PRINCIP IN UPORABA VODNO BILANČNEGA MODELA WinISAREG

Transcription

1 Sminar Ib, 4. ltnik, stari program PRINCIP IN UPORABA VODNO BILANČNEGA MODELA WinISAREG Avtor: Ajda Valhr Mntorja: dr. Grgor Grgorič mag. Andrja Sušnik Ljubljana, novmbr 201 POVZETE Dobro poznavanj vodn bilan korninskga sloja kmtijskih tal j bistvnga pomna za uporabo ustrzn kmtijsk praks. Pri tm so nam lahko v vliko pomoč vodno bilančni modli, s katrimi lahko sprmljamo in prdvidimo stanj vodn bilan v tlh, onimo namakaln potrb rastlin tr tudi rlativni dlž pridlka ob konu vgtaijsk szon. Vodno bilančni modli vključujjo kopio prinipov, ki skušajo čim bolj natančno (a mpirično) opisati vpliv rastlin, tal tr svda mtoroloških sprmnljivk. Modl WinISAREG, ki j opisan v tm sminarju, s j izkazal za primrno orodj za sldnj vodn bilan v Slovniji. Prikazan j tudi praktični primr uporab modla WinISAREG na lokaiji Bilj v obdobju od lta 1962 do 2012.

2 AZALO 1. UVOD OPIS PROCESOV DEFINICIJE EVAPOTRANSPIRACIJE LASTNOSTI RASTLINE Izhlapvanj iz rastlin LASTNOSTI TAL Transport vod v tlh Vzava vod v tlh Vpliv slanosti VODNOBILANČNI MODEL WinISAREG OPIS MODELA ANALIZA VODNE BILANCE ORUZE V OBDOBJU ZALJUČE VIRI... 1 SIMBOLI b paramtr rastlin, ki opisuj stopnjo zmanjšanja pridlka na povčano noto soli v tlh [ S m] DP globoka prkolaija [ mm ] EC djanska lktrična prvodnost nasičnih tal [ S m] EC spifična lktrična prvodnost tal za določno rastlino na katri s ž poznajo vplivi slanosti mjni [ S m] E 0 ini povprčna vapotranspiraija začtnga obdobja [ mm ] E SO potnialno izhlapvanj/vaporaija iz tal [ mm ] ET 0 rfrnčna vapotranspiraija [ mm ] ET potnialna vapotranspiraija [ mm ] ET adj djanska vapotranspiraija [ mm ] f dlž tal, ki so izpostavljna (nporaščna) in namočna (t. j. dlž vrhnjga sloja tal iz katrga s w % zgodi včji dl vaporaij) [ ] GW kapilarni dvig / porazdlitv podzmn vod [ mm ] h višina rastlin [ m ] I količina namakaln vod [ mm ] I nto količina namakaln vod [ mm ] n b bazalni kofiint rastlin [ ] kofiint rastlin [ ] max najvišja vrdnost kofiinta rastlin dosžna po džju ali namakanju [ ] vaporaijski dl kofiinta rastlin [ ] ofiint zmanjšanja vaporaij, ki j odvisn od kumulativn izhlapl vod iz vrhnj plasti tal r [ ] y odzivni faktor pridlka [ ] LR dlž pronianja [%] NIR szonska količina nto namakaln vod [ mm ] p dlž črpanja vod iz tal [%] θ P vsbnost vod pri točki poljsk kapaitt [ m ] REW lahko izhlapla voda [ mm ] m 2

3 RH minimalna rlativna vlaga min [%] RO površinski odtok [ mm ] RR padavin [ mm ] RYD rlativni dlž pridlka [ ] t 1 trajanj prv faz, ki določa lahko izhlaplo vodo mm TAW lotna rastlini dostopna voda [ ] TEW lotna izhlapla voda [ mm ] θ TV vsbnost vod pri točki vnnja [ m ] t w povprčn intrval md džnimi oz. namakalnimi dogodki u povprčna dnvna hitrost vtra 2 [ m s] z globina kornin [ m ] r S m kumulativna sprmmba sprmmb talnga vodnga rzrvoarja v korninskm območju md vgtaijsko szono [ m ] m θ i vsbnost vod v tlh [ m ] m θ p mja vsbnosti vod v tlh za začtk namakanja [ m ] m 1. UVOD Vodna bilana korninskga sloja tal j pommbn djavnik, ki vpliva na rast in razvoj rastlin tr posldično tudi na kvalitto in količino pridlka. Zato j potrbno dobro poznati pros, ki vplivajo na sprmmbo vodn bilan v tlh. Osnovni prinip na katrm tmlji vodna bilana, j prav gotovo vodni krog, katrga glavna lmnta sta padavin tr izhlapvanj. Njima s pridružijo tudi površinski odtok, podtalni tok, pronianj, kapilarni dvig itn. Vs naštt komponnt, z izjmo padavin, pa so odvisn tudi od tal in rastlinskga pokrova, zato j dobro poznavanj mdsbojnih vplivov bistvno pri modliranju vodn bilan. Prosi, ki so povzani z rastjo in razvojm rastlin, kmtijsko in namakalno prakso, vplivajo tudi na izhlapvanj iz tal in rastlin. Vplivi pa s sprminjajo gld na fnološk faz rastlin. Taln značilnosti so bistvnga pomna za določitv mja, ki določajo kdaj j rastlina optimalno prskrbljna z vodo, kdaj s pokažjo prvi znaki pomanjkanja vod in kdaj dosž mjo, ko prid do poškodb, ko s rastlina n mor vč obnoviti. T mj določajo zadržvalno sposobnost tal za vodo, ki pov koliko vod lahko tla zadržijo oz. koliko vod j na voljo rastlini ob polnm talnm rzrvoarju. Vsbnosti organskih in anorganskih snovi v tlh vplivajo na sposobnost zadržvanja vod v tlh. Tako na slanih tlh rastlin tžj črpajo vodo iz tal. Pros, ki povzujjo sistm atmosfra-tla-rastlina in so v včini določni mpirično, skušajo v čim včji mri vključiti v vodno bilančn modl. Vodno bilančni modli so izjmnga pomna pri modliranju vodn bilan kmtijskih rastlin, saj j z njihovo pomočjo načrtovanj kmtijsk praks bolj optimalno. Z njimi lahko polg vodn bilan onjujmo tudi namakaln potrb, djansk vrdnosti izhlapvanja, prilagojn kofiint, ki s tkom rasti in razvoja rastlin sprminjajo, tr končno tudi vpliv na pridlk. Obstaja mnogo vodno bilančnih modlov. V tm sminarju pa so opisani prosi, ki jih zajma modl WinISAREG, ki j bil razvit na thniški univrzi v Lizboni (Prira in Pards, 2010a).

4 2. OPIS PROCESOV 2.1. DEFINICIJE EVAPOTRANSPIRACIJE Evapotranspiraija združuj dva prosa: vaporaijo oz. izhlapvanj iz površinskga sloja tal in transpiraijo oz. izgubo vod iz listnih rž. Tako j opisana najnostavnj, svda pa lahko z vpljavo dodatnih ali l bolj razdlanih prosov dfiniijo vapotranspiraij sprminjamo in jo opisujmo bolj natančno. Evaporaija j pros, ko tkoča voda v in na tlh (v zmlji ali pa voda v rkah, jzrih itn.) prid s pomočjo nrgij dirktnga sončnga svanja in toplot okoliškga zraka v plinasto stanj tr zapusti površj. Hitrost prosa j odvisna od sprmmb tlaka vodn par v tlh in vodn par v okoliškm zraku. Ob tm zrak nad površino tal postaja vdno bolj nasičn tr s tm upočasnjuj pros vaporaij. Možn pros odstranjvanja tako nasičnga zraka j z vtrom, ki piha nad tlmi. Evaporaija j ob zadostni količini vod v tlh, ko jo j dovolj za pokritj izgub zaradi izhlapvanja iz tal, odvisna l od mtoroloških sprmnljivk. Ob pomanjkanju vod v tlh vrdnosti vaporaij hitro upadjo in so v kstrmnih pogojih, ko j zmlja suha, ničn. Transpiraija pa j pros, ko voda izhlapva v okoliški zrak iz rastlinskih tkiv po analognm prosu, kot j opisan v prosu vaporaij. Polg prjt nrgij, gradinta pritiska in vtra pa ta pros določa š vsbnost vod v tlh tr sposobnost rastlin za črpanj t vod, vrsta rastlin, njn razvojn faz, slanost tal, kmtijska praksa in drug Na poraslih površinah j torj pros izhlapvanja sstavljn iz vaporaij in transpiraij tr ga imnujmo vapotranspiraija. Dlža obh prosov j tžko ločiti, saj sta tsno povzana. Ob stvi rastlin in v njihovih zgodnjih razvojnih fazah prvladuj pros vaporaij, ko sta najpommbnjši sprmnljivki za določitv izhlapvanja vsbnost vod v tlh tr dirktno sončno svanj. Z nadaljnjim razvojm rastlin dlž vaporaij upada, vča pa s dlž transpiraij, saj imajo v prosu vdno včjo vlogo paramtri, ki opisujjo rastlino. Ob konu rastn szon rastlin prvladuj pros transpiraij (Slika 2). Z vpljavo različnih paramtrov dfiniija vapotranspiraij postaja natančnjša. Tako ločimo: - rfrnčno vapotranspiraijo ( ET 0 ), - potnialno vapotranspiraijo ( ET ), - djansko vapotranspriaijo ( ET adj ). V osnovni shmi vapotranspiraij nastopajo najpommbnjš mtorološk sprmnljivk: sončno svanj, tmpratura zraka, vlažnost zraka in hitrost vtra. Rfrnčna vapotranspiraija j dfinirana kot količina vod, ki izhlapi iz površin tal, ki jih pokriva kstnzivna travna ruša visoka 0,12 m, z albdom 0,2 in fiksnim površinskim kofiintom trnja 70 s/m. Površina j zlna in dobro prskrbljna z vodo in pokriva lotna tla nakomrno. Obstaja vliko mtod za izračun vapotranspiraij, npr. Haudjva mtoda, Antalova mtoda, Pristly-Taylorjva mtoda, Pnman-Montithova mtoda in drug. Food and Agriultural Organization (FAO) j za standardno mtodo prdlagala Pnman- Montithovo mtodo. Tudi v Slovniji j ta mtoda v oprativni praksi. Pnman-Montithova načba j sstavljna iz nrgijskga (svalni dl) in arodinamičnga (vtr in vlažnost) dla. V brzvtrnih pogojih prvlada nrgijski čln, v suhih prdlih, kjr j vtr običajno 4

5 močnjši pa arodinamični čln. Enačba vključuj nto svanj na površini rastlin, tok toplot iz površja, ki j običajno zanmarljiv, psihromtrično konstanto, ki j odvisna od tlaka na lokaiji izračuna, povprčno dnvno tmpraturo zraka na 2 mtrih višin, hitrost vtra na 2 mtrih višin, razliko md djanskim in nasičnim parnim tlakom tr paramtr, ki j odvisn od tmpratur zraka in naklon krivulj parnga tlaka. Obstajajo pa tudi prilagojn različi načb, ki so uporabn v primrih, ko j na voljo manj mtoroloških mritv. Opis izračuna vapotranspiraij po Pnman-Montithovi mtodi j natančnj opisan v litraturi (urnik, 2002; Alln in sod., 1998). Ob vpljavi značilnosti rastlin (vrsta rastlin, fnološk faz rastlin, višina rastlin, globina kornin itn.) v osnovno shmo, s ob prdpostavkah, da rastjo rastlin, ki so zdrav, na obsžnm območju v optimalnih pogojih, ob ustrzni kmtijski praksi, brz izgub pridlka, v danih klimatskih pogojih, govorimo o potnialni vapotranspiraiji ( ET ). Običajno jo onimo s pomočjo kofiinta rastlin ( ), ki j določn ksprimntalno. Nazadnj vpljmo š lastnosti tal, vodni primanjkljaj, gostoto rastlinskga pokrova, kmtijsko prakso, namakalno prakso itn., zaradi čsar s potnialna vapotranspiraija zmanjša in govorimo o djanski vapotranspiraiji. Zavdati pa s moramo, da na stanj rastlin in s tm povzano vapotranspiraijo n vpliva zgolj možno pomanjkanj vod v tlh tmvč tudi nasičnost tal z vodo tr s tm poškodb korninskga sistma in posldično zaradi omjnosti srkanja vod iz tal zmanjšano dihanj rastlin. Djansko vapotranspiraijo onimo s pomočjo kofiinta vodnga strsa ( ) in prilagoditvijo kofiinta rastlin ( adj ). s Slika 1: Shm potnialn, rfrnčn in djansk vapotranspiraij (Alln in sod., 1998) LASTNOSTI RASTLINE Izhlapvanj iz rastlin Značilnosti rastlin so opisan s kofiintom rastlin ( ), s katrim lahko določamo potnialno vapotranspiraijo. Po vpljavi kofiinta rastlin lahko onimo potnialno vapotranspiraijo s pomočjo mpiričn načb: ET = ET 0... (1) 5

6 ofiint rastlin j odvisn od: - višin rastlin, ki vpliva na arodinamično upornost tr na turbulntni tok izhlapvanja vodn par iz rastlinskih rž v okoliški zrak; - albda površja rastlina/tla, ki j odvisn od dlža pokritosti tal z rastlinskim pokrovom tr od namočnosti tal; - upornosti rastlinskga pokrova, ki j odvisna od štvila listov (štvila listnih rž, starosti listov, stanja in stopnj kontroliranja listnih rž) in vpliva na površinsko upornost; - vaporaij iz nporaščnih tal. Gosto rastoč rastlin, včja višina rastlin tr hrapavost rastlinskga pokrova določajo višj vrdnosti kofiinta rastlin (včj od 1). Zlo nizk kofiint pa imajo rastlin, ki listn rž podnvi zapirajo ali pa imajo listn rž l na spodnji strani listov in/ali vliko listno upornost. Za bolj natančn izračun kofiint rastlin razdlimo na dva dla: bazalni ( vaporaijski dl ( ), njun sštvk pa j nak lotnmu kofiintu (Slika 2): = +... (2) b Zaradi ponostavitv privzammo, da s kofiint rastlin sprminja linarno. Evaporaijski dl kofiinta rastlin j najvišji, ko so tla mokra, vndar kofiint rastlin nikoli n mor prsči najvišj vrdnosti max, ki j določna z dostopno nrgijo za pros vapotranspiraij na zmljinm površju (načba ). o pa s tla osušijo, j na voljo manj vod za pros vaporaij in zmanjšanj vaporaij vpliva na dlž količin prostal vod v tlh (načba 4).... () max b = f... (4) r ( max b ) w max * Brzdimnzijski vaporaijski kofiint rdukij ima po džju ali namakanju vrdnost 1, ko j zmlja r izsušna do t mr, da ni vč izhlapvanja iz tal pa 0. b ) in Slika 2: Prikaz komponnt kofiinta rastlin: bazalnga kofiinta rastlin ( ) in vaporaijskga dla b kofiinta ( ) (Alln in sod., 1998). Slika : Splošna krivulja kofiinta rastlin. (Alln in sod., 1998). Običajno v lotnm rastnm iklu rastlin razdlimo kofiint rastlin na tri dl: začtni ( ini ), v srdini szon ( mid ) in končni ( nd ) kofiint (Slika ). Začtno obdobj j čas, ki s začn s stvijo tr konča, ko j približno dstina tal pokrita z vgtaijo (pri drvsih pa, ko s začno tvoriti novi listi). Obdobj razvoja rastlin traja do popolnga stanja 6

7 rastlinskga pokrova, npr. ko s začn faza vtnja. V srdini szon, ki s konča s polno zrlostjo rastlin, ki j običajno določna z začtkom staranja rastlin, rumnnja, staranja, odpadanja listov ali rjavnja plodov, j kofiint rastlin najvišji in običajno konstantn. Pozno obdobj pa traja do popoln odmrlosti rastlin, žtv, odpadanja listov... ofiint rastlin j na začtku vgtaijsk szon rastlin ( ini ) zlo majhn (v tm obdobju prvladuj vaporaijski čln) in začn naraščati ob rasti in razvoju (vaporaijski dlž s zmanjšuj na račun bazalnga kofiinta rastlin) tr dosž maksimalno vrdnost, ko j rastlina v polnm razvoju ( ). Ob konu szon pa močno upad in dosž najnižjo mid vrdnost pri nd. Za včino rastnih razmr j vrdnost mid rlativno stabilna. ofiinta ini in nd pa s lahko gld na pogostnost padavin oziroma namakanja na dnvni skali močno sprminjata. Zato za opis vaporaij z uporabo kofiinta rastlin v začtnih fnoloških fazah ( ini ) rastlin noltni, pros razdlimo na dv fazi. V prvi fazi j vaporaija določna z nrgijo na površini tal, ki vpliva na pros v tj vrhnji plasti. V drugi fazi pa j vaporaija odvisna od vsbnosti vod v tlh in upada gld na dostopno vodo v tlh. Vrdnost izhlapl vod j torj odvisna od obh faz. Prva faza določa t. i. lahko izhlaplo vodo ( REW ), druga faza pa lotno izhlaplo vodo (TEW ) (Slika 4). ini = TEW ( TEW REW ) ( t w t1) ESO 1+ xp TEW t ET w 0ini REW ( ) TEW REW... (5) ofiinti rastlin v srdini in ob konu szon so podani v prgldnii Alln in sod. (1998) za tipično vlažno/humidno podnbj, kakršnga ima tudi Slovnija. Č pa so podnbn razmr drugačn pa kofiinta prilagodimo s pomočjo načb: h [ ( ) ( )]( ) 0, mid = mid ( tab) + 0,04 u2 2 0,004 RH min (6) nd h [ 0,04( u 2) 0,004( RH )]( ) 0, =... (7) nd ( tab) + 2 min 45 Slika 4: Dvofazni modl kofiinta zmanjšanja vaporaij v začtnm fnološkm razvoju noltnih rastlin z označnima REW in TEW fazama (Alln in sod., 1998). Slika 5: Linarna rast kornin (Alln in sod., 1998). Vs načb kofiintov rastlin so zgolj približki. Najnatančnj jih kljub vsm opisom določimo z mritvami na trnu. 7

8 Rast kornin noltnih rastlin j ponazorjna na Slika 5. ornin so ob začtku rasti najmanjš z r min, najvčjo globino pa dosžjo v srdini szon, ko rastlina dosž polno zrlost z r max. Ponostavljn prinip razvoja kornin prdvidva linarno rast, tr nato konstantno globino do kona vgtaijsk szon rastlin. 2.. LASTNOSTI TAL Transport vod v tlh Tla so komplksn odprt sistm v katrm potkajo štvilni prosi, ki vplivajo na vsbnost vod v tlh. Najočitnjši vnos vod v tla j s padavinami in namakanjm, voda pa v tla lahko prid tudi s podpovršinskim tokom. Izgub vod s vršijo z dirktnim površinskim odtokom, vapotranspiraijo in podpovršinskim odtokom. Tla so sstavljna iz včih slojv, ki imajo vsak svoj značilnosti. Voda lahko prhaja v nižj sloj s pronianjm, v nasprotni smri pa s kapilarnim dvigom Vzava vod v tlh Voda s v tlh nahaja v sistmu talnih por in vpliva na mnog fizikaln, kmičn in biološk pros. Nujna j za rast in razvoj rastlin in j tudi dn izmd ključnih djavnikov rodovitnosti tal. Voda v tlh s vž na površino talnih dlv z adsorpijo molkul vod na površino talnih dlv prko Van dr Valsovih sil in z mnisknimi silami. Manjši ko j v tlh dlž vod, včja j moč vzav. To silo imnujmo sila vpijanja oz. sorpij in jo običajno izražamo v notah tlaka. Dli, ki sstavljajo tla, imajo različno sposobnost vzanja vod in tako j dostopnost vod močno odvisna od tkstur in struktur tal. Tla opisujmo tudi z dlži vsbnosti pska, glin in mlja. Tla z včjim dlžm glin so sposobna zadržati vč vod, prav tako tudi č imajo vlik dlž organsk snovi (it. po Adam, 2004). Slika 6: Vodna bilana tal v območju korninskga sistma (Alln in sod., 1998). Slika 7: Vodn konstant tal (it. po Adam, 2004). Značilna stanja vlažnosti tal so dfinirana z nrgijo, s katro s zadržuj voda v tlh. rožnj vod v tlh s pričn, ko j včina por zapolnjna z vodo, taka tla so nasična tla. Pod vplivom gravitaijskih sil dl vod, čz včj oz. transmisijsk por, odtč v podtalnio. Voda, ki s obdrži v tlh prdstavlja zgornjo vrdnost vsbnosti vod v tlh, ki jo tla lahko zadržujjo brz gravitaijskih izgub. To vrdnost poimnujmo poljska kapaitta ( θ P ). Manjš por pa zadržujjo vodo zaradi kapilarnih sil. apilarno gibanj s lahko vrši v vsh smrh in j nadvs pommbno za nakomrnjšo porazdlitv vlag v tlh. Taka kapilarna 8

9 oz. dostopna voda j na razpolago rastlinam, ki jo črpajo s svojim korninskim sistmom. Rastlin črpajo vodo do takrat, ko postanjo sil, ki povzujjo vodo s trdnimi dli včj kot j nrgijska sposobnost kornin črpanja vod, to pa imnujmo točka vnnja ( θ TV ) (Slika 7). Razlika md volumnom vod pri poljski kapaitti in volumnom vod pri točki vnnja tr globina kornin rastlin določajo vrdnost lotn rastlini dostopn vod v tlh (TAW ): TAW = 1000 θ θ z... (8) ( P TV ) r Rastlin črpajo vodo do točk, ko sila, ki drži vodo na trdnih talnih dlih š ni prvlika. o pa nimajo vč dovolj moči za črpanj, s pojavi sušni strs. Sušni strs j fiziološki pojav stanja rastlin, ko ta nima vč na voljo optimaln vodn prskrb. Najprj s pozna v vnnju, ki j posldia sprmnjnga turgorja (notranjga tlaka) v rastlini, upočasni s tudi rast. Č s prskrba tal z vodo š slabša sušni strs narašča; zunanji znaki sušnga strsa s stopnjujjo do sušnja rastlin, ki j npovratn pros in končno rastlina propad. Torj so tla lahko š vdno založna z vodo, a so ž na mji sušnga strsa. To lahko opišmo z dlžm črpanja vod iz tal ( p ), ki pov, do katr vrdnosti vsbnosti vod v tlh rastlina š ni v sušnm strsu. Dlži črpanja vod iz tal so zbrani v prgldnii Alln in sod. (1998) za posamzn rastlin za povprčni ETP=5 mm/dan in jih moramo zato popraviti za djansko vapotranspiraijo na lokaiji izračuna s pomočjo načb: p = p tab + 0,04( 5 ET )... (9) Ob izrdno visokih tmpraturah zraka in nizki vsbnosti vlag v zraku j potnialna vapotranspiraija visoka, zato j potrbno p znižati za 10 do 25 %, kot so tabliran vrdnosti ( p tab ). o j potnialna vapotranspiraija nizka pa moramo tabliran vrdnosti povčati za okrog 20 %. Običajno j p konstantn vsaj za posamzn fnološk faz Vpliv slanosti Slana tla, vplivajo na vrdnost lotn rastlini dostopn vod v tlh, prk sprmnjn vrdnosti točk vnnja. Točka vnnja s zaradi slanosti poviša, posldično pa s rastlini dostopna voda v tlh zniža. Slanost tal lahko določimo z mrjnjm lktričn prvodnosti tal. Točka vnnja j tako: b( EC ECmjni ) θtvslanost = θtv +... (10) 10 θ θ ( ) Clotno rastlini dostopno vodo (TAW ) pa nato lahko izračunamo po načbi 8. P TV Sprmni pa s tudi mja začtka sušnga strsa. Dlž praznjnja vod v tlh ( p ) s prilagodi s pomočjo načb: p = p ( b( EC EC ))p... (11) popr mjni. VODNO BILANČNI MODEL WINISAREG Vs opisan pros, ki s dogajajo v atmosfri, tlh in v rastlini, združujjo različni vodnobilančni modli, md njimi tudi WinISAREG. 9

10 .1. OPIS MODELA Modl WinISAREG združuj dva različna modla, modl EVAP56 za izračun rfrnčn vapotranspiraij in ISAREG modl, namakalni modl, ki simulira vodno bilano. Vključuj vč algoritmov, ki opisujjo stanj rastlin, pros v tlh, vpliv sušnga strsa itn. EVAP56 izračunava rfrnčno vapotranspiraijo po mtodi Pnman-Montith, ISAREG modl pa izračunava vodno bilano gld na mtodologijo po Alln in sod. (1998) in upoštva različn altrnativ namakalnih shm. WinISAREG modl potrbuj nasldnj vhodn podatk (Slika 8): podatk o tlh, mtorološk podatk, podatk o rastlini, namakaln možnosti, podatk o doprinosu podzmn vod in omjitvi oskrb z vodo pri namakanju. Slika 8: Ponostavljna shma vodno bilančnga modla WinISAREG (Pards in Prira, 2010a). Glavni produkti modla so vodna bilana tal (ob nnamakanju ali ob namakanju), količina namakaln vod (dnvna, dstdnvna, szonska), rlativni dlž pridlka in frkvnčna analiza nto namakaln vod. Obrobni produkti in izračuni pa prilagojni kofiinti rastlin, prračunan vapotranspiraij, vrdnost lotni rastlini dostopn vod v tlh itn. Modl ima vgrajn tudi grafični prikaz izračunov. Izračun količin namakaln vod Potrbno količino namakaln vod za oskrbo kmtijskih rastlin lahko izračunamo na različnih časovnih skalah, za dan, dkado ali pa lotni vgtaijski szoni rastlin. Priporočna namakalna voda j onjna z vsbnostjo vod v tlh, ki j odvisna od komponnt, ki so opisan v poglavju Vsbnost vod v tlh θ i, za dan ali izbrano obdobj, j podana z načbo: ( RRi ROi ) + I i ETi DPi + GWi θ i = θ i (12) 1000z ri Mja vsbnosti vod v tlh za začtk namakanja ( θ p ) j določna z dlžm praznnja vod v tlh tr točkama poljsk kapaitt in vnnja: θ p = ( 1 p)( θ P θ TV ) + θ... (1) P s tm pa lahko onimo nto količino namakaln vod v izbranm časovnm intrvalu I n : I = 1000 θ θ... (14) ni z ri ( ) Szonski izračun količin nto namakaln vod ( NIR ) j končn podan kot: P p 10

11 NIR = ET ( RR RO ) i i 1 LR GW S... (15) Rlativni dlž pridlka Na rlativni dlž pridlka ( RYD ), gld na pridlk, ki bi ga dosgli v optimalnih pogojih, vplivajo vsi opisani prosi. Na dlž pridlka torj vpliva slanost (opisana s prvim člnom načb 16), značilnosti rastlin, vodni primanjkljaj, namakalna praksa itn., ki so opisan z djansko in potnialno vapotranspiraijo (v drugm člnu načb 16). Odzivni faktor pridlka ( ), ki ga j najbolj določiti ksprimntalno, pa prilagodi vapotranspiraijo y gld na optimalno rast v lotnm fnološkm iklu rastlin. ( EC EC ) mjni b ET RYD = y ET adj... (16).2. ANALIZA VODNE BILANCE ORUZE V OBDOBJU Za praktično uporabo modla WinISAREG smo pručvali szonsk količin nto namakaln vod tr rlativni dlž pridlka v izbranm obdobju tr vodno bilano brz in z namakanjm za kstrmno suho lto 200 na izbrani postaji. Analiza j bila narjna za glavno mtorološko postajo Bilj, ki s nahaja v Spodnj Vipavski dolini, za obdobj od lta 1962 do Vsi uporabljni mtorološki podatki so iz baz Agnij RS za okolj, prav tako tudi uporabljn dnvn vrdnosti vapotranspiraij, ki j izračunana na dnvni bazi po Pnman-Montithovi mtodi. Podatki o rastlini koruzi, so bili pridobljni iz fnološkga monitoringa Agnij RS za okolj. ofiinti s katrimi opisujmo rastlino (kofiint rastlin, odzivni faktor rastlin), ki za slovnsk razmr š niso določni pa so povzti po litraturi (Alln in sod., 1998), nako tudi tabliran vrdnosti dlža črpanja vod iz tal. Podatki o zadržvalni spodobnosti tal za vodo za izbrano lokaijo so bili pridobljni iz pdoloških analiz, ki jih j opravil Cntr za pdologijo in varstvo okolja na Biothniški fakultti na Oddlku za agronomijo. Izračun nto namakaln vod ( NIR ) za tla s slabo zadržvalno sposobnostjo j prikazan na Slika 9. Vrdnosti količin nto namakaln vod s gibljjo od mm v najbolj mokrm ltu, 1980, do 282 mm v najsušnjšm ltu 200. Ltu 200 sldijo lta 2006 z 281 mm, 2012 (26 mm), 2011 (29 mm), 2001 (214 mm) tr 1986 (20 mm). Na rlativni dlž pridlka ( RYD ) koruz vplivajo različni djavniki: sušni strs, vročinski strs, toča, močan vtr in drugi. V analizi sta upoštvana zgolj sušni (pomanjkanj padavin) in vročinski (visok tmpratur zraka) strs. V najbolj sušnm ltu, 2006, gld na izračun rlativnga dlža pridlka, j v Biljah dlž pridlka 67 % (Slika 10), sldi mu lto 200 s 65 % dlžm in lto 2012 s 60 % dlžm. V slovnski zakonodaji j prag za onjvanj škod po suši določn na 0 % dlža pričakovan proizvodnj. V Biljah j v izbranm obdobju dlž pridlka ta prag prsgl kar v 55 % lt. Za ilustraijo vodn bilan sta na Slika 11 in Slika 12 prikazani š vodni bilani brz in z namakanjm za koruzo v ltu 200, ko j suša dosgla razsžnosti naravn katastrof in j v arhivih (Arhiv suš..., 201) zablžna kot suša, ki j v Slovniji povzročila najvč škod. 11

12 NIR [mm] frkvnčna porazdlitv Slika 9: Prikaz izračunanih vrdnosti szonskih nto količin namakaln vod na tlh s slabo zadržvalno sposobnostjo za postajo Bilj. dlž pridlka (%) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 0% 20% 10% 0% Slika 10: Dlž pridlka na postaji Bilj v obdobju na tlh s slabo zadržvalno sposobnostjo. lto Slika 11: Graf vsbnosti vod v tlh brz namakanja za koruzo na postaji Bilj v sušnm ltu 200. Slika 12: Graf vsbnosti vod v tlh z vključnim namakanjm za koruzo na postaji Bilj v sušnm ltu

13 4. ZALJUČE Ob pomanjkanju mritv vod v tlh so vodno bilančni modli dobrodošl pripomočk pri simuliranju vodn bilan korninskga sloja tal, ki j pommbna za določanj optimaln prskrb rastlin z vodo. Z njimi lahko dtktiramo začtk sušnga strsa tr tako sprožimo priporočn thnološk ukrp ob morbitni suši. Ukrpi v prosu prilagajanja na sušo so lahko učinkoviti l, č smo na sušo pripravljni. Modl WinISAREG s j izkazal kot dn izmd primrnih orodij tudi za Slovnijo (Sušnik in Valhr, 2012a). Za razliko od mnogih nostavnih vodno bilančnih modlov zaobjma modl WinISAREG prj natančn opis prosov tako rastlin kot tudi tal. Š posbno pommbn sgmnt v modlu so tla, saj jih lahko opišmo v vč plasth, od katrih ima vsaka plast svoj taln značilnosti, md katrimi prhaja voda. Z modlom lahko sldimo potku taln vodn bilan oz. vsbnosti vod v tlh, lahko računamo, gld na dano mtorološko situaijo in stanja rastlin tr tal, priporočn količin namakaln vod tr ob konu vgtaijsk szon tudi rlativni dlž pridlka gld na optimaln razmr. Szonsko ono namakaln vod in dlža pridlka lahko tudi umstimo v daljši časovni niz tr s tm pridobimo informaijo o kmtijskih razmrah v vgtaijski szoni, ki tmljijo na mtorološki situaiji (suh, normaln ali mokr razmr) tr o jakosti morbitn suš. 5. VIRI [1] Adam G Primrjava različnih naprav za posrdno mrjnj volumskga dlža vod v tlh. Ljubljana, Univrza v Ljubljani, Biothniška fakultta: 7 str. [2] Alln, R.G., Prira, L.S., Ras, D., Smith, M., Crop Evapotranspiration. Guidlins for Computing Crop Watr Rquirmnts. FAO Irrigation and Drainag Papr 56. Rom, Italy, Food and Agriultural Organization: 00 str. [] Arhiv suš Ljubljana, Agnija RS za okolj (arhiv podatkov). [4] Fnološki podatki Ljubljana, Agnija RS za okolj (arhiv podatkov). [5] urnik B Primrjava različnih mtod za izračun rfrnčn vapotranspiraij v Slovniji. Ljubljana, Univrza v Ljubljani, Fakultta za matmatiko in fiziko, Oddlk za fiziko: 66 str. [6] Mtorološki podatki Ljubljana, Agnija RS za okolj (arhiv podatkov). [7] Pards P., Prira L.S. 2010a.Watr balan and irrigation shduling simulation modl. Th WinISAREG modl. Draft manual (v. 1..). CEER-Biosystms Enginring, Institut of Agronomy, Thnial Univrsity of Lisbon: 69 str. [8] Pards P., Prira L.S. 2010b. Modl Winisarg 1. (stabl vrsion). WINISAREG-1--STABLE-Vrsion ( ) [9] Prira L.S., Todoro P.R., Rodrigus P.N., Tixira J.L Irrigation shduling simulation: th modl ISAREG. V: Tools for drought mitigation in Mditrranan rgions. Rossi G., Canllir A., Prira L.S., Owis T., Shatanawi M., Zairi A. (ur.). luwr, Dordrht: [10] Sušnik A., Valhr A. 2012a. Orodj za sldnj kmtijsk suš v sklopi Cntra za upravljanj s sušo v jugovzhodni Evropi (DMCSEE): Analiza suš 2012 v Slovniji. Ljubljana, Cntr za upravljanj s sušo v jugovzhodni Evropi. (intrno poročilo) [11] Sušnik A., Valhr A. 2012b. Spomladanska suša in drugi vrmnski vplivi na kmtijsk rastlin. Ljubljana, UJMA, 26: