Ons bodemvochtreservoir

Hier is nog een reis naar ons verleden om te leren van degenen op wiens schouders we staan.* We praten veel over bodemvocht en het belang van het beheer van weilanden zodat ze neerslag kunnen absorberen en vasthouden wanneer die komt. Met dit artikel uit de uitgave van "Soil Conservation" van oktober 1963, gaat Cecil Wadleigh dieper in op hoe verschillende bodems ons werk gemakkelijker en moeilijker maken.

Hoewel het grootste deel van de groeiende bezorgdheid van de natie over haar watervoorraden zich concentreert op meren en reservoirs en ondergrondse watervoerende lagen, komt de productie van onze basisbehoeften, zoals voedsel en vezels en houtproducten, in feite voort uit het vermogen van de bodem om water te leveren om aan de verdampingsvraag te voldoen. op vegetatieve gronden.

Op een gemiddelde dag bedraagt ​​het water in de wortelzone ongeveer 650 miljoen acre-voet. Het water dat op een bepaald moment in de bodemvochtreservoirs wordt vastgehouden, is dus bijna gelijk aan de helft van de totale jaarlijkse stroom van de stromen van de natie - ongeveer 1.370 miljoen acre-voet, of ongeveer 29 procent van de gemiddelde jaarlijkse neerslag. Omdat jaarlijks ongeveer 3.380 miljoen acre-voet water - 71 procent van ons waterbudget - wordt gebruikt voor verdamping van velden, bossen en weilanden, moeten de bodemvochtreservoirs gedurende een gemiddeld jaar het equivalent van vijf of meer keer worden opgeladen.

Het beheer van bodemvochtreservoirs is niet alleen een belangrijke bepalende factor bij de productie van de basisbehoeften van de mens, maar is ook een belangrijke bepalende factor voor het nuttig gebruik van het grootste deel van het waterbudget van de natie. De grond werkt als een spons en houdt water vast tegen de neerwaartse aantrekkingskracht van de zwaartekracht in. Dit vastgehouden vocht stelt planten in staat om water te gebruiken en te groeien tussen regen of irrigatie, en om te overleven tijdens langdurige droogtes.

Er is echter een belangrijk verschil tussen een oppervlaktereservoir en de bodem. Water in een conventioneel reservoir kan vrij naar de pompinlaat stromen en beweegt daar sneller dan de pomp het kan verwijderen. Water in de grond kan niet volledig vrij naar de absorberende wortels bewegen en kan veel langzamer bewegen dan de plantenwortels het kunnen verwijderen. Het gebruik van het water in het bodemvochtreservoir is dus afhankelijk van groei en proliferatie, vermenigvuldiging van de wortels - de "pomp" - om vochtfilms te bereiken die op het oppervlak van gronddeeltjes worden geabsorbeerd.

De beschikbaarheid van het bodemvocht wordt beperkt door de diepte van de wortelzone en de toevoer van beschikbaar water per voet diepte. Een zandgrond kan minder dan 2,5 cm beschikbaar water per voet diepte bevatten; terwijl een kleileem 2 1/2 inch kan bevatten. Zo zou een gewas met wortels die maar 30 cm diep in een zandgrond doordringen een vochtreservoir hebben van slechts 2,5 cm water; terwijl een gewas met wortels die 6 voet in een kleileem doordringen, een reservoir van 45 cm zou hebben.

Op heldere zomerdagen zorgt zonne-energie voor evopotranspiratie van 0,2 - 0,35 inch water per dag. Daarom is de capaciteit van het bodemvochtreservoir een sleutelfactor bij droogtegevaar en irrigatiebeheer.

De inherente aard van de gewasplant heeft veel te maken met de kenmerken van het wortelstelsel. Luzernewortels kunnen bijvoorbeeld veel dieper doordringen dan die van Ladino-klaver. Wortels van bermudagras woekeren veel uitgebreider dan die van aardappelen. De aard van het wortelgedrag van gewassen kan dus de capaciteit en effectiviteit van een bodemvochtreservoir beperken.

Er is weinig dat kan worden gedaan om het inherente waterhoudend vermogen van een eenheidsmassa van een bepaalde bodem te veranderen. Puddelen kan het aandeel grotere porieruimten dat water vasthoudt bij de lagere spanningen verminderen en daardoor de hoeveelheid beschikbaar water verminderen. Aanzienlijke toenames in organische stof kunnen het vermogen om water vast te houden vergroten. Er zijn tal van kenmerken van bodems die de ontwikkeling van potentiaalwortels belemmeren of belemmeren en daardoor het vochtreservoir beperken:

Ondiepe bodems die over vast gesteente of verharde lagen liggen, hebben een overeenkomstig ondiep bodemvochtreservoir. Evenzo, wanneer wortels op ploegdiepte worden gestopt door de ploegpan, "verkeerspan" of kleipan, is het potentiële vochtreservoir in de ondergrond niet beschikbaar.

Op veel bodems van de Atlantische kustvlakte zullen de wortels van de meeste gewassen niet in de ondergrond doordringen, omdat de zuurgraad een pH van 3,8-4,2 kan bereiken. In verband met de zuurgraad van de bodem kunnen er toxische niveaus van aluminium en mangaan in de ondergrond voorkomen die wortelgroei voorkomen. Er zijn ook aanwijzingen dat wortels niet kunnen doordringen in een medium dat volledig tekortschiet aan boor of calcium. Oplosbare zouten in de bodemmassa beperken vaak de penetratie en verspreiding van rot in de geïrrigeerde valleien van droge gebieden. In sommige droge gebieden kunnen overtollige zouten in het verleden zijn uitgeloogd, waardoor er hoge niveaus van uitwisselbaar natrium zijn achtergebleven. Een sodische bodem trekt gretig calcium aan en kan het zelfs verwijderen uit groeiende wortelpunten.

Omdat wortels levende wezens zijn, is hun groeigraad afhankelijk van de heersende temperatuur van de grond. De prevalentie van permafrost in sommige valleien in Alaska is een extreem voorbeeld van omstandigheden die de wortelpenetratie nadelig beïnvloeden.

Wortels van de meeste landplanten hebben voldoende zuurstof nodig om te groeien en zelfs om water op te nemen; dus goede bodembeluchting is belangrijk om het bodemvochtreservoir effectief te maken. Slechte drainage remt de ontwikkeling van wortelsystemen door gebrek aan beluchting, en bevordert in droge gebieden de ophoping van zouten in de oppervlaktegrond.

Alle instandhoudingslandbouwpraktijken die de diepe penetratie en verspreiding van de wortels van gewas-, verspreidings- en bosplanten helpen, dragen bij aan een beter beheer en een gunstig gebruik van dat enorme deel van het waterbudget van de natie dat wordt gebruikt voor verdamping. Het is ook duidelijk dat praktijken die van invloed zijn op de belangrijke infiltratie van water in onze bodem, ook van invloed zijn op de snelheid waarmee onze bodemvochtreservoirs worden aangevuld.