Žemės ūkis ir ateities maisto sistemos · Straipsnis
Užmirkimas ir drenažas
Susiekite vandens perteklių šaknų zonoje su ribota dujų apykaita, nutekėjimo keliais ir pašalinto vandens likimu.
Pasirengimas ir susiję straipsniai
Bendrieji žinių pagrindai
Susiję straipsniai
Straipsnis padės
- Atskirti šaknų zonos užmirkimą nuo vandens telkšojimo paviršiuje.
- Paaiškinti deguonies tiekimą ir biologinį poreikį netaikant universalios saugumo ribos.
- Nustatyti, nuo ko priklauso lauko sausinimas, vandens nuvedimas ir išleistuvas.
- Sudaryti išmatuoto laikotarpio balansą ir įvertinti vandens kokybę žemiau išleidimo vietos.
Užmirkimas gali slėptis po sausu paviršiumi
Augalas gali augti virš šlapios šaknų zonos, net kai paviršiuje nesimato balos. Užmirkimas susijęs su vandens pertekliumi aplink šaknis ir dėl jo ribojama aeracija. Telkšojimas – tai virš paviršiaus susikaupęs vanduo. Abu reiškiniai gali pasitaikyti kartu, tačiau vieno stebėjimas nevisiškai apibūdina kitą.
Krituliai, laistymas, vandens pritekėjimas ar kylantis gruntinis vanduo gali papildyti vandens atsargas greičiau, nei vieta pajėgia jį perskirstyti ar nuvesti. Lėtai vandenį praleidžiantis sluoksnis gali sulaikyti jį virš savęs ir sudaryti pakibusią šlapią zoną. Aukštas platesnės vietovės gruntinio vandens lygis sukelia kitokią problemą. Todėl diagnozei reikia dirvožemio profilio, naujausių vandens įvesčių ir vandens lygio stebėjimų, o ne vien paviršiaus vaizdo.
Šaknims reikia ir deguonies, ir vandens
Daugumos kultūrinių augalų šaknys kvėpuodamos naudoja deguonį, kad gautų veiklai tinkamos energijos. Deguonį vartoja ir dirvožemio organizmai. Oru užpildytos, tarpusavyje susijungusios poros padeda dujoms judėti tarp atmosferos ir dirvožemio. Vis daugiau porų užsipildant vandeniu, dujų apykaita ribojama; vien ištirpęs deguonis gali nepakankamai greitai patenkinti biologinį poreikį.
Deguonies trūkumas gali silpninti šaknų veiklą ir riboti vandens bei maistinių medžiagų pasisavinimą. Todėl augalas gali prastai augti šlapiame dirvožemyje, nors bendro vandens kiekio netrūksta. Jautrumas priklauso nuo augalo, vystymosi tarpsnio, temperatūros, trukmės ir tikrosios šaknų aplinkos. Nėra universalaus šlapių dienų skaičiaus ar gruntinio vandens gylio, kuris įrodytų, kad kiekvienas augalas saugus. Prisotinimas vandeniu ir deguonies poreikis yra susiję, bet skirtingi vertinami dalykai.
Simptomai nurodo, ką tirti, o ne vieną priežastį
Prastas augimas, lapų geltimas ar pažeistos šaknys gali lydėti užmirkimą, tačiau panašūs požymiai turi ir kitų priežasčių. Patikrinkite, ar jų laikas ir pasiskirstymas atitinka vandens pertekliaus įvykį. Palyginkite labiau ir mažiau paveiktas to paties pasėlio dalis, užfiksuokite šaknų augimą, dirvožemio sluoksnius ir vandens lygius. Vien nuotrauka negali nustatyti deguonies trūkumo ar jo priežasties.
Atsigavimas po įvykio taip pat skiriasi nuo visiško žalos panaikinimo. Naujų šaknų augimas ir vėlesni orai gali keisti vandens prieinamumą; anksčiau šlapioje dirvoje augęs augalas vėliau gali patirti sausėjimo stresą. Naudingi stebėjimai seka augalą laikui bėgant, o ne po pirmos apžiūros priskiria jam galutinę baigtį. Išsami augalų ligų diagnostika ir maistinių medžiagų problemų sprendimai priklauso gretimoms temoms.
Vandeniui reikia kelio ir tinkamos paskirties vietos
Paviršinis sausinimas pašalina telkšantį vandenį; požeminis drenažas sudaro vandens tekėjimo dirvožemyje kelius ir gali paveikti gruntinio vandens lygį. Veikianti sistema jungia lauko sausinimą su vandens nuvedimu ir išleistuvu. Vanduo turi turėti tinkamą vietą, į kurią gali patekti. Kai vanduo nuteka veikiant sunkio jėgai, priimančio vandens lygis veikia turimą hidraulinę varomąją jėgą.
Vamzdis lauke negali įveikti visų tolesniame kelyje esančių apribojimų. Užsikimšęs išleistuvas, aukštas priimančio vandens lygis, ribotas dirvožemio laidumas ar tebesitęsiantis pritekėjimas gali sutrukdyti numatytam rezultatui. Gylius, atstumus, siurbimo pajėgumą ar išleistuvo konstrukcijas reikia parinkti tiriant vietą ir taikant inžinerines žinias. Šis paaiškinimas nusako priklausomybes; tai nėra statybos receptas ar leidimas išleisti vandenį.
Matuokite pašalinimą, o ne numanykite atsigavimą
Hipotetiniame nekintančiame sluoksnyje pradinės dirvožemio vandens atsargos yra 120 mm. Per vieną laikotarpį infiltruojasi 10 mm, dėl ET netenkama 4 mm, o nutekant – 12 mm. Neįtraukiant kapiliarinio kilimo ir šoninių srautų, galutinės atsargos yra 120 + 10 − 4 − 12 = 114 mm. Nors vandens papildomai pateko, dirvožemio atsargos sumažėja 6 mm.
Jei pasirinktas apskaitos atskaitos dydis yra 90 mm, jį viršijančios atsargos sumažėja nuo 30 iki 24 mm. Šis dydis nėra universali deguonies riba ar saugus drėgmės tikslas. Ši apskaita negali nurodyti atsigavimo laiko: pritekėjimas, ET, nutekėjimas ir ryšys tarp atsargų, gruntinio vandens gylio bei aeracijos gali kisti. Ji apibūdina tik nurodytą laikotarpį ir sistemos ribas.
| Dydis | Vandens sluoksnis (mm) | Reikšmė |
|---|---|---|
| Pradinės atsargos | 120 | Išmatuotos arba numanomos pradinės atsargos |
| Infiltracija | 10 | Kerta viršutinę dirvožemio ribą |
| ET | 4 | Į apskaitą įtrauktas vandens netekimas į atmosferą |
| Nutekėjimas | 12 | Kerta apatinę ribą |
| Galutinės atsargos | 114 | 120 + 10 − 4 − 12 |
| Apskaitos atskaitos dydis | 90 | Tai nėra aeracijos riba |
Laikotarpis su tebesitęsiančia įvestimi
Skaityti schemos paaiškinimą
Hipotetinis dirvožemio sluoksnis pradeda nuo 120 mm, gauna 10 mm ir netenka 16 mm, todėl lieka 114 mm.
Dalys
- Pradinės atsargos 120 mm
- Nekintantis dirvožemio sluoksnis ir nurodytas stebėjimo laikotarpis.
- Infiltracija 10 mm
- Šioje apskaitoje nėra šoninių srautų ar kapiliarinio tiekimo.
- Galutinės atsargos 114 mm
- 120 + 10 − 4 − 12 = 114 mm; deguonies riba nenustatoma.
- ET 4 mm
- Garavimas ir transpiracija pašalina vandenį.
- Nutekėjimas 12 mm
- Vanduo kerta sluoksnio ribą; jo paskirties vieta tebėra svarbi.
Ryšiai
- Pradinės atsargos 120 mm → Galutinės atsargos 114 mm: Pradinės atsargos
- Infiltracija 10 mm → Galutinės atsargos 114 mm: Vandens įvestis
- Galutinės atsargos 114 mm → ET 4 mm: 4 mm
- Galutinės atsargos 114 mm → Nutekėjimas 12 mm: 12 mm
Pašalinant vandenį perkeliamos ir ištirpusios medžiagos
Nutekantis vanduo gali nešti ištirpusias druskas ir maistines medžiagas. Išnešimas iš šaknų zonos pakeičia jų vietą, o ne jas sunaikina. Todėl kartu su augalo atsaku svarbūs kiekis, laikas, sudėtis ir priimanti aplinka. Lauko pagerinimo nereikėtų vertinti vien pagal tai, kaip greitai vanduo dingsta iš akių.
Įvertinkite visą susietą sistemą: ar perteklinis vandens tiekimas tęsiasi, ar išleistuvas gali veikti šlapiais laikotarpiais ir kas nutinka išleidžiamam vandeniui? Druskų paveiktose vietose drenažas padeda išnešti druskas, tačiau reikia tinkamo išleistuvo ir vandens kokybės įvertinimo. Maistinių medžiagų nuostoliai, siurbimo energija, priežiūra ir vėliau prieinamas vanduo yra kiti derintini veiksniai. Palyginkite tikrus stebėjimus prieš pakeitimus ir po jų; vien įrangos įrengimas neįrodo sėkmės.
Išnagrinėti pavyzdžiai
Kintančios dirvožemio vandens atsargos
Kas pasikeičia iliustraciniame laikotarpyje?
- Pradėkite nuo 120 mm nekintančiame sluoksnyje.
- Pridėkite 10 mm infiltracijos ir atimkite 4 mm ET bei 12 mm nutekėjimo.
- Galutinės atsargos yra 114 mm; 114 − 120 = −6 mm.
- Palyginti su laisvai pasirinkta 90 mm atskaita, perteklius yra 114 − 90 = 24 mm.
Atsargos sumažėja 6 mm. Nei 114 mm, nei 24 mm nenustato deguonies būklės, universalaus tikslo ar augalo atsigavimo laiko.
Surinktas nuotėkis ir lygiavertis vandens sluoksnis
Stebimas išleistuvas dvi valandas tiekia 1 L/s. Koks tai kiekis?
- Dvi valandos yra 7 200 s.
- 1 L/s × 7 200 s = 7 200 L = 7,2 m³.
- Nurodytam 1 000 m² plotui 7,2 m³ / 1 000 m² = 0,0072 m = 7,2 mm lygiaverčio vandens sluoksnio.
Surinktas tūris yra 7,2 m³. Tai savaime nereiškia, kad šaknų zonos atsargos sumažėjo 7,2 mm: išleistuvo vandenį gali papildyti tebesitęsiantis pritekėjimas ir vanduo iš kitų sluoksnių ar vietų.
Pasitikrinkite supratimą
Balų nematyti. Ar tai atmeta užmirkimą po paviršiumi?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Po sausai atrodančiu paviršiumi gali būti šlapia šaknų zona ar virš nelaidaus sluoksnio susikaupęs vanduo.
Ar bendras vandens gausumas garantuoja pakankamą jo pasisavinimą šaknimis?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Ribota aeracija gali silpninti šaknų kvėpavimą ir veiklą net šlapiame dirvožemyje.
Ar drenažo įrengimas įrodo, kad jo išleistuvas ir priimanti aplinka gali priimti srautą?
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Ne.
Susietą išleistuvą, priimančio vandens lygį, dirvožemio laidumą ir tebesitęsiančias įvestis reikia įvertinti atskirai.
Svarbiausios mintys
- Tirkite dirvožemio profilį ir vandens šaltinį, o ne vien paviršiaus simptomą.
- Deguonies tiekimas ir augalo poreikis lemia svarbias šlapių šaknų pasekmes.
- Lauko sausinimas, vandens nuvedimas ir išleistuvas sudaro vieną sistemą.
- Vien vandens atsargų apskaita nenustato aeracijos ar atsigavimo laiko.
- Stebėkite išleidžiamo vandens kiekį ir kokybę bei augalo atsaką.
Šaltiniai
Šaltiniai, kuriais grindžiami straipsnio paaiškinimai ir pavyzdžiai.
- Drainage of irrigated lands — Training Manual 9Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO); International Institute for Land Reclamation and ImprovementMokomoji medžiaga · PDF
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO)2 šaltiniai