Teplota a vlhkost půdy rozdílně využívaného lučního porostu na Šumavě

Transkript

1 AKTUALITY ŠUMAVSKÉHO VÝZKUMU s Srní dubna 2001 Teplota a vlhkost půdy rozdílně využívaného lučního porostu na Šumavě Tomáš Kvítek, Renata Duffková & Jana Peterková Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy Praha, Žabovřeská 250, CZ Praha 5 Zbraslav, Česká republika Materiál a metoda Pokusná lokalita byla založena v roce 1997 a nachází se v oblasti Kvildských plání v lokalitě Zhůří (bývalá obec, později vojenská základna), v těsné blízkosti hřebenové partie bezlesí na náhorní planině, v nadmořské výšce 1150 až 1180 metrů na mírně svažitém svahu (do 10 ) s jihozápadní expozicí. Lokalita se nachází v chladné oblasti, okrsek C1 mírně chladný, dle klasifikace bonitovaných půdně ekologických jednotek (BPEJ) v klimatickém regionu č. 9 chladný, vlhký. Půdní pokryv lokality tvoří hnědá půda kyselá (kambizem) na pararule, hlinitopísčitá, slabě kamenitá, středně hluboká s nevýraznou strukturou, spíše sypkou, nesoudržnou s nízkým biologickým oživením a relativně hlubokým a hustým prokořeněním. Ústřední ústav geologický (1963) uvádí jako geologický podklad migmatit s puklinovou propustností. Na dané lokalitě byly založeny tři varianty extenzívního využití, a sice varianta sečená jednou ročně, varianta nesečená a varianta sečená jednou ročně mulčovačem, jejíž rozdrcená biomasa byla ponechána na ploše k následnému rozkladu. Seč jednosečné a mulčované varianty byla provedena každoročně okolo Během vegetačních sezón byly na každé variantě ve čtrnáctidenních intervalech (od května do září) odebírány tři ( ) nebo deset (2000) půdních vzorků sondýrkou z hloubek 0,05 0,25, 0,25 0,5 a 0,5 0,6 m pro stanovení půdní vlhkosti hmotnostní. V těchto letech byla na lokalitě zjišťována i půdní teplota, a sice na každé variantě byly instalovány dva půdní teploměry v hloubce 0,1 m a dva teploměry v hloubce 0,2 m. Při statistickém hodnocení průkazných rozdílů teplot či vlhkosti půdy mezi jednotlivými variantami byl použit test podle Scheffeho na hladině významnosti 0,05. Pokud v tabulkách hodnocení statisticky významných rozdílů nejsou X dvou variant umístěna ve stejných sloupcích, je tím vyjádřen statisticky průkazný rozdíl mezi hodnotami těchto variant. Teplota půdy Měření teploty půdy je součástí energetické bilance porostu. Absorpce tepla půdou je závislá nejen na samotném porostu (variantě využití), ale i na vlhkosti půdy a době, kdy teplotu půdy zjišťujeme. Tabulky č.1 a 2 vyjadřují průměrné hodnoty a statisticky významné rozdíly půdní teploty v jednotlivých letech, hloubkách měření a variantách. Ve vegetačním období 1998 byly v obou hloubkách měření prokázány významné rozdíly mezi půdní teplotou varianty kosené (teplejší) na jedné straně a nekosené a mulčované na druhé straně. Ve vegetační sezó- 39

2 ně 1999 byl prokázán rozdíl pouze mezi teplotou varianty kosené a nekosené a ve vegetační sezóně 2000 byl prokázán významný rozdíl mezi teplotami všech variant. Z tabulek č. 3 a 4 vyplývá, že v roce 1998 v období před sečí byl v obou sledovaných hloubkách zjištěn průkazný rozdíl mezi variantou kosenou (teplejší) na jedné straně a nekosenou a mulčovanou na druhé straně. V roce 1998 v období po seči byl prokázán statisticky významný rozdíl pouze mezi variantou kosenou a nekosenou. V roce 1999 nebyl mezi variantami v období před sečí prokázán statisticky průkazný rozdíl a půdní teplota všech variant byla nižší než ve stejném období 1998, což souvisí s vyšším úhrnem srážek a nižším slunečním svitem. V roce 1999 po seči byl v hloubce 10 cm potvrzen rozdíl mezi variantou kosenou a nekosenou, v hloubce 20 cm mezi variantou kosenou a mulčovanou na jedné straně a nekosenou na druhé straně. Lze konstatovat, že výsledky měření půdních teplot (v průměru celé vegetace, i v období před a po seči) lze seřadit do následujícího pořadí: varianta kosená > mulčovaná > nekosená. Tento výsledek je však ovlivněn i denní dobou zjišťování půdních teplot vždy okolo poledne (kosená varianta se ohřívá nejrychleji).výsledky měření teploty půdy u varianty mulčované se ukazují příznivější než u varianty nekosené. Vliv stařiny a opadu způsobuje během vegetačního období horší prohřívání nekosené varianty a vliv nerozloženého mulče horší prohřívání mulčované varianty. Tento vliv je ještě posílen vybělením ležící mulčované biomasy a nesečeného porostu přes zimní období, které následně způsobuje vyšší odraz dopadajícího krátkovlnného slunečního záření (albedo). Půdní vlhkost hmotnostní [%] Vzhledem k tomu, že seč je významným mezníkem ve vodním režimu travních porostů, byly vlhkostní půdní poměry jednotlivých variant hodnoceny odděleně pro období před sečí a po seči. Významným činitelem, který ovlivňoval půdní vlhkost, byl dynamický nárůst biomasy travního porostu na počátku vegetace a v případě příznivých vláhových podmínek i po provedené seči (rok 2000). Z důvodů spotřeby půdní vláhy pro tvorbu biomasy byla půdní vlhkost na variantách s větším nárůstem biomasy, tj. na variantě kosené a mulčované, v období před sečí vždy nižší (ať už statisticky průkazně či neprůkazně) než na variantě nekosené (nejmenší čerpání vláhy v důsledku nižší produkce biomasy, zastínění plochy polehlým a vyběleným porostem) tab. č. 7 a 8. Toto zjištění se týká všech odběrových hloubek (s výjimkou třetí odběrové hloubky v roce 1999). První polovina vegetace tedy v důsledku nárůstu biomasy významně ovlivnila rozdíly ve vodním režimu jednotlivých variant využití porostu.vláha v tomto období není limitujícím faktorem, neboť je jí vždy po zimním období dostatek. Po seči vždy záleží na období, ve kterém je vláha travnímu porostu dostupná. Pokud je větší objem vláhy k dispozici až v druhé polovině srpna či v září (rok ), nemá porost po seči na variantě kosené a mulčované dostatek vody pro tvorbu biomasy a tudíž nejvíce transpirujícím porostem je porost nekosený, na kterém nebyla biomasa odstraněna. Z toho plyne, že v letech byla po seči půdní vlhkost nejvyšší buď na variantě kosené a mulčované a nejnižší na variantě lada (1999) nebo byla vlhkost v průměru v celku vyrovnaná (1998 první odběrová hloubka) nebo nejvyšší na kosené variantě (1998 druhá a třetí odběrová hloubka) záleží na rozvržení srážek v období po seči. Pokud však bezprostředně po seči má porost k dispozici dostatek půdní vláhy, která významně ovlivní dynamiku nárůstu po provedené seči, porost lépe obrůstá, spotřebovává vodu a na variantě kosené a mulčované se to projeví nižším obsahem vláhy než na variantě s nižší spotřebou vody na ladě (rok 2000). Toto zjištění platí pro všechny odběrové hloubky. V rámci celé vegetační doby se průkazné rozdíly projevily pouze v roce 2000 z toho důvodu, že varianta nekosená měla jak v období před sečí, tak po seči vyšší půdní vlhkost než varianta kosená 40

3 a mulčovaná (tab. č. 6). V roce se však v rámci celé vegetační doby průkazné rozdíly neprojevily z toho důvodu, že vlhkost varianty nekosené byla rozdílná mezi obdobím před a po seči (před sečí vyšší než po seči) a na variantách kosené a mulčované byla půdní vlhkost v průběhu celé vegetační sezóny vyrovnanější, tzn. před sečí nižší než na variantě lada (týká se všech odběrových hloubek i obou roků) a po seči vyšší než na variantě lada (týká se především první odběrové hloubky v roce 1999), ale nižší než v období před sečí. Závěr Hydrotermální režim mulčované varianty tvořil přechod mezi kosenou a nekosenou variantou (půdní teplota mulčované varianty se více blížila nekosené variantě, půdní vlhkost v odběrové hloubce 0,05 0,25 m se více přibližovala kosené variantě). V první polovině vegetace je hlavním faktorem, který ovlivní rozdíly ve vodním režimu jednotlivých variant využití, nárůst biomasy spojený s vyšším čerpáním půdní vláhy na variantách kosené a mulčované, v druhé polovině vegetace po seči je vodní režim spjatý s časovým rozvržením spadlých srážek, které významně ovlivnilo obrůstání porostu po seči. Tabulka 1. Průměrné hodnoty teploty půdy v jednotlivých letech, variantách a hloubkách ( C) Hloubka (cm)/varianta Kosená Nekosená lada Mulč Tabulka 2. Statisticky významné rozdíly teplot půdy v jednotlivých letech (test podle Scheffeho, na hladině významnosti α = 0,05) Hloubka (cm)/varianta Kosená X X X X X X Nekosená lada X X X X X X Mulč X X X X X X X X Tabulka 3. Průměrné hodnoty teploty půdy ( C) v období před sečí a po seči v letech (v letech 1998 a 1999 ze 2 opakování, v roce 2000 ze 4 opakování) Hloubka (cm) Rok Varianta Před sečí Po seči Před sečí Po seči x seč lada mulč x seč lada mulč x seč lada mulč

4 Tabulka 4. Statisticky významné rozdíly průměrných teplot půdy v období před sečí a po seči, (test podle Scheffeho, na hladině významnosti α = 0,05) Období Před sečí Po seči Hloubka (cm) Rok/varianta Kosená X X X X X X X X X X X X Nekosená lada X X X X X X X X X X X X Mulč X X X X X X X X X X X X X X X X Tabulka 5. Průměrné hodnoty půdní vlhkosti hmotnostní (% hmotnostní) v jednotlivých variantách a odběrových hloubkách Varianta Kosená Nekosená lada Mulčovaná Hloubka (cm) /rok Tabulka 6. Statisticky významné rozdíly půdní vlhkosti (% hmot.) mezi variantami. test podle Scheffeho. na hladině významnosti α = 0.05 Hloubka (cm) /rok Kosená X X X X X X X X X Nekosená lada X X X X X X X X X Mulč X X X X X X X X X X Tabulka 7. Průměrné hodnoty půdní vlhkosti (% hmotnostní) v období před sečí a po seči (v letech 1998 a 1999 ze 3 opakování. v roce 2000 z 10 opakování) Hloubka (cm) Rok Varianta Před sečí Po seči Před sečí Po seči Před sečí Po seči x seč lada mulč x seč lada mulč x seč lada mulč

5 Tabulka 8. Statisticky významné rozdíly půdní vlhkosti (% hmot.) v období před sečí a po seči. test podle Scheffeho. na hladině významnosti α= 0.05 Období Před sečí Po seči Hloubka cm Rok /varianta Kosená XX X X X X X X X X X X X X X XX X X X Lada X X X X X X X X X X X X X X X X X X Mulč X X X X XX XX X X X X X XX X X X X X X Tabulka 9. Úhrny srážek meteorologických stanic v Horské Kvildě a Churáňově (v mm) Stanice Před sečí Po seči Celkem Rok H.Kvilda Churáňov H.Kvilda Churáňov H.Kvilda Churáňov Literatura KVÍTEK T., DUFFKOVÁ R., PETERKOVÁ J. & MAŠKOVÁ Z., 2000: Teplota a vlhkost půdy rozdílně využívaných porostů lučního stanoviště na Šumavě. Silva Gabreta. 5: