ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2008 z. 527: 147-154 ROLA OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH W KSZTAŁTOWANIU ZMIENNOŚCI PLONU OGÓRKA W UPRAWIE POLOWEJ W OKOLICY RZESZOWA Robert Kalbarczyk Katedra Meteorologii i Klimatologii, Akademia Rolnicza w Szczecinie Wstęp Ogórek, podobnie jak większość warzyw, odznacza się duŝymi wymaganiami wodnymi, co jest związane ze znaczną zawartością wody w owocach oraz z bardzo słabo rozwiniętym, nie przenikającym do głębszych warstw gleby, systemem korzeniowym i, z często podkreślanym w literaturze, duŝym stosunkiem masy naziemnej do masy korzeni [GÓRKA 1989; śarski 1989]. Z badań DZIEśYCA i in. [1987] oraz BIESIADY [2000] wynika, Ŝe nie tylko wielkość opadów, występująca w całym okresie wegetacji, ale i ich rozkład w poszczególnych agrofazach, ma istotny wpływ na końcowy plon ogórka. W okresie wegetacji zapotrzebowanie ogórka na opady szacuje się na 350-400 mm - na glebach cięŝkich i 400-450 mm - na glebach średnich [DZIEśYC, DZIEśYCOWA 1986]. Wg KOŹMIŃSKIEGO i RAAB-KRZYSZTOPORSKIEJ [1974] w okresie krytycznym ogórek potrzebuje średnio 260-270 mm opadu, a wg śarskiego [1989] - nawet 350 mm. Z badań GÓRKI [1989] i KALBARCZYKA [2006, 2007] wynika, Ŝe największe zapotrzebowanie ogórka na wodę występuje w okresie od początku zbioru do końca zbioru, co przeciętnie w Polsce przypada na okres od 3 dekady lipca do 1 dekady września. Celem pracy było poznanie wpływu opadów atmosferycznych w poszczególnych okresach agrofenologicznych ogórka, sprzyjających dobremu plonowaniu tej rośliny w okolicy Rzeszowa. Materiał i metody W pracy wykorzystano wyniki doświadczeń z odmianami konserwowymi ogórka, prowadzonymi na stacji w Przecławiu w latach 1965-2002, za wyjątkiem trzech lat: 1976, 1985 i 1997, w których nie prowadzono doświadczeń. Materiały wyjściowe (plon owoców ogólny i handlowy - udział owoców konserwowych o długości 6-10 cm, terminy agrotechniczne i fazy fenologiczne) zostały zebrane dla wzorca, który tworzą najbardziej rozpowszechnione w uprawie odmiany konserwowe ogórka badane w danym roku. Do analizy pogoda-plon wykorzystano wyłącznie wyniki doświadczeń polowych prowadzonych na typowych glebach do uprawy ogórka, kompleksy pszenny bardzo dobry (1) i pszenny dobry (2). Do uprawy ogórka stosowano przewaŝnie pełne nawoŝenie obornikiem, w dawce od 30 do 40 t ha -1, który był przeorany jesienią, natomiast nawoŝenie mineralne przeciętnie wynosiło 380 kg NPK na 1 hektar uprawy,
148 R. Kalbarczyk w tym N i P 2 O 5 wysiewano odpowiednio po 100 i 80 kg, a K 2 O - po 200 kg [Metodyka badania 1998, Syntezy wyników... 1965-2002]. Dobowe i dekadowe sumy opadów atmosferycznych z lat 1965-2002 pochodziły ze stacji meteorologicznej, funkcjonującej przy stacji doświadczalnej COBORU lub w przypadku braku danych - ze stacji meteorologicznej IMGW w Rzeszowie. Wpływ warunków opadowych na plon ogórka ogółem i handlowy w okresie wegetacji określono na podstawie analizy skupień [DOBOSZ 2001]. Wykorzystując niehierarchiczną metodę k-średnich, pogrupowano lata analizowanego wielolecia 1965-2002 pod względem największego podobieństwa rozkładu sum opadów atmosferycznych wg okresów agrofenologicznych ogórka (od siewu do zbioru) i 30- dniowego okresu przed siewem. Następnie dla wyodrębnionych skupień obliczono średnią sumę opadów atmosferycznych wg analizowanych okresów oraz średni plon ogórka, natomiast za pomocą odchylenia standardowego i wartości ekstremalnych (minimum, maksimum) scharakteryzowano czasową zmienność przebiegu warunków opadowych. Istotność róŝnic między wyodrębnionymi skupieniami oceniono za pomocą analizy wariancji, stosując test Fishera na poziomie α = 0,05. Wyniki Wyznaczono cztery skupienia lat o podobnym przebiegu warunków opadowych w pięciu okresach wzrostu i rozwoju oraz w 30-dniowym okresie przed siewem ogórka. Jak widać z tabeli 1, skupienie I objęło 8 lat, skupienie II - 13 lat, III - 4 lata, a IV - 10 lat. Największy średni plon ogórka, zarówno ogółem, jak i handlowy, obliczono dla skupienia I i wyniósł on odpowiednio 40,01 i 23,41 t ha -1, najmniejszy zaś - dla skupienia IV - odpowiednio 21,65 i 11,05 t ha -1. Najmniejsza róŝnica w plonach ogórka występowała między skupieniami II i III i wyniosła 1,89 t ha -1 dla plonu ogółem i 4,26 t ha -1 dla plonu handlowego. Z kolei w całym analizowanym wieloleciu 1965-2002 plon ogółem ogórka wynosił 33,41 t ha -1 i był o 51% większy od plonu handlowego, przy czym plon ogółem odznaczał się nieistotnym statystycznie wzrostem z roku na rok w przeciwieństwie do plonu handlowego (y h = -653,54 + 0,34 Rok), który kaŝdego roku analizowanego wielolecia wzrastał przeciętnie o 0,34 t ha -1. Z analizy wariancji przeprowadzonej dla wyznaczonych skupień wynika, Ŝe najbardziej róŝnicującymi wielkość plonu ogórka były warunki opadowe w okresach: od początku zbioru do końca zbioru i od końca wschodów do początku kwitnienia, najmniej zaś - od początku kwitnienia do początku zawiązywania owoców. Największym plonom ogórka, wynoszącym 40,01 t ha -1 dla plonu ogółem i 23,41 t ha -1 dla plonu handlowego (skupienie I), sprzyjały opady niŝsze o około 16% od średnich wieloletnich w okresie od siewu do początku zawiązywania owoców i w 30-dniowym okresie przed siewem (40,2 mm - w okresie siew-koniec wschodów, 103,4 mm - w okresie koniec wschodów-początek kwitnienia, 10,8 mm - początek kwitnienia-początek zawiązywania owoców i 45,4 mm w 30-dniowym okresie przed siewem) oraz wyŝsze o około 72% od średnich wieloletnich pod koniec rozwoju ogórka - od początku zawiązywania owoców do końca zbioru (34,7 mm - w okresie od początku zawiązywania owoców do początku zbioru i 171,5 mm - od początku zbioru do końca zbioru); w okresie od siewu do początku zbioru - nieco niŝsze, a od siewu do końca zbioru wyŝsze - wynoszące około 361 mm (tab. 1). Z kolei najmniejsze plony ogórka, wynoszące 21,65 t ha -1 dla plonu ogółem i 11,05 t ha -1 dla plonu handlowego (skupienie IV), występowały w latach, gdy opady były wyŝsze o około 70% od średnich wieloletnich w okresie od siewu do początku zawiązywania owoców i od początku
ROLA OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH W KSZTAŁTOWANIU ZMIENNOŚCI... 149 zbioru do końca zbioru oraz niŝsze o około 12% w okresie od początku zawiązywania owoców do początku zbioru i w 30-dniowym okresie przed siewem. Największe róŝnice w wielkości opadów między skupieniami I i IV występowały w okresie od końca wschodów do początku kwitnienia (prawie 108 mm opadu więcej notowano w skupieniu IV niŝ w skupieniu I), w okresie od siewu do końca wschodów (prawie 62 mm opadu notowano więcej w skupieniu IV niŝ w skupieniu I), a następnie w okresie od początku zbioru do końca zbioru (prawie 39 mm opadu notowano mniej w skupieniu IV niŝ w skupieniu I). W okresie od siewu do początku zbioru największym plonom ogórka (skupienie I) towarzyszyło o 167 mm mniej opadów niŝ plonom najmniejszym (skupienie IV), a w okresie od siewu do końca zbioru - odpowiednio o 128 mm mniej. W latach, w których notowano największe plony ogórka (skupienie I) minimalne absolutne opady były zdecydowanie większe we wszystkich rozpatrywanych okresach niŝ w latach o najmniejszym plonowaniu (skupienie IV) i wahały się od 0,2 mm w okresie początek kwitnienia-początek zawiązywania owoców do 145,5 mm w okresie początek zbioru-koniec zbioru (tab. 2). Plonom największym ogórka (skupienie I), w porównaniu do plonów najmniejszych (skupienie IV), sprzyjały równieŝ większe maksymalne opady w początkowym okresie wzrostu (siew-koniec wschodów) i mniejsze - pod koniec rozwoju (początek zawiązywania owoców-koniec zbioru). W grupie lat o dobrym plonowaniu ogórka zmienność warunków opadowych, opisana odchyleniem standardowym, była zdecydowanie największa w okresie od końca wschodów do początku kwitnienia (53 mm), najmniejsza zaś - w okresie od początku kwitnienia do początku zawiązywania owoców (9 mm). W grupie lat o słabym plonowaniu opisywanej rośliny największą zmiennością sum opadów charakteryzował się zarówno 30-dniowy okres przed siewem (43,9 mm), jak i okres od początku zbioru do końca zbioru (44,9 mm), najmniejszą zaś - okres od początku zawiązywania owoców do początku zbioru (17,1 mm). Odchylenie standardowe sum opadów atmosferycznych w okresach od siewu do początku zbioru i od siewu do końca zbioru, zarówno w skupieniu I, jak i IV, było podobne, przy czym w skupieniu I wynosiło odpowiednio 30,5 i 33,2 mm, a w skupieniu IV - 34,0 i 34,3 mm. Struktura sum opadów atmosferycznych badana wg czterech przyjętych przedziałów: 0-1, 1-5, 5-10 i > 10 mm, w kolejnych okresach wzrostu i rozwoju ogórka i w 30-dniowym okresie przed siewem wykazała, Ŝe niemal we wszystkich rozpatrywanych przedziałach i okresach, sumy opadów były wyŝsze w grupie lat o słabym plonowaniu (skupienie IV) niŝ o dobrym plonowaniu tej rośliny (skupienie I). Wyjątek stanowiły okresy od początku zbioru do końca zbioru w następujących przedziałach analizowanych opadów: 1-5, 5-10 i > 10 mm, od początku zawiązywania owoców do początku zbioru w przedziale 1-5 i > 10 mm oraz 30-dniowy przed siewem w przedziale 0-1 mm, w których stwierdzono przewagę sum opadów atmosferycznych w grupie lat o największym plonowaniu w porównaniu do grupy lat o najmniejszym plonowaniu ogórka.
150 R. Kalbarczyk Najwięcej wody dla roślin ogórka w okresie wegetacji dostarczały dobowe opady atmosferyczne o wielkości > 10 mm - około 67% całej sumy opadów, a następnie opady dobowe z przedziału 5-10 mm - około 18%, mniej zaś z przedziału 0-1 i 1-5 mm - odpowiednio około 2 i 13%. Wnioski 1. Na podstawie analizy skupień wydzielono cztery, istotnie róŝniące się, grupy lat pod względem przebiegu warunków opadowych, determinujących róŝne wielkości plonu ogórka w okolicy Rzeszowa. Do skupienia I zaliczono lata, które charakteryzowały się największym plonowaniem (wynoszącym 40,01 t ha -1 dla plonu ogólnego i 23,41 t ha -1 dla plonu handlowego), a do skupienia IV - najmniejszym plonowaniem (odpowiednio 21,65 i 11,05 t ha -1 ). 2. Lata, w których uzyskiwano dobre plony ogórka (skupienie I) odznaczały się mniejszym odchyleniem standardowym prawie we wszystkich analizowanych okresach agrofenologicznych, w porównaniu do lat o słabym plonowaniu (skupienie IV), za wyjątkiem okresu koniec wschodów-początek kwitnienia i początek zawiązywania owoców-początek zbioru. Literatura BIESIADA A. 2000. Warzywa dyniowate, w: Polowa uprawa warzyw. M. Orłowski (Red.), Wyd. Brasika. Szczecin: 214-227. DOBOSZ M. 2001. Wspomagana komputerowo statystyczna analiza wyników badań. Rozdział 15. Analiza skupień. Akademicka Oficyna Wyd. Exit: 337-346. DZIEśYC J., DZIEśYCOWA D. 1986. Wpływ niedoboru i nadmiaru opadów oraz nawadniania na plonowanie roślin warzywnych. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 268: 161-174. DZIEśYC J., NOWAK L., PANEK K. 1987. Dekadowe wskaźniki potrzeb opadowych roślin uprawnych w Polsce. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 314: 11-33. GÓRKA W. 1989. Bonitacja warunków agroklimatycznych Polski dla wybranych warzyw. Sprawozdanie etapowe CPBR nr 10.18. Wyd. AR Szczecin. KALBARCZYK R. 2006. Time and spatial distribution of agrotechnical dates and phenological stages of cucumber in western Poland. Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus. 5(2): 51-68. KALBARCZYK R. 2007. Potencjalne zmniejszenie plonu ogórka w uprawie polowej na terenie Polski powodowane niedoborami opadów atmosferycznych. Annales UMCS Sec. EEE 17(2): 83-95. KOŹMIŃSKI C., RAAB-KRZYSZTOPORSKA M. 1974. Próba określenia warunków hydrotermicznych uprawy ogórków na terenie Polski. Zesz. Nauk. AR Szczecin 48: 121-133. Metodyka badania wartości gospodarczej odmian (WGO) roślin uprawnych 1998. Rośliny warzywne. Dyniowate. Wyd. 1. COBORU. Słupia Wielka. Syntezy wyników doświadczeń odmianowych. Warzywa dyniowate. 1965-2002. COBORU. Słupia Wielka. śarski J. 1989. ZwyŜki plonów ogórków gruntowych i selerów pod wpływem deszczowania a opady atmosferyczne w okresie krytycznym. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 343: 67-73.
ROLA OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH W KSZTAŁTOWANIU ZMIENNOŚCI... 151 Słowa kluczowe: ogórek, uprawa polowa, opady atmosferyczne, analiza skupień Streszczenie Celem pracy było poznanie wpływu opadów atmosferycznych w poszczególnych okresach agrofenologicznych ogórka, sprzyjających dobremu plonowaniu tej rośliny w okolicy Rzeszowa. Na podstawie analizy skupień wydzielono cztery, istotnie róŝniące się, grupy lat pod względem przebiegu warunków opadowych, determinujących róŝne wielkości plonu ogórka. Największym plonom ogórka sprzyjały opady nieco mniejsze od średnich wieloletnich, wynoszące 189 mm, w okresie od siewu do początku zbioru oraz większe od przeciętnych, wynoszące 361 mm, w okresie od siewu do końca zbioru, przy czym około 40 mm opadów przypadło na okres siew-koniec wschodów, 103 mm - koniec wschodów-początek kwitnienia, 11 mm - początek kwitnienia-początek zawiązywania owoców, 35 mm - początek zawiązywania owoców-początek zbioru i 172 mm - początek zbioru-koniec zbioru. THE ROLE OF PRECIPITATION IN DETERMINATION OF THE VARIABILITY OF CUCUMBER YIELDS IN THE FIELD CULTIVATION IN THE REGION OF RZESZÓW Robert Kalbarczyk Department of Meteorology and Climatology, Agricultural University, Szczecin Key words: cucumber, field cultivation, precipitation, cluster analysis Summary The aim of the study was to determine the distribution of precipitation in individual agrophenological periods of cucumber, favourable for good yields of this plant in the region of Rzeszów. On the basis of cluster analysis four groups of years, significantly different in respect of precipitation determining the cucumber yields were established. Favourable precipitation for the best yields was the precipitation that was slightly smaller than many-year average amounting to 189 mm in the period from sowing to the beginning of harvesting and the precipitation that was larger than the average, amounting to 361 mm in the period from sowing to the end of harvesting. About 40 mm of the precipitation fell to the period from sowing to the end of emergences, 103 mm - from the end of emergences to the beginning of flowering, 11 mm - from the beginning of flowering to the beginning of fruit setting, 35 mm - from the beginning of fruit setting to the beginning of harvesting and 172 mm - from the beginning of harvesting to the end of harvesting. Dr inŝ. Robert Kalbarczyk Katedra Meteorologii i Klimatologii
152 R. Kalbarczyk Akademia Rolnicza ul. PapieŜa Pawła VI nr 3 71-469 SZCZECIN e-mail: robkalb@agro.ar.szczecin.pl
Skupienie Clusters Tabela 1; Table 1 Charakterystyka sum opadów atmosferycznych w kolejnych okresach agrofenologicznych i 30-dniowym okresie przed siewem ogórka wg wyodrębnionych skupień (I, II, II i IV). Minimum absolutne, maksimum absolutne i odchylenie standardowe sum opadów atmosferycznych w kolejnych okresach agrofenologicznych i 30-dniowym okresie przed siewem ogórka wg wyodrębnionych skupień (I, II, II i IV) Liczba lat Number of years Characteristics of total precipitation in successive agrophenological periods and in a 30-day period before cucumber sowing according to selected clusters (I, II, II and IV) Plon; Yield (t ha -1 ) Opady; Precipitation (mm) ogólny handlowy 30ops s-kw kw-pk pk-pzo pzo-pz pz-kz s-pz s-kz I 8 40,01 23,41 45,4 40,2 103,4 10,8 34,7 171,5 189,2 360,7 II 13 33,11 16,71 57,1 43,7 135,2 11,5 18,3 83,1 208,7 291,8 III 4 31,22 12,45 69,6 40,3 62,5 19,4 14,7 49,1 136,9 186,0 IV 10 21,65 11,05 55,0 101,9 210,9 29,6 14,0 132,1 356,4 488,5 Wielolecie; Many year periods 33,41 16,37 57,8 48,6 115,8 15,7 20,5 99,2 200,6 299,8 Objaśnienia; Explanations: 30ops 30-dniowy okres przed siewem; a 30-day period before sowing s-kw siew-koniec wschodów; sowing-end of emergence kw-pk koniec wschodów-początek kwitnienia; end of emergence-beginnig of flowering pk-pzo początek kwitnienia-początek zawiązywania owoców; beginnig of flowering-beginnig of fruit setting pzo-pz początek zawiązywania owoców-początek zbioru; beginnig of fruit setting-beginnig of harvest pz-kz początek zbioru-koniec zbioru; beginnig of harvest-end of harvest s-pz siew-początek zbioru; sowing-beginnig of harvest s-kz siew-koniec zbioru; sowing-end of harvest
Okres* Period* Minimum absolutne, maksimum absolutne i odchylenie standardowe sum opadów atmosferycznych w kolejnych okresach agrofenologicznych i 30-dniowym okresie przed siewem ogórka wg wyodrębnionych skupień (I, II, II i IV) Absolute minimum, absolute maximum and standard deviation of total precipitation in successive agrophenological periods and in a 30-day period before cucumber sowing according to selected clusters (I, II, II and IV) Minimum Minimum (mm) Maksimum Maximum (mm) Odchylenie standardowe Standard deviation (mm) Tabela 2; Table 2 I II III IV I II III IV I II III IV 30ops 25,5 29,9 34,5 5,2 72,6 94,1 69,1 163,0 18,4 21,8 15 43,9 s-kw 14,5 7,4 80,0 0,0 66,6 86,7 145,4 114,6 19,9 22,8 29,7 33,1 kw-pk 54,4 95,0 141,0 19,2 199,6 181,8 304,7 105,3 53,0 24,7 71,6 24,9 pk-pzo 0,2 0,0 14,5 0,0 22,1 55,8 59,3 87,4 9,0 15,5 20,1 33,4 pzo-pz 2,0 0,0 2,6 0,0 86,3 46,7 31,3 51,1 33,9 17,1 12,2 17,1 pz-kz 145,5 39,2 69,1 6,6 200,6 128,1 259,9 148,3 22,1 27,7 87,9 44,9 s-pz 144,0 157,3 282,9 91,0 232,1 283,3 416,9 202,2 30,5 39,7 64,5 34 s-kz 306,0 223,2 402,1 128,5 404,8 360,4 563,7 239,3 33,2 38,7 66,6 34,3 * objaśnienia jak pod tabelą 1; explanations see Table 1