Moderní zemědělské postupy, zejména hluboká orba, narušují přirozenou schopnost půdy absorbovat a zadržovat vodu, čímž zvyšují zranitelnost vůči povodním i suchu. Nový výzkum publikovaný v Science 19. března ukazuje, že hluboká orba narušuje mikroskopické dráhy, které umožňují vodě efektivně pronikat do půdy. Tato degradace je nejen neúčinná pro růst plodin, ale také aktivně snižuje odolnost půdy vůči extrémním výkyvům počasí.
Jak byla studie provedena
Vědci pod vedením geofyzika Qibin Shi z Čínské akademie věd použili novou metodu sledování pohybu vody v podzemí. Jako vysoce citlivé seismické senzory nasadili optické kabely – běžně používané pro vysokorychlostní internet. Tyto kabely jsou schopny detekovat i nepatrné vibrace způsobené prouděním vody půdou.
Experiment proběhl na zemědělské testovací farmě Harper Adams University v Anglii. Vědci připravili 27 pozemků pomocí tří různých hloubek orby: bez orby, mělké orby (10 cm) a hluboké orby (25 cm). Každá hloubka se také lišila v závislosti na hmotnosti použitého zařízení a kontrolovalo zhutňování půdy.
Klíčová zjištění: Orba narušuje pohyb vody
Během tří dnů v březnu 2023 tým sledoval, jak dešťová voda interaguje s každým místem. Výsledky byly jasné: hlubší orba a větší zhutnění vedly k většímu hromadění vody na povrchu spíše než k zdravé infiltraci. Tato povrchová voda se rychle odpařovala na slunečním světle, což zhoršovalo suché podmínky. Naopak méně obdělaná půda umožnila rovnoměrnější distribuci vody v podzemí.
Věda o tom: Narušení kapilárního působení
Studie vysvětluje, že voda se přes porézní půdu pohybuje spíše kapilárním působením než gravitací. Drobné prostory mezi částicemi půdy fungují jako kapiláry – stejné síly, které umožňují vodě stoupat uvnitř úzké skleněné trubice. Tento pohyb není způsoben vodou padající do půdy, ale jejím přitahováním k půdě prostřednictvím adheze a soudržnosti mezi molekulami vody.
Když jsou tyto cesty přerušeny orbou nebo zhutněny těžkou technikou, kapilární síly zesílí a brání proudění vody. Model potvrdil, že poškozená půdní síť zachycuje vodu blízko povrchu, takže je náchylnější k vypařování a odtoku.
„Narušení přirozené struktury půdy ztěžuje nejen zemědělství, ale také půdu méně stabilní v měnícím se klimatu,“ říká Qibin Shi.
Tento výzkum zdůrazňuje potřebu přehodnotit tradiční metody orby ve prospěch metod, které udržují strukturu půdy a zlepšují zadržování vody. Dlouhodobé důsledky pokračující hluboké orby jsou jasné: zvýšené riziko povodní i sucha a možná i snížení zemědělské produktivity.
