Technika a technologie protierozních opatření Prof. Ing. Josef Hůla, CSc.
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
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)
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 1 2 3 4 5 6 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
Volbou strojů lze při podmítce ovlivnit stupeň zapravení rostlinných zbytků do půdy
Mělké kypření s ponecháním rostlinných zbytků na povrchu půdy
Talířový kypřič zapravení většiny rostlinných zbytků do půdy
Talířový kypřič s talíři na samostatných slupicích
Radličkové kypřiče
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 (%) 0 40 70 95
Narušení půdní struktury a odnos ornice vodou v místě soustředěného odtoku při tání sněhu Vodní eroze na pozemku s kukuřicí
Konturové obhospodařování pozemků (Wisconsin)
Morgan 2005
12 10 Závislost jednotkové spotřeby motorové nafty na výměře pozemků Spotřeba nafty [l.hā 1 ] 8 6 4 2 y = -0,8059Ln(x) + 10,352 R 2 = 0,447 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 Plocha [ha] 12 Spotřeba nafty [l.hā 1 ] 10 8 6 4 2 y = -1,8298Ln(x) + 18,953 R 2 = 0,6146 Závislost jednotkové spotřeby motorové nafty na průměrné délce pracovních jízd dosažených na pozemcích 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Průměrná délka pracovní jízdy [m]
Dlátový kypřič
Dlátový kypřič se šikmými slupicemi
Dlátový kypřič pro hluboké kypření
Příklad porostu po setí do mulče
Jednokotoučová secí botka
Dvoukotoučová secí botka s předřazeným krojidlem
Radličkové secí botky s podřezávacím účinkem (setí do pásů)
Hnojení pod lůžko osiva (současně se setím)
Stroj pro přesné setí do mulče
Dvoukotoučové secí botky u stroje na přesné setí
Kukuřice zasetá do mulče (obilnina ošetřená glyphosatem)
Vymrzající meziplodina by měla vytvořit dostatek biomasy nutnost včasného zasetí
Setí cukrovky do vymrzající meziplodiny (hořčice bílá)
Vzcházení cukrovky po zasetí do vymrzající meziplodiny
Zbytky meziplodiny po přívalovém dešti začátkem července
Setí kukuřice v protierozní technologii
Odtoková mikroparcelka příklad měření povrchového odtoku vody a smyvu zeminy při erozních událostech
Příklady vyhodnocení erozních událostí Varianta 1: orba, varianty 2 až 6: minimalizační technologie Povrchový odtok vody při dvou bouřkách ve druhé dekádě června 2010
Příklad vyhodnocení erozních událostí Varianta 1: orba, varianty 2 až 6: minimalizační technologie Smyv zeminy při dvou bouřkách ve druhé dekádě června 2010
Smyv zeminy při bouřce se silným přívalovým deštěm - 5. 7. 2010
Srážky a intenzita deště v červenci 2010
Kukuřice s ochrannou podplodinou (Tippl, 2003)
Ozimý ječmen zasetý na jaře v pruzích ve směru vrstevnic (Tippl, 2003)
Janeček, 2003
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 6,4 320 270 590 200 0,28 6,0 600 280 880 2 Celkem 0,52 12,4 920 550 1470 1 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 14-20 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 3,2 200 150 350 1 Traktor 4x4, 170 kw Talířový kypřič Preciser Classic pracovní záběr: 6 m 0,24 9,4 350 290 640 Traktor 4x4, 140 kw Secí stroj JOHN DEERE 750 A 20 0,25 4,2 230 220 450 2 pracovní záběr: 6 m Traktor 4x4, 100 kw + cisterna 10 m 3 T4x2, 100 kw + návěsný postřikovač 2200 l, 3 200 0,36 1,9 210 95 305 pracovní záběr: 18 m, výkonnost Wsm=5,5 ha.h -1 Traktor 4x4, 140 kw Secí stroj JOHN DEERE 750 A 200 0,28 6,0 600 280 880 2 pracovní záběr: 6 m Celkem 1,28 24,7 1590 1035 2625 1 bez ceny hnojiva 2 bez ceny osiva 3 bez ceny herbicidu
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 14-20 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 3,2 200 150 350 1 0,24 7,2 330 280 610 0,58 18,5 420 560 980 20 0,25 4,2 230 220 450 2 Traktor 4x4, 100 kw + cisterna 10 m 3 T4x2, 100 kw + návěsný postřikovač 2200 l, 1,3 300 0,36 1,9 210 95 305 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 3,8 360 180 560 1,2 Traktor 4x4, 100 kw + cisterna 10 t 200 0,42 3,0 220 280 500 Celkem 2,40 41,8 1970 1765 3755 1 bez ceny hnojiva 2 bez ceny osiva 3 bez ceny herbicidu
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 0,0 0 10 20 30 40 50 60 70 Time [min] Variant A Variant B Variant C Rain intensity
1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Variant A Variant B Variant C Proportion of soil in intercepted water [%]
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 0 10 20 30 40 50 60 Čas [min] Intenzita srážky Rychlost povrchového odtoku Rychlost infiltrace Počátek výtopy tp
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 0,0 0 10 20 30 40 50 60 Čas [min] Intenzita srážky Rychlost povrchového odtoku Rychlost infiltrace Počátek výtopy tp
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 0 10 20 30 40 50 60 Čas [min] Intenzita srážky Rychlost povrchového odtoku Rychlost infiltrace Počátek výtopy tp
Infiltrace vizualizace
Postup při analýze obrazu povrchu půdy
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 0 10 20 30 40 50 60 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 0 10 20 30 40 50 60 Čas [min] Intenzita srážky Rychlost povrchového odtoku Rychlost infiltrace Počátek výtopy tp Rychlost infiltrace a rychlost povrchového odtoku (Křinec, 29.4.2010), nahoře varianta 1, dole varianta 3
Plečkování může zlepšit podmínky pro vsakování vody do půdy
Rozrušení půdní krusty může přispět k lepšímu přijímání srážkové vody půdou
Morgan 2005