STRATY W PLONACH RÓŻNYCH GATUNKÓW ROŚLIN POWODOWANE NIEDOBOREM LUB NADMIAREM OPADÓW W POLSCE

Transkrypt

1 Katarzyna Mizak, Anna Nieróbca, Jerzy Kozyra, Andrzej Doroszewski Zakład Agrometeorologii i Zastosowań Informatyki IUNG-PIB STRATY W PLONACH RÓŻNYCH GATUNKÓW ROŚLIN POWODOWANE NIEDOBOREM LUB NADMIAREM OPADÓW W POLSCE WSTĘP Woda jest podstawowym elementem środowiska, wykorzystywanym w każdej działalności człowieka, od prostych domowych czynności po skomplikowane procesy chemiczne. Współcześnie trudno nam sobie wyobrazić życie bez dostępu do bieżącej wody oraz możliwości ograniczenie jej zużycia. Należy jednak pamiętać, że woda jest tym czynnikiem który nie może być zastąpiony przez żaden inny. A to właśnie od ilości, jak również jakości wody zależy: zdrowie i bezpieczeństwo ludzi, rozwój gospodarczy, w tym poziom produkcji roślinnej i zwierzęcej, stan środowiska przyrodniczego i jego rozwój. OPAD ATMOSFERYCZNY Położenie Polski w centralnej Europie powoduje, że nad naszym terytorium ścierają się masy powietrza oceanicznego jak i kontynentalnego, co świadczy o przejściowości klimatu Polski. W takich warunkach o stabilności plonowania roślin uprawnych decydują w znacznym stopniu warunki wodne a jednym z głównych źródeł ryzyka w produkcji rolniczej jest duża zmienność sum opadu atmosferycznego w poszczególnych latach. Średnia roczna suma opadu atmosferycznego dla Polski wynosi mm (Rys. 1). W porównaniu z innymi krajami w Europie Polska zaliczana jest do krajów o małej ilości opadów w ciągu roku, za wyjątkiem obszarów górskich, gdzie średnia roczna suma opadu atmosferycznego przekracza nawet 1000 mm. Obszary północnej i południowej Polski charakteryzują się średnią roczną sumą opadu powyżej 650 mm. Podobna wielkość występuje w krajach wschodniej i południowo-wschodniej Europy. Najniższe opady występują w części środkowej Polski, w pasie nizin, gdzie roczna suma opadu nie przekracza 500 mm, podobnie jak w Hiszpanii. Różnica w wielkości rocznego opadu na terenie Polski wynosi około 100 mm. Obszary uznawane za potencjalnie korzystne dla rozwoju rolnictwa, jak Wielkopolska i Kujawy, mają najmniej korzystne warunki opadowe. W ciągu roku obserwujemy zmianę rozkładu opadu atmosferycznego. Na podstawie wieloletnich obserwacji na stacjach meteorologicznych miesiącem o największej sumie opadu jest lipiec, dla którego średnia wieloletnia wynosi od 60 mm w okolicach Szczecina i Suwałk do ponad 100 mm na południu Polski, a w górach wartość ta może nawet przekraczać 200 mm. Najniższy opad atmosferyczny w miesiącu przypada na okres zimowy. W lutym w okolicach Włodawy, Terespola i Białej Podlaskiej miesięczna suma opadu nie przekracza 20 mm. Na zdecydowanym obszarze kraju średnia wieloletnia wynosi od 20 do 30 mm, zaś na krańcach południowych północno-zachodnich i południowo-zachodnich jest wyższa niż 30 mm i może nawet przekraczać 50 mm. Dla działalności rolniczej ważny jest także rozkład opadu atmosferycznego w poszczególnych porach roku. Największe znaczenie dla roślin mają opady występujące w okresie wegetacyjnym. Należy jednak pamiętać, że opady w okresie zimowym w postaci zwłaszcza śniegu pozwalają na nagromadzenie w glebie wilgoci przed okresem wiosennym. Pokrywa śnieżna stanowi także warstwę ochronną dla roślin ozimych, przed silnymi mrozami i wiatrami.

2 Rysunek 1. Średnia roczna suma opadu atmosferycznego w Polsce (Źródło: Model Agroklimatu Polski: Górski, Zaliwski 2002; Opracowanie mapy: Jerzy Kozyra) Analizując wielkość średniej rocznej sumy opadu atmosferycznego w okresie wegetacyjnym, od kwietnia do września, mamy podobny obraz. Najmniejsze sumy opadu występują w rejonie Wielkopolski i Kujaw, największe zaś w rejonie południowej Polski. Różnica pomiędzy wielkością opadu w sezonie wegetacyjnym dochodzi w tych rejonach nawet do 150 mm. Biorąc pod uwagę coraz częściej pojawiające się w ostatnich latach okresy bezopadowe, czy też z małą ilością opadu w okresie wegetacyjnym, należy spodziewać się strat w plonach z powodu niedostatecznej wielkości opadu. Nie tylko wielkość opadu atmosferycznego ma znaczenie dla rolnictwa ale także rodzaj opadu. Intensywne deszcze nawalne pomimo, że dostarczają dużo wody to nie są dobre dla upraw. Mogą powodować także straty szczególnie w połączeniu z silnym wiatrem, jak chociaż by wyleganie łanów zbóż. Poza tym intensywne opady przyczyniają się do silnych spływów powierzchniowych, co powoduje z kolei nasilanie się procesów erozyjnych. Opady gradu powodują natomiast duże straty, szczególnie w uprawach sadowniczych. Najbardziej korzystne z punktu widzenia gleby i rośliny są mżawki i spokojne deszcze o małej intensywności ale występujące przez długi okres czasu. Deszcze takie sprzyjają nasiąkaniu gleby i przedostaniu się wody w głąb profilu glebowego. Niebezpieczne z punktu widzenia rolnictwa, ale nie tylko, są obserwowane w ostatnich latach coraz częściej występujące okresy bezopadowe w trakcie wegetacji roślin. Zjawisko suszy, atmosferycznej czy też glebowej, w ostatnim dziesięcioleciu się nasiliło. Praktycznie co roku w Polsce możemy mówić o warunkach suszy na glebach najsłabszych i to zarówno w okresie wiosny, lata czy też jesieni. Niekorzystne dla upraw są także występujące częściej niż w latach poprzednich intensywne opady deszczu. Rekordowa suma opadu atmosferycznego w lipcu 2011 roku także przyczyniła się do dużych start w plonach, gdyż uniemożliwiła na czas wykonanie niektórych 1

3 zabiegów ochronnych. Możemy powiedzieć, że okres ostatnich lat jest bardzo zróżnicowany pod względem wielkości opadu atmosferycznego, jego rozkładu rocznego jak też ekstremalnych opadów. W obliczu zmieniających się warunków klimatycznych zmiany te mogą zostać jeszcze spotęgowane, dlatego też ważna jest racjonalna gospodarka warunkami wodnymi na obszarach rolniczych. Analizując wielkości opadu atmosferycznego na stacji meteorologicznej w Puławach można zaobserwować lata z opadami znacznie odbiegającymi od średniej wieloletniej, która dla Puław wynosi 569 mm. Rokiem w którym odnotowano w Polsce znaczne straty w uprawach z powodu dużych opadów był rok Roczna wielkość opadu była wyższa od średniej o ponad 200 mm, znacznie wyższe od średniej były także opady w miesiącach wiosennych i letnich. W czerwcu wielkość opady była dwukrotnie wyższa niż średnia a we wrześniu prawie czterokrotnie większa. Dla produkcji rolniczej niekorzystne są także lata w których mamy do czynienia z niedoborem opadu. W 2003 roku roczna wielkość opadu w Puławach wyniosła tylko 428 mm, czyli znacznie poniżej średniej. Zdążają się też lata w których roczna suma opadu nie odbiega od normy ale opad w ciągu roku jest znacznie zróżnicowanym i występują miesiące ze znacznym niedoborem opadu, jak np. miało to miejsce w 2006 roku, obok miesięcy w których wielkość opadu jest znacznie większa od średniej wieloletniej. Należy zatem pamiętać, że wskaźnik jakim jest roczna suma opadu atmosferycznego nie charakteryzuje dobrze warunków opadowych jakie miały miejsce w danym roku. Zmienność wielkości opadu w ciągu roku, jak również zmienność w poszczególnych latach powoduje duże straty plonów w związku z niedoborem lub nadmiarem opadu. Analizując dane historyczne możemy stwierdzić, że w Polsce znacznie częściej mamy do czynienia ze stratami powodowanymi niedoborem opadu niż jego nadmiarem. Duże opady atmosferyczne spowodowały znaczące straty w plonie w 1961 roku (żyto, ziemniak, burak cukrowy); 1980 (pszenica ozima, żyto, jęczmień jary, owies, ziemniak, burak cukrowy, rzepak ozimy); 1982 (pszenica ozima, owies, ziemniak, burak cukrowy); 1997 (ziemniak). Warunki suszy powodowały natomiast znaczne straty w plonie w latach: 1959 (jęczmień jary, owies, ziemniak, burak cukrowy, rzepak ozimy); 1963 (pszenica ozima, żyto jęczmień jary, owies, rzepak ozimy); 1992, 1993 (pszenica ozima, żyto, jęczmień jary, owies, ziemniak, burak cukrowy, rzepak ozimy); 2000, 2003 (pszenica ozima, żyto jęczmień jary, owies, ziemniak); 2006 (pszenica ozima, żyto, jęczmień jary, owies, ziemniak, burak cukrowy, rzepak ozimy); 2008 (jęczmień jary, rzepak ozimy). MODELE IPO Agrometeorologiczne modele plonów, zwane modelami IPO, zostały opracowane w IUNG-PIB (Górski i in. 1996). Są to modele statystyczno-empiryczne umożliwiające otrzymanie bieżącej prognozy plonu głównych upraw w Polsce na podstawie danych meteorologicznych. Podstawowym materiałem empirycznym do opracowania modeli IPO były ustalenia Głównego Urzędu Statystycznego odnośnie plonów zebranych w poszczególnych województwach w latach W pracach nad modelami wykorzystywano również wyniki doświadczeń przeprowadzonych w Stacjach Doświadczalnych, kierowanych dawniej przez Wydział Oceny Roślin Uprawnych a później Centralny Ośrodek Badania Odmian Roślin Uprawnych oraz Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin. Dane meteorologiczne wykorzystywane przy konstrukcji modeli IPO pochodziły z publikacji Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej oraz kilkunastu stacji Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa. Do opisania związków pomiędzy plonami a przebiegiem elementów meteorologicznych zastosowano metodę regresji wielokrotnej Ezekiela. W modelach IPO prognoza plonów odbywa się na podstawie dwóch indeksów. Pierwszym jest tzw. indeks pogodowy (IP). Indeks IP umożliwia ilościową ocenę wpływu pogody na plony. Drugi tzw. indeks BWO, wyraża plon przeciętny dla określonego tła warunków pozaklimatycznych, który stanowi bezwarunkową wartość oczekiwaną. 2

4 Indeks IP jest wielokrotną funkcją elementów meteorologicznych agregowanych w zależności od modelu (rośliny) i podokresu w rozwoju rośliny do wartości dekadowych lub miesięcznych. Indeks ten odpowiada zmiennej zależnej w równaniu regresji wielokrotnej, gdzie zmienna jest plonem wyrażonym w mierze procentowej. Indeks IP równy 100 oznacza średni plon wieloletni odpowiadający efektom pogody uśrednionym dla obszaru Polski i lat Na ostateczny (końcowy) indeks IP składa się w zależności od złożoności modelu od kilku do kilkunastu indeksów cząstkowych. Indeksy cząstkowe opisują wpływ czynników meteorologicznym w różnych podokresach wegetacji, przez co uwzględnia wymagania środowiskowe roślin zmieniające się w cyklu fenologicznym. Przykładowo model IPO dla pszenicy ozimej uwzględnia 30 indeksów cząstkowych (Równanie 1). IPpo (%) = Σ (i1...i30) (1) gdzie: IPpo indeks pogodowy pszenicy ozimej i indeksy cząstkowe wyrażające wpływ czynników meteorologicznych w podokresach. W modelach IPO indeksy cząstkowe uwzględniają wpływ nie tylko bieżącego przebiegu pogody ale również interakcje w czasie. W przypadku pszenicy ozimej interakcje takie są uwzględniane np. przy ocenie wpływu na plon warunków wilgotnościowych wiosny przez uwzględnienie w jednym równaniu czynników meteorologicznych z jesieni i wiosny. Danymi wejściowymi do obliczenia indeksów cząstkowych są następujące charakterystyki meteorologiczne: średnia temperatura powietrza (oc), suma opadu atmosferycznego (mm), liczba dni z pokrywą śnieżną, wilgotność względna powietrza z godz. 13 (%), usłonecznienie (godz.), liczba dni z przymrozkami przygruntowymi. Średni plon krajowy w modelach IPO określa się w przypadku większości upraw jako średnią arytmetyczną IP z 20 stacji meteorologicznych w Polsce. W przypadku rzepaku liczba stacji uwzględnionych przy prognozie rzepaku wynosi 12. Do wytypowania potrzebnych w prognozie stacji zastosowano metodę regresji grzbietowej. Przyjęta metoda jest wystarczająca do minimalizacji błędów, co oznacza że uwzględnienie większej liczby stacji nie zmniejsza błędów oceny. Średni plon krajowy określony w modelach IP jest obarczony błędem malejącym w trakcie wegetacji do pewnej granicznej wartości. Błąd standardowy oceny ostatecznej wynosi 3-4%, z wyjątkiem prognozy dla rzepaku gdzie błąd ten dochodzi do 7%. Modele IPO są wykorzystywane do bieżących prognoz plonów w Polsce oraz oceny klimatycznej zmienności plonów w wieloleciu. Analiza indeksów cząstkowych poszczególnych modeli umożliwia wskazanie przyczyn wystąpienia wzrostu lub strat plonów w danym roku. Szacowana według modelu IPO wielkość plonu głównych roślin uprawnych w Polsce jest bardzo zbliżona do wielkości plonów publikowanych przez GUS. Pozwala to stwierdzić, że opracowane w IUNG-PIB modele pozwalają na dość dokładne i bieżące w trakcie sezonu wegetacyjnego szacowanie wielkości plonu głównych upraw w Polsce. KLIMATYCZNY BILANS WODNY (KBW) Klimatyczny Bilans Wodny jest wskaźnikiem za pomocą którego możemy charakteryzować warunki wilgotnościowe i jest różnicą pomiędzy sumą opadu atmosferycznego i sumą parowania potencjalnego za dany 3

5 okres. Wielkość parowania z powierzchni gleby i rośliny nie jest wskaźnikiem mierzonym bezpośrednio na stacji meteorologicznej czy też na polu ale jest on obliczany na podstawie innych elementów meteorologicznych. W prowadzonym, w Instytucie Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowym Instytucie Badawczym w Puławach, Monitoringu Suszy Rolniczej w Polsce wielkość współczynnika ewapotranspiracji potencjalnej obliczany jest na podstawie zmodyfikowanego, przez Doroszewskiego i Górskiego (1995), wzoru Penmana. Wzór ten wykorzystuje między innymi następujące elementy meteorologiczne: usłonecznienie, temperaturę powietrza a także długość dnia. Wartość wskaźnika klimatycznego bilansu wodnego pozwala nam określić czy mamy do czynienia z nadwyżką czy też niedoborem opadów w danych rejonie i w danym czasie. Wielkość KBW może być liczona dla dowolnych okresów, może to być okres miesięczny, dwumiesięczny czy też kilku miesięczny jak, np. okres wegetacyjny. Ponieważ wskaźnik ten jest związany z wielkością opadu atmosferycznego, jego rozkład przestrzenny jest zbliżony do rozkładu sumy rocznej opadu atmosferycznego. Należy także pamiętać, że wzrost temperatury a także coraz większe usłonecznienie, zwłaszcza w maju, będą wpływać na zmianę wskaźnika ewapotranspiracji (Górski, 2006). Wzrost ewapotranspiracji przy zmniejszonej liczbie opadów powoduje zmniejszanie się klimatycznego bilansu wodnego, czyli że jest mniej wody dostępnej dla roślin w danym okresie. W związku z coraz częściej występującymi suszami na obszarze Polski i prognozowanym przez klimatologów wzrostem temperatury należy spodziewać się jeszcze bardziej niekorzystnego wskaźnika klimatycznego bilansu wodnego dla roślin. Różne gatunki roślin mają różne zapotrzebowanie na wodę w kolejnych fazach rozwojowych. Wskaźnik klimatycznego bilansu wodnego na danym poziomie może oznaczać warunki suszy dla jednych gatunków, a dla drugich z kolei, na przykład z silniej rozbudowanym systemem korzeniowym i innymi fazami krytycznymi warunki suszy nie będą odczuwalne. Rośliny ozime, już w okresie jesieni narażone są na wystąpienie warunków suszy, która coraz częściej pojawia się we wrześniu, czyli w czasie siewu ozimin. Jeżeli natomiast siew zostanie wykonany w warunkach optymalnych, susza pojawiająca się w miesiącach wiosennych nie będzie już tak niebezpieczna dla tych roślin. Rozbudowany system korzeniowy umożliwia pobranie wody z głębszych zasobów gleby. W okresie wiosny niekorzystny (bardzo niski) klimatyczny bilans wodny jest zagrożeniem dla roślin jarych, gdyż albo nie ma warunków korzystnych do wykonania siewu albo też posiane rośliny nie mają wody potrzebnej do wschodu. Klimatyczny bilans wodny w okresie kwiecień - wrzesień przyjmuje wartości dodatnie tylko w rejonach górskich i podgórskich (Rysunek 2). Na pozostałym obszarze kraju wartości KBW w okresie wegetacyjnym są ujemne. Uznaje się, że korzystne dla roślin są warunki, kiedy KBW przyjmuje niewielkie wartości ujemne. Taka sytuacja ma miejsce w wąskim pasie południowej Polski, gdzie wartości KBW wynoszą od 0 do -100 mm. Przesuwając się w kierunku Polski centralnej wskaźniki KBW przyjmują coraz większe wartości ujemne. W rejonach Wielkopolski i Kujaw w okresie od kwietnia do września KBW spada do wartości poniżej -250 mm. Oznacza to duże niedobory wody dla roślin. Jest to szczególnie niekorzystne w połączeniu z bardzo słabymi, lekkimi glebami, posiadającymi małą pojemność wodną, przez co są bardziej narażone na występowanie suszy. Gleby ciężkie ze względu na swoją strukturę potrafią dłużej zatrzymać wilgoć w glebie, dlatego też rośliny uprawiane na tych glebach nawet przy bardzo niskich wartościach KBW nie odczuwają aż tak silnie niedoborów wody. Zjawisko suszy glebowej (okres z niedostateczną ilością wody w glebie, w którym następuje więdnięcie roślin), czy też rolniczej na tych glebach nie będzie występować tak często jak na glebach lekkich. W pasie Polski centralnej (głównie obszary nizinne), gdzie są niekorzystne warunki wilgotnościowe, przeważają gleby lekkie, a więc podatniejsze na warunki suszy. Wartości klimatycznego bilansu wodnego w okresie od kwietnia do września wynoszą od -200 do -250 mm. W kierunku północnym i południowym od pasa nizin, gdzie wskaźnik KBW jest najbardziej niekorzystny, wskaźniki KBW wzrastają i osiągają wartości od -100 do -200 mm w okresie wegetacyjnym. Patrząc na rozkład 4

6 przestrzenny wskaźnika klimatycznego bilansu wodnego można powiedzieć, że duża część gospodarstw w Polsce znajduje się w obszarach o niekorzystnych warunkach wilgotnościowych. Niekorzystne warunki wilgotnościowe, które charakteryzuje duża ujemna wartość wskaźnika klimatycznego bilansu wodnego wpływa niekorzystnie nie tylko na rośliny ale i na glebę. Niesprzyjające warunki wodne prowadzą do degradacji gleb najsłabszych (lekkich, piaszczystych), a co się z tym wiąże ograniczają wykorzystanie rolnicze tych gleb. Rysunek 2. Klimatyczny bilans wodny w Polsce w okresie od kwietnia do września (Źródło: Model Agroklimatu Polski: Górski, Zaliwski 2002; Opracowanie mapy: Jerzy Kozyra) Wraz ze zmianami klimatycznymi należy oczekiwać, że coraz częściej będziemy mieli do czynienia z niekorzystnymi warunkami wodnymi, pogłębianiem się ujemnego klimatycznego bilansu wodnego na większym obszarze kraju niż dotychczas. Analizując warunki wilgotnościowe, przy wykorzystaniu wskaźnika KBW dla wzrostu i rozwoju pszenicy ozimej zarówno w okresie jesiennym jak i wiosennym możemy zauważyć, że bardzo wysokie i niskie wartości KBW mogą powodować straty w plonach. Optymalne warunki wilgotnościowe we wrześniu przy niekorzystnych warunkach w październiku mogą powodować straty w plonie dochodzące do 10%. Podobna lub większe starty mogą wystąpić kiedy we wrześniu będzie niekorzystny bilans KBW przy optymalnych wartościach w kolejnym miesiącu. Podobna sytuacja powodująca nawet jeszcze większe straty występuje przy analizie miesięcy wiosennych, kwiecień i maj. 5

7 STRATY PLONÓW POWODOWANE NIEDOBOREM LUB NADMIAREM OPADÓW Niemal w każdym roku stwierdzane są na jakimś obszarze straty w plonie z powodu niekorzystnego przebiegu warunków pogodowych. Zdarzały się też lata w których starty te wystąpiły na bardzo rozległych obszarach i miały wyraźny wpływ na średnie plony w kraju. Analiza taka została przeprowadzona przez Górskiego i in. (2008), gdzie wykazali następujące niekorzystne lata: Rok Początek lata był umiarkowanie suchy i pewne straty powstały w zbożach jarych zwłaszcza w owsie. Po stosunkowo ciepłym i wilgotnym lipcu oraz umiarkowanych opadach w sierpniu, we wrześniu i w październiku, kiedy w wielu regionach suma opadów była niższa od 20 mm, rozwinęła się ostra susza glebowa. Stało się to przyczyną znacznych strat na plantacjach buraka cukrowego; średnie krajowe straty można ocenić na 80 dt/ha co oznacza około 35% spadek oczekiwanych plonów. W województwach centralnych i zachodnich (bydgoskie i poznańskie) plony nie osiągnęły nawet połowy oczekiwanej wartości. Rok Po długo zalęgającej pokrywie śnieżnej wiosna była ekstremalnie mokra. Wielkie straty wystąpiły w uprawach żyta, zwłaszcza we wschodnich regionach. Niedobór usłonecznienia w czasie całego sezonu wegetacyjnego zmniejszył plony wielu innych upraw. Rok Po długiej zimie, wiosna i wczesne lato były ciepłe i suche, zwłaszcza w regionach wschodnich i centralnych. Zboża, rzepak, pastwiska i łąki ucierpiały na wskutek suszy. Deszcze pod koniec lipca i w sierpniu zwiększyły wilgotność gleby ziemniak i burak cukrowy plonował dobrze. Rok Prawie bezdeszczowa pogoda w jesieni roku 1969 spowodowała znaczne opóźnienie i trudności w siewach zbóż ozimych; wschody były nierówne. Straty zostały spotęgowane przez ostrą i długa zimę. W województwach centralnych (warszawskie, skierniewickie, płockie, włocławskie) żyto plony żyta osiągnęły około połowy wartości oczekiwanej. Rok Ostra zima i pokrywa śnieżna trwająca w regionach północnych i wschodnich do kwietnia, przy temperaturze już wyższej od zera spowodowała bardzo duże straty zbóż ozimych zwłaszcza żyta, niszczonego przez pleśń śniegową. Suchy maj czerwiec spowodował duże straty także w zbożach jarych. Rok Był to rok klęskowy dla wszystkich upraw. Późna i zimna wiosna opóźniła ruszenie wegetacji a także prace polowe o około dwa tygodnie. Lato było wyjątkowo chłodne, pochmurne i deszczowe. Średnia temperatura w okresie od maja do sierpnia była o około 2 C niższa od normalnej. Suma opadów w czerwcu i lipcu w wielu regionach przekroczyła 400 mm (Bydgoszcz 499 mm), podczas gdy usłonecznienie padło do około 60% normalnego (w Puławach 262 godziny wobec 460). Wśród zbóż pszenica ozima ucierpiała bardziej niż żyta, jęczmień jary bardziej niż owies. Straty ziemniaka i buraka cukrowego były najniższe w całym okresie 52 lat. Rok Niedobór opadów od lipca do września obniżył wyraźnie plony ziemniaka i innych roślin okopowych. Rok Poczynając od kwietnia w ciągu lata i jesieni opady były wyjątkowo skąpe. W regionach zachodnich ich suma od kwietnia do września nie przekroczyła 200 mm (Poznań 160 mm). Temperatura i usłonecznienie były znacznie wyższe od normalnych, wskutek czego w zachodnich i centralnych regionach rozwinęła się ostra susza. Ucierpiały wszystkie uprawy. Rok Warunki wilgotnościowe były nieci podobne do tych z 1992, choć były mniej ostre i bardziej zróżnicowane między regionami. We wrześniu i w październiku na wschodzie północy kraju wystąpiły nadmierne opady utrudniające zbiór okopowych. 6

8 Rok Niezwykle wysokie opady w lipcu (Jelenia Góra 410 mm), spowodowały ogromne powodzie ( tysiącletnie ) na południu i południowym zachodzie. Na nadmiernie uwilgotnionych glebach wystąpiły znacznie straty w plonach ziemniaka. Rok Po bardzo wczesnej wiośnie przy niedoborze opadów i usłonecznieniu znacznie większym (około 50%) od normalnego rozwinęła się susza powodująca straty w zbożach prawie w całym kraju. Ucierpiało zwłaszcza żyto. Susza skończyła się w lipcu po obfitych opadach. Rok Pewne straty zimowe w rzepaku i pszenicy powstały po mrozach w grudniu i styczniu. W czerwcu centralna część kraju odczuła ostrą suszę. Rok W tym roku wystąpiły duże straty we wszystkich uprawach polowych wskutek ekstremalnej suszy, która może być zilustrowana wartościami klimatycznego bilansu wodnego (różnica między opadem a ewapotranspiracją potencjalną (określoną wg Doroszewskiego Górskiego 1995). W okresie od maja do lipca, w centralnej części kraju wartość ta osiągnęła -350 mm. Największe straty wystąpiły w pszenicy ozimej, która ucierpiała również w skutek niskiej temperatury zimy 2005/2006. SYSTEM MONITORINGU SUSZY ROLNICZEJ W POLSCE Bezpośrednim impulsem do opracowania przez IUNG-PIB Systemu Monitoringu Suszy Rolniczej (SMSR) były straty plonów, które wystąpiły między innymi w wyniku suszy w 2006 r. w Polsce, i trudności z oszacowaniem obszaru wystąpienia tych strat (Doroszewski i in. 2008). Do opracowania założeń SMSR wykorzystano metody opracowane w IUNG-PIB w pracach nad wpływem niedoboru opadów na plony roślin uprawnych w Polsce (Demidowicz i in. 1996; 1997; Doroszewski i in. 1997), sformułowane w statystycznych modelach prognoz plonów (Górski i in. 1994; 1997). Jako kryterium wystąpienia suszy w SMSR przyjęto wykorzystywany w modelach prognoz plonów wskaźnik klimatycznego bilansu wodnego KBW. Przydatność wskaźnika klimatycznego bilansu wodnego w monitorowaniu warunków suszy w Polsce wykazali m.in.: Farat i in. (1995), Kanecka-Geszke, Smarzyńska (2007), Łabędzki i Bąk (2004), Rojek (2001). Wartości KBW wyznaczające kryterium suszy uzyskano, wykorzystując statystyczne modele prognoz zmniejszenia plonu na poziomie 15 i 20%. Wykorzystane modele statystyczne plonów umożliwiają szacowanie plonów dla teoretycznie średnich warunków glebowych, w związku z czym do zróżnicowania kryterium suszy, uwzględniającego warunki glebowe, użyto modelu symulacyjnego bilansu wodnego pod uprawami. Analizy wykonywane w SMSR wykorzystują mapę gleboworolniczą w skali 1:25 000, która została przeklasyfikowana do 4 kategorii glebowych, na podstawie właściwości retencyjne gleb w Polsce. Od 2008 r. IUNG-PIB otrzymał na mocy Ustawy (2008) delegację do prowadzenia SMSR oraz udostępniania wyników monitoringu w serwisie internetowym System ma za zadanie wskazać obszary, na których wystąpiły straty spowodowane suszą w uprawach uwzględnionych w Ustawie o dopłatach do ubezpieczeń upraw rolnych i zwierząt gospodarskich w Polsce (2005). Zgodnie z definicją zawartą w ww. ustawie, suszę oznaczają szkody spowodowane wystąpieniem warunków meteorologicznych, opisanych wartościami klimatycznego bilansu wodnego. Progi KBW, oznaczające wystąpienie suszy, zostały wyznaczone dla poszczególnych gatunków lub grup roślin uprawnych oraz kategorii glebowych. System zawiera aplikacje komputerowe, integrujące dane meteorologiczne, potrzebne do obliczenia KBW, oraz dane z cyfrowej mapy glebowo-rolniczej, obrazującej przestrzenne zróżnicowanie retencji wodnej różnych kategorii agronomicznych gleb. Informacje dotyczące wystąpienia suszy w postaci dekadowych raportów są przekazywane Ministerstwu Rolnictwa i Rozwoju Wsi oraz publikowane w serwisie internetowym. 7

9 NOWY KLIMAT W POLSCE Znając obecne trendy w przebiegu temperatury, opadów i innych elementów meteorologicznych naukowcy starają się odpowiedzieć na pytanie co nas czeka za 20 czy nawet 50 lat. Czy klimat w którym żyjemy będzie taki sam czy ulegnie zmianie. A jeśli się zmieni to czy będzie cieplej czy zimniej? Żeby móc to określić wykorzystuje się różne scenariusze klimatyczne, zakładające różny rozwój gospodarczy i demograficzny a co za tym idzie ilość emisji gazów cieplarnianych. Na tej podstawie, przy wykorzystaniu modeli cyrkulacji określane są warunki meteorologiczne na koleje lata. Analizując dane scenariuszowe dla Grabowa stwierdzono, że w warunkach kolejnych latach nastąpi wzrost średniej rocznej temperatury powietrza o około 1 oc w 2030 roku i 1,7 oc w 2050 w porównaniu do okresu Największe zmiany prognozowane są na miesiące zimowe, grudzień, styczeń i luty. Wcześniej będzie następować przejście temperatury przez próg 5 oc, a więc wcześniej będzie się zaczynał okres wegetacyjny i będzie trwał dłużej niż obecnie. Scenariusze klimatyczne zakładają także zmiany w wielkości opadu atmosferycznego ale nie są tak jednoznaczne jak te dotyczące temperatury powietrza. Rozbieżności związane z opadem atmosferycznym są jednym ze źródeł niepewności w prognozowaniu przyszłych warunków dla rolnictwa. Scenariusze zmian klimatu wskazują na wzrost opadu atmosferycznego w miesiącach zimowych, co pozwoliłoby na nagromadzenie większej ilości wody w glebie w okresie zimowym i wiosennym. Niekorzystny może być fakt że wraz ze wzrostem temperatury częściej będą opady deszczu niż śniegu i zwiększy się parowanie z powierzchni gleby i roślin. Trudno zatem jednoznacznie stwierdzić czy przyszłe warunki klimatyczne będą bardziej lub mniej korzystne dla rolnictwa. PODSUMOWANIE W kolejnych latach problemy zaspokajania potrzeb wodnych rolnictwa mogą się pogłębić a obserwowane zmiany klimatu mogą powodować większe straty w plonach niż te obserwowane dotychczas. Należy rozważyć wprowadzenie do praktyki rolniczej systemów nawodnieniowych oraz stosowanie zabiegów ukierunkowanych na lepsze gospodarowanie wodą i pozwalające wydłużenie czasu przebywania wody w krajobrazie między innymi przez: wzrost małej retencji (małe zbiorniki wodne, poprawa struktury gleby); wzrost zawartości materii organicznej w glebach (większa zdolność retencyjna); zwiększenie infiltracji (odpowiedni dobór upraw); zmniejszenie spływu powierzchniowego i parowania potencjalnego; wyhodowanie wodooszczędnych i odpornych na suszę odmian roślin. W kontekście prognozowanych zmian klimatu można oczekiwać, że zapewnienie stabilnego plonu będzie silnie uzależnione od dostarczenia dodatkowej ilości wody, poza opadem atmosferycznym, na tereny rolnicze. Nawadnianie pól, zwłaszcza na słabszych glebach, może okazać się w perspektywie kilku lub też kilkunastu następnych lat jedyną możliwością wykorzystania tych terenów do uprawy roślin. Zwiększenie zatem zapotrzebowania na wodę w rolnictwie może doprowadzić do dużej konkurencji pomiędzy poszczególnymi dziedzinami gospodarki. Ważne zatem jest prowadzenie zrównoważonej gospodarki wodnej na terenach rolniczych, między innymi poprzez gromadzenie wody w krajobrazie w postaci oczek wodnych i stawów. 8

10 LITERATURA 1. Atlas klimatu Polski, 2005, red. Halina Lorenc, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa 2. Demidowicz G., Doroszewski A., Górski T Wpływ niedoboru opadów na straty w produkcji ziemniaka i buraka cukrowego. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z. 438 s Demidowicz G., Doroszewski A., Górski T Metodyka szacunku strat w produkcji roślin powodowanych deficytem opadów. Roczniki AR Poznań. Vol. CCXCI. Melioracje i Inżynieria Środowiska. Nr 17 s Doroszewski A., Demidowicz G., Górski T Wpływ niedoboru opadów na straty w produkcji zbóż jarych w Polsce. Roczniki AR Poznań. Vol. CCXCI. Melioracje i Inżynieria Środowiska. Nr 17 s Doroszewski A., Górski T., 1995:Prosty wskaźnik ewapotranspiracji potencjalnej. Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu, CCLXXI, Melioracja Inżynieria Środowisko, 16, Doroszewski A., Kozyra J., Pudełko R., Stuczyński T., Jadczyszyn J., Koza P., Łopatka A Monitoring suszy rolniczej w Polsce. Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie. Nr 1 s Farat R., Kępińska-Kasprzak M., Magier P Susze na obszarze Polski w latach Materiały Badawcze IMGW Gospodarka Wodna i Ochrona Wód. Nr 16. Warszawa. IMGW ss Górski T., 2006: Zmiany warunków agroklimatycznych i długości okresu wegetacyjnego w ostatnim stuleciu, [w:] Długotrwałe przemiany krajobrazu Polski w wyniku zmian klimatu i użytkowania ziemi, IGBP - Global Change, Poznań, Górski T., Demidowicz G., Deputat T., Górska K., Krakowiak A., Marcinkowska I., Spoz-Pać W Empiryczny model plonowania ziemniaka w funkcji czynników meteorologicznych. Materiały XXV Zjazdu Agrometeorologów. Olsztyn Mierki IX 1994 r. Olsztyn. AR s Górski T., Demidowicz G., Deputat T., Doroszewski A., Górska K., Marcinkowska I., Spoz-Pać W., Metoda bieżącej oceny plonów pszenicy ozimej, żyta, ziemniaka, buraka cukrowego i rzepaku na podstawie indeksów pogodowych. Maszynopis. Puławy 11. Górski T., Demidowicz G., Deputat T., Górska K., Marcinkowska I., Spoz-Pać W Empiryczny model plonowania pszenicy ozimej w funkcji czynników meteorologicznych. Zeszyty Naukowe AR Wrocław. Nr 313 s Górski T., Kozyra J., Doroszewski A Field crop losses in Poland due to extreme weather conditions: case studies. In: The influence of extreme phenomena on the natural environment and human living conditions. Ed. Stanisław Liszewski, Łodź, Górski T., Zaliwski A., Model Agroklimatu Polski (Agroclimate Model of Poland). Pamiętnik Puławski, 130/I: Kanecka-Geszke E, Smarzyńska K Ocena suszy meteorologicznej w wybranych regionach agroklimatycznych Polski przy użyciu różnych wskaźników. Acta Scientarium Polonorum. Formatio Circumiectus. Nr 6 (2) s Łabędzki L., Bąk B Standaryzowany klimatyczny bilans wodny jako wskaźnik suszy. Acta Agrophysica. Vol. 3 nr 7 s Rojek M Klimatyczny bilans wodny. W: Atlas klimatycznego ryzyka uprawy roślin w Polsce. Mapa 27. Szczecin. Wydaw. AR. 17. Ustawa z dnia 25 lipca 2008 r. o zmianie ustawy o ubezpieczeniach upraw rolnych i zwierząt gospodarskich oraz ustawy o krajowym systemie ewidencji producentów, ewidencji gospodarstw rolnych oraz ewidencji wniosków o przyznanie płatności. Dz. U nr 145 poz Ustawa z dnia 7 lipca 2005 r. o dopłatach do ubezpieczeń upraw rolnych i zwierząt gospodarskich w Polsce. Dz. U nr 150 poz z późn. zm. 9