Obrana doktorskog rada :: Jasmina Defterdarović, mag. ing. agr.

Identifikacija i kvantifikacija hidrauličkih svojstava tla i preferencijalnih tokova u padinskom poljoprivrednom tlu (Identification and quantification of soil hydraulic properties and preferential flow in agricultural hillslope soil)

26.3.2025. u 10:00 sati, Velika vijećnica Sveučilišta u Zagrebu Agronomskog fakulteta (VI. paviljon)

Mentor doktorskog rada:

• izv. prof. dr. sc. Vilim Filipović

Povjerenstvo za obranu doktorskog rada:

• prof. dr. sc. Gabrijel Ondrašek, Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet
• izv. prof. dr. sc. Vedran Rubinić, Sveučilište u Zagrebu Agronomski fakultet
• izv. prof. dr. sc. Zoran Kovač, Sveučilište u Zagrebu, Rudarsko-geološko-naftni fakultet

Sažetak doktorskog rada:
U biljnoj proizvodnji posebno su zahtjevna padinska tla uslijed degradacije tla koja se javlja kao posljedica obrade i velike heterogenosti u svojstvima tla čak i na relativno malom području. Navedeno dovodi do pojave neravnotežnih procesa toka i pronosa tvari, odnosno do bržeg otjecanja agrokemikalija do površinskih voda i/ili podzemnih voda. Glavni cilj doktorske disertacije bio je utvrditi hidrološke procese koji se odvijaju u tlu tijekom i nakon pojedinih vremenskih (ne)prilika, a imaju izravan utjecaj na agroekosustav i potencijalne opasnosti za okoliš putem erozije i onečišćenja površinskih i podzemnih voda.

Istraživanje je provedeno na vinogradarsko-vinarskom pokušalištu Jazbina tijekom dvogodišnjeg razdoblja (2021. – 2022.) na rigolanom tlu iz pseudogleja obronačnog (Dystric Stagnosol). Obronak je podijeljen prema nagibu na tri pozicije, odnosno na vrh, sredinu i dno padine. Nagib između vrha i sredine padine iznosi 17,5%, dok je između sredine i dna 25,4%. Na istraživanoj lokaciji su uzeti uzorci tla na vrhu, sredini i dnu u tri ponavljanja kako bi se odredila fizikalna, kemijska i hidraulička svojstva tla. Na svakoj poziciji su postavljeni nevagajući tlačni pasivni lizimetri na 40 cm dubine u kojima je mjeren volumen vode jednom mjesečno. Klimatski podaci prikupljani su na meteorološkoj stanici postavljenoj na sredini padine. Na dnu padine je mjereno površinsko otjecanje i potpovršinsko procjeđivanje u tri ponavljanja. Na istraživanoj padini su postavljeni i senzori za mjerenje volumetrijske vlage tla te vodnog potencijala tla, a na površini tla je mjerena i infiltracija. Tok vode u tlu je određen aplikacijom briljantno plavog bojila i kalijeva bromida. Na kraju je provedeno numeričko modeliranje toka i retencije vode u terenskim i laboratorijskim uvjetima u HYDRUS-1D programu koristeći modele dvostruke poroznosti i propusnosti.

Provedenim istraživanjima kao najbolji model za procjenu hidrauličkih svojstava tla na heterogenim tlima pokazao se van Genuchtenov bimodalni model. Analizom prostorne i vremenske dinamike vodnog režima istraživane padine utvrđen je utjecaj preferencijalnih tokova na hidrologiju padine. Razlike u toku vode utvrđene su ne samo ovisno o poziciji na padini nego i između ponavljanja. Također je utvrđena prisutnost lateralnog preferencijalnog toka kada se nakon pojedinih kišnih događaja nije zabilježila razlika u vlazi tla na površini, ali je u većim dubinama. Numeričkim modeliranjem utvrđena je najveća pouzdanost modela dvostruke poroznosti. Model se pokazao pouzdaniji u simulacijama kolona u usporedbi s terenskim mjerenjima gdje bi se vjerojatno boljim pokazao još kompleksniji model, na primjer HYDRUS-3D. Utvrđene razlike u toku vode na istraživanoj padini ovisno o mjesecima, poziciji na padini, ali i mjernim instrumentima upućuju na opasnost različite brzine transporta agrokemikalija što ima negativni ekološki i financijski utjecaj.

Ključne riječi: tla vinograda, pseudoglejna tla, preferencijalni tokovi vode u tlu, senzori, HYDRUS, hidraulička svojstva tla, kolone s neporušenim tlom, heterogenost fizikalnih svojstava tla