Pomanjkanje vode ali sušni stres je eden glavnih dejavnikov, ki zavirajo rast in razvoj rastlin, saj so neposredno ali posredno prizadeti vsi procesi v rastlini. Pri hmelju je zadostna količina vode v tleh zelo pomembna za količino in kakovost pridelka. Pomanjkanje vode se odraža v manjšem pridelku, neenakomernem dozorevanju, neenakomerni velikosti storžkov ter manjši količini lupulina. Največji direktni vpliv na vodo v tleh ima namakanje, ki je praksa oskrbe z vodo na območju cone korenin rastlin, da se omogoči kmetovanje v sušnih območjih ali za nadomestitev vode v polsuhih ali polvlažnih regijah. Z namakanjem tako preprečimo stres rastlin in zagotavljamo vsakoletne velike in kakovostne pridelke.
Intenzivna pridelava hmelja na prodnatih področjih Savinjske doline je že zelo zgodaj pokazala, da je namakanje hmelja nujno potreben tehnološki proces. Za namakanje je Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije (IHPS) preizkušal različno namakalno opremo. Tako so se prve raziskave različnih tehnik namakanja pričele že leta 1958, ko je bilo preizkušeno namakanje z razprševanjem vode nad žično konstrukcijo, leta 1960 s preizkušanjem namakanja z razpršilci na drogovih žičnice in pet let kasneje s preizkušanjem pol stabilne namakalne naprave v nasadih hmelja ob hkratnem škropljenju sredstev za varstvo rastlin skozi namakalni sistem.
Po letu 1982 so se začele obsežnejše raziskave bobnastih namakalnikov (rolomatov). Raziskave so se po letu 1995 usmerile v preučevanje kapljičnih namakalnih sistemov v hmeljarstvu. Poudariti je potrebno, da je bilo hmeljarstvo ena izmed prvih panog v kmetijstvu, kjer je država investirala v namakalne sisteme. Zaradi organiziranosti v hmeljarstvu je bilo vodenje in vzdrževanje namakalne opreme in namakalnih sistemov eno najbolj vzornih v Sloveniji.
V povezavi s tem je pomemben podatek, da je bila na IHPS že v letu 1974 zgrajena evapotranspiracijska postaja (lizimeter). Isto leto so se pričele tudi meritve evapotranspiracije hmeljnih rastlin in vzporedno z njimi raziskave o možnosti za napoved potreb po namakanju v hmeljskih nasadih. Na osnovi teh raziskav se je od leta 1980 dalje uvedla prognoza namakanja hmelja. Le-ta je bila v letu 1997 dopolnjena v smislu fizioloških pokazateljev sušnega stresa različnih kultivarjev hmelja.
Danes se na IHPS v okviru strokovne naloge izdaja napoved namakanja za več tipov tal za tehnologijo namakanja z rolomati. Poleg tega se s področja namakanja hmelja opravljajo različni tržni poskusi ter raziskave v okviru slovenskih in evropskih projektov.
V raziskavah na področju namakanja smo se v zadnjih dvajsetih letih koncentrirali predvsem na preučevanje kapljičnih tehnologij namakanja v hmeljarstvu z vidika vpliva le-tega na količino in kakovost pridelka hmelja ter v razvoj oziroma v podporo odločanja o namakanju. V novejših raziskavah smo se usmerili tudi na modeliranje distribucije vode v tleh pri uporabi nadzemnega kapljičnega namakalnega sistema v hmeljiščih. Sodelovali smo pri dveh projektih CRP pod vodstvom Biotehniške fakultete na tematiko namakanja. Pridobili smo podoktorski projekt, v okviru katerega smo preučevali učinkovitost kapljičnega namakanja v hmeljarstvu, ter dva projekta LAS spodnje Savinjske doline, v okviru katerih smo vzpostavili pilotno namakalno lokacijo na IHPS ter nabavili osnovno opremo za določanje fizikalnih lastnosti tal, ki so pomembne za namakanje.
V zadnjih letih smo v okviru projektov EIP ter pilotnih projektov iz Programa razvoja podeželja 2014‒2020, v katerih smo sodelovali oziroma jih vodili, vzpostavili pilotno napoved namakanja hmelja tudi za kapljično tehnologijo.
V zadnjih letih se naše aktivnosti nanašajo tudi na posodobitve in novogradnje namakalnih sistemov v Savinjski dolini, pri čemer odlično sodelujemo s KGZS – zavodom Celje. V letu 2018 je Ministrstvo za kmetijstvo, gozdarstvo in prehrano Republike Slovenije v okviru Programa razvoja podeželja Republike Slovenije za obdobje 2014‒2020 objavilo 1. javni razpis za podukrep 4.3: Podpora za naložbe v infrastrukturo, povezano z razvojem, posodabljanjem ali prilagoditvijo kmetijstva in gozdarstva, za operacijo: Tehnološke posodobitve namakalnih sistemov, ki so namenjeni več uporabnikom. Namakalni sistemi so bili namreč po več kot 30 letih delovanja dotrajani in tehnološko zastareli. Na tem razpisu je, poleg drugih namakalnih sistemov iz Spodnje Savinjske doline (namakalni sistemi Breg, Gotovlje, Šempeter-Vrbje, Latkova vas), za prvo fazo posodobitev kandidiral tudi namakalni sistem Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije. Vloge na javni razpis so bile oddane konec meseca avgusta 2018, naš doprinos pa je predstavljal izdelave elaboratov prihrankov energije, vode ter elaborat namakanja, vse potrebne GIS analize ter vodenje postopkov predhodne presoje vplivov na okolje za vse navedene namakalne sisteme. V decembru 2021 so bile oddane še tri vloge za prvo fazo posodobitev namakalnih sistemov, in sicer Novo Celje A, B in C. V letu 2022 pa smo sodelovali pri oddaji vlog za druge faze posodobitev vseh omenjenih namakalnih sistemov iz leta 2018, vključno s sistemom IHPS ter sistemov Pod Letušem in Šmatevž.
Tla nudijo oporo rastlinskim koreninam ter zadržujejo v sebi vodo in hranilne snovi, ki jih rastline srkajo preko koreninskega sistema. Tla so sestavljena iz trdnega dela, vode (talne raztopine) ter zraka. Osnovni talni delci se med sabo povezujejo v večje skupke – strukturne agregate, medtem ko prazen prostor med trdnimi delci – pore zasedata voda in zrak. Kadar so tla suha, v porah prevladuje zrak, in obratno – v mokrih tleh v porah prevladuje voda. Pravimo, da sta voda in zrak v obratnem sorazmerju. Več kot je vode, manj je zraka in obratno. Pore se delijo na makro (večje) in mikro (manjše) pore. Za rastline je najboljše stanje, ko makro pore zapolnjuje zrak in mikro pore voda. Odločilno vlogo pri vezavi vode ima fizikalno kemijska vloga osnovnih delcev tal – teksture tal.
Razmerje med talnimi delci različnih velikosti določa osnovne lastnosti tal, med ostalimi tudi vodne lastnosti tal. Tako je značilno za tla, kjer je delež peska večji kot 50 % in hkrati delež gline manjši kot 20 %, da imajo zelo nizko sposobnost vezave vode. V takšnih tleh je veliko makro por, ki omogočajo, da voda (padavine ali voda dodana z namakanjem) hitro odteče, hkrati pa tla ne uspejo zadržati večjih količin vode. Na drugi strani pa so tla, ki imajo, na primer, delež gline večji kot 30 %. Takšna tla uspejo zadržati 40 % in več vode kot peščena tla.
Tla zadržujejo vodo z različnimi zadrževalnimi silami. Te sile povzročajo, da se voda veže okoli talnih delcev kot nekakšna tanka prevleka (film). Glede na silo, s katero je voda vezana v tleh, so pomembni naslednji pojmi:
- odcedna ali gravitacijska voda,
- rastlinam dostopna voda,
- točka poljske kapacitete in
- točka venenja.
Odcedna ali gravitacijska voda je tista, ki je v tleh vezana s silo manjšo od 0,33 bar. Praktično je to tista voda, ki odteče po makroporah iz z vodo popolnoma nasičenih tal v 48 urah in je rastlina ne uspejo črpati v daljšem časovnem obdobju. Pri opredelitvi, koliko rastlinam dostopne vode lahko določena tla vežejo, je zato ne upoštevamo.
Točka venenja označuje tisto točko, kjer je voda v tleh vezana s takšno silo, da je večini rastlin postala nedostopna ter zato začnejo rastline veneti. V tej točki je sila, s katero je voda vezana v tleh, 15 barov.
Točka poljske kapacitete je tista točka, ko iz tal odteče vsa gravitacijska voda in se sicer od tal do tal razlikuje, vendar je dogovorno povprečna sila, s katero je voda vezana v tleh, enaka 0,33 bar.
Rastlinam dostopna voda je vsa tista voda, ki je vezana s silo med točko venenja in poljsko kapaciteto.
V laboratoriju se določi, kolikšno količino vode vežejo tla ob določenem pritisku. Odnos med silo, s katero je voda vezana v tleh ter njeno količino v tleh, ponazarja vodnozadrževalna krivulja (vodnoretenzijska ali tudi tudi pF krivulja). Običajno izražamo količino vode v deležu (%) ali absolutni količini, to je mm. Pri dodajanju vode z namakanjem ali oceni dnevnih izgub vode iz tal pa se izrazi količina vode skoraj vedno le v mm. Do dolžinske enote (mm) pride zaradi tega, ker se podaja količina vode (l=1000 cm3) na enoto površine – m2 ali 10000 cm2. Torej je 1 l vode na površini kvadratnega metra visok 1 mm (1000 cm3/10000 cm2).
Rastline pri procesu dihanja – transpiraciji izgubljajo vodo. Dihanje rastlini omogoča, da pridobi energijo za svoje življenje z oksidacijo sladkorjev. Količina vode, ki jo izgubijo, je odvisna od razvoja oziroma fenofaze rastline, ta pa je v neposredni zvezi z velikostjo listne površine. Večja kot je rastlina, večje so izgube vode s transpiracijo. Obseg transpiracije je seveda odvisen tudi od vremenskih dejavnikov, kot so relativna zračna vlaga, temperatura, sončno sevanje in veter. Povsem jasno je, da je izguba vode s transpiracijo zelo različna glede na kulturo in celo med rastlinami istega nasada oziroma posevka.
Evapotranspiracija pomeni skupno izgubo vode s procesom dihanja (transpiracije) in izhlapevanja iz tal (evaporacije). Merjenje izgub vode je sorazmerno težko in drago, zato so skušali razviti številne modele, ki bi na osnovi meteoroloških parametrov pomagala oceniti izgube vode. V svetu je najpogosteje uporabljena metoda za izračunavanje evpotranspiracije po Penmanu oziroma rahlo korigirana metoda, ki se imenuje Penman – Monteith. Izračuna vrednost po tej metodi, poimenovana potencialna evapotranspiracija (ETo), služi kot referenčna in z njo primerjamo evapotranspiracijske izgube posamezne rastlinske vrste. Faktor rastline omogoča, da lahko na podlagi meteoroloških parametrov ocenimo evapotranspiracijske izgube za posamezno rastlinsko vrsto (ETc) po sledeči enačbi:
ETc = ETo * Kc
ETc =dejanska evapotranspiracija mm/dan
ETo = referenčna ali potencialna evapotranspiracija (izračunana) mm/dan
Kc = faktor rastline (se spreminja z razvojem rastline
Poznavanje evapotranspiracijskih izgub je nujno potrebno za pravilno načrtovanje namakalnih sistemov, akumulacij vode ter nenazadnje tudi količine vode ob namakanju. Potrebno je poudariti, da gre večji delež izgub vode iz tal na račun izhlapevanja in manj zaradi dihanja rastlin, ko je rastlina majhna (majhna listna površina), kasneje, ko rastlina doseže končno velikost, je večji delež izgub vode iz tal zaradi dihanja rastlin in manj zaradi izhlapevanja iz tal.
Povezava do agrometeoroloških postaj (Adcon Telemetry) v Celjski in Koroški regiji: http://agromet.mkgp.gov.si/APP/Home/METEO/3
Povezava do podatkov o evapotranspiraciji in padavinah za samodejne postaje ARSO:
