VANNBALANSE, VANNLAGRING OG VANNINGSBEHOV: sett i forhold til været, jordart og vekstslag

Transkript

1 VANNBALANSE, VANNLAGRING OG VANNINGSBEHOV: sett i forhold til været, jordart og vekstslag Hugh Riley NIBIO Apelsvoll NLR Innlandet Blæstad )

2 Hvor mye vann bruker plantene? Potensiell og aktuell fordamping Potensiell fordamping (Ep) er den maksimale fordamping fra jord og planter som forventes ved fullt plantedekke og optimal jordfuktighet - avhenger av energitilførsel (strålingsbalansen), relativ luftfuktighet (vannlagring i lufta) og vindhastighet (tilføring av følbar varme/bortføring av vanndamp) Aktuell fordamping (Ea) er det faktiske vannforbruket som skjer i praksis - avhenger av plantenes dekkingsgrad og av jordas uttørkingsgrad Relativ fordamping = aktuell/potensiell (Ea/Ep) kan brukes som indeks på tørkestress Fra bar jord avtar Ea/Ep sterkt ettersom det øverste sjiktet tørker ut Ved fullt bladdekke (ca. 3-6 uker etter spiring) er Ea = Ep så lenge jorda er fuktig Ved >25-50% uttørking av jorda avtar Ea/Ep, avhengig av Ep-intensiteten Tommelfingerregel: Ved full raddekking er Ea lik Ep, ellers ofte ca % av Ep 2

3 Måling av potensiell fordamping fra fri vannflate: Thorsrud 2500 (utviklet på Kise ca. 1960, og lenge brukt av DNMI som måleinstrument for fordamping) Eksempler av måleverdier ved ulike værtyper: mai juni juli aug sept Kaldt, regn 0,6 0,8 0,8 0,7 0,4 Overskyet 1,3 1,8 1,8 1,4 0,8 Kisenorm 2,0 2,7 2,7 2,2 1,3 Fordamping (mm/døgn) = = Påfylt vann + nedbør - overløp Skyfritt, bris 2,7 3,7 3,7 3,0 1,7 Varmt, tørt, mye vind 3,4 4,6 4,6 3,7 2,2 3

4 Månedssum (mm) Beregnet månedssum (mm) Beregning av fordamping fra værdata: Ligning for fordamping (målt fra 1987 til 2003 på Kise) mot meteorologiske data: Ep (mm d -1 ) = * X *X *X *(X 3 )² X 1 = kortbølget innstråling ( energitilførsel ) X 2 = vindhastighet x damptrykksdefisit ( adveksjon ) X 3 = månedsnr. ( sesongfaktor ) Mai Juni Juli Aug Sept Målt Beregnet :1 linje Målt månedssum (mm) 4

5

6 Potensiell fordamping (EP) beregnet i ulike distrikt i vekstsesongen 2018: (middel av 2-3 værstasjoner pr. distrikt) Størst fordamping på Sør-Østlandet og i Gudbrandsdal-Valdres (ca. 3 mm /dag i snitt av hele sesongen) ca. 10% mindre ellers på Nord- Østlandet, på Sørlandet og Sør- Vestlandet og i Østerdalen ca. 25% mindre på Vestlandet og i Midt-Norge 6

7 Nedbør målt i ulike distrikt sommeren 2018: (middel av 2-3 værstasjoner pr. distrikt) 7

8 Vannbalansen (EP minus nedbør) i ulike distrikt i vekstsesongen 2018: Relativt lite nedbørunderskudd på Vestlandet fram til august og stort overskudd om høsten Noe større underskudd på Sørlandet og Sør-Vestlandet, i Trøndelag og i G.br.dal -Valdres Betydelige nedbørsunderskudd gjennom hele sesongen på resten av Østlandet 8

9 SILTJORD SILTIG MELLOMLEIRE LETTLEIRE SILTIG SAND MELLOM- SAND Hvor mye plante-nyttbart vann er det i jorda ved feltkapasitet? Mengden avhenger av jordas tekstur, dybde og moldinnholdet: 15 cm 45 cm 75 cm ikke nyttbart plante-nyttbart 15 cm 45 cm 75 cm Nyttbart vann % 15 cm 45 cm 75 cm 15 cm 45 cm 75 cm 15 cm 45 cm 75 cm Volumprosent vannlagring i ulik jorddybde 3% mold 6% mold Eksempel fra Apelsvoll: 9

10 Når oppstår det vanningsbehov på ulike jordtyper? Klassifisering av underskudd (mm): Lite <25% Middels 25-50% Stort >50% Jordartsklasse: Meget tørkesvak (f.eks. mellomsand) Tørkesvak (f.eks. siltig sand, moldfattig leirjord) Middels (f.eks. moldholdig lett- og mellomleire) Tørkesterk (f.eks. moldrik, djup lett- og mellomleire) Meget tørkesterk (f.eks. siltjord, myrjord) Kapasitet (mm) Lite behov Middels behov Stort behov 50 mm < >25 70 mm < >35 90 mm < > mm < > mm < >65 10

11 Hvor lang tid tar det før det bør vannes? Vannbehov på jord med ulik vannlagringsevne: Vanningsbehov oppstår ofte mellom 25% og 50% uttørking Antall dager = tida dette tar ved godt sommervær uten nedbør Meget tørkesvak jord (f.eks. mellomsand) Middels tørkesterk (f.eks. lettleire) Nyttbart vann Vanningsbehov ved: 25% uttørking 50 mm 12 mm (ca 4 dager) 90 mm 22 mm (ca 7 dager) 50% uttørking 25 mm (ca 8 dager) 45 mm (ca 15 dager) Meget tørkesterk jord (f.eks. siltjord, myrjord) 130 mm 33 mm (ca 11 dager) 65 mm (ca 22 dager) 11

12 Hvor ofte bør det vannes? Avlingstap etter vanning ved ulik uttørkingsgrad: Målt ved skjerming fra nedbør på morenejord der 50% uttørking = 45 mm underskudd Større avlingstap hos grønnsaker enn hos korn og potet, når vanning utsettes til 50% eller 75% uttørking av rotsonen (jfr. vanning ved 25% uttørking) 12

13 Hvor følsomme er vekstene for tørke? (undersøkt for mange vekster ved Kise forsøksgård) Forsøkene ble utført på tørkesvak jord, med ruter skjermet fra nedbør i ulike vekstfaser (ca. 2-3 uker) og ellers vannet hyppig Virkningen av tørke til ulik tid ble sammenliknet med kontroll-ledd som hadde god vasstilgang gjennom hele vekstsesongen Hver vekst ble undersøkt i forsøk over 2-4 år Vekst Forsker Publisert Eple KL Kongsrud 1969 Solbær KL Kongsrud 1969 Jordbær KL Kongsrud 1970 Bringebær KL Kongsrud 1976 Hvitkål S Dragland 1976 Gulrot S Dragland 1978 Bygg/hvete S Dragland 1979 Potet S Dragland 1980 Rødbete S Dragland 1981 Kålrot S Dragland 1982 Havre S Dragland 1984 Potet S Dragland 1985 Erter H Riley 1986 Potet H Riley 1989 Rybs H Riley 1989 Frilandsagurk H Riley 1990 Timoteieng H Riley 1992 Frøeng T Aamlid / H Riley 1997 Blomkål/brokkoli H Riley

14 Effekt av tørke i ulike vekstfaser hos ulike kornarter: Avlingsendring (% av ingen tørke) Avlingsendring (% av ingen tørke) BYGG HVETE HAVRE Korn Halm Korn Halm Avlingsendring (% av ingen tørke) Korn Halm -50 Busking Strekning Aksskyting Modning -50 Busking Strekning Aksskyting Modning -50 Spiring Busking Strekning Aksskyting Modning Tørke reduserer ofte halmmengden mer enn kornavlingen Tørke under busking er mer skadelig hos havre og hvete enn hos bygg (ulik etterrenning) Tørke under strekningsveksten gir de største avlingsnedgangene i alle kornarter Tørke ved og etter aksskyting er mer skadelig hos havre og hvete enn hos bygg Vanning til bygg kan avsluttes ved aksskyting, men bør fortsette til gulmodning hos de andre 14

15 % endring i forhold til ingen tørke Effekt av tørke i ulike vekstfaser hos potet: % endring i forhold til ingen tørke % endring i knollavling >45 mm % endring i tørrstoffavling Tørke under stolonutvikling Tørke under knolldanning Tørke under knollvekst 15 Tørke under stolonutvikling Tørke under knolldanning Tørke under knollvekst Peik Beate Troll Pimpernel Saturna Laila K. Pink -25 Peik Beate Troll Pimpernel Saturna Laila K. Pink Tørke under stolonutvikling fører til mindre knolldanning, men øker ofte avlingen av store knoller Tørke seinere enn stolonutvikling gir uendret knollantall, men det blir flere små knoller Tørke under knolldanning og spesielt under knollvekst gir stor nedgang i avlingen av store knoller Tidlig tørke reduserer tørrstoffavlingen ved tidlig høsting, men langt mindre ved sein høsting Sein tørke påvirker tørrstoffavlingen generelt mindre enn det påvirker avlingen av store knoller 15

16 Effekt av tørke i ulike vekstfaser tid hos eng og frøgras: Hos eng til slått: Hos frøeng: Avlingstap ved tørke i: 1. halvdel 2. halvdel 1. slått 24% 27% 2. slått 56% 26% Tørke fra til: Avlingstap Vekststart - skyting 29% Vekststart - blomstring 33% Skyting - høsting 8% Tørke i eng til slått reduserer avlingsnivået uansett når det inntreffer Tørke i frøeng reduserer avlingsnivået når det inntreffer fram til blomstring, men seinere tørke har liten betydning 16

17 Hvilke vekster bør vannes først? Prioritering av vanning til ulike åkervekster: (basert på vanlig vekstutvikling på Østlandet) Bygg, høsthvete Vårhvete, havre før 1.juni 1.juni 21.juni 22.juni 12.juli 13.juli 2.august etter 2.august Middels Høyt Middels Lavt Lavt Middels Svært høyt Høyt Middels Lavt Tidligpotet Høyt Svært høyt Svært høyt Middels Lavt Settepotet Lavt Høyt Svært høyt Svært høyt Middels Sein potet Lavt Lavt Høyt Svært høyt Svært høyt Erter Lavt Middels Svært høyt Høyt Lavt Vårrybs Lavt Middels Høyt Høyt Lavt 17

18 Beregning av hvor mye tørken påvirker avlingsnivået: (modeller basert på resultater fra vanningsforsøk i eng, korn og potet) Engvekst påvirkes likt av tørke gjennom hele veksttida. Null avling ved Ea/Ep = 0 Kornavling påvirkes av tørke både under busking (inntil 30%) og under strekning (inntil 70%). Null avling ved Ea/Ep = 0 Potetavling påvirkes av tørke i perioden fra knolldanning helt fram til høsting. Null avling ved Ea/Ep <0,4 Beregningene for 2018 er gjort for 25 steder med værdata for hver dag fra 15. mars til 30. september 18

19 Relativ kornavling på jord med ulik vannlagringsevne: På Sør-Østlandet varierte beregnet avling fra < 20% på den mest tørkesvake jorda til ca. 50% på den mest tørkesterke jorda, sett i forhold til nivået uten vannmangel På Nord-Østlandet og på Sørlandet og Sør- Vestlandet varierte beregnet avling fra ca. 30% på den mest tørkesvake jorda til ca % på den mest tørkesterke jorda I Trøndelag lå beregnet avling på 50-60% på tørkesvak jord og 80-90% på tørkesterk jord. På Vestlandet lå nivået ca. 10% høyere 19

20 Relativ potetavling på jord med ulik vannlagringsevne: På Sør-Østlandet var beregnet potetavling enda sterkere rammet av tørke enn korn, med <10% på den mest tørkesvake jorda Situasjonen var noe bedre på Nord-Østlandet og på Sørlandet og Sør-Vestlandet, med ca % på den mest tørkesvake jorda og rundt 70% på den mest tørkesterke jorda I Trøndelag var beregnet avling 60-70% på tørkesvak jord, og 80-90% på tørkesterk jord. På Vestlandet var den >80% uansett jordtype 20

21 Relativ engavling uten vanning i 2018 verdier ved individuelle slåtter: 21

22 Relativ engavling på jord med ulik vannlagringsevne: (summen av system med 2 slåtter) På Sør-Østlandet varierte beregnet engavling fra 40-50% på den mest tørkesvake jorda til ca. 65% på den mest tørkesterke jorda, sett i forhold til nivået uten vannmangel Situasjonen var bare litt bedre på Nord-Østlandet og på Sørlandet og Sør-Vestlandet I Trøndelag og på Vestlandet ble engavlingene reddet til dels ved nedbør på ettersommeren, men de var fortsatt betydelig preget av tørken 22

23 Relative avlinger i 2018 ved bruk av ulikt antall vanninger à 20 mm: (værdata fra tre representative værstasjoner, beregnet for tre tørkeklasser av jord) Korn S.Østlandet: Store tap også ved hyppig vanning N.Østlandet: Bare litt mindre tap enn ovenfor Midt-Norge: To vanninger tilstrekkelig Potet Østlandet: Samme trend som for korn Midt-Norge: Behov for >2 vanninger Eng Østerdalen: 60-80% avling ved hyppig vanning Østre Toten: 80-90% avling ved hyppig vanning Nordmøre: Fire vanninger tilstrekkelig 23

24 Relative avlinger uten vanning , beregnet med værdata fra Mjøsområdet: Gjennomsnittlige avlingstap (%) uten vanning i ulike perioder ( ) Kise værstasjon Tørkeklasse: Periode: Meget tørkesvak KORN POTET ENG Middels Meget tørkesterk Meget tørkesvak Middels Meget tørkesterk Meget tørkesvak Middels Meget tørkesterk 24