Proč řídit závlahový režim plodin

Řízením závlahového režimu plodin se rozumí operativní stanovení velikosti závlahových dávek a termínu jejich aplikace. V řadě pokusů provedených v České republice a zahraničí se jednoznačně prokázalo, že správným řízením závlahového režimu lze dosáhnout značných úspor závlahové vody, a tím i elektrické energie, a přitom dosáhnout optimálních a kvalitních výnosů tržního produktu plodin.

Důležitost úspor závlahové vody může významně narůst v důsledku probíhajících klimatických změn. K úsporám energie vede růst její ceny, který je a pravděpodobně i bude výrazný. Správné řízení závlahového režimu je rovněž jedním z hlavních předpokladů minimalizace rizika vyplavování dusičnanů, reziduí pesticidů a jiných cizorodých látek z půdy do podzemních vod na zavlažovaných pozemcích.
Pro řízení závlahových režimů existují vědecky podlože-
né a v praxi ověřené metody. Zpravidla jsou založeny buď na měření, nebo bilancování půdní vlhkosti, anebo na měření některých fyziologických parametrů rostlin. V některých zemích existují organizace, které nabízejí zemědělcům informace potřebné pro řízení závlahového režimu. Tyto služby však zemědělci, zejména v Evropě, velmi málo využívají.V České republice bylo pro řízení závlahového režimu vyvinuto několik metod. Žádná z nich však nedoznala širšího uplatnění v praxi. V současné době se v ČR nepoužívá pro řízení závlahového režimu zeleniny a polních plodin žádná vědecky podložená metoda. Pouze u nově vybudovaných mikrozávlah, zejména v sadech a vinohradech, se užívají čidla Virrib firmy Amet Velké Bílovice, která přímo měří vlhkost půdy.
Jedním z důležitých předpokladů pro zavedení kvalifikovaného řízení závlahového režimu v ČR je jednoduchost a finanční nenákladnost použité metody. Těmto požadavkům mohou za daných předpokladů dobře odpovídat jak metody založené na přístrojovém měření půdní vlhkosti, tak i některé bilanční metody. Ve Výzkumném ústavu meliorací a ochrany půdy, v. v. i. (VÚMOP), byly pro řízení závlahového režimu raného zelí, pozdního květáku, celeru a raných brambor pomocí nepřímého měření půdní vlhkosti experimentálně stanoveny prahové hodnoty předzávlahového sacího tlaku půdní vody. Pro řízení závlahového režimu zeleniny a polních plodin bilanční metodou byl ve VÚMOP vytvořen výpočetní program ZAPROG 1.
Řízení podle nepřímého měření půdní vlhkosti
Předpokladem pro užití nepřímého měření vlhkosti půdy pro řízení závlahového režimu je znalost předzávlahového sacího tlaku půdní vody pro jednotlivé plodiny. Jeho hodnoty byly ve VÚMOP zjišťovány pro rané zelí, pozdní květák, celer a rané brambory maloplošnými polními pokusy s diferencovaným závlahovým režimem. V pokusech byla použita čidla Watermark firmy Irrometer Co., která jsou ve srovnání s jinými čidly laciná (jejich současná cena se pohybuje kolem tisíce korun za kus). Při správném osazení, které je jednoduché, poskytují podle našich zkušeností spolehlivé údaje o sacím tlaku půdní vody v rozmezí 10 až 200 kPa. Toto rozmezí stačí pro potřeby řízení závlahového režimu všech polních plodin a zeleniny. S ohledem na heterogenitu hydrofyzikálních vlastností půdy je třeba v místě měření umístit více čidel (nejméně tři).
Sací tlaky je možné měřit buď ručním měřičem, nebo kontinuálně připojením na zapisovací jednotku (datalogger). V pokusech byly použity dataloggery firmy Environmental Measuring Systems Brno s nastavitelným krokem záznamu. Při použití řídicí jednotky, která při zvoleném prahovém sacím tlaku závlahu zapne na dobu potřebnou k dodání závlahové dávky stanovené velikosti, lze závlahu plně automatizovat. Tento způsob automatizace závlahy je velmi dobře použitelný u stabilních závlahových systémů (např. mikrozávlah), které se hojně užívají při závlaze zeleniny, ovocných stromů, vinné révy a chmelu. Umožňuje aplikovat malé závlahové dávky v krátkých časových intervalech, a šetřit tak se závlahovou vodou a minimalizovat riziko negativních účinků závlahy na jakost podzemních vod.
Při pokusech provedených ve VÚMOP byly na lehké hlinitopísčité půdě nejvyšší výnosy raných brambor, raného zelí a pozd-ního květáku dosaženy při sacím tlaku půdní vody do 30 kPa a celeru při sacím tlaku 15 kPa (graf). Nepřekračování těchto hodnot sacích tlaků lze proto označit za jeden ze základních předpokladů pro dosažení vysokých výnosů s vysokým podílem tržního produktu.
Program pro řízení
Výpočetní závlahový program ZAPROG 1 je určen uživatelům závlahy (samostatně hospodařícím zemědělcům i podnikům) a umožňuje jim pomocí vlastního PC, tedy vlastním bilancováním, exaktně stanovit potřebu doplňkové závlahy pro pěstované plodiny na jejich pozemku ve vegetačním období. Jde o program jednoduchý na obsluhu, založený na bilanci obsahu vody v půdě. Tento program je možné využívat pro plodiny zavlažované postřikem nebo mikrozávlahou na pozemcích o jakékoli výměře. Jen pokud má pozemek značně heterogenní půdu, je vhodné jej rozdělit na dílčí části.
Pro předložený, perspektivní způsob řízení závlahy hovoří nejen masové rozšíření osobní výpočetní techniky, ale také masové rozšíření moderních informačních technologií, především internetu, na kterém lze například získat aktuální denní vstupní meteorologické údaje do programu ZAPROG 1, a také e-mailu a mobilních telefonů (s možností zasílání SMS zpráv), umožňujících operativní písemný kontakt mezi komunikujícími účastníky. V neposlední řadě pro navrhovaný způsob řízení závlahy hovoří i neustále se zdokonalující a zlevňující potřebná přístrojová technika, ze které lze získat naměřené údaje pochůzkou vizuálně, nebo přímo do počítače, anebo také dálkovým přenosem.
Program vyžaduje, aby zájemce o něj měl na svém počítači nainstalován tabulkový editor excel a textový editor word ze softwarového produktu Microsoft Office.
Program bilancuje stav půdní vláhy v návaznosti na vláhové potřeby plodin v denním časovém kroku v době od 1. března do 31. října sledovaného roku. Bilanci lze uskutečnit pro všechny plodiny osevní struktury uživatele závlahy. Aktiva vláhové bilance – srážky a závlahové dávky – vstupují do řešení skutečnými hodnotami. Pasiva, evapotranspirace a nevyužitý odtok, se vypočítávají. K výpočtu evapotranspirace plodiny je použitá metoda koeficientů biologické křivky, které jsou vztaženy k sytostnímu doplňku. Metoda byla výzkumně vyvinuta pro podmínky České republiky. Ve výpočtu je rovněž zahrnuto snižování výparu v závislosti na půdní vlhkosti, ale i vliv sklonitosti závlahové plochy na využitelnost denních srážek.
Vstupními údaji do programu ZAPROG 1 jsou denní meteorologické údaje o teplotě vzduchu, relativní vlhkosti vzduchu a srážce, půdní poměry na pozemku plodiny charakterizované půdními hydrolimity, hodnota minimální zásoby půdní vláhy plodiny (když je nižší, je třeba zahájit závlahu), účinná hloubka zavlažení, agrotechnické termíny setí, vzejití, termín, kdy plodina převážně zakrývá povrch půdy, doba zralosti plodiny a koeficienty biologické křivky plodiny.
Program ZAPROG 1 s šablonou programu, uživatelskou příručkou, ukázkovými příklady a s přílohami obsahujícími podklady pro naplňování programu konkrétními vstupními údaji je uveden na webových stránkách: www.vumop.cz a je zájemcům volně přístupný ke stažení. Případné dotazy je možné zaslat na adresu zaprog1@vumopbrno.cz.
(Poznatky uvedené v tomto příspěvku byly získány v rámci řešení projektu NAZV QF3100: Posouzení nárůstu klimatického sucha v zemědělství a zmírňování jeho důsledků závlahami.)

Ing. Pavel Spitz, CSc.
Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v. v .i.