www.old.acta-agrophysica.org / monografie
wróć do listy rozdziałów
 
Agrometeorology research
(Pobierz wersję PDF )
Ed. by Jacek Leśny
Katerdra Agrometerologii Uniwersytet Przyrodniczy ul. Piątkowska 94, 60-649 Poznań, Poland

Acta Agrophysica 185 (2010)

streszczenie: W pierwszym rozdziale monografii analizowany wpływ opadów i nawożenia na plony buraka cukrowego i zawartość cukru w południowej Polsce. Dane pochodziły ze Stacji Oceny Odmian położonych w południowej Polsce. Buraki cukrowe uprawiane były na glebach kompleksu pszennego bardzo dobrego i dobrego w latach 1989-2005. Stosując model regresji zbadano zmienność plonu korzeni i liści buraka cukrowego a także procentowej zawartości cukru w korzeniach pod wpływem następujących czynników: opad w okresie kwiecień-czerwiec, opad w okresie lipiec-wrzesień, nawożenie azotem, fosforem i potasem, rok uprawy. Zmienność plonu korzeni buraka cukrowego pod wpływem opadu kwiecień-czerwiec (w badanym przedziale 140-240 mm) wynosiła 30 dt*ha-1, a optymalną wartością było 223 mm. Opad od lipca do września (w przedziale 150-310 mm) modyfikował plon o 29 dt*ha-1. Najwyższe plony osiągano przy 310 mm opadu. Nawożenie azotem i potasem w badanym zakresie, tj. odpowiednio 110-160 i 120-180 kg*ha-1, wpływało dodatnio na uzyskiwane plony korzeni buraków. Dawki fosforu przekraczające 60 kg*ha-1powodowały obniżenie plonu korzeni buraka cukrowego. Plon liści wzrastał w miarę wzrostu opadu zarówno w okresie kwiecień-czerwiec jak i lipiec-wrzesień, przy czym opad w pierwszym okresie modyfikował plon o 45 dt*ha-1a w drugim aż o 130 dt*ha-1. Wzrost nawożenia azotem i potasem powodował obniżenie, natomiast zwiększanie dawki nawożenia fosforem przyczyniało się wzrostu plonu liści buraka. Zawartość cukru w korzeniach buraka wyrażona w procentach silnie reagowała na wielkość opadu. Wraz ze wzrostem opadu w okresie kwiecień-czerwiec spadek zawartości cukru wynosił 2,8 p.p., a w okresie lipiec - wrzesień aż 5,5 p.p. Zawartość cukru wzrastała pod wpływem nawożenia potasem, natomiast nie stwierdzono zmian jej wartości pod wpływem nawożenia azotem i fosforem. W rozdziale drugim kontynuowano rozpoczęty temat ale dla danych z terenów wschodniej Polski. Buraki cukrowe uprawiane były na glebach kompleksu pszennego bardzo dobrego, dobrego i wadliwego w latach 1991-2005. Optymalnym dla uzyskania najwyższych plonów korzeni i liści okazał się układ czynników: opad kwiecień-czerwiec 119 mm (najniższy badany) i opad lipiec wrzesień - 266 mm (najwyższy badany). Najmniej korzystny dla plonu korzeni był układ, w którym najwyższym opadom IV-VI (215 mm) towarzyszyły najniższe opady VII-IX (124 mm), a dla liści - najniższe opady obu tych okresów (119 mm i 124 mm). Zawartość cukru była najwyższa, gdy opady dwóch okresów były w minimum, a najniższa, gdy osiągały wartości maksymalne. W rozdziale trzecim monografii przedstawiono ogólną charakterystykę przestrzennej zmienności występowania przymrozków w dwóch miesiącach wiosennych (kwiecień, maj) we wschodniej Polsce (1988-2007). Analiza opiera się na pomiarach temperatury powietrza na wysokości 2 m n.p.g., na 17-tu stacjach meteorologicznych. Średnia liczba dni z przymrozkami wiosną we wschodniej Polska rosła w kierunku północnym (poza obszar między Rzeszowem, a Zamościem). ). W kwietniu było sześć razy więcej takich dni na Nizinie Podlaskiej niż w Sandomierzu i w okolicach Przemyśla (w maju prawie 2 dni). Na wszystkich stacjach meteorologicznych dominują przymrozki 1 dniowe. Temperatura minimalna najczęściej występowała w przedziale od 0 do -2oC (od średnio 2,8 dni w Tarnowie do 6 w Białymstoku). Od końca lat 80-tych XX wieku, przymrozki na analizowanym obszarze najczęściej występowały w kwietniu podczas zalega-nia wyżu nad Europą Środkową oraz podczas napływu powietrza arktycznego z północy. W maju przymrozki występowały dość często podczas silnych wyżów na Półwyspie Skandynawskim, które determinowały adwekcje mas powietrza arktycznego z północnego wschodu. W kolejnym rozdziale przedstawiono rozkład przestrzenny Sum Temperatur Aktywnych (SAT) i Sum Temperatur Efektywnych (GDD) w Polsce w celu dokonania ogólnej klimatologicznej oceny przydatności regionu do uprawy winorośli. Lata ekstremalne pod względem termicznym z okresu 1999-2008 analizowano przestrzennie, oraz badano zmiany obszarów posiadających korzystne warunki termiczne (uwzględniając SAT i GDD) do uprawy winorośli. Zmiany przestrzennego zasięgu korzystnych warunków termicznych Polski zostały następnie porównane z wybranymi krajami Europy Środkowej: Czechami, Słowacją i Węgrami. W latach korzystnych termicznie 57% obszaru Polski posiada warunki dobre dla uprawy winorośli (klasyfikacja GDD) oraz wystarczające dla uprawy nawet późnych i bardzo późnych odmian winorośli (wg SAT). Jednakże, w wybitnie niekorzystnych termicznie latach, kiedy dostawa ciepła nie jest wystarczająca dla winorośli, obserwowane są rozległe obszary posiadające wątpliwe warunki do uprawy winorośli (63% powierzchni Polski) lub odpowiednie jedynie dla mrozo- i chorobo odpornych odmian winorośli (odmian rezystentnych). Celem analiz prezentowanych w kolejnym rozdziale jest ocena wpływu warunków pogodowych na plon ziarna kukurydzy. W analizach wykorzystano dane Głównego Urzędu Statystycznego z lat od 1992 do 2008. Ocenę warunków klimatycznych plonowania kukurydzy wykonano za pomocą agrometeorologicznych statystycznych modeli prognoz plonów z indeksem pogodowym (WI). Do analizy wykorzystano dane meteorologiczne z lat 1921-2008 dla Puław. Wyniki pokazują, że najniższe zmienności plonów występują w południowo-wschodniej części Polski, gdzie warunki klimatyczne są bardziej odpowiednie dla uprawy kukurydzy niż w regionach północnych. Oznacza to, że na północy, brak ciepła jest nadal czynnikiem ograniczającym wzrost produkcji kukurydzy. Analiza pogodowego indeksu wydajności kukurydzy (WI) dla Puław między 1921 i 2009 pokazuje poprawę warunków klimatycznych uprawy kukurydzy. Nastąpił wzrost częstości lat o korzystnych warunkach dla uprawy kukurydzy (WI> 105), wraz z malejącą liczbą lat o niekorzystnych warunkach (WI <95). W tym samym czasie, w latach 2006 i 1994 susze, które wystąpiły w okresie wiosenno-letnim, spowodowały bardzo niską wydajność. Analiza pogodowego indeksu wydajności kukurydzy wskazuje, że w ostatnich latach, jego zmienność w czerwcu i lipcu (WIJJ) zwiększa się, podczas gdy WIMJ i WIJA przyjmują wyższe wartości i są bardziej stabilne niż w latach poprzednich. W rozdziale szóstym przedstawiono zastosowania niskopułapowej teledetekcji lotniczej do oceny wpływu skutków suszy na stan upraw w różnych regionach Polski. W pracy scharakteryzowano opracowaną autorsko metodykę wykonywania i analizy zdjęć lotniczych. Pozwoliła to na wykonanie map indeksów wegetacji, a przy wykorzystaniu GIS scharakteryzowano kondycję roślin w różnych regionach Polski. Rezultatem badań jest przeprowadzenie oceny wpływu suszy na uprawy w różnych regionach Polski za pomocą metod zdalnych (map indeksów wegetacji). Analizy przeprowadzono w obszarach dotkniętych suszą i poza tymi obszarami, które zostały wyznaczone na podstawie wartości klimatycznego bilansu wodnego (KBW) i warunków glebowych. System monitoringu suszy w Polsce jest prowadzony przez IUNG-PIB w Puławach na zlecenie Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Obszarów Wiejskich. Rozdział siódmy poświęcono wpływowi zmian klimatycznych na rolnictwo i możliwym do podjęcia działaniom adaptacyjnym w tym zakresie. Odpowiadając na powyższy problem, 11 zespołów badawczych zawiązało konsorcjum i przygotowało projekt ADAGIO. Celem projektu było zebranie informacji na temat potencjalnych zagrożeń dla rolnictwa, identyfikacja działań adaptacyjnych a także rozpowszechnianie zaproponowanych działań przystosowawczych. Jako główne zagrożenia dla rolnictwa w Polsce w przyszłych warunkach klimatycznych zakwalifikowano: - wzrost częstotliwości występowania oraz intensywności ekstremalnych zdarzeń klimatycznych; - natężenie problemów związanych z zaopatrzeniem roślin w wodę (zwiększanie częstotliwości występowania suszy, zwiększenie odpływu, zmniejszenie zasobów wód gruntowych itd.); - intensywniejszy rozwój rodzimych fito patogenów a także ekspansja nowych ciepłolubnych gatunków. W związku z powyższymi zagrożeniami, eksperci zaangażowani w realizacje projektu w Polsce zaproponowali różne działania adaptacyjne. Ich zdaniem zmiany klimatyczne będą głównie oddziaływały na zasoby wodne oraz cykl hydrologiczny i dlatego w tej materii należy: - zwiększać zapasy wód dostępnych dla rolnictwa; - zwiększać efektywność wykorzystania wody w rolnictwie; - obniżać zapotrzebowanie roślin na wodę. W przypadku pojawienie się nowych agrofagów lub intensyfikacji wystepowania rodzimych należy : - zaadoptować tak technologię uprawy aby ograniczyć występowanie agrofagów; - wprowadzić efektywne metody zapobieganie pojawianiu się nowych agrofagow. W przypadku ekstremalnych zdarzeń meteorologicznych najefektywniejszym środkiem zaradczym wydaje się rozwój specjalnych ubezpieczeń dla rolników. W rozdziale ósmym poruszono problem zastosowania w ubezpieczeniu rolnictwa pochodnych instrumentów pogodowych. Postępujące zmiany klimatu wyraźnie podniosą stopień ryzyka pogodowego. Można się też spodziewać, że przyszłość w naszym kraju będzie oznaczała nie tylko wzrost liczby zjawisk katastrofalnych lecz przede wszystkim znaczną zmienność pogodową. Aktualnie, gdy sytuacja niekorzystnej pogody wystąpi w rozległej skali, to rolnicy najczęściej oczekują pomocy od rządu. Zwykle w polskich warunkach taka pomoc jest udzielana, jednak nie rekompensuje ona wszystkich strat. W przypadku wahań pogodowych z kolei, ubezpieczenia stają się mało skuteczne. Sięgnięcie po nowoczesne instrumenty ekonomiczne pozwoliłoby uniknąć takich sytuacji. Polska, tradycyjna gospodarka rolna z trudem wykorzystuje proste systemy asekuracyjne, czy zatem mogą znaleźć zastosowania rozwiązania bardziej złożone? Wydawać by się mogło, iż zaproponowanie nowoczesnych asekuracyjnych rozwiązań finansowych, wymaga jedynie zaangażowania ludzi sektora bankowego czy parabankowego. Z pewnością ekonomista jest w procesie kształtowania i managementu najważniejszy, lecz ocena stopnia ryzyka pogodowego, ocena skutków zaistnienia zjawisk szkodliwych, to już jednak domena agrometeorologii. Niniejsza praca stanowi, jak dotąd, jedną z nielicznych pozycji literaturowych zajmujących się tym zagadnieniem i stawia sobie za cel objaśnienie podstawowych kwestii, akcentując jednocześnie konieczność podjęcia konkretnych interdyscyplinarnych badań z tego zakresu. W szczególności zaś objaśnione są w nim: - definicja i opis pochodnego instrumentu pogodowego, - parametry instrumentów; - rodzaje indeksów pogodowych mogących mieć zastosowanie w tworzeniu instrumentów, - modele pogodowe a indeksy pogodowe jako parametry instrumentów, - porównanie ubezpieczeń z pochodnymi instrumentami pogodowymi - zasady polityki i strategii korzystania z pochodnych instrumentów pogodowych, a szczególnie wskazanie na niebezpieczeństwa wynikające z ich wykorzystywania przez osoby mające niewielkie przygotowanie biznesowe. W kolejnym rozdziale na podstawie przebiegu średnich dobowych i minimalnych temperatur powietrza notowanych w latach 1966-2005 w Mikołajkach i Kętrzynie położonych na Pojezierzu Mazurskim wyznaczono okresy wegetacyjne oraz przymrozki wiosenne i jesienne. Jako przymrozki przyjmowano spadek minimalnej temperatury powietrza poniżej 0oC w okresie wegetacyjnym. Częstość występowania przymrozków przygruntowych określono na poziomie 5 cm n.p.g w poszczególnych miesiącach okresu wegetacyjnego z podziałem na wiosenne i jesienne. Po ustaleniu średnich dat ostatnich przymrozków wiosennych i pierwszych jesiennych określono długość okresu bezprzymrozkowego dla badanych miejscowości. Z analizy danych wynika, iż długość okresu wegetacyjnego w badanym 40-leciu wynosiła w Kętrzynie 212 dni, a w Mikołajkach 213 dni. Średni początek tego okresu wystąpił 3 IV w Kętrzynie, a w Mikołajkach 2 IV, natomiast koniec 31 X. w Kętrzynie i 30 X w Mikołajkach. Z analizy częstości występowania przymrozków w poszczególnych miesiącach okresu wegetacyjnego 70% stanowiły przymrozki wiosenne, a 30% jesienne. Długość okresu bezprzymrozkowego wynosiła 144 dni w Mikołajkach i 135 dni w Kętrzynie. Najwięcej dni z przymrozkami w okresie wiosny notowano w kwietniu, w okresie jesieni w październiku. Rozdział dziesiąty dotyczy badań nad określeniem wpływu czynników meteorologicznych na wzrost, rozwój i plonowanie łubinu wąskolistnego odmiany Emir w latach 1987-2002. Materiał badawczy o plonowaniu i warunkach pogodowych pochodził z trzech stacji doświadczalnych oceny odmian, zlokalizowanych w północno-wschodniej Polsce. W analizach zastosowano metodę regresji wielokrotnej z użyciem funkcji liniowej i kwadratowej z krokowym wyborem zmiennych, a utworzone równania oceniono za pomocą współczynnika determinacji R2, poprawionego R2 i testu Cross Validation, wyznaczając R2pred. W latach badań stwierdzono wyraźne zróżnicowanie czynników pogodowych, tj. promieniowania słonecznego, temperatury średniej i opadów atmosferycznych w poszczególnych okresach wzrostu i rozwoju łubinu wąskolistnego, co miało znaczący wpływ na wysokość plonowania, terminy pojawów fenologicznych i długość okresów międzyfazowych. Jedynie w stacji doświadczalnej w Marianowie, wszystkie utworzone równania pozytywnie przeszły procedury weryfikacyjne testem Cross Validation; wśród czynników wywierających istotny wpływ na plon odmiany znalazły się promieniowanie całkowite i opady okresu siew-wschody, przy czym były to zależności kwadratowe, świadczące o umiarkowanej reakcji odmiany na te wskaźniki. W rozdziale jedenastym zawarto informacje na temat weryfikacji jakości system wspomagania decyzji w rolnictwie. Agrometeorologiczny serwis informacyjny jest cennym narzędziem w rękach rolników, którzy mają dużą wiedzę i doświadczenie do prawidłowego interpretowania informacji zawartych w tym serwisie. informacje Te mogą pomóc określić terminy wykonywania najważniejszych prac (zabiegów) w gospodarstwie, co z kolei może znacznie zoptymalizować działanie rolnika, a w ostateczności zminimalizować straty poniesione w wyniku nieprawidłowego wybrania terminu wykonania zabiegu. Wielkopolski Internetowy Serwis Informacji Agrometeorologicznej jest cennym źródłem informacji agrometeorolo-gicznych dla rolników w regionie. Cieszy się rosnącą popularnością, o czym świadczy liczba odwiedzających stronę. Od kwietnia 2005 r., zostało zarejestrowanych ponad 195.000 odsłon, co daje średnio ponad 3000 mie-sięcznie. Każdego dnia ponad 100 użytkowni ków gości na stronie internetowej, co dowodzi wysokiej przydatności tej usługi. W rozdziale dwunastym potwierdzono, że trendy zmian temperatury powietrza w Polsce północno-wschodniej są zgodne z tendencją światową. Pozwoliło to na zastosowanie nieobserwacyjnych metod prognozowania wystąpienia szkodników za pomocą tzw. stopniodni, które przeanalizowano pod kątem zmian, jakie zaszły w latach 1951-2005. Stopień zmiany wartości stopniodni można określić na około 205 DD na każdy 1.0oC zmiany średniej temperatury powietrza dla progu Tmin>0oC i blisko 85 DD dla progu Tmin>10oC. Zmiany te mogą mieć istotny wpływ na długość okresu wegetacyjnego, pojawianie się nowych roślin i bezkręgowców (np. szkodników), jak to miało miejsce w innych częściach Polska. Mogą mieć także wpływ na fizjologię i fenologię różnych owadów, co zostało już ogłoszone i przewidziane oraz wiele innych.
słowa kluczowe: plony buraków cukrowych, opad, nawożenie, zasobność gleby, zawartość cukru, przymrozki wiosenne i jesienne, temperatura minimalna, sumy temperatur efektywnych, uprawy winorośli w Polsce, interpolacja przestrzenna, analiza przestrzenna, sezon wegetacyjny, długość okresu bez przymrozków, plonowanie kukurydzy, indeks pogodowy, susza rolnicza, teledetekcja, GIS, plonowanie łubinu wąskolistnego, wpływ zmian klimatycznych na zagrożenie agrofagami
język oryginału: angielski