Půda je složitý systém, který se skládá ze tří základních složek: pevných částic (minerálních zrn, organické hmoty, mikroorganismů), vody a vzduchu. Mezi pevnými částicemi půdy se nacházejí drobné mezery, kterým říkáme póry. Tyto póry mohou být vyplněné vodou, vzduchem, nebo jejich kombinací. Vlhkost půdy vyjadřuje, kolik vody se v těchto pórech a na povrchu půdních částic právě nachází.
Maximální množství vody, které může půda zadržet, závisí na jejím složení. Písčitá půda má velké póry, kterými voda rychle protéká, a proto zadrží relativně málo vody. Jílovitá půda má naopak póry velmi jemné, které vodu zadržují silně, ale zároveň ji tak pevně drží, že ji kořeny rostlin mohou jen obtížně využít. Vhodný poměr písku, prachu, jílu a humusu zadrží přiměřené množství vody a zároveň ji postupně uvolňuje kořenům rostlin.
Organická hmota (humus) v půdě funguje jako houba, která výrazně zvyšuje schopnost půdy zadržovat vodu. Humus na poli je proto na poli nesmírně důležitý protože v sobě dokáže zadržet obrovské množství vody a živin, které pak postupně uvolňuje kořenům rostlin. Půda bohatá na humus je kypřejší, lépe provzdušněná a plná půdních organismů, od žížal po mikroskopické bakterie, které ji neustále oživují a zúrodňují.
Vybudovat vrstvu kvalitního humusu trvá desítky až stovky let, ale ztratit ji lze překvapivě rychle — stačí, když vítr nebo přívalový déšť odnese vrchní vrstvu úrodné ornice. Právě tomu říkáme eroze a na velkých holých lánech bez mezí, remízků a ochranných pásů zeleně k ní dochází velmi snadno. S každým centimetrem odnesené půdy mizí právě ta nejcennější, humusem nejbohatší vrstva. Takové pole ztrácí schopnost zadržet vodu, písčitá půda bez humusu rychle vysychá a pole se postupně stává chudším a méně úrodným. Proto je tak důležité erozi předcházet — ať už správným střídáním plodin, oráním po vrstevnicích, ponecháváním rostlinných zbytků na povrchu, nebo vysazováním ochranných pásů stromů a keřů, které vítr a vodu zpomalí dřív, než stihnou půdu odnést.
Když má rostlina málo vody, je to podobné jako když je člověk dehydrovaný – ztrácí sílu, „ochabuje“ a při dlouhodobém nedostatku rostlina odumírá. Existují různé způsoby, jak rostliny příjímají vláhu. Běžné kořeny rostlin přijímají vodu z půdy spolu s rozpuštěnými minerálními živinami (dusík, fosfor, draslík a další). Voda pak putuje cévními svazky rostliny vzhůru a nakonec se odpařuje z listů transpirací. V listech probíhá za přítomnosti vody fotosyntéza, při které rostlina spotřebovává oxid uhličitý a vodu k tvorbě cukrů. Tento nepřetržitý tok vody z půdy je pro rostlinu nezbytný: zajišťuje výživu, udržuje buněčný tlak (turgor), díky kterému je stonek vzpřímený a listy napjaté. Když vlhkost půdy klesne pod určitou úroveň, kořeny nedokážou odebírat dostatek vody, turgor klesá a rostlina vadne — nejprve přechodně (po zavlažení se vzpamatuje), ale při dlouhodobém suchu nevratně. Při experimentálním pěstování čiroku nás zajímá, z jakého sucha půdy se rostliny ještě dokáží vzpamatovat. Proto sledujeme vlhkost půdy jako klíčový ukazatel.
Je-li je půda příliš suchá, biologická aktivita se téměř zastaví. Když je naopak zcela nasycená vodou (po dlouhodobých deštích nebo při záplavách), z pórů je vytlačen veškerý vzduch a mikroorganismy, které potřebují kyslík, nemohou dýchat. V takových podmínkách začnou převládat organismy, které žijí bez kyslíku a začínají nežádoucí procesy jako je hniloba kořenů. Proto nás zajímavá nejen reakce rostlin na sucho, ale také na dostatek nebo i přebytek vláhy.
Vlhkost půdy rovněž výrazně ovlivňuje její teplotu. Voda má vysokou tepelnou kapacitu, což znamená, že k ohřátí určitého množství vody je třeba dodat více energie než k ohřátí stejného množství vzduchu nebo suchého písku. Vlhká půda se proto na jaře ohřívá pomaleji než suchá a na podzim pomaleji vychládá. Zemědělci to dobře vědí — na podmáčených polích se jaro „opožďuje", protože půda se déle zahřívá na teplotu, při které mohou klíčit semena a růst kořeny. Naopak v létě je vlhká půda příjemně chladná na dotek, zatímco suchý písek na slunci může mít teplotu povrchu přes 60 °C. Vhodná teplota půdy je důležitá pro klíčení semen. Proto sledujeme teplotu půdy v pokusné ploše, abychom věděli, kdy je nejlepší zasít rostliny pro náš experiment.
Vlhkost půdy není důležitá jen pro rostliny. V půdě žijí miliardy mikroorganismů — bakterie, houby, prvoci — a bezpočet drobných živočichů, jako jsou žížaly, roztoči nebo chvostoskoci. Všechny tyto organismy potřebují k životu vodu. Žížaly například dýchají celým povrchem těla a mohou to dělat jen tehdy, když je jejich kůže vlhká. Proto se za sucha stahují do hlubších vrstev půdy a za deště vylézají na povrch. Půdní mikroorganismy rozkládají odumřelé rostlinné zbytky a přeměňují je na humus a minerální živiny, které pak mohou rostliny opět využít. Tento rozklad probíhá nejúčinněji při optimální vlhkosti — přibližně mezi 50 a 70 % nasycení pórů vodou.
VWC je zkratka z angličtiny — Volumetric Water Content — a česky to znamená objemový obsah vody v půdě. Zní to složitě, ale ve skutečnosti je to docela jednoduchá věc.
Představ si krychli půdy — třeba takovou, která má hranu 10 centimetrů, tedy celkový objem jeden litr. Tahle kostka není jen z hlíny nebo písku. Uvnitř jsou mezi zrnky spousty maličkých mezer, dutin a chodbiček — něco jako miniaturní jeskyní systém. A právě v těchto mezerách se drží voda, když zaprší nebo když zaléváš záhon.
VWC ti říká, kolik z celkového objemu té krychle s půdou tvoří právě voda. Když naše meteosonda ukazuje VWC třeba 30 %, znamená to, že z našeho jednoho litru půdy zabírá voda 0,3 litru — tedy skoro třetinu. Zbytek je samotná hlína, zrnka písku, kaménky a vzduch v mezerách.
Pokud by té krychli nebyl žádný písek ani hlína, jenom samá voda, pak by hodnota VWC byla 100%.
Úplně suchá půda má VWC blízko nule — mezery mezi zrnky jsou vyplněné jen vzduchem. To se ale v přírodě stává jen za velkého sucha, protože s rostoucí hloubkou pod povrchem si půda většinou nějakou vodu udrží.
Po vydatném dešti může VWC vyskočit třeba na 40 nebo i 50 % — to znamená, že skoro polovina objemu půdy je voda. Půda je tehdy hodně promočená, šlapeš do ní a boty se ti boří. Hodně záleží na tom, jaká půda to je. Písčitá půda má velké mezery mezi zrnky, takže voda jí rychle proteče a VWC brzy klesne. Jílovitá (hlinitá) půda má naopak drobounké mezery, vodu drží jako houba a VWC zůstává vyšší dlouho.
Znát VWC je nesmírně užitečné pro každého, kdo pěstuje rostliny — ať už je to zahradník, zemědělec, nebo třeba vědec zkoumající přírodu. Když je VWC moc nízké, rostliny začnou vadnout, protože nemají co pít. Když je naopak moc vysoké a voda tam stojí příliš dlouho, kořeny se mohou začít dusit — potřebují totiž i vzduch, nejen vodu.
Meteosonda měří VWC pomocí speciálního čidla zastrčeného v zemi. Většina takových čidel funguje tak, že vysílají do půdy slabý elektrický signál a sledují, jak se šíří. Voda totiž vede elektřinu úplně jinak než suchá hlína nebo vzduch, a podle toho čidlo pozná, kolik vody kolem sebe má. Naše čidlo měří relativní permitivitu, která je přibližně 1 pro vzduch a 80 pro čistou vodu. Z toho pak výpočtem určíme, jaký je objemový obsah vody v půdě (VWC). Naše čidlo je umístěné 20 cm pod povrchem pokusné plochy, v místě kam dosahují kořeny rostlin. Přesné informace o tom, jak se vlhkost v této hloubce mění jsou důležité pro výzkumníky na univerzitě, kteří budou vyhodnocovat růst rostlin během experimentu.
¶ Shrnutí jednou větou
VWC ti jednoduše říká, jak moc je půda mokrá — ne jestli je mokrá na povrchu od deště, ale kolik vody je skutečně schované uvnitř, mezi zrnky hlíny, tam kde ji kořeny rostlin potřebují.