Monitoring vplyvu sucha na rastliny

1. Monitoring vplyvu sucha na rastliny

V súčasnosti sú čoraz častejšie a dlhotrvajúcejšie periódy sucha. Sucho je veľmi neurčitý, avšak v meteorológii a klimatológiu často používaný pojem, znamenajúci v zásade nedostatok vody v atmosfére, pôde alebo rastlinách. Jednotné kritériá pre kvantitatívne vymedzenie sucha neexistujú, a to najmä vzhľadom na rozmanité meteorologické, hydrologické, poľnohospodárske a pedologické hľadiská a celý rad ďalších faktorov. Z týchto dôvodov je veľmi problematické predpovedať výskyt sucha a stres rastlín na rozdielne fázy a druhy sucha. Nárast frekvencie a intenzity výskytu extrémnych meteorologických a hydrologických situácií, ktoré sú sprievodným javom klimatickej zmeny, bude nepochybne ovplyvňovať hospodárenie v poľnohospodárskej krajine a samotný rozvoj vidieka. Klimatické zmeny majú priamy negatívny účinok na ekonomiku hospodárenia na pôde, vidiecku krajinu a jej obyvateľstvo. Vedecké analýzy ukazujú, že viaceré povodia v blízkej budúcnosti budú mať napätú a niektoré dokonca až pasívnu hydrologickú bilanciu, čo bude limitovať odbery vody pre poľnohospodárstvo vrátane odberov vody na závlahy. Pre rastlinné ekosystémy je voda produkčným faktorom, t.j. voda je nevyhnutnou zložkou produkčného procesu. Vodný stres vzniká dôsledkom obmedzeného zásobovania rastlín vodou alebo zvýšenou mierou transpirácie. Účinky vodného stresu sa medzi druhmi rastlín líšia. Výsledkom môže byť vädnutie, zníženie fotosyntézy, poruchy fyziologických procesov, zastavenie rastu alebo dokonca uhynutie rastliny alebo častí rastliny. Modifikuje sa anatómia, morfológia, fyziológia a biochémia, ktoré súvisia so znížením turgoru, vodného potenciálu a osmotického potenciálu. Všetky aspekty vývoja rastlín sú ovplyvnené znížením obsahu vody v pôde, čo vedie k zmenám, ktoré následne ovplyvňujú fyziologické a biochemické procesy v rastlinách. Včasné rozpoznanie príznakov vodného stresu môže byť rozhodujúce pre udržanie rastu plodiny. Z pohľadu poľnohospodára, riadenie vody na minimalizáciu stresu znamená poznať dostupnosť pôdnej vody, rozpoznanie príznakov vodného stresu a plánovanie vpred.

1.1. Meranie prietoku miazgy

Na meranie prietoku vody v rastlinách sa využíva mnoho metód používajúcich tepelnú bilanciu. Merania sa môžu používať na rastlinách, stromoch a na ľubovoľných vodivých orgánoch rastlín, vrátane koreňa. V závislosti od metódy, merania môžu prebiehať vo vnútri daného vodivého orgánu. Tento spôsob je invazívny, pretože zasahuje do rastlín a môže poškodiť ich pletivá. Opačnou metódou je neinvazívny spôsob, keď sú senzory umiestnené zvonka, v tesnom kontakte s rastlinou. Rôzne typy prístrojov môžu merať inými spôsobmi v závislosti od veľkosti priemerov stoniek, resp. konárov. Všetky tieto metódy využívajú teplo pri pohybe miazgy, avšak princíp fungovania je v zásade odlišný. Bežne sú používané dva typy. Buď sa elektrický článok zahrieva a teplo odobrané počas prúdenia miazgy sa použije na výpočet množstva toku miazgy v stonke v hmotnostných jednotkách za jednotku času, alebo sa namiesto kontinuálneho ohrevu aplikujú krátke tepelné impulzy, ktoré sa šíria pozdĺž stonky. Na základe ich rýchlostí sa určí množstvo toku miazgy.

1.2. Meranie dendrometrických zmien

Jednou z metód včasného zistenia a monitorovania vodného stresu je meranie zmien priemeru kmeňa pomocou dendrometrov. Môžu sa nimi určovať nie len hodnoty ročného hrúbkového prírastu, ale tiež aj distribúcia prírastu a intenzita rozpínania a zmršťovania dreva a kôry v priebehu roka, ktoré odráža kolísanie zásob vody v kmeni. Takto je možné identifikovať rastovú i fyziologickú reakciu stromov na sezónne klimatické podmienky. Používané sú dva typy dendrometrov – pásové dendrometre s manuálnym odpočtom a elektronické pásové dendrometre. Vďaka vysokej frekvencii záznamu dát je možné elektronickými dendrometrami s veľkou presnosťou určiť načasovanie a celkovú dĺžku fázy intenzívneho hrúbkového rastu. Záporný hrúbkový prírastok potom indikuje zmršťovanie kmeňa, pričom vo vegetačnom období ide o dôsledok vlahového deficitu, zatiaľ čo v zime sa kmene prirodzene zmršťujú vplyvom mrazu.

1.3. Meranie reflexie elektormagnetického žiarenia

Diaľkový prieskum Zeme (DPZ) pomocou snímkovania a monitorovania povrchu Zeme využíva senzory, ktoré hodnotia vlnovú dĺžku odrazenú od jednotlivých objektov. Dopadajúce odrazené žiarenie má rôzne dĺžky, avšak pre účely poľnohospodárstva sa využíva rozmedzie 400 až 2500 nm spektrálneho pásma, nazývané aj aktívne snímanie. Podľa toho, aká je odrazená vlnová dĺžka, vieme indikovať hodnotu stresu pôsobiaceho na rastliny ako sú napríklad vodný deficit alebo poškodzovanie škodcami. DPZ využíva na snímkovanie vesmírne družice, lietadlá a drony. Pre účely snímkovania sa využívajú aj ručné prístroje, ktoré sa vyznačujú dobrou mobilitou, vysokou presnosťou a rýchlym spracovaní dát, avšak ich rozsah snímania môže byť obmedzenejší.

2. Použitá literatúra

DYNAMAX, 2007. User Manual [online] [cit. 2019-04-28]. Dostupné na: <http://www.dynamax.com/products/transpiration-sap-flow/dynagage-sap-flow-sensor>.

ECOMATIK, 2007. User Manual [online] [cit. 2019-04-28]. Dostupné na: <https://ecomatik.de/en/products/dendrometer/diameter-dd-s/>.

HÚSKA, D. - TÁTOŠOVÁ, L. 2005. Diaľkový prieskum Zeme. Nitra: SPU, 2005. ISBN  80-8069-511-3.