Document

advertisement
Leszek Łabędzki
Potrzeby wodne roślin uprawnych i potrzeby
nawodnień w zlewni rzeki zgłowiączki
2007/4
IMUZ W-POB
ul. Glinki 60
85-174 Bydgoszcz
tel./fax 052 375 01 07
Straszczenie
Obszar zlewni rzeki Zgłowiączki, położony w centralnej
części kraju, charakteryzuje się klimatem strefy umiarkowanej przejściowym między klimatem morskim i lądowym. Ścierają
się w nim wpływy mas powietrza oceanicznego i
kontynentalnego. Istotną cechą tego klimatu jest duża zmienność
pogody.
Kujawy należą do najsuchszych i najcieplejszych regionów
w Polsce. Długotrwały brak opadów wywołany jest dominacją
cyrkulacji antycyklonalnej. Intensywność zjawiska suszy
meteorologicznej zwiększa bardzo wysoka temperatura, często
przekraczająca w dzień 30–33ºC, a w nocy utrzymująca się na
poziomie 20-18ºC. Region ten odznacza się również dobrymi
warunkami energetycznymi i cieplnymi, które stawiają go w
rzędzie najbardziej uprzywilejowanych pod tym względem
rolniczych regionów kraju. Na obszarze Kujaw występują
najwyższe wartości sumy temperatur aktywnych >10ºC,
przekraczające 2500ºC.
Średnia roczna suma opadów wynosi 500 mm, a w półroczu
letnim (IV-IX) - 300 mm. Jednocześnie obszar ten pokryty jest
dobrymi glebami, więc zainteresowanie intensywną produkcją
rolniczą jest naturalne. Czynnikiem limitującym jest brak wody.
1
1.
UWARUNKOWANIA AGROKLIMATYCZNE I AGROHYDROLOGICZNE
1.1. Warunki pluwiotermiczne
Obszar zlewni rzeki Zgłowiączki, położony w centralnej części kraju, charakteryzuje się
klimatem strefy umiarkowanej - przejściowym między klimatem morskim i lądowym. Leży w
środkowo-zachodniej części zasięgu klimatu Krainy Wielkich Dolin. Jest to klimat
umiarkowany ze ścierającymi się wpływami mas powietrza oceanicznego i kontynentalnego.
Istotną cechą tego klimatu jest duża zmienność pogody.
Kujawy należą do najsuchszych i najcieplejszych regionów w Polsce. Długotrwały brak
opadów wywołany jest dominacją cyrkulacji antycyklonalnej (wyżowej) nad danym
obszarem. Intensywność zjawiska suszy meteorologicznej zwiększa bardzo wysoka
temperatura, często przekraczająca w dzień 30–33ºC, a w nocy utrzymująca się na poziomie
20-18ºC. Opady letnie na Kujawach charakteryzująca się dużą wartością współczynnika
zmienności opadów (do 250%). Region ten odznacza się również dobrymi warunkami
energetycznymi i cieplnymi, które stawiają go w rzędzie najbardziej uprzywilejowanych pod
tym względem rolniczych regionów kraju. Na obszarze Kujaw występują najwyższe wartości
sumy temperatur aktywnych >10ºC, przekraczające 2500ºC. Podobne wartości spotyka się w
uprzywilejowanych rejonach Polski, jak Nizina Śląska i Kotlina Sandomierska.
Średnia roczna suma opadów wynosi 500 mm, a w półroczu letnim (IV-IX) - 300 mm
[Atlas hydrologiczny..., 1987; Atlas klimatu Polski, 2005; BAC, KOŹMIŃSKI, ROJEK, 1993;
KOŹMIŃSKI, CZARNECKA, GÓRKA, 1984]. Średnia roczna temperatura powietrza wynosi
8,0oC, a w miesiącach letnich (VI-VIII) - 18oC [Atlas klimatyczny..., 1979; Atlas klimatu
Polski, 2005].
Pod względem warunków agroklimatycznych panujących w półroczu letnim, obszar
zlewni Zgłowiączki posiada agroklimat suchy, ciepły i umiarkowane słoneczny.
1.2. Ewapotranspiracja wskaźnikowa i klimatyczny niedobór opadów
Ewapotranspiracja wskaźnikowa, będąca klimatyczną miarą parowania terenowego i
ewapotranspiracji roślin, na obszarze zlewni Zgłowiączki wynosi w roku około 650 mm, a w
półroczu letnim – 450-500 mm. .
Na podstawie niedoborów klimatycznych opadów obliczanych jako różnica między
ewapotranspiracją wskaźnikową i sumą opadów można wnioskować o niedoborach wody dla
rolnictwa i potrzebie nawodnień roślin uprawnych i użytków zielonych. W półroczu
zimowym (X-III) występuje nadmiar opadów w stosunku do ewapotranspiracji wskaźnikowej
i wynosi on średnio 50 mm. W półroczu letnim (IV-IX) natomiast obserwuje się niedobór
opadów, który wynosi 150-200 mm [Atlas hydrologiczny..., 1987; ŁABĘDZKI, 1996;
ŁABĘDZKI, 1997; ROJEK, 1987].
W okresie wegetacyjnym najbardziej prawdopodobne (p = 50%) niedobory opadów w
Bydgoszczy wynoszą 226 mm, w rejonie Kruszwicy 201 mm, a w dolinie Noteci górnej 228
mm. W okresie lat bardzo suchych (p = 10%), niedobory te wynoszą odpowiednio 378, 360 i
390 mm. Największe niedobory występują w maju, czerwcu i lipcu.
O rzeczywistych niedoborach wody dla roślin i potrzebach nawodnień można
wnioskować dopiero po uwzględnieniu ewapotranspiracji poszczególnych upraw, opadu,
zapasów wody użytecznej w glebie oraz zasilania przez wody gruntowe. Gleby piaszczyste i
murszowate na piasku mają najmniejsze zdolności retencjonowania wody i w tych siedliskach
występują największe niedobory wody i potrzeby nawodnień. Na dobrych glebach
mineralnych (czarnych ziemiach, madach średnich i innych wytworzonych z gliny średniej i
utworów pyłowych), charakteryzujących się dużymi zdolnościami retencyjnymi, niedobory
wody są znacznie mniejsze niż obliczane niedobory klimatyczne. Warunki klimatyczne
2
regionu są takie, że często suszy meteorologicznej i rolniczej towarzyszy susza
hydrologiczna. W okresie niedoboru wody dla roślin i potrzeb ich nawadniania maleją
jednocześnie dyspozycyjne zasoby wód powierzchniowych i podziemnych. Obniżają się stany
wód w zbiornikach wodnych, stany wód i przepływy wody w ciekach i stany wód
gruntowych. W zależności, co jest źródłem wody do nawodnień, mogą występować okresowe
trudności w poborze wody do nawodnień. Sytuacje takie obserwuje się na Kujawach podczas
silnych susz.
1.3. Warunki hydrologiczne
Zasoby wód powierzchniowych danego regionu można scharakteryzować w uproszczony
sposób wyznaczając parametry odpływu rzecznego uśrednione dla obszaru, jaki ten region
zajmuje. O przeciętnej zasobności w wody powierzchniowe można wnioskować na podstawie
wartości średniego odpływu jednostkowego - SSq (dm3s-1km-2). Miara ta określa objętość
wody odprowadzaną z odpływem rzecznym w jednostce czasu z określonej powierzchni.
Odpływ rzeczny jest procesem zmiennym w czasie. Zakres zmienności zasobów wód
powierzchniowych można ocenić na podstawie analizy odpływów minimalnych i
maksymalnych. Odpływy jednostkowe: minimalny o prawdopodobieństwa nieosiągnięcia
50% - Nq50% oraz maksymalny o prawdopodobieństwie przewyższenia 50% - Wq50%
pozwalają określić przeciętną bezwzględną zmienność zasobów wód powierzchniowych w
okresie wielolecia. Powyższe wielkości są często skorelowane ze średnim odpływem
jednostkowym - SSq i w związku z tym bardziej uzasadnione jest stosowanie względnej
miary zmienności - wskaźnika nieregularności odpływu rzecznego - WNOR, obliczanego z
zależności:
WNOR = (Wq50% - Nq50% )/SSq
Duże wartości tego wskaźnika występują w przypadku zlewni o małej naturalnej
zdolności do wyrównywania odpływu w czasie, związanej z jej małą zdolnością retencyjną.
Wartości średnie odpływów jednostkowych świadczą o zasobności wodnej danego obszaru, a
wartości wskaźników nieregularności odpływu rzecznego wskazują na ewentualną potrzebę
jego wyrównywania.
Na obszarze zlewni Zgłowiączki średni odpływ jednostkowy SSq wynosi 2 dm3s-1km-2 i
jest to najmniejszy średni odpływ jednostkowy występujący w Polsce (tab. 1). Minimalny
odpływ jednostkowy o prawdopodobieństwa nieosiągnięcia 50% (Nq50%) wynosi 0,30 dm3s1
km-2, a maksymalny o prawdopodobieństwie przewyższenia 50% (Wq50%) - 20 dm3s-1km-2.
Wartość wskaźnika nierównomierności odpływu kształtuje się na poziomie 10, co świadczy o
dużej zmienności odpływu rzecznego w zlewni i małych zdolnościach do wyrównywanie
odpływu w czasie, związanych z małą zdolnością retencyjną.
Powyższe wartości parametrów hydrologicznych prowadzą do wniosku, że zlewnia
Zgłowiączki sytuuje się w przedziale obszarów o bardzo małej zasobności w wody
powierzchniowe.
Tabela 1. Odpływ rzeczny ze zlewni Zgłowiączki
Nq50%
Wq50%
Warstwa
WNOR
3 -1
-2
3 -1
-2
(dm s km )
(dm s km )
odpływu
średniego
(mm)
2,0
0,30
20
75
9,9
SSq - średni odpływ jednostkowy
Nq50% - minimalny odpływ jednostkowy o prawdopodobieństwa nieosiągnięcia 50%
SSq
3 -1
(dm s km-2)
3
Wq50% - maksymalny odpływ jednostkowy o prawdopodobieństwie przewyższenia 50%
WNOR - wskaźnika nieregularności odpływu rzecznego
POTRZEBY I NIEDOBORY WODNE ROŚLIN UPRAWNYCH
Jednym z najważniejszych elementów wyznaczających potrzeby nawodnień są potrzeby
wodne i niedobory wody dla prowadzenia produkcji roślinnej. Niedobory wodne upraw
rolniczych są potrzebami wodnymi pomniejszonymi o opad atmosferyczny i zapas wody
glebowej użytecznej dla roślin. Zarówno potrzeby jak i niedobory wodne roślin będą
wskazywać na potrzebę doprowadzenia wody z zewnątrz oraz na zapotrzebowanie wody do
nawodnień. Przez potrzeby wodne upraw rolniczych rozumie się zapotrzebowanie upraw
rolniczych na wodę dla osiągnięcia określonego efektu produkcyjnego (uzyskania
określonego plonu końcowego).
Prawie każda roślina ma inne zapotrzebowanie na wodę, zależne od właściwości danej
rośliny i wielkości plonu końcowego oraz od czynników zewnętrznych, z których
najważniejsze to: ilość i rozkład opadów, niedobory opadów w stosunku do
ewapotranspiracji, zdolności retencyjne gleby, wilgotność gleby, ewapotranspiracja,
wilgotność i temperatura powietrza, energia promieniowania słonecznego. Wymagania wodne
upraw rolniczych zależą od bardzo wielu czynników i są zatem zjawiskiem bardzo złożonym,
co uniemożliwia ich dokładną ocenę bez znajomości szczegółowych danych chociażby na
temat warunków meteorologicznych i glebowo-wodnych.
Zapotrzebowanie roślin na wodę jest różne w poszczególnych fazach rozwojowych zwiększa się wraz z przyrostem zielonej masy i rozwojem części wegetatywnych. Z reguły
największe zapotrzebowanie przypada na okres krytyczny danej rośliny (okres, w którym
niedobór wody powoduje największe zahamowanie przyrostu i rozwoju).
Na podstawie dostępnych danych literaturowych, badań własnych oraz obliczeń
modelowych ogólnie średnie zapotrzebowanie roślin uprawy polowej w warunkach
klimatycznych Polski centralnej w pasie nizin, czyli również na obszarze zlewni Zgłowiączki,
dla wydania stosunkowo wysokiego plonu (ale nie maksymalnego) można ocenić na:
 rośliny o krótkim okresie wegetacji (do końca lipca) i małych potrzebach wodnych,
np. zboża, ziemniaki wczesne, warzywa wczesne
200-400 mm
 rośliny o długim okresie wegetacji (do końca września) i średnich potrzebach
wodnych, np. rośliny okopowe
400-500 mm
 rośliny o długim okresie wegetacji (do końca września) i dużych potrzebach
wodnych, np. rośliny pastewne, warzywa późne
500-600 mm
2.
Należy zaznaczyć, że są to potrzeby wodne upraw dających wysoki plon, możliwy do
osiągnięcia przy zastosowaniu wysokiego nawożenia i przy nielimitującym poziomie
pozostałych czynników agrotechnicznych. Jest to następujący poziom plonowania: pszenica
ozima - 5 t/ha ziarna, buraki cukrowe - 50 t/ha, ziemniaki późne - 40 t/ha, kukurydza na
ziarno - 6 t/ha, lucerna - 10 t/ha suchej masy. Potrzeby te wskazują na wielkość
zapotrzebowania wody do nawodnień netto, które należałoby stosować w celu osiągnięcia
powyższych plonów.
Dla zobrazowania zróżnicowania potrzeb wodnych roślin uprawy polowej, w tabeli 2
zestawiono dostępne dane liczbowe na temat potrzeb wodnych wybranych upraw polowych
na obszarze Niżu Polskiego. Są to nie tylko dane bezpośrednio określające potrzeby wodne,
ale wyznaczone również na podstawie potrzeb opadowych bądź opadów optymalnych.
Tabela 2. Potrzeby i niedobory wodne w okresie wegetacji wybranych roślin uprawy polowej
i użytków zielonych
Roślina
Okres wegetacji
Potrzeby wodne
Niedobory wodne (mm)
4
(mm)
250 – 280
270 – 300
360 - 370
290 – 340
280 – 330
430 – 480
450 – 530
450 - 480
350 – 400
450 - 500
500 – 550
450 - 540
480 – 530
250 – 400
500 – 600
500 – 600
żyto
kwiecień – lipiec
20 – 40
pszenica ozima
kwiecień - lipiec
60 – 80
jęczmień jary
kwiecień – sierpień
50 - 70
owies
kwiecień – lipiec
30 – 50
ziemniaki wczesne
kwiecień – lipiec
50 – 100
ziemniaki późne
kwiecień – wrzesień
100 – 150
pastwiska polowe
kwiecień – wrzesień
90 – 120
kukurydza na ziarno kwiecień – wrzesień
50 – 70
rzepak
kwiecień – lipiec
20 – 30
lucerna
kwiecień – wrzesień
80 – 100
buraki cukrowe
kwiecień – wrzesień
50 – 100
buraki pastewne
kwiecień – wrzesień
80 – 100
marchew
maj – wrzesień
150 – 200
warzywa wczesne
maj – lipiec
50 – 200
warzywa późne
maj – wrzesień
200 – 300
rośliny i krzewy
zróżnicowany
170 – 250
jagodowe
sady
zróżnicowany
600 – 800
200 – 400
łąki 3-kośne
kwiecień - wrzesień
450 - 500
50 – 150
Potrzeby wodne roślin na badanym obszarze, dających wysoki plon, możliwy do
osiągnięcia przy zastosowaniu wysokiego nawożenia i przy nielimitującym poziomie
pozostałych czynników agrotechnicznych, kształtują się od 250 mm dla zbóż, około 400-500
mm dla okopowych i warzyw do 800 mm dla sadów.
W rejonie o średniej sumie opadów atmosferycznych w okresie wegetacji wynoszącej 300
mm i na glebach o zapasach wody użytecznej dla roślin w 1-metrowym profilu wynoszących
100-120 mm, niedobory wodne kształtują się od 20 mm dla zbóż, 100-200 mm dla
okopowych i warzyw do 400 mm dla sadów (tab. 2).
Szczegółowe wyznaczenie potrzeb i niedoborów wodnych upraw rolniczych
przeprowadzono z wykorzystaniem danych z 4 stacji meteorologicznych, rozmieszczonych na
w najbliższym sąsiedztwie zlewni Zgłowiączki, dla ciągów danych meteorologicznych o
długości 35 lat (z lat 1970-2004) (tab. 3-6). Obliczenia niedoborów wodnych wykonano przy
użyciu modelu CROPDEF w okresach dekadowych, miesięcy i okresu wegetacji. Model
oparty jest na bilansie wodnym gleby, w którym składnikami przychodu są ewapotranspiracja
potencjalna roślin przy danym, założonym poziomie produkcji (plonie końcowym) oraz opad
atmosferyczny i zapas wody użytecznej w glebie. Obliczenia wykonane zostały dla pszenicy
ozimej o plonie 50 dt/ha, buraków cukrowych o plonie 500 dt/ha, ziemniaków późnych o
plonie 400 dt/ha), kukurydzy na ziarno o plonie 60 dt/ha i lucerny o plonie 100 dt/ha suchej
masy, na glebach zróżnicowanych zapasach wody użytecznej: 100, 150, 200 i 250 mm.
Tabela 3. Niedobory wody (w mm) w roku średnim dla wybranych upraw rolniczych
na glebach o zapasie wody użytecznej = 100 mm
Stacja
Roślina
pszenica
buraki
ziemniaki kukurydza
lucerna
ozima
cukrowe
późne
Bydgoszcz
74
138
130
73
96
Toruń
69
122
118
64
87
Koło
94
163
152
95
126
Płock
75
142
132
75
105
5
Tabela 4. Niedobory wody (w mm) w roku średnim dla wybranych upraw rolniczych
na glebach o zapasie wody użytecznej = 150 mm
Stacja
Roślina
pszenica
buraki
ziemniaki kukurydza
lucerna
ozima
cukrowe
późne
Bydgoszcz
36
81
88
28
50
Toruń
30
68
79
22
43
Koło
50
107
110
43
74
Płock
37
84
89
27
52
Tabela 5. Niedobory wody (w mm) w roku średnim dla wybranych upraw rolniczych
na glebach o zapasie wody użytecznej = 200 mm
Stacja
Roślina
pszenica
buraki
ziemniaki kukurydza
lucerna
ozima
cukrowe
późne
Bydgoszcz
14
42
63
8
30
Toruń
8
33
54
4
25
Koło
21
66
82
14
40
Płock
14
44
63
3
33
Tabela 6. Niedobory wody (w mm) w roku średnim dla wybranych upraw rolniczych
na glebach o zapasie wody użytecznej = 250 mm
Stacja
Roślina
pszenica
buraki
ziemniaki kukurydza
lucerna
ozima
cukrowe
późne*
Bydgoszcz
0
6
0
0
Toruń
0
2
0
0
Koło
0
16
0
0
Płock
0
5
0
0
* gleba nie predestynowana dla uprawy ziemniaków
Niedobory wodne dolinowych trwałych użytków zielonych w okresie wegetacji na
glebach torfowo-murszowych i mineralno-murszowych, obliczone zostały również przy
użyciu modelu CROPDEF, dla 4 siedlisk różniących się zapasem wody użytecznej ZWU w
glebie, intensywnością zasilania hydrologicznego WG oraz związanym z warunkami
wodnymi siedlisk rodzajem użytkowania i wielkością plonowania. Są to następujące
siedliska:
1z:
ZWU = 150 mm, WG = 1,0 mm/d, łąka 3-kośna o plonie 10 t/ha siana,
2z:
ZWU = 100 mm, WG = 0,5 mm/d, łąka 3-kośna o plonie 8 t/ha siana,
3z:
ZWU = 80 mm, WG = 0,5 mm/d, łąka 2-kośna o plonie 7 t/ha siana,
4z:
ZWU = 50 mm, WG = 0,0 mm/d, łąka 2-kośna o plonie 5 t/ha siana.
Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli 7.
Tabela 7. Niedobory wody (w mm) w roku średnim dla dolinowych trwałych użytków
zielonych w siedliskach 1z (bardzo dobrych), 2z (dobrych), 3z (średnich) i 4z (słabych)
Stacja
Siedlisko
1z
2z
3z
4z
Bydgoszcz
0
26
43
96
Toruń
0
21
37
88
Koło
15
47
67
122
6
Płock
4
30
49
105
Powyższe wielkości niedoborów wodnych upraw polowych i trwałych użytków
zielonych mogą wskazywać na potrzeby nawodnień w gminach dla uzyskania wysokich
plonów. Realizacja tych nawodnień wymaga zapewnienia odpowiednich zasobów wody w
postaci przepływów bieżących w ciekach, retencji jeziorowej lub dodatkowych przedsięwzięć
małej retencji. Intensyfikacja produkcji rolniczej w zlewni Zgłowiączki prowadzić będzie do
znacznego zwiększenia zapotrzebowania na wodę. Na tych obszarach wystąpią najwyższe
niedobory wody dla roślin. Intensywne rolnictwo charakteryzowane wysokimi plonami roślin
polowych i trwałych użytków zielonych nie będzie możliwe bez nawodnień.
3.
SUSZE W REGIONIE KUJAW
Susze na Kujawach tak jak i w innych regionach Polski, mają charakter anomalii
atmosferycznej wywołanej okresem bezopadowym. Są one trudno przewidywalne. Trudno
prognozować termin jej wystąpienia, czas trwania, zasięg terytorialny i intensywność.
Powoduje to trudności w operacyjnym planowaniu i podejmowaniu wyprzedzających
przedsięwzięć i zabiegów mających na celu złagodzenie ujemnych skutków.
Region kujawski położony jest na najbardziej posusznym obszarze, najbardziej
zagrożonym występowaniem suszy. Występujące tutaj susze są najczęstsze i najgłębsze, o
skrajnie długich ciągach dni bezopadowych.
Mimo nieprzewidywalności i nieregularności występowania suszy, można zaobserwować
pewne prawidłowości statystyczne dotyczące częstości, okresów występowania, czasu
trwania. Pojawiają się one średnio 1 raz na 3 lata, przy czym obserwuje się ciągi lat z
niedoborem opadu wywołującym susze i następujące po nich ciągi lat z nadmiarem opadu lub
z opadem zbliżonym do średniego.
Susze w latach 1951-2006 charakteryzowały się różnym nasileniem, różnym czasem
trwania i okresem wystąpienia. W tym okresie stwierdzono wystąpienie 30 susz
atmosferycznych. Łączny czas ich trwania wyniósł około 200 miesięcy, co stanowi 30%
analizowanego okresu. Głębokie susze wystąpiły w latach: 1951, 1953, 1959, 1963, 1964,
1969, 1971, 1976, 1982-1984, 1989, 1991, 1992, 1994, 2000, 2002, 2003, 2005, 2006. Susze
te charakteryzowały się różnym nasileniem, czasem trwania i okresem wystąpienia, jednak
najsilniejsza, o największym zasięgu wystąpiła w 1992 roku.
W sezonie wegetacyjnym 1982 roku na terenie Kujaw roczne opady były prawie o
połowę mniejsze od średnich opadów z lat 1951-1990. W bardzo suchym 1989 roku opad był
tak niewielki, że prawdopodobieństwo wystąpienia opadów było mniejsze od 1%.
Długotrwała susza w 1992 roku przybrała charakter klęski. Towarzyszyły jej wysoka
temperatura powietrza i gleby, bardzo duże nasłonecznienie i ujemny klimatyczny bilans
wodny. W rejonie Kujaw, w drugiej połowie okresu wegetacyjnego ilość opadów stanowiła
40-55% średniej z wielolecia.
Na stopień suchości okresu wegetacyjnego (IV-IX) wskazują posuchy atmosferyczne i
okresy bezopadowe. Co roku, w okresie od kwietnia do września pojawia się w rejonie Kujaw
średnio około 50-60 dni z posuchą atmosferyczną, co stanowi 30% liczby dni w tym okresie.
W wieloleciu 1945-2004 okres posuszny średnio trwał 21-22 dni.
Na podstawie wskaźnika względnego opadu i kryteriów Kaczorowskiej stwierdzono, że w
rejonie Kujaw miesiące z suszą stanowią około 40% całego sezonu letniego. Najmniejszy
udział mają okresy skrajnie suche, których częstotliwość w regionie przeciętnie wynosi 4%.
Trzykrotnie więcej (13%) było okresów bardzo suchych. Największy udział stanowiły
miesiące suche – 22%. Na podstawie wskaźnika standaryzowanego opadu SPI w okresach
miesięcznych stwierdzono, że na Kujawach występuje 30% miesięcy suchszych od
7
normalnych. Najmniejszy udział miały okresy ekstremalnie suche (2%). Dwukrotnie więcej
(4%) było okresów bardzo suchych. Powyższe dane wskazują na dużą ilość występowania
susz meteorologicznych na Kujawach oraz na duże zagrożenie pojawiania się susz rolniczych
[ŁABĘDZKI, 2006].
Ujemne skutki susz w rolnictwie ujawniają się w postaci zmniejszenia plonu upraw i
zależą od gatunku roślin, rodzaju gleb i regionu geograficznego. Susze jesienne i
wczesnowiosenne na ogół wywołują zmniejszenie plonów zbóż ozimych, zaś wiosenne - zbóż
jarych, pierwszego odrostu siana oraz wydajności pastwisk. Susze letnie wpływają zwykle
ujemnie na plon ziemniaków, buraków cukrowych i drugiego odrostu siana, a także
pastewnych upraw polowych.
W dwóch bardzo suchych latach 1982-1983 średni spadek plonów zbóż wynosił na
Kujawach 25-30%, a ziemniaków - 20-40%, w stosunku do plonów w latach średnich 19851987. W bardzo suchym 1989 roku, plon siana z nienawadnianych użytków zielonych
wynosił około 5 t·ha-1, podczas gdy w średnim roku 1987 uzyskano średnio 8-10 t·ha-1 w
analizowanym regionie. Negatywnymi skutkami suszy w 1992 roku były wyschnięta gleba,
pożółkłe w środku lata użytki zielone, brak ich drugiego i trzeciego odrostu, znaczne
zmniejszenie lub całkowita utrata plonów zbóż i ziemniaków, brak paszy, a w konsekwencji
wzrost cen żywności. Ocenia się, że susza 1992 roku spowodowała zmniejszenie zbiorów
ziemiopłodów o 25%. W regionie zlewni Górnej Noteci w warunkach nawodnień uzyskano 610 t·ha-1 siana, podczas gdy z użytków zielonych nienawadnianych na lepszych glebach
uzyskano nie więcej niż 2 t·ha-1 siana, a na gorszych rośliny zasychały. Inne skutki suszy
1992 roku to: bardzo niskie stany wody i małe przepływy w rzekach, znaczne obniżenie
zwierciadła wody gruntowej, małe napełnienie zbiorników retencyjnych, trudności w
zaopatrzeniu ludności oraz przemysłu w wodę, zwiększenie stężenia zanieczyszczeń w
rzekach i deficytu tlenu, zwiększenie kosztów pozyskiwania i uzdatniania wody.
Susze w ostatnich dwóch latach 2005-2006 spowodowały znaczne straty w rolnictwie. W
2006 roku z powodu kilkutygodniowych upałów i braku opadów w czerwcu i lipcu,
najbardziej ucierpiały zboża jare, kukurydza, ziemniaki i buraki cukrowe oraz użytki zielone.
Według ocen Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi, największe straty wystąpiły na łąkach i
pastwiskach, głównie II i III pokosu (40-100%), zboża jare – 20-60 % strat, zboża ozime –
15-50%, rzepak – 15-45%, ziemniaki i buraki cukrowe – 20-60%, warzywa 30-60%. W
województwie kujawsko–pomorskim straty zgłosiły 144 gminy w 47800 gospodarstwach, co
stanowi 66% gospodarstw prowadzących działalność rolniczą. Stwierdzono wystąpienie strat
na powierzchni 785,1 tys. ha na kwotę 830,4 mln zł.
Wymienione skutki susz w rolnictwie, zaobserwowane w tak dużym natężeniu w skrajnym
roku 1992 oraz w 2006 roku, pojawiają się również z mniejszym lub większym nasileniem i o
zróżnicowanym zasięgu terytorialnym w innych latach, w których susze wystąpiły. Jak
dowodzą powyższe dane, susze na Kujawach mogą być groźne i wywoływać znaczne straty w
rolnictwie. Uzasadnia to i wskazuje na pilną potrzebę opracowania i wdrożenia programów
działań w skali lokalnej i regionalnej, mających na celu łagodzenie ujemnych skutków susz w
rolnictwie. Programy te powinny zawierać opisy działań długofalowych wyprzedzających,
bieżących przed pojawieniem się suszy i w trakcie jej trwania oraz po jej zakończeniu. W
zakresie takich programów mieści się program rozwoju nawodnień.
4.
OCENA POTRZEB NAWODNIEŃ W ZLEWNI ZGŁOWIĄCZKI
Niekorzystna sytuacja Kujaw pod względem ilości zasobów wodnych, wskazuje na
ciągłą potrzebę racjonalizacji i działań w zakresie kształtowania i efektywnego wykorzystania
wody przez rolnictwo.
8
Dobre i bardzo dobre warunki przyrodnicze dla produkcji rolnej (dobre warunki
termiczne, żyzne gleby o dużych zdolnościach retencyjnych), rolniczy charakter regionu
(długoletnie tradycje rolnicze i korzystna struktura agrarna), niski udział użytków zielonych i
lasów, wysoki poziom nawożenia, wyposażenia w maszyny i urządzenia rolnicze i wysoki
poziom agrotechniki oraz niekorzystne warunki opadowe i hydrologiczne i duże zagrożenie
suszami wskazują na potencjalnie wysokie zapotrzebowanie na nawodnienia jako na końcowy
zabieg agrotechniczny pozwalający zwiększyć wydajność upraw i zagwarantować stabilność i
jakość plonów.
Biorąc pod uwagę powyższe uwarunkowania i determinanty, Kujawy, w tym zlewnię
Zgłowiączki, zaliczono do I strefy potrzeb nawodnień - o największych potencjalnych
potrzebach nawodnień (rys. 1) [ZŁONKIEWICZ, ŁABĘDZKI, GRUSZKA, 2007].
9
Rys. 1. Strefy potencjalnych potrzeb nawodnień w województwie kujawsko-pomorskim
I strefa o największych potrzebach
II strefa o średnich potrzebach
III strefa o umiarkowanych potrzebach
Nawodnienia na Kujawach mają charakter interwencyjny i uzupełniają okresowy niedobór
opadów. Są potrzebne w krótszych bądź dłuższych okresach w czasie trwania okresu
wegetacyjnego. Można przyjąć, że statystycznie raz na 3 lata istnieje potrzeba stosowania
nawodnień w tym regionie. Występują lata, kiedy nawodnienia nie są potrzebne, jednak w
latach takich jak np. 1992 i 2000, mają ogromne znaczenie. Nawodnienia jako rodzaj
melioracji zaliczany do jednego ze środków technicznych mających wpływ na produkcję
10
rolniczą mają za zadanie złagodzenie względnie wyeliminowanie braku wody niezbędnej do
właściwego rozwoju uprawianych roślin.
Susze stają się w ostatnich latach coraz bardziej dokuczliwe. Przesuszenie wielu obszarów
jest wyraźne. Jednocześnie dopuszcza się do bardzo głębokiego kryzysu nawodnień w Polsce.
W chwili obecnej w Polsce nawodnienia odgrywają znikomą rolę zarówno w produkcji rolnej,
jak i gospodarce wodnej. W całym kraju są stosowane zaledwie na około 0,5% powierzchni
użytków rolnych (łącznie wszystkie rodzaje nawodnień), natomiast w województwie
kujawsko-pomorskim wskaźnik ten wynosi 1,1%.
Rola nawodnień w latach przeciętnych ma charakter interwencyjny, polegający na
uzupełnieniu deficytu opadów w stosunku do ich wartości średniej z wielolecia i tym samym
utrzymaniu plonów na planowanym wysokim poziomie. W latach suchych deszczowanie jest
warunkiem uzyskania plonu roślin polowych przynajmniej na średnim poziomie, a w
korzystnych warunkach termicznych i radiacyjnych umożliwia również jego zwiększenie w
stosunku do lat średnich. W 1992 roku efekty deszczowania były wyjątkowo duże. Na
Kujawach wzrost plonów pszenicy ozimej, w stosunku do zbiorów z obszarów nie
deszczowanych wyniósł 10-30%, buraków cukrowych – 50-100%, lucerny – 100%, a
użytków zielonych w dolinie Noteci - 150-200%.
W wielu przypadkach czynnikiem uniemożliwiającym prowadzenie nawodnień jest brak
wody, spowodowany występowaniem w okresie suszy niżówek w rzekach i zmniejszeniem
pojemności użytecznej jezior i zbiorników retencyjnych. Wtedy wielką rolę odgrywa
właściwe gospodarowanie wodą oraz racjonalne zarządzanie systemami nawodnień i
sterowanie nimi.
Obecnie szczególnie małe znaczenie ma nawadnianie upraw polowych na gruntach ornych.
Większe znaczenie mają nawodnienia podsiąkowe trwałych użytków zielonych w dolinach
rzek, które powinny być również traktowane jako metoda ochrony gleb organicznych i
ekosystemów łąkowych przez zapewnienie odpowiednich warunków uwilgotnienia. Należy
podkreślić ekologiczną (środowiskową) rolę tego rodzaju nawodnień.
W ostatnich latach obserwuje się wzrastającą rolę mikronawodnień w uprawie warzyw
oraz w sadownictwie i ogrodnictwie, w prywatnych gospodarstwach rolnych nastawionych na
taką produkcję, gdzie nawodnienia gwarantują stabilizację i pewność uzyskania plonu dobrej
jakości w warunkach wysokiej opłacalności. Jest to tendencja, która będzie się w najbliższych
latach rozwijać coraz intensywniej.
Podsumowując, należy wyróżnić 4 zasadnicze cele nawodnień na Kujawach:
- łagodzenie skutków susz w rolnictwie,
- zapewnienie stabilności plonów o dobrej jakości,
- podnoszenie wydajności produkcji roślinnej,
- podnoszenie konkurencyjności gospodarstw.
Stosowanie nawodnień na szeroką skalę na Kujawach wymaga zabezpieczenia
odpowiednich ilości wody. Niekorzystny bilans wodny jest konsekwencją niskich opadów w
tym rejonie. Działania w tym zakresie winny obejmować rozpracowanie w formie opracowań
koncepcyjnych zabezpieczenia docelowego w wodę na terenie Kujaw (np. gminy
Inowrocław, Gniewkowo, Radziejów, Kruszwica i in.) poprzez przerzut z rzeki Wisły.
Koncepcja ta byłaby konkretnym działaniem w zakresie poprawy bilansu wodnego na tych
terenach.
W warunkach braku dyspozycyjnych zasobów wód powierzchniowych i konieczności
sięgnięcia do wód wgłębnych powinno zalecać się:
- stosowanie na szeroką skalę wodooszczędnych technologii stosowania nawodnień
ciśnieniowych (kroplowe, mnizraszanie),
11
- gromadzenie wód wgłębnych w zbiornikach wyrównawczych (wyrównanie dobowe)
co pozwoli na racjonalne wykorzystanie wody na zwiększonej powierzchni
nawadnianej,
- poszukiwaniu rozwiązań zmierzających do grupowego zaopatrzenia w wodę z jednego
ujęcia wód powierzchniowych lub jednego odwiertu.
W ramach opracowanego programu nawodnień dla województwa kujawsko-pomorskiego
do roku 2013 [ZŁONKIEWICZ, ŁABĘDZKI, GRUSZKA, 2007], z obszaru części zlewni
Zgłowiączki, obejmującej gminy Dobre, Osięciny, Bytoń i Radziejów, do KujawskoPomorskiego Zarządu Melioracji i Urządzeń Wodnych we Włocławku, prowadzącego prace
nad przygotowaniem programu, wpłynęły wnioski od zainteresowanych rolników z terenu
dwóch gmin, obejmujące 6 planowanych obiektów nawodnień ciśnieniowych na powierzchni
157 ha (tab. 8). Wnioski takie wymagane są przepisami określonymi w art. 74, 74a, 74b
ustawy Prawo wodne z 18 lipca 2001 roku (Dz. U. nr 239, poz. 2019 z 2005 r.) i stanowiły
podstawę, po ich merytorycznej ocenie, do ujęcia w programie nawodnień.
Tabela 8. Obiekty nawodnieniowe planowane do realizacji na obszarze wybranych gmin
zlewni Zgłowiączki
Rodzaj nawodnień
Gmina
Liczba
Powierzchnia
całkowita
(ha)
grawitacyjne
ciśnieniowe
szt.
ha
szt.
ha
Osięciny
4
112,37
-
-
4
112,37
Radziejów
2
44,25
-
-
2
44,25
LITERATURA
Atlas hydrologiczny Polski, 1987. Warszawa: IMGW.
Atlas klimatyczny Polski, 1979. Warszawa : IMGW.
Atlas klimatu Polski, 2005. Warszawa : IMGW.
BAC S., KOŹMIŃSKI C., ROJEK. M., 1993. Agrometeorologia. Warszawa: PWN ss. 249
KOŹMIŃSKI CZ., CZARNECKA M., GÓRKA W., 1984. Opady atmosferyczne na terenie
województwa bydgoskiego. Szczecin: AR i Bydgoszcz: UW ss. 201.
ŁABĘDZKI L., 1996. Niedobory wodne upraw rolniczych jako wskaźnik potrzeb małej
retencji. W: Potrzeby i możliwości zwiększenia retencji wodnej na obszarach wiejskich.
Mater. Semin. nr 37. Falenty: Wydaw. IMUZ s. 34-62.
ŁABĘDZKI L., 1997. Potrzeby nawadniania użytków zielonych - uwarunkowania przyrodnicze
i prognozowanie. Rozp. Habil. Falenty: Wydaw. IMUZ ss. 121.
ŁABĘDZKI L., 2006. Susze rolnicze - zarys problematyki oraz metody monitorowania i
klasyfikacji. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. Rozprawy Naukowe i Monografie nr
17 ss. 107.
ROJEK M., 1987. Rozkład czasowy i przestrzenny klimatycznych i rolniczo-klimatycznych
bilansów wodnych na terenie Polski. Zesz. Nauk. AR Wroc. Rozpr. nr 62 ss. 67.
Złonkiewicz M., Łabędzki L., Gruszka J. 2007. Program rozwoju nawodnień w
województwie kujawsko-pomorskim. Maszyn. Kujawsko-Pomorski Zarząd Melioracji i
Urządzeń Wodnych we Włocławku.
12
Download
Random flashcards
ALICJA

4 Cards oauth2_google_3d22cb2e-d639-45de-a1f9-1584cfd7eea2

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

66+6+6+

2 Cards basiek49

Pomiary elektr

2 Cards m.duchnowski

Create flashcards