Zestaw do laboratoryjnego wyznaczania krzywej pF - blok pyłowy Eijkelkamp na fotografii lewej, komory ciśnieniowe

Soil Moisture Ltd.na fotografii prawej

(fot. A. Boczoń)

POJEMNO

ŚĆ

WODNA Jest to zdolno

ść

gleby do utrzymywania okre

ś

lonej ilo

ś

ci wody.

Pojemno

ść

wodna gleby zale

ż

y od składu granulometrycznego, ilo

ś

ci i wła

ś

ciwo

ś

ci

koloidów. Najwi

ę

ksz

ą

pojemno

ść

wodn

ą

maj

ą

gleby ilaste, gliniaste i torfowe.

Najmniejsz

ą

za

ś

gleby

ż

wirowe i piaszczyste.

Retencja wodna gleby (R) jest to ilość wody zatrzymanej przejściowo w warstwie gleby o określonej miąższości.
Wielkość retencji zależy od właściwości gleby

(skład mechaniczny, budowa profilu, właściwości chemiczne gleby,

głębokość wody gruntowej), agrotechniki, przebiegu pogody oraz od miąższości badanej gleby.

Pełna (maksymalna) pojemność wodna (Retencja całkowita – Rc ) odpowiada porowatości absolutnej czyli całkowitej
objętości wszystkich porów glebowych i wyraża ilość wody, jaka mieści się w profilu gleby całkowicie wypełnionym
wodą. Ten stan retencji jest niekorzystny dla rozwoju roślin z powodu braku powietrza w glebie.

Polowa pojemność wodna – PPW (Retencja polowa – Rp) to maksymalna ilość wody, jaka pozostaje po odcieknięciu
wody wolnej (grawitacyjnej) z gleby poprzednio uwilgotnionej do pojemności pełnej. Polowa pojemność wodna danej
gleby jest wielkością stałą i charakterystyczną. Gleby lżejsze mają mniejszą PPW niż gleby ciężkie.

Kapilarna pojemność wodna jest to ilość wody w glebie która wypełnia jedynie jej przestwory kapilarne.

Pojemność wodna w punkcie trwałego więdnięcia (Retencja w punkcie więdnięcia roślin – Rw ) jest to ilość wody
zawartej w glebie podczas nieodwracalnego zwiędnięcia roślin. Jest to dolna granica wyczerpania wody dostępnej dla
roślin. Pozostały zapas wody w glebie jest fizjologicznie nieużyteczny, ponieważ rośliny nie mogą tej wody pobrać.

Potencjalnie użyteczna retencja – PUR (zasob wody użytecznej dla roślin pF 2,2 – pF 4,2) jest jednym z podstawowych
wskaźników waloryzujących właściwości gleb, jej wielkość decyduje o możliwości wegetacji roślin w okresach
międzyopadowych

Metoda bezpośrednia (krzywa pF)

Rys. Wd - ilość wody łatwo dostępnej dla roślin dla gleby piaszczystej (linia żółta) i ilastej (linia brązowa)

wilgotno

ść

[% cz.obj.]

pF

1.0

2,0

3,0

4,0

5,0

3,7

4,2

2,2

Wd

10

20

30

40

0

Wd

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0

2

4

6

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50

Wilgotność (% objętościowy)

p

F

kontrola

0,5 g/l

2,0 g/l

4,0 g/l

6,0 g/l

Wpływ wielkości dawki hydrożelu na zmiany krzywej

retencji wodnej gleby piaszczystej

Nawodnienia wegetacyjne.

Deszczowanie w pierwszym okresie nawodnień sadzonek jednorocznych.

Tabela. Dawki polewowe i częstotliwość deszczowania siewek w I okresie nawodnień (od kwietnia po siewach do 15 czerwca)

Gatunek

Rodzaj gleby

Od wysiewu do masowych

wschodów

(do początku maja)

Od masowych wschodów

do 15 czerwca

częstotliwość

dawka

brutto

mm

częstotliwość

dawka

brutto

mm

sosna, świerk,
jodła , daglezja,
lipa drobnolistna

piasek słabogliniasty

codziennie

2

co 2 dzień

5

piasek gliniasty lekki

codziennie

2

co 2 dzień

5

piasek gliniasty mocny

codziennie

2

co 2 dzień

5

glina piaszczysta

codziennie

2

co 3 dzień

7

dąb, buk,
lipa szerokolistna

piasek słabogliniasty

codziennie

2

co 3 dzień

7

piasek gliniasty lekki

co 2 dzień

4

co 3 dzień

7

piasek gliniasty mocny

co 2 dzień

4

co 4 dzień

10

glina piaszczysta

co 2 dzień

4

co 4 dzień

10

brzoza, modrzew,
olsza czarna,
jarzębina

piasek słabogliniasty

2 razy dziennie

2

codziennie

2,5

piasek gliniasty lekki

2 razy dziennie

2

codziennie

2,5

piasek gliniasty mocny

2 razy dziennie

2

co 2 dzień

5

glina piaszczysta

codziennie

2

co 2 dzień

5

Nawodnienia wegetacyjne

Deszczowanie w drugim okresie nawodnień sadzonek jednorocznych oraz

wieloletnich

d = 0,1 * w

d

* h [mm]

gdzie:
w

d

- zawartość wody łatwo dostępnej w % objętości gleby,

h- pożądana głębokość zwilżania gleby (cm).

Głębokość zwilżania dla jednolatek w II okresie nawodnień:
w terminie 16VI-30VI ⇒

9

, 10, 11, 12 cm,

w terminie 1VII-10VII ⇒

13

, 14, 15, 16 cm,

w terminie 11VII-31VII ⇒

17

, 18, 19, 20 cm

Głębokość zwilżania dla wielolatek
w I okresie nawodnień ⇒

17

, 18, 19, 20 cm

w II okresie nawodnień ⇒ 22,

23

, 24, 25 cm

Metoda bezpośrednia (krzywa pF)

Rys. Zależność miedzy siłą ssącą gleby a jej uwilgotnieniem (Wo - całkowita ilość wody dostępnej dla roślin,
Wd - ilość wody łatwo dostępnej dla roślin)

wilgotno

ść

[% cz.obj.]

pF

MPa

1.0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,001

0,01

0,1

1,0

10,0

3,7

4,2

2,2

Wd

Wo

Punkt trwałego wi

ę

dni

ę

cia ro

ś

lin

Pocz

ą

tek hamowania wzrostu ro

ś

lin

Polowa pojemno

ść

wodna

Rc

PUR

Metoda pośrednia (metoda Somorowskiego)

Tabela. Zawartość frakcji spławialnych, substancji organicznej i wody łatwo dostępnej w glebach mineralnych (wg Somorowskiego)

Rodzaje gleby

Przeciętna zawartość

frakcji spławialnych

substancji organicznej

wody łatwo dostępnej w

d

w % objętości gleby

w % masy gleby

Piasek słabogliniasty

7

2

5,3

Piasek gliniasty lekki

13

2,5

6,7

Piasek gliniasty mocny

17

3

7,7

Glina piaszczysta

33

3

8,4

d = 0,1 * w

d

* h [mm]

gdzie:
w

d

- zawartość wody łatwo dostępnej w % objętości gleby,

h- pożądana głębokość zwilżania gleby (cm).

Dawka jednorazowego polewu netto /d/

Dawka jednorazowego polewu brutto /D/

D

d

k

m m

e

=

(

)

gdzie: d - dawka jednorazowego polewu netto (mm),

k

e

- współczynnik efektywności technicznej deszczowania

Częstotliwość deszczowania

T

d

E

d n i

=

(

)

gdzie: d - dawka jednorazowego polewu netto (mm),

E - dobowe zużycie wody na ewapotranspirację (mm).

Deszczowanie w szkółkach musi uwzględniać wielkość opadów atmosferycznych. Jako opad miarodajny
przyjmuje się jednorazowy opad o wielkości 3 mm, z wyjątkiem jednak tych przypadków, kiedy dawka
polewowa brutto wynosi 2 lub 2,5 mm. Wtedy jako opad miarodajny przyjmuje się te wartości.

MIDL - Multi Interface Data Loger i zestaw
polowych sond pomiarowych FP/mts – (Field Probe
for moisture, temperature an salinity of soil)

Przykład:

gatunki: sosna, dąb, modrzew
gatunek gleby - piasek gliniasty mocny
średni opad roczny 560 mm, wsp. ewapotranspiracji E = 2,7 mm
głębokość zwilżania 12, 16, 21 cm (jednolatki) oraz 21, 26 cm (wielolatki)

Dawki polewowe i częstotliwość deszczowania w I okresie (jednolatki)

od wysiewu do masowych wschodów - Ia
sosna D = 2 mm, codziennie
dąb D = 4 mm, co 2 dzień
modrzew D = 2 mm, 2 razy dziennie

od masowych wschodów do 15 czerwca - Ib
sosna D = 5 mm, co 2 dzień
dąb D = 10 mm, co 4 dzień
modrzew D = 5 mm, co 2 dzień

Dawki polewowe i częstotliwość deszczowania w II okresie (jednolatki)

głębokość zwilżenia 12 cm
d = 0,10 * 7,7 * 12 = 9,24 mm, D = 9,24 : 0,85 = 11 mm, T = 9,24 : 2,7 = 3,42 ≈ 3,5 dni
głębokość zwilżenia 16 cm
d = 0,10 * 7,7 * 16 = 12,32 mm, D = 12,32 : 0,85 = 15 mm, T =12,32:2,7 = 4,56 ≈ 4,5 dni
c) głębokość zwilżenia 21 cm
d = 0,10 * 7.7 * 21 = 16,17 mm, D = 16,17 : 0,85 = 19 mm, T =16,94:2,7 = 5,99 ≈ 6 dni

oraz wielolatki

a) głębokość zwilżenia 21 cm
d = 0,10 * 7.7 * 21 = 16,17 mm, D = 16,17 : 0,85 = 19 mm, T =16,94:2,7 = 5,99 ≈ 6 dni
b) głębokość zwilżenia 26 cm

d = 0,10 * 7.7 * 26 = 20,02 mm, D = 20,02 : 0,85 = 24 mm, T = 20,02 :2,7 = 7,41 ≈ 7,5 dni

Numer zestawu:

Sprawozdanie

„Nawodnienia deszczowniane szkółek leśnych”

1. Dokonaj modernizacji układu przestrzennego szkółki scalonej mając dane:

•

powierzchnię produkcyjną: 5 ha

•

urządzenie deszczujące: zraszacz obrotowy

2. Oblicz dzienne zapotrzebowanie na wodę oraz niezbędną wydajność agregatu pompowego przy

założeniach:

•

powierzchnię do nawodnień obliczoną ze wzoru: Pn = ∑pow. kwater - ∑pow. kwater ugorowanych

•

źródło prądu: jest

•

sumę średniorocznych opadów: 575 mm

3. Zaprojektuj zbiornik retencyjny oraz rów doprowadzający wodę mając dane:

•

zbiornik – należy obliczyć całkowitą głębokość oraz wymiary na powierzchni gruntu, mając dane:

o

pochylenie skarpy zbiornika 1:1,5

o

głębokość wypełnienia zbiornika 1,4 m

o

stosunek długości boków dna zbiornika 1:2

o

wymagana objętość napełnienia zbiornika, tj. 3-krotne dzienne zapotrzebowanie … m

3

o

całkowita głębokość rowu doprowadzającego 0,35 m

•

rów doprowadzający wodę – należy dokonać obliczeń w celu ustalenia szerokości dna rowu,
szerokości na powierzchni jego wypełnienia oraz na powierzchni gruntu, mając dane:

o

wymagana objętość napełnienia zbiornika, tj. 3-krotne dzienne zapotrzebowanie … m

3

o

czas napełniania zbiornika 8 h

o

głębokość wypełnienia rowu 0,10 m

o

pochylenie skarpy rowu – równe pochyleniu skarpy zbiornika

o

spadek dna rowu 0,5 ‰

o

współczynnik szorstkości koryta 0,025

s

m

3

1

−

4. Oblicz dawkę polewową (brutto i netto) dla I i II okresu nawodnień (jedno i wielolatek) przy

założeniach:

•

gatunek: So, Bk, OL

cz

.

•

rodzaj gleby: piasek słabogliniasty,

•

głębokość zwilżania dla jednolatek w II okresie nawodnień:

o

w terminie 16VI-30VI: 10 cm

o

w terminie 1VII-10VII: 14 cm

o

w terminie 11VII-31VII: 18 cm

•

głębokość zwilżania dla wielolatek:

o

w I okresie nawodnień: 18 cm

o

w II okresie nawodnień: 22 cm

5.

Wymień rodzaje nawodnień deszczownianych.

6.

Narysuj dodatkowo po jednej kwaterze (podaj wymiary) optymalnie zaprojektowanej pod pozostałe
urządzenia deszczujące.