Vědci z Ústavu pro hydrodynamiku popsali dynamiku sacích tlaků v půdě ve 4 různých typech vegetace během 5 let. Výsledky výzkumu byly publikovány v prestižním časopise Journal of Hydrology.
Retence (zadržování) vody v půdě je v dnešní době velmi aktuální výzkumné téma. Množství zadržené vody v půdě je ale ovlivněno nejen půdními vlastnostmi, ale také vegetačním krytem nebo způsobem hospodaření. Obecně platí jednoduché pravidlo, že čím je kvalitnější nebo hustší vegetační kryt, tím více odumřelé organické hmoty se do půdy dostává a pomáhá tak zvýšit její retenční ale i infiltrační schopnosti.
Co je to sací tlak?
Půda dokáže zadržet vodu pomocí tzv. celkového potenciálu, který je též vyjádřen jako sací tlak [hPa]. Jednoduše je to práce, kterou půda musí vykonat, aby udržela nebo vytlačila kapku vody do určité výšky nad volnou hladinu podzemní vody. Tento jev lze pozorovat například v květináči s táckem plným vody, kde se voda dokáže nasát do půdy v nádobě. Tato výška se označuje jako sací výška [cm]. Jelikož se správně jedná o podtlak, mají sací tlak i tlaková výška záporné hodnoty. Čím nižší je sací tlak, tím pevněji je voda v půdě vázána. Množství vody v půdě lze pak ze sacího tlaku odhadnout pomocí tzv. retenční křivky.
Sací tlak ale není všude stejný. To znamená, že směr a množství proudící vody se bude řídit právě rozdílem sacích tlaků. Rostliny na svých listech dokáží vytvořit menší sací tlak, než je v půdě. To je základní mechanismus transpirace (vypařování vody z listů rostlin). Každá rostlina pak vytvoří svůj největší potenciál v jinou dobu vegetační sezóny. Podobným principem se řídí i evaporace (vypařování) z půdy.
Výsledky studie
Hlavním cílem zmíněné studie bylo porovnat dynamiku těchto sacích tlaků v půdě během 5 let (2003-2007) na 4 plochách s rozdílným vegetačním krytem (bukový porost, smrkový porost, sekaná louka, trávník – zahrada) ale se stejným půdním krytem. Za dobu měření se povedlo zaznamenat data z vlhkého i suchého roku. Ve vlhkých obdobích (např. rok 2006) se rozdíly mezi jednotlivými plochami smazávají. Větší rozdíly jsou pak pozorované v suchém období (např. rok 2003). Oproti sekanému trávníku mají lesnaté plochy větší intercepci (množství zadržené vody na rostlinách), malé srážky se tak nemusejí dostat do půdy a vypařují se z povrchu listů (jehlic). Navíc stromy obecně dokáží odsát z půdy více vody než bylinné porosty. Transpirace stromů je znatelně vyšší, u bylinných porostů bez stromového patra ale můžeme pozorovat větší evaporaci z povrchu půdy. Nejviditelnější rozdíl v transpiraci mezi smrkovým a bukovým stanovištěm je hloubka půdy, ve které dochází k největšímu poklesu sacího tlaku. Zatímco smrk svou mělkou kořenovou sítí odebírá půdní vodu z hloubky přibližně kolem 30 cm, buk dokáže získat vodu i z několika metrů pod povrchem. Smrk tak trpí více půdním suchem. Pokud ale dojde po déle trvajícímu suchu k malé krátké srážkové události, kdy se voda zasákne jen do několika cm půdy, dokáže smrk oproti buku tuto vodu lépe využít.
Problematické měření
Porovnání půdní vlhkosti a transpirace stromů pomocí měření sacího tlaku v půdě komplikují dvě technické záležitosti. Jednak je to hloubka kořenového systému, kdy řada stromů jako buky dosáhnu na hladinu podzemní vody i několik metrů pod povrchem. V počátcích suchého období tedy mohou být vůči půdnímu suchu rezistentní. Druhým problémem je minimální sací tlak, který je možné běžně používanými přístroji v půdě změřit (cca –800 hPa). Je známo, že stromy tento tlak dokáží překonat, aniž by to mělo nějaký vliv na jejich růst.
Obr. 1: Porovnání sacích tlaků v půdě trávníku, louky, smrkového a bukového porostu
Jedním z hlavních přínosů této studie je délka kontinuálního měření na 4 lokalitách a nastavení jednotného modelu pro všechny roky měření. Řada podobných studií se zaměřovala jen na 1–2 vegetační období – navíc bez možnosti porovnání více vegetačních krytů na jednom půdním typu. Ač se to nemusí zdát, udržet podobný experiment po 5leté období je velice náročné a ve světě unikátní. Právě prostředí experimentálního povodí Liz patřící pod Ústav hydrodynamiku je pro podobné studie více než vhodné.