Grasets vekstfaktorer Lys CO 2 Temperatur Vann Nitrogen Andre næringsstoff

Transkript

1 Vanning av gras på golfbaner NGA Gresskurs 1 Trygve S. Aamlid Innledende spørsmål to og to: Hvilken av disse påstandene passer best på din bane? 1. Jeg lurer på hvor stort vannforbruk graset har.. Jeg tror sanlegget har for liten kapasitet (har for eksempel ikke mulighet til å vanne fairway, bare green og tee). 3. Jeg lurer på hvor mye vann jorda / vekstmediet klarer å holde på uten at det fører til utvasking. Jeg tror sanlegget gir for ujevn dekning. Grasets vekstfaktorer Lys CO Temperatur Vann Nitrogen Andre næringsstoff Friske blad av gras inneholder -5% vann. Vann er nødvendig for at cellene skal være saftspente og dermed strekke seg Vann er nødvendig for all transport i planten. Vann er mediet der alle biokjemiske reaksjoner i planten foregår Bare 1-3% av plantenes vannopptak brukes i fotosyntesen Det aller meste av vannet går med til transpirasjon: Fordamping fra bladverket. Grasplanten er oppbygd av mer eller mindre saftspente celler Den levende delen av cella mellom vakuolen og cellemembranen kalles cytoplasma. Her ligger bl.a. klorofyllet. Cellemembran Den vannfylt blæra (vakuolen) utgjør som 7-9 % av cellevolumet. I saftspente celler vil vakuolen øve trykk mot omgivelsene. Celleveggen består av uvevde, tøyelige cellulosefibre. Når de gir etter, vil cella strekke seg. Planen vokser. VEKST = IRREVERSIBEL VOLUMØKNING Den første reaksjonen på mildt tørkestress er redusert cellestrekning (vekst) Deretter påvirkes de to prosessene Fotosyntese: Lys Sukker CO + H Klorofyll C(H O) n + O og Transpirasjon (fordamping fra bladverket) som begge er avhengige av spalteåpninger i bladene Hva er det som driver vannet oppover i planten? Den klart viktigste drivkraften er: Sug fra den umetta lufta rundt bladene! Undertrykk i plantens ledningsvev (vedrør) I tillegg forekommer: Guttasjon: Rottrykk som driver vannet oppover og forårsaker dråpedannelse

2 Spalteåpninger (stomata) hos gras Ikke saftspent: Lukket Spalteåpningene er grasbladets ventiler Kalium-pumpe ABA: Plantehormonet Absisinsyre Saftspent: Åpen Mikroskop-foto av grasblad (Salisbury & Ross 195) Hos våre grasarter er det flest spalteåpninger på oversiden av blada -3 pr mm på oversiden av blada -1 pr mm på undersiden av blada (Green at al. 199) Lukkeceller Blad-cellene mister 1- % av turgortrykket Cellestrekning (vekst) i bladene avtar Mildt tørkestress Tabell 1: Grasets reaksjon på økende tørke Røttene opprettholder veksten gjennom osmotisk justering. Mer av plantenes fotosynteseprodukter går til røttene. Djupere røtter. Spalteåpningarne lukker seg, enten som en direkte reaksjon på trykkfall i lukkecellene eller indirekte på grunn av plantehormonet absisinsyre (ABA). ABA produseres i røttene, men transporteres til bladene som et signal om at røttene begynner å få problemer med å ta opp nok vann. Lukkende spalteåpninger betyr at fotosyntesen stanser på grunn av CO -mangel. Hit kan vi med fordel stresse graset, men ikke lenger! Turgortrykket i bladcellerna faller til 5- %. Graset mister elastistet. Fotavtrykk synes. Bladene blir slappe. Cellemembranene mister kontakt med celle-veggene fordi celleveggene er for stive til å følge med når cellene skrumper. Varig skade på cellemembraner. Bladene visner og faller av. Kraftig tørkestress Ved å utsette graset for et visst tørkestress ønsker vi å oppnå - at bladveksten avtar - at røttene går i dybden TRINN 1: Det første vi må finne ut er hvor stort vannforbruket virkelig er: Transpirasjon (fra bladverket) + Evaporasjon (fra jord eller åpen vannflate) = Evapotranspirasjon (ET) Hvor ofte og hvor mye skal så vanne?

3 En vanlig brukt metode har vært å anta at grasets vannforbruk = fordamping fra fri vannflate (E pan ) Normal fordamping fra fri vannflate i Sørøst-Norge Dette bildet viser Thorsrud s fordampingsmåler (evaporimeter), som brukes på en del Bioforskstasjoner I USA brukes ofte fordampingsmålere som står over bakken En annen metode er å beregne grasets vannforbruk ut fra data fra en værstasjon som registererer (1) stråling, () temperatur, (3) relativ luftfuktighet og () vind (Class A evaporimeter) Slike målere gir typisk -3 % høyere verdier enn de nedgravde fordampingsmålerne som brukes i Norge Potensiell evaporasjon (Penman-verdi, E p ): Evaporasjon fra en fuktig overflate med full vanntilgang (åpen vannflate, nyvannet gress eller nyvannet jord) Penmans formel inneholder to ledd: - Energiledd - Transportledd Fordi energileddet (strålinga) er dominerende i formelen, vil Penman-estimatet (E p ) være årstidsavhengig, med størst vannforbruk på forsommeren Ulike korreksjoner / tilpasninger av Penmans formel har vært foreslått, og i dag er E p stort sett erstattet med: Referanse ET (ET ): Fordamping fra planteoverflate som er -15 cm høy, dekker 1%, og som ikke mangler vann, men ikke har vann på overflaten av bladene Brukes f.eks. i Rainbirds sprogram Normalt vil ET være lik Penman-estimatet x.5-.7

4 Virtual ETo If a real weather station is not available, you may use the Virtual Weather Station to calculate ET and manually input an ET value generated by Virtual Weather Station into any Rain Bird Central Control System. Next Beregning av ET i med Rainbirds værstasjon / sprogram Output To calculate a virtual evapotranspiration rate (ETo) there are five values that need to be entered: maximum and minimum temperature, relative humidity, wind speed, and solar radiation. The input slots in the main interface allow you to enter values for each of these sensors. Values can be entered directly or edited by using the slider bars. The more accurate the weather parameters are the more accurate the resulting evapotranspiration value will be.. Men hva skal vi gjøre som verken har fordampingsmåler eller Rainbird værstasjon? Hugh Riley i Bioforsk har laget en alternativ formel for beregning av fordampinga under norske forhold. Denne gir verdier som er ganske nære ET (referanse ET) og som dessuten har vist god sammenheng med evaporasjon målt med de nedgravde fordampingsmålerne OK, da har vi fått et anslag på ET. Neste skritt er å korrigere for den enkelte planteslag / grasart: Crop coefficient: Kc = ET crop / ET Ukentlig ET og vannbalanse for ulike landsdeler beregnet med denne metoden kan du finne på Husk at ET-verdiene er rimelig konstante over et stort geografisk område. Sommernedbøren varierer mye mer! For å måle den virkelige ET fra ulike grasarter kan brukes minilysimetre Slike målinger har vist at vann-forbruket varierer mellom ulike grasarter Data fra Texas sier: Veldig liten fordamping Liten fordamping Middels Fordamping Stor fordamping Meget stort fordamping Bare tropiske grasarter klassifisert her Bare tropiske grasarter klassifisert her Sauesvingel, stivsvingel, rødsvingel Flerårig raigras Strandsvingel, krypkvein, engrapp, tunrapp DaCosta & Huang, Beard & Kim, Texas A&M, 19

5 Daglig ET fra ulike grasarter, klipt på 5 cm og med god vannforsyning, i Nordøst-USA (Rhode Island): Men hvordan går det når jorda begynner å tørke ut? (ETcrop) mm/dag Engrapp 3.7 Raigras 3.7 Rødsvingel (commutata) 3.5 Stivsvingel 3.1 Relativt liten variasjon mellom grasarter så lenge vannforsyninga er god Crop Coefficient Raigras Stivsvingel Helhetsinntrykk (1-9) Raigras Stivsvingel Aronson et al. 197 Aronson et al. 197 Engkvein Stivsvingel Raigras Rødsvingler I STERFs sprosjekt ønsker vi å finne ut hvordan ulike grasarter reagerer på økende tørke under green- og fairway-forhold Delmål 1 er å bestemme ET-verdiene fra ulike grasarter, både potensiell Et crop ved optimal vannforsyning og aktuell ET a under uttørking Dette samsvarer bra med norske erfaringer Hva har vi funnet i den første vekstsesongen 9? På fairwayruter ble minilysimetrene installert i mai 9, i et avsluttet sortsprøvingsforsøk. Jordart: Siltig sand 3 cm På Niblick-greenen ble lysimetre installert i oktober Vekstmasse: USGA-sand med 1 vol% torv Både på green og fairway var det totalt minilysimetre i hver grasart

6 I 9 ble lysimetrene dratt opp og veid en gang pr dag i tre nedbørfrie perioder a 5-1 dager Hundekvein på green Engrapp på fairway Etter uttak ble minilysimetrene trillet inn i arbeidsrommet for veiing Daglig veiing Daglig Etter den daglige veiing ble tre av de seks minilysimetrene i hver art vannet før de ble satt tilbake i green / fairway. De andre ble ikke vannet. Ingen

7 Vannforbruk hos krypkvein Independence på green i den første tørkeperioden, 7.mai.juni 9 Vannforbruk hos rødsvingel Cezanne på green i den første tørkeperioden, 7.mai.juni 9 Daglig vannforbruk, mm Vannforbruk ved daglig metningsvann ing Vannforbruk uten Evapotranspiration, mm 1 1 Men det var ett unntak: Hundekvein brukte mye mindre vann enn de andre ved daglig 1 Hos alle arter unntatt hundekvein var vannforbruket ved daglig var så stort at ville vi ikke tro på våre egne resultater. Forsvant det vann nedover? Evapotranspiration, mm 1 For å unngå dette begynte vi å sette sette plastposer rundt lysimetrene før vi satte dem tilbake på plass Resultatene ble de samme: Her vises ET fra krypkvein på green i varmeperioden.juni.juli 9 Evapotranspiration, mm Agrostis stolonifera 'Independence' Evapotranspiration, mm Rødsvingel Center samme periode

8 Vannforbruk hos ulike grasarter på green (middel av tre perioder i 9) Hvorfor mindre vannforbruk fra Daglig vannforbruk, mm Hundekvein enn fra krypkvein? Fotos: Agnar Kvalbein Daglig Ikke ved daglig vatning på green? Ulik vannmengde Tettere green med finere bladverk gir større tilbakeføring av dogg og guttasjonsvann Men hvordan gikk det med grasets høydevekst og helhetsinntrykk? Daglig Ingen Krypkvein Hundekvein Rødsvingel Center Daglig Ingen Mangel på daglig førte til en moderat reduksjon av helhetsinntrykket i de fleste arter. Helhetsintrykk, Med daglig bevattning Utan daglig bevattning Rødvingel uten utløpere (commutata) var ikke så tørkesterk som vi hadde trodd, iallfall ikke sorten Center? Unntaket var hundekvein, der uttørking førte til bedre kvalitet. Dessuten tendens til større kvalitetsreduksjon for rødsvingel/engkvein enn for krypkvein?

9 Virkningen på på bladstrekning / høydevekst var større enn virkningen på kvalitet Daglig høydevekst, mm Med daglig bevattning Utan daglig bevattning Evapotranspiration, mm Hva med vannforbruket i de parallelle forsøka på fairway? Engrapp 'Limousine'.jun 5.jun.jun 7.jun.jun 9.jun 3.jun 1.jul.jul Også her førte daglig til uventet stort vannforbruk / sløsning med vannet (selv i den varme / tørre perioden i månedsskiftet juni/juli) Rødsvingel uten utløpere, fairway Rødsvingel med lange utløpere, fairway? Evapotranspiration, mm Festuca rubra 'Center' Evapotranspiration, mm Festuca rubra 'Celianna'.jun 5.jun.jun 7.jun.jun 9.jun 3.jun 1.jul.jul Vannforbruk hos ulike grasarter på fairway (middel av tre perioder i 9) Hva med helhetsinntrykk på fairway? Daglig vannforbruk, mm Daglig Ikke Ingen Daglig Engrapp Raigras Rs, lange utl. Rs, korte utl. Rs. uten utl. Ved slutten av tørkeperiode II, 3.juli 1

10 Engrapp Limousine fra fairway Daglig Ingen I dette forsøket førte mangel på til en forholdsvis moderat reduksjon av helhetsinntrykket på fairway Helhetsintrykk, Rødsv., uten utløpere Rødsv., korte utløpere Rødsv., lange utløpere Raigras Engrapp Daglig Uttørking Minst reduksjon i raigras! Fra et tidligere fairwayforsøk på Landvik - etter ukers tørke Ravel 1 Spire Golf Fairway (FK) Rødsvingelsorter Frc Frc Frr Frr Frc Frc Frr Frt Frc Frt Frr Frc Frc Frc Frc Frc Frc Frc Frr Frt Bargold Bizet 1 Spire Arena (FK) Esquire Bareurvius Vesu- Raigrassorter SW ER Pantion 7 Blandinger Strand Helnorsk Brænderi fairway fairway Kaitos Mozart 1 Engrappsorter Natasha Bartender Larus Ronja Conni Limo -sine Oppsummering: Fordamping / vannforbruk Informasjon om daglig / ukentlig fordamping på min golfbane kan skaffes gjennom: Evaporimetre: Fordamping fra fri vannflate (E pan ) Værstasjoner /dataprogrammer som beregner referanse ET Ved å sjekke ET - verdien for mitt område på Uansett hvordan vi skaffer disse data til veie, må de korrigeres til å gjelde for det aktuelle plantebestandet: Forbruket hos ulike grasarter varierer, både ved rikelig vannforsyning og ved økende grad av uttørking. ET, for eksempel fra Rainbirds værstasjon, gir en god pekepinn om forbruket på dager uten. Crop coefficient i Rainbird s program kan foreløpig settes til.9 på fairway og 1. på green. På fairway: Tendens til at rødsvingel uten utløpere og med korte utløpere bruker mindre vann enn rødsvingel med lange utløpere, raigras og engrapp. På green: Tendens til at rødsvingel /engkvein bruker mer enn krypkvein og hundekvein. Det skal lite til for at rødsvingel med korte utløpere gir dårlig inntrykk ved økende uttørking. Kanksje bør vi bruke mer trichophylla-typer (og rubra-typer?) i blandingene. Ved hver dag er grasets vannforbruk betydelig større enn ET : Graset sier ja takk og bruker vannet. Unntak: Hundekvein bruker lite vann vann på grunn av sin store tetthet / fine blad. Til gjengjeld vil filten hos hundekvein neste alltid være våt! Ved å unngå daglig er det mulig å få 1- reduksjon i strekningsveksten uten at det går vesentlig ut over green- og fairwaykvalitet. Vanningsstrategier Vanningsstrategier 1. Lite & ofte (daglig) (metningsvatning) Erstatter 1% av fordampinga Grunt rotsystem. Mose og alger. Mye & ofte: (overskuddsvatning) Grunt rotsystem Mose og alger Erstatter mer enn fordampinga. Utlekking 3. Mindre enn fordampinga (underskuddsvatning): - Lite og ofte kan være nødvendig. -De fleste stider viser at det er nok å erstatte -% av fordamping fra fri vannflate.. Mye & sjelden (tørkebasert vatning / rotbløytevatning) Vatner når ca 3-5% av det nyttbare vannlageret i jorda er brukt opp. Erstatter 1% av fordampinga. Gir store svingninger i vanninnholdet i jorda

11 Men kjennskap til ET-verdiene er ikke nok! Vi må også finne ut jordas lagringsevne for nyttbart vann og bestemme hvor mye av dette som vi skal tillate at tømmes før vi vanner 11 vol% Vanntilgang i 3 år gamle USGA greener, Landvik 7 vol% Vannfylt porevolum Luftfylt porevolum 3 cm vannsøyle 1 vol% 31 vol% Tilseting av organisk materiale 3 cm vekstlag Visnegrense 15 bar Feltkapasitet: 3 cm vannsøyle Tørkebasert, green Vi har sett at den reine sandgreenen kunne holde 11 vol% vann, mens greenen med torv kunne holde 7 vol%. Hvis vi forutsetter cm rotdybde (?), er tilgjengelig vanninnhold henholdsvis og 5 mm. En tommefingerregel er at vi må vanne når 1/3 av vannet er brukt opp (???) Det vil si at vi må i det minste vanne vanne ved 7 mm underskudd på sandgreenen og 1 mm underskudd på torvgreenen. Forutsatt fordamping 3 mm/døgn må vi vatne annenhver natt på sandgreenen og sjettehver natt på greenen med torv. cm? 15vol% Vanntilgang på fairway på to ulike jordarter, Landvik Vannfylt porevolum U- Tungttilgjengelig tilgjengelig vol% Visnegrense 15 bar Letttilgjengelig U- Tungttilgjengelig tilgjengelig Letttilgjen gelig Feltkapasitet: 1 m vannsøyle Luftfylt porevolum Tilseting av organisk materiale Middels moldholdig sandjord Tøreksterk leirjord Tørkebasert, fairway Vol% vann i jorda ved visning Vol% vann i jorda ved feltkapasitet Rotdjup, cm Tilgjengelig vann, mm Underskudd som utløser Vanningsintervall ved fordamping 3 mm 5 3 cm dager cm? 1 cm dager Vi kan også kjøpe enkle instrumenter som måler volumprosent vann TDR-målere kan være nyttige. Eks: Ikke slippe vanninnholdet under % på reine sandgreener

12 Norske forsøk med sstategier på golfbaner I hundekveinprosjektet har vi nå i to år sammenliknet metnings og tørkebasert på reine sandgreener og greener med vekt% kompost i rotsonen. I sprosjektet vil vi finne fram til best mulig strategi for underskudds på green og fairway. Men før vi ser på de foreløpige resultatene fra disse forsøka skal vi se litt på utenlandske resultater Vatnings forsøk på USGA-green, University of Maryland (Fu & Dernoden 9) Metoder: Krypkvein Providence sådd i sept. 5 på USGA green med 1 vekt% organisk materiale i vekstmediet, sforsøk i og 7. Lite og ofte : Daglig Mye og sjelden : 11 mm hver gang graset viste tørksymptom, i praksis hver 3-7.dag. Resultater: Bedre farge og helhetsinntrykk kvalitet ved daglig i hele og fram til august i 7. Deretter omvendt. Modent gras tålte mer tørke enn ungt gras som ikke er fullt etablert: Totalt forbruk av svann: 3 mm ved daglig, 1 mm ved bare ved tørkesymptomer. Etter to år var thatch/mat-laget signifikant tykkere og hadde signifikant større glødetap etter daglig enn etter sjelden. Daglig Vanning med 11. mm hver 3-7.dag (ved tørkesympotmer) Tykkelse og glødetap i thatch/mat-laget Metnings eller tørkebasert til hundekvein på Landvik Factor 1 Factor Rotsone Vanningsstategi TYKKELSE Etter ett år Etter to år Daglig. mm 1. mm Vanning hver 3.-7.dag 3. mm. mm Glødetap, % Etter ett år Etter to år Daglig 3 % 5 % Vanning hver 3.-7.dag 5 % % 1. Rein sand uten organisk materiale.. Green Mix (% vol% = vekt% kompost A. Metnings (lite og ofte): Ved 5 mm underskudd på rein sandgreen og 1 mm underskudd på Green-Mix green B. Tørkebasert (mye & sjelden): Ved 1 mm underskudd på rein sandgreen og mm underskudd på Green Mix green. (Fu & Dernoden 9) To ulike vekstmedier ET, nedbør og, May June July Aug. Sep.. Rein sand: Nyttbart vann i cm rotsone: 5 mm Green Mix: Nyttbart vann i cm rootzone: mm

13 ET, nedbør og, Resultater fra (reine sandgreener) Naturlig nedbør, Mm Fordamping fra evaporimeter, Landvik Rein sand, lite og ofte Antall er Rein sand, mye og sjelden Green Mix, Mye og sjelden Rein sand, lite og ofte Total mengde svann,mm Rein sand, mye og sjelden Green Mix, Mye og sjelden May June July Aug Sep Total Vanningsstrategi Helhetsinntrykk (1-9) % dekning Rot djup, mm Filtlag mm Total utlekking, May-Sep. mm Lite og ofte (ved 5 mm underskudd) Mye og sjelden (ved1 mm underskudd) Sign. ** ns ns ns ** Store positive utslag på helhet, små negative utslag på roting, av å vanne ofte på ung sandgreen Virkning av vekstmasse på utlekking av hovednæringsstoffene (% av tilført i gjødsel) 3 Green Mix Nitrogen (N), % Fosfor (P), % Straight Sand 75 Green Mix Kalium (K), % 3.1 Green Mix 3 Straight Sand.3 Straight Sand Virkning av på utlekking av hovednæringsstoffene (% av tilført i gjødsel) Nitrogen (N), % Fosfor (P), % Kalium (K), % I 9 bygde vi nedbørskjerm over greenen Helhetsinntrykk Hvordan gikk det videre greenkvaliteten dette året? Okt Mai Juli Okt Mai Juli Okt Ren sand, hyppig (ved 5 mm underskudd) Ren sand, sjelden (ved 1 mm underskudd) Green Mix, hyppig (ved 1 mm underskudd) Green Mix, sjelden (ved mm underskudd) 7 9 Jo eldre greenene blir, jo større grunn til å vanne mye og sjelden!

14 Rotuvikling i ulike dybde, nov. 9 Green Mix, sjelden Ren sand, sjelden Green Mix, hyppig Ren sand, hyppig Relativ rotmasse F GM / LO GM / MS SS / LO SS /MS 1-osv Akkumulering av filt etter to år Rein sand Mye og sjelden Green Mix Lite ofte Rein sand Lite og ofte Green Mix Mye og sjelden Thatch /mat, mm ab a a ab SS GM MyeSjel LiteOfte Vannings-prosjektet foreløpige konklusjoner Metnings fører til: Mye filt Lite røtter i dybden Fare for sjukdommer og kollaps etter et par år Større avrenning gjennom grøftene Flekker der ligninet var brutt ned, filten helt myk Metnings (lite og ofte) kan aksepteres inntil ett år etter såing, men så bør intervallet økes. Dette er spesielt viktig dersom det er kompost eller torv i vekstmediet.

15 Observasjon på Green Mix ruter med metnings, sept. 9 Forsøksplan under tørkeskjerm: Underskudds på Green Mix ruter 1. Vanning med 1 mm når akkumulert fordamping fra fri vannflate var 1 mm (Hyppig : 1 % ). Vanning med 7.5 mm når akkumulert fordamping fra fri vannflate var 1 mm. (Hyppig : 75 % ) 3. Vanning med 5 mm når akkumulert fordamping fra fri vannflate var 1 mm. (Hyppig : 5 % ). Vanning med mm når akkumulert fordamping fra fri vannflate var mm. (Sjelden : 1 % ) 5. Vanning med 15 mm når akkumulert fordamping fra fri vannflate var mm. (Sjelden : 75% ). Vanning med 1mm når akkumulert fordamping fra fri vannflate var mm. (Sjelden : 5% ) Foreløpige resultater: Prosent tørkeflekker 1.sept. to måneder etter forsøksstart Foreløpige resultater: Helheltsinntrykk (1-9), middel av forsøksperioden 1 % 75 % 5 % 1 % 75 % 5 % Vanning ved 1 mm underskudd 7 3 Vanning ved 1 mm underskudd.9.7. Vanning ved mm underskudd Vanning ved mm underskudd Sikker forskjell! Sikker forskjell! Vanning ved 1 mm underskudd Foreløpige resultater: Hardhet av overflaten, middel for forsøksperioden (gravities) 1 % 75 % 5 % 7 9 Foreløpige resultater: Green speed, middel av forsøksperioden (stimpmeter, fot) Vanning ved 1 mm underskudd 1 % 75 % 5 % Vanning ved mm underskudd Vanning ved mm underskudd Sikker forskjell! Ingen sikker forskjell!

16 Foreløpig konklusjon underskudds : Underskudds tilsvarende 75% av fordamping fra åpen vannflate så ut til å fundere tilftredsstillende når det ble vannet x pr uke, men vi har ennå for lite resultater til å gi konkrete anbefalinger End of trial, 1 Sep. 9 Til slutt: Hvor jevnt dekker sanlegget greenene dine? Jevnhetsindeks (distribution uniformity): DU = 1 x Middel av den fjerdedelen av måleglassa som gir minst vann Middel av vanninnholdet i alle måleglass Må vi tenke i retning andre ssystemer, for eksempel under? Målebeger satt opp med avstand 3m x 3m Vanlige årsaker til dårlig jevnhet: Sprederne står for lavt Sprederne står ikke i 9 Annet? Vanlige verdier : 5- % Gode sanlegg: > %