OPTYMALNY POZIOM WODY GRUNTOWEJ JAKO CZYNNIK SKUTECZNEJ OCHRONY ZMELIOROWANYCH EKOSYSTEMÓW TORFOWISKOWYCH W OKRESACH POSUSZNYCH

Podobne dokumenty
WYZNACZANIE OPTYMALNEGO POZIOMU WODY GRUNTOWEJ NA ZMELIOROWANYCH UŻYTKACH ZIELONYCH W ZALEŻNOŚCI OD EWAPOTRANSPIRACJI RZECZYWISTEJ I RODZAJU GLEBY

OCENA EWAPOTRANSPIRACJI RZECZYWISTEJ UŻYTKÓW ZIELONYCH NA PODSTAWIE PLONU AKTUALNEGO

WYZNACZANIE EWAPOTRANSPIRACJI RZECZYWISTEJ UŻYTKÓW ZIELONYCH NA PODSTAWIE EWAPOTRANSPIRACJI MAKSYMALNEJ I POTENCJAŁU WODY W GLEBIE

UWILGOTNIENIE SIEDLISK ŁĄKOWYCH W WARUNKACH NAWODNIEŃ W DOLINIE GÓRNEJ NOTECI W LATACH O ZRÓŻNICOWANYCH OPADACH

Wpływ intensywności użytkowania łąki na glebie torfowo-murszowej na wielkość strumieni CO 2 i jego bilans w warunkach doświadczenia lizymetrycznego

SZACOWANIE PLONÓW RZECZYWISTYCH Z UŻYTKÓW ZIELONYCH NA PODSTAWIE PLONÓW MAKSYMALNYCH I POTENCJAŁU WODY W GLEBIE

EWAPOTRANSPIRACJA I PLONOWANIE ŁĄKI DWUKOŚNEJ NA GLEBIE TORFOWO-MURSZOWEJ W DOLINIE NOTECI

2 Instytut InŜynierii Ochrony Środowiska, Politechnika Lubelska ul. Nadbystrzycka 40, Lublin

DEKADOWE WSPÓŁCZYNNIKI ROŚLINNE DO OCENY EWAPOTRANSPIRACJI MAKSYMALNEJ UŻYTKÓW ZIELONYCH NA PODSTAWIE WZORU PENMANA I PLONU AKTUALNEGO

OPTYMALNE ODWODNIENIE GLEB ŁĄKOWYCH W ŚWIETLE BADAŃ MODELOWYCH

RETARDACJA PRZEKSZTAŁCANIA WARUNKÓW SIEDLISKOWYCH TORFOWISKA NISKIEGO W DOLINIE RZEKI SUPRAŚLI W LATACH

CHARAKTERYSTYKA WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH W REJONIE DOŚWIADCZEŃ ŁĄKOWYCH W FALENTACH

OCENA FUNKCJONOWANIA SYSTEMU ODWADNIAJĄCO-NAWADNIAJĄCEGO DLA ZRÓWNOWAŻONEGO ŁĄKOWEGO WYKORZYSTANIA GLEBY TORFOWO-MURSZOWEJ

ZMIENNOŚĆ WARUNKÓW WODNYCH GLEBY MURSZOWO-TORFOWEJ MtIbb W WARUNKACH MELIORACJI ODWODNIAJĄCYCH

OCENA SUSZY METEOROLOGICZNEJ I ROLNICZEJ NA UŻYTKACH ZIELONYCH W POLSCE W 2015 r.

MONITORING NIEDOBORU I NADMIARU WODY W ROLNICTWIE NA OBSZARZE POLSKI

Przyrodnicze walory wtórnie zabagnionych użytków zielonych. Teresa Kozłowska, Anna Hoffmann-Niedek, Krzysztof Kosiński

STOSUNKI POWIETRZNO-WODNE I PLONOWANIE ZMELIOROWANYCH ŁĄK W DOLINIE RZEKI PIWONII Antoni Grzywna

OCENA REDUKCJI EWAPOTRANSPIRACJI BURAKÓW CUKROWYCH NA PODSTAWIE WIELKOŚCI OPADÓW

Monitoring i prognoza deficytu i nadmiaru wody na obszarach wiejskich

DOBOWA ZMIENNOŚĆ TEMPERATURY I WILGOTNOŚCI POWIETRZA NA WYSOKOŚCI 2,0 I 0,5 m W SIEDLISKU WILGOTNYM W DOLINIE NOTECI I SIEDLISKU SUCHYM W BYDGOSZCZY

STĘŻENIE SKŁADNIKÓW MINERALNYCH W WODACH GRUNTOWYCH NA ŁĄKACH TORFOWYCH NAWOŻONYCH GNOJOWICĄ I OBORNIKIEM

ANNALES UNIVERSITATIS MARIAE CURIE-SKŁ ODOWSKA LUBLIN POLONIA

ANALIZA STOSUNKÓW POWIETRZNO-WODNYCH GLEBY TORFOWO-MURSZOWEJ W ZASIĘGU DZIAŁANIA SYSTEMU NAWODNIEŃ PODSIĄKOWYCH

ZANIKANIE POWIERZCHNI TORFOWISKA NA ODWODNIONYCH UŻYTKACH ZIELONYCH POLESIA LUBELSKIEGO

KWANTYFIKACJA EWAPOTRANSPIRACJI ŁĄKI TRZYKOŚNEJ W ZLEWNI GÓRNEJ NOTECI Z ZASTOSOWANIEM WSPÓŁCZYNNIKA ROŚLINNO-GLEBOWEGO

PLONOWANIE WIERZBY ENERGETYCZNEJ W RÓŻNYCH WARUNKACH GLEBOWO-WODNYCH 1

Leszek ŁABĘDZKI, Bogdan BĄK, Ewa KANECKA-GESZKE, Karolina SMARZYNSKA, Tymoteusz BOLEWSKI

PRZEOBRAŻENIA ZACHODZĄCE POD WPŁYWEM MELIORACJI W GLEBACH ORGANICZNYCH W DOLINIE RZEKI PIWONII

FIZYKA I CHEMIA GLEB. Retencja gleb Zwierciadło wody w glebie

ZMIANY EMISJI CO 2 Z GLEBY TORFOWO-MURSZOWEJ POD WPŁYWEM NAGŁEGO I GŁĘBOKIEGO OBNIŻENIA POZIOMU WODY GRUNTOWEJ

dr inż. Bogdan Bąk, prof. dr hab. inż. Leszek Łabędzki

WPŁYW ODWODNIENIA NA FIZYKO-WODNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB POBAGIENNYCH NA OBIEKCIE ŁĄKARSKIM W DOLINIE RZEKI SUPRAŚL

ZNACZENIE NAWODNIEŃ PODSIĄKOWYCH W KSZTAŁTOWANIU PLONÓW Z ŁĄK W MAŁEJ DOLINIE RZECZNEJ

Warunki meteorologiczne w Bydgoszczy oraz prognozowane zmiany dr inż. Wiesława Kasperska Wołowicz, dr inż. Ewa Kanecka-Geszke

WPŁYW GŁĘBOKOŚCI ODWODNIENIA NA WARUNKI WILGOTNOŚCIOWE GLEBY TORFOWEJ ŚREDNIO ZMURSZAŁEJ

WARUNKI WODNE OGRANICZAJĄCE STRATY MASY ORGANICZNEJ NA ŁĄKACH O GLEBACH TORFOWO-MURSZOWYCH

Wpływ procesów osiadania i zanikania gleb organicznych murszowych na profile podłużne rowów

KONCEPCJA SYSTEMU MONITOROWANIA SUSZY NA OBSZARACH ROLNICZYCH

OCENA WPŁYWU POZIOMU WODY GRUNTOWEJ NA WARTOŚĆ WYMIANY CO 2 MIĘDZY EKOSYSTEMEM ŁĄKOWYM A ATMOSFERĄ W WARUNKACH DOŚWIADCZENIA LIZYMETRYCZNEGO

. Warto także zauważyć, że na koniec marca głębokość położenia zwierciadła wody jest niekiedy mniejsza niż wartość minimalnej normy osuszenia.

WPŁYW GŁĘBOKOŚCI POŁOŻENIA ZWIERCIADŁA WODY GRUNTOWEJ NA NOŚNOŚĆ UŻYTKÓW ZIELONYCH NA TORFOWISKACH

Monitorowanie warunków agroklimatycznych na polu buraka cukrowego na Kujawach Monitoring of agrometeorological conditions in the sugar beet field

Wprowadzenie. Sergiusz JURCZUK

Wiesława Kasperska-Wołowicz

Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Lublinie 2

Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach, 2008

Przyroda łagodzi zmiany klimatu cykl szkoleniowy

OCENA UWILGOTNIENIA GLEB W SIEDLISKACH TRWAŁYCH UŻYTKÓW ZIELONYCH W DOLINIE GÓRNEJ NOTECI NA PODSTAWIE WSKAŹNIKA WILGOTNOŚCI GLEBY

OCENA WYSOKOŚCI PODSIĄKU KAPILARNEGO W WYBRANYCH PROFILACH GLEB RÓWNINY SĘPOPOLSKIEJ

ROZPUSZCZALNY WĘGIEL ORGANICZNY W WODZIE Z SIEDLISK POBAGIENNYCH NA TLE TEMPERATURY GLEBY

Wybrane aspekty badania długoterminowych cykli zmian zapasu wody glebowej w drzewostanach jednowiekowych oraz interpretacji ich wyników

Potrzeby, efekty i perspektywy nawadniania roślin na obszarach szczególnie deficytowych w wodę

WPŁYW WARUNKÓW WODNYCH NA AKTYWNOŚĆ RESPIRACYJNĄ GLEB POBAGIENNYCH BEZ POKRYWY ROŚLINNEJ

Stan aktualny i perspektywy rozwoju małej retencji wodnej w świetle analiz przestrzennych.

PORÓWNANIE EWAPOTRANSPIRACJI WSKAŹNIKOWEJ WEDŁUG PENMANA I PENMANA-MONTEITHA W RÓŻNYCH REGIONACH POLSKI

METODA WSKAŹNIKOWEJ OCENY I KLASYFIKACJI UWILGOTNIENIA GLEB TRWAŁYCH UŻYTKÓW ZIELONYCH W POLSCE

PIONOWY UKŁAD TEMPERATURY W PRZYZIEMNEJ WARSTWIE ATMOSFERY W SIEDLISKACH ŁĄKOWYCH W REJONIE BYDGOSZCZY

GŁĘBOKOŚĆ ODWODNIENIA W SOSNOWICY W WARUNKACH REGULOWANEGO ODPŁYWU

UDZIAŁ DOPŁYWU GRUNTOWEGO W BILANSIE WODNYM NAWADNIANYCH PODSIĄKOWO UŻYTKÓW ZIELONYCH W MAŁEJ DOLINIE RZECZNEJ

WPŁYW OPADU ATMOSFERYCZNEGO I TEMPERATURY ORAZ UWILGOTNIENIA GLEBY ŁĄKOWEJ NA UWALNIANIE I DYNAMIKĘ MINERALNYCH FORM AZOTU

Charakterystyka głównych składowych bilansu wodnego

ANALIZA ZMIAN POŁOŻENIA WÓD GRUNTOWYCH I UWILGOTNIENIA NA FRAGMENCIE SYSTEMU NAWODNIEŃ PODSIĄKOWYCH W GLEBIE TORFOWO-MURSZOWEJ

ŁADUNEK SKŁADNIKÓW NAWOZOWYCH WNOSZONYCH Z OPADEM ATMOSFERYCZNYM NA POWIERZCHNIĘ ZIEMI NA PRZYKŁADZIE PÓL DOŚWIADCZALNYCH W FALENTACH

Ocena elementów składowych bilansu wodnego odwodnionego torfowiska

ZASOBY WILGOTNOŚCI GLEBY W OKRESIE SUSZY OKREŚLANE METODĄ MODELOWANIA MATEMATYCZNEGO

WPŁYW ZABIEGÓW AGROTECHNICZNYCH NA RETENCJONOWANIE WODY W GLEBIE

FIZYKA I CHEMIA GLEB. Literatura przedmiotu: Zawadzki S. red. Gleboznastwo, PWRiL 1999 Kowalik P. Ochrona środowiska glebowego, PWN, Warszawa 2001

Cele i oczekiwane rezultaty

TEMPERATURA I WILGOTNOŚĆ POWIETRZA W WARSTWIE PRZYGRUNTOWEJ W OKRESIE WEGETACYJNYM W RÓŻNIE UWILGOTNIONYCH SIEDLISKACH ŁĄKOWYCH

WPŁYW PRZEBIEGU WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH NA GOSPODARKĘ WODNĄ SIEDLISK LEŚNYCH W ZLEWNI CIEKU HUTKA

Nauka Przyroda Technologie

WPŁYW SUMY I ROZKŁADU OPADÓW NA PLONOWANIE PSZENŻYTA OZIMEGO UPRAWIANEGO NA RÓŻNYCH KOMPLEKSACH GLEBOWO-ROLNICZYCH W ŚRODKOWEJ CZĘŚCI POLSKI

Rolnictwo w obliczu ekstremalnych zjawisk pogodowych

WPŁYW SUMY I ROZKŁADU OPADÓW NA PLONOWANIE PSZENŻYTA OZIMEGO UPRAWIANEGO NA RÓŻNYCH KOMPLEKSACH GLEBOWO-ROLNICZYCH W POŁUDNIOWEJ CZĘŚCI POLSKI

ELEMENTY SKŁADOWE BILANSU WODNEGO ODWODNIONYCH DOLIN RZECZNYCH THE COMPONENTS OF THE WATER BALANCE RIVER VALLEYS DRAINED

Prof. dr hab. inż. Józef Mosiej, Warszawa, Katedra Kształtowania Środowiska SGGW, Warszawa

PRZEBIEG MINERALIZACJI ZWIĄZKÓW AZOTU W GLEBACH TORFOWO-MURSZOWYCH O RÓŻNYM STOPNIU ZAMULENIA W KRAJOBRAZIE MŁODOGLACJALNYM

Prognoza temperatury i opadów w rejonie Bydgoszczy do połowy XXI wieku. Bogdan Bąk, Leszek Łabędzki

Stan i przewidywanie wykorzystania potencjału produkcyjnego TUZ w kraju dr hab. Jerzy Barszczewski, prof. nadzw.

WPŁYW UGNIATANIA KOŁAMI CIĄGNIKA DWÓCH GLEB PIASZCZYSTEJ I PYŁOWEJ NA ICH WŁAŚCIWOŚCI RETENCYJNE

ZMIENNOŚĆ CZASOWA KLIMATYCZNEGO BILANSU WODNEGO MAŁYCH PIENIN W LATACH

Piotr Hewelke. Profesor nauk rolniczych. Kontakt

EKSTREMA ZIMOWE OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH, TEMPERATURY POWIETRZA I POZIOMU WÓD GRUNTOWYCH W 40-LECIU WE WROCŁAWIU SWOJCU

Acta Sci. Pol., Agricultura 5(2) 2006, 45-56

Deficyty wody i potrzeby nawodnień rolniczych w Polsce

OBIEKTY DEMONSTRACYJNE NA KUJAWACH

UBOŻENIE GLEB TORFOWO-MURSZOWYCH W SKŁADNIKI ZASADOWE CZYNNIKIEM WPŁYWAJĄCYM NA WZROST STĘŻENIA RWO W WODZIE GRUNTOWEJ

WPŁYW WILGOTNOŚCI SORPCYJNEJ NA PRZEWODNOŚĆ CIEPLNĄ BETONÓW KOMÓRKOWYCH

JAKOŚĆ WÓD GRUNTOWYCH POD UŻYTKAMI ZIELONYMI RÓŻNIE UŻYTKOWANYMI

OPERAT DOTYCZĄCY WYKONANIA MAPY GLEBOWEJ OBSZARU NAD RZEKĄ EŁK OD MODZELÓWKI DO KANAŁU ŁĘG - I NAD KANAŁEM RUDZKIM OD MODZELÓWKI DO OSOWCA

Nowe spojrzenie na cele i potrzeby wodnych melioracji w Polsce Prof. dr hab. Janusz Ostrowski ITP Falenty

PROGRAM MAŁEJ RETENCJI DLA WOJEWÓDZTWA WARMIŃSKO MAZURSKIEGO NA LATA POWIAT SZCZYCIEŃSKI GMINA MIEJSKA SZCZYTNO

ZALEśNOŚĆ MIĘDZY SUSZĄ METEOROLOGICZNĄ A ROLNICZĄ W UPRAWIE BURAKA CUKROWEGO W OKRESIE WIOSENNYM NA GLEBACH O RÓśNEJ RETENCJI UśYTECZNEJ *

ZMIANY W STRUKTURZE BILANSU CIEPLNEGO I KLIMATYCZNEGO BILANSU WODNEGO DLA LASU IGLASTEGO

OCENA TEMPA MINERALIZACJI ORGANICZNYCH ZWIĄZKÓW AZOTU W GŁĘBOKO ODWODNIONYCH GLEBACH TORFOWO-MURSZOWYCH

BŁĘDY OKREŚLANIA MASY KOŃCOWEJ W ZAKŁADACH SUSZARNICZYCH WYKORZYSTUJĄC METODY LABORATORYJNE

126 Dynamika zmian stanów wód gruntowych i uwilgotnienia gleb siedlisk leśnych w zlewni cieku Hutka

Zawartość składników pokarmowych w roślinach

STAN URZĄDZEŃ MELIORACYJNYCH I PRODUKCYJNOŚĆ UŻYTKÓW ZIELONYCH W WOJEWÓDZTWIE PODLASKIM

Transkrypt:

WODA-ŚRODOWISKO-OBSZARY WIEJSKIE 2005: t. 5 z. specj. (14) WATER-ENVIRONMENT-RURAL AREAS s. 301313 www.imuz.edu.pl Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach, 2005 OPTYMALNY POZIOM WODY GRUNTOWEJ JAKO CZYNNIK SKUTECZNEJ OCHRONY ZMELIOROWANYCH EKOSYSTEMÓW TORFOWISKOWYCH W OKRESACH POSUSZNYCH Jan SZAJDA 1), Wenanty OLSZTA 2) 1) Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach 2) Politechnika Lubelska Słowa kluczowe: optymalny poziom wody, ewapotranspiracja, pf warstwy korzeniowej S t r e s z c z e n i e Na podstawie badań przeprowadzonych na Polesiu Lubelskim na zmeliorowanych glebach torfowo-murszowych głębokich (gleba MtIbc) i płytkich (gleba MtIIb1), reprezentatywnych dla ekosystemów torfowiskowych słabo i średnio zmurszałych, stwierdzono, że optymalny poziom wody gruntowej, zapewniający wilgotność warstwy korzeniowej odpowiadającą pf = 1,7 w drugim, pf = 1,9 w pierwszym i pf = 2,1 w trzecim pokosie, skutecznie chroniącą gleby przed niekorzystnymi przemianami po odwodnieniu oraz powodującą uzyskanie maksymalnych plonów bez luksusowego zużycia wody, różnicuje się w zależności od rodzaju gleby i wielkości ewapotranspiracji. Podane w pracy optymalne głębokości zwierciadła wody gruntowej mogą być wykorzystane do sterowania nawadnianiem badanych ekosystemów w celu uzyskania maksymalnych plonów oraz skutecznej ochrony gleb przed degradacją. WSTĘP Uwilgotnienie korzeniowej warstwy profilu glebowego jest istotnym czynnikiem wpływającym na plony oraz chroniącym gleby torfowe przed mineralizacją masy organicznej. Praktycznym wskaźnikiem uwilgotnienia gleby może być głę- Adres do korespondencji: doc. dr hab. inż. J. Szajda, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach, ul. Głęboka 29/2, 20-012 Lublin; tel. +48 (81) 533-97-57

302 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 5 z. specj. (14) bokość zalegania wody gruntowej. Głębokość tę w warunkach kiedy rozchody wody na parowanie są w całości pokrywane przez podsiąk kapilarny, nazywa się optymalnym poziomem wody gruntowej. Wilgotność gleby przyjmuje wówczas wartość stałą, a jej wielkość zależy od głębokości zwierciadła wody gruntowej [BRANDYK, 1990; OLSZTA, 1980; 1981; SZAJDA, OLSZTA, 2002]. Czynnikami determinującymi optymalny poziom wody gruntowej są: zapotrzebowanie roślin na wodę, właściwości gleby, ewapotranspiracja, warunki meteorologiczne, rozmieszczenie korzeni rośliny [FEDDES, 1971]. Obniżanie się poziomu wody gruntowej poniżej głębokości optymalnej, zachodzące przede wszystkim w czasie susz, powoduje zmniejszenie intensywności podsiąku. Gleba stopniowo przesycha, począwszy od polowej pojemności wodnej, przez wilgotność krytyczną dla traw (pf 2,7), aż do wilgotności więdnięcia odpowiadającej pf 4,2, a zawarta w niej masa organiczna ulega intensywnym, niekorzystnym przemianom [GAWLIK, SZAJDA, 2002]. Intensywność wysychania gleby zależy od czasu i wielkości rozchodów wody na parowanie [VIESSER, 1963]. Z badań lizymetrycznych przeprowadzonych na Polesiu Lubelskim, na średnio przeobrażonej glebie torfowo-murszowej MtIIbb [SZAJDA, 1997; 2000; SZAJDA, OLSZTA, 2002], wynika, że czynnikiem skutecznej ochrony przed suszą zmeliorowanych ekosystemów torfowiskowych jest utrzymywanie optymalnego poziomu wody, zapewniającego w warstwie korzeniowej (030 cm) wilgotność odpowiadającą pf = 1,7 w drugim, pf = 1,9 w pierwszym i pf = 2,1 w trzecim pokosie, skutecznie chroniącą gleby przed przesuszeniem i mineralizacją oraz powodującą uzyskanie maksymalnych plonów bez luksusowego zużycia wody. Optymalny poziom wody gruntowej różnicuje się w zależności od wielkości ewapotranspiracji i rodzaju gleby [BRANDYK, 1990; FEDDES, 1971; OLSZTA, 1980; 1981; VIESSER, 1963]. W pracy określono optymalne poziomy wody gruntowej, zapewniające w okresach intensywnych susz i największych rozchodów wody na ewapotranspirację wilgotność warstwy korzeniowej odpowiadającą pf: 1,7; 1,9; 2,1 w glebach torfowo-murszowych głębokich (gleba MtIbc) i płytkich (gleba MtIIb1), reprezentatywnych dla ekosystemów torfowiskowych słabo i średnio przeobrażonych. Dane te mogą być wykorzystane do sterowania nawadnianiem tych ekosystemów w celu ich skutecznej ochrony przed suszą. MATERIAŁ I METODY BADAŃ Badania prowadzono na Polesiu Lubelskim w latach 19761981. Obejmowały one określenie krzywych pf, pomiary poziomu wody gruntowej i wilgotności w zlokalizowanych na obiekcie Piwonia Uhnin profilach gleb MtIbc (w Sosnowicy) i MtIIb1 (w Uhninie) [SZAJDA, 1980] oraz jednoczesne pomiary lizymetryczne ewapotranspiracji maksymalnej łąki na glebie MtIIbb [SZAJDA, 1997].

J. Szajda, W. Olszta: Optymalny poziom wody gruntowej... 303 Rozpoznania i charakterystyki gleb dokonano wg zasad opracowanych przez OKRUSZKĘ [1988], właściwości fizyczne określono metodami ogólnie stosowanymi w IMUZ [GAWLIK, 1992], a właściwości wodne na podstawie krzywych pf, wg ZAWADZKIEGO [1973]. Badania dynamiki zmian poziomu wody gruntowej i wilgotności gleb prowadzono w okresach dekadowych. Metody tych badań podano w innych pracach [SZAJDA, 1980;1997; SZAJDA, OLSZTA, KOWALSKI, 2003]. Opady scharakteryzowano na podstawie notowań należącej do IMUZ stacji meteorologicznej w Sosnowicy oraz odległej 7 km od Sosnowicy stacji IMGW w Uhninie. Ewapotranspirację rzeczywistą łąki ET (mm d 1 ) w okresach dekadowych obliczano z równania: gdzie: k s ET max ET = k s ET max (1) dekadowy współczynnik glebowo-wodny w warunkach suszy [SZAJ- DA, 1997]; średnia dekadowa wartość ewapotranspiracji maksymalnej zmierzonej w lizymetrze [SZAJDA, 1997], mm d 1. Podstawą selekcji zebranego materiału empirycznego była analiza dekadowych wartości elementów bilansu wodnego gleby MtIIbb w latach 19771994 [SZAJDA, 1997; SZAJDA, OLSZTA, 2002]. Z analizy tej wynika, że warunki zrównoważonego bilansu wodnego występują w dekadach bez opadów, w których nie występuje odpływ gruntowy, wilgotność warstwy korzeniowej jest stała, a podsiąk kapilarny z poziomu wody gruntowej w całości równoważy rozchody na ewapotranspirację. Na tej podstawie, do dalszej analizy wybrano okresy susz, w których wilgotność warstwy korzeniowej na ogół nie zmieniała się. Przyjęto, że w tych okresach rozchody wilgoci na ewapotranspirację były pokrywane przez podsiąk kapilarny ze strefy nasyconej, a w glebie występowały warunki zrównoważonego bilansu wodnego [KOWALIK, ZARADNY, 1978]. WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA DYNAMIKA UWILGOTNIENIA GLEB W ZALEŻNOŚCI OD CZASU I WIELKOŚCI EWAPOTRANSPIRACJI Dynamikę wielkości ewapotranspiracji oraz wilgotności badanych gleb za pomocą chronoizoplet [ZAWADZKI, 1964] w zależności od czasu przedstawiono na przykładzie lat 1976 i 1978 (rys. 1, 2). Na glebie MtIbc w Sosnowicy (rys. 1) w okresach susz o dużej ewapotranspiracji na przełomie maja i czerwca, czerwca i lipca, sierpnia i września w 1976 r. oraz na przełomie maja i czerwca, lipca

304 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 5 z. specj. (14) Rys. 1. Dynamika ewapotranspiracji maksymalnej ET max, opadów P, poziomu wody gruntowej h i wilgotności (% obj.) gleby MtIbc w latach 1976, 1978 Fig. 1. Dynamics of the maximum evapotranspiration ET max, precipitations P, ground water levels h and moisture content (% vol.) in MtIbc soil in the years 1976 and 1978

J. Szajda, W. Olszta: Optymalny poziom wody gruntowej... 305 Rys. 2. Dynamika ewapotranspiracji maksymalnej ET max, opadów P, poziomu wody gruntowej h i wilgotności (% obj.) gleby MtIIb1 w latach 1976, 1978 Fig. 2. Dynamics of the maximum evapotranspiration ET max, precipitations P, ground water levels h and moisture content (% vol.) in MtIIb1 soil in the years 1976 and 1978

306 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 5 z. specj. (14) i sierpnia w 1978 r. podsiąk kapilarny z poziomu wody gruntowej zapewniał stałą, stosunkowo wysoką, wilgotność warstwy korzeniowej gleby. Wilgotność ta, wyrażona wartością pf, w dniach 3 czerwca, 8 lipca, 2 września w 1976 r. oraz 23 maja, 9 czerwca, 25 lipca w 1978 r. wynosiła odpowiednio: 1,9; 2,2; 2,3; 1,9; 2,0; 2,1. Na glebie MtIIb1 w Uhninie (rys. 2) w okresach susz i o stosunkowo małej ewapotranspiracji w maju i na początku czerwca w 1976 r. oraz w kwietniu i na przełomie maja i czerwca w 1978 r. podsiąk kapilarny z poziomu wody gruntowej zapewniał stałą, wysoką wilgotność warstwy korzeniowej gleby. Wilgotność ta, wyrażona wartością pf, wyniosła w dniach 6 maja i 3 czerwca w 1976 r. oraz 28 kwietnia i 9 czerwca w 1978 r. odpowiednio: 1,7; 1,6; 1,9; 2,0. W omawianych okresach średnia wartość pf badanych gleb różnicowała się w zależności od głębokości wody gruntowej i rodzaju gleby. W każdej z badanych gleb istnieje zatem optymalny poziom wody, przy którym w okresach susz rozchody wilgoci na ewapotranspirację są w całości równoważone przez podsiąk kapilarny. Wilgotność gleby przyjmuje wówczas wartość stałą, która zależy od poziomu wody gruntowej i rodzaju gleby. Poziom ten w odniesieniu do gleby MtIbc oscyluje w granicach 6070 cm, a w odniesieniu do gleby MtIIb1 w granicach 4050 cm. Przekroczenie tych poziomów w warunkach suszy powoduje szybki spadek wilgotności omawianych gleb (rys. 1, rys. 2). W tabelach 1. i 2. zestawiono głębokość poziomu wody gruntowej, pf warstwy korzeniowej badanych gleb, ewapotranspirację rzeczywistą łąki obliczoną z równania (1) w okresach o zrównoważonym bilansie wodnym, wybranych z lat 1976 1981. W dekadach tych wartości pf warstwy korzeniowej różnicują się w zależności od poziomu wody gruntowej i od rzeczywistej wielkości ewpotranspiracji (tab. 1 i 2), co potwierdza wyniki badań modelowych [ŁABĘDZKI, 1997; BRAN- DYK, 1990; FEDDES, 1971; OLSZTA, 1980; 1981; WIESSER, 1963]. ZALEŻNOŚĆ pf BADANYCH GLEB W WARSTWIE KORZENIOWEJ OD POZIOMU WODY GRUNTOWEJ W WARUNKACH RÓŻNEJ EWAPOTRANSPIRACJI Zależność wartości pf badanych gleb w warstwie korzeniowej od głębokości wody gruntowej w warunkach różnej wielkości ewapotranspiracji określono na podstawie danych z okresów o zrównoważonym bilansie wodnym dla gleb MtIba (tab. 1) i MtIIb1 (tab. 2). Wartości pf oraz odpowiadające im głębokości wody gruntowej w warunkach ET wynoszącej 0,12,0, 2,14,0 i 4,16,0 mm d 1, naniesiono na układ współrzędnych odrębnie dla gleby MtIbc (rys. 3a) i MtIIb1 (rys. 3b) oraz wyrównano graficznie. Uzyskano w ten sposób krzywe obrazujące zależność pf warstwy korzeniowej od poziomu wody gruntowej dla trzech średnich wartości ET. Zależność wartości pf odpowiadającej polowej pojemności wodnej (PPW) od poziomu wody gruntowej określono na podstawie krzywych pf [ZAWADZKI, 1973].

J. Szajda, W. Olszta: Optymalny poziom wody gruntowej... 307 Tabela 1. Poziomy wody gruntowej h (cm), pf warstwy korzeniowej gleby MtIbc, ewapotranspiracja rzeczywista ET (mm d 1 ) obliczona z równania (1) w okresach o zrównoważonym bilansie wodnym, wybranych z lat 19761981 Table 1. Depth of ground water level h (cm), pf of the MtIbc soil root layer, actual evapotranspiration ET (mm d 1 ) calculated according to equation (1) for the periods with sustained water balance selected from the years 19761981 Data Date h pf ET w przedziałach ET in intervals 0,12,0 2,14,0 4,16,0 24.04.1976 03.06.1976 13.08.1976 02.09.1976 23.09.1976 05.05.1977 18.05.1977 27.05.1977 08.06.1977 02.08.1977 13.08.1977 23.05.1978 09.06.1978 20.06.1978 16.06.1979 22.09.1979 11.08.1981 24.08.1981 41 81 86 80 93 49 65 74 78 75 78 59 79 87 78 59 63 66 1,7 1,9 2,4 2,3 2,8 1,7 2,0 2,3 2,7 1,9 2,0 2,1 3,6 2,0 0,8 1,6 3,5 2,7 3,7 3,8 3,7 3,4 2,8 3,4 3,7 3,4 3,3 2,6 5,2 4,3 5,5 Z zależności tych wynika, że wysokość podsiąku zapewniająca utrzymanie w warstwie korzeniowej gleby MtIbc (rys. 3a) wilgotności odpowiadającej pf 1,7 w przypadku ET = 1,4 mm d 1 (krzywa 1) wynosi 52 cm; w przypadku ET = 3,3 mm d 1 (krzywa 2) 51 cm; przy ET = 5,0 mm d 1 (krzywa 3) 50 cm. Wysokość podsiąku zapewniająca utrzymanie w warstwie korzeniowej gleby MtIIb1 (rys. 3b) wilgotności odpowiadającej pf 1,7 wynosi 51 cm. Wysokość tę określa punkt położony nieznacznie poza zakresem pomiarowym, lecz na styku krzywych 1, 2, 3 odpowiadających średniej wartości ET wynoszącej: 1,5 (krzywa 1), 3,1 (krzywa 2) i 5,7 mm d 1 (krzywa 3). Wysokość podsiąku wynosząca 51 cm zapewnia zatem wilgotność warstwy korzeniowej odpowiadającą pf 1,7 w warunkach ET wynoszącej od 1,5 do 5,7 mm d 1. Wysokość podsiąku zapewniająca utrzymanie w warstwie korzeniowej badanych gleb wilgotności odpowiadającej pf 2,1 wynosi odpowiednio: 82, 75 i 68 cm na glebie MtIbc oraz 83, 71 i 64 cm na glebie MtIIb1. Wynika stąd, że uwilgotnienie strefy korzeniowej jest funkcją głębokości wody

308 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 5 z. specj. (14) Tabela 2. Poziomy wody gruntowej h (cm), pf warstwy korzeniowej gleby MtIIb1, ewapotranspiracja rzeczywista ET (mm d 1 ) obliczona z równania (1) w okresach o zrównoważonym bilansie wodnym, wybranych z lat 19761981 Table 2. Depth of ground water level h (cm), pf of the MtIIb1 soil root layer, actual evapotranspiration ET (mm d 1 ) calculated according to equation (1) for the periods with sustained water balance selected from the years 19761981 Data Date h pf ET w przedziałach ET in intervals 0,12,0 2,14,0 4,16,0 06.05.1976 18.05.1976 02.09.1976 08.07.1976 29.07.1976 05.05.1977 18.05.1977 27.05.1977 08.06.1977 28.04.1978 23.05.1978 01.06.1978 07.06.1978 15.06.1979 21.09.1979 25.05.1981 11.08.1981 24.08.1981 56 65 86 91 74 53 65 64 65 58 67 66 78 76 64 68 83 103 1,7 2,0 3,0 2,8 2,8 2,1 2,3 2,3 1,9 2,1 2,1 2,5 2,8 2,1 2,2 2,3 3,0 1,7 1,6 1,0 2,7 2,1 2,7 3,8 3,5 3,0 3,0 3,2 3,8 2,6 4,1 4,1 5,5 5,5 gruntowej, wielkości rozchodów na ewapotranspirację oraz rodzaju gleby, co potwierdza wyniki badań modelowych [ŁABĘDZKI, 1997; BRANDYK, 1990; FEDDES, 1971; OLSZTA, 1980; 1981; VIESSER, 1963]. Operowanie głębokością zwierciadła wody gruntowej jako wskaźnikiem stanu uwilgotnienia gleby w okresach susz jest bardzo ogólne i można go wiązać z tzw. optymalną głębokością, w warunkach której podsiąk kapilarny z poziomu wody gruntowej w całości pokrywa rozchody wilgoci na ewapotranspirację. Należy podkreślić, że z praktycznego punktu widzenia pomiar tej głębokości jest prosty i łatwy do wykonania. ZALEŻNOŚĆ OPTYMALNEGO POZIOMU WODY GRUNTOWEJ BADANYCH GLEB OD EWAPOTRANSPIRACJI Optymalny poziom wody gruntowej, zapewniający wilgotność odpowiadającą pf 1,7 w drugim, pf 1,9 w pierwszym i pf 2,1 w trzecim pokosie, skutecznie chro-

J. Szajda, W. Olszta: Optymalny poziom wody gruntowej... 309 Rys. 3. Zależność pf warstwy korzeniowej (030 cm) gleb a) MtIbc i b) MtIIb1 użytkowanych jako łąki od poziomu wody gruntowej h w warunkach różnej ewapotranspiracji rzeczywistej ET Fig. 3. Relationship between root (030 cm) layer pf levels of soils a) MtIbc and b) MtIIb1 used as meadows and the ground water depth h at various actual evapotranspiration levels ET

310 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 5 z. specj. (14) niącą gleby przed niekorzystnymi przemianami po odwodnieniu oraz powodującą maksymalizację plonów bez luksusowego zużycia wody, określono w zależności od wielkości ewapotranspiracji, na podstawie zależności przedstawionych na rysunku 3. Optymalny poziom wody gruntowej, zapewniający wilgotność w warstwie korzeniowej (030 cm) odpowiadającą pf: 1,7; 1,9; 2,1 różnicuje się w zależności od ewapotranspiracji i rodzaju gleby (rys. 4). Na przykład w warunkach Rys. 4. Zależność optymalnego poziomu wody gruntowej h opt zapewniającego wilgotność warstwy korzeniowej gleb a) MtIbc i b) MtIIb1 odpowiadającą wartościom pf 1,7, 1,9 i 2,1 od ewapotranspiracji rzeczywistej łąki ET Fig. 4. Relationship between the optimum ground water level h opt ensuring humidity of the root layer in soils a) MtIbc and b) MtIIb1 respective to pf of 1,7, 1,9, 2,1 and actual evapotranspiration of the meadow ET

J. Szajda, W. Olszta: Optymalny poziom wody gruntowej... 311 średniej ewapotranspiracji wynoszącej 3 mm d 1 głębokość ta wynosi odpowiednio: 52, 68, 76 cm na glebie MtIbc (rys. 4a) oraz 51, 62, 70 cm na glebie MtIIb1 (rys. 4b). W warunkach średniej ewapotranspiracji 5 mm d 1, optymalna głębokość zwierciadła wody gruntowej wynosi odpowiednio: 50, 60, 68 cm na glebie MtIbc oraz 51, 58, 64 cm na glebie MtIIb1. Optymalna głębokość zwierciadła wody, zapewniająca wilgotność odpowiadającą pf 1,7; 1,9 i 2,1 różnicuje się zatem w zależności od rodzaju gleby i wielkości ewapotranspiracji, co potwierdza wyniki badań modelowych [ŁABĘDZKI, 1997; BRANDYK, 1990; OLSZTA, 1980; 1981]. Podstawowym kryterium określenia tych głębokości była maksymalna wielkość plonów roślin łąkowych w pierwszym (pf 1,9), drugim (pf 1,7) i trzecim (pf 2,1) pokosie [SZAJDA, 1997]. Głębokości optymalne, określone w warunkach pf 2,0 są zbliżone do wartości z max podanych przez ŁABĘDZKIEGO [1997] dla gleb o średnich zdolnościach przewodzących. Są one natomiast większe od wartości h opt zapewniających w warstwie korzeniowej 10% obj. powietrza, określonych dla kompleksów BC (gleba MtIbc) i C (gleba MtIIb1) przez SZUNIEWICZA, CHURSKĄ i CHURSKIEGO [1992], z pominięciem kryterium plonów oraz zalecanych do stosowania przez JURCZUKA [2004]. PODSUMOWANIE Na podstawie badań przeprowadzonych na zmeliorowanych glebach torfowomurszowych głębokich (gleba MtIbc) i płytkich (gleba MtIIb1) użytkowanych łąkowo stwierdzono, że optymalny poziom wody gruntowej, zapewniający wilgotność odpowiadającą pf = 1,7 w drugim, pf = 1,9 w pierwszym i pf = 2,1 w trzecim pokosie, skutecznie chroniącą gleby przed niekorzystnymi przemianami i powodującą uzyskanie maksymalnych plonów bez nadmiarowego zużycia wody, różnicuje się w zależności od rodzaju gleby i wielkości ewapotranspiracji. Określone optymalne głębokości zwierciadła wody gruntowej zapewniające taką wilgotność mogą być wykorzystane do sterowania nawadnianiem tych ekosystemów w celu uzyskania maksymalnych plonów oraz skutecznej ochrony badanych gleb przed degradacją. LITERATURA BRANDYK T., 1990. Podstawy regulowania uwilgotnienia gleb dolinowych. Rozpr. Habil. Warszawa: Wydaw. SGGW-AR ss. 120. FEDDES R. A., 1971. Water, heat and crop growith. Wageningen: H. Veenmon, N. V. Zonen. GAWLIK J., 1992. Wpływ stopnia rozkładu torfu i stanu jego zagęszczenia na właściwości wodnoretencyjne utworów torfowych. Falenty: Wydaw. IMUZ rozpr. habil. ss. 86. GAWLIK J., SZAJDA J., 2002. Evaluation of changes in soil conditions on peatlands of the Lublin Polesye due to drainage. Acta Agrophys. nr 67 s. 6776.

312 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 5 z. specj. (14) JURCZUK S., 2004. Warunki wodne ograniczające straty masy organicznej na łąkach o glebach murszowych. Woda Środ. Obsz. Wiej. t. 4 z 2a(11) s. 379-394. KOWALIK P., ZARADNY H., 1978. Simulation model of the soil water dynamics for layered soil profile with fluctuating water table and water uptake by roots. J. Hydrol. Sci. ŁABĘDZKI L., 1997. Podstawy nawodnień uwarunkowania przyrodnicze i rolnicze. Rozpr. Habil. Falenty: Wydaw. IMUZ ss. 147. OKRUSZKO H., 1988. Zasady podziału gleb hydrogenicznych na rodzaje i łączenia rodzajów w kompleksy wilgotnościowo-glebowe. Rocz. Gleb. t. 39 s. 127152. OLSZTA W., 1980. Badania nad wpływem zwierciadła wody gruntowej i transpiracji na układ wilgotności w profilu gleby torfowo-murszowej metodą modelowania symulacyjnego. Rocz. Gleb. t. 31 nr 3/4. OLSZTA W., 1981. Badania dynamiki uwilgotnienia gleb, wzrostu traw i prognozowania nawodnień metodą modelowania matematycznego. Falenty: IMUZ rozpr. habil. ss. 155. SZAJDA J., 1980. Opracowanie metody prognozowania nawodnień w warunkach płytkiego zalegania poziomu wody gruntowej. Sprawozdanie końcowe z tematu PR7.06.02.02.06. Falenty. IMUZ maszyn. ss. 111. SZAJDA J., 1997. Roślinne i glebowo-wodne wskaźniki ewapotranspiracji łąki na glebie torfowomurszowej. Rozpr. Habil. Falenty: Wydaw. IMUZ ss. 62. SZAJDA J., 2000. Wpływ minimalnej głębokości odwodnienia na ciśnienie ssące gleby torfowo-murszowej w strefie korzeniowej. W: Problemy ochrony i użytkowania obszarów wiejskich o dużych walorach przyrodniczych. Mater. Ogólnopolskiej Konf. Janów Lubelski, 2021 październik. Lublin: Wydaw. UMCS s. 309316. SZAJDA J., OLSZTA W., 2002. Wykorzystanie poziomu wody gruntowej jako wskaźnika uwilgotnienia gleby torfowo-murszowej w warunkach różnej ewapotranspiracji. Woda Środ. Obsz. Wiej. t. 2 z. 2(5) s. 3345. SZAJDA J., OLSZTA W., KOWALSKI D., 2003. Klimatyczne i glebowo-wodne wskaźniki środowiska odwodnionych ekosystemów torfowiskowych w aspekcie zrównoważonego rozwoju. Acta Agrophys. nr 89 vol. 1(4) s. 759766. SZUNIEWICZ J., CHURSKA CZ., CHURSKI T., 1992. Potencjalne hydrogeniczne siedliska wilgotnościowe i ich zróżnicowanie pod względem dyspozycyjnych zapasów wody użytecznej. Bibl. Wiad. IMUZ nr 79 s. 6993. VIESSER W. C., 1963. Soil moisture content and evapotranspiration. JCW Tech. Bull. no 31 ZAWADZKI S., 1964. Udział wód w kształtowaniu przemian gleb hydrogenicznych Lubelszczyzny. Bibl. Wiad. IMUZ nr 14 ss. 124. ZAWADZKI S., 1973. Laboratoryjne oznaczanie zdolności retencyjnych utworów glebowych. Wiad. IMUZ t. 11 z. 2 s. 1131.

J. Szajda, W. Olszta: Optymalny poziom wody gruntowej... 313 Jan SZAJDA, Wenanty OLSZTA OPTIMUM GROUND WATER LEVEL AS A FACTOR IN THE EFFECTIVE PROTECTION OF MELIORATED PEAT ECOSYSTEMS IN DRY PERIODS Key words: optimum water level, evapotranspiration, pf of the root layer S u m m a r y Based on a study carried out on meliorated peat-moorsh soils both deep (Mtlbc soil) and shallow (MtIIb1 soil) representative for peat ecosystems, the optimum ground water depths have been determined. The depths ensured soil moisture in the root zone respective to pf of 1.7 in the second swath, pf of 1.9 in the first swath and pf of 2.1 in the third swath. These levels effectively protecting soils against unfavourable transformations following dehydration and resulting in the maximum yields without excessive water consumption varied depending on the soil type and evapotranspiration. The optimum levels quoted in this study can be used for controlling irrigation of the studied ecosystems in order to obtain maximum yields and to effectively protect soils against degradation. Recenzenci: dr inż. Sławomir Chrzanowski doc. dr hab. Leszek Łabędzki Praca wpłynęła do Redakcji 14.03.2005 r.