je konačnu stopu infiltracije koja se nije mnogo razlikovala od početne. Istraživači su otkrili da je slama apsorbirala energiju iz kapljica i raširila je, sprječavajući stvaranje kore i blokiranje površine tla.

Dokaz negativnog utjecaja strojne obrade

Agregacija tla opada s povećanjem intenziteta obrade i / broja godina obrade (slika 4). Mehanička obrada tla negativno utječe na agregate u tlu iz dva glavna razloga: 1) fizičko drobljenje, što dovodi do smanjenja veličine agregata; 2) povećanje nivoa oksidacije organske tvari, koje nastaje uslijed uništavanja makroagregata i kasnijeg otkrivanja organskih spojeva od strane organizama u tlu. Raspodjela veličina agregata također se mijenja na način da se mikroporoznost povećava zbog makroporoznost, što dovodi do smanjenja stope infiltracije. Stupanj do kojeg obrada utječe na infiltraciju ovisi o složenoj interakciji vrste uzgoja, klime (posebno padavina i temperature) i vremena, zajedno sa karakteristikama tla kao što su struktura, organska struktura i sadržaj organskih tvari. Stoga dugotrajna obrada bilo kojeg tla smanjuje otpor agregata na fizičko uništenje, na primjer, izloženost kišnim kapima i mehaničku obradu tla bilo koje vrste. Međutim, i minerali gline u tlu i organske tvari stabiliziraju agregate tla i čine ih otpornima na fizičku degradaciju. Smanjenje količine organske tvari smanjuje stabilnost agregata, posebno ako je već niska.

Od ova dva osnovna svojstva tla koja reguliraju stvaranje agregata, mehanička obrada tla u bilo kojem obliku utječe na sadržaj organske tvari. Stupanj praktičnosti promjene nivoa organske tvari varirat će ovisno o uvjetima. nivo organske tvari u velikoj mjeri određuju dva procesa: akumulacija i razgradnja. Prvi je uglavnom određen količinom unesene organske tvari, koja uvelike ovisi o oborinama i navodnjavanju. Drugi je uglavnom temperatura. Cilj održavanja ili povećanja nivoa organske tvari lakše je postići u hladnim, vlažnim uvjetima nego u vrućim, suhim uvjetima.

"Svježina" organskih spojeva neophodna je za stabilnost agregata. U ekosistemima tla, tek dodani ili djelomično raspadnuti biljni ostaci i proizvodi njihovog raspadanja, poznati i kao „mlade humusne tvari“, stvaraju „mobilniji“ niz organskih tvari. Starije ili stabilnije huminske tvari, otpornije na daljnje propadanje, stvaraju "stabilno" tijelo organske tvari. Općenito je prihvaćeno da mobilno tijelo organske tvari regulira opskrbu hranjivim tvarima u tlu, posebno dušikom, dok mobilno i stabilno tijelo utječe na fizička svojstva tla, na primjer, na stvaranje agregata i strukturnu stabilnost. Formiranje mobilnog i stabilnog niza dinamičan je proces koji je reguliran s nekoliko faktora, uključujući vrstu i količinu primijenjene organske tvari i njen sastav.

Postojalo je veliko zanimanje za utvrđivanje kako obrada tla utječe na strukturni razvoj i održavanje tla u odnosu na sadržaj organske tvari, posebno s pojavom tehnologije no-till. Povećanje intenziteta obrade tla povećava gubitak organske tvari iz tla i smanjuje agregaciju tla.

Nakupljanje snijega i zadržavanje rastopljene vode

Mnoga zemljišta koja se hrane kišom dobijaju značajne godišnje padavine u obliku snijega. Efektivna akumulacija snježne vode ima dvije karakteristike: 1) hvatanje samog snijega i 2) hvatanje rastopljene vode. Budući da snijeg često prati vjetar, principi hvatanja snijega isti su kao i oni koji se koriste za zaštitu tla od erozije vjetra. Ostaci usjeva, vjetrobrani, uzgoj traka i umjetne barijere korišteni su za maksimiziranje hvatanja snijega. Osnovni princip ovih uređaja je stvaranje prostora u kojima se smanjuje brzina vjetra sa zavjetrine i prepreka, čime se hvataju čestice snijega s druge strane barijere. Ponavljajuće se prepreke, poput stojećih strništa, drže vjetar iznad površine ostataka usjeva, pa stoga "zarobljeni" snijeg ostaje nedostupan za naknadna kretanja vjetra.

Istraživanja naučnika s Velikih ravnica Sjedinjenih Država pokazala su da je stajaća strništa zadržala 37% zimskih padavina, a ugarna polja bez biljnih ostataka zadržala su samo 9%. Omjer polja prekrivenog biljnim ostacima na vinovoj lozi očito utječe na sakupljanje snijega. Naučnici koji proučavaju utjecaj visine posjekotine suncokreta na zadržavanje snijega otkrili su snažnu vezu između uskladištene vlage u tlu i visine reza: što je veći rez, više se snijega uhvati.

Uvođenje tehnologije no-till omogućilo je značajno poboljšanje hvatanja snijega uz pomoć biljnih ostataka na vinovoj lozi. Prije uvođenja zabrane obrade, mehanička obrada potrebna za suzbijanje korova dovela je do smanjenja udjela biljnih ostataka na vinovoj lozi i ukupnog udjela pokrivenosti tla ostacima usjeva, a time i do smanjenja zahvaćanja snijega.

Snimanje snježnih padavina ostaje najjednostavniji dio akumulacije izvora snježne vlage; hvatanje rastopljene vode je mnogo manje predvidljivo i izvodljivo. Na primjer, ako se tlo smrzne prije nego što padne snijeg, manja je vjerojatnost da će se voda apsorbirati nego kada tlo nije smrznuto. U sjevernim geografskim širinama tla se obično smrzavaju prije pada snijega. Štoviše, dubina smrzavanja tla ovisi o količini vode u tlu u jesen, kao i o izolacijskom učinku snijega, koji se povećava sa povećanjem dubine snježnog pokrivača. Suha tla smrzavaju se dublje i brže od vlažnih, ali smrznuta suha tla smanjuju odliv vode u odnosu na vlažna tla.

Održavanje infiltracije kada se tlo smrzne prije snježnih padavina i / ili zimskih kiša je teško. Nivo infiltracije smrznutog tla određen je s dva faktora: 1) strukturom smrznutog tla, tj. male granule ili veliki agregati slični betonu, 2) sadržaj vode u tlu tokom mraza. Tla koja su smrznuta sa niskim sadržajem vlage ne ometaju prodiranje vode jer agregati ostavljaju dovoljno prostora za infiltraciju. Naprotiv, tla smrznuta s visokim sadržajem vode smrzavaju se u masivne, guste strukture (poput betona) i praktično ne dopuštaju prodiranje vode unutra. Naglo odmrzavanje i kiša na takvim tlima mogu dovesti do velikog odljeva i erozije. Akumulacija zimskih padavina može se maksimizirati primjenom sljedećih principa: 1) hvatanje snijega sa biljnim ostacima na vinovoj lozi; 2) maksimiziranje makropora na površini tokom perioda kada je tlo smrznuto.

Sinteza principa skladištenja vode

Povoljni uslovi za infiltraciju na samoj površini tla i dovoljno vremena za infiltraciju ključni su za efikasno skladištenje vode. Međutim, najvažniji princip je zaštita površine tla od energije kapljica. Tijekom zimskih mjeseci u umjerenim zonama, kada se još nije pokazalo da veliko lišće apsorbira energiju kapljica i propušta vodu, vegetacija (biljni ostaci) ima funkciju smanjenja nivoa odljeva. Premaz apsorbira energiju kapljica, štiti agregate tla i povećava veličinu makropora, što zauzvrat smanjuje odljev. Štaviše, tokom vegetacije usjeva, sadržaj vode u tlu u malim količinama osigurava dobru stopu infiltracije.

Zadržavanje vode u tlu

Nakon prikupljanja vode, svojstvo isparavanja zraka počinje ga "izvlačiti". Stoga, čak i ako na njivi nema usjeva, tlo gubi vlagu uslijed isparavanja. U ovom odjeljku pokazat ćemo kako no-till utječe na zadržavanje vode u tlu nakon što smo prikupili dovoljno vlage za vrijeme oborina. Zaštitna svojstva biljnih ostataka povećavaju infiltraciju jer ne samo da štite agregate tla, već istovremeno utječu na brzinu isparavanja, posebno u početnim fazama isparavanja, nakon taloženja.

Demonstracija isparavanja vode iz tla

Do isparavanja dolazi zbog potražnja za zrakom za vodom uvijek je velika, čak i zimi, u odnosu na sposobnost tla da zadrži vodu. Drugim riječima, potencijal zraka je uvijek negativan u odnosu na potencijal tla. Topli zrak ima veću sposobnost zadržavanja vlage od hladnog zraka. Dakle, kako temperatura raste, potencijal isparavanja raste. Isparavanje je najveće kada je tlo vlažno (veliki potencijal vode) i zrak je suh (tj. Niska relativna vlažnost). Kad se tlo osuši na površini, voda se diže na površinu kako bi nadopunila isparenu vodu (slika 5). Stalnim isparavanjem povećava se udaljenost koju prijeđe voda, što smanjuje brzinu protoka vode na površinu u obliku tekućine ili pare, brzina isparavanja se smanjuje, a površina tla ostaje suha (slika 5). Konačno, voda se tek počinje kretati prema površini tla u obliku pare, što rezultira vrlo niskom brzinom isparavanja. Svako slijedeće taloženje ponovo započinje ciklus isparavanja, jer površina tla ponovo postaje mokra.

Osim temperature zraka, na isparavanje utječu i drugi atmosferski utjecaji, poput sunčevog zračenja i vjetra. Sunčevo zračenje daje energiju isparavanju, a brzina vjetra utječe na gradijent pritiska pare na horizontu tlo-atmosfera. Visoka vlažnost i niska brzina vjetra rezultiraju nižim gradijentom pritiska pare na horizontu tlo-atmosfera i time smanjuju brzinu isparavanja. S smanjenjem relativne vlažnosti i povećanjem brzine vjetra, potencijal isparavanja postupno raste. Za vjetrovitog dana vlažan zrak stalno se zamjenjuje suhim na površini tla, što dovodi do bržeg isparavanja.

Isparavanje vode iz tla prolazi kroz tri faze. Najviše se vode gubi u prvoj fazi, a u narednim fazama nivo gubitaka se smanjuje. Isparavanje u prvoj fazi ovisi o uvjetima okoline (brzina vjetra, temperatura, relativna vlažnost i solarna energija) i protoku vode na površinu. Gubici se značajno smanjuju u drugoj fazi, kada se smanjuje količina vode na površini tla. Tokom treće faze, kada se voda pomakne na površinu u obliku pare, brzina je vrlo mala. Najveći potencijal za smanjenje nivoa isparavanja leži u prve dvije faze.

Pokažimo kako biljni ostaci koji ostaju na površini tla utječu na isparavanje vode iz tla. Očigledno, oni će odražavati solarnu energiju, hladeći površinu tla, kao i vjetar; oba ova efekta će smanjiti početnu brzinu isparavanja vode (slika 6).

Biljni ostaci na površini tla, prisutni u no-till tehnologiji, značajno smanjuju nivo isparavanja u prvoj fazi. Svaki materijal, poput slame ili piljevine, lišća ili plastične folije koji se prostire po površini tla, zaštitit će tlo od utjecaja energije kiše ili smanjiti isparavanje. Orijentacija biljnih ostataka (na korijenu, položena mehanički ili u obliku pokrova) također utječe na brzinu isparavanja, jer orijentacija utječe na aerodinamiku i refleksiju, što opet utječe na ravnotežu solarne energije na površini. Primjer efikasnosti korištenja biljnih ostataka dat je u naučnom radu Smike (1983). Izmjerio je gubitak vode iz tla koji se javlja u periodu od 35 dana bez kiše. Gubici su iznosili 23 mm od nepokrivenog tla i 20 mm sa položenim biljnim ostacima, 19 mm sa 75% položenih ostataka i 25% stajaćih ostataka i 15 mm sa 50% položenih ostataka i 50% stajaćih ostataka na površini.

Količina ostataka iznosila je 4,6 t / ha, a stojeći ostaci visine 0,46 m.

Čitatelj treba imati na umu da biljni ostaci ne zaustavljaju isparavanje, već ga odgađaju. Ako prođe mnogo vremena, a oborine ne padnu, tlo pod biljnim ostacima počet će gubiti toliko vode kao nepokriveno tlo. Jedina razlika je u tome što će nepokriveno tlo brzo izgubiti vodu, a biljni ostaci će smanjiti brzinu izlaska vode iz tla (slika 7).

Prednosti usporavanja isparavanja sa ostacima usjeva u sistemu bez obrade se mogu pokazati korištenjem podataka na slici 7. Pretpostavimo da kiša pada dan 0, tj. i nepokriveno tlo (linija označena dijamantima) i tlo prekriveno biljnim ostacima (linija označena kvadratima) u istim su uvjetima u pogledu sadržaja vlage. Nakon 3-5 dana došlo je do vrlo brzog isparavanja na nepokrivenom tlu i površina će se gotovo sušiti na zraku. Nasuprot tome, tlo prekriveno biljnim ostacima ima mnogo nižu stopu isparavanja i ne suši se 12-14 dana nakon padavina. Zamislimo sada da još jedna kiša pada sedmog dana; od nepokriveno tlo već je sedmoga dana suho, kiša mora ponovno nakvasiti suho tlo prije nego što započne zadržavanje vlage. Ako kiša pada vrlo kratko, nadopunit će se samo količina vode koja je isparila. Nasuprot tome, tlo prekriveno biljnim ostacima isparavalo je vrlo sporo, pa je sedmi dan tlo ispod biljnih ostataka još uvijek vlažno (prikazano na slici 6). To znači da ako kiša padne sedmog dana, ne mora navlažiti suho tlo (nema ga), pa voda odmah počinje prodirati duboko u tlo i dolazi do njenog nakupljanja.

Usporavanje isparavanja sa ostacima usjeva u sistemima bez obrade pomaže u zadržavanju vlage jer površina tla se suši sporije. Međutim, ako kiša ne pada duže vrijeme, tlo prekriveno biljnim ostacima neće zadržati više vlage od nepokrivenog tla.

Čitatelj bi trebao shvatiti da su biljni ostaci u svakom slučaju korisni čak i ako prođe dosta vremena između kiše i isušivanja zemlje. oni će zaštititi tlo od energije kišnih kapi kada opet padne kiša.

Demonstracija utjecaja obrade tla na isparavanje vlage

Kada se tlo mehanički obrađuje, vlažno tlo se otvara prema površini. To znači da brzo isparavanje počinje odmah nakon obrade (slika 8). Očigledno, ako se za suzbijanje korova koristi mehanička obrada, ona će trošiti vlagu jer stalno izlaže vlažno tlo brzom isparavanju na površini. Nasuprot tome, no-till, koji koristi suzbijanje korova na bazi herbicida, ne dovodi do isparavanja jer nema uticaja na tlo. Tlo ostaje vlažnije na površini, pa stoga sljedeća kiša neće pokvasiti suho tlo, već će prodrijeti dublje u tlo i akumulirati se za buduću upotrebu.

zaključci

Ključ za efikasno hvatanje vode je imati povoljne uslove na površini tla kako bi voda mogla odmah ući u tlo, kao i one (uslove) koji omogućuju dovoljno vremena za infiltraciju. Najvažniji princip za postizanje prodora vode u tlo je zaštita površine od energije kišnih kapi. Sistem no-till pruža pokrivenost uzgojem usjeva i ostacima usjeva. Premaz apsorbira energiju kapljica, štiti agregate tla i povećava veličinu makropora. U isto vrijeme, ovaj premaz usporava odljev, čime se povećava nakupljanje vode u tlu za upotrebu sljedećih usjeva. Da bi se održala maksimalna količina nakupljene vlage, isparavanje se mora svesti na minimum. No-till smanjuje isparavanje jer Ovom tehnologijom biljni ostaci ostaju na površini, što smanjuje temperaturu tla i podiže vjetar iznad tla. Korištenje vode od strane korova gubljenje je vlage koje bi mogle biti dostupne kultiviranim biljkama. Mehanička obrada tla obično zaustavlja korov, ali izlaže vlažno tlo atmosferi, što dovodi do povećanih gubitaka isparavanja. Kada se koristi sustav bez obrade, suzbijanje korova provodi se herbicidima, koji sprječavaju štetne učinke na tlo u odnosu na mehaničku obradu tla, dok se voda nakuplja u tlu. Ovo je posebno važno u zemljama poput Ukrajine, gdje većina padavina pada ljeti.