Anglicky: Effect of particle-size distribution on wind erosion rate and soil erodibility
Zdroj: Zamani, S., Mahmoodabadi, M. 2013. Effect of particle-size distribution on wind erosion rate and soil erodibility. Archives of Agronomy and Soil Science, 59 (12), 1743– 1753, Department of Soil Science, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
Klíčová slova: "velikost agregátu, erozní procesy, erodovatelnost půdy, větrný tunel, rychlost větru"
Dostupný z: http://dx.doi.org/10.1080/03650340.2012.748984
Větrná eroze je vážným problémem, zejména v aridních a semiaridních oblastech. Tato studie byla provedena s cílem vyhodnotit efekty rychlosti větru a textury půdy na míru eroze pomocí aerodynamického tunelu.
Byly vybrány dva různé půdní vzorky na základě jejich zrnitostního složení. První vzorek byl odebrán z obdělávané půdy a druhý z písečné duny, oba z hloubky 0-20 cm. Po vysušení byly vzorky z kultivované půdy prosévány na sítech 2 a 10 mm a vytvořeny dva subvzorky s rozdílnými maximálními velikostmi agregátů. Vzorek písčité půdy byl proséván na sítu velikosti ok 2 mm Takto byly vytvořeny tři vzorky : kultivovaná půda 2 mm (C2), kultivovaná půda 10 mm(C 10), písčitá půda 2 mm(S2). Primární textura vzorků byla analyzována pomocí hydromerické metody (Gee and Or 2002), sekundární pomocí třepačky a suché prosévací metody (Kemper a Rosenau 1986). Rozměry sít byly 4.75,2,1,0.5,0,25 a 0.125 mm. Na základě obsahu částic na každém sítu byla určena zrnitostní struktura.
Vzorky byly podrobeny testům ve větrném tunelu, za simulace různých rychlostí - 2, 9 a 18 m.s-1, měřených ve výšce 20 cm po 5 min. Testovací plocha pro vzorky půdy byla 1m délky x0,4 m šířky. Takto bylo provedeno 27 experimentů (3 opakování). Zadržený deflát byl poté zvážen. Ke zjištění rychlosti eroze byl objem deflátu vydělen plochou testovací zóny a délkou trvání události.
V zrnitostním složení vzorku písčité půdy bylo více částic menších než 0,5mm než v kultivované půdě, kde byly také větší agregáty. Dále maximální velikost agregátů byla menší u C2 než u C10. Hodnoty středního váhového průměru (MWD) S2, C2 a C10 byly 0.3, 0.4, a 0.8%. Rozdíly mezi MWD u C2 a C10 byly dány použitými velikostmi ok v sítech.
Rychlost eroze se zintenzivňuje s rostoucí rychlostí větru. Srovnání intenzity eroze u jednotlivých vzorků ukazuje, že větší množství sedimentu (deflátu) bylo odneseno z S10. U kultivované půdy (C10) byly nižší odnosy, způsobené přítomností větších agregátů. Pro dané rychlosti větru byly rychlosti eroze u S2 3.7, 2.8 a 5.4 krát vyšší než u C2. při srovnání rychlosti eroze S2 a C10 byla rychlost eroze u S2 7.2, 19.3 a 33.9 krát vyšší. Zrnitostní složení půd tedy hraje velkou roli v náchylnosti půdy k erozi. Výskyt makroagregátů na půdním povrchu snižuje intenzitu eroze.
Byla zjištěna nelineární závislost MWD a rychlosti eroze. S rostoucím MWD rychlost eroze klesá až k dosažení konstantní hodnoty.
Eroze větrem je funkcí půdní erodibility a erozivity větru. Díky měření intenzity eroze za různých rychlostí větru mohla být stanovena erodibilita půdy v kontrolovaném prostředí větrného tunelu. Parametr erodibilty pro S2, C2 a C10 byl stanoven na hodnoty 57.73, 12.27 a 1.43. Jinak řečeno, S2 byl 5.6 a 41 krát erodibilnější než C2 resp. C10.
Čím menší MWD tím více roste erodibilita. Byla zjištěna nelineární reverzní závislost mezi velikostí částic a půdní erodibilitou. Avšak převedení výsledků z větrného tunelu na přirozené podmínky je poněkud obtížné. Za tímto účelem byly rychlosti eroze vztaženy k rychlosti větru a interpolovány. Výsledky ukazují, že při zvyšování rychlosti větru roste eroze u S2 lineárně, u C2 a C10 nelinárně(zpomaluje se), z toho u C10 výrazněji než u C2.
Shrnutí: Z výsledků studie je zřejmé, že intenzita eroze se výrazně zvýšila se zvyšujícími se rychlostí větru. Dále bylo ověřeno, že kritický průměr (hranice erodovatelnosti) pro půdní částice je 0,84 mm; u větších částic byly změny rychlosti eroze zanedbatelné. Dále byla stanovena erodovatelnost půdy (K), Byla zjištěna silná závislost erodovatelnosti půdy na středním váhovém průměru částic K =3.382 MWD-1.732(R2= 0.99). Výsledky ukázaly, že s rostoucí rychlostí větru zůstává erodovatelnost písčité půdy S2 konstantní, zatímco kultivované půdy různých zrnitostí (C2 a C10) odolávají lépe rychlosti větru. Výzkum dokládá význam velikosti částic na rychlost větrné eroze a erodovatelnost půdy.
Z praktického hlediska lze říci, že jakýkoliv managemet půdy vedoucí k zvýšení velikosti půdních agregátů a drsnosti povrchu může snížit půdní erodibilitu. Makroagregáty na povrchu půdy jsou odolné proti unášení větrem. Tvorba agregátů je výsledkem interakcí mnoha faktorů včetně prostřední, managementu půdy, vlivu pěstovaných plodin a půdních vlastností.
