Technika a technologie protierozních opatření. Prof. Ing. Josef Hůla, CSc.

Transkript

1 Technika a technologie protierozních opatření Prof. Ing. Josef Hůla, CSc.

2 Velmi účinná agrotechnická opatření Uplatnění půdoochranných technologií Přímé setí ozimé obilniny po řepce, obilnině nebo luskovině, využití podrcené slámy Setí ozimé obilniny s využitím mělké podmítky, ponechání rostlinných zbytků na povrchu půdy Setí jarní obilniny po obilnině nebo řepce, s využitím strniskové meziplodiny

3 Méně účinná agrotechnická opatření (při pěstování kukuřice, cukrovky a dalších širokořádkových plodin) Půdoochranné technologie pro kukuřici a další plodiny s velkou roztečí řádků Vrstevnicové obhospodařování pozemků Zmenšení délky spádnice u širokořádkových plodin princip pásového střídání plodin Zvýšení využívání meziplodin (minimalizace délky období, kdy je půda bez vegetačního pokryvu)

4 Pravděpodobnost výskytu erozně nebezpečných dešťů (Janeček a kol., 2003) Měsíc IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI. % 2,8 14,8 22,0 21,2 20,0 12,7 5,8 0,7 Stupeň Intenzita odnosu půdy erozí (mm.rok -1 ) do 0,05 0,05 0,5 0,5 1,5 1,5 5,0 5,0 20,0 nad 20,0 Hodnocení eroze (Zachar, 1970) nepatrná slabá střední silná velmi silná katastrofální Přípustná eroze: do 1,5 t.ha -1 zeminy za rok Průměrná rychlost tvorby půdy: 1,2 t.ha -1 za rok

5 Volbou strojů lze při podmítce ovlivnit stupeň zapravení rostlinných zbytků do půdy

6 Mělké kypření s ponecháním rostlinných zbytků na povrchu půdy

7 Talířový kypřič zapravení většiny rostlinných zbytků do půdy

8 Talířový kypřič s talíři na samostatných slupicích

9 Radličkové kypřiče

10 Vliv operací zpracování půdy na posklizňové zbytky a na omezení rizika vodní eroze půdy Druh agrotechnické operace Orba Kypření talířovým kypřičem Kypření radličkovým kypřičem Setí do nezpracované půdy Zbytky slámy (v t.ha -1 ) 0 1,5 4,0 6,0 Snížení smyvu (%)

11 Narušení půdní struktury a odnos ornice vodou v místě soustředěného odtoku při tání sněhu Vodní eroze na pozemku s kukuřicí

12 Konturové obhospodařování pozemků (Wisconsin)

13 Morgan 2005

14 12 10 Závislost jednotkové spotřeby motorové nafty na výměře pozemků Spotřeba nafty [l.hā 1 ] y = -0,8059Ln(x) + 10,352 R 2 = 0, Plocha [ha] 12 Spotřeba nafty [l.hā 1 ] y = -1,8298Ln(x) + 18,953 R 2 = 0,6146 Závislost jednotkové spotřeby motorové nafty na průměrné délce pracovních jízd dosažených na pozemcích Průměrná délka pracovní jízdy [m]

15

16

17 Dlátový kypřič

18 Dlátový kypřič se šikmými slupicemi

19 Dlátový kypřič pro hluboké kypření

20 Příklad porostu po setí do mulče

21

22 Jednokotoučová secí botka

23 Dvoukotoučová secí botka s předřazeným krojidlem

24 Radličkové secí botky s podřezávacím účinkem (setí do pásů)

25 Hnojení pod lůžko osiva (současně se setím)

26

27 Stroj pro přesné setí do mulče

28 Dvoukotoučové secí botky u stroje na přesné setí

29 Kukuřice zasetá do mulče (obilnina ošetřená glyphosatem)

30 Vymrzající meziplodina by měla vytvořit dostatek biomasy nutnost včasného zasetí

31 Setí cukrovky do vymrzající meziplodiny (hořčice bílá)

32 Vzcházení cukrovky po zasetí do vymrzající meziplodiny

33 Zbytky meziplodiny po přívalovém dešti začátkem července

34 Setí kukuřice v protierozní technologii

35 Odtoková mikroparcelka příklad měření povrchového odtoku vody a smyvu zeminy při erozních událostech

36 Příklady vyhodnocení erozních událostí Varianta 1: orba, varianty 2 až 6: minimalizační technologie Povrchový odtok vody při dvou bouřkách ve druhé dekádě června 2010

37 Příklad vyhodnocení erozních událostí Varianta 1: orba, varianty 2 až 6: minimalizační technologie Smyv zeminy při dvou bouřkách ve druhé dekádě června 2010

38 Smyv zeminy při bouřce se silným přívalovým deštěm

39 Srážky a intenzita deště v červenci 2010

40 Kukuřice s ochrannou podplodinou (Tippl, 2003)

41 Ozimý ječmen zasetý na jaře v pruzích ve směru vrstevnic (Tippl, 2003)

42 Janeček, 2003

43 Jarní ječmen po kukuřici a slunečnici Pracovní operace Termín Technické zajištění (příklad) Mělké zpracování půdy s urovnáním Setí po minimalizačním zpracování půdy Říjen Březen Příklady pracovních postupů Traktor 4x4, 150kW Radličkový kypřič Farmet GX 550 MS pracovní záběr: 5,5 Traktor 4x4, 140 kw Secí stroj Horsch CO 6 pracovní záběr: 6 m Dávka (kg.ha -1 ) (l.ha -1 ) Potřeba práce (h.ha -1 ) Spotřeba Náklady nafty (Kč.ha -1 ) (l.ha -1 ) Fixní Var. Celkem 0,24 6, ,28 6, Celkem 0,52 12, bez ceny hnojiva 2 bez ceny osiva 3 bez ceny herbicidu Jarní ječmen po obilninách nebo řepce, s využitím strniskové meziplodiny Pracovní operace Termín Technické zajištění (příklad) Hnojení směsí PK hnojiva a zásobování rozmetadla směsným PK hnojivem (doprava ze skladu 20 km, výkonnost překládky na poli 30 t.h -1 ) Podmítka hlubší (0,15 m) s urovnáním povrchu půdy Setí strniskové meziplodiny Aplikace neselektivního herbicidu se systemickým účinkem Setí do umrtveného porostu meziplodiny Před podmítkou Po sklizni předplodiny Srpen Před setím Březen Automobilová dopravní souprava t + šnekoný překladač Samojízdné pneumatické rozmetadlo 7 t, pracovní záběr: 18 m, výkonnost Wsm=14 ha.h -1 Dávka (kg.ha -1 ) (l.ha -1 ) Potřeba práce (h.ha -1 ) Spotřeba Náklady nafty (Kč.ha -1 ) (l.ha -1 ) Fixní Var. Celkem 400 0,15 3, Traktor 4x4, 170 kw Talířový kypřič Preciser Classic pracovní záběr: 6 m 0,24 9, Traktor 4x4, 140 kw Secí stroj JOHN DEERE 750 A 20 0,25 4, pracovní záběr: 6 m Traktor 4x4, 100 kw + cisterna 10 m 3 T4x2, 100 kw + návěsný postřikovač 2200 l, ,36 1, pracovní záběr: 18 m, výkonnost Wsm=5,5 ha.h -1 Traktor 4x4, 140 kw Secí stroj JOHN DEERE 750 A 200 0,28 6, pracovní záběr: 6 m Celkem 1,28 24, bez ceny hnojiva 2 bez ceny osiva 3 bez ceny herbicidu

44 Kukuřice po obilninách na pozemcích ohrožených erozí půdy (založení porostu do vymrzající meziplodiny) Pracovní operace Termín Technické zajištění (příklad) Hnojení PK hnojivem, (doprava ze skladu 20 km, překládka na poli 30 t.h -1 ) Podmítka na střední hloubku Středně hluboké kypření dlátovým kypřičem s urovnáním povrchu půdy Setí meziplodiny Společná aplikace neselektivního herbicidu a kapalného hnojiva - doprava ze skladu 20 km, překládka na poli 30 t.h -1 ) Setí kukuřice se současným podpovrchovým zapravením kapalného průmyslového hnojiva Před podmítkou Po sklizni předplodiny Do poloviny srpna 2. polovina srpna Duben Duben Automobilová dopravní souprava t + šnekový překladač Samojízdné pneumatické rozmetadlo 7 t, pracovní záběr: 18 m, výkonnost Wsm= 14 ha.h -1 Traktor 4x4, 170 kw Radličkový kypřič Ecolands Classic pracovní záběr: 6 m Traktor 4x4, 170 kw Dlátový kypřič DMI EcoloTigar pracovní záběr: 4 m Traktor 4x4, 140 kw Secí stroj pracovní záběr: 6 m Dávka (kg.ha -1 ) (l.ha -1 ) Potřeba práce (h.ha -1 ) Spotřeba Náklady nafty (Kč.ha -1 ) (l.ha -1 ) Fixní Var. Celkem 400 0,15 3, ,24 7, ,58 18, ,25 4, Traktor 4x4, 100 kw + cisterna 10 m 3 T4x2, 100 kw + návěsný postřikovač 2200 l, 1, ,36 1, pracovní záběr: 18 m, výkonnost Wsm=5,5 ha.h -1 Traktor 4x4, 80 kw Secí stroj na přesné setí s adaptérem na zapravení tuhých nebo kapalných průmyslových hnojiv Kinze Planters - 8 řádků 28 osivo 0,40 3, ,2 Traktor 4x4, 100 kw + cisterna 10 t 200 0,42 3, Celkem 2,40 41, bez ceny hnojiva 2 bez ceny osiva 3 bez ceny herbicidu

45 Příklady výsledků měření simulátorem deště A - conventional technology sowing after spring seedbed preparation, without catch crop B - sowing after spring seedbed preparation, catch crop C - sowing without spring seedbed preparation, catch crop Surface water runoff rate [l.m -2.min -1 ] 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Time [min] Variant A Variant B Variant C Rain intensity

46 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Variant A Variant B Variant C Proportion of soil in intercepted water [%]

47 Varianta 1 - minimalizace zpracování půdy bez jarní předseťové přípravy půdy (kukuřice, Vlašim) 2,0 Rychlost povrchového odtoku [l.min -1.m -2 ] Rychlost infiltrace [l.min -1.m -2 ] 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 tp=4,0 min sklon 5,8º drsnost 17,0 mm Čas [min] Intenzita srážky Rychlost povrchového odtoku Rychlost infiltrace Počátek výtopy tp

48 Varianta 2 - minimalizace s jarním předseťovým zpracováním půdy Rychlost povrchového odtoku [l.min -1.m -2 ] Rychlost infiltrace [l.min -1.m -2 ] 2,0 1,8 1,6 tp=10,8 min sklon 4,4º drsnost 16,1 mm 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Čas [min] Intenzita srážky Rychlost povrchového odtoku Rychlost infiltrace Počátek výtopy tp

49 Varianta 3 - konvenční zpracování půdy 2,0 Rychlost povrchového odtoku [l.min -1.m -2 ] Rychlost infiltrace [l.min -1.m -2 ] 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 tp=1,6 sklon 4,8º drsnost 15,8 mm Čas [min] Intenzita srážky Rychlost povrchového odtoku Rychlost infiltrace Počátek výtopy tp

50 Infiltrace vizualizace

51 Postup při analýze obrazu povrchu půdy

52 Rychlost povrchového odtoku [l.min -1.m -2 ] Rychlost infiltrace [l.min -1.m -2 ] 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2 tp=9,9 min sklon 1,7º drsnost 25,4 mm Čas [min] Intenzita srážky Rychlost povrchového odtoku Rychlost infiltrace Počátek výtopy tp Rychlost povrchového odtoku [l.min -1.m -2 ] Rychlost infiltrace [l.min -1.m -2 ] 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2 tp=25,5 min sklon 2,4º drsnost 13,8 mm Čas [min] Intenzita srážky Rychlost povrchového odtoku Rychlost infiltrace Počátek výtopy tp Rychlost infiltrace a rychlost povrchového odtoku (Křinec, ), nahoře varianta 1, dole varianta 3

53 Plečkování může zlepšit podmínky pro vsakování vody do půdy

54 Rozrušení půdní krusty může přispět k lepšímu přijímání srážkové vody půdou

55 Morgan 2005