Woda jest czynnikiem niezbędnym do życia wszelkich organizmów. Najważniejsze funkcje, jakie spełnia woda w roślinie to: rozpuszczanie składników pokarmowych znajdujących się w glebie i ich transport w roślinie, udział w procesach asymilacji energii promienistej i CO₂ oraz w syntezie węglowodanów i innych związków organicznych, regulowanie procesów oddychania, transpiracji i utrzymanie turgoru komórek.

Właściwości wodne gleb

Właściwości wodne gleb najczęściej charakteryzują trzy wskaźniki: polowa pojemność wodna (PPW), wilgotność trwałego więdnięcia roślin (WTW) oraz woda ogólnie dostępna (WOD). Polowa pojemność wodna jest to ilość wody jaką gleba może zatrzymać po swobodnym odcieknięciu wód grawitacyjnych. Wilgotność trwałego więdnięcia (WTW) oznacza wilgotność gleby, przy której woda jest utrzymywana w glebie z siłami przewyższającymi siłę ssącą korzeni, co powoduje jej niedostępność dla roślin i trwałe ich więdnięcie. Woda ogólnie dostępna dla roślin (WOD) stanowi różnicę pomiędzy polową pojemnością wodną (PPW) a wilgotnością trwałego więdnięcia roślin. Zawartość wody w glebie zależnie od składu granulometrycznego przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Zapas wody w glebie (mm) w warstwie 0 - 150 cm gleb o różnym składzie granulometrycznym (źródło Kuś, Nawrocki 1983)

*objaśnienia w tekście

Generalnie przyjmuje się, że optymalne warunki wilgotnościowe dla wzrostu i rozwoju roślin stwarza uwilgotnienie gleby na poziomie 60-80% polowej pojemności wodnej. Wówczas ilość powietrza glebowego nie ogranicza wzrostu i funkcjonowania systemu korzeniowego, zaś woda jest łatwo dostępna dla roślin. Spadek uwilgotnienia gleby do poziomu 30-40% PPW zaburza już wzrost roślin, gdyż w upalne dni może dochodzić do okresowego więdnięcia liści, co ogranicza intensywność procesów życiowych i prowadzi do redukcji plonu. Utrzymywanie wilgotności powyżej 80% również nie jest korzystne dla wzrostu roślin ze względu na niedobór tlenu (powietrza ) w strefie korzeniowej, szczególnie na glebach ciężkich.

Potrzeby wodne

Podstawowym źródłem wody dla roślin uprawy polowej są opady atmosferyczne, których ilość w skali kraju jest znacznie zróżnicowana. Przeciętnie średnia norma opadów w naszym kraju wynosi około 550-600 mm, i waha się od 500-550 mm w części środkowej – Wielkopolska i Kujawy do 600-650 mm na północy i południu kraju oraz ponad 1000 mm w górach. Cechą charakterystyczną klimatu w Polsce jest duża zmienność opadów i temperatury powodowana ścieraniem się na naszym terytorium mas powietrza oceanicznego i kontynentalnego.

Potrzeby wodne roślin wyraża się za pośrednictwem współczynnika transpiracji, który określa ilość zużytej (wytranspirowanej) wody w kilogramach lub litrach w przeliczeniu na 1 kilogram przyrostu suchej masy roślin. Współczynniki transpiracji naszych roślin uprawnych mieszczą się w szerokim przedziale, bo od około 200-350 (roślin C4 – proso, sorgo i kukurydza) poprzez 500-600 dla zbóż oraz do ponad 700 l wody na 1 kg suchej masy dla lucerny albo lnu. W czasie wegetacji zapotrzebowanie roślin na wodę zmienia się w zależności od fazy rozwojowej, a zwykle jest największe w okresie najszybszego przyrostu biomasy, który u większości roślin przypada na koniec fazy rozwoju wegetatywnego i początek tworzenia organów generatywnych.

Okres ten jest określany jako faza krytycznej wrażliwości, w której niedobór wilgoci powoduje największe obniżki plonu. W przypadku zbóż okres ten obejmuje fazy: strzelanie w źdźbło – kłoszenie oraz wykształcanie i nalewanie ziarna (dojrzałość mleczna).

Okres krytyczny dla ziemniaka zaczyna się od fazy kwitnienia (okres zawiązywania bulw) i trwa do początku żółknięcia roślin. Burak cukrowy jest najbardziej wrażliwy na niedobór opadów w okresie szybkiego grubienia korzenia, czyli około 60 dni po zwarciu łanu, zaś rośliny bobowate grubonasienne – w okresie kwitnienia do zawiązywania strąków i wypełniania nasion. Największe zapotrzebowanie na wodę w rzepaku ozimym występuje w okresie od kwitnienia do początku wiązania łuszczyn. Orientacyjne, optymalne wielkości opadów przedstawiono w tabeli 2.

Tabela 2. Optymalna ilość opadów (w mm) dla wybranych gatunków roślin* (Dzieżyc 1989)

 

*na lżejszych glebach większe o 20%, na ciężkich mniejsze o 20%

Zapotrzebowanie roślin w wodę zwiększa się wraz z przyrostem zielonej masy (przeważnie do fazy kwitnienia), a potem szybko maleje. Największą wrażliwość na niedobory wody w glebie wykazują rośliny w okresie zawiązywania pąków kwiatowych i wytwarzania organów generatywnych. Niedostatek wody w tym czasie zwiększa ilość bezpłodnych kwiatów i źle wykształconych nasion, hamuje wzrost roślin, skraca okres dojrzewania i w efekcie końcowym powoduje obniżanie plonu roślin.

Potrzeby wodne roślin zależą od ich cech genetycznych, rodzaju, gatunku i odmiany. W Polsce potrzeby wodne roślin od siewu do zbioru są często znacznie większe od opadów i dlatego opady atmosferyczne w głównej mierze decydują o poziomie plonów. Na stosunki wodne gleb można oddziaływać w pewnym zakresie między innymi przez: magazynowanie wód wiosennych poprzez odpowiednie zabiegi agrotechniczne (np. orka zimowa), zwiększenie retencji wodnej w wyniku poprawy ich struktury, wzrost zawartości próchnicy i substancji ilastych, nawadnianie lub deszczowanie.

Piśmiennictwo
Czyż E. Uwilgotnienie gleb i zużycie wody przez rośliny w zależności od wybranych czynników agrotechnicznych. Pamiętnik Puławski, 2000, Zeszyt 123, 144 ss
Dzieżyc J.: Potrzeby wodne roślin uprawnych. PWN Warszawa, 1989.
Kuś J., Nawrock i S.: Produkcyjność różnych gleb w doświadczeniach mikropoletkowych. I. Plonowanie roślin. Pam. Puł., 1983, 79: 7-25
Kuś J., Gospodarowanie wodą w rolnictwie. Studia i Raporty IUNG-PIB, Puławy, 2015, 47(1): 83 - 104
Łopatka i in. Analiza warunków wodnych gleb i zagrożeń związanych z suszą na przykładzie województwa podlaskiego Studia i Raporty IUNG-PIB, Puławy, 2015,(5): 79 - 105