Jak zoptymalizować dostępność wody dla upraw

Woda jest czynnikiem, który u żywych organizmów odgrywa podstawową rolę w ich funkcjonowaniu. Tak samo jest z roślinami, które mogą składać się z niej nawet w 80 procentach. Jak zwiększyć dostępność wody dla upraw, zwłaszcza w sytuacji jej deficytu.

dr inż. Robert Chrzanowski

Woda w roślinie pełni bardzo ważne funkcje, m.in.:

•  bierze udział w regulowaniu procesów transpiracji i oddychania,
•  bierze udział w syntezie związków mineralnych i węglowodanów,
•  odpowiada za przenoszenie substancji odżywczych,
•  jest substratem (potrzebną substancją) w procesie fotosyntezy,
•  utrzymuje w komórkach roślinnych odpowiedni turgor.

Rośliny muszą ciągle pobierać wodę z gleby przez korzenie – to one odgrywają kluczową rolę, a właściwie ich strefa włośnikowa. Mogą ją też czerpać częściami nadziemnymi z opadów atmosferycznych i rosy. Jeśli rośliny pobierają wodę, to naturalne jest to, że jest ona również wydalana na zewnątrz. Odbywa się to w procesie transpiracji, która dzieli się na szparkową i kutykularną. Szparkowa polega na wydalaniu wody poprzez otwarte aparaty szparkowe, natomiast kutykularna to taka, podczas której woda paruje z powierzchni rośliny poprzez kutykulę.

Niestety, w ostatnim czasie poprzez zmiany klimatyczne, takie jak wzrost temperatury i wydłużenie okresu wegetacji roślin, zwiększyła się ewapotranspiracja (parowanie wody z powierzchnie roślin i terenu). Ponadto, o ile sumy opadów na danym obszarze nie ulegają dużym zmianom, to ich rozkład jest bardzo nierównomierny, co potęguje niedostatki wody dla roślin. Pogoda w sezonie 2023 – kiedy odnotowano rekordowe temperatury z długimi okresami bez opadów, a następnie intensywne krótkie ulewy – była dobrym odzwierciedleniem wspomnianych procesów.

W rolnictwie, które staje się coraz bardziej intensywne, takie warunki i niedostatki wody w fazach krytycznych dla rozwoju roślin powodują bardzo duże ograniczenia w plonowaniu i niestabilność produkcji.

Retencja wodna, czyli dobry kierunek działania

W ostatnim czasie wiele mówi się o retencjonowaniu wody, co jest bardzo dobrym kierunkiem i słuszne są takie działania, jak wspieranie przedsięwzięć rolno-środowiskowych poprawiających tak zwaną małą retencję wodną. W tym kontekście na pewno największe znaczenie ma regulacja przepływu wód w rowach melioracyjnych. Wyposażanie rowów w różnego rodzaju urządzenia hydrotechniczne do spiętrzania wody przynosi widoczne efekty – chroni wodę przed zbyt szybkim spływaniem i zatrzymuje jej duże zasoby. Do działań poprawiających małą retencję zaliczane są także zadrzewienia śródpolne oraz małe zbiorniki wodne, jak stawy.

Powyższe działania są słuszne, ale wymagają długofalowych i konsekwentnych czynności zwiększających retencję wody. A żeby zapewnić uprawom wodę tu i teraz, coraz więcej rolników decyduje się na systemy nawadniania. O ile w gospodarstwach zajmujących się produkcją warzyw deszczownie to nieodzowny element produkcji, to coraz częściej nawadniane są także takie uprawy, jak zboża, kukurydza czy buraki. Jednak rozwiązywania problemu z dostępnością wody dla roślin i efektywnego nawadniania nie ułatwia stan gleb w Polsce, który nie jest dobry, zwłaszcza jeśli chodzi o poziom próchnicy. Próchnica jest swego rodzaju rezerwuarem wody – 1% tego składnika potrafi zatrzymać mniej więcej 160 ton wody na 1 hektarze*). Niestety, jej średnia zawartość w polskich glebach jest na poziomie zaledwie 1,5%.

Jak zwiększyć zatrzymywanie wody w glebie?

Na powyższe pytanie pozwolą odpowiedzieć wyniki doświadczeń przeprowadzonych w Instytucie Agronomicznym Fertico, podczas których badano uwilgotnienie gleby po deszczowaniu. Celem doświadczeń było sprawdzenie, czy zastosowanie produktu Aqualink – zawierającego mieszaninę degradowalnych niejonowych surfaktantów (związki chemiczne obniżające napięcie powierzchniowe wody i łączące się z jej kroplami) – wpływa na poprawę uwilgotnienia gleby po deszczowaniu i zwiększa zatrzymywanie wody w profilu glebowym. Badania zostały przeprowadzone w uprawach ziemniaków i cebuli. Schemat doświadczeń w obu przypadkach był taki sam i zakładał dwukrotne deszczowanie na poziomie 30 mm, a przed każdym z nich aplikowano badany produkt w terminach i dawkach przedstawionych w tabelach 1 i 2. Następnie 15 dni po pierwszej (DAA) i drugiej (DAB) aplikacji mierzono poziom uwilgotnienia gleby na głębokości 30 i 60 cm.

Tabela 1. Plon i wilgotność gleby po zastosowaniu produktu Aqualink w uprawie cebuli, Instytut Agronomiczny Fertico, 2023 rok

A = po siewie; B = A + 30 dni; Deszczowanie 2 x 30 mm po każdej aplikacji

Tabela 2. Plon i wilgotność gleby po zastosowaniu produktu Aqualink w uprawie ziemniaka, Instytut Agronomiczny Fertico, 2023 rok

W przypadku doświadczenia w cebuli wilgotność gleby na głębokości 30 cm zawsze była większa na obiektach, gdzie zastosowano Aqualink. Natomiast na głębokości 60 cm badany parametr był zawsze na poziomie większym lub równym w porównaniu do kontroli. Znalazło to odzwierciedlenie w plonach w postaci zwyżki na poziomie 0,2–0,3 t/ha.

W przypadku doświadczenia w ziemniaku, podobnie jak w cebuli, na obiektach, gdzie stosowano Aqualink, w każdym z ocenianych terminów odnotowano zawsze większą lub równą wilgotność na głębokości 30 cm i prawie zawsze na głębokości 60 cm. Rośliny z kombinacji, w której zastosowano największe dawki Aqualink, zaplonowały o 1,35 t/ha lepiej w porównaniu do kontroli. Różnica w wilgotności gleby w przypadku kombinacji czwartej, z najmniejszą dawką badanego produktu w drugim terminie, spowodowała zwyżkę plonu o 0,64 t/ha vs kontrola.

Przedstawione wyniki badań wskazują na lepszą zdolność absorbowania wody w glebie po aplikacji Aqualink, szczególnie na głębokości 30 cm. W uprawie ziemniaka widać tendencję do zwyżki plonowania wraz ze zwiększaniem dawki produktu. Najlepsze efekty zaobserwowano po zastosowaniu oprysków w dwóch dawkach po 2 l/ha. Jak widać, Aqualink spowodował wzrost wilgotności gleby po 15 dniach od deszczowania, co bezpośrednio wynika z faktu, że po aplikacji produktu zdolność gleby do zatrzymywania wody w profilu glebowym była większa.

Aby zdolność magazynowania wody w glebie była wyższa, na pewno warto zadbać o zawartość próchnicy. W doświadczeniach także widać korelację między zawartością próchnicy a wynikami. Można wnioskować, że w przypadku ziemniaka po zastosowaniu badanego produktu udało się uzyskać wyższy wzrost plonowania i lepsze wartości uwilgotnienia gleby na głębokości 30 cm za sprawą większej zawartości próchnicy w glebie na jego stanowisku (2,1%) w porównaniu do stanowiska z cebulą (0,9%).

* Źródło: Morris i wsp. 2004