prof. dr hab. inż. Krzysztof Ostrowski ROLA URZĄDZEŃ MELIORACJI SZCZEGÓŁOWYCH W ROLNICTWIE I ŚRODOWISKU PRZYRODNICZYM 1. WSTĘP 2. ZAKRES POTRZEB I EFEKTY MELIORACJI W POLSCE 3. ZNACZENIE WODY W GLEBIE DLA PRODUKCJI ROŚLINNEJ 4. WPŁYW URZĄDZEŃ MELIORACYJNYCH NA ŚRODOWISKO PRZYRODNICZE 5. PODSUMOWANIE Warszawa Falenty 26.10.2011 r.
1. WSTĘP Pojęcie melioracji wiązane jest głównie z technicznym regulowaniem obiegu wody i identyfikowane z takimi robotami jak: - osuszanie rowami,
- drenowanie,
- nawadnianie,
Uwzględniając osiągnięcia naukowe i pozostawiając melioracjom rolnym ich dotychczasową nazwę, wprowadzono do nich nową treść. Melioracje nie są tu tylko ulepszeniem, lecz należy je rozumieć jako przekształcanie naturalnych warunków produkcji roślinnej, poprzez wpływanie na wszelkie procesy zachodzące w środowisku dla podwyższania żyzności gleby i zapewnienia wysokich plonów. Ostromęcki charakteryzuje melioracje w sposób następujący: Melioracje rolne powinny stanowić zespół zabiegów organizacyjno-gospodarczych, technicznych i agrotechnicznych, których zadaniem jest wytworzenie na danym obiekcie rolnym trwałej podstawy do podnoszenia żyzności gleby i powiększenia produkcji rolnej.
Obecnie coraz większą uwagę zwraca się na pozaprodukcyjną, w tym ekologiczną, funkcję terenów wiejskich. W tej sytuacji zachodzi potrzeba poszerzenia zakresu przedsięwzięć realizowanych w ramach melioracji. Nowoczesne melioracje w krajach o wysokim poziomie rolnictwa są całościowymi (kompleksowymi) projektami, za pomocą których obszary wiejskie są chronione, ulepszane, rozwijane i kształtowane. Ujmują one i rozwiązują łącznie cele zarówno rolnicze, jak i dotyczące ochrony przyrody i krajobrazu. Ostatecznie zmierzają do tworzenia podstaw poprawy efektywności pracy, warunków życia na wsi i rozwoju terenów wiejskich.
W pojęciu melioracji kompleksowych mieszczą się również takie działania jak: ochrona od powodzi, budowa dróg rolniczych i stawów rybnych, wykorzystanie ścieków w rolnictwie, zagospodarowanie zmeliorowanych użytków zielonych, ochrona przed erozją, agromelioracje, fitomelioracje oraz rekultywacje terenów zdewastowanych.
Zabiegi melioracyjne są więc istotnym składnikiem szeroko pojętej gospodarki wodnej w rolnictwie i obejmują bilans wodny na większych obszarach, rozrząd wody w zlewniach i na obiektach, regulację uwilgotnienia profilu glebowego, a także dostosowanie terenów do wymogów technologicznych współczesnego rolnictwa.
2. ZAKRES POTRZEB I EFEKTY MELIORACJI W POLSCE Utrzymanie rolnictwa na poziomie nie odbiegającym od standardów Unii Europejskiej wymaga sprawnych systemów melioracyjnych, dostosowanych do określonych ekosystemów. Według Ministerstwa Rolnictwa, na około 15,9 min ha użytków rolnych, potrzeby melioracji wynoszą 9,2 mln ha. Dotychczas zmeliorowano 6,7 mln ha, w tym tylko 0,5 mln ha wyposażone jest w urządzenia nawadniające. Uregulowania stosunków powietrzno-wodnych wymaga więc jeszcze około 2,5 min ha. Do programu rozwoju melioracji, obok wymienionych już działań, należy włączyć również małą retencję, traktując ją jako jeden ze sposobów wzbogacania określonych siedlisk w wodę. Mała retencja wodna obejmuje wszelkie działania przyrodniczo-techniczne i organizacyjne, które sprzyjają gromadzeniu każdej ilości wody, opóźniają jej odpływ i zwiększają dostępność wody dla produkcji rolniczej i poza rolniczego kształtowania krajobrazu.
Małą retencję tworzą: małe zbiorniki wodne oczka wodne stawy i starorzecza
odpowiednie użytkowanie ziemi
Zwiększenie powierzchni trwałych użytków zielonych, zalesień i zadrzewień, ochrona przeciwerozyjna gleb, racjonalna eksploatacja systemów melioracyjnych, zwłaszcza prowadzenie nawodnień z regulowanym odpływem, zwiększa retencyjność gleb i sprzyja efektywniejszemu wykorzystywaniu opadów atmosferycznych, zmniejszając niepożądany odpływ wody z agroekosystemu. Melioracje dają pozytywne efekty gospodarcze i ekologiczne. W wyniku melioracji odwadniających uzyskuje się wzrost plonów roślin w od 5-15 jednostek zbożowych z hektara, a melioracje nawadniające dają możliwość uzyskania zwyżki plonu rzędu 10-25 jednostek zbożowych z hektara. Nawet w latach ekstremalnych klęsk żywiołowych, np. suszy 1992 r., czy nadmiaru wody w 1997 i 2001 r., straty w produkcji rolniczej były zdecydowanie mniejsze na zmeliorowanych użytkach rolnych.
3. ZNACZENIE WODY W GLEBIE DLA PRODUKCJI ROŚLINNEJ Do wyprodukowania jednego kilograma suchej masy rośliny muszą pobrać z gleby od kilkuset do tysiąca litrów wody. Z tego wynika, że dostępne dla roślin zasoby wody, obok nawożenia i agrotechniki, decydują o efektach produkcji roślinnej w konkretnych warunkach glebowo-klimatycznych. Zarówno nadmiar jak i niedobór wody w glebie nie sprzyja dobremu rozwojowi roślin i wpływa niekorzystnie na plonowanie. Zróżnicowane warunki klimatyczne i glebowo-wodne w naszym kraju bardzo często nie sprzyjają racjonalnemu, efektywnemu gospodarowaniu zasobami środowiska.
W roku przeciętnym relacje między zasilaniem z opadów atmosferycznych, a ubytkiem wody na ewapotranspirację powodują dodatni bilans wodny w półroczu zimowym, a ujemny w okresie wegetacyjnym. Konsekwencją tego jest odpowiednie kształtowanie się poziomu wód gruntowych - nie zawsze zgodne z oczekiwaniami środowiska przyrodniczego.
4. WPŁYW URZĄDZEŃ MELIORACYJNYCH NA ŚRODOWISKO PRZYRODNICZE Działania melioracyjne powinny uwzględniać warunki równowagi ekologicznej danego obszaru dla zapewnienia ochrony środowiska przyrodniczego w zakresie gospodarki wodnej Prawidłowo przeprowadzone zabiegi melioracyjne obok rozwiązań technicznych powinny dawać wskazówki do sposobu gospodarowania wodą w zlewni. Chodzi o to aby obiektu meliorowanego nie rozpatrywać bez powiązania z otaczającą przyrodniczą i gospodarczą całością. Najczęściej za pomocą urządzeń melioracyjnych wpływamy na obieg wody i powietrza w glebie, ponadto oddziałują one na stosunki cieplne i obieg związków pokarmowych. Kierowanie tymi obiegami nie tylko podnosi żyzność gleby, ale może wpływać na przebieg procesów glebowych i w rezultacie stać się czynnikiem kształtującym glebę.
Drenowanie, najczęściej stosowany system odwadniający, na gruntach ornych zmniejsza nadmierne uwilgotnienie gleby, przez co ogranicza parowanie wody z powierzchni terenu, a tym samym przyczynia się do szybszego ogrzania gleby i przyspieszenia terminu rozpoczęcia wegetacji roślin. Poziom wód gruntowych ulega obniżeniu, ale nie więcej niż do głębokości założenia urządzeń odwadniających. Oznacza to, że drenowanie gruntów ornych nie powoduje szkodliwych dla środowiska zmian w jego położeniu.
Wśród mało zorientowanych panuje pogląd, że gleba zdrenowana traci wodę, przez co zabieg ten degraduje środowisko. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 18 17 16 15 14 13 12 19 20 Gdyby ten pogląd był prawdziwy, to na zdrenowanej glebie nie uzyskiwano by od 1,5 do 2 razy większych plonów roślin niż na takiej samej glebie nie drenowanej, co wynika ze znacznie większego retencjonowania oraz lepszej ekologicznej efektywności wykorzystania wody opadowej w glebie drenowanej.
System drenarski faktycznie odprowadza pewną ilość wody. Jednak zgodnie z krzywą retencyjności gleby dreny przejmują z profilu tylko wodę wolną (grawitacyjną), a więc wodę, która nie jest wiązana przez glebę. Ma to miejsce przy stanie uwilgotnienia przekraczającym polową pojemność wodną gleby (pf<2), a więc stanie namiaru wody i niewystarczającej, do prawidłowego rozwoju roślin, ilości powietrza.
Z chwilą gdy z gleby odcieknie woda wolna odpływ z sieci drenarskiej ustaje, a w profilu pozostaje woda dostępna dla roślin, wykorzystywana na ewapotranspirację, której wyczerpanie, do stanu pojemności okresu suszy, może nastąpić przy braku opadów atmosferycznych, a nie z powodu drenowania. Potwierdzeniem tego jest tylko okresowe występowanie odcieku wody z sieci drenarskiej, po ustaniu którego rośliny nie usychają. Zaprzecza to twierdzeniu lansowanemu w pewnych kręgach, że drenowanie przyczynia się do przesuszenia gleby.
Inaczej jest w dolinach rzecznych na użytkach zielonych, gdzie systemy melioracyjne w postaci rowów odwadniających i regulacji rzek powodują obniżenie zwierciadła wód gruntowych. Obniżony poziom wody dostosowany do potrzeb roślin uprawnych, może być nieodpowiedni dla poprzedniego porostu roślinności naturalnej. W takich warunkach decyzja o realizacji inwestycji melioracyjnej powinna być poprzedzona decyzją o zmianie charakteru użytkowania terenu. Rowy, podobnie jak dreny, nie obniżają poziomu wód gruntowych poniżej swojej głębokości.
Natomiast stosowanie w dolinach rzecznych nawodnień podsiąkowych na użytkach zielonych nie tylko zwiększa plony, ale także chroni glebę oraz jest ważnym elementem małej retencji, zwiększającym zasoby wodne w przestrzeni rolniczej. Zatem nawodnienia w dolinach rzecznych powinny być traktowane jako czynnik proekologiczny. Pod wpływem melioracji ma miejsce powolna lecz istotna zmiana struktury gleby. W glebach mineralnych zwiększa się porowatość, przez co gleba staje się bardziej przepuszczalna. Infiltracja zwiększa się kilkakrotnie. Znacznie zmniejsza się spływ powierzchniowy. Woda z letnich opadów atmosferycznych może być w większych ilościach gromadzona w porach gleby, a następnie wykorzystywana przez rośliny.
Drenowanie gleby zwięzłej zwiększa jej retencję głównie poprzez oddolne odpowietrzenie gruntu. Pod ciśnieniem przesiąkającej wody powietrze glebowe jest wypychane do drenów i wydostaje się na zewnątrz do atmosfery. W glebie nie drenowanej wypierane powietrze napotyka na opór przesiąkającej wody, przez co tworzy się powietrzna poduszka, utrudniająca infiltrację wody w głąb profilu. przepuszczalna warstwa orna podeszwa płużna nieprzepuszczalne podglebie dren
Obok obiegu ciepła i wody istnieje w przyrodzie obieg związków pokarmowych soli mineralnych niezbędnych do życia roślin. Sole mineralne, włączone są w ogólny obieg geologiczny materii, który w ostatecznym rezultacie unosi je do mórz, biorą okresowo także udział w drugim obiegu biologicznym. Jednym z zadań melioracji jest kierowanie obiegiem wody i związków pokarmowych w taki sposób, aby nie pozwolić na szybkie przechodzenie soli mineralnych do jednokierunkowego obiegu geologicznego (erozja gleb, unoszenie roztworów i namułów do mórz), lecz potęgować obieg biologiczny, podczas którego sole mineralne są czerpane z gleby przez roślinność. Można to, osiągnąć poprzez zabiegi melioracyjne, rolnicze i leśne, takie jak: drenowanie, agromelioracje, fitomelioracje i melioracje przeciwerozyjne.
5. PODSUMOWANIE W naszym kraju na znacznej części użytków rolnych ciągle jeszcze nadmiary czy niedobory wody są głównymi czynnikami ograniczającymi dalszy wzrost plonów. Przeprowadzenie melioracji na tych glebach warunkuje więc dalszy intensywny rozwój rolnictwa. Regulacja stosunków powietrzno-wodnych w glebie dla potrzeb produkcji roślinnej jest doceniana na całym świecie. Wśród specjalistów (rolników, meliorantów) występuje zgodna opinia, że usuwając niekorzystny nadmiar wody, oraz (lub) uzupełniając jej braki powoduje się istotny wzrost plonów, oraz ułatwia (umożliwia) wykonanie prac agrotechnicznych. Rola melioracji w środowisku przyrodniczym jest bardzo istotna, a jednocześnie bardzo złożona. Na bagiennych obszarach o wyjątkowo cennej szacie roślinnej i bogatym świecie zwierzęcym nie jest możliwe pogodzenie interesów przyrody z potrzebami intensywnego rolnictwa. Jedyną możliwością zachowania naturalnego stanu na tych obszarach jest wyłączenie ich z intensywnej produkcji roślinnej lub zaniechanie rolniczego użytkowania.
Obserwowana w Polsce krytyka oddziaływania melioracji na środowisko przyrodnicze, na podstawie pojedynczych błędów, które przecież występują w każdej gałęzi gospodarki, próbuje przypisać je całej działalności inwestycyjnej w zakresie systemów melioracyjnych. Dlatego niedopuszczalne jest pozwolenie na uprawianie propagandy antymelioracyjnej lub ferowanie negatywnych opinii, nie popartych żadnymi obiektywnymi argumentami. Realizacja zadań w zakresie melioracji oraz kształtowania i ochrony środowiska według idei zrównoważonego rozwoju wymaga uregulowania zasad finansowania inwestycji i ich eksploatacji. Powinny one wynikać z różnych celów i efektów melioracji i być dzielone między licznych konsumentów produkowanych dóbr. Obecna bardzo żywa pamięć przykrych doświadczeń ostatnich wielkich powodzi (1997 r., 2001 r., 2010 r.), czy susz (1992 r., 2000 r., 2002-2006 r.) powinna mobilizować do intensywniejszych działań w zakresie rozwoju gospodarki wodnej i melioracji w Polsce.
Dziękuję za uwagę