CERCETARI ASUPRA EVOLUTIEI TEMPERATURII SOLURILOR DIN CÂMPIA TRANSILVANIEI

Headnote

ABSTRACT. - Câmpia Transilvaniei reprezinta o unitate fizico-geografica si pedologica ce se diferentiaza În cadrul Depresiunii Transilvaniei. Proiectul Început Între Universitatea de Stiinte Agricole si Medicina Veterinara din Cluj si Lousiana State University (SUA) are ca scop evaluarea temperaturii solurilor În scopul stabilirii momentelor optime de Însamântare pentru principalele tipuri de culturi din aceasta regiune. Pentru determinarea temperaturii precum si a umiditatii În profilul vertical al solurilor s-a utilizat microstatiile automate de prelevare de tip HOBO. Pentru realizarea acestui studiu au fost amplasate 20 microstatii care au reusit sa acopere toate unitatile fizico-geografice ce alcatuiesc Câmpia Transilvaniei. Modelul luat În studiu pentru a reusii stabilirea relatiei dintre temperatura solului si momentul optim de Însamântare a fost utilizata metoda gradelor-zi de crestere (growing degree days-GDD). Doua metode au aplicata În cadrul acestui model: 1) temperatura zilnica minima si maxima; 2) media temperaturii zilnice. În urma primului an de studiu a putut fiobservata existenta unei diferente Între temperatura aerului si temperatura solului. Cultura agricola luata, Într-o prima faza, În acest studiu a fost porumbul. Temperatura minima a fost stability la 10°C iar temperatura maxima a fost de 30°C. Prin aplicarea acestui model pentru solurile Câmpiei Transilvaniei, se poate stabilii cu o anumita exactitate momentele optime pentru principalele culturi din aceasta regiune, fapt ce va usura munca agricultorilor.

1. INTRODUCERE

Situata În centrul depresiunii transilvane, Câmpia Transilvaniei ocupa o suprafata de aproximativ 4000 km (395.616 ha), fiind caracterizata printr-un relief colinar cu altitudini cuprinse Între 200 si 600 m. Teritoriul acestei regiuni este dominant În proportie de aproximativ 90% de terenuri agricole, din care 60% arabil si 30% pasuni si fânete (Pop, 2001). Puternicul caracter agricol al câmpiei a fost favorizat, În primul rând de conditiile fizico-geografice (relief, clima, soluri), dar si de apropierea de marile orase. Considerata a figrânarul Depresiunii Transilvaniei, În agricultura acestei regiuni se impun cerealele (grâul, porumb), la care se mai adauga cânepa, tutunul, sfecla de zahar, iar În unele sectoare de lunca se practica legumicultura. Obiectivele acestui studiu au fost de caracterizare a resurselor de sol În functie de evolutia temperaturii solului, pentru care a fost amplasata o retea de 20 statii automate, precum si o analiza a gradelor-zi În functie de principalele culturi. Modelul gradelor-zi a Început sa fie utilizat pe scara tot mai mare la sfârsitul anilor 90, ca o metoda de evaluare a maturitatii culturilor agricole.. Principiul de baza al acestei metode se sprijina pe faptul ca fiecare planta prezinta o temperatura de baza, de la care se declanseaza procesul de crestere si dezvoltare.

2. MATERIAL SI METODA

În scopul evaluarii temperaturii au fost instalate, În cadrul unui program de cercetare ce se extinde pe o perioada de 10 ani, 20 microstatii de prelevare a umiditatii si temperaturii solului În toate subunitatile ale Câmpiei Transilvaniei. Microstatiile utilizate au fost de tip HOBO, Smart Temp (H21-002), dotate cu senzori de temperatura (S-TMB-M002) si senzori de umiditate EC-5 (S-SMC-M005). Amplasarea lor a vizat sa cuprinda principala forma de relief si solul dominant al arealului cercetat si pe care s-a urmarit amplasarea culturilor reprezentative. Temperatura solului a fost Înregistrata la adâncimi stabilite la 10, 30 si 30 cm, În timp ce umiditatea solului a fost prelevata de la adâncimea de 10 cm. Intervalul de Înregistrare a temperaturii si umiditatii solului a fost de 10 minute. Din cele 20 microstatii amplasate În teren, 10 au fost dotate cu pluviografe si cu senzori de Înregistrate a temperaturii aerului la o Înaltime de 110 cm. Datele astfel obtinute au fost utilizate În realizarea de harti digitale ce au reliefat distributia evolutiei temperaturii si umiditatii solului În cei doi ani de experience. În ceea ce priveste harta solurilor Câmpiei Transilvaniei au fost digitizate 1472 poligoane de sol, iar rezultatele au fost prezentate În tabelul 1. Datele de temperatura obtinute de la cele 20 microstatii, au fost utilizate În aplicarea metodei grad-zi de crestere pentru cultura porumbului. Gradele-zi au fost calculate pentru o perioada de 24 ore În functie de valorile de temperatura colectate de la fiecare statie si apoi recalculate utilizând valoarea minima si maxima pentru fiecare zi. Solurile pe care au fost amplasate microstatiile au fost analizate din punct de vedere al proprietatilor fizico- chimice, În timp ce prelevarea probelor s-a realizat pe o adâncime maxima de 60 cm conform metodologiei "Soil Survey Staff- 2002) ". Analizele fizico-chimice ale solurilor au inclus analiza granulometrica prin metoda pipetarii, a reactiei prin metoda potentiometrica, materia organica prin metoda pierderii la calcinare, În timp ce densitatea aparenta cu metoda cilindrului. Harta solurilor din Câmpia Transilvaniei (fig.1), a fost realizata prin scanarea si georeferentierea hartilor pedologice la scara 1:200000 (ICPA, 1988, 1994) si cu ajutorul programului ArcGIS 9.2 (Redlands, CA, USA). Prin urmare, au fost delimitate pentru teritoriul studiat un numar de 1472 poligoane de soluri. Suprafata si ponderea fiecarui tip de sol din suprafata totala a Învelisului de sol este redata În tabelul 1.

3. REZULTATE SI DISCUTII

Datele de temperatura a solurilor obtinute În perioada 2008-2009, au scos În evidenta directii diferite de abordare a evolutiei temperaturii solurilor În cadrul Câmpiei Transilvaniei. Astfel, la microstatiile situate În nordul teritoriul, la adâncimea de 50 cm, au fost Înregistrate temperaturile cele mai scazute din timpul perioadei de vara. În perioada primavara-vara a celor doi ani de studiu, au fost observate aceleasi valori de temperatura pentru cele trei microstatii de pe latura vestica a câmpiei, respectiv Taga, Caianu si Triteni. Aceasta evolutia se schimba odata cu prima luna de toamna (septembrie), observându-se un lucru destul de interesant, În care valorile celor doi parametrii au ramas mai ridicate la Taga, tendinta ce a continuat pâna În luna ianuarie 2009. În aceasta luna, temperaturile de la adâncimea de 50 cm au atins valori pozitive, În timp ce În punctele Caianu si Triteni ele erau sub punctul de Înghet (0°C). Explicatiile acestui fenomen sunt numeroase: 1) valorile extrem de diferite a precipitatiilor (situatie confirmata si de valorile de umiditate); 2) existenta stratului de zapada, ce a aparut mult mai devreme În sectorul Taga, care a constituit un bun "strat izolator" a solului fata de temperaturile mult mai scazute ale aerului atmosferic; 3) aparitia unor diferente termice locale legate de panta, expozitie etc.; 4) influenta umiditatii solului asupra temperaturii, ca o consecinta a influentei apei freatice. În perioada aprilie-mai 2009, la adâncimea de 50 cm, temperaturile solului din punctele Caianu si Triteni Încep sa depaseasca În valoare pe cele de Taga.

Analizând situatia temperaturii solului si umiditatii din punctele situate În centrul si estul Câmpiei Transilvaniei, s-a putut observa aceeasi evolutie diferentiata. Astfel, la adâncimea de 50 cm, În perioada mai-august 2008, temperaturile solului din punctul Dipsa au fost usor mai reduse decât cele din punctele Craiesti si Band. La fel ca si În cazul microstatiei de la Taga, si În cazul celei de la Dipsa s-a remarcat aceeasi tendinta de crestere, dincolo de pragul de 0°C, a temperaturilor fata de cele de la Craiesti si Band. §i În acest explicatiile evolutiei temperaturilor pot fivalabile ca si În cazul precedent.

În urma analizei datelor de temperatura a solului de la cele 20 microstatii, s-a trecut la calcularea regimului de temperatura conform sistemului de clasificare american (Soil Survey Staff- 2006). Acest calcul a constat din realizarea unei medii de temperatura, la adâncimea de 50 cm, repartizata În doua intervale de timp, vara (iunie, iulie, august) si iarna (decembrie, ianuarie, februarie). Primul an de studiu a evidentiat faptul ca În toate punctele analizate media anuala a temperaturii solului, la adâncimea de 50 cm, a fost de aproximativ 10°C. Aceasta valoare Încadreaza solurile Câmpiei Transilvaniei În cadrul regimului de temperatura a solului, mesic, cu existenta unei diferentieri sezoniere. Pentru a stabilii care sunt recomandarile cele mai adecvate pentru plantele de cultura, sunt necesare determinari de temperatura a solului pe un interval de mai ani, Însa acest studiu Îl consideram ca o prima Încercare.

Utilizarea testului LSD a adus o sustinerea a ceea ce au reusit sa evidentieze hartile de interpolare. Pentru sectoarele Craiesti si Filpisu Mare au fost Înregistrat temperaturile cele mai ridicate În perioada de primavara-vara a anului 2009, ceea ce au favorizat lucrarile de Însamântare si apoi de recoltare cele mai avansate din Întreaga Câmpie a Transilvaniei. Analizând culturile agricole existente În teritoriile studiate, consideram ca, cresterea productiilor agricole poate realizata si prin utilizarea În cultura a celui mai bun hibrid, care sa poata fiadaptat conditiilor pedo-climatice. Prin alegerea celui mai adaptabil hibrid pentru o anumita regiune, productiile agricole pot Înregistra sporuri cuprinse Între 620 si 3100 kg ha-1 . Toate aceste sporuri pot fiobtinute si În conditiile aplicarii unei agrotehnici adecvate pe suprafete mari si care sa nu fifost afectate de procesul de farâmitare. Aplicarea metodei grade-zi (GDD) În cazul hibridului de porumb, care a fost selectat pentru acest studiu, s-a avut În vedere determinarea unor parametri, cum ar fi: pierderea umiditatii solului, rezistenta la seceta si rezistenta la atacul insectelor. Inexistenta irigatiilor În cadrul Câmpiei Transilvaniei face ca factorii rezistenta la seceta si cel de pierdere a umiditatii solului sa fie determinanti. Acesti parametri induc plantelor un anumit tip de stres, care poate fiobservat În luna august, ceea ce duce la scaderi mari de productie. Pentru urmatorii ani, În cadrul acestui studiu ne propunem o Îmbunatatire a metodei grad-zi pentru Întreg teritoriul al Câmpiei Transilvaniei, preferându-se, În acelasi timp, o accentuare a cercetarilor asupra culturii de porumb (cea mai raspândita cultura din zona).

4. CONCLUZII

Un prim rezultat al celor doi ani de cercetari asupra temperaturii solurilor din Câmpia Transilvaniei, a fost determinarea regimului termic de tip mesic. Un alt element a fost dat de existenta un diferentieri locale ale temperaturii, impuse mai mult de existenta anumitor factori (panta, expozitie, apa freatica) si mai putin de dispunerea lor geografica. Daca la adâncimile de 10 si 30 cm, diferentierile dintre cele 20 microstatii au fost mai putin evidente la adâncimea de 50 cm. Aceasta evolutie a temperaturii solurilor a influentat si pe cea a perioadei de aparitie si dezvoltare a vegetatiei În sectoarele respective. Utilizarea metodei gradelor-zi (GDD), constituie un mijloc eficient În stabilirea masurilor ce pot ajuta la cresterea productiilor agricole. Existenta unor diferentieri ale temperaturii solurilor necesita alegerea momentelor optime de Însamântare a plantelor de cultura. În contextul schimbarilor climatice care se produc la nivel planetar, aceste momente optime de cultivare s-au modificat si ele. Schimbarile climatice, analizate din punct de vedere al modificarilor de temperatura si precipitatii, pot avea un impact asupra functionarii hidrice si de temperatura si prin urmare asupra posibilitatilor pe le-ar avea agricultorii pentru a intervenii la timp asupra parcelelor lor si a organizarii muncii În cadrul exploatatiei agricole.

References

BIBLIOGRAFIE

1. Anda A., Pinter L., 1994, Sorghum germination and development as influenced by soil temperature and water content, Agron. J. 86, p. 621-624

2. Ash G.H.B., Blatta DA., Davies B., Mitchell B.A., Raddatz R.L., Shaykewich C.F., Wilson J.L., 1999, Agricultural climate of Manitoba [Online], Available at http://www.gov.mb.ca/agriculture/climate/waa50s00.html, Manitoba Agriculture - Food and Rural Initiatives, MB, Canada

3. Arnold C.Y., 1960, Maximum-minimum temperatures as a basis for computing heat units, Am. Soc. Hort. Science

4. Baskerville G.L., Emin P., 1969, Rapid estimation of heat accumulation from maximum and minimum temperatures, Ecology. 50

5. Demetrescu C. si colab., 2001, Lithosphere thermal structure and evolution of the Transylvanian Depression - insights from new geothermal measurements and modeling results, Physics of the Earth and Planetary Interiors, no. 126

6. Helms T.C., Deckard E.L., Gregoire PA., 1997, Corn, sunflower, and soybean emergence influenced by soil temperature and soil water content, Agronom. J. 89, p. 59-63.

7. Pop Gr., 2001, Depresiunea Transilvaniei, Ed. Presa Universitara Clujeana

8. Russelle M.P., W.W. Wilhelm, RA. Olson, Power J.F., 1984, Growth analysis based on degree days, USDA-ARS. Lincoln, NE

9. Serban D.Z., S.B. Nielsen, C. Demetrescu., 2001, Long wavelength ground surface temperature history from continuous temperature logs in the Transylvanian Basin, Global and Planetary Change, no. 29

10. *** Climate charts, 2007, Climate, global warming, and daylight charts and data for Cluj-Napoca, Romania [online]. Available at http://www.climate-charts.com/Locations/r/RO15120.php. Verified 26 May 2009

11. *** ICPA, 1988, Harta Solurilor României-Turda, Bucuresti, România

12. *** ICPA, 1988, Harta Solurilor României-Turda, Bucuresti, România

13. *** Soil Survey Staff, 2002, Field book for describing and sampling soils Version 2.0, USDA-NRCS. US Gov. Print. Office. Washington, DC

14. *** Soil Survey Staff, 2006, Keys to soil taxonomy-10th version, Ed. USDA-NRCS. Pocahontas Press. Blacksburg, VA