Litschmann, T., Pražák, M. (1997): Počítače a řízení závlah. Informace pro zahradnictví, č. 7, s. 10-11

Počítače a řízení závlah


Tomáš Litschmann, Moravský Žižkov

Miroslav Pražák, VŠUO Holovousy



V uplynulých několika letech jsme na stránkách Zahradnictví informovali o konkrétních výsledcích monitorování půdní vlhkosti na několika lokalitách a upozornili na některé zvláštnosti chodu půdní vlhkosti v podmínkách mikrozávlah. V tomto příspěvku bychom chtěli zobecnit již publikované poznatky doplněné o výsledky dalších výzkumů a seznámit čtenáře již s konkrétním programem na řízení závlah.

Úvod


Při současném trendu poměrně intenzívního budování mikrozávlah v ovocnářství a zelinářství vzniká zároveň otázka jejich optimálního provozování tak, aby se projevila zejména předpokládaná úspora vody bez omezení produkčních vlastností pěstovaných plodin. Je až s podivem, že firmy, zabývající se instalací mikrozávlah, dovedou nabídnout poměrně široký sortiment technických doplňků, avšak návod, jak tato zařízení optimálně provozovat, je již skromnější, popřípadě chybí vůbec. Je to pravděpodobně dáno tím, že v původní "pravlasti" mikrozávlah je průběh povětrnosti během vegetace jednotvárnější než v našich podmínkách, což umožňuje problém řízení závlah zjednodušit na otázku časového multiplexu. U nás, kde je rozložení srážek v průběhu vegetačního období velmi variabilní a nelze je vtěsnat do nějakých ustálených pravidel, je nutno přistupovat k problematice řízení závlah trochu jinak. Zvláště v lokalitách, kde jsou omezené zdroje závlahové vody, popř. tam, kde se fakturuje podle odebraného množství vody, může alespoň trochu odborné řízení provozu závlah přinést značné úspory bez vlivu na snížení výnosů. Na základě mnohaletých výzkumů VŠUO v Holovousích byl vypracován počítačový program MIKROZÁVLAHY, usnadňující uživateli rozhodování o poskytnutí závlahové dávky. Program zároveň provádí evidenci závlah a vypočítává spotřebované množství vody.
S ohledem na tvar navlaženého objemu půdy při mikrozávlahách jsme upustili od používání bilančních metod a program pracuje výhradně s údaji o půdní vlhkosti, měřenými nejrůznějšími metodami, nejlépe však snímači zn. VIRRIB.

Zdroje a součásti programu MIKROZÁVLAHY


Kromě značné variability srážek existuje u nás i značná rozmanitost půdních druhů, kdy se lze setkat s půdami písčitými, jejichž polní vodní kapacita (PVK) se pohybuje do 16 % objemových, stejně tak však i s půdami jílovitými, u nichž se PVK přibližuje 40 % objemových. Rovněž nároky jednotlivých plodin na vláhu jsou v průběhu jejich vegetačního období rozdílné, jsou období, kdy se nedostatek vláhy citelně projeví na výnosech, stejně tak jsou periody, kdy se nadbytek vláhy projevuje škodlivě. To všechno jsou faktory, které je nutno zohlednit při řízení závlahy a z jejich vzájemné kombinace usoudit, zda je závlaha zapotřebí či nikoliv.
Program vychází z všeobecně uznávaných principů řízení závlah pomocí pedologických metod a proto je postaven na třech následujících součástech:
1. půdní hydrolimity a z nich odvozené další charakteristiky
2. nároky jednotlivých plodin na vláhu v průběhu vegetace
3. kritické fáze jednotlivých plodin, v nichž je nedostatek vláhy obzvláště citelný

Půdní hydrolimity a jejich začlenění do programu MIKROZÁVLAHY


Možno říci, že základním půdním hydrolimitem je polní vodní kapacita (PVK), která bývá často definována jako množství vody, které je půda schopna dlouhodobě zadržet.. Názornou představu o jednotlivých hydrolimitech a jejich vzájemných vazbách může poskytnout obr. 1,
na němž jsou vyneseny křivky PVK, bodu vadnutí (BV) a některých procent využitelné vodní kapacity pro jednotlivé hodnoty procentuálního zastoupení zrn I. zrnitostní kategorie (menších než 0,01 mm). Se stoupajícím podílem těchto zrn vzrůstá schopnost půdy pohlcovat vodu, což se projevuje růstem PVK, avšak zároveň vzrůstají síly, které ji váží v půdě a činí ji pro rostliny nepřístupnou. Tato skutečnost se projevuje vzrůstem BV, takže plocha mezi těmito křivkami, kterou označujeme VVK, roste pomaleji. PVK se dá stanovit buď na základě zrnitostního rozboru, v praxi se nám však osvědčila metoda, při níž se monitoruje půdní vlhkost po vydatném dešti anebo závlaze. Do 24 hodin po dešti anebo po závlaze se půdní vlhkost ustálí na hodnotě, kterou můžeme považovat za PVK. Názorně si to lze dokumentovat na obr. 2,
v němž jsou vyneseny průměrné denní hodnoty půdní vlhkosti a úhrny srážek, naměřené automatickou stanicí AMET pod porostem trávníku v srpnu loňského roku. Z tohoto grafu je zřejmé, že nezávisle na velikosti srážky hodnota půdní vlhkosti dosáhla hodnoty maximálně 38 - 39 % obj., což lze v tomto případě považovat za PVK pro danou lokalitu. Poměrně dobrou představu o tom, co to znamená "dlouhodobě udržet vlhkost" nám poskytne obr. 3,
na němž je detailně zachycen úsek od 12. do 14.8.1996 z předchozího obrázku. Měření probíhala v půlhodinových intervalech a lze pozorovat, že v období intenzívních srážek vlhkost půdy vzrostla až na 45 %, velmi rychle po jejich ukončení se však vrátila na hodnotu, kterou lze považovat za PVK. Platí to zejména pro srážky 14.8., kdy půdní profil byl předchozími srážkami nasycen, takže intenzívní přívalová srážka částečně povrchově odtekla, a částečně vsákla do hlubších vrstev půdy. Tohle vše platí samozřejmě za předpokladu, že podpovrchové vrstvy jsou propustné a hladina podzemní vody není natolik blízko povrchu, aby výrazně ovlivňovala půdní vlhkost v kořenové zóně. V programu MIKROZÁVLAHY se pro monitorované pozemky zadává pouze hodnota PVK, zbývající hydrolimity program dopočítává na základě regresních vztahů. To umožňuje signalizovat potřebu závlahy pro pozemky s nejrůznějšími druhu půd.

Nároky jednotlivých plodin na vláhu


V průběhu vegetace rostliny vyžadují ke svému zdárnému vzrůstu určité minimální množství vláhy v půdě, jehož velikost závisí na stupni vývoje vegetace. Toto minimální množství se liší podle jednotlivých plodin a pro jeho vyjádření jsme zvolili všeobecně uznávanou charakteristiku, kterou je tzv. %VVK. Opět si to lze názorně prostorově znázornit pomocí obr. 4,
na němž jsou vykresleny nároky na vláhu v průběhu vegetace pro vybrané ovocné druhy. Všeobecně pro ovocné kultury platí, že do nasazení květů by zásoba půdní vláhy neměla klesnout pod 50 % VVK, v době růstu a vývinu plodů pod 60-70 % VVK a při dozrávání pod 50-60 % VVK. V programu MIKROZÁVLAHY jsou předdefinovány jednotlivé ovocné druhy, uživatel však má možnost přidávat libovolně další, popřípadě měnit již předdefinované hodnoty %VVK podle vlastního uvážení.

Kritická období plodin


Během vývoje každé plodiny se vyskytují období, kdy nedostatek vláhy se projeví značně citelně, zatímco v jiné fázi je nedostatek vláhy méně škodlivý a neovlivní příliš konečný výsledek. V závlahářské praxi se tato období označují čísly 1 - 3, přičemž 1 znamená období velmi kritické, 2 kritické a 3 důležité. V období 3 si můžeme dovolit nechat klesnout zásoby půdní vláhy i pod kritickou hranici, vymezenou příslušným procentem VVK, v žádném případě však bychom se neměli pod ní dostat ve velmi kritickém období. Rozložení kritických období v průběhu vegetace se neliší pouze u jednotlivých druhů, závisí též i na rannosti odrůdy. Ukázku rozložení kritických období pro rané, polopozdní a pozdní odrůdy broskvoní lze sledovat na obr. 5.
Jak je z něj zřejmé, broskvoně si přejí netrpět nedostatkem vláhy zejména v období nárůstu plodů před sklizní, menší kritické období je ještě na podzim, kdy se doporučuje udržovat půdní vlhkost nad kritickou hodnotou z důvodu podpory růstu kořenů a zlepšení kondice stromů.
V programu MIKROZÁVLAHY jsou tato kritická období vyjádřena v tabulkové formě pro jednotlivé plodiny, uživatel může podle konkrétního vývoje vegetace v daném roce posunout začátek kritického a velmi kritického období.

Praktické příklady použití programu


O tom, že jeden praktický příklad osvětlí danou problematiku lépe než deset stránek teoretizujícího textu, jistě není nutno nikoho dlouho přesvědčovat. Podívejme se proto, jak vypadala situace v loňském roce v třešňovém sadu VŠUO v Holovousích.
Představu o tom může poskytnout obr. 6,
který je dosti podobný těm, jaké poskytuje program MIKROZÁVLAHY. Průběžně se na něm zobrazuje naměřená půdní vlhkost a její kritická hodnota pro dané vývojové stadium. Uživatel pak s přihlédnutím ke kritickým fázím dané plodiny rozhodne, zda závlahu aplikovat či nikoliv. Pokud se rozhodne závlahu provést, program mu na základě délky zavlažování spočítá, kolik vody se na tuto závlahu spotřebovalo celkem. Ve výstupních sestavách lze pak jednotlivá závlahová množství sumovat buď podle plodin, pozemků, anebo měsíců. Lze si tak udělat celkovou představu o hospodaření s vodou v průběhu celé sezóny. Ačkoliv loňský rok byl poněkud vydatnější na srážky než tomu bylo v letech předcházejících, přesto je vidět, že půdní vlhkost několikrát klesla pod kritickou hodnotu, kdy byla zvýšena vhodně volenou závlahovou dávkou, takže se ji podařilo v rozhodujících fázích udržet v optimální poloze.

Obsluha programu


Obsluha programu je poměrně nenáročná a skládá se ze dvou fází: na počátku je nutno definovat jednotlivé pozemky, t.j. stanovit, jaká plodina se na nich pěstuje, které snimače půdní vlhkosti se na nich nachází, jakou mají PVK, popř. kolik je na nich nainstalováno závlahových linek, o jaké délce, jaká je vzdálenost a vydatnost buď kapkovačů anebo postřikovačů. V průběhu sezóny se pak již pouze po každém měření zadají hodnoty naměřených půdních vlhkostí a lze na grafech přehlédnout stav zásob půdní vláhy pro jednotlivé pozemky a rozhodnout o potřebě závlahy.

Závěr


Jsme si vědomi, že popisovaný program není žádný gigantický softwarový balík, přesto se domníváme, že jednak vhodně syntetizuje doposud získané poznatky o řízení závlah, jednak zaplňuje mezeru v nabídce produktů tohoto zaměření. Domníváme se, že za situace, kdy náklady na pořízení závlahy představují minimálně statisícové částky, jejich uživatel uvítá drobného pomocníka, který mu napoví, kdy má zavlažovat a kdy naopak vodou šetřit. Vzhledem k tomu, že se jedná zatím o volně šiřitelný program, nevzniknou jeho potenciálnímu uživateli žádné další náklady (za předpokladu, že je vybaven zařízením na sledování půdní vlhkosti).
Popisovaný program ve své prvotní verzi byl v roce 1996 instalován v některých zemědělských podnicích a výzkumných ústavech v ČR a SR (m.j. i ve VÚZH Bratislava), kritické připomínky se (dalo by se říci že bohužel) nevyskytly.