Bevattningsstategier som styrs av evapotranspirasjonen Forskingsseminar Uppsala.feb. 1 Trygve S. Aamlid Grasplanten er oppbygd av mer eller mindre saftspente celler Den levende delen av cellen, 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 cellen 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 båda er avhengiga av klyvöppningerna i bladen Spalteåningenen / klyvöppningerna er grasets ventiler Kalium-pumpe Slutceller / Lukkeceller ABA: Plantehormonet Absisinsyre Bladcellerna mister 1- % av turgortrykket Cellstrekning (vekst) i bladene avtar Gräsets reaktion på ökande torka Røttene opprettholder veksten gjennom osmotisk justering. Mer av plantenes fotosynteseprodukter går til røttene. Djupere røtter. Klyvöppningarne 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 vatten. Lukkende klyvöppningar betyder at fotosyntesen stannar 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. Mildt tørkestress Kraftig Hvor ofte og hvor mye? tørkestress
TRINN 1: Det første vi må finne ut er hvor stort vannforbruket virkelig er: En metode er å anta at gräsets vattenförbruk = evaporation från öppen vattenyta (E pan ) Transpirasjon (från bladverket) + Evaporasjon (från jord eller öppen vattenyta) = Evapotranspirasjon (ET) Guttasjon på grunn av rottrykk Normal evaporation från fri vattenyta i söröstra Norge En annen metode er å beregne grasets vannforbruk ut fra data fra en værstasjon som registererer (1) stråling, () temperatur, (3) relativ luftfuktighet og () vind 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 Ulike korreksjoner / tilpasninger av Penmans formel har vært foreslått, og i dag er E p stort sett erstattet med: Beregning av ET (referanse ET ) med Rainbirds værstasjon / sprogram Referanse ET (ET ): Fordamping fra planteoverflate som er -15 cm høy, dekker 1%, og som ikke har vattenbrist, men heller ikke har fritt vatten på bladytan Brukes f.eks. i Rainbirds sprogram Normalt vil ET være lik Penman-estimatet x.5-.7
Neste steg er å korrigere ET for gräsart, klippehöjd (og eventuelt andre skjøtselsfaktorer) Crop coefficient: Kc = ET crop / ET For å måle den virkelige ET fra ulike grasarter kan vi bruke minilysimetre DaCosta & Huang, ET fra ulike grasarter, klipt på 5 cm og med god vannforsyning, i Nordøst-USA (Rhode Island): I STERFs sprosjekt ønsker vi å klarlegge vannforbruket fra ulike grasarter på green og fairway (ETcrop) mm/dag Engrapp /ängsgröe 3.7 Raigras 3.7 Rødsvingel (commutata) 3.5 Stivsvingel / hårdsvingel 3.1 Vi vil bestemme både potensiell ET crop ved optimal vannforsyning og aktuell ET a under uttørking Aronson et al. 197 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 er det installert minilysimetre i hver grasart
I 9 ble lysimetrene dratt opp og veid en gang pr dag i tre nedbørfrie perioder á 5-1 dager Brunven / hundekvein på green Engrapp / ängsgröe på fairway Etter uttak ble minilysimetrene trillet inn i arbeidsrommet for veiing veiing 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
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 vannforbruk, mm 1 9 7 5 3 1 Vannforbruk ved daglig metnings Vannforbruk uten Evapotranspiration, mm 1 9 7 5 3 1 Hos alle arter unntatt brunven / hundehvene var vannforbruket ved daglig så stort at ville vi ikke tro på våre egne resultater. Forsvant det vann nedover (drenering / utlekking)? For å unngå dette begynte vi å tre plastposer rundt lysimetrene før vi satte dem tilbake på plass i green eller fairway Resultatene ble de samme: Her vises vannforbruket hos krypkvein på green i varmeperioden.juni.juli 9 Evapotranspiration, mm 1 1 1 Agrostis stolonifera 'Independence' Oppsummering: Vannforbruk hos ulike grasarter på green (middel av tre perioder i 9) vannforbruk, mm 11 1 9 7 5 3 1 Ikke
Rainbird værstasjon viste ET = 3. mm Om vi ser bort fra døgnet da graset er ved feltkapasitet får vi da følgende crop coefficients for ulike grasarter på green: Hvorfor mindre vannforbruk fra Hundehvene Brunven enn fra krypkvein? Rødsvingel og alm. hvene / rödven: Kc = 3.3 / 3. = 1.1 Krypkvein: : Kc = 3. / 3. =.9 Hundehvene / brunven: Kc = 3. / 3. =. Fotos: Agnar Kvalbein ved daglig på green? Ulik vannmengde Tettere green med finere bladverk og mer filt gir et annet mikroklima Men hvordan gikk det med grasets høydevekst og helhetsinntrykk? Ingen Krypkvein Brunven / hundehvene Rødsvingel Center Ingen 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 Natasha Bartender Larus Ronja Conni Limo -sine Rødvingel uten utløpere (commutata) var ikke så tørkesterk som vi hadde trodd, iallfall ikke sorten Center? Engrappsorter
Vattenbrist (vannmangel) førte til en moderat reduksjon av helhetsinntrykket i de fleste arter. Helhetsintrykk, 1-9 9 7 5 3 1 Med daglig bevattning Utan daglig bevattning I middel for arter % reduksjon i høydeveksten ved moderat tørkestress høydevekst, mm 1. 1. 1. 1. 1...... til feltkapasitet Uten Unntaket var hundekvein / brunven, der uttørking førte til bedre kvalitet. Tendens til større kvalitetsreduksjon for rødsvingel/rödven enn for krypkvein? Størst reduksjon i rödsvingel och rödven Oppsummering: Fordamping / vannforbruk Informasjon om daglig / ukentlig fordamping kan skaffes gjennom: Evaporimetre: Fordamping fra fri vannflate (E pan ) Værstasjoner /dataprogrammer som beregner referanse ET Sunn fornuft: 3- mm pr dag på de beste sommerdager Vanningsstrategier Uansett hvordan vi skaffer disse data til veie, må de korrigeres til å gjelde for det aktuelle plantebestandet: til feltkapasitet gir meget stort vannforbruk. Graset forbruker vann gjennom transpirasjon (og guttasjon?). Graset sier JA TAKK og bruker det det får. I praksis vil vi få utlekking og tap av næringsstoff. På green har åpne og opprette grasarter (eks. rødsvingel/rödven) større vannforbruk enn tette og krypende grasarter med mer filt, eks. krypven og spesielt brunven. Crop coefficient kan settes til 1. for rødsvingel / rödven,.9 for krypven og. for brunven. I våre forsøk var rødsvingel uten utløpere Center den arten / sorten som raskest avtok i høydevekst og mistet farge og tetthet ved økende uttørking. Kanksje bør vi bruke mer trichophylla-typer (og rubra-typer?) i blandingene. Kjennskap til ET-verdiene er ikke nok! Vi må også kjenne jordens 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 Letttilgjengelig U- Tungttilgjengelig tilgjengelig 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 vanne ved 7 mm underskudd (deficit) 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? STERF-forsøk med sstrategier på golfgreener I brunvenprosjektet (Tanja Espevig) 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. Metnings eller tørkebasert til hundekvein / brunven Factor 1 Factor Rotsone 1. Rein sand uten organisk materiale.. Green Mix (% vol% = vekt% kompost Vanningsstategi 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. Hvordan gikk det videre greenkvaliteten (helhetsinntrykket)? Helhetsinntrykk 9.. 7.. 5.. 3.. 1.. 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! Rotuvikling i ulike dybde, nov. 9 Green Mix, sjelden Ren sand, sjelden Green Mix, hyppig Ren sand, hyppig Relativ rotmasse.1..3..5 F- - -1 GM / LO GM / MS SS / LO SS /MS 1-osv
Mye filt og metnings kan føre til kollaps! Flekker der ligninet var brutt ned, filten helt myk Observasjon på Green Mix ruter med metnings, sept. 9 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 : 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. Vanning med 11. mm hver 3-7.dag (ved tørkesympotmer) Vanningstrategier foreløpige konklusjoner På etablert green / fairway bør vi velge tørkebasert eller underskudds, ikke metnings (= daglig til feltkapasitet) Metnings ( til feltkapasitet) fører til: Større vannforbruk Mye filt Lite røtter i dybden Fare for sjukdommer og kollaps etter et par år Større avrenning / næringslekkasje 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.