AGRITECH SCIENCE, 17 HODNOCENÍ EROZNÍHO SMYVU PŮDY U VINIC THE EVALUATION OF EROSION LOSSES IN VINEYARDS

Transkript

1 HODNOCENÍ EROZNÍHO SMYVU PŮDY U VINIC THE EVALUATION OF EROSION LOSSES IN VINEYARDS P. Burg, P. Zemánek, J. Burgová Mendelova univerzita v Brně, Zahradnická fakulta Abstract During the 2017 vegetation season, the erosion of the soil was evaluated in the widths between rows of grape vines in the vineyard, while covering the soil with different types of materials (grain straw, wood chips, compost). The control variant was without surface covering. The results of the evaluation indicate the positive effect of the cover materials in soil erosion control. Of the evaluated variants, the grain straw was best evaluated (with no trace of soil loss during vegetation period). When wood chips were used, the values of the erosion for the observed period were 0,01 t ha -1, using a compost of 0,08 t ha -1. The largest soil wash away (0,15 t ha -1 ) was then recorded in the control period in the control variant, which was without the use of any cover material. Keywords: vineyard, water erosion, covering materials, straw, wood chips, compost ÚVOD Eroze se v našich podmínkách stává v komplexu ochrany životního prostředí jedním z nejvážnějších problémů (Hubbard et al., 1994). Jandák et al. (2007) uvádí, že půda je lehce zničitelným, ale těžce obnovitelným přírodním zdrojem. Bylo zjištěno, že jeden centimetr půdní vrstvy se tvoří zhruba let. Tato vrstvička může být vlivem eroze zničena během několika minut, což je bohužel v současné době na mnoha našich pozemcích běžným jevem. Cerdan et al. (2010) uvádí, že vinice na svažitých pozemcích představují erozně nejohroženější část zemědělsky obhospodařovaných půd v celé Evropě. Na území ČR, zvláště pak na jižní Moravě, se nejvíce uplatňuje eroze vodní. Ta znamená z agronomického hlediska fyzikální a biologickou degradaci půdy, nenávratnou ztrátu zeminy, humusu i rostlinných živin, vysušení půdy, utlumení mikrobiálního života, porušení, popřípadě zničení kultur a celkovou degradaci produktivní půdy. Těmto negativním dopadům má bránit účinný systém opatření proti vodní erozi (Hálek 2004). Ze zemědělských komodit jsou vodní erozí nejvíce ohroženy právě vinice, jejichž pěstování je často orientováno na svažité pozemky (Badalíková, Hrubý, 2009; Lieskovský, Kenderessy, 2014). Úvodní experimentální měření prováděná ve vinohradnicky vyspělých zemích (SRN, Rakousko) naznačují, že velmi vhodným opatřením preventivně zabraňujícím eroznímu ohrožení svažitých pozemků patří vedle vegetačního pokryvu, využívání vhodných mulčovacích materiálů (Hausener, 2014). V podmínkách ČR se problematikou protierozní ochrany půdy zemědělských půd zabýval např. Javůrek a Šimon (2005), Janeček at al. (2006). Z výsledků jejich prací vyplývá, že důležitým faktorem pro zabránění či zmírnění vodní eroze je nenechávat povrch půdy bez ochranného pokryvu. Pokryv půdy rostlinnými zbytky, nebo mulčem, sehrává důležitou roli při protierozní ochraně půdy. Pro hodnocení erozivního smyvu půdy jsou využívány různé metody. Podle Janečka et al. (2006) má na vznik vodní eroze největší vliv sklonitost a délka pozemku po spádnici, dále pak vegetační pokryv, vlastnosti půdy a její náchylnost k erozi, přítomnost protierozních opatření a četnost výskytu přívalových srážek. Cílem příspěvku je ověření různých druhů krycích (mulčovacích) materiálů na zmírnění smyvu půdy v meziřadí vinic. MATERIÁL A METODY Pokusné stanoviště Pro potřeby experimentálních měření bylo zvoleno pokusné stanoviště, které se nachází ve Velkopavlovické vinařské podoblasti, v k. ú. Rakvice, trať Kozí Horky. Stanoviště je zařazeno do kukuřičné výrobní oblasti, klimatického regionu velmi teplého a suchého s nadmořskou výškou 164 m. Pozemek se nachází na rovině. Průměrná roční teplota v roce 2016 byla 11,4 C, úhrn srážek 540 mm. Půdy jsou zařazeny do černozemí pelických na velmi těžkých substrátech (jílech, slínech, karpatském flyši a terciérních sedimentech), těžké až velmi těžké s vylehčeným orničním horizontem, ojediněle štěrkovité, s tendencí povrchového převlhčení v profilu. Skeletovitost žádná s příměsí do 10 %. Svažitost pozemku je do 10%. Charakteristika mulčovacích materiálů a pokusné varianty Experiment byl založen ve 4 variantách, u kterých byly pro ochranu půdního povrchu půdy zvoleny 1

2 3 druhy krycích materiálů obilná sláma (var.a, spotřeba krycího materiálu 18 t ha -1, Obr.1) a dřevní štěpka (var.b, spotřeba krycího materiálu 40 t ha -1, Obr.2) a kompost (var.d, spotřeba krycího materiálu 20 t ha -1, Obr.3). Čtvrtou kontrolní variantu (C) tvořilo kultivované meziřadí bez krycího materiálu. Hodnocení smyvu půdy Smyv půdy byl zjišťován záchytnými kapsami speciálně upravenými pro zadržení smyté půdy s možností volného odtoku vody. Šířka jedné záchytné kapsy je 1 m, délka 0,5 m, zadní část je vysoká 0,3 m, se šikmými postranicemi. Délka sledovaného svahu byla přibližně 100 m, šířka 1 m. Každá kapsa je vyrobena z polyethylenu s průtočnými otvory v zadní části kapsy. Do vnitřní části kapsy se vkládá netkaná, hustá textilie, která zachycuje půdní splaveniny, přičemž výluhová voda odtéká průtočnými otvory v zadní části. Zachycený obsah splavenin se odebere, vysuší, zváží a přepočítá na množství smyté půdy z 1 ha. Při odebírání smyté půdy se odebere vzorek na vlhkost půdy před vysušením samotné splaveniny. Od hmotnosti půdy se odečte hmotnost textilie. Ze smyté půdy je zjišťován obsah splavených živin, ph a obsah humusu. Obr.1: Obilná sláma v meziřadí vinice Analytické metody Pokus byl založen 1. dubna 2017, od tohoto data byl kontinuálně sledován smyv půdy. Na stanovišti byl zjištěn počáteční fyzikální stav půdy pomocí Kopeckého fyzikálních válečků, vlhkost půdy gravimetricky (Jandák, 2003), obsah humusu (metodika podle Nováka), půdní reakce (metoda podle Melicha III). Ze smyté půdy byly prováděny analýzy na obsah základních živin, humusu a půdní reakce dle Metodiky UKZUZ, které byly porovnávány s půdními analýzami prováděnými vždy na počátku vegetačního období. Obr.2: Meziřadí vinice nakryté dřevní štěpkou Obr.3: Meziřadí vinice nakryté vrstvou kompostu VÝSLEDKY A DISKUZE Na experimentálním stanovišti byla na počátku vegetace hodnocena vlhkost půdy. Ta se v jednotlivých hloubkách půdního profilu (0,1 0,3 m) pohybovala v rozmezí 18,78 24,21 % hm. Průměrná hodnota pak činila 21,35 % hm. V Tab.1 jsou uvedeny výsledky fyzikálních vlastností odebraných vzorků půdy. Obsah živin v půdě na začátku vegetace je uveden v Tab.2. Celkově bylo v průběhu vegetace naměřeno podprůměrné množství dešťových srážek (V-VIII 160 mm), smyv půdy tak byl zaznamenán pouze ve třech termínech jak uvádí Tab.3. Úvodní sledování naznačuje, že ze všech hodnocených variant nebyl smyv zaznamenán u varianty A, pouze malé množství smyvu bylo zaznamenáno u varianty B s krycím materiálem z dřevní štěpky. Největší hodnoty smyvu byly zaznamenány u kontrolní varianty C bez použití krycího materiálu. Stanovený úbytek půdy představoval dávku 0,15 t ha -1. 2

3 Tab.1: Fyzikální vlastnosti půdy Hloubka Objemová Celková Momentální obsah Max.kapilár. Min.vzduš. půdy hmotnost red. pórovitost vody vzduchu kapacita kapacita (m) (g cm -3 ) (%) (% obj.) (% obj.) 0 0,1 1,05 1,05 59,95 25,40 34,55 45,91 0,1 0,2 1,23 1,23 53,23 26,47 26,76 37,48 0,2 0,3 1,29 1,29 50,95 24,13 26,83 36,99 průměr 1,19 1,19 54,71 25,33 29,38 40,13 Tab.2: Výsledky chemické analýzy půd u hodnocených variant Hloubka (mg kg -1 ) půdy (m) K p Mg p P p Ca p N c (%) Humus (%) ph KCl HK/FK 0-0, ,23 3,51 7,4 0,93 0,1-0, ,24 3,50 7,4 0,97 0,2-0, ,21 3,47 7,4 0,96 průměr 462,33 469,00 42, ,67 0,23 3,49 7,40 0,95 Tab.3: Smyv půdy hodnocení mezi variantami Termín a velikost smyvu (t ha -1 ) Suma (t ha -1 ) A (sláma) 0,00 0,00 0,00 0,00 B (štěpka) 0,00 0,01 0,00 0,01 C (kontrola) 0,02 0,07 0,06 0,15 D (kompost) 0,00 0,05 0,03 0,08 Získané hodnoty byly vyhodnoceny s využitím počítačového softwaru Statistica 12.0' (StatSoft Inc., Tulsa, Oklahoma, USA), pomocí analýzy variance, na hladině významnosti α=0,05. Jako metoda následného testování byl použit Fischerův HSD test na hladině významnosti α=0.05. Smyv půdy (t.ha -1 ) 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00-0,02-0,04-0,06 A B C D Vertikální úsečky udávají 0,95 interval spolehlivosti Graf 1: Porovnání smyvu půdy u hodnocených variant Ze získaných výsledků (Graf 1) vyplývá, že existuje statisticky průkazný rozdíl mezi kontrolní variantou a variantou využívající jako krycí materiál obilnou slámu a dřevní štěpku. Současně se smyvem půdy docházelo i k úbytku živin, které byly vyplaveny spolu se smytými půdami. Tab.4 uvádí průměrné hodnoty chemických analýz smytých půd u hodnocených variant. Podle zjištěných hodnot je patrný značný úbytek živin i humusu z půdy vlivem erozního smyvu půdy. Badalíková a Bartlová (2012) uvádí, že úbytek živin je dán relativním množstvím kumulace živin ve vzorku smyté půdy, což se pak odráží v přepočtu na danou jednotku. Řada autorů se ve svých pracích zabývala problematikou minimalizace smyvu půd v meziřadí vinic zejména kombinací rostlinného pokryvu a vhodného ošetřováním půdního povrchu pomocí kultivačního nářadí (Blavet et al., 2009; Ramos, Martínez-Casasnovas, 2010; Novara et al. 2011). Výsledky těchto prací potvrzují pozitivní účinek všech protierozních agroenvironmentálních opatření při ochraně půd v meziřadí vinic. Také Blavet et al. (2009) pozoroval nejvyšší ztráty půdy způsobené erozí 3

4 Tab.4: Průměrné hodnoty chemických analýz smytých půd (2017) Humus N c (%) K p Mg p P p Ca p (%) A (sláma) ,16 2,84 7,3 B (štěpka) ,14 2,70 7,3 C (kontrola) ,20 3,5 7,4 D (kompost) ,21 3,2 7,3 ph KCl u vinic s herbicidně ošetřovaným meziřadím, menší pak u vinic s kultivací půdy a nejnižší hodnoty u vinic se zatravněným meziřadím, nebo vinic s pokryvem půdního povrchu rostlinným mulčem. Poměrně závažným problémem však zůstává konkurence rostlinného pokryvu a keřů révy o vodu a živiny. Např. Marques et al. (2010) poukazuje na nevýhody zatravněného meziřadí v aridních oblastech, které se projevují sníženou infiltrační schopností půd, nedostatkem vody pro růst keřů včetně snížení výnosu hroznů. Badalíková a Bartlová (2012) uvádí, že množství smyvu půdy závisí nejen na ochraně povrchu půdy a na způsobu jejího zpracování, ale celkově na jejich fyzikálních, chemických a biologických vlastnostech, od kterých se odvíjí infiltrační schopnost půdy. ZÁVĚR Úvodní experimentální hodnocení zaměřená na problematiku erozního smyvu půd byla prováděna v roce 2017, v k.ú. Rakvice, v meziřadí vinic s využitím různých druhů krycích materiálů obilná sláma (dávka 18 t ha -1 ), dřevní štěpka (dávka 40 t ha -1 ) a kompost (dávka 20 t ha -1 ). Čtvrtou kontrolní variantu tvořilo kultivované meziřadí bez krycího materiálu. Půda v experimentální vinici je řazena do černozemí pelických na velmi těžkých substrátech. Smyv půdy byl zjišťován záchytnými kapsami speciálně upravenými pro zadržení smyté půdy s možností volného odtoku vody. Výsledky hodnocení naznačují, pozitivní účinek krycích materiálů při protierozní ochraně půd. Z hodnocených variant nebyl smyv zaznamenán při použití krycí vrstvy z obilné slámy. Při použití dřevní štěpky činily hodnoty smyvu za sledované období 0,01 t ha -1, při použití kompostu 0,08 t ha -1. Výsledky ukázaly, že k největšímu smyvu půdy (0,15 t ha -1 ) docházelo u kontrolní varianty bez použití krycího materiálu. Použití krycích materiálů lze tedy považovat za perspektivní způsob ochrany půd před vodní erozí. Z hlediska vinohradnické praxe však bude při uplatňování těchto protierozních opatření hrát významnou roli dostupnost a cena u jednotlivých krycích materiálů, včetně nákladů na jejich aplikaci. PODĚKOVÁNÍ Příspěvek vychází z řešení projektu IGA - ZF/ AP002; Využití mulčovacích materiálů při protierozní ochraně půdy ve vinicích. LITERATURA BADALÍKOVÁ, B., BARTLOVÁ, J., 2012: Influence of incorporated organic matter on soil and infiltration. Soil, BADALÍKOVÁ, B., HRUBÝ, J., 2009: Hodnocení výběru meziplodin z hlediska požadavků na ochranu půdy. Acta fytotechnica et zootechnica, BLAVET, D., DE NONI, G., LE BISSONNAIS, Y. et al., 2009: Effect of land use and management on the early stages of soil water erosion in French Mediterranean vineyards. Soil and Tillage Research, 106: CERDAN, O., GOVERS, G., LE BISSONNAIS, Y. et al., 2010: Rates and spatial variations of soil erosion in Europe: A study based on erosion plot data. Geomorphology, 122: HAUSENER, Y., 2014: Bodenerosion in Weinbergen. Závěrečná zpráva. Univesitaet Trier, p. 23. HUBBARD, R.K., HAGROVE,W.L., LOWRANCE, R.R., WILLIAMS, R.G., 1994: Physical properties of a coastal plain soil as affected by tillage. Soil Water Cons, 49: JANEČEK, M., KUBÁTOVÁ, E., TIPPL, M., 2006: Revise Determination of the Rainfall-runoff Erosivity Factor R for Application of USLE in the Czech Republic. Soil & Water Research, 2: JANDÁK, J., 2003: Cvičení z půdoznalství. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, s. 92. JANDÁK, J., PRAX, A., POKORNÝ, E., 2007: Půdoznalství. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, s JAVŮREK M., ŠIMON J., 2005: Možnosti využití mulče. Farmář, 6:

5 LIESKOVSKÝ, J., KENDERESSY, P., 2014: Modelling the effect of vegetation cover and different tillage. Practices on soil erosion in vineyards: a case study in Vráble (Slovakia) using watem/sedem. Land Degradation & Development, 25: MARQUES, M.J., GARCÍA-MUÑOZ, S., MUÑOZ- ORGANERO G., BIENES R., 2010: Soil conservation beneath grass cover in hillside vineyards under Mediterranean Climatic conditions (Madrid, Spain). Land Degradation & Development, 17: NOVARA, A., GRISTINA, L., SALADINO, S.S., SANTORO, A., CERDÁ, A., 2011: Soil erosion assessment on tillage and alternative soil managements in Sicilian vineyards. Soil and Tillage Research, 117: RAMOS, M.C., MARTÍNEZ-CASASNOVAS, J.A., 2010: Effects of field reorganization and spatial variability of runoff and erosion rates in vineyards of northeastern Spain. Land Degradation & Development, 21: Abstrakt V průběhu vegetace 2017 byl v meziřadí vinice hodnocen erozní smyv půdy při současném nakrytí meziřadí rozdílnými druhy materiálů (obilná sláma, dřevní štěpka, kompost). Kontrolní varianta byla bez povrchového nakrytí. Získané výsledky hodnocení naznačují, pozitivní účinek krycích materiálů při protierozní ochraně půd. Z hodnocených variant byla nejlépe hodnocena obilná sláma (bez smyvu po celou vegetaci). Při použití dřevní štěpky činily hodnoty smyvu za sledované období 0,01 t ha -1, při použití kompostu 0,08 t ha -1. Největší smyv půdy (0,15 t ha -1 ) pak byl v hodnoceném období zaznamenán u kontrolní varianty bez použití krycího materiálu. Klíčová slova: vinice, vodní eroze, krycí materiál, sláma, štěpka, kompost Kontaktní adresa: Doc. Ing. Patrik Burg, Ph.D. Mendelova univerzita v Brně Zahradnická fakulta v Lednici, Ústav zahradnické techniky Valtická Lednice tel.: patrik.burg@seznam.cz Recenzovali: Ing. J. Frydrych, doc. Ing. B. Čech, Ph.D. 5