Hoe beïnvloed bewerking die infiltrasietempo van ʼn Hutton-grond?

As gevolg van die risiko wat kragonderbrekings vir die besproeiingsboer inhou, word daar planne gemaak deur produsente om meer water toe te dien wanneer krag beskikbaar is. Dit beteken dat daar aan bestaande spilpunt-spuitpakkette verander word, of spilpunte word kleiner gemaak afhangende van die pompkapasiteit en toevoerpype.

Laasgenoemde het die gevolg dat die toedieningstempo drasties kan vergroot op die kante van spilpunte, wat veroorsaak dat die infiltrasietempo van gronde oorskry kan word. Wanneer infiltrasietempo’s van gronde oorskry word, sal afloop, en sodoende versuiptoestande, die gevolg wees. Met ons huidige siektedruk (fusarium) wat op koring en mielies voorkom, is daar groot hoeveelhede innokulum teenwoordig en oornat toestande kan die situasie net vererger. Teen hierdie tyd weet ons dat koringopbrengste laag is onder te nat toestande (anaerobiese toestande).

Met al bogenoemde in ag genome, het die Landboukundige Dienste-span besluit om ʼn paar toetse uit te voer om die impak te toets wat bewerking mag hê op infiltrasietempo’s van water by ʼn spesifieke grondsoort (spesifiek die invloed van bewerking op die infiltrasietempo, of versadigde vloei, van ʼn Hutton-grond, of sandgrond, langs die Rietrivier, gedoen in Junie 2023).

Hierdie waarnemings toon dus ook ʼn tendens wat in ʼn groot hoeveelheid ander gronde ook mag voorkom.

Geskiedenis van hierdie spilpunt

Waarnemings is gedoen op ʼn land waar die vorige jaar (voor 2022 se winter) gebrand is. Die gebrande materiaal is met ʼn Lemken Karat 10 cm diep ingewerk, waarna daar met ʼn T1000 (met Cambridge-rollers) gewerk is (met ander woorde, diep primêre bewerking) voor die koringseisoen. Die koring is geplant met ʼn Solitaire/Ruben 9-kombinasie. Striptill-mielies is daarna geplant (Ortman en John Deere-planter). Mielies is bewei en gebrand. Die drie verskillende bewerkings (perseel 1, 2 en 3) waarop waarnemings gedoen is, het hierna gevolg.

Die vraag wat ons wou beantwoord

Is daar verskille ten opsigte van infiltrasietempo’s (versadigde vloei) tussen verskillende bewerkings op ʼn Hutton-grondsoort met ongeveer 4% klei? Omdat die deeltjiegrootte-verspreiding ʼn groot rol speel, is besluit om die boonste 30 cm te ontleed (teen druktyd is resultate nog nie beskikbaar nie). Die dubbelring-infiltrasiemetode is gebruik tydens die ondersoek. Penetrometer-metings is gedoen by elke bewerkingstipe. Daar is ook profielgate en penetrometer-werk gedoen om vas te stel of daar enige korrelasies voorkom tussen infiltrasie en waarnemings in die grondprofiel.

*Figuur 1: Dubbelring-infiltrasietoetse gedoen in die veld.

Resultate

Al drie persele lê langs mekaar: Rooi sandgrond (Hutton, ongeveer 4% klei) langs die Rietrivier.

Perseel 1: Brand mieliereste ná bees bewei het

Perseel 2: Brand mieliereste na bees bewei het en gebruik Lemken Karat

*Perseel 3: Brand mieliereste nadat beeste bewei het, gebruik Lemken Karat en T1000

Profielgate:

*Perseel 1

*Perseel 2

*Perseel 3

Penetrometer grafieke van die drie persele:

*Perseel 1: Dubbelring versadigde vloei infiltrasietempo = 7 mm/uur

*Perseel 2: Dubbelring versadigde vloei infiltrasietempo = 30 mm/uur

*Perseel 3: Dubbelring versadigde vloei infiltrasietempo = 197 mm/uur

Verstaan onversadigde en versadigde infiltrasietempo

Deur min water per keer toe te dien deur ʼn spilpunt, is nie net oneffektief (weens verdamping) nie, dit veroorsaak ook anaerobiese toestande in die grond (veral bogrond), wat nadelig is vir die groei van die plante. Wanneer die boonste deel van die profiel gereeld nat is, is die tempo van infiltrasie ook laer as wanneer daar plek gemaak word vir water om te infiltreer. Laasgenoemde veroorsaak dat daar vir langer tye infiltrasie onder versadigde vloei is (wat stadiger is). Selfs die wortels is dieper ontwikkel onder laasgenoemde toestande.

*Figuur 2: Hierdie figuur verduidelik die tempoverskil tussen versadigde (regs op die grafiek) en onversadigde vloei (links op die grafiek) van water in die grondprofiel.

Redes wat kon lei tot swakker infiltrasie tydens die waarnemings

Dit is algemeen bekend in wetenskaplike literatuur dat wanneer materiaal, soos gras of oesreste, aan die grondoppervlak gebrand word, dit ʼn verlaging in infiltrasietempo veroorsaak. Die redes daarvoor is:

1. Tydens brand vorm daar gas wat in die boonste grondlaag inbeweeg en tydens afkoeling vorm dit ʼn waslaag wat om gronddeeltjies kleef. Hierdie waslaag is hidrofobies (vetterig) en veroorsaak ʼn drastiese verlaging van waterinfiltrasie.
2. Tydens brand word organiese koolstof, wat gronddeeltjies aan mekaar bind, in die boonste grondlaag vernietig. Die losser gronddeeltjies oriënteer nou horisontaal na die eerste besproeiing en vorm sodoende ʼn kors.

(Mills, AJ & Fey, MV, 2004. Frequent fires intensify soil crusting: physicochemical feedback in the pedoderm of long-term burn experiments in South Africa. Geoderma 121(1-2) 45-64.)

Verdere oorsake wat infiltrasie van water in gronde kan beïnvloed, is:

• Dispersie van gronddeeltjies weens chemiese reaksies
• Fyn tekstuur (met ander woorde hoë slik, klei en fyn sand fraksies)
• Verdigting
• Kinetiese energie (grootte) van die waterdruppels vanuit ʼn spilunt
• Benattingsfront (hoe groter, hoe minder is afloop)
• Reste aan die oppervlak (bv. no-till en striptill)

Gevolgtrekking

Dit is duidelik dat die tipe bewerking ʼn geweldige groot impak het op die versadigde infiltrasietempo van hierdie spesifieke grondsoort. Met die oog op effektiewe watergebruik in die lig van kragonderbrekings, is dit uiters noodsaaklik dat seker gemaak word dat daar geen verdigtingslae in die grond voorkom nie. Wanneer daar op hierdie tipe grond groot hoeveelhede water per toediening gegee word, sal daar minimale afloop wees (nִá effektiewe diep bewerkings). Groot hoeveelhede water per toediening het die gevolg dat die spilpunt langer neem om weer dieselfde punt te bereik, wat veroorsaak dat daar kapasiteit in die grond geskep word vir onversadigde vloei, wat vinniger infiltrasietempo’s tot gevolg het.

Die voordeel van hierdie benadering is dat ons toelaat dat die profiel deurlug word en dus meer suurstof in die wortelsone tot gevolg het. Hierdie evaluasie het net weereens bewys dat daar holisties gekyk moet word na praktyke en dat die een faktor die ander beïnvloed. Deur op die basiese te fokus, skep ons die potensiaal vir beter oeste. Tydens die ontwerpveranderinge van spilpunte moet produsente gebruik maak van kenners op hierdie gebied om probleme te voorkom.

Figuur 3 toon ʼn tipiese voorbeeld (in die GWK-gebied) van waar die infiltrasietempo van die grond aan die buitekant van die spilpunt oorskry word.

Figuur 3

Dankie aan Hein Mülke en seuns vir die bystand tydens die waarnemings.

*Literatuurverwysings:

• Hillel D, 1980. Fundamentals of Soil Physics.
• Mills, AJ & Fey, MV, 2004. Frequent fires intensify soil crusting: physicochemical feedback in the pedoderm of long-term burn experiments in South Africa. Geoderma 121(1-2) 45-64.