Dlaczego częste nawadnianie kropelkowe obniża odporność upraw na suszę i jak temu zaradzić

Dlaczego częste nawadnianie kropelkowe może zmniejszyć tolerancję na suszę?

Częste nawadnianie w systemach kroplowych może zmniejszyć tolerancję upraw na suszę. Efekt ten został potwierdzony licznymi badaniami i praktycznymi przykładami z autorytatywnych instytucji i przedsiębiorstw rolniczych. Głównym powodem jest interakcja między dystrybucją wody, wzrostem korzeni, warunkami glebowymi i fizjologią upraw. Częste nawadnianie ma tendencję do skupiania wody w płytkich warstwach gleby, co zachęca korzenie do pozostawania blisko powierzchni, zamiast wrastać głębiej, co ostatecznie tworzy błędne koło: częste nawadnianie prowadzi do płytkiego rozprowadzania wody, co powoduje płytki wzrost korzeni, a następnie zmniejsza zdolność rośliny do wchłaniania wody z głębokiej gleby, czyniąc ją bardziej podatną na stres suszy.

JestCzęste nawadnianie kropelkowe szkodzi wzrostowi korzeni?

⒈ Płytka dystrybucja wody ogranicza penetrację korzeni

Po pierwsze, częste nawadnianie kropelkowe może łatwo spowodować, że wilgoć w glebie pozostanie skoncentrowana w płytkiej warstwie, co bezpośrednio ogranicza penetrację korzeni. Zgodnie z wynikami badań przedstawionymi w artykule „Wpływ częstotliwości nawadniania kropelkowego na rozmieszczenie korzeni i odporność bawełny na suszę” (Journal of Cotton Research, 2023), gdy częstotliwość nawadniania przekracza raz dziennie, wilgotność gleby w warstwie 0~30 cm pozostaje przez długi czas w stanie nasyconym, natomiast wilgotność w warstwie gleby poniżej 50 cm jest znacznie niższa.

Z punktu widzenia systemu nawadniania kroplowego korzenie roślin w naturalny sposób dostosowują się do dostępności wody, koncentrując się w zwilżonej płytkiej warstwie gleby, zamiast wrastać głębiej w profil glebowy. Na przykład w doświadczeniu polowym z bawełną nawadnianą kroplowo folią gęstość długości korzeni w warstwie bawełny nawadnianej codziennie o grubości 0–25 cm jest 2,3 razy większa niż w przypadku bawełny nawadnianej raz na 3 dni, podczas gdy gęstość długości korzeni w warstwie 50–80 cm wynosi tylko 45% tej ostatniej. Płytkie rozmieszczenie korzeni utrudnia uprawom pobieranie wody z głębokiej gleby po zatrzymaniu nawadniania, co powoduje szybkie pojawienie się objawów więdnięcia. W systemach fertygacji efekt ten można jeszcze bardziej zintensyfikować, ponieważ składniki odżywcze przemieszczają się wraz z wodą, co sprzyja jeszcze większej koncentracji korzeni w górnej warstwie gleby.

⒊ Czy zbyt dużo wody może spowodować gnicie korzeni?

Po trzecie, jeśli nawadnianie jest stosowane zbyt często, pory gleby pozostają nasycone przez dłuższy czas, zmniejszając dostępność tlenu w strefie korzeniowej. Ogranicza to oddychanie korzeni i ogólną aktywność korzeni, a także może zmniejszyć efektywność pobierania składników odżywczych i wody. W ciężkich przypadkach długotrwałe niedotlenienie korzeni może prowadzić do uszkodzenia korzeni, zgnilizny korzeni i zwiększonej podatności na choroby-przenoszone przez glebę. Wraz ze spadkiem aktywności korzeni zmniejsza się zdolność rośliny do wchłaniania wody i składników odżywczych, co jeszcze bardziej zmniejsza jej odporność w okresach suszy. Na przykład na uprawianym i nawadnianym obszarze szarej gleby pustynnej, jeśli nawadnianie kroplowe kukurydzy odbywa się dwa razy dziennie, tempo oddychania korzeni zmniejszy się o 28% po 15 dniach, a sucha masa korzeni zmniejszy się o 19% w porównaniu z nawadnianiem raz na 3 dni. Kiedy wystąpi susza, kukurydza z niedotlenionymi korzeniami więdnie 2–3 dni wcześniej niż kukurydza z normalną aktywnością korzeni.

⒋ Jaka jest najlepsza głębokość linii kroplującej dla upraw?

Ponadto niewłaściwa głębokość zakopania emitera w połączeniu z dużą częstotliwością nawadniania jeszcze bardziej zaostrzy wrażliwość upraw na suszę. Kiedy linie kroplujące są zakopane na płytkiej głębokości mniejszej niż 30 cm, woda do nawadniania zwykle pozostaje skoncentrowana w górnej warstwie gleby i ma ograniczoną zdolność przenikania do głębszych profili glebowych. W przypadku upraw polowych, takich jak kukurydza i bawełna, zalecana głębokość zakopania emitera wynosi 30–40 cm. W przypadku drzew owocowych z reguły bardziej odpowiednia jest głębsza instalacja na głębokość 40–50 cm. Głębokość ta może zapewnić, że woda do nawadniania będzie mogła w pewnym stopniu wniknąć w głęboką glebę, kierując system korzeniowy do wzrostu w dół. Jednak w praktyce-światowego rolnictwa linie kroplujące często instaluje się zbyt płytko (15–25 cm), co w połączeniu z częstym nawadnianiem prowadzi do nadmiernego zagęszczenia korzeni w wierzchniej warstwie gleby. Doświadczenia polowe przeprowadzone przez Rivulis w sadach jabłoniowych wykazały, że przy zakopywaniu linii kroplujących na głębokość 25 cm i codziennym nawadnianiu korzenie pozostają skupione w warstwie gleby o głębokości 0–30 cm, a spadek owoców w warunkach suszy sięga 27%. Gdy głębokość zakopania zostanie zwiększona do 45 cm, a nawadnianie zmniejszone do jednego na 3 dni, głębokość penetracji korzeni poprawi się o 52%, a tempo opadania owoców spadnie do 8%.

Należy podkreślić, że zasada „mała ilość i częste nawadnianie” nie oznacza, że ​​częstotliwość nawadniania można zwiększać bez ograniczeń. Według Służby Doradztwa Rolniczego Uniwersytetu Stanowego Dakoty Północnej (NDSU) częstotliwość nawadniania należy dostosować w zależności od tekstury gleby, rodzaju upraw i etapu wzrostu. Gleby piaszczyste, które charakteryzują się niską retencją wody, mogą wymagać częstszego nawadniania, ale zazwyczaj nie częściej niż raz dziennie. Natomiast gleby gliniaste i gliniaste o większej pojemności-wody powinny być nawadniane rzadziej, zazwyczaj raz na 2–3 dni. Ponieważ wilgoć powierzchniowa gleby jest łatwo tracona w wyniku parowania, zwłaszcza podczas częstego, płytkiego nawadniania, rośliny o płytkim systemie korzeniowym są bardziej narażone na szybki niedobór wody po zakończeniu nawadniania. Dlatego planowanie nawadniania należy połączyć z praktykami ściółkowania i oszczędzania wilgoci w glebie, aby ograniczyć parowanie i zmniejszyć zależność od częstego nawadniania.