logo UAe
Centrum výskumu rastlinnej výroby - Ústav agroekológie Michalovce

ul. Špitálska 1273
071 01 Michalovce
e-mail: danilovic@scpv-ua.sk
 
 


Trendy v zmenách fyzikálnych vlastností pri rôznom obrábaní pôdy

Pôdne vlastnosti sú ovplyvňované mnohými faktormi. K zmenám fyzikálnych vlastností pôdy dochádza najmä pri jej obrábaní a tieto zmeny sú badateľné v dlhšom časovom horizonte. Pre podmienky Slovenska je typická konvenčná príprava pôdy pred sejbou poľných plodín spojená s orbou. V ostatných rokoch sa čoraz častejšie pri obrábaní využíva aj priama sejba do neobrobenej pôdy, ktorá je krajnou formou pôdoochranných technológií. Celkom logicky z pohľadu dlhodobého využívania určitého spôsobu obrábania pôdy nastáva zmena pôdnych vlastností. Zvolené obrábanie veľmi úzko súvisí aj s pôdnym druhom a podľa toho, či je pôda ľahká, stredne ťažká alebo ťažká sa menia aj jej pôdne vlastnosti.

Pre lepšie posúdenie vplyvu obrábania na vlastnosti pôdy sa využívajú časové rady, najlepšie päť a viacročné, ktoré poskytnú objektívnejší pohľad na hodnotenie vývoja určitej pôdnej vlastnosti vplyvom konkrétneho faktora a následne sú podkladom pre rôzne analýzy a prognózy.

V rokoch 1998 - 2005 (fluvizem kultizemná, FMa), resp. v rokoch 1998 - 2009 (fluvizem glejová, FMG) sa realizoval výskum vplyvu rozdielneho obrábania fluvizemí na ich vybrané fyzikálne a hydrofyzikálne vlastnosti. Stredne ťažká hlinitá fluvizem kultizemná sa nachádza vo Vysokej nad Uhom a ťažká ílovito-hlinitá fluvizem glejová v Milhostove. Obidve lokality sú situované v centrálnej časti Východoslovenskej nížiny, kde boli, resp. sú umiestnené poľné stacionárne pokusy CVRV - Výskumného ústavu agroekológie Michalovce.

Zmeny objemovej hmotnosti, celkovej pórovitosti a maximálnej kapilárnej kapacity sa v 8-ročnom (FMa), resp. 12-ročnom časovom rade (FMG) sledovali pri konvenčnom obrábaní spojenom s orbou a pri priamej sejbe bez orby. Neporušené pôdne vzorky vo forme Kopeckého fyzikálnych valčekov sa odoberali v jarnom období z hĺbky ornice (0,3 m). Pre modelovanie vývoja pôdnych charakteristík v určitom časovom období sa využila trendová analýza. Vývoj trendovej zložky bol vyjadrený lineárnou matematickou funkciou a priebeh vývoja je znázornený graficky. Z trendových čiar sa dá predpokladať hlavný trend ďalšieho vývoja fyzikálnych charakteristík pôdy v pôdnom profile sledovaných fluvizemí.

Objemová hmotnosť FMa v ornici sa v sledovanom období pohybovala od 1 417 kg.m-3 po 1 590 kg.m-3. V priemere vyššia objemová hmotnosť fluvizeme kultizemnej bola na variante s priamou sejbou bez orby (1 529 kg.m-3) v porovnaní s konvenčnou agrotechnikou (1 484 kg.m-3). Pre stredne ťažké hlinité pôdy sa za kritickú objemovú hmotnosť považuje hodnota vyššia ako 1450 kg.m-3. Keďže priemerná objemová hmotnosť ornice fluvizeme kultizemnej v hodnotenom časovom rade bola pri oboch spôsoboch obrábania pôdy vyššia, je tu možnosť zhutnenia ornice.

Trendová analýza pri oboch spôsoboch obrábania fluvizeme kultizemnej (graf 1) naznačuje zvýšenie objemovej hmotnosti na variante KA o 46 kg.m-3 za osem rokov pokusu a na variante PS až o 88 kg.m-3. Pri konvenčnej agrotechnike výrazné zvýšenie oproti trendovej čiare bolo v roku 2000 a výrazné zníženie v rokoch 2002 a 2003. Pri priamej sejbe získané hodnoty kopírujú trendovú čiaru s výnimkou rokov 2000 a 2003, kedy je odchýlka najvýraznejšia.

Graf 1: Časový priebeh objemovej hmotnosti ornice FMa

Celková pórovitosť a objemová hmotnosť navzájom úzko súvisia a hodnoty pórovitosti sú v negatívnej korelácii s hodnotami objemovej hmotnosti, teda pri vyššej objemovej hmotnosti sú hodnoty celkovej pórovitosti nižšie. Keďže pri priamej sejbe bola vyššia objemová hmotnosť fluvizeme kultizemnej, celková pórovitosť bola nižšia než pri konvenčnej agrotechnike a nachádzala sa v rozpätí 39,45 - 44,69 %. Na variante s konvenčnou agrotechnikou bola celková pórovitosť 41,58 - 46,09 %. Kritické hodnoty celkovej pórovitosti pre stredne ťažkú pôdu sú nižšie ako 42 %. Minimálne hodnoty pórovitosti stredne ťažkej pôdy fluvizeme kultizemnej naznačujú zhutnenie pôdneho profilu, aj keď priemerné hodnoty boli na kritickej úrovni.

Časový priebeh celkovej pórovitosti korešponduje s časovým priebehom objemovej hmotnosti a je opačný. Z trendových čiar na grafe 2 vyplýva zníženie pórovitosti za osemročný časový rad pri konvenčnej agrotechnike o 1,73 % a pri priamej sejbe o 3,42 %, čo však nemožno považovať za štatisticky významné.

Graf 2: Časový priebeh celkovej pórovitosti ornice FMa

Maximálna kapilárna kapacita je hydrofyzikálny parameter, ktorý úzko súvisí najmä so zásobou vody v pôdnom profile a obsahom ílovitých častíc a nachádza sa v pomerne širokom intervale. V sledovanom období sa maximálna kapilárna kapacita fluvizeme kultizemnej nachádzala na variante s konvenčnou agrotechnikou v rozpätí od 33,41 % do 38,61 %. Na variante s priamou sejbou sa hodnoty tohto parametra pohybovali od 32,25 % do 38,99 %. Celkovo však dosahovali hodnoty charakteristické pre tento subtyp fluvizemí.

Z časového priebehu vývoja tohto pôdneho parametra vyplýva (graf 3) zníženie maximálnej kapilárnej kapacity pri konvenčnom obrábaní pôdy za osem rokov o 2,04 %. Pri priamej sejbe bez orby však zníženie maximálnej kapilárnej kapacity v porovnaní s trendom bolo len o 0,86 % a priebeh jej hodnôt v celom časovom rade 1998 - 2005 kopíroval trendovú čiaru. Môže to potvrdzovať známe poznatky o lepšom hospodárení s pôdnou vodou na variantoch obrábaných pôdoochrannými technológiami.

Graf 3: Časový priebeh maximálnej kapilárnej kapacity ornice FMa

Fluvizem glejová v Milhostove je charakterizovaná ako ťažká ílovito-hlinitá pôda s priemerným obsahom ílovitých častíc v ornici vyšším ako 53 %. V sledovanom časovom rade na konvenčnej agrotechnike objemová hmotnosť dosahovala hodnoty 1301 - 1546 kg.m-3. Na variante s priamou sejbou bez orby dosahovala vyššie hodnoty spadajúce do intervalu od 1320 kg.m-3 po 1569 kg.m-3. Pri objemovej hmotnosti ťažkých ílovito-hlinitých pôd vyššej ako 1400 kg.m-3 nastáva reálna možnosť zhoršenia transportnej funkcie pôdy a zhutnenia ornice, na čo poukazujú hodnoty tohto fyzikálneho parametra.

Mimoriadne zaujímavý je časový priebeh objemovej hmotnosti vyjadrený trendovou čiarou (graf 4). Vyplýva z neho za 12-ročný časový rad zvýšenie objemovej hmotnosti na variante KA až o 86 kg.m-3, ale na variante PS to bolo len o 17 kg.m-3. Na základe uvedeného možno predpokladať, že priama sejba bez orby sa môže v dlhšom časovom horizonte a uplatňovaní priamej sejby ako uceleného systému prejaviť aj pozitívnejšou zmenou objemovej hmotnosti ťažkej pôdy.

Graf 4: Časový priebeh maximálnej kapilárnej kapacity ornice FMa

Celková pórovitosť FMG bola nižšia pri priamej sejbe než pri klasickej agrotechnike a v hodnotenom časovom rade sa nachádzala v intervale 39,40 - 50,01 %. Pri konvenčnom obrábaní bola pórovitosť vyššia a jej hodnoty sa nachádzali v rozpätí 41,06 - 50,75 %. Minimálne hodnoty pórovitosti nižšie ako 47 % potvrdzujú možnosť zhoršenia pôdnych vlastností fluvizeme glejovej zhutnením.

Z časového priebehu pórovitosti (graf 5) vyplýva jej nevýznamné zníženie na konvenčnej agrotechnike o 1,91 % a zvýšenie pri priamej sejbe o 0,91 %. Aj v prípade tejto pôdnej charakteristiky platí, že v dlhšom časovom rade ani na pôdach s vyšším obsahom ílovitých častíc uplatňovanie pôdoochranných technológií nemusí mať negatívny vplyv na vybrané pôdne vlastnosti.

Graf 5: Časový priebeh celkovej pórovitosti ornice FMG

Pre pôdy s vysokým obsahom ílovitých častíc je charakteristický široký interval maximálnej kapilárnej kapacity, čo súvisí s ich horizontálnou i vertikálnou heterogenitou. V nami sledovanom 12-ročnom časovom rade sa hodnoty maximálnej kapilárnej kapacity fluvizeme glejovej na variante s konvenčnou agrotechnikou nachádzali v intervale 33,74 - 44,72 % a na variante s priamou sejbou v intervale 32,42 - 46,90 %. Trendová analýza (graf 6) sledovaného časového radu naznačuje pre konvenčnú agrotechniku mierne zvýšenie maximálnej kapilárnej kapacity o 0,83 %, ale mierne zníženie (o 0,52 %) pre priamu sejbu bez orby.

Graf 6: Časový priebeh maximálnej kapilárnej kapacity ornice FMG

Pre úspešnosť pôdoochranných technológií, ako jedného z nástrojov na udržanie a zachovanie pôdnej úrodnosti, je nevyhnutná ich aplikácia ako celého systému hospodárenia, pričom veľmi dôležité je zachovanie kontinuity celého systému. V podmienkach klimatickej zmeny môžu pôdoochranné technológie prispieť k lepšiemu hospodáreniu fluvizemí s vodou. Využívanie technologických systémov šetriacich pôdu môže byť tiež príspevkom k zachovaniu stability ekologicky citlivých pôd, ku ktorým patria aj fluvizeme na Východoslovenskej nížine.

Vystavené 8. 4. 2010

Autori textu: RNDr. Dana Kotorová, PhD.; Ing. Jana Jakubová