Deszczowanie roślin uprawnych

Wydział Rolniczy, kierunek Agronomia, Rok IV

Część zadaniowa

Zadanie 1.

Wyliczyć:

gęstość właściwą, objętościową i objętościową gleby wilgotnej,

porowatość gleby, wilgotność objętościową gleby,

udział fazy gazowej gleby.

waga naczyńka 141,00 g

objętość naczyńka 137,34 cm³

objętość gleby 92,0 ml

masa gleby wilg. z nacz. 393,76 g

masa gleby suchej z nacz. 373,72 g

Gęstość właściwa p = M/V_s (2,53 g/cm³)

V_s - objętość gleby

Gęstość objętościowa: p_o = M/V (1,69 g/cm³)

V - całkowita objętość próbki gleby

Gęstość objętościowa gleby wilgotnej

p_ow = M_w/V (1,84 g/cm³)

Porowatość n = [(p - p_o)/p] * 100 (33,20%)

p - gęstość fazy stałej, p_o - gęstość objętościowa

lub

92 ml (obj. fazy stałej) x (% fazy stałej)

137,34 cm³ (obj. nacz.) i 100%

porowatość 100% - % fazy stałej (33,20%)

wilg _%wag W_a = [M _wody /G_s] * 100 (8,61%)

wilg _%obj. W_o = W_a * p_o (14,55%)

Udział fazy gazowej

100% - (% frakcji stałej + % frakcji ciekłej) (18,65%)

Zadania ze skali pF

Zawartość wody w piasku i w glinie w % obj. wg skali pF

pF	Piasek	Glina
7,0	0	0
6,0	0,01	8
5,0	1	24
4,2	1,7	32
4,0	2	36
3,0	6	47
2,5	9	49
2,0	12	52
1,0	36	55
0,0	42	58

pF = 2,5 → 100 % ppw

pF = 4,2 → punkt więdnięcia (WTW)

Zawartość wody dla 100% ppw:

piasek → 9%

glina → 49%

Zawartość wody: dla WTW

piasek → 1,7%

glina → 9%

Zadanie 2.

Ile miejsca zajmuje faza stałej gleby przy pełnym nasyceniu wodą w piasku i w glinie (próbka gleby - 100 cm³)?

piasek pF = 0 → 42% tj. 42 cm³ wody/100 g próbki

glina pF = 0 → 58% tj. 58 cm³ wody/100 g próbki

piasek 100 - 42 = 58 % fazy stałej

glina 100 - 58 = 42 % fazy stałej

Zadanie 3.

Ile jest powietrza w piasku i w glinie, jeśli są one uwilgotnione na poziomie 100% ppw (pF =2,5)?

piasek 42 - 9 = 33 % fazy gazowej

glina 58 - 49 = 7 % fazy gazowej

lub

Od 100 odjąć zawartość fazy stałej i zaw. wody:

piasek → 58% gleby + 9% wody = 67%

100 - 67% → 33% powietrza

glina → 42% gleby + 49% = 93%

100 - 93% Ⴎ 7% powietrza

Zadanie 4.

Ile potrzeba wody, aby doprowadzić próbki gleby piasku i gliny (po 100 cm³) z uwilgotnienia na poziomie WTW do 100% ppw?

ppw - WTW

piasek 9% - 1,7% = 7,3% → 7,3 cm³

glina 49% - 32% = 17% Ⴎ 17 cm³

Zadanie 5.

Ile potrzeba wody do doprowadzenia uwilgotnienia gleby (piasku i gliny) od punktu WTW do 10% ppw w warstwie od 0 - 40 cm?

1% obj. wody w 10cm gleby Ⴎ 1 mm

piasek 4 x 7,3mm → 29,2 mm

glina 4 x 17mm Ⴎ 68 mm

Zadanie 6.

Znana jest ilość wody dostępnej dla roślin (różnica pomiędzy ppw a WTW), aktualnie jest wyczerpane 50% zapasu wody dyspozycyjnej. Wylicz po ilu dniach będzie konieczne deszczowanie, jeśli dzienna ewapotranspiracja wynosi 6 mm a korzenie roślin wykorzystują wodę z warstwy gleby do 50 cm (do 100% ppw).

woda dostępna: piasek Ⴎ 7,3%, glina Ⴎ 17%.

redukcja zapasu wody o 50% głębokość zwilżania gleby: 50 cm

piasek Ⴎ (7,3 x 50%)/100% Ⴎ 3,65% x 5 (50 cm) Ⴎ 18,2 mm

gleba Ⴎ (17 x 50%)/100% Ⴎ 8,5% x 5 (50 cm) Ⴎ 42,5 mm

lub

piasek Ⴎ 7,3% x 5 Ⴎ 36,5% x 0,5 Ⴎ 18,2 mm

glina Ⴎ 17% x 5 Ⴎ 85% x 0,5 Ⴎ 42,5 mm

liczba dni do deszczowania

wielkość zapasu wody / dzienną ewapotranspirację

piasek: 18,2 mm : 6 mm Ⴎ 3,03 ≈ 3 dni

gleba: 42,5 mm : 6 mm Ⴎ 7,08 ≈ 7 dni

Zadanie 7.

Jest pewien poziom uwilgotnienia, zależny od rodzaju gleby, korzystny dla wykonywania uprawek. Korzystny zakres ich uwilgotnienia mieści się w przedziale od zbyt mokrej do zbyt suchej gleby.

Gleba	Przydatność gleb do uprawy:
		zbyt wilgotna		zbyt sucha
		pF	% obj.	pF	% obj.
Glina	3,0	48	3,6	46
Piasek gliniasty	2,7	26	3,7	15
Piasek	2,0	30	4,2	4

Przyjmujemy, że gleba w pewnym momencie jest na najwyższym, korzystnym poziomie uwilgotnienia i traci dziennie poprzez ewapotranspirację 1,5 mm wody.

Wylicz, przez ile dni te gleby będą wykazywać przydatność do uprawy mechanicznej na głębokości do 10 cm?

gleba zbyt wilgotna - zbyt sucha / dzienna ewapotranspiracja

piasek

30% - 4% = 26% : 1,5 mm Ⴎ 17,33 dnia

piasek słabo gliniasty

26% - 15% = 11% : 1,5 mm Ⴎ 7,33 dnia

glina

48% - 46% = 2% : 1,5 mm Ⴎ 1,33 dnia

Wyliczanie dawek wody

Współczynnik technicznej efektywności deszczowania

	Utwory glebowe
		piaski luźne i słabo gliniaste	piaski gliniaste i gliniasto-pylaste	gliny lekkie i średnie	gliny ciężkie, utwory pylaste, utwory ilaste
Rośliny warzywne	0,83	0,85	0,79	0,84
Truskawki i poziomki	0,83	0,85	0,84	0,84
Pozostałe jagodowe	0,83	8,75	0,85	0,85
Drzewa owocowe	0,86	0,85	0,84	0,84
Zielarskie, kwiaty i ozdobne	0,86	0,84	0,86	0,86
Lucerna, buraki	0,80	0,80	0,80	0,80
Inne polowe o długim okresie wegetacji (zboża, rzepak)	0,81	0,80	0,80	0,80
Polowe o krótkim okresie wegetacji (poplony, ziemniaki wczesne)	0,75	0,80	0,80	0,80
UZ, koniczyna czerwona	0,81	0,79	0,79	0,80

1% _obj. w warst. 10 cm gleby/1ha

Ⴎ 1 mm/ha Ⴎ 10 000 l/haႮ10 m³/ha

Dawka wody netto (d):

h - głębokość zwilżania w cm,

d_wd - deficyt wody łatwo dostępnej (w stosunku do 100% ppw)

Dawka wody brutto: d_wdk = d / k

k - wsp. użyteczności (0,6 - 0,9)

Zadanie 8.

Ile wody znajduje się w 30 cm warstwie gleby przy wilgotności 24%obj_. ?

24% x 3 Ⴎ 72 mm Ⴎ 72 mm/ha Ⴎ720 m³/ha

Zadanie 9.

Oblicz dawkę wody do deszczowania, jeśli:

• wilgotność gleby przy 100% ppw wynosi 24%obj_.,

• dopuszczalny spadek wilgotności gleby - 75% ppw,

• zwilżanie gleby do głębokości 40 cm.

24%_obj. - 100%

X - 75%

X = 18%_obj.

d _netto = 1/10 x 40 x (24% - 18%) = 4 x 6 → 24 mm (netto)

d _brutto = 24 / 0,8 Ⴎ 30 mm

Zadanie 10.

Deszczujemy pole z ziemniakami:

• głębokość zwilżania 50 cm,

• 100% ppw wynosi 24%obj.,

• spadek wilgotności gleby do 70%,

Obliczysz dawkę brutto wody (0,8).

24%_obj. - 100%

X - 70%

X = 16,8%_obj.

d _netto = 1/10 x 50 x (24% - 16,8%) = 5 x 7,2 Ⴎ 36 mm

d _brutto = 36 / 0,8 Ⴎ 45 mm

Zadanie 11.

Ile wody wyparuje:

• z powierzchni 1 ha,

• jeżeli wilgotność obniżyła się z 25 do 15 %obj.,

• w warstwie 20 cm?

25%_obj. − 15%_obj. = 10 %_obj.

10%_obj.x 2 (20 cm) Ⴎ 20%_obj. 1%_obj.. Ⴎ 1 mm/ha Ⴎ 10 m³/ha

20%_obj. Ⴎ 200 m³/ha

Zadanie 12.

Ile wody wyparuje:

• z powierzchni 2,5 ha,

• jeżeli wilgotność obniżyła się z 30 do 12 %obj.,

• w warstwie 25 cm?

30 %_obj. - 12 %_obj. Ⴎ 18 %_obj. (deficyt wody)

1 %_obj. - 10 cm Ⴎ 10 m³

18 %_obj. ိ 25 cm Ⴎ X m³

X = (18-25) x 10 / 10 Ⴎ 450 m³

450 m³ x 2,5 ha Ⴎ 1 125 m³

Zadanie 13.

Obliczyć dawkę wody brutto dla upraw rolniczych (0,8) i ogrodniczych (0,85) jeśli:

• powierzchnia pola wynosi 2,5 ha,

• wilgotność objętościowa - 25% (100% ppw),

• spadek uwilgotnienia do 75% ppw,

• głębokość zwilżania - 45 cm.

25%_obj. - 100%

X - 70%

X = 17,50%_obj.

25% ိ 17,5% Ⴎ 7,5% (deficyt)

d netto = 0,1 x 45 x 7,5 Ⴎ 33,75 mm

Zadanie 14.

Wylicz ilość wody potrzebną do podniesienia wilgotności gleby:

• z 14%obj_. do 22 %obj.,

• powierzchnia pola 3,5 ha,

• warstwa wierzchniej warstwy roli - 30 cm.

I sposób

22% ိ 14% Ⴎ 8% (deficyt)

1 %_obj. - 10 cm Ⴎ 1 mm lub 10 m³/ha

18 %_obj. ိ 30 cm Ⴎ X mm lub X m³/ha

X = 8 x 30 x1 / 1 x 10 Ⴎ 240 / 10 mm Ⴎ 24 mm

24 mm Ⴎ 240 m³ x 3,5 ha Ⴎ 840 m³

II sposób

22% - 14% Ⴎ 8% (deficyt)

0,1 x 30 x 8 Ⴎ 24 mm

24 mm Ⴎ 240 m³ x 3,5 ha Ⴎ 840 m³

Wyliczanie dawek wody dla płodozmianu

W% _obj. = W% _wag. x gęstość obj. gleby

1% _obj. w warst. 10 cm gleby/1ha

Ⴎ 1 mm/ha Ⴎ 10 000 l/haႮ10 m³/ha

Dawka wody netto (d):

h - głębokość zwilżania w cm,

d_wd - deficyt wody łatwo dostępnej (w stosunku do 100% ppw)

Miesięczne optymalne opady w okresie wegetacji

w mm wg Klatt'a za Dzieżycem

Roślina	Wysokość opadów miesięcznych
		IV	V	VI	VII	VIII	IX
		Średnie temperatura miesiąca w ^oC
		8	13	16	18	17	14
Żyto ozime	35	70	70	45
Pszenica ozima	35	65	70	60
Pszenica jara	45	65	70	60
Owies	50	65	75	60
Jęczmień jary	50	60	70	45
Jęczmień oz.	40	65	60	30
Kukurydza		50	60	70	65	50
Groch	40	65	70	45
Bobik	50	70	90	60
Rzepak ozimy	50	70	75	30
Ziemniaki wcz.	50	60	80	60
Ziemniaki póź.		50	60	80	70
Buraki cukrowe	50	50	60	90	90	60
Buraki pastew.	50	50	70	90	85	55
Lucerna	50	65	75	80	75	60
Koniczyna czer.	50	70	80	90	80	60
Pastwiska	50	70	90	100	80	60
Łąki	50	65	80	90	80	55
Mieszanka oz.	60	80
Poplon ściern.					90	60

Wyliczenie zapotrzebowania na wodę

w okresie wegetacji w celach deszczownianych w gospodarstwie rolnym

Przyjąć:

1. płodozmian 4-polowy

2. ustalić wielkość pól

3. przyjąć rodzaj gleb

Warunki pogodowe (ZDD Złotniki):

Miesiące	Temper. (^oC)	Opady (mm)
IV	10,3	32
V	16,6	48
VI	18,7	57
VII	20,8	75
VIII	20,7	53
IX	14,9	45

Poprawki do wyliczenia optymalnych opadów

gleby lekkie - 1,15 lub 1,25

gleby ciężkie - 0,85

gleby torfowe - 1,00

gleby murszowe - 1,25

i

temperatury - zwiększyć opad o 5 mm na każdy 1^oC wzrostu temperatury ponad wartość podaną w tabeli

Zadanie 15.

Wyliczyć, w oparciu o dane opadów optymalnych Klatt'a i poprawki na temperaturę i rodzaj gleby:

1. zapotrzebowanie na wodę w okresie wegetacji dla roślin

2. ilość wody do deszczowania (z różnicy zapotrzebowania i opadów)

3. ilość wody do zgromadzenia zabezpieczającego pokrycie potrzeb deszczowanych gospodarstwa

Produktywność 1 mm wody z deszczowania

Produktywność wody z deszczowania jest to stosunek przyrostu plonu do sumarycznej dawki wody

Plon ogólny bulw w t/ha

Wariant wodny	Technologia uprawy	Dawka azotu
				0	60	120	180
	Deszczowany	niskonakładowa	30,96	37,52	41,71	37,79
		średnionakładowa	30,52	38,12	42,77	43,96
		wysokonakładowa	34,51	41,26	47,33	49,33
	Niedeszczowany	niskonakładowa	29,43	30,27	33,68	31,37
		średnionakładowa	27,87	33,26	34,17	34,45
		wysokonakładowa	31,25	35,83	37,12	38,41

Sumaryczna dawka wody Ⴎ 97,5 mm

Zadanie 16.

Oblicz produktywność 1 mm wody z deszczowania w kg bulw na 1 ha

30,96 - 29,43 Ⴎ 1,53 t/ha Ⴎ 1530 kgha

1530 / 97,5 mm Ⴎ 15,69 kg/ha (bulw)

Produktywność 1 mm wody z deszczowania w kg/ha

Technologia uprawy	Dawka azotu
		0	60	120	180
Niskonakładowa	15,6
Średnionakładowa	27,1			97,5
Wysokonakładowa				112,1

Produktywność 1 kg azotu wylicza się ze stosunku przyrostu plonu powodowanego zwiększonym nawożeniem przez przyrost dawki azotu

Plon ogólny bulw w t/ha

	Nawożenie azotem
		0	60	120	180
Wariant wodny
Deszczowany	31,99	38,97	43,94	43,69
Niedeszczowany	29,52	33,12	34,99	34,74
Technologia uprawy
Niskonakładowa	30,19	33,89	37,70	34,58
Średnionakładowa	29,20	35,69	38,47	39,21
Wysokonakładowa	32,87	38,54	42,22	43,87

Zadanie 17.

Obliczyć produktywność 1 kg N dla dwóch wariantów wodnych i różnych technologii uprawy.

dla deszczowania, efektywność 0 - 60 kg N/ha

38,97 - 31,99 Ⴎ 6,98 t/ha Ⴎ 6980 kg/ha

6980 kg/ha / 60 kg N/ha Ⴎ 116,3 kg bulw/ha

dla 0 - 120 kg N/ha dla technologii średnionakładowej

38,47 - 29,20 Ⴎ 9,27 t/ha Ⴎ 9270 kg/ha

9270 kg/ha / 120 kg N/ha Ⴎ 77,3 kg bulw/ha

Produktywność 1 kg N/ha

	Przedziały efektywności
		0-60	0-120	0-180	60-120	60-180	120-180
Wariant wodny
Deszczowany	116,3				39,4
Niedeszczowany	60,0				13,6
Technologia
Niskonakładowa		62,5				-51,9
Średnionakładowa		77,3				12,3
Wysokonakładowa		77,9				27,5

Ocena efektywności krańcowej

Ocena efektywności krańcowej nawożenia azotem, czyli wartość przyrostu plonu na 1 zł zainwestowany w nawozy azotowe

Zadanie 18.

Oblicz efektywność krańcową nawożenia azotem zakładając:

1 t ziemniaków Ⴎ 300 zł

wielkość plonów z tabeli z plonem ogólnym bulw

koszt zakupu 1 kg azotu Ⴎ 2,05 zł

1. wyliczyć wartość plonu dla poszczególnych kombinacji w zł,

2. obliczyć efektywność azotu w zł pamiętając, że koszt 60 kg azotu wynosi 123 zł i krotności dla 120 i 180 kg N/ha.

Wartość plonu: 22,96 t/ha x 300 Ⴎ 6888 zł

efektywność dla 0 - 60 Ⴎ 9192 - 6888 = 2304 zł

efektywność krańcowa: 2304 / 123

Ⴎ 18,73 zł bulw /1 zł azotu

Wartość plonu bulw w zł/ha

Wariant wodny	Technologia uprawy	Dawka azotu
				0	60	120	180
	Deszczo-wany	niskonakładowa	6 888	9 192		11 037
		średnionakładowa
		wysokonakładowa
	Niedesz-czowany	niskonakładowa
		średnionakładowa
		wysokonakładowa	6 162			8 016

Efektywność krańcowa nawożenia azotem w zł/zł

		Przedziały efektywności
				0-60	0-120	0-180	60-120	60-180	120-180
Deszczowany	niskonakładowa	18,73					4,09
		średnionakładowa	13,48					8,43
		wysokonakładowa
	Niedeszczowany	niskonakładowa
		średnionakładowa		7,41
		wysokonakładowa						2,26

- 1 -

Oprac.: Borówczak F., Grześ St., Rębarz K. Deszczowanie roślin uprawnych - zadania

---