FOLIA POMERANAE UNIVERSITATIS TECHNOLOGIAE STETINENSIS Folia Pomer. Univ. Technol. Stetin. 2009, Agric., Aliment., Pisc., Zootech.

Transkrypt

1 FOLIA POMERANAE UNIVERSITATIS TECHNOLOGIAE STETINENSIS Folia Pomer. Univ. Technol. Stetin., Agric., Aliment., Pisc., Zootech. (), Eliza KALBARCZYK WYSTĘPOWANIE SUSZY ATMOSFERYCZNEJ W OKRESACH ROZWOJOWYCH PSZENśYTA JAREGO W PÓŁNOCNO-ZACHODNIEJ POLSCE THE OCCURRENCE OF ATMOSPHERIC DROUGHT DURING THE DEVELOPMENT PERIODS OF SPRING TRITICALE IN NORTH WESTERN POLAND Zakład Meteorologii i Klimatologii, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie ul. PapieŜa Pawła VI, - Szczecin Atract. The aim of the study was to determine intensity and frequency of occurrence of atmospheric drought during the development periods of spring triticale in north wtern Poland. In order to realize the task, the rults of agrophenological oervations of spring triticale pattern were ed. The oervations were carried out at 8 COBORU (Rearch Center for Cultivar Tting) experimental stations located in north wtern Poland over 8. The experimental material consisted also of the precipitation totals gathered at IMGW (Institute of Meteorology and Water Management) stations during the years. The drought periods were identified on the basis of the standardized precipitation index SPI. It was stated that the largt number of dry periods in north wtern Poland were oerved in the central part of Pomeranian Lakeland and in the Szczecin Lowland and the smallt in the central part of the Coast. Spring triticale was threatened most by the occurrence of drought during the periods of emergence-tillering and heading-wax maturity. Very strong and extremely strong droughts occurred more frequently in the period of heading-wax maturity and sowing-emergence, least rarely in the period of shooting-heading. According to the SPI index, periods of extreme intensity of drought occurred most frequently in the south wtern part of the invtigated area, whereas they were not a threat in its eastern part and in the vicinity of Szczecin. There was no statistically confirmed increase in frequency of occurrence of atmospheric drought in north wtern Poland over the years of studi. Słowa kluczowe: okr rozwojowy, pszenŝyto jare, sza atmosferyczna, wskaźnik standaryzowanego opadu SPI. Key words: development period, drought, spring triticale, standardized precipitation index SPI. WSTĘP Potencjalne zmniejszenie plonu ziarna pszenŝyta jarego w północno-zachodniej Polsce spowodowane niedoborem opadów, w okrie od kłoszenia do dojrzałości woskowej, wynosi %, natomiast w całym okrie od siewu do zbioru % (Kalbarczyk 8). Deficyt wody w międzyfazie od strzelania w źdźbło do kwitnienia powodował zmniejszenie plonów ziarna pszenŝyta jarego nawet o /, w porównaniu z plonami przy optymalnej wilgotności gleby (Wyrwa i in. 8). Michalski i in. () w warunkach szy roku stwierdzili zmniejszenie plonu pszenŝyta jarego o % w stosunku do roku o korzystnym

2 E. Kalbarczyk przebiegu pogody. Zmienność plonu pszenicy jarej powodowana przez zmienne uwilgotnienie atmosfery wyniosła w środkowowschodniej Polsce od do % (Radzka i in. ). TakŜe w badaniach Hołubowicz-Klizy i Podolskiej () stopień redukcji masy ziarna pod wpływem stru szy związany był z okrem wzrostu i rozwoju rośliny, jaki ten str obejmował. Występowanie szy atmosferycznej na Pomorzu jt zjawiskiem bardzo zmiennym nie tylko czasowo, ale i prztrzennie dotyczy całego regionu, jednak za najbardziej zagroŝone jej wystąpieniem moŝna uznać tereny połoŝone na południowym zachodzie, a za najmniej ozary połoŝone na północy Pomorza (Kalbarczyk i Kalbarczyk ). Celem prezentowanej pracy było określenie nasilenia i częstości występowania szy atmosferycznej w okrach rozwojowych pszenŝyta jarego w północno-zachodniej Polsce. MATERIAŁ I METODY Materiał do badań stanowiły wyniki oerwacji agrofenologicznych wzorca pszenŝyta jarego (średnia z odmian uprawianych w danym roku) w terminach: siewu, wschodów, krzewienia, strzelania w źdźbło, kłoszenia, dojrzałości woskowej i zbioru, w latach 8, prowadzonych w 8 stacjach doświadczalnych COBORU (Centralny Ośrodek Badania Odmian Roślin Uprawnych), połoŝonych w miejscowościach: Dąbrówka, KarŜniczka, Lubań, Nowawieś Ujska, Prim, Przelewice, Rarwino, Wysoka. Ponadto wykorzystano dekadowe dane meteorologiczne z lat z stacji IMGW, na podstawie których obliczono sumy opadów atmosferycznych w dekadach odpowiadających średnim w północno- -zachodniej Polsce terminom występowania okrów rozwojowych pszenŝyta jarego, jak równieŝ w okrie dni przed siewem oraz całym okrie od siewu do dojrzałości woskowej. Średnie terminy agrotechniczne, fenologiczne oraz długość okrów rozwojowych pszenŝyta jarego w latach 8 zawarto w tab.. Tabela. Średnie terminy agrotechniczne, fenologiczne oraz długość okrów rozwojowych pszenŝyta jarego w północno-zachodniej Polsce w latach 8 Table. The average dat of agrotechnical and phenological stag and duration of development periods of spring triticale in north wtern Poland over the years Termin Stage Data Date Oceniony okr Estimation period Długość (dni) Duration (days) Siew Sowing Wschody Emergence Krzewienie Tillering Strzelanie w źdźbło Shooting Kłoszenie Heading Dojrzałość woskowa Wax maturity Zbiór Harvt I Przed siewem Before sowing II Siew wschody Sowing emergence III Wschody krzewienie Emergence tillering IV Krzewienie strzelanie w źdźbło Tillering shooting V Strzelanie w źdźbło kłoszenie Shooting heading VI Kłoszenie dojrzałość woskowa Heading wax maturity VII Dojrzałość woskowa zbiór Wax maturity harvt VII Siew dojrzałość woskowa Sowing wax maturity

3 Występowanie szy atmosferycznej... Okry szy identyfikowano na podstawie wskaźnika standaryzowanego opadu SPI (Standardized Precipitation Index). Wartości SPI dla danej wartości P oblicza się na podstawie równania: SPI = f (P) µ σ gdzie: SPI wskaźnik standaryzowanego opadu; f(p) przekształcona suma opadu; µ wartość średnia znormalizowanego ciągu opadów; σ odchylenie standardowe znormalizowanego ciągu opadów (Bąk i Łabędzki, Łabędzki a). W pracy najczęściej stosowane do normalizacji przekształcenie ciągu opadów miało postać f(p) = P / lub P /. Zgodność rozkładu zmiennej przekształconej f(p) z rozkładem normalnym zbadano, stosując tt zgodności χ. Klasyfikację okrów przeprowadzono na podstawie wartości SPI: SPI -, ekstremalnie sucho; -, SPI -, bardzo sucho, -, SPI -, umiarkowanie sucho (Łabędzki b). Zaletą tego wskaźnika jt moŝliwość porównania wartości obliczonych dla róŝnych przedziałów czasowych, w tym okrów fenologicznych (Łabędzki a). Pozwala on na klasyfikację okrów niedoboru wody (szy), porównywanie przychodu wody w postaci opadów w róŝnych okrach oraz wykrywanie ozarów wraŝliwych na powstawanie szy i określenie jej intensywności w poprzednich latach. Na podstawie wartości wskaźnika SPI, obliczonego dla kaŝdej z stacji meteorologicznych w latach, określono liczbę okrów szy o róŝnym nasileniu oraz jej prztrzenne zróŝnicowanie w północno-zachodniej Polsce. WYNIKI I DYSKUSJA W wieloleciu łączna liczba wszystkich suchych okrów, jakie wystąpiły w czasie od siewu do zbiorów pszenŝyta jarego, wahała się od poniŝej, w środkowej części WybrzeŜa, do ponad, w środkowej części Pojezierza Pomorskiego oraz na Nizinie Szczecińskiej (rys. a). Podobne wyniki, najczęstsze występowanie szy na południowym zachodzie i najrzadsze na północy, uzyskano identyfikując szę wskaźnikami: względnych opadów RPI i hydrotermicznym K (Kalbarczyk i Kalbarczyk ). Większość spośród wszystkich okrów suchych stanowiły okry umiarkowanie suche, których zdecydowanie najwięcej, ponad, oerwowano na Pojezierzu Wałeckim, najmniej, poniŝej, w środkowej części WybrzeŜa (rys. b). Okry bardzo suche najczęściej, ponad przypadków, występowały na Nizinie Szczecińskiej, najrzadziej, przypadki, w części WybrzeŜa i na południu badanego ozaru (rys. c). Okry ekstremalnie suche wystąpiły tylko w środkowej i południowo-zachodniej części rozpatrywanego ozaru, w latach według wskaźnika SPI wystąpiły zaledwie przypadki tak silnej szy (rys. d).

4 E. Kalbarczyk Rys.. Liczba wszystkich przypadków szy (a), okrów szy umiarkowanej (b), bardzo suchych (c) i ekstremalnie suchych (d) w czasie od siewu do zbioru pszenŝyta jarego w północno- -zachodniej Polsce. Lata Fig.. The number of all the cas of dry periods (a), moderate dry periods (b), very dry (c) and extremely dry (d) from sowing to harvt of spring triticale in north wtern Poland. Years W rozpatrywanych okrach średnia dla stacji liczba przypadków szy o róŝnym nasileniu wyniosła od około w okrach krzewienie strzelanie w źdźbło i strzelanie w źdźbło kłoszenie do prawie przypadków w okrie dni przed siewem, a następnie po około przypadków w okrach wschody krzewienie i kłoszenie dojrzałość woskowa (rys. ). Występowanie szy charakteryzowało duŝe zróŝnicowanie pomiędzy poszczególnymi stacjami meteorologicznymi, uwzględnionymi w badaniach (tab. ). Najbardziej pod tym względem zmienny był okr dojrzałość woskowa zbiór, w którym nie stwierdzono ani jednego przypadku szy w Koszalinie, natomiast aŝ okrów suchych odnotowano w Szczecinie. Najmniejsze róŝnice pomiędzy stacjami północno-zachodniej Polski występowały w okrie strzelanie w źdźbło kłoszenie, kiedy odnotowano od przypadków szy w Bydgoszczy do okrów suchych w Gdańsku i Świnoujściu. W okrie dni przed siewem okry suche najrzadziej występowały na Pojezierzu Kaszukim, najczęściej we wschodniej części PobrzeŜa Koszalińskiego. W okrach: siew wschody, wschody krzewienie i krzewienie strzelanie w źdźbło szę najrzadziej notowano w Ustce, a w pierwszym okrie takŝe w Świnoujściu i Rku, najczęściej w dwóch pierwszych okrach w Pile, w okrie od wschodów do krzewienia takŝe w Gdańsku, Lęborku i Koszalinie, natomiast w okrie krzewienie strzelanie w źdźbło w Koszalinie i Chojnicach.

5 Występowanie szy atmosferycznej... Liczba przypadków Number of the cas I II III IV V VI VII VIII Okr oceny Estimation period umiarkowanie sucho moderate dry bardzo sucho very dry ekstremalnie sucho extremely dry Rys.. Liczba przypadków szy o róŝnym nasileniu w dekadach odpowiadających dniom przed siewem oraz okrom rozwojowym pszenŝyta jarego w północno-zachodniej Polsce w latach Fig.. The number of the cas of drought of different intensity in the decad corrponding to days before sowing and to the development periods of spring triticale in north wtern Poland over the years W okrie częstego występowania szy, a więc od kłoszenia do dojrzałości woskowej, najmniej przypadków notowano w dalszym ciągu w Ustce, najwięcej w Pile, ale takŝe w Szczecinku. DuŜe zróŝnicowanie warunków wilgotnościowych powietrza i gleby na terenie północno-zachodniej Polski potwierdzają badania innych autorów (Prawdzic i Koźmiński, Czarnecka i in., Koźmiński i Michalska, Rojek ). Podobnie, jak w ujęciu łącznym, większość stanowiły okry umiarkowanie suche, sze silniejsze występowały częściej w okrie kłoszenie dojrzałość woskowa i siew wschody, najrzadziej sze silniejsze niŝ umiarkowane występowały w okrie strzelanie w źdźbło kłoszenie. DuŜa liczba i zwiększone, w porównaniu z innymi okrami, nasilenie szy w okrie kłoszenie dojrzałość woskowa, charakterystyczne dla ozaru północno-zachodniej Polski, powodowało niekorzystne warunki dla dobrego plonowania pszenŝyta, reagującego największą obniŝką masy ziarna na str szy w okrie od kłoszenia do dojrzałości mlecznej (Hołubowicz-Kliza i Podolska ). Najwięcej przypadków szy bardzo i ekstremalnie silnej w okrie kłoszenie dojrzałość woskowa odnotowano w Koszalinie, Lęborku, Rku i Ustce; najmniej okrów z szą silniejszą niŝ umiarkowana wystąpiło w okolicy Bydgoszczy i Chojnic (tab. ). Pomimo iŝ w badaniach wieloletnich moŝna zauwaŝyć prawidłowość częstszego występowania szy w środkowej i środkowozachodniej części omawianego ozaru, poszczególne lata znacznie się pod tym względem róŝniły. W wybranych trzech latach, w których sza wystąpiła ze zwiększoną siłą, czyli, i (Kalbarczyk i Kalbarczyk ), ozary o największym nasileniu nie pokrywały się (rys. ).

6 Tabela. Liczba przypadków szy o róŝnym nasileniu według wartości wskaźnika SPI w stacjach IMGW, w okrach rozwojowych oraz dni przed siewem pszenŝyta jarego w północno- -zachodniej Polsce. Lata Table. The number of the cas of drought of different intensity according to the SPI index valu at IMGW stations in development periods and days before sowing of spring triticale in north wtern Poland over the years Stacja Station Bydgoszcz Chojnice Gdańsk Gorzów Wlkp. Koszalin Lębork Piła Rko Szczecin Szczecinek Świnoujście Ustka Nasilenie szy Liczba przypadków w okrie Number of the cas in the period Drought intensity I II III IV V VI VII VIII 8 Σ Σ 8 Σ Σ 8 Σ 8 Σ Σ 8 8 Σ 8 Σ Σ 8 Σ 8 Σ umiarkowanie sucho moderate dry, bardzo sucho very dry, ekstremalnie sucho extremely dry. Σ 8

7 Występowanie szy atmosferycznej... umiarkowanie sucho moderate dry bardzo sucho very dry ekstremalnie sucho extremely dry Rys.. Nasilenie szy atmosferycznej w okrie od kłoszenia do dojrzałości woskowej pszenŝyta jarego w trzech wybranych latach, w północno-zachodniej Polsce na podstawie wskaźnika SPI Fig.. Intensity of atmospheric drought during the period from heading to wax maturity of spring triticale during three selected years in north wtern Poland according to the SPI index W r., w okrie od kłoszenia do dojrzałości woskowej pszenŝyta jarego, ekstremalnie silna sza wystąpiła w Dolinie Środkowej Noteci, w r. na Wysoczyźnie Łobkiej i Równinie Gryfickiej, a w r. stwierdzono szę o umiarkowanym nasileniu w środkowej części badanego ozaru. W kolejnych latach brak było wyraźnej tendencji zmian nasilenia szy w okrach rozwojowych pszenŝyta jarego, słaby dodatni trend, przy p<,, wartości wskaźnika SPI wystąpił w środkowej części badanego ozaru tylko w okrie dojrzałość woskowa-zbiór. W ujęciu miięcznym, tendencję malejącą wartości wskaźnika SPI, najbardziej wyraźną w sierpniu, ale zauwaŝalną równieŝ w kwietniu, maju i lipcu, wskazującą na zwiększające się ryzyko występowania szy na Nizinie Szczecińskiej, wykazały badania Michalskiej i Kalbarczyk (), wartości wskaźnika hydrotermicznego wskazały na wzrost ryzyka wystąpienia szy na tym ozarze w maju i sierpniu (Kalbarczyk i Kalbarczyk ). PODSUMOWANIE Występowanie szy atmosferycznej w północno-zachodniej Polsce było zróŝnicowane prztrzennie i czasowo, największą liczbę okrów suchych oerwowano w środkowej

8 E. Kalbarczyk części Pojezierza Pomorskiego i na Nizinie Szczecińskiej, najmniejszą w środkowej części WybrzeŜa. Na ozarze północno-zachodniej Polski pszenŝyto jare było najbardziej naraŝone na wystąpienie szy w okrach wschody krzewienie i kłoszenie dojrzałość woskowa. Według wskaźnika SPI okry o ekstremalnym nasileniu szy najczęściej występowały w południowo-zachodniej części badanego ozaru, natomiast nie stanowiły zagroŝenia w jego części wschodniej i w okolicy Szczecina. W latach badań nie stwierdzono zwiększania się liczby okrów z szą atmosferyczną w północno-zachodniej Polsce. PIŚMIENNICTWO Bąk B., Łabędzki L.. Asssing drought severity with the relative precipitation index (RPI) and the standardised precipitation index (SPI). J. Water Land Development,. Czarnecka M., Koźmiński C., Michalska B., Kalbarczyk E., Kalbarczyk R.. Warunki wilgotnościowe powietrza i gleby na Pomorzu. Zz. Nauk. AR Wroc.. Monogr. 8,. Hołubowicz-Kliza G., Podolska G.. Kształtowanie się wielkości i cech struktury plonu dwu form pszenŝyta w warunkach okrowego deficytu wody w glebie. Strzczenia VI Sympozjum Hodowla, uprawa i wykorzystanie pszenŝyta, MrzeŜyno, września, (CD). Kalbarczyk E. 8. Niedobory opadów atmosferycznych ograniczające plony pszenŝyta jarego w północno-zachodniej Polsce. Acta Agrophys. (), 8. Kalbarczyk E., Kalbarczyk R.. Identyfikacja okrów szy atmosferycznej w okolicy Szczecina w latach. Woda Środowisko Ozary Wiejskie (), 8. Kalbarczyk E., Kalbarczyk R.. Identification of atmospheric drought periods in north-wt Poland over. EJPAU, Koźmiński C., Michalska B.. Sze glebowe. Atlas zasobów i zagroŝeń klimatycznych Pomorza. Red. C. Koźmiński, B. Michalska. Szczecin, Wydaw. AR,. Łabędzki L. a. Sze rolnicze. Zarys problematyki oraz metody monitorowania i klasyfikacji. Woda Środowisko Ozary Wiejskie. Rozpr. nauk. i monografie. Falenty, IMUZ. Łabędzki L. b. Droughts in Poland and their monitoring with the standardized precipitation index SPI. Proceeding of Third Poland-Israel Scientific Conference. November December, Tel Aviv, 8. Michalska B., Kalbarczyk E.. Ocena intensywności szy atmosferycznej na Nizinie Szczecińskiej w roku na tle wielolecia. Acta Agrophys. (),. Michalski T., Sulewska H., Waligóra H.. Reakcja odmian pszenŝyta jarego i pszenicy jarej na przebieg pogody. Zz. Nauk AR Szczec. (8), 8. Prawdzic K., Koźmiński C.. Sze atmosferyczne na terenie województwa szczecińskiego. STN. Wydz. Nauk Przyr.-Rol. 8 (),. Radzka E., Koc G., Bombik A.. Wpływ posuch na plonowanie pszenicy jarej w środkowowschodniej Polsce. Acta Agrophys. (),. Rojek M.. Klimatyczny bilans wodny. Atlas zasobów i zagroŝeń klimatycznych Pomorza. Red. C. Koźmiński, B. Michalska. Szczecin, Wydaw. AR,. Wyrwa P., Diatta J.B., Grzebisz W. 8. Spring triticale reaction to simulated drought and potassium fertilization. Bibl. Fragm. Agron.,.