Dobieranie roślin uprawnych do warunków środowiska 613[01].Z2.01
advertisement
MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Justyna Zdunek Dobieranie roślin uprawnych do warunków środowiska 613[01].Z2.01 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007 „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” Recenzenci: mgr inż. Alicja Kurlus mgr inż. Tadeusz Popowicz Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Justyna Zdunek Konsultacja: mgr Rafał Rzepkowski Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 613[01].Z2.01 „Dobieranie roślin uprawnych do warunków środowiska”, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu rolnik. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007 „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 1 SPIS TREŚCI 1. 2. 3. 4. Wprowadzenie Wymagania wstępne Cele kształcenia Materiał nauczania 4.1. Rośliny uprawne – charakterystyka i znaczenie gospodarcze 4.1.1. Materiał nauczania 4.1.2. Pytania sprawdzające 4.1.3. Ćwiczenia 4.1.4. Sprawdzian postępów 4.2. Czynniki klimatyczne 4.2.1. Materiał nauczania 4.2.2. Pytania sprawdzające 4.2.3. Ćwiczenia 4.2.4. Sprawdzian postępów 4.3. Czynniki glebowe 4.3.1. Materiał nauczania 4.3.2. Pytania sprawdzające 4.3.3. Ćwiczenia 4.3.4. Sprawdzian postępów 4.4. Zmianowanie i płodozmian 4.4.1. Materiał nauczania 4.4.2. Pytania sprawdzające 4.4.3. Ćwiczenia 4.4.4. Sprawdzian postępów 5. Sprawdzian osiągnięć 6. Literatura „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 2 3 4 5 6 6 6 21 22 23 24 24 31 31 34 35 35 45 46 48 49 49 55 55 56 57 62 1. WPROWADZENIE Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o gatunkach roślin uprawnych, ich wymaganiach klimatycznych i glebowych oraz znaczeniu gospodarczym poszczególnych grup roślin uprawnych. Wiadomości te niezbędne są do zrozumienia wielu zagadnień dotyczących agrotechniki roślin uprawnych. W poradniku zamieszczono: − wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika, − cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem, − materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do osiągnięcia założonych celów kształcenia i opanowania umiejętności zawartych w jednostce modułowej, − zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści, − ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować umiejętności praktyczne, − sprawdzian postępów, − sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw pytań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie materiału całej jednostki modułowej, − wykaz literatury uzupełniającej. 613[01].Z2 Produkcja rolnicza 613[01].Z2.01 Dobieranie roślin uprawnych do warunków środowiska 613[01].Z2.04 Charakteryzowanie gatunków zwierząt gospodarskich 613[01].Z2.02 Organizowanie i wykonywanie zabiegów agrotechnicznych 613[01].Z2.05 Organizowanie oraz wykonywanie prac dotyczących żywienia zwierząt i zabiegów zoohigienicznych 613[01].Z2.03 Organizowanie i prowadzenie produkcji roślinnej 613[01].Z2.06 Organizowanie i prowadzenie produkcji zwierzęcej 613[01].Z2.07 Prowadzenie ekologicznej produkcji rolniczej Schemat układu jednostek modułowych „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 3 2. WYMAGANIA WSTĘPNE − − − − − − − − Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: charakteryzować budowę roślin okrytonasiennych, wskazywać różnice w budowie roślin dwuliściennych i jednoliściennych, rozróżniać systemy korzeniowe roślin okrytonasiennych, rozpoznawać rodzaje liści, kwiatostanów, owoców i nasion roślin okrytonasiennych, objaśniać sposoby rozmnażania roślin okrytonasiennych, charakteryzować podstawowe funkcje życiowe roślin okrytonasiennych, wymieniać elementy środowiska przyrodniczego, korzystać z różnych źródeł informacji. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 4 3. CELE KSZTAŁCENIA – – – – – – – – – – – W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: określić znaczenie gospodarcze roślin uprawnych, rozpoznać i scharakteryzować podstawowe grupy i gatunki roślin uprawnych, rozpoznać gatunki roślin występujące na trwałych użytkach zielonych, rozpoznać rośliny uprawne w różnych fazach rozwojowych, scharakteryzować czynniki klimatyczne oraz określić ich wpływ na wzrost, rozwój i plonowanie roślin, przewidzieć przebieg pogody na podstawie pomiarów, obserwacji zjawisk meteorologicznych oraz prognoz pogody, rozpoznać typy gleb oraz określić skład i właściwości gleby, określić przydatność gleby do rodzaju produkcji rolniczej, scharakteryzować czynniki powodujące degradację gleby, ograniczyć lub zapobiec procesom powodującym degradację gleby, zaplanować zmianowanie roślin uprawnych i płodozmian w gospodarstwie rolnym. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 5 4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. Rośliny uprawne – charakterystyka i znaczenie gospodarcze 4.1.1. Materiał nauczania Podział roślin uprawnych Podział roślin uprawnych przedstawia rysunek 1. Rośliny uprawne Zbożowe: − żyto − pszenica − jęczmień − owies − pszenżyto − kukurydza − proso − gryka Okopowe: − ziemniaki − buraki cukrowe − buraki pastewne − marchew pastewna − brukiew − rzepa Przemysłowe włókniste: − len − konopie oleiste: − rzepak − rzepik − gorczyca − słonecznik specjalne: − tytoń − chmiel Pastewne motylkowe grubonasienne: − łubin − groch (peluszka) − wyka − bobik − soja motylkowe drobnonasienne: − koniczyna − lucerna − komonica − esparceta − seradela niemotylkowe − kapusta pastewna Rys. 1. Podział roślin uprawnych [opracowanie własne] Rośliny zbożowe Rośliny zbożowe należą do rodziny traw. Ich owoce wytwarzają nasiona o wysokiej zawartości skrobi, są one wykorzystywane do celów konsumpcyjnych (mąki, kasze, oleje, syropy), pastewnych i przemysłowych (piwowarstwo, młynarstwo, gorzelnictwo, farmaceutyka). Do zbóż (rys. 3) zalicza się m. in. żyto, pszenica, pszenżyto, jęczmień i owies. Rośliny te mają podobną budowę i przebieg rozwoju. Owocem zbóż, a jednocześnie nasieniem, jest ziarniak, składający się z zarodka, bielma i okrywy owocowo-nasiennej. Zarodek znajdujący się u podstawy ziarniaka jest zaczątkiem przyszłej rośliny. Największą część ziarniaka stanowi bielmo. Zewnętrzna część bielma, zwana warstwą aleuronową, zawiera dużo białka, tłuszczu i witamin, a wewnętrzna jest wypełniona głównie skrobią. Bielmo stanowi źródło pokarmów dla zarodka młodej rośliny w początkowym okresie rozwoju. Ziarniaki jęczmienia i owsa są okryte plewkami. Podczas kiełkowania ziarniaka rozwijają się najpierw korzenie zarodkowe, a następnie pierwszy liść otoczony pochewką. Liczba korzeni zarodkowych jest charakterystyczna dla każdego zboża. Korzenie zarodkowe nie obumierają, lecz funkcjonują przez całe życie rośliny. Po wytworzeniu węzła krzewienia pojawiają się korzenie przybyszowe, tworzące coraz to bardziej rozwinięty wiązkowy system korzeniowy. Główna jednak ich masa (50–60%) rozwija się w warstwie ornej. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 6 Pojedyncze korzenie mogą sięgać nieraz do 1,5–2 m. Najintensywniej rozwinięty i rozgałęziony system korzeniowy mają żyto i owies. Łodyga rośliny zbożowej, zwana też źdźbłem, zbudowana jest z kilku międzywęźli, oddzielonych od siebie kolankami (węzłami). Z wyjątkiem prosa źdźbło jest wewnątrz puste, a tylko w węzłach poprzecznie wypełnione. Źdźbła o takiej budowie są sztywne, a zarazem elastyczne. Wzrost źdźbła odbywa się przez wydłużanie międzywęźli. Nadmierny wzrost, szczególnie dolnych międzywęźli, osłabia źdźbło, co może prowadzić do wylegania zboża. Dolna część każdego międzywęźla otoczona jest pochwą liściową i w ten sposób wzmocnione jest najsłabsze miejsce źdźbła, w którym odbywa się wzrost rośliny. Pochwa liściowa przechodzi w długą i wąską blaszkę liściową, a u jej podstawy występują charakterystyczne dla danego gatunku uszka (ostrogi) i błonkowaty twór, zwany języczkiem (rys. 2). Rys. 2. Podstawa blaszki liściowej zbóż: A – pszenicy, B – żyta, C – jęczmienia, D – owsa [6, s. 22] Długość życia poszczególnych liści jest różna. Najwcześniej obumierają liście dolne (po około 4 tygodniach). Liść górny, zwany flagowym, żyje i asymiluje najdłużej. Kwiatostanem zbóż jest kłos lub wiecha. Oś kłosa jest skróconym pędem, a na jego węzłach, zwanych pięterkami, są osadzone kłoski. Żyto, pszenica i pszenżyto mają na każdym pięterku po jednym kłosku, a jęczmień po trzy. Kwiatostanem owsa jest wiecha zbudowana z osi głównej i kilku pięter rozgałęzień pierwszego i drugiego rzędu. Na końcach rozgałęzień umieszczone są kłoski. Kwiaty wszystkich zbóż są obupłciowe, samopylne u pszenicy, jęczmienia i owsa oraz obcopylne u żyta. U podstawy kłoska są dwie plewy otaczające go z dwóch stron. Wewnątrz mieści się jeden (u jęczmienia) lub kilka kwiatów. Kwiaty składają się z kwiatków. Każdy kwiatek otulają dwie plewki: dolna, czyli zewnętrzna, i górna, czyli wewnętrzna. Plewka zewnętrzna u żyta, niektórych odmian pszenicy i jęczmienia jest zakończona ością. W kwiatku jest jeden słupek z dwoma pierzastymi znamionami i trzy pręciki. U nasady plewek są dwa małe twory nazwane łuszczkami, które pęczniejąc otwierają kwiat podczas kwitnienia. W rozwoju roślin zbożowych rozróżnia się następujące fazy: − spoczynek, − kiełkowanie, − wschody, − krzewienie, − strzelanie w źdźbło, − kłoszenie, − kwitnienie, − dojrzewanie. W każdej fazie roślina ma inny wygląd zewnętrzny. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 7 a b c d e Rys. 3. Rośliny zbożowe: a) żyto, b) owies, c) pszenica, d) pszenżyto, e) jęczmień [8 i 10] Wymagania klimatyczne zbóż Żyto jest najbardziej odpornym zbożem, znosi temperaturę do –25oC (–30oC), dlatego straty w wyniku wymarznięcia są niewielkie. Najkorzystniejsze temperatury to: od siewu do wschodów 10–13oC, w czasie wegetacji wiosennej – średnia dobowa temperatura ok. 7–8,3oC. Dzięki mocnemu, silnie rozwiniętemu systemowi korzeniowemu i mniejszemu ulistnieniu niż inne zboża, żyto ma mniejsze wymagania wodne, wynoszą one ok. 220mm, z czego aż 140 mm przypada na okres nalewania ziarna tj. na maj i czerwiec. Pszenica charakteryzuje się średnią i niską wrażliwością na niskie temperatury, znosi mrozy do – 20oC. Pszenica jara jest szczególnie podatna na wpływ temperatury – wczesną wiosną korzystnie reaguje na niewielkie przymrozki, które są jej potrzebne do jarowizacji, natomiast na skutek nadmiernego wzrostu temperatury latem reaguje obniżką plonów. Zarówno forma jara jak i ozima są roślinami dnia długiego. Pszenica ma wymagania wodne na poziomie 200–240 mm przez cały okres wegetacji, z czego w czerwcu (faza strzelania w źdźbło) wymaga 30% sumy opadów. Te dość wysokie wymagania wodne spowodowane są tym, że pszenica ma wysoki współczynnik transpiracji (450–500), będący wynikiem bogatego rozwoju masy liściowej. Pszenżyto ma pośrednie wymagania cieplne pomiędzy wymaganiami żyta i pszenicy (niższe niż pszenica ale wyższe niż żyto). Zaczyna kiełkować w temperaturze 2–6oC, właściwy wzrost i rozwój jesienny przebiega przy średniej dobowej temperaturze na poziomie 14oC na początku okresu. Sprzyja to dobremu krzewieniu a potem właściwemu hartowaniu roślin przed zimą. Wymagania wodne pszenżyta ozimego w trakcie wegetacji jesiennej są niewielkie i wynoszą ok. 80–100 mm opadu. Największe zapotrzebowania na wodę pszenżyto ozime wykazuje w fazie strzelania w źdźbło i kłoszenia – ok. 45 mm w kwietniu, 60 mm w maju, 30mm w pierwszej połowie czerwca oraz ok. 70 mm w drugiej i w lipcu. Negatywna reakcja na niedobory wody jest mniejsza niż pszenicy ozimej. Optymalne opady dla pszenżyta jarego wynoszą odpowiednio: 40 mm w kwietniu, 60 mm w maju, czerwcu oraz w lipcu. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 8 Jęczmień ma niski współczynnik transpiracji (350) i uważa się go za najbardziej kserofobiczny gatunek pośród innych zbóż. Najmniejsze zapotrzebowanie na wodę opadową ma na kompleksach pszennych, w miarę pogarszania się jakości gleb jego zapotrzebowanie rośnie. Jęczmień jary nie lubi nadmiernych opadów na jesieni, przeszkadzają one w hartowaniu i pogarszają zimowanie, sprzyjają porażaniu przez mączniaka prawdziwego i ułatwiają wyprzenie roślin. Optymalna suma opadów wynosi ok. 200 mm na glebach średnich do 250mm na glebach żytnich. Najbardziej wrażliwe na niedobory wody są w okresie wiosennym, kiedy to posuchy 3–4 tygodniowe mogą znacznie obniżyć plon. Na jęczmień jary największy wpływ maja opady w okresie od siewu do krzewienia. Owies nie znosi dużych mrozów i jest odporny na przymrozki wiosenne. Kiełkuje już w temperaturze 2–3oC, krzewieniu sprzyja temp. 6–12oC, strzelaniu w źdźbło 12–16oC. Temperatury powyżej tego zakresu ujemnie wpływają na wielkość późniejszych plonów. Owies na wysoki współczynnik transpiracji (ok. 500). Szczególnie duże znaczenie mają opady przed siewem, ponieważ ziarniaki mają grubą łupinę nasienną i potrzebują dużo wody do kiełkowania. Najbardziej plonotwórcze są opady w fazie strzelania w źdźbło. Na ten okres (lipiec) przypada 50% całej sumy opadów tj. ok.100–120 mm. Wymagania glebowe zbóż Żyto można siać na wszystkich rodzajach gleb: ma małe wymagania wodne, oszczędnie gospodaruje wodę, dobrze znosi lekkie zakwaszenie gleby. Jednak ze względów ekonomicznych zaleca się uprawiać je na glebach klasy 4 i 5. Rodzaj gleby nie wpływa w znaczącym stopniu na plony, o ich wielkości decyduje głównie pogoda oraz poziom agrotechniki. Pszenica ma największe wymagania glebowe ze wszystkich zbóż, dlatego uprawia się ją kompleksach 1 i 2. Plonuje tam najlepiej i najwierniej, i zarazem najmniej zależnie od warunków pogodowych. Na pozostałych glebach wysokość i jakość plonu jest ściśle powiązana z warunkami atmosferycznymi. Na kompleksie 3 istnieje niebezpieczeństwo niskich plonów w latach suchych i zimnych, na kompleksie 4 – żytnim bardzo dobrym – może plonować wysoko pod warunkiem odpowiedniego pH (optymalne 6,5). Pszenica jest wrażliwa na niedobory jonów wapnia oraz nadmiar jonów glinu i manganu. Pszenżyto jest mniej wrażliwe na jony Al3+ niż pszenica, ale żyto zdecydowanie lepiej znosi duże stężenie tych jonów. Plonuje najwyżej na kompleksach pszennych – bardzo dobrych i dobrych, pod warunkiem, że przeznaczamy te gleby na uprawę na zboża pastewne, w przeciwnym przypadku z ekonomicznego punktu widzenia lepiej nam jest uprawiać na tych glebach pszenicę jakościową czy chlebową. W miarę pogarszania się kompleksu glebowego pszenżyto plonuje lepiej niż pszenica ozima, ale gorzej niż pszenica. Pszenżyto jare plonuje najlepiej na kompleksie żytnim bardzo dobrym, reaguje lepiej na pogarszanie się kompleksu glebowego niż pszenica czy jęczmień, co wynika z jego większej tolerancji na niższe pH. Jęczmień ozimy uprawiamy na glebach kompleksu 3 i 4, natomiast najlepsze plony jęczmienia jarego otrzymamy uprawiając go na glebach kompleksu 1 i 2 (pszenny bardzo dobry i dobry). Wysokie plony uzyskamy również na kompleksach pszennym wadliwym i żytnim bardzo dobrym. Wymagania jęczmienia wobec odczynu gleby są największe wśród wszystkich zbóż, optymalne pH wynosi od 5,4 do 7,5. Owies zaleca się uprawiać na glebach kompleksów żytnich. Na glebach kompleksu żytniego bardzo dobrego, odkwaszonego zaleca się uprawę jęczmienia. Na glebach klasy 1–3 uprawiamy go tylko jako przerywacz fitosanitarny, w zmianowaniu z dużym udziałem zbóż. Charakterystyczne dla owsa są kompleksy: owsiano-pastewny górski, owsiano-pastewny górski oraz zbożowo górski. Owies jest mało wrażliwy na odczyn gleby w granicach pH 4,5–7,2 oraz mało wrażliwy na niedobory wapnia. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 9 Rośliny okopowe Ziemniak należy do rodziny psiankowatych. Jest rośliną jednoroczną,, która rozmnaża się wegetatywnie. Dzięki rozmnażaniu wegetatywnemu cechy odmianowe są przekazywane bez zmian i łatwo zachować jednolitość odmianową. Roślina ziemniaka (rys. 4) składa się z części nadziemnej (łodyg, liści, kwiatostanów) oraz podziemnej (szyjek korzeniowych, korzeni, stolonów i bulw). Rys. 4. Roślina ziemniaka: l – korzenie, 2 – bulwy młode, 3 – zawiązek bulwy, 4 – kwiatostan, 5 – łodyga, 6 – liść, 7 – szyjka korzeniowa, 8 – stolon, 9 – bulwa mateczna [6, s. 94] Część nadziemna tzw. krzak, składa się zazwyczaj z 4–8 ulistnionych i rozgałęzionych łodyg. Liście ziemniaka są nieparzysto-pierzasto-dzielne. Łodygi ziemniaka oraz liście poszczególnych odmian mogą różnić się kątem ustawienia, zabarwieniem, kształtem i owłosieniem. Kwiatostan jest wierzchołkowaty, zebrany w baldachogrona. Kwiaty mają najczęściej płatki o barwie białej, czerwono-fioletowej, niebieskolila lub niebieskiej. Owocem ziemniaka jest mięsista, dwukomorowa i wielonasienna jagoda. System korzeniowy ziemniaka jest dobrze rozwinięty. Korzenie przybyszowe wyrastają licznie u podstawy i w węzłach części podziemnej pędu. Główna masa korzeni występuje do głębokości 30–50cm. U podstawy i w węzłach części podziemnej pędu poza korzeniami wyrastają stolony. Na ich końcu powstają zawiązki młodych bulw. Bulwy mają wyraźnie zaznaczoną część wierzchołkową, z dużą liczbą oczek oraz część pępkową ze śladem przyczepu do stolonu i nielicznymi oczkami. Bulwy ziemniaka różnią się kształtem (okrągłe, okrągło-owalne lub owalne), głębokością oczek oraz barwą skórki i miąższu. Skórka może być żółtawa, różowa, czerwona, a nawet fioletowa. Natomiast miąższ może być biały, kremowy lub żółty. W biologii ziemniaka wyróżnia się następujące cechy fizjologiczne i fazy rozwoju rośliny: − długość okresu spoczynku bulw, − wschody roślin, − butonizacja (wiązanie pąków kwiatowych), − tuberyzacja (powstawanie zawiązków bulw), − kwitnienie i dojrzewanie (zasychanie naci). Najważniejszym składnikiem bulw ziemniaka jest skrobia. Bulwy zawierają również białko (o wartości biologicznej nawet wyższej niż białko pszenicy), składniki mineralne, a przede wszystkim fosfor i potas, dość dużą ilość witaminy C, witaminy z grupy B (w małych ilościach), a ponadto cukry proste, tłuszcze, wolne aminokwasy i kwasy organiczne, dlatego też po ugotowaniu i rożnym przetworzeniu stanowią cenny pokarm człowieka. Ziemniak jest też ważną rośliną pastewną, stosowaną w głównie w żywieniu trzody chlewnej. Jest ważną rośliną przemysłową, używa się go do produkcji spirytusu oraz mączki ziemniaczanej, która jest niemalże czystą skrobią. Owoce, części zielone, kwiaty i zielone bulwy zawierają solaninę, co czyni surowe rośliny słabo trującymi. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 10 Wymagania klimatyczne ziemniaka Ziemniak jest rośliną, której plonowanie w dużym stopniu uzależnione jest od warunków klimatycznych podczas okresu wegetacji. Susza i wysokie temperatury lata są czynnikami najbardziej obniżającymi plony. Z kolei duża ilość ciągłych opadów w czerwcu i lipcu, chociaż sprzyja gromadzeniu plonu, to jest jednocześnie czynnikiem sprzyjającym porażeniu plantacji przez zarazę ziemniaka. Wymagania termiczne ziemniaka są zróżnicowane w zależności od fazy rozwoju roślin. Ciepły okres od posadzenia bulw sprzyja szybkim wschodom roślin. Wymagania wodne roślin w tym czasie są minimalne. Okres od wschodów do kwitnienia roślin wymaga dość ciepłej pogody oraz niezbyt wysokich a regularnie rozłożonych opadów. Najwyższe wymagania wodne mają rośliny w okresie zawiązywania bulw i w okresie ich intensywnego wzrostu (lipiec do połowy sierpnia). Optymalne uwilgotnienie gleby w okresie tuberyzacji jest czynnikiem ograniczającym porażenie bulw parchem zwykłym. Optymalna temperatura do zawiązywania bulw i ich wzrostu waha się w granicach 15–20oC, przy czym najkorzystniejszy jest zmienny układ temperatur: wyższa temperatura (ok. 20–23oC) w ciągu dnia i niższa nocy (ok. 15–16oC). Wyższe temperatury powodują zwiększoną tuberyzację i zdrobnienie bulw. W ostatniej fazie wzrostu bulw, ciepła i słoneczna pogoda o niezbyt wysokich opadach, lecz równomiernie rozłożonych, sprzyja nagromadzaniu suchej masy w bulwach, w tym także skrobi. Nadmiar opadów w tym czasie sprzyja porażaniu bulw chorobami i gorszym ich przechowywaniem w okresie zimy. Ziemniak należy do roślin wrażliwych na przymrozki. Spadek temperatury poniżej 0oC powodować może w okresie po wschodach roślin zniszczenie części nadziemnej, jednak regeneracja roślin przebiega dość szybko, gdy rośliny są jeszcze małe. Niskie temperatury w okresie zbioru bulw zwiększają uszkodzenia mechaniczne i wzrost chorób przechowalniczych. Wymagania glebowe ziemniaka Ziemniak jest rośliną tolerancyjną na jakość gleb. Ziemniaki mogą być uprawiane na wszystkich typach gleb, z wyjątkiem gleb bardzo ciężkich, mocno zbrylających się. Najlepsze do uprawy ziemniaka są gleby gliniasto-piaszczyste lub słabo-gliniaste. Gleby lekkie są odpowiednie, gdy rozkład opadów w okresie wegetacji jest optymalny, w przeciwnym wypadku gleby te szybko przesuszają się. Gleby ciężkie, zlewne, z uwagi na powolne ogrzewanie się wiosną, mogą sprzyjać występowaniu chorób kiełków wschodzących roślin. Prawidłowy rozwój systemu korzeniowego, jak i stolonów oraz bulw, przebiega przy umiarkowanej wilgotności i temperaturze a także przy dostępie powietrza. Dlatego też pod ziemniaki najlepiej nadają się gleby charakteryzujące się korzystnymi właściwościami fizycznymi, przewiewne oraz bogate w składniki pokarmowe. Ziemniak jest rośliną tolerancyjną na odczyn gleby (pH 4,5–6,5). Odczyn alkaliczny jest niekorzystny i często powoduje porażenie bulw parchem zwykłym. Dobre spulchnienie gleb do głębokości 25–30cm jest konieczne, ponieważ sprzyja uzyskaniu bulw o regularnym kształcie. Rośliny przemysłowe włókniste Rośliny włókniste są dostarczycielem włókna do produkcji tkanin, nici, worków, płyt izolacyjnych i meblowych. Ich nasiona, podobnie jak nasiona roślin oleistych dostarczają tłuszczu wykorzystywanego w przemyśle spożywczym, gastronomii, gospodarstwie domowym, a także do produkcji środków piorących, farb, lakierów, paliw czy smarów. Len jest rośliną jednoroczną, jarą. W okresie wzrostu charakteryzuje się następującymi fazami: − faza wschodów, − faza jodełki – tworzenie się łodygi, do ok. 16cm wysokości, „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 11 − faza formowania łodygi i pąków kwiatowych, − faza pąków kwiatowych i kwitnienie, − faza tworzenia się i dojrzewania nasion. System korzeniowy stanowi cienki korzeń palowy, sięgający do 0,6 m głębokości z nielicznymi i krótkimi korzeniami bocznymi. Łodyga gładka, cylindryczna, wyrastająca do wys. 80–100 cm. U lnu włóknistego słabo, u oleistego mocniej rozgałęziona. Liście lancetowate, ostro zakończone, nagie, występujące naprzemianlegle na całej długości łodygi. Kwiatostan ma postać baldachogrona. Kwiaty, zależnie od odmiany, są niebieski, białe, różowe lub fioletowe. Owocem jest pieciokomorowa torebka. Każda z komór podzielona jest na dwie części i w każdej z nich znajduje się jedno nasienie. W torebce jest 6–10 szt. nasion. Nasiona mają kolor brunatny lub oliwkowy, są błyszczące, płaskie, jajowate, śliskie, gładkie, zakończone dziobkiem, w którym mieści się korzonek. Rys. 5. Len zwyczajny [10] Wymagania klimatyczne i glebowe lnu Len kiełkuje w temperaturze 4oC dość dobrze znosi przymrozki wiosenne. Len ma duże wymagania wilgotnościowe. Niedobór wody zwłaszcza w okresie od siewu do kwitnienia obniża plony słomy i włókna i pogarsza jego jakość. Len nie ma dużych wymagań glebowych. Dobrze udaje się na glebach średnio zwięzłych, dostatecznie wilgotnych, oprócz gleb wapiennych i torfowych. Rośliny przemysłowe oleiste Rośliny przemysłowe oleiste są uprawiane jako surowiec do wyrobu wielu produktów (np. olej) dla określonych zakładów przetwórstwa spożywczego bądź innych gałęzi przemysłu. Rzepak ozimy Okres od siewu do zbioru rzepaku ozimego trwa około 11 miesięcy, przy czym siew i zbiór nie zbiegają się ze szczytami innych prac polowych. Duża masa roślin, na udanych plantacjach, zapewnia dobre pokrycie gleby, co przeciwdziała jej wymywaniu i wywiewaniu oraz destrukcyjnemu działaniu gwałtownych opadów deszczu i silnego nasłonecznienia. Korzystny dla struktury gleby jest również palowy system korzeniowy o długim korzeniu głównym. Odznacza się on jednak stosunkowo małą zdolnością pobierania pokarmów. Rzepak ozimy tworzy jesienią 8–10 sinawozielonych liści rozetowych o wcinanych brzegach. Dla dobrego przezimowania rozeta powinna być zwarta, liście osadzone na skróconym pędzie, a pączek wierzchołkowy osadzony jak najniżej. Wiosną wybijają silne, rozgałęzione łodygi o odstających pędach bocznych. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 12 Liście od środkowej części łodygi w górę są lancetowate, niepodzielone, całobrzegie, siedzące. Obejmują nasadą łodygę nie więcej niż do połowy. Żółte kwiaty są zebrane w grono. Owoce rzepaku, łuszczyny mają krótki „dziób” i silnie odstają od łodygi. Przy dojrzewaniu łatwo pękają, wysypując nasiona, zwłaszcza jeśli na przemian wysychają i wilgotnieją. Nasiona są kuliste, czarno-brunatne, z niebieskawym odcieniem, połyskujące. Masa 1000 nasion rzepaku ozimego wynosi około 5g. Rys. 6. Rzepak ozimy [10] Rzepak uprawiany jest w strefie klimatu umiarkowanego i podzwrotnikowego jako roślina oleista i lecznicza (ze względu na zawartość glikonapiny), a także na paszę. Słoma rzepakowa stanowi biomasę, która może być wykorzystana jako opał w kotłach parowych. Wymagania klimatyczne i glebowe rzepaku Dla przezimowania rzepaku korzystny jest długi okres jesiennej wegetacji i stopniowe obniżanie temperatury przed nadejściem zimy. Zimotrwałość rzepaku jest mniejsza niż pszenicy ozimej i w większym stopniu zależy od właściwego wykształcenia rośliny przed zimą. Zarówno zbyt słabo rozwinięte, jak i nadmiernie wybujałe rośliny łatwo giną. Rzepak wytrzymuje na ogół bez okrywy śnieżnej mrozy do –20°C. Zimuje lepiej w rejonach o wyższej średniej temperaturze i większych opadach śniegu (przy zamarzniętej glebie). Mroźne wiatry powodują wysmalanie, skorupa lodowa lub stojąca woda duszenie się i gnicie roślin. Ujemnie wpływa przemienne występowanie rozhartowujących rzepak odwilży i mrozów, a także, na przedwiośniu, silne dobowe wahania temperatury wywołujące ruchy wierzchniej warstwy gleby, a przez to – rozrywanie korzeni. W okresie pozimowym wymagania cieplne rzepaku są niewielkie. Silniejsze późne przymrozki powodują, zwłaszcza na słabszych plantacjach, przemarzanie pąków kwiatowych, kwiatów i młodych łuszczyn. Umiarkowane temperatury w okresie kwitnienia i dojrzewania dodatnio wpływają zarówno na plon ogólny, jak i na zawartość i plon tłuszczu. Wysokie temperatury w końcowym okresie wegetacji powodują zmniejszenie „zaolejenia” nasion i wzrost zawartości w nich białka. Wymagania wodne rzepaku są wysokie. Najodpowiedniejsze do uprawy są rejony o rocznej sumie opadów 500—700mm, przy czym rozkład opadów powinien być równomierny. Szczególnie ważne jest dobre uwilgotnienie gleby i duża wilgotność powietrza w okresie formowania pąków, kwitnienia i zawiązywania nasion. Dla rzepaku najodpowiedniejsze są gleby należące do bardzo dobrych i dobrych kompleksów pszennych i żytnich. Dobra kultura roli, obojętny odczyn, przepuszczalne podłoże i dostatek wody w glebie mają większe znaczenie niż jej skład granulometryczny. Nieprzydatne pod rzepak są gleby lekkie o piaszczystym żwirowatym podłożu jako zbyt suche, jak też gleby torfowe, w których ruchy glebowe na przedwiośniu są silne i powodują rozrywanie korzeni. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 13 Rośliny przemysłowe specjalne Chmiel zwyczajny jest gatunkiem byliny z rodziny konopiowatych. Łodyga chmielu jest płożąca się lub pnąca, cztero-kanciasta, z haczykowato wygiętymi do tyłu włoskami na krawędziach. Zawsze wije się w prawo. Dorastająca na plantacjach nawet do 12m. Liście są naprzeciwległe, o 3 do 5 klapach na pędach głównych i bocznych, gdzie ukazują się kwiaty, górne dużo mniejsze, najczęściej bezklapowe. Nasada sercowata, brzegi grubo-ząbkowane. Powierzchnia górna szorstka. Kwiaty są dwupienne. Męskie zebrane w szczytowe kwiatostany wyrastające wiechowatymi grupami z kątów liści. Kwiaty męskie z pięciodzielnym okwiatem i pięcioma pręcikami. Kwiaty żeńskie nie posiadają okwiatu, tworzą kotkowate kwiatostany przypominające szyszki i tak są potocznie nazywane. Owocem jest orzeszek. Podziemną część rośliny tworzy tzw. karpa, z której pionowo odrastają corocznie nowe pędy. Rys. 7. Chmiel [10] Gospodarcze znaczenie mają tylko żeńskie rośliny chmielu. Szyszki chmielu wykorzystywane są w piwowarstwie i przemyśle perfumeryjnym. Chmiel wykorzystywany jest także jako roślina lecznicza, ponieważ zawiera aromatyczną żywicę (lupulinę), olejek lotny, gorycze i inne substancje o właściwościach uspokajających, bakteriostatycznych i moczopędnych. Warunki klimatyczne i glebowe Klimat Polski sprzyja uprawie chmielu. Niekorzystne dla chmielu są mroźne, z temperaturą poniżej –20oC i bezśnieżne zimy, późnowiosenne przymrozki oraz bardzo wysokie temperatury w lipcu. Wodne wymagania chmielu są wysokie szczególnie w okresie kwitnienia. Szkodliwe są ulewne deszcze i grad, a także silne wiatry. Chmiel wymaga gleb żyznych, strukturalnych, o dużej miąższości warstwy ornej, zasobnych w wodę, ale przewiewnych. Odczyn gleby powinien być obojętny. Rośliny pastewne Do roślin pastewnych zalicza się te gatunki, które uprawiane są w plonie głównym na zieloną masę (przeznaczoną do bezpośredniego skarmiania inwentarzem gospodarskim) lub stanowią surowiec do produkcji siana, suszu oraz kiszonek. Niektóre rośliny pastewne uprawiane są tylko w międzyplonach jako poplony, plony wtóre lub jako wsiewki. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 14 Rośliny motylkowe Rośliny motylkowe mają zbliżoną budowę. System korzeniowy jest silnie rozwinięty, palowy, najczęściej bardzo dobrze rozgałęziony, sięgający do znacznych głębokości. Szczególnie głęboko korzenią się: lucerna (korzenie lucerny znajdowano na głębokości 10m), koniczyna czerwona, esparceta, komonica. Płycej korzenią się pozostałe gatunki koniczyn, w tym inkarnatka. Największa masa korzeni u głęboko korzeniących się zalega do 1,5m, a u płycej korzeniących się do 50–60cm. W warstwie ornej (do 30cm) znajduje się 70–85% masy korzeniowej motylkowych. Łodygi w zależności od gatunku są albo wzniesione, proste i dość sztywne, albo wyrastają ukośnie z tendencją do płożenia się. Najczęściej gatunki o bardzo silnym, głęboko sięgającym systemie korzeniowym mają tendencję do tworzenia prostych i sztywnych łodyg. Pędy koniczyny białej mają wyraźną tendencję do płożenia się. Wszystkie motylkowe posiadają pomiędzy korzeniami a łodygami wyraźnie wykształconą szyjkę korzeniową, z której mogą wyrastać stale nowe łodygi po ścięciu tych wyrośniętych. Wszystkie gatunki mają dobrze ulistnione pędy. Liście roślin motylkowych grubonasiennych w zależności od gatunku są pierzaste (bobiki, groch pastewny (peluszka), wyka) oraz dłoniastopalczaste (łubin). Ważniejsze gatunki roślin strączkowych przedstawia rysunek 8. Łubin żółty Bobik Groch Rys. 8. Rośliny motylkowe grubonasienne [10] Wyka ozima Liście roślin motylkowych drobnonasiennych są drobne, delikatne, najczęściej trójlistkowe. Kwiaty zaś, o charakterystycznej dla wszystkich motylkowych budowie, są bardzo drobne, umieszczone w kwiatostanach w formie dość zbitej główki (u koniczyn, komonicy) lub wydłużonego grona (u lucerny, esparcety). Ważniejsze rośliny motylkowe drobnonasienne przedstawia rysunek 9. Koniczyna czerwona Koniczyna biała Koniczyna inkarnatka „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 15 Komonica zwyczajna Lucerna siewna Rys. 9. Rośliny motylkowe drobnonasienne [10] Esparceta siewna Owocem roślin motylkowych jest strąk (rysunek 10 i 11). Nasiona roślin strączkowych są różnej wielkości i kształtu oraz mają charakterystyczne zabarwienie. Nasiona roślin motylkowych drobnonasiennych są małe lub bardzo małe, często trudne do rozróżnienia, jedynie esparceta ma nasiona dość duże. Rys. 10. Strąki roślin motylkowych grubonasiennych: A – peluszka, B – łubin biały, C – łubin żółty, D – łubin wąskolistny, E – wyka siewna, F – wyka kosmata, G – bobik [6, s. 252] Rys. 11. Strąki roślin motylkowych drobnonasiennych: A – koniczyna czerwona, B – koniczyna białoróżowa, C – koniczyna biała, D – lucerna mieszańcowa, E – komonica zwyczajna, F – esparceta siewna, G – seradela pastewna [6, s. 271] Rośliny motylkowe mają podstawowe znaczenie w produkcji pasz, dają bowiem dużo białka z jednostki powierzchni. Uzyskanie tego białka wymaga mniejszych nakładów niż białka z roślin należących do innych grup, dzięki temu, że rośliny motylkowe korzystają z azotu zawartego w powietrzu. Wielokośne użytkowanie tych roślin (kilka razy w okresie wegetacyjnym), wysokie plony oraz bardzo wysoka wartość energetyczna i pokarmowa powodują, że są one cenną i dogodną paszą w żywieniu zwierząt. Ponadto motylkowe drobnonasienne spełniają bardzo ważną rolę w powiększaniu żyzności gleby. Wzbogacają glebę w azot z powietrza, dzięki działalności bakterii „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 16 nitryfikacyjnych. Poprawiają zawartość w glebie substancji organicznej dzięki znacznej ilości resztek pożniwnych pozostających na polu po zaoraniu plantacji. Silny i dobrze rozwinięty, system korzeniowy spulchnia głębsze warstwy gleby, przyczynia się do ich lepszego przewietrzenia, przemieszczania do warstwy ornej wypłukanych uprzednio do głębszych warstw składników pokarmowych. Rośliny motylkowe zdecydowanie pozytywnie wpływają na poprawę struktury gruzełkowatej gleby. Wymagania klimatyczne i glebowe roślin motylkowych grubonasiennych Rośliny motylkowe grubonasienne są stosunkowo mało wrażliwe na niską temperaturę w okresie wschodów. Dobrze też znoszą wiosenne przymrozki i mogą być wysiewane wcześnie. Rośliny te wykazują bardzo duże wymagania wodne, największe bobik i wyka siewna, następnie peluszka, łubin biały, łubin wąskolistny i łubin żółty. Największe zapotrzebowanie na wodę rozpoczyna się przed kwitnieniem i trwa do końca zawiązywania strąków. Grupa roślin motylkowych grubonasiennych ze względu na wymagania glebowe jest bardzo zróżnicowana. Wymagania duże ma bobik, wyka jara (gleby żyzna, w dobrej kulturze od I do III klasy). Średnie wymagania glebowe ma: łubin biały i wąskolistny oraz peluszka (gleby Iv klasy). Łubin żółty i wyka ozima mają małe wymagania i mogą być uprawiane na glebach lekkich piaszczystych (V klasa). Wymagania klimatyczne i glebowe roślin motylkowych drobnonasiennych Rośliny motylkowe drobnonasienne charakteryzują się dużą wytrzymałością na niską temperaturę i przymrozki wiosenne, z wyjątkiem bardzo wrażliwej koniczyny inkarnatki. Kiełkują w niewielkich temperaturach 2–3°C. Również wymagania wodne ze względu na bardzo głęboko sięgający system korzeniowy są niezbyt duże, chociaż do wzrostu i rozwoju potrzebują dużo wody. Stosunkowo łatwo jednak, dzięki zdolności pobierania wody z głębszych warstw gleby, znoszą nawet dłuższe okresy suszy. Jedynie koniczyna biała, mająca dość płytki system korzeniowy, jest bardziej wrażliwa. Rośliny motylkowe mają zróżnicowane wymagania glebowe. Koniczyna czerwona, podobnie jak lucerna, ma dość wysokie wymagania, koniczyna biała i inkarnatka mają wymagania zdecydowanie mniejsze. Najmniejsze wymagania mają: komonica i esparceta. Koniczyna czerwona, podobnie jak lucerna, ma wysokie wymagania co do przedplonów, dlatego najczęściej uprawia się je zaraz po okopowych jako wsiewki w jęczmień (koniczyna) lub w czystym siewie (lucerna). Wszystkie motylkowe wymagają dobrze odchwaszczonego pola i gleby zasobnej w fosfor i potas. Rośliny pastewne niemotylkowe Do roślin pastewnych oprócz wymienionych roślin motylkowych należą także rośliny niemotylkowe. Możliwość wyboru roślin pastewnych niemotylkowych jest dość duża. Do najczęściej uprawianych roślin pastewnych niemotylkowych należą między innymi: kukurydza, żyto i owies, słonecznik pastewny, kapusta pastewna, rzepak, rzepik, gorczyca. Ze względu na podział botaniczny kukurydza, żyto i owies zaliczane są zbóż natomiast rzepak, rzepik i gorczyca do roślin przemysłowych, ale ze względu na ich wartość pokarmową mogą być użytkowane również jako rośliny pastewne. Rośliny te dostarczają paszy w różnych okresach lata i jesieni, gdyż mogą być uprawiane w plonie głównym lub poplonach. Dzięki temu są doskonałym uzupełnieniem zielonek z trwałych użytków zielonych, a także z uprawy roślin strączkowych i motylkowych drobnonasiennych. Reagują silnie na nawożenie azotem i w ten sposób można znacznie zwiększyć ich plonowanie oraz produkcję białka roślinnego. Poza tym na cele pastewne „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 17 wykorzystuje się również pozostałe po omłocie ziarna rdzenie kolbowe i szereg produktów ubocznych po przemysłowym przerobie ziarna, jak; makuchy, kiełki, wywar i pulpa. Kukurydza Kukurydza ma szerokie zastosowanie jako roślina pastewna, jadalna i przemysłowa. Kukurydza jako roślina pastewna jest źródłem paszy węglowodanowej o wysokiej wartości energetycznej. Szczególne znaczenie ma w żywieniu bydła, trzody chlewnej i drobiu. Uprawiana jest na zielonkę, kiszonkę lub susz z całych roślin, kiszonkę z kolb kukurydzy, a także na ziarno. System korzeniowy kukurydzy ma budowę wiązkową i jest dość dobrze rozwinięty. Łodyga jest sztywna, gruba, zbudowana z węzłów i międzywęźli, w węzłach pełna, natomiast międzywęźla wypełnione są gąbczastym rdzeniem. Wyrasta na wysokość 2–3 m. Z węzłów łodygi wyrastają skrętoległe, sfalowane, o szerokiej blaszce i krótkim języczku, z wierzchu lekko omszone, długie, szerokie liście (długość liścia do 1,5 m, szerokość do 15 cm). Kukurydza jest rośliną jednopienną i wiatropylną. Na jednej roślinie wyrastają oddzielnie kwiaty męskie (tzw. wiechy, wyrastające na szczycie łodygi) i żeńskie (tzw. kolby, wyrastające z węzłów łodygi). Po zapyleniu na kolbie rozwijają się ułożone w rzędy ziarniaki, najczęściej żółtego koloru. Pokrój kukurydzy i budowę kolby przedstawia rys. 12. Rys. 12. Kukurydza [10] Faza kiełkowania jest mocno uzależniona od temperatury. Wprawdzie rośliny kiełkują już przy 6–7°C, ale dobre i równomierne wschody przebiegają dopiero przy 10–12°C. Dalsze fazy rozwojowe wymagają też wiele ciepła. Ze względu na niezbyt wysokie temperatury w maju i czerwcu, najbardziej intensywny wzrost i rozwój roślin oraz przyrost zielonej masy następuje w lipcu i sierpniu. Kwitnienie kukurydzy rozpoczyna się w lipcu, najpierw dojrzewają kwiaty męskie, a po kilku dniach żeńskie. Pełną dojrzałość nasion odmiany najwcześniejsze (o okresie wegetacji około 125 dni) uzyskują na początku września, średnio późne (135 dni) w III dekadzie września, a późne (145–150 dni) dopiero w październiku. Wymagania klimatyczne i glebowe kukurydzy Wymagania klimatyczne kukurydzy są duże. Jako roślina ciepło- i światłolubna potrzebuje w czasie wegetacji wysokiej temperatury i dużego usłonecznienia. Do wschodów wymaga temperatury 9–10°C, od maja do września temperatury około 16°C. Za optymalną temperaturę od wschodów do kwitnienia uważa się 22°C. Niekorzystne są przymrozki jesienne, jeśli wystąpią zbyt wcześnie. Powodują one przedwczesne zasychanie liści i zahamowanie procesu fotosyntezy. Wymagania wodne kukurydzy są umiarkowane. Od kiełkowania do kwitnienia, tj. od maja do po połowy lipca, wystarczą opady miesięczne wynoszące 60 do 100 mm. Maksymalne zapotrzebowanie na wodę przypada na okres kwitnienia. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 18 Kukurydzę można uprawiać na różnych typach gleb, z wyjątkiem gleb podmokłych, zimnych, bardzo ciężkich i ilastych oraz suchych piaszczystych. Najodpowiedniejsze są gleby żyzne, zasobne w próchnicę, o dużej pojemności wodnej, przewiewne i zasobne w składniki pokarmowe; czarnoziemy, czarne ziemie i lessy, a także mady, piaski gliniaste, gleby brunatne. Trwałe użytki zielone Na użytkach zielonych można wydzielić trzy grupy roślin: trawy, rośliny motylkowe oraz zioła i chwasty. Trawy, w porównaniu do innych roślin, są bardziej wytrzymałe na uszkodzenia mechaniczne, a ponadto dobrze wykorzystują nawozy mineralne i dzięki tym właściwościom plony siana z 1ha mogą wynosić nawet ponad 10t. Korzenie traw wyrastają z węzła krzewienia umieszczonego u podstawy pędu. Trawy wytwarzają bardzo dużo cienkich korzeni. Taki system korzeniowy nazywa się wiązkowym. Większość masy korzeniowej skupiona jest tuż pod powierzchnią gleby (do głębokości 10cm znajduje się około 80% – masy korzeniowej). Nieliczne tylko korzenie traw sięgają w głąb gleby. Pędy traw (łodyga, źdźbło) są obłe, zróżnicowane na wydłużone międzywęźla i krótkie pełne węzły. Pędy nadziemne traw dzieli się na: generatywne – zakończone kwiatostanem i wegetatywne – bogato ulistnione, zakończone jedynie pąkiem liściowym. Liście traw składają się z pochwy, obejmującej międzywęźle, blaszki liściowej mniej lub bardziej i wydłużonej oraz języczka występującego na granicy pochwy i blaszki. Do bardzo charakterystycznych cech należy zaliczyć występowanie lub brak uszek (ostróg). Kwiatostany traw dzielą się zasadniczo na dwa podtypy kłosy i wiechy. Owocem traw jest jednonasienna niełupka zwana ziarniakiem. Do najbardziej wartościowych traw (rys. 13) użytków zielonych należą: − tymotka łąkowa jest trawą bardzo wartościową, chętnie zjadaną przez zwierzęta, szczególnie konie, − kupkówka pospolita, nadaje się do mieszanek na użytki trwałe i przemienne, na łąki i pastwiska. Należy do gatunków o dużej sile konkurencyjnej, tworzy dość duże kępy i wypiera z darni pozostałe trawy, − rajgras wyniosły, może być wysiewany na łąki trwałe i krótkotrwałe, − wyczyniec łąkowy jest to typowa trawa terenów wilgotnych, zalewanych, zwłaszcza łęgów właściwych. Wcześnie rozwija się i dojrzewa dużo szybciej niż pozostałe trawy, − stokłosa bezostna jest to trawa wysiewana jest na łąki i pastwiska, − mietlica biaława użytkowana kośnie i pastwiskowo dostarcza paszy o bardzo dobrej wartości pokarmowej, chętnie zjadanej przez bydło i konie, − życica wielokwiatowa jest to trawa bardzo wartościowa, szybko rośnie, dając obfite plony doskonałej paszy. Ujemną jej właściwością jest krótkotrwałość (2–3 lata) oraz duże wymagania klimatyczne i glebowe, − życica trwała jest to trawa typowo pastwiskowa, ale nadaje się również na użytki kośne I wysiewana jest w mieszankach na gruntach ornych. Jej bardzo cenną cechą jest zdolność do szybkiego rozwoju po wysiewie nasion. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 19 a b c d e f Rys. 13. Gatunki traw: a) Tymotka łąkowa, b) Kupkówka pospolita, c) Rajgras wyniosły, d) Wyczyniec łąkowy, e) Stokłosa bezostna, f) Życica trwała [10 i 6, s. 328] Wśród roślin motylkowych na użytkach zielonych wyróżniają się: koniczyna łąkowa, koniczyna białoróżowa, koniczyna biała, komonica zwyczajna i lucerna nerkowata. Rośliny motylkowe zawierają znaczne ilości białka oraz składniki mineralne. Uprawiane z trawami poprawiają strukturę gleby. Występujące na trwałych użytkach zielonych chwasty dzieli się na kilka grup: trujące (rys. 14) (szalej jadowity, szczwół plamisty, zimowit jesienny), silnie drewniejące (rys. 15) (barszcz zwyczajny, trybula leśna, rdesty), niskie rozetowe (rys. 16) (jastrzębiec kosmaczek, stokrotka pospolita, babka średnia) i półpasożytnicze (rys. 17) (szelężnik większy, świetlik łąkowy, gniadosz błotny). a b c Rys. 14. Chwasty trujące: a) Szczwół plamisty, b) Szalej jadowity, c) Zimowit jesienny [10] a b c Rys. 15. Chwasty drewniejące: a) Barszcz zwyczajny, b) Trybula leśna, c) Rdest wężownik [10] „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 20 a b c Rys. 16. Chwasty niskie rozetowe: a) Jastrzębiec kosmaczek, b) Stokrotka pospolita, c) Babka średnia [10] a b Rys. 17. Chwasty pół pasożytnicze: a) Szelężnik większy, b) Świetlik łąkowy [10] Znaczenie gospodarcze łąk i pastwisk jest bardzo duże. Użytki zielone, a więc łąki i pastwiska (zarówno trwałe jak i przemienne) stanowią podstawowe źródło wysokowartościowych pasz w formie zielonek trawiastych pastwiskowych, sianokiszonek i siana, odgrywają także bardzo ważną funkcję w ochronie przyrody. Dzięki całorocznemu zadarnieniu chronią glebę przed erozją wodną i powietrzną, wychwytują i neutralizują zanieczyszczenia rolnicze i przemysłowe, stanowią rezerwuar wody dla okolicznych pól uprawnych, a także są miejscem występowania wielu różnych gatunków roślin i zwierząt. Odpowiednie użytkowanie ekosystemów łąkowych przyczynia się więc zarówno do korzyści ekonomicznych, jak i do wzrostu różnorodności biologicznej. Z chwilą akcesji Polski do struktur Unii Europejskiej pojawiła się realna i wymierna szansa ochrony przyrodniczo cennych łąk i pastwisk. Umożliwia to, w ramach Programu Rolnośrodowiskowego (obecnie jedynie na obszarach tzw. stref priorytetowych), realizacja pakietu utrzymanie łąk i pastwisk ekstensywnych. Obszary wyznaczone jako strefy w ramach programów rolnośrodowiskowych mają zróżnicowany świat flory i fauny. Ich zasięg terytorialny często pokrywa się z istniejącymi formami ochrony przyrody, tj. parkami narodowymi, parkami krajobrazowym, rezerwatami, użytkami ekologicznymi i obszarami Natura 2000. 4.1.2. Pytania sprawdzające 1. 2. 3. 4. Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. Jakie gatunki zaliczamy do roślin zbożowych, okopowych, przemysłowych i pastewnych? Jakie rośliny występują na trwałych użytkach zielonych? Jakie jest znaczenie gospodarcze roślin uprawnych? Jakie jest znaczenie gospodarcze trwałych użytków zielonych? „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 21 4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Rozpoznaj gatunki roślin uprawnych i ich nasiona oraz zakwalifikuj je do odpowiedniej grupy roślin. Uzupełnij tabelę. Grupa roślin uprawnych Rośliny zbożowe Gatunek rośliny uprawnej Rośliny okopowe Rośliny przemysłowe Rośliny pastewne Sposób wykonania ćwiczenia 1) 2) 3) 4) 5) Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: rozpoznać rośliny uprawne, rozpoznać nasiona roślin uprawnych, zakwalifikować rośliny uprawne do właściwej grupy, zweryfikować uzyskane wyniki z informacją zawartą w atlasie roślin uprawnych, uzupełnić tabelę. − − − − Wyposażenie stanowiska pracy: zasuszone okazy roślin uprawnych naturalne okazy roślin uprawnych, atlasy roślin uprawnych, nasiona roślin uprawnych. Ćwiczenie 2 Rozpoznaj gatunki roślin rosnące na trwałych użytkach zielonych zlokalizowanych w okolicy szkoły. Uzupełnij tabelę. Grupa roślin rosnących na trwałych użytkach zielonych Gatunki roślin rosnących na trwałych użytkach zielonych Trawy Rośliny motylkowe Chwasty Zioła „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 22 Sposób wykonania ćwiczenia 1) 2) 3) 4) 5) Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: rozpoznać trawy, rozpoznać rośliny motylkowe, rozpoznać chwasty, rozpoznać zioła uzupełnić tabelę. − − − Wyposażenie stanowiska pracy: naturalne okazy traw i innych roślin łąkowych, atlasy traw i innych roślin łąkowych, klucz do oznaczania roślin. Ćwiczenie 3 Wykonaj zielnik zawierający 20 gatunków roślin uprawnych. Sposób wykonania ćwiczenia 1) 2) 3) 4) 5) Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: zebrać okazy naturalne roślin uprawnych, traw i innych roślin łąkowych, rozpoznać rośliny, zasuszyć zebrane okazy naturalne, przykleić okazy do kartek papieru, opisać przyklejone do kartek rośliny uprawne. − − − − − − Wyposażenie stanowiska pracy: naturalne okazy roślin uprawnych, naturalne okazy roślin łąkowych, klucz do oznaczania roślin, atlasy roślin uprawnych, atlasy traw i innych roślin łąkowych, blok techniczny. 4.1.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: 1) 2) 3) 4) 5) 6) sklasyfikować rośliny uprawne? scharakteryzować rośliny uprawne? scharakteryzować roślinność trwałych użytków zielonych? rozpoznać rośliny uprawne? rozpoznać rośliny występujące na trwałych użytkach zielonych? objaśnić znaczenie gospodarcze roślin uprawnych? „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 23 Tak Nie 4.2. Czynniki klimatyczne 4.2.1. Materiał nauczania Podział i charakterystyka czynników klimatycznych Do klimatycznych czynników siedliska należą: – promieniowanie słoneczne, – temperatura powietrza, – wilgotność powietrza, – ciśnienie atmosferyczne, – wiatry, – opady i osady atmosferyczne. Promieniowanie słoneczne dochodzące do Ziemi jest jedyną postacią energii decydującą o zasobach energetycznych środowiska. Po zetknięciu z ciałami nieprzezroczystymi (gleba, roślina) jest w 75–90% absorbowane i zamienia się w ciepło. Prawie cała dochodząca energia słoneczna jest więc zużywana na procesy energetyczne w środowisku: nagrzewanie gleby, roślin, wody, powietrza oraz parowanie i transpirację oraz decyduje o ruchach powietrza i kształtuje pogodę. Energię promieniowania charakteryzujemy dwoma wskaźnikami fizycznymi: długością fali i natężeniem promieniowania. W atmosferze ziemskiej znaczna część promieniowania słonecznego jest rozpraszana i odbijana, a częściowo także absorbowana. Wyróżniamy w atmosferze następujące rodzaje promieniowania: bezpośrednie, rozproszone i całkowite. Promieniowanie słoneczne bezpośrednie i rozproszone (całkowite) dochodzące do gleby, roślin, wody i in. podlega zjawisku absorpcji i odbicia. Zdolność odbijania promieniowania przez daną powierzchnię nosi nazwę albedo. Albedo jest to stosunek promieniowania odbitego do padającego, wyrażany w częściach jedności lub procentach. Albedo powierzchni naturalnych wynosi: chmury – 75%, śnieg świeży – 90%, śnieg wilgotny – 70%, gleba sucha – 16%, gleba wilgotna – 12%, czarnoziem – 10%, trawa zielona – 27%, woda – 4–40%, zależnie od kąta padania promieni. Wskaźnikiem promieniowania słonecznego istotnym dla rozwoju roślin uprawnych jest usłonecznienie czyli okres, w którym do danego miejsca dochodzą promienie słoneczne. Usłonecznienie wyraża się w godzinach. Zależy ono od długości astronomicznej dnia, zachmurzenia i stopnia zakrycia horyzontu. Pomiary usłonecznienia wykonuje się za pomocą heliografu. Na rozwój i plonowanie roślin uprawnych wywiera wpływ również stosunek długości dnia do nocy. Reakcja roślin na długość dnia objawiająca się zdolnością do kwitnienia to tzw. fotoperiodyzm. W zależności od wymaganej liczby godzin świetlnych rozróżnia się rośliny dnia krótkiego (soja, kukurydza), długiego (zboża, burak cukrowy, koniczyna) i obojętne na długość dnia (pomidor, ogórek). Temperatura powietrza na zasadnicze znaczenie dla wzrostu i plonowania roślin uprawnych. Powietrze atmosferyczne nagrzewa się od powierzchni ziemi. Temperatura powietrza zależy więc od ilości ciepła, które pochłonie ziemia z promieniowania słonecznego, a następnie odda otoczeniu. Wyróżnia się trzy zasadnicze przedziały temperatur, w których rozwijają się rośliny uprawne: − temperatura optymalna, jest temperaturą najbardziej sprzyjającą wzrostowi i rozwojowi roślin uprawnych, w czasie tej temperatury rośliny najlepiej przyswajają składniki mineralne, prawidłowo przebiega proces fotosyntezy, transpiracji i inne procesy, „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 24 − temperatura minimalna, to temperatura w czasie, której następuje zahamowanie procesów życiowych, choć rośliny jeszcze nie giną, obumieranie następuje, gdy temperatura ta utrzymuje się zbyt długo, − temperatura maksymalna, jest to najwyższa temperatura (wynosi około 35–50°C), przy której ustają procesy życiowe zachodzące w roślinach uprawnych. Na rozkład przestrzenny temperatury powietrza w Polsce ma wpływ wysokość nad poziom morza oraz odległość od Bałtyku i Oceanu Atlantyckiego. Obydwie te cechy widoczne są w rozkładzie średnich rocznych wartości temperatury: najchłodniej jest w górach (Tatry, Sudety, Góry Świętokrzyskie) oraz na wzniesieniach Pojezierza Pomorskiego i Mazurskiego, najcieplej – na zachodnich i centralnych nizinach (Nizina Śląska, Kujawy (rys. 18). W styczniu średnia temperatura miesiąca waha się od minus 1°C na zachodzie do minus 4,5°C na wschodzie i minus 5,5°C na Suwalszczyźnie, natomiast w lipcu średnia temperatura uwidacznia ochładzający wpływ Bałtyku na północną Polskę (16,5°C na wybrzeżu, 18–19°C na południu). Rys. 18. Średnie temperatury roczne (wg danych IMGW) [9] Rośliny różnie reagują na wysokość temperatur. Minimalną temperaturę przy której zaczyna się rozwój wybranych roślin uprawnych przedstawia tabela 1. Tabela 1. Minimalna temperatura kiełkowania nasion i wschodów roślin uprawnych. [2, s. 21] Minimalna temperatura (°C) Nazwa rośliny kiełkowania wschodów 2–3 0–1 Konopie, koniczyna, lucerna 2–3 1– 2 Żyto, pszenica, jęczmień, owies, groch, wyka 6–7 3– 4 Gryka, len, łubin, burak 8–9 5– 6 Słonecznik, ziemniak 10–11 8–10 Kukurydza, proso, soja 12–13 10–12 Fasola, tytoń 13–16 13–16 Ogórek, pomidor Większość roślin uprawnych jest wrażliwa na występowanie wysokich wartości temperatury. Temperatura powietrza utrzymująca się na poziomie 45–55°C przez co najmniej 30 minut powoduje uszkodzenia liści u większości roślin. Nawet niższa temperatura (35 do 40°C) może uszkadzać rośliny, jeśli utrzymuje się przez dłuższy czas. Temperatura powyżej 36°C sprawia, że pyłki kukurydzy obumierają, natomiast temperatura około 20°C utrudnia zawiązywanie się i wzrost bulw ziemniaków. Podatność na uszkodzenia przez wysokie temperatury jest różna na poszczególnych etapach rozwoju rośliny. Wysokie temperatury są najbardziej szkodliwe w fazie reprodukcji – na przykład dla kukurydzy podczas wiechowania, dla soi podczas kwitnienia, a dla pszenicy podczas wypełniania się kłosów. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 25 Dla roślin uprawnych szczególnie niebezpieczne jest też występowanie przymrozków, czyli spadku temperatury powietrza przy gruncie, poniżej 0°C, przy średniej dobowej większej od 0°C. Rozróżnia się przymrozki: − radiacyjne – wypromieniowanie ciepła z podłoża do atmosfery, − adwekcyjne – napływ zimnej masy powietrza, − wiosenne (późne) – występujące wiosną, − jesienne (wczesne) – występujące jesienią, − gruntowe – obniżenie temperatury gruntu do 0°C i mniejszej, − przygruntowe – występuje 5cm nad gruntem. Wilgotność powietrza Para wodna w atmosferze pochodzi z parowania oceanów i mórz (86%) oraz parowania wody na obszarze lądów i transpiracji roślin (14%). Para wodna jest gazem bezbarwnym (potocznie parą nazywa się też mgłę unoszącą się nad różnymi powierzchniami parującymi). Ilość pary wodnej znajdującej się w danej chwili i miejscu zależy od parowania i temperatury powietrza. W określonej temperaturze, w powietrzu może się pomieścić pewna maksymalna ilość pary wodnej. Obniżenie temperatury lub dalsze dostarczanie pary wodnej powoduje wytrącanie się nadmiaru pary w postaci kropel wody (kondensacja). W meteorologii, zawartość pary wodnej w atmosferze wyrażamy w jednostkach ciśnienia, hektopaskalach (lhPa = lmilibar), gdyż para wodna jest składnikiem ciśnienia atmosferycznego. Jej zawartość w powietrzu zmienia się w granicach 1–4% i szybko spada wraz z wysokością w atmosferze. Szczególne znaczenie pary wodnej polega na jej zdolności do zmiany stanu skupienia (para, woda, lód). Zjawiskom tym towarzyszy wydzielanie się lub pobieranie znacznych ilości ciepła. Ma to swoje konsekwencje w różnych przemianach i procesach zachodzących w atmosferze i w glebie (parowanie, chmury, opady, osady i inne). W okresie siewu roślin, zwłaszcza jesienią, gdy występują dłuższe okresy bezopadowe, rosa umożliwia lub przyspiesza kiełkowanie i wschody roślin. Wilgotność powietrza ma duże znaczenie dla roślin, gdyż decyduje w znacznym stopniu o parowaniu i transpiracji, a tym samym o ich gospodarce wodnej. Z kolei szata roślinna, w wyniku parowania i transpiracji, wywiera wpływ na zawartość pary wodnej w przygruntowej warstwie powietrza. Pomiary wilgotności powietrza można zmierzyć psychrometrem Augusta i psychrometrem Assmanna. Ciśnienie atmosferyczne jest to masa słupa powietrza, którego wysokością jest grubość warstwy atmosfery, a podstawą jednostka powierzchni np.: 1m2. Wzrost wysokości nad poziomem morza około 7m zmniejsza ciśnienie atmosferyczne o 1hPa. W miarę zwiększania się wysokości n.p.m. grubość warstwy powietrza się zmniejsza i ciśnienie maleje. Nierównomierne nagrzewanie się powierzchni ziemi powoduje różnice ciśnień na różnych obszarach, a te z kolei są przyczyną wiatrów. Pomiaru ciśnienia atmosferycznego dokonuje się za pomocą barometrów i wyraża się w hektopaskalach. Do pomiaru ciśnienia służy również barometr metalowy –aneroid (rys. 19). Rys. 19. Schemat barometru metalowego (aneroidu): 1 – puszka blaszana zamknięta hermetycznie, 2 – sprężyna, 3 – skala, 4 – strzałka, 5 – układ dźwigni [5, s. 32] „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 26 Wiatr jest to równoległy do powierzchni Ziemi ruch powietrza, powodowany jego przepływem z obszarów o wyższym ciśnieniu do obszarów o ciśnieniu niższym. Wiatrem nazywamy więc ruchy powietrza w kierunku poziomym. Wiatr charakteryzują trzy cechy: kierunek, prędkość i siła. Kierunek wiatru określa się według stron świata, z których wieje wiatr, np.: północny, zachodni, południowo-zachodni. Prędkość wiatru jest to droga, jaka przebywa masa poruszającego się powietrza w jednostce czasu. Wyraża się ją w metrach na sekundę. Siła wiatru jest to parcie wywierane przez poruszające się powietrze na napotkaną przeszkodę. Kierunek i prędkość wiatru ulegają szybkim zmianom. Do ich pomiarów służy wiatromierz Wilde’a (rys. 20). Rys. 20. Wiatromierz Wilda: 1 – pręt północny róży wiatrów, 2 – przeciwwaga, 3 – chorągiewka kierunkowa, 4 – płytka wahadłowa, 5 – pałąk z kolcami (skala) [5, s. 32] Działanie wiatru na rośliny może być zarówno pożyteczne jak i szkodliwe. Pożyteczne działanie polega na zapylaniu roślin wiatropylnych, rozsiewaniu nasion, regulowaniu ilości dwutlenku węgla w przygruntowej warstwie powietrza, wzmacnianiu systemu korzeniowego roślin, zmniejszaniu występowania przymrozków przygruntowych oraz utrudnianiu rozprzestrzeniania się niektórych szkodników roślin. Szkodliwe działanie wiatru polega na zwiewaniu gleby i odkrywaniu korzeni roślin, zwiewaniu śniegu w zimie, kaleczeniu roślin, zniekształcaniu i łamaniu roślin, przenoszeniu na znaczne odległości zarodników chorób i szkodników roślin uprawnych. Silne wiatry, wiejące przez kilka dni podczas słonecznej i bezopadowej pogody powodują więdnięcie fizjologiczne roślin, wywołane intensywną suszą atmosferyczną. Istotną rolę w zapobieganiu szkodliwemu działaniu wiatru odgrywają zadrzewienia śródpolne, które między innymi: hamują prędkość wiatru średnio o 15 – 26%, maksymalnie o 50–70%, ograniczają straty wody w skutek parowania i odpływu z gleby w czasie suszy, ograniczają erozję wietrzną, i wodną, zmniejszają dobowe amplitudy temperatury powietrza, ograniczają przemieszczanie się z jednych pól na inne niepożądanych związków chemicznych. Opady i osady atmosferyczne Para wodna skrapla się na powierzchni ziemi (powstają wtedy osady) w przygruntowej warstwie powietrza (mgła) i w swobodnej atmosferze (chmury, opady). Do osadów atmosferycznych zaliczamy: rosę, szron, szadź i gołoledź. Rosa jest to zbiór kropelek wody osadzających się na powierzchni gleby, roślin i różnych przedmiotów w wyniku kondensacji pary wodnej w temperatur powyżej 0°C. Występuje w nocy przy pogodzie bezchmurnej i bezwietrznej, gdy temperatura różnych powierzchni spada poniżej temperatury punktu rosy w wyniku georadiacji. Jeżeli rosa zamarznie, tworzy biały osad zwany rosą białą. Szron jest to osad w postaci kryształków lodu, który powstaje jak rosa, ale w temperaturze ujemnej. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 27 Szadź jest podobna budową do szronu. Powstaje zimą, w każdej porze doby na gałęziach, drutach telegraficznych i elektrycznych oraz na różnych przedmiotach po stronie zwróconej do kierunku wiatru, który niesie wilgotne, przechłodzone powietrze lub mgłę (krople wody mają temperaturę ujemną). Szadź może mieć znaczną grubość (nawet do 200mm), co powoduje liczne szkody (łamanie gałęzi drzew, zrywanie linii elektrycznych i telekomunikacyjnych). Gołoledź jest to gładki, szklisty osad lodu powstający na powierzchni ziemi o temperaturze około 0°C w wyniku osadzania i zamarzania przechłodzonych kropli deszczu lub mżawki. Mgła powstaje wówczas, gdy kondensacja zachodzi w przygruntowej warstwie powietrza (w wyniku ochłodzenia georadiacyjnego lub mieszania się powietrza ciepłego i zimnego). Powstają wtedy drobne kropelki wody (podobnie w chmurze) o średnicy 2–100µm, a w ujemnej temperaturze kryształki lodu. Widoczność pozioma nie przekracza 1km. Jeżeli widoczność przekracza lkm, wówczas zjawisko to nazywamy zamgleniem. Chmura jest zbiorem zawieszonych w atmosferze kropelek wody lub kryształków lodu (chmury jednorodne) albo też jednocześnie występujących obok siebie kropelek wody i kryształków lodu (chmury niejednorodne). Opady występują w kilku postaciach, najczęściej w postaci: deszczu, mżawki, śniegu i gradu. Ilość opadów mierzy się w milimetrach. 1mm opadu – to ilość l litra spadająca na 1m2 powierzchni. Do pomiaru opadów służy deszczomierz Hellmanna. Wielkość opadów związana jest z rzeźbą i ekspozycją terenu. Najwyższe roczne sumy opadów występują w górach i na wyżynach (powyżej 600mm), podczas gdy w nizinnej części Polski wartości te są najniższe (450–550mm). Maksimum opadów otrzymują obszary położone na wzniesieniach zwróconych ku przeważającym wiatrom, np. Pojezierza Pomorskie i Mazurskie na północy kraju (około 600mm) oraz najwyższe partie Sudetów i Karpat (powyżej 1200mm), przy czym w Sudetach notuje się wyższe opady niż w Karpatach. Z kolei wybrzeże Bałtyku otrzymuje mniejszą ilość opadów niż położone na południe od niego pojezierza, ponieważ brak tutaj czynników wymuszających konwekcję (wznoszenie się mas powietrza) i w następstwie – opady. Również Zatoka Gdańska (znajdująca się w cieniu opadowym) otrzymuje mniejszą ilość opadów niż tereny położone na zachód od niej (rys. 21). Sumy roczne opadów ulegają dużym wahaniom z roku na rok (do 250% w poszczególnych miesiącach). W ciągu roku opady letnie przewyższają zimowe: dwukrotnie w Polsce północno-zachodniej oraz czterokrotnie na południowym-wschodzie. Innym wskaźnikiem kontynentalizmu jest przewaga opadów wiosennych nad jesiennym na wschodzie, podczas gdy na zachodzie Polski stosunek ten jest odwrotny. Rys. 21. Średnie opady roczne (wg danych IMGW) [9] „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 28 Zmiany klimatu mogą spowodować wzrost lub spadek sum opadów w poszczególnych porach roku. Opady stanowią podstawowe źródło wilgoci w glebie, są jednym z najważniejszych czynników decydującym o plonowaniu roślin uprawnych. Od nich zależy w znacznym stopniu nawodnienie danego obszaru. Wielkość i postać opadów wpływa też na ukształtowanie terenu. Spośród różnych postaci opadów, największe znaczenie mają deszcz, śnieg i grad. Deszcz dostarcza glebie i roślinności wodę bezpośrednio. Deszcze są korzystne dla rolnictwa, jeżeli są spokojne i równomiernie rozłożone w okresie wegetacyjnym. Gwałtowne ulewy, przedzielone okresami posuchy, dają niewielką korzyść, gdyż większa część wód opadowych spływa, wyrządzając szkody, powodując zmywanie gleby, zasypując gruzem pola i drogi. Śnieg magazynuje większość wody do czasu topnienia. Śnieg ponadto chroni rośliny przed szkodliwymi wahaniami i niskimi temperaturami, oczyszcza też powietrze od zawiesin i bakterii chorobotwórczych. Nadmiar śniegu przyczynia się do łamania gałęzi i drzew. Natomiast pod zbyt grubą pokrywą śniegu rośliny ulegają wymakaniu i wyprzeniu. W rolnictwie, ze względu na okres trwania prac w polu, ważna jest trwałość pokrywy śnieżnej. Grad natomiast jest formą opadu, który wyrządza rolnictwu znaczne szkody; miażdży kwiaty i pąki, dziurawi liście, łamie łodygi i gałęzie. Jest on najbardziej niebezpieczny dla roślin w okresie kwitnienia i później, gdy nie są one już w stanie regenerować uszkodzonych organów. Dla wegetacji roślin najważniejszy jest rozkład opadów. Najwięcej opadów rośliny potrzebują wiosną i latem. W Polsce największe opady występują w czerwcu, lipcu, sierpniu, najniższe w styczniu i lutym. Rozkład opadów, sprzyja u nas bardziej uprawie roślin okopowych, które w lipcu i sierpniu potrzebują dużo wody, niż zboża, którym deszcze w lecie raczej przeszkadzają. W maju natomiast, gdy następuje najsilniejszy wzrost zbóż, opady są u nas raczej nie wielkie. Ze względu jednak na to, że wahania wysokości opadów w poszczególnych latach są znaczne, w dużej części kraju przeciętnie, co drugi rok jest posuszny, tj. nie osiąga takiej ilości opadów, jaka jest potrzebna do wzrostu wielu roślin. Niedobór ten szczególnie dotkliwie daje się odczuć w środkowej części kraju, gdzie zwłaszcza użytki zielone cierpią poważnie na brak wody. Suszę powoduje nie tylko zmniejszona ilość opadów deszczu. Jej przyczyną może też być mniejsza ilość śniegu zimą oraz wcześniejsze topnienie śniegu wiosną. Deficyt wody jest najbardziej niebezpieczny dla roślin w tzw. fazach krytycznych, a więc w okresie największego przyrostu biomasy, bądź też w fazie tworzenia organów generatywnych. Okresy suszy lepiej przetrzymują zboża ozime niż jare, jednak na glebach lżejszych skutki suszy są jednakowo dotkliwe zarówno dla jarych, jak i ozimych zbóż. Okres krytyczny w zapotrzebowaniu na wodę dla okopowych przypada na czerwiec i lipiec (dla ziemniaków jest to czerwiec i pierwsza połowa lipca, dla buraków koniec lipca). Brak wody w roślinach wpływa na zahamowanie ich wzrostu i rozwoju oraz przyczynia się do skrócenia faz rozwojowych i przyspieszenie dojrzewania roślin. Dla zbóż skutki suszy w określonych fazach rozwojowych są zróżnicowane, na przykład w okresie krzewienia zbóż następuje zahamowanie rozwoju części nadziemnych i korzeni oraz zmniejszenie ilości źdźbeł i kłosków. Natomiast w okresie kłoszenia i kwitnienia brak wody powoduje słabe wykształcenie kłosa, zmniejszenie ilości ziarna w kłosie i w konsekwencji obniżenie plonu ziarna. Efektów działania suszy można uniknąć, na przykład, poprzez odpowiednie zabiegi agrotechniczne. Z punktu widzenia gospodarki wodnej na gruntach ornych, najważniejsze jest poprawienie jej struktury, zwiększenie pojemności wodnej i zdolności zatrzymywania wody. Skuteczność większości zabiegów uprawowych polega na przerwaniu szkodliwego dla struktury gleby parowania z jej powierzchni, bądź też na zwiększeniu porowatości. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 29 Zachowanie wilgoci w glebie zależy od terminowego i umiejętnego pielęgnowania roślin i walki z chwastami. W ten sposób przeciwdziała się nieproduktywnemu pobieraniu wody przez chwasty. Ponadto nie należy dopuszczać do wytworzenia skorupy glebowej, szczególnie w okresie pożniwnym. Po zbiorze roślin bowiem, na skutek wysokich temperatur parowanie przebiega szczególnie szybko. Wprawdzie spulchniona warstwa szybko przesycha, lecz przez unieruchomienie w swych przestworach dużych ilości wilgotnego powietrza, utrudnia jego przemieszczanie przez wiatr. Stanowi to dobrą ochronę przed wyparowaniem wody z warstw leżących głębiej. Okazuje się, że w miesiącach letnich spulchniona gleba może zatrzymać o 1/3 więcej wody w stosunku do gleby zbitej. Pogoda i jej przewidywanie Pogoda – to stan czynników atmosferycznych (meteorologicznych) panujących w danej chwili na danym obszarze. O tym, jaka panuje pogoda, decydują tzw. układy baryczne (ciśnienie) i układ mas powietrznych (ciepłych i zimnych) oraz frontów, czyli powierzchni styków tych mas. Istnieją dwa zasadnicze układy baryczne – niż i wyż barometryczny. W ośrodku niżu barometrycznego panuje niskie ciśnienie, które wzrasta stopniowo ku zewnętrznym obszarom niżu, z kolei w ośrodku wyżu barometrycznego panuje wysokie ciśnienie obniżające się stopniowo na zewnątrz układu. Miejsca o jednakowym ciśnieniu łączy się na mapach liniami zwanymi izobarami. W układach niżowych wiatry zawsze wieją z zewnątrz układu do jego środka (starając się wyrównywać ciśnienie). W układach wyżowych wiatry wieją od ośrodka wyżu na zewnątrz układu (gdzie panuje niższe ciśnienie). Rolnictwo jest tą dziedziną gospodarki narodowej, na którą pogoda wywiera bardzo istotny wpływ. W Polsce pogoda jest bardzo zmienna, stąd też rolnik musi na bieżąco śledzić prognozy. Prognozowaniem zajmują się specjalne służby meteorologiczne, które obserwują zmiany pogody na obszarze całej Europy i stref pozaeuropejskich, z których napływają do nas masy powietrza. Nowoczesne stacje meteorologiczne składają się z elektronicznych przyrządów pomiarowych. Rolnika szczególnie interesują prognozy opracowywane przez służby agrometeorologiczne, które poza prognozami pogody, podają informacje i komunikaty o przebiegu wegetacji, rozwoju i stanie upraw, obserwacjach fenologicznych. Prognozy te ułatwiają rolnikowi podejmowanie decyzji dotyczących terminów prac polowych, zabiegów pielęgnacyjnych. Biuletyny z informacjami otrzymuje służba rolna, zamieszczane są również na stronach internetowych. W praktyce jednak rolnicy najczęściej opierają się na codziennych, jedno- lub kilkudniowych prognozach pogody przekazywanych przez stacje radiowe i telewizyjne. Każdy rolnik może także nauczyć się sam przewidywania pogody na podstawie lokalnych warunków pogodowych. Jest to tym ważniejsze, że prognozy radiowe czy telewizyjne obejmują z reguły duże obszary (kraj, województwo), a rolnika najbardziej interesuje pogoda, jaka będzie następnego dnia w jego wsi, na jego polu. Bardzo ważna jest codzienna obserwacja zmian ciśnienia, stąd też każde gospodarstwo winno być zaopatrzone w barometr. Trwałe, ustalone wysokie ciśnienie gwarantuje ładną pogodę, wzrost ciśnienia w trakcie opadów wskazuje na poprawę pogody, spadek w trakcie ładnej pogody – jej pogorszenie. Nagły i znaczny spadek ciśnienia zwiastuje nadejście niżu, silne wiatry – zawsze pogorszenie pogody, czasem burze. Ważna jest również obserwacja wiatru. Latem, przy wysokim ciśnieniu i wschodnim wietrze, można spodziewać się pogody słonecznej i suszy. Z kolei wiatr wschodni, przy niskim ciśnieniu, wróży wzrost temperatury i burze, natomiast niskie ciśnienie i wiatr zachodni – ochłodzenie i przelotne deszcze. Wysokie ciśnienie wiosną w parze z północnym wiatrem i bezchmurnym niebem często zwiastuje przymrozki. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 30 4.2.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie czynniki klimatyczne mają wpływ na produkcję roślinną? 2. Co to jest albedo? 3. Co to jest usłonecznienie? 4. Co to jest temperatura minimalna, optymalna i maksymalna? 5. Co to jest wilgotność powietrza? 6. Jaki wpływ na rośliny uprawne wywiera wiatr? 7. Jakie wyróżniamy rodzaje opadów i osadów atmosferycznych? 8. Jakie przyrządy służą do pomiaru czynników klimatycznych? 9. Co to jest pogoda? 10. Na podstawie jakich zjawisk, można przewidzieć pogodę? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Dokonaj pomiaru temperatury powietrza w ciągu kolejnych 3 dni i oblicz średnią dobową temperaturę. Wyniki zapisz w tabeli. Godziny pomiaru 7.00 13.00 19.00 1 dzień Daty pomiaru 2 dzień 3 dzień Średnia dobowa temperatura 1 dzień 2 dzień 3 dzień Sposób wykonania ćwiczenia 1) 2) 3) 4) Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: odczytać o godzinie 7, 13 i 19 wskazania temperatury za pomocą termometru, zanotować wyniki, obliczyć średnie dobowe, porównać otrzymane wyniki i zapisać wnioski. − − − − Wyposażenie stanowiska pracy: szkolna stacja meteorologiczna, termometry: zwykły, maksymalny i minimalny, termograf, kalkulator. Ćwiczenie 2 Dokonaj pomiaru kierunku i prędkości wiatru. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) określić budowę i zasadę działania wiatromierza Wilde’a, „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 31 2) 3) 4) 5) 6) 7) określić strony świata, przy pomocy kompasu, określić kierunek wiatru posługując wiatromierza Wilde’a, odczytać prędkość wiatru posługując się wiatromierzem Wilde’a, porównać wynik odczytany na wiatromierzu ze skalą Beauforta, określić prędkość wiatru w km/gęstość i podać rodzaj wiatru, określić w przybliżeniu prędkość wiatru na podstawie charakterystycznych objawów zawartych w tabeli. Tabela do ćw. 2. Prędkość wiatru według skali Beauforta i wiatromierza Wilde’a [5, s. 33] Prędkość wiatru według skali Beauforta i wiatromierza Wilda, nazwa wiatru i objawy na lądzie Stopnie Numer Prędkość Nazwa wiatru Objawy na lądzie Beauforta kolca m/s km/h Dym unosi się pionowo Cisza 0 0 1 0 − − − 1 1–2 1 3,6 Powiew Dym wskazuje kierunek wiatru 2 2 2–3 2 3 7,2 10,8 Słaby Wiatr odczuwa się na twarzy, liście drżą 3 3 3–4 4 4 5 6 14,4 18,6 21,6 Łagodny Liście i małe gałązki poruszają się, wiatr rozwija lekkie flagi 4 4–5 5 7 8 25,2 28,8 Umiarkowany Wiatr unosi kurz, pył, kartki papieru, poruszają się małe gałęzie 5 5–6 6 9 10 32,4 36,0 Dość silny Chwieją się krzewy pokryte liśćmi, na rzekach i jeziorach powstają małe fale z grzywami 6 6–7 12 46,2 Silny Poruszają się duże gałęzie, wiatr gwiżdże w drutach, trudno utrzymać parasol 7 7 7–8 14 17 50,4 61,2 Bardzo silny Poruszają się całe drzewa, chodzenie pod wiatr jest trudne 8 8 20 72,0 Gwałtowny (wicher) Łamie gałęzie, chodzenie pod wiatr wymaga dużego wysiłku 9 – 23 82,0 Wichura Powoduje niewielkie uszkodzenia budynków, zrywa dachówki 10 – 26 93,0 Silna wichura – sztorm na morzu Wyrywa drzewa z korzeniami, powoduje znaczne uszkodzenia budynków 11 – 31 112,0 Gwałtowna wichura Powoduje poważne zniszczenia, na lądzie występuje bardzo rzadko 12 – 35 126,0 Huragan Wyposażenie stanowiska pracy: szkolna stacja meteorologiczna, wiatromierz Wilde’a, kompas. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 32 Ćwiczenie 3 Rozpoznaj chmury. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) obserwować chmury w czasie zajęć terenowych, 2) obejrzeć fotografie chmur, 3) określić rodziny i rodzaje chmur występujących na fotografiach. − Wyposażenie stanowiska pracy: fotografie chmur. Ćwiczenie 4 Rozpoznaj przyrządy do pomiarów meteorologicznych. Sposób wykonania ćwiczenia 1) 2) 3) 4) Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: określić budowę przyrządów i urządzeń do pomiarów meteorologicznych, przyjrzeć się przedstawionym przyrządom i urządzeniom do pomiarów meteorologicznych, rozpoznać przyrządy i urządzenia do pomiarów meteorologicznych, określić przeznaczenie poszczególnych przyrządów i urządzeń do pomiarów meteorologicznych. − − Wyposażenie stanowiska pracy: przyrządy i urządzenia do pomiarów meteorologicznych, rysunki przyrządów i urządzeń do pomiarów meteorologicznych. Ćwiczenie 5 Przez 5 kolejnych dni dokonaj analizy internetowych, telewizyjnych lub radiowych prognoz pogody i zaobserwuj zjawiska meteorologiczne. Wyniki analizy zapisz w tabeli. Na podstawie zaobserwowanych zjawisk meteorologicznych, podaj prognozę pogody na kolejny dzień. Lp. Temperatura w nocy Temperatura w dzień Ciśnienie atmosferyczne Opady Wiatr: kierunek i prędkość Chmury: rodzaj i rodzina 1. 2. 3. 4. 5. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) przeanalizować przez 5 kolejnych dni prognozy pogody przedstawiane w Internecie, telewizji lub radio, 2) przeanalizować temperaturę, ciśnienie atmosferyczne, opady, wiatr i chmury, „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 33 3) zapisać wyniki analizy w tabeli, 4) dokonać obserwacji zjawisk meteorologicznych, 5) przewidzieć na podstawie zaobserwowanych zjawisk meteorologicznych pogodę na następny dzień. − − − Wyposażenie stanowiska pracy: zestaw komputerowy z dostępem do Internetu, telewizor, radio. 4.2.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: 1) sklasyfikować klimatyczne czynniki środowiska? 2) określić wpływ poszczególnych czynników klimatycznych na wzrost i plonowanie roślin uprawnych? 3) zdefiniować pojęcia albedo i usłonecznienie? 4) rozróżnić przyrządy i urządzenia do pomiarów meteorologicznych? 5) dokonać pomiarów czynników klimatycznych? 6) przewidzieć pogodę na podstawie zjawisk atmosferycznych? „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 34 Tak Nie 4.3. Czynniki glebowe 4.3.1. Materiał nauczania Gleba jest to wierzchnia warstwa skorupy ziemskiej, powstała w wyniku długotrwałych przekształceń. Jest podstawowym czynnikiem środowiska, wywierającym wpływ na produkcję rolniczą. Od jej jakości zależy wzrost i rozwój roślin uprawnych. Gleby powstają podczas długotrwałych procesów przeobrażeniowych, w wyniku których, z masywnych skał w procesie wietrzenia powstają drobne elementy skalne, a następnie, pod wpływem drobnych organizmów o minimalnych wymaganiach życiowych, przekształcają się w podłoże dla roślin. Proces ten trwa nieprzerwanie. Obumarłe części roślin tworzą stopniowo coraz bogatszą część organiczną, zwaną próchnicą, która z kolei, rozkładając się, jest dla roślin następczych źródłem pokarmów oraz poprawia fizyczne właściwości gleby. Wierzchnią warstwę gleby uprawianą przez człowieka nazywa się rolą. Procesem powstawania gleb, ich budową, składem i właściwościami zajmuje się nauka zwana gleboznawstwem. Gleba jest podstawowym środowiskiem życia roślin, w którym stale zachodzą różne powiązane ze sobą procesy, w wyniku których kształtuje się żyzność i urodzajność. Żyzność gleby jest to zdolność do przekazywania roślinom wody wraz z rozpuszczonymi w niej składnikami mineralnymi oraz ciepła i powietrza. Urodzajność natomiast – to zdolność do wytwarzania określonych plonów. Pod wpływem zabiegów uprawowych i innej działalności człowieka może albo ulegać obniżeniu albo wzrastać. Skały, z których powstają gleby, nazywa się skałami macierzystymi (glebotwórczymi). W procesach glebotwórczych bierze udział wiele czynników klimatycznych, woda, sfera biologiczna, które w długotrwałym procesie wietrzenia doprowadzają do wytworzenia się urodzajnej gleby. Wietrzenie – to wszystkie zmiany skał i minerałów spowodowane niszczącym, działaniem wody, atmosfery oraz drobnych organizmów roślinnych i zwierzęcych, stopniowe rozdrabnianie skał na coraz drobniejsze elementy z jednoczesnymi zmianami chemicznymi. Wykształcenie gleb uzależnione jest od czynników glebotwórczych, do których zaliczamy skały macierzyste jako czynnik wewnętrzny i szereg czynników zewnętrznych, takich jak: biosfera, klimat, hydrosfera, rzeźba terenu, działalność człowieka, czas. Gleba jest tworem bardzo złożonym. W jej skład wchodzą mineralne i organiczne części występujące w postaci stałej, a także woda i powietrze (rys. 22). Związki organiczne; 5% Powietrze; 25% Związki mineralne; 45% Woda; 25% Rys. 22. Skład gleby [opracowanie własne] „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 35 Udział tych części jest różny, w zależności od typu gleby. W najbardziej powszechnych glebach mineralnych (np. bielicach) najwięcej jest części mineralnych – około 47%, następnie wody – 30%, powietrza – 20%. Najmniej, bo tylko około 3%, zajmują substancje organiczne. Gleba składa się z cząsteczek rozmaitej wielkości. Części mechaniczne różnią się swoimi wymiarami, ich wzajemny stosunek ilościowy (proporcje) nazywa się składem mechanicznym gleby, a poszczególne wydzielone grupy, według wielkości (średnicy), frakcjami mechanicznymi gleby. Wszystkie frakcje, w zależności od ich średnicy, zebrano w dwie grupy: − części szkieletowe o średnicy większej niż 1 mm, − części ziemiste o średnicy mniejszej niż 1 mm. Tabela 2. Podział materiału glebowego na frakcje granulometryczne [2, s. 80] Grupa frakcji Części szkieletowe > 1mm podfrakcji grube średnie gruby drobny gruby średni drobny gruby drobny ił pyłowy gruby ił pyłowy drobny ił koloidalny Piasek 1 – 0,1 mm Części ziemiste < 1mm Średnica (mm) Nazwa frakcji Kamienie 20 mm Żwiry 10 – 1 mm Pył 0,1 – 0,02 mm Części spławiane < 0,002 mm powyżej 200 200 – 100 10 – 10 10 – 1 1 – 0,5 0,5 – 0,25 0,25 – 0,1 0,1 – 0,05 0,05 – 0,02 0,02 – 0,005 0,005 – 0,002 mniejsze od 0,002 Części szkieletowe (kamienie i żwir) składają się głównie z rozdrobnionej różnym stopniu skały macierzystej, czasem z minerałów. Frakcje te najpowszechniej występują w glebach górskich, powodują znaczne rozluźnienie gleby, zwiększają jej przepuszczalność i przewiewność, mogą utrudniać uprawy, jednocześnie obniżają żyzność i urodzajność gleby. Części ziemiste o średnicy mniejszej niż 1mm dzielone są na frakcje piasków, pyłów i iłów nazwanych wspólnie częściami spławianymi. W glebie występuje dużo pierwiastków pod różnymi postaciami – w formie związków mineralnych (nierozpuszczalnych lub rozpuszczalnych w roztworze glebowym), w postaci luźnych jonów związanych z kompleksem sorpcyjnym albo w formie związków organicznych i organiczno-mineralnych. Te z pierwiastków, które występują w największych ilościach, nazywa się makroelementami. Są to: krzem (Si), żelazo (Fe), glin (Al), magnez (Mg), fosfor (P), potas (K), wapń (Ca), sód (Na), węgiel (C), siarka (S), azot (N), tlen (O), wodór (H), chlor (CI). Poza krzemem, sodem, glinem i chlorem makroelementy należą do niezbędnych składników' pokarmowych roślin. Oprócz makroelementów, w glebie znajduje się bardzo dużo pierwiastków w ilościach śladowych – nazywa się je mikroelementami. Część z nich jest niezbędna dla roślin. Najważniejsze z nich to: bor (B), mangan (Mn), miedź (Cu), cynk (Zn), molibden (Mo), kobalt (Co), jod (J), brom (Br), arsen (As), ołów (Pb). Jednym z najważniejszych składników w glebie jest woda. Żaden proces fizyczny, chemiczny czy biologiczny w glebie nie odbywa się bez jej udziału. Woda w glebie nie występuje w czystej postaci, ale jako roztwór glebowy o różnym stężeniu. Wszystkie pokarmy pobierane z gleby przez rośliny mają formę roztworu glebowego. Woda jest też niezbędna dla procesu asymilacji. Dostaje się do gleby z opadów atmosferycznych, z podsiąkania wody gruntowej oraz ze skroplonej pary wodnej znajdującej się w powietrzu. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 36 Powietrze w glebie jest niezbędne dla przebiegu procesu oddychania organizmów glebowych. Jego skład jest nieco inny od powietrza atmosferycznego, gdyż zależy częściowo od przebiegu procesów biochemicznych w glebie. Zawiera znacznie mniej tlenu (10–20%), a więcej dwutlenku węgla (0,2–0,3%, niekiedy nawet do 2%). W glebach bagiennych występują również: metan, wodór i siarkowodór. Gleby suche zawierają więcej powietrza niż wilgotne. Zawartość powietrza ma duży wpływ na urodzajność gleb. Organiczne składniki gleby Organiczne składniki gleby występują w postaci różnych organizmów żywych (roślin, zwierząt i drobnoustrojów) oraz ich przetworzonych szczątków w formie próchnicy. Do organizmów żyjących w glebie zalicza się: – zwierzęta wyższe (ssaki, stawonogi, pierścienice, robaki); poprawiają one właściwości gleb poprzez spulchnianie, drenowanie, przerabianie zjadanych części na masę organiczną, z której z kolei powstaje próchnica; ssaki i owady przy nadmiernym rozmnożeniu mogą powodować szkody, – rośliny wyższe – wpływają masą korzeniową na wietrzenie i pozostawianie substancji organicznej z nadziemnych obumarłych części roślin, – drobnoustroje – to najważniejsza i najliczniejsza grupa organizmów glebowych, należą do nich: bakterie, bakteriofagi, promieniowce, grzyby, glony, porosty i pierwotniaki (przyjmuje się, że na powierzchni l ha masa mikroorganizmów może osiągać 15 t); ich rola polega na wietrzeniu, produkcji i zatrzymywaniu składników pokarmowych oraz wpływie na przebieg wszystkich procesów biologicznych zachodzących w glebie. W glebie zachodzi niezliczona ilość procesów biologicznych. We wszystkich biorą udział drobnoustroje. Najważniejszym z nich, zwanym humifikacją, jest rozkład substancji organicznej, który prowadzi do powstania próchnicy. Zawartość próchnicy w glebie jest bardzo różna i waha się od 0,5% w bielicach piaskowych do 5, a nawet 6% w rędzinach i czarnoziemach. Trudno przecenić jej znaczenie – zależą od niej właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleby. Właściwości fizyczne gleb Gleba posiada określone właściwości fizyczne i chemiczne. Właściwości fizyczne decydują o urodzajności gleby oraz o sposobach ich uprawy. Dzielimy je na podstawowe (pierwotne) i wtórne. Do podstawowych fizycznych właściwości gleb zaliczamy: − gęstość, − porowatość, − zwięzłość, − plastyczność, − lepkość, − zdolność do pęcznienia i kurczenia się. Gęstość (ciężar właściwy) – jest to stosunek masy gleby do jej objętości. Wyraża się ją gramach na 1 cm3; zależy ona od składu mineralogicznego i zawartości składników organicznych (próchnicy). Waha się w granicach od 1,5 g/cm3 dla gleb organicznych do 2,8 g/cm3 dla gleb mineralnych. Porowatość – jest to suma wolnych przestrzeni w jednostce objętości gleby. Spowodowana jest tym, że cząstki gleby (gruzełki) nie przylegają szczelnie do siebie. Dzięki porowatości do gleby mogą wnikać woda, powietrze, korzenie roślin, resztki obumarłych roślin, organizmy glebowe. Zależy ona od składu mechanicznego, struktury gruzełkowatej, zawartości substancji organicznej, pęcznienia koloidów glebowych, stosowanych zabiegów uprawowych. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 37 Zwięzłość – jest to siła, z jaką spojone (związane) są ze sobą poszczególne cząstki gleby. Decyduje ona o oporze, jaki stawia gleba narzędziom stosowanym do uprawy czy korzeniom roślin i zależy głównie od zawartości koloidów, ale także od składu mechanicznego, obecności związków organicznych i wilgotności gleby. Największą zwięzłość mają gleby o dużej zawartości cząstek gliniastych i pylastych, najmniejszą – gleby piaszczyste i żwirowe. Gleby zwięzłe są trudniejsze do uprawy niż gleby luźniejsze. Plastyczność gleb – jest to zdolność do utrzymywania nadanego im przy określonej wilgotności kształtu. Zależy od składu mechanicznego, zawartości koloidów i wilgotności. Gleby plastyczne dają się lepić w dowolne formy. Lepkość gleb – jest to zdolność do przyczepiania (przylegania, przyklejania) się gleby do przedmiotów, z którymi się styka. Małą przylepność mają gleby piaszczyste, średnią – lekkie gliny, dużą – ciężkie gliny i iły. Gleby suche nie mają żadnej lepkości. Nadmierna lepkość znacznie utrudnia zabiegi uprawowe. Pęcznienie – jest to zdolność gleb do zwiększania objętości podczas pochłaniania wody. Występuje szczególnie przy dużej zawartości koloidów glebowych. Jest zjawiskiem niepożądanym, gdyż powoduje zmniejszenie się porowatości i pogarsza stosunki wodno-powietrzne. Najsilniej pęcznieją, gleby organiczne, szczególnie torfy (nawet do 80%), najsłabiej gleby żwirowe i piaszczyste. Zjawiskiem odwrotnym jest kurczenie, a więc zdolność do zmniejszania objętości gleby przy jej wysychaniu. Kurczenie zależy od tych samych czynników, co pęcznienie, i jest równie szkodliwe dla roślin, powoduje głębokie szczeliny w glebie, rozrywa korzenie roślin, a przy tym zwiększa parowanie wody z głębszych warstw. Struktura gleby należy do podstawowych (pierwotnych) właściwości gleb. Jest to zdolność do występowania w postaci zlepków (agregatów, gruzełków) o określonej formie, kształcie i wielkości. Struktura może być naturalna albo nabyta, nadana glebie przez zabiegi uprawowe i nawożenie, nazywana strukturą gruzełkowatą. Występujące w niej agregaty, zlepki nazywa się gruzełkami. Mają one nieokreślony kształt i wielkość rzędu 0,25 do 10mm. Struktura gruzełkowata zapewnia glebie najlepszą porowatość. Oprócz podstawowych, gleba ma także wtórne właściwości: wodne, powietrzne i cieplne. O tym, czy stosunki wodne są w glebie prawidłowe, decyduje: − pojemność wodna, − ruch wody, − parowanie wody. Pojemność wodna gleb – to zdolność do zatrzymywania wody. Określa się ją w procentach. Na pojemność danej gleby wpływa jej skład mechaniczny, struktura, zawartość koloidów. Ruch wody w glebie przejawia się albo w przepuszczalności gleb, albo w ich podsiąkalności. Przepuszczalność gleb – to zdolność do przenikania (przesączania, opadania) wody w głąb. Odbywa się to albo pod wpływem siły ciążenia (woda grawitacyjna), albo pod wpływem napięcia powierzchniowego (w przestworach kapilarnych). Natomiast podsiąkalność gleb – to zdolność do podnoszenia się wody z dolnych warstw do górnych. Dzięki podsiąkalności rośliny mogą w okresach suszy korzystać z wilgoci zgromadzonej w głębszych warstwach gleby. Parowanie gleb – to oddawanie wody do atmosfery. Szybkość wyparowywania wody z górnych warstw gleby zależy od warunków meteorologicznych (temperatury, wilgotności powietrza, wiatru), stopnia podsiąkalności, pojemności wodnej, powierzchni parowania, szaty roślinnej. Właściwości powietrzne gleb dotyczą: − pojemności powietrznej gleb, „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 38 − − przewiewności gleb, możliwości ruchu powietrza glebowego. Pojemność powietrzna gleb – to możliwość przebywania powietrza w przestworach niezajętych przez wodę. Zależy więc od porowatości gleby i jej nasączenia wodą. W glebach urodzajnych zachodzi określona równowaga między ilością wody i powietrza. Przewiewność gleb – to zdolność do przepuszczania powietrza. Zależy ona od składu mechanicznego, struktury gleby i jej wilgotności. Właściwości chemiczne gleb Właściwości chemiczne gleb decydują o ich odczynie i zdolnościach sorpcyjnych. W istotny sposób wpływają też na żyzność i urodzajność. Sorpcja glebowa – to zdolność gleby do zatrzymywania drobnych cząstek gleby, drobnoustrojów i jonów z zawiesin i roztworów oraz gazów i pary wodnej z powietrza. Sorpcja odgrywa istotną rolę tak w przebiegu procesów glebotwórczych, jak i w żywieniu roślin. Dzięki niej zatrzymywane są w glebie najwartościowsze drobne składniki mineralne i organiczne. O możliwościach sorpcyjnych danej gleby decyduje tzw. kompleks sorpcyjny, który z kolei uzależniony jest od zawartości w glebie koloidów glebowych i ich struktury oraz odczynu gleby. W zależności od sposobu zatrzymywania składników występują różne sorpcje: − sorpcja mechaniczna, − sorpcja fizyczna, − sorpcja chemiczna, − sorpcja wymienna, − sorpcja biologiczna. Odczyn gleb (kwasowość) – to stosunek jonów wodorowych do jonów wodorotlenowych w roztworze glebowym. Odczyn gleby może być kwaśny. Jeśli przeważają w roztworze jony wodorowe), zasadowy (przy przewadze jonów wodorotlenowych) lub obojętny (przy ich równowadze). Stężenie w roztworze jonów wodorowych określa się symbolem pH. Podział gleb według pH jest następujący: − pH poniżej 4,5 – gleba bardzo kwaśna, − pH 4,6 – 5,5 – gleba kwaśna, − pH 5,6 –6,5 – gleba lekko kwaśna, − pH 6,6 –7,2 – gleba o odczynie obojętnym, − pH powyżej 7,2 – gleba o odczynie zasadowym. Większość polskich gleb – to gleby kwaśne (80%), z czego bardzo kwaśne i kwaśne zajmują 50%, słabo kwaśne 30%, a tylko 20% to gleby o odczynie obojętnym i zasadowym. Większość roślin najlepiej rozwija się w glebach o odczynie lekko kwaśnym i obojętnym. Są rośliny, które nie znoszą odczynu kwaśnego (lucerna, buraki), a są takie, które go tolerują (ziemniaki, żyto, owies, łubin). Kwaśny odczyn wyraźnie ogranicza zdolność gleb do tworzenia struktury gruzełkowatej (braki wapnia). Nadmiernemu zakwaszeniu (głównie na glebach bielicowych) przeciwdziała się przez odpowiedni dobór nawozów mineralnych i przez wapnowanie (stosowanie związków zawierających dużo wapnia, np.: tlenek wapnia, węglan wapnia, margle, wapno defekacyjne). Profilem gleby nazywany jej przekrój pionowy, którego grubość (tzw. miąższość) jest bardzo istotna w ocenie gleby. Miąższość może wynosić od 0,5 m (słabo wykształcone gleby górskie typu rędziny) do 2–3 m (niektóre gleby pochodzenia lodowcowego). Bardzo popularne w Polsce gleby bielicowe mają najczęściej miąższość 100–150 cm. Każdy profil glebowy składa się z określonych poziomów (tabela 3). „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 39 Tabela 3. Charakterystyka poziomów profilu glebowego [opracowanie własne] Symbol Poziom O organiczny A próchniczny E wymywania (eluwialny) B wmywania (wzbogacenia) G glejowy M murszowy P bagienny C skały macierzystej R podłoże skalne Charakterystyka poziomu Występuje na powierzchni, jest utworzony w warunkach beztlenowych (gleby organiczne) lub tlenowych (gleby mineralne i mineralno-organiczne). Występuje na powierzchni, przeważnie ma ciemną barwę: od szarości do czerni, zależnie od stopnia zhumifikowania materii organicznej. Miąższość poziomu zależy od typu oraz stopnia wykształcenia gleby (wiek). Miąższość tego poziomu w glebach bielicowych wynosi 20–30 cm, w czarnoziemach i czarnych ziemiach – do 60 cm, a nawet 100cm. Jest to rolniczo najwartościowszy poziom gleby. Występuje bezpośrednio pod poziomem organicznym lub próchnicznym. Jest charakterystyczny m.in. dla gleb bielicowych i płowych. Odznacza się jasnoszarą, a czasami nawet białą barwą, którą zawdzięcza wymyciu związków barwnych w głąb profilu glebowego. Jego miąższość wynosi średnio 60–80 cm. Poziom ten ma zabarwienie rdzawoszare, jasnobrunatne lub zbliżone. Charakteryzuje się nagromadzeniem materii wskutek wmywania i/lub wietrzenia. Poziom może zawierać węglany i inne sole, a także związki próchniczne. Wykształca się w warunkach wilgotnienia i słabego dostępu lub braku tlenu. Charakteryzuje się popielatym, zielonkawym albo niebieskawym zabarwieniem. Może występować w postaci oddzielnego poziomu (warstwy) pod poziomem wmywania lub w postaci plam glejowych na innych poziomach. Charakterystyczny dla pobagiennych gleb organicznych: torfowych, gytiowych, mułowych. Masa organiczna dzieli się na drobne agregaty lub przybiera postać ziaren. Jest to część profilu gleby (powierzchniowa lub podpowierzchniowa), która jest objęta bagiennym procesem glebotwórczym. Poziom charakterystyczny dla gleb: mułowych, torfowo-mułowych oraz gytiowych Przeważnie jest to niezmieniony procesami glebotwórczymi luźny lub lity materiał skalny, z którego rozwinęła się gleba. Materiał zalegający poniżej poziomu skały macierzystej. Jest to skała lita, spękana lub zwięzła, która występuje w podłożu. Gleba brunatna Czarnoziem Gleba bielicowa Rys. 23. Profile glebowe [10] „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 40 W celu zbadania profilu glebowego dającego podstawę do oceny gleby, wykonuje się naturalne odkrywki lub wykopy. Odkrywka musi mieć jedną ścianę pionową, jasno oświetloną, aby można było jednoznacznie określić całkowitą miąższość gleby i jej poszczególnych poziomów, barwę, strukturę i skład poszczególnych poziomów, występowanie wody gruntowej. Ze wszystkich poziomów można pobrać próbki do szczegółowych badań, które są podstawą do dokładnego ustalenia typu gleby, opracowania map glebowych oraz ustalenia podstaw klasyfikacji i bonitacji gruntów. Charakterystyka i rozmieszczenie gleb w Polsce W zależności od rodzaju skały macierzystej, dominującego czynnika oraz czasu trwania procesu glebotwórczego zależy typ gleby. Poszczególne typy gleb różnią się wykształceniem poszczególnych poziomów glebowych, ilością próchnicy, strukturą, barwą oraz wielkością cząstek mineralnych. W Polsce występują następujące typy gleb (rys. 24): − gleby inicjalne – gleby młode, ze słabo wykształconym profilem glebowym. Występują głównie na obszarach górskich oraz na terenach rekultywowanych (np. piaskach wydmowych). − gleby bielicowe – gleby kwaśne, powstałe pod lasami iglastymi. Charakteryzują się występowaniem wyraźnego poziomu wymywania (tzw. poziom bielicowy), o niemal zupełnie białym kolorze. Barwa ta powstaje w wyniku wymycia wodorotlenków żelaza, glinu, manganu oraz związków próchniczych do warstwy położonej poniżej, tzw. poziomu wmywania. Gleby te zajmują ok. 25% obszaru Polski. Dzieli się je na słabo, średnio i silnie zbielicowane. Gleby te są mało żyzne, wymagające nawożenia. − gleby brunatne – gleby o odczynie obojętnym lub słabo kwaśnym, powstające pod lasami liściastymi i mieszanymi strefy umiarkowanej. Nie wykazują poziomu bielicowego. Proces brunatnienia, w wyniku którego powstają, polega na gromadzeniu frakcji ilastej oraz związków organicznych i żelazistych w poziomie wmywania. Odmianą gleb brunatnych są gleby płowe, które cechują się silniejszym wymyciem związków żelazistych i ilastych. Gleby brunatne stanowią około 52% polskich ziem. Należą do gleb średnio urodzajnych. − czarnoziemy – gleby powstające na obszarach stepowych na podłożu lessowym. Charakteryzują się grubą warstwą próchniczą. Są to najżyźniejsze gleby w Polsce. Zajmują 1% powierzchni. − czarne ziemie – gleby tworzące się na obszarach zabagnionych. Cechują się dużą zawartością próchnicy, która nadaje im ciemne zabarwienie. Stanowią 2% polskich gleb. − gleby bagienne – w ich skład wchodzą gleby torfowe i mułowo-torfowe. Powstają na obszarach bagiennych, na skutek nagromadzenia się szczątków roślinnych w warunkach beztlenowych. Zajmują 9% powierzchni Polski. − mady – gleby powstające na zalewowych obszarach dolin z nanoszonych przez rzeki osadów. Są to gleby bardzo żyzne. Stanowią 5% polskich gleb. − rędziny – gleby powstałe w wyniku wietrzenia skał wapiennych i gipsowych, stąd zawierają dużo wapnia. Zajmują 1% obszaru Polski. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 41 Rys. 24. Gleby Polski [8] Klasy bonitacyjne gleb Wszystkie gleby użytkowane rolniczo podzielono na klasy użytkowe. Podział ten obejmuje sześć klas podstawowych, z czego dwie posiadają podklasy. Podstawą do przeprowadzenia podziału są właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne tych gleb oraz ewentualne możliwości poprawy ich wartości użytkowej, a także warunki otoczenia. W polskim systemie bonitacji gleb wyróżnia się 8 klas gleb gruntów ornych: – Klasa I – gleby orne najlepsze – są to gleby występujące w dogodnych warunkach, zasobne w składniki pokarmowe, o bardzo dobrych właściwościach fizycznych, dobrze wykształconej strukturze gruzełkowatej, nie wymagają melioracji, dają bardzo wysokie plony najbardziej wymagających roślin uprawnych, – Klasa II – gleby orne bardzo dobre – gleby o właściwościach podobnych do Klasy I, ale o nieco gorszych warunkach fizycznych, nieco trudniejsze w uprawie, dają również bardzo wysokie plony wymagających roślin, pod warunkiem, że są w odpowiedniej kulturze, – Klasa III a i III b – gleby orne średnio dobre – mają właściwości fizyczne gorsze od gleb Klasy I i II, szczególnie gorsze stosunki wodno-powietrzne, mniejszą zawartość próchnicy i mniejszą zasobność w składniki pokarmowe, wysokość plonów zależy od kultury, w jakiej są utrzymywane: w wysokiej kulturze dają wysokie plony najbardziej wymagających roślin, w niskiej – są tylko dobrymi glebami żytnio-ziemniaczanymi, – Klasa IV a i IV b – gleby orne średnie – są to gleby o słabszych właściwościach fizycznych, szczególnie stosunki wodno-powietrzne są często nieprawidłowe, dają na ogół średnie plony, nawet gdy są w dobrej kulturze, są to dobre gleby żytnio-ziemniaczane, jednak w wysokiej kulturze mogą dać również dobre plony pszenicy, buraków, jęczmienia czy rzepaku (klasa IV a). Na glebach klasa IV b mogą być jeszcze uprawiane mniej wymagające odmiany pszenicy. Buraki czy koniczyna dają już plony słabe. Gleby te często wymagają melioracji (drenowania), po jej przeprowadzeniu urodzajność wyraźnie wzrasta, „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 42 Klasa V – gleby orne słabe – są to gleby mało żyzne i mało urodzajne, o złych warunkach fizycznych (głównie wodno-powietrznych), często nadmiernie zakwaszone, o słabej strukturze, dobre gleby pod żyto, owies, łubin i seradelę, – Klasa VI – gleby orne najsłabsze – są to gleby o bardzo złych właściwościach fizycznych i stosunkach wodno-powietrznych, o bardzo niskiej zawartości próchnicy i bardzo słabej zasobności w składniki pokarmowe, dają niskie plony żyta, łubinu i bardzo niskie ziemniaków. Gleby najsłabsze, oznaczone klasą VIz, nadają się tylko do zalesiania. Gleby orne bardzo dobre i dobre (klasy I–IIIb) zajmują w Polsce 28,6% ogólnej powierzchni gruntów ornych, gleby średniej jakości (klasy IVa i IVb) – 39,1%, gleby słabe i bardzo słabe (V i VI) – 32,3%. Kompleksy glebowo-uprawowe określają przydatność poszczególnych gleb do uprawy różnych roślin (w zależności od ich wymagań). Na mapach glebowo-rolniczych, uwzględniających przydatność rolniczą różnych gleb, wydziela się 14 kompleksów gruntów ornych, 3 kompleksy trwałych użytków zielonych i gleby rolniczo nieprzydatne, nadające się do zalesienia. W praktyce nie stosuje się jednak tak szczegółowych podziałów. Najczęściej stosuje się prosty podział na cztery kompleksy: – pszenno-buraczany (o najlepszych glebach), – jęczmienno-lucerniany (gleby dobre), – żytnio-ziemniaczany (gleby słabsze), – żytnio-łubinowy (gleby najsłabsze). – Mapy glebowo-rolnicze Mapy glebowo-rolnicze informują o właściwościach i przestrzennym rozmieszczeniu siedlisk rolniczych. Integralną częścią mapy jest aneks liczbowy i opisowy, który zawiera: − opis środowiska przyrodniczego, − charakterystykę rolniczą właściwości gleb, − opisy odkrywek reprezentatywnych, − ocenę zasobności gleb w składniki pokarmowe, − wykaz konturów glebowo rolniczych wymagających uregulowania stosunków wodnych, − wykaz konturów wymagających zmiany sposobu użytkowania oraz – wykaz konturów zagrożonych erozją, − zestawienie gruntów ornych według stopnia trudności uprawy. Przydatność map glebowo-rolniczych w rolnictwie dotyczy przede wszystkim stworzenia wykazu konturów zagrożonych erozją oraz kwestii racjonalnej produkcji roślinnej. Mapa glebowo rolnicza służy do opracowania planów urządzeniowych gospodarstw wielkoobszarowych, a w szczególności do zaprojektowania odpowiednich pól uprawnych i płodozmianów oraz stanowi pomoc przy doborze do poszczególnych pól właściwych gatunków i odmian roślin. Daje ona możliwość dostosowania ogólnych zaleceń agrotechnicznych do konkretnych warunków lokalnych, stanowi też podstawę do obiektywnego określenia możliwości uprawy, nawożenia i plonowania roślin na danym terenie. W zakresie ochrony gruntów przed degradacją wskutek oddziaływania przemysłu – mapy glebowo rolnicze wykorzystuje się głównie dla oceny szkód powstałych w wyniku wpływu zanieczyszczeń przemysłowych (industrialnych) oraz do projektowania technologii rekultywacji terenów zniszczonych. Mapy glebowo-rolnicze zawierają: − kompleksy rolniczej przydatności gleb, − typy i podtypy gleb, − gatunki gleb. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 43 Gatunki gleb wyróżnione są kolorami. Rys. 25. Fragment mapy glebowo rolniczej [7] Degradacja i ochrona gleb Degradacja gleby jest to proces prowadzący do spadku żyzności gleby wskutek zniszczenia wierzchniej warstwy próchnicznej (próchnica glebowa) np. wskutek erozji gleby, niewłaściwej uprawy, pożarów, zbytniego odwodnienia oraz zanieczyszczenia substancjami szkodliwymi (np. metalami ciężkimi) lub zamiany drzewostanów liściastych na iglaste, które powodują jej zakwaszenie. Przemysłowa, agrotechniczna i bytowa działalność człowieka oraz działanie sił przyrody są przyczynami niekorzystnych zmian gleby na wielu terenach Polski. Erozja gleb – to procesy fizyczne powodujące przemieszczanie składników gleby pod wpływem wiatru i wody. W zależności od czynnika powodującego erozję, rozróżnia się: − erozję wietrzną – powodowaną przez wiatry, które wywiewają z gleb) najdrobniejsze cząstki pylaste lub zwiewają cały materiał glebowy; w Polsce erozja ta występuje głównie miejscowo, na glebach lżejszych, − erozję wodną – powodowaną wymywaniem z wierzchnich warstw gleby najdrobniejszych części mineralnych i organicznych (działalność ulew lub roztopów) lub zmywaniem (żłobieniem) pod wpływem gwałtownego naporu wody całego materiału glebowego – nawet żwiru i kamieni (działalność powodziowa rzek, potoków, strumieni). Pod pojęciem ochrona gleb rozumiemy zespół czynników prawnych, organizacyjnych i technicznych, zmierzających do: − minimalizacji erozji wodnej i wietrznej, − przeciwdziałania chemicznej degradacji gleb pod wpływem zanieczyszczeń przemysłowych, motoryzacyjnych, nawożenia mineralnego, − przeciwdziałania przesuszeniu i zawodnieniu gleb, − ograniczenia do niezbędnego minimum technicznych deformacji gruntu i mechanicznego zanieczyszczenia gleby, − zachowania gruntów o walorach ekologiczno-produkcyjnych, − ograniczenia przejmowania gruntów pod zabudowę techniczną i eksploatacja kopalin. Zapobieganie erozji gleb wymaga stosowania zabiegów przeciwerozyjnych rolniczych i melioracyjnych – mających na celu zahamowanie spływu wód i przeciwdziałanie niszczycielskiej sile wiatru na terenach szczególnie narażonych, i nie tylko. Zabiegi chroniące gleby przed erozją to: − tarasowanie stromych stoków, − prowadzenie dróg małymi spadami, − prawidłowy kierunek upraw (prostopadle do spływu wód), „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 44 − − unikanie monokultur i stosowanie płodozmianu, zaprzestanie orki i wypasu zwierząt na stromych zboczach, ewentualnie prowadzenie orki w poprzek stoku, − zaprzestanie nadmiernego wyrębu drzew, − zwiększanie zalesień i zadrzewień, w szczególności na zboczach, − zakładanie ochronnych pasów zieleni, − budowanie progów na potokach, w celu zmniejszenia prędkości spływu wody, − wyeliminowanie ciężkiego sprzętu i maszyn rolniczych (na stokach). Sposobami chroniącymi glebę przed chemiczną degradacją ze strony rolnictwa są: − racjonalne i umiarkowane stosowanie środków ochrony roślin oraz nawozów mineralnych; dostosowanie do rodzajów upraw i gleby, − wprowadzanie i stosowanie na szerszą skalę metod ekologicznej produkcji rolnej (rolnictwo ekologiczne), − stosowanie nawozów naturalnych (kompostu, obornika, biohumusu) w nawożeniu gleby; − stosowanie biologicznych i mechanicznych metod ochrony roślin. Gleby zdewastowane na skutek działalności człowieka należy rekultywować – przywrócić im dawną funkcję biologiczną i wartość użytkową. Degradacja gleb może zostać ograniczona w wyniku przeprowadzenia odpowiednich zabiegów agrotechnicznych. Aby przywrócić glebie jej pierwotną zawartość składników mineralnych w naturalnych proporcjach, należy uzupełniać niedobory ważnych dla życia pierwiastków. W celu niedopuszczenia do nadmiernego zakwaszania gleb, należy odpowiednio korygować odczyn pH gleby, np. poprzez wapnowanie. 4.3.2. Pytania sprawdzające 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. Co to jest gleba? Z jakich składników zbudowana jest gleba? Jakie składniki organiczne występują w glebach? Jakie rodzaje wody w glebie są dostępne dla roślin? Jaka jest rola koloidów glebowych? Co to jest odczyn gleby? Jakie właściwości fizyczne posiada gleba? Jakie są typy gleb? Jakie są zasady klasyfikacji bonitacyjnej gleb? Na jakiej podstawie opracowano kompleksy przydatności rolniczej gleb? Co to jest erozja gleb? Jakie są sposoby zapobiegania erozji gleb? „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 45 4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Określ metodą organoleptyczną skład granulometryczny gleby. Sposób wykonania ćwiczenia 1) 2) 3) 4) 5) 6) Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: obejrzeć próbkę gleby, rozetrzeć próbkę gleby palcami na dłoni i zapisać wyniki obserwacji po roztarciu, dodać wody do próbki gleby i zapisać zachowanie się próbki w stanie wilgotnym, rozwałkować próbkę gleby i zapisać zachowanie się próbki po rozwałkowaniu, porównać cechy gleby z danymi zawartymi w tabeli pomocniczej do określania składu granulometrycznego, określić skład granulometryczny badanej próbki gleby. Tabela do ćw. 1. Tabela pomocnicza do określania składu granulometrycznego [1, s. 16–17] Skład granulometryczny Ilasty − − Zachowanie się w stanie Wrażenie przy rozcieraniu dłoni Obserwacje po roztarciu trudno rozetrzeć, tłusty w dotyku, nie wyczuwa się ziarnistości cząstki bardzo drobne, nie widać ziaren zbita masa tworząca twarde grudki; daje rysę polerowaną Pyłowy łatwo się rozciera, sypki jak sucha mąka, nie wyczuwa się grubszych części widoczne tylko cząstki pylaste, nie widać piasku i gruzełków miękki, kruchy i sypki, słabo przywiera do ręki, łatwo się rozpyla Gliniasty niezbyt trudno rozetrzeć (poza glinami ciężkimi), wyczuwa się różnoziarnistość, szorstki w dotyku widać sporo ziaren piasku, mogą być również kamyczki, dużo cząstek drobnych gliny ciężkie dość twarde, lżejsze bardziej kruche, przełom szorstki, ziarnisty Piaskowy kruszy się bardzo łatwo, szorstki w dotyku, wyczuwalny tylko piasek widać przewagę piasku Szkieletowy przewaga kamyczków, cząstki, luźne, nie spojone poza cząstkami szkieletowymi może być piasek oraz nieco cząstek drobniejszych nie tworzy trwałych agregatów, cementacja bardzo słaba, rozsypuje się przy dotknięciu rozpada się bardzo łatwo, brak cementacji suchym wilgotnym powoli chłonie wodę, zwięzły, bardzo plastyczny, mocno przywiera do przedmiotów brak zwięzłości i plastyczności, w wodzie rozpływa się mocno chłonie wodę, słabo pęcznieje, dość zwięzły i plastyczny, przy ciężkich glinach lepki nieelastyczny, sypki, łatwo przesiąka wodę, nasycony tworzy płynną masę – Wyposażenie stanowiska pracy: próbki gleb, woda. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 46 przy wałkowaniu łatwo formować cienkie wałeczki nie łamiące się przy zginaniu nie daje się wałkować, kruszy się, łamie i rozgniata tworzy wałeczki, ale niezbyt cienkie, wałeczki łamią się przy zgniataniu nie daje się wałkować – Ćwiczenie 2 Oznacz odczyn gleby. Sposób wykonania ćwiczenia 1) 2) 3) 4) 5) 6) Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: pobrać łopatką niewielką próbkę gleby objętość warstwy ornej, umieścić pobrana próbkę w okrągłym zagłębieniu płytki kwasomierza, ugnieść lekko próbkę, zwilżyć glebę w zagłębieniu kroplami indykatora, aż do chwili pokrycia się całej próbki, pochylić po 3–5 minutach płytkę tak, aby płyn z zagłębienia przelał się do rowka, porównać barwę płynu ze skalą barw i odczytać kwasowość. − − − − Wyposażenie stanowiska pracy: łopatka, fiolka z kwasem solnym, kwasomierz Helliga, ściereczka. Ćwiczenie 3 Wykonaj odkrywkę glebową oraz określ rolniczą przydatność gleby. Sposób wykonania ćwiczenia 10) 11) 12) 13) 14) Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: wybrać miejsce wykonania odkrywki glebowej, wyznaczyć łopatą prostokątny zarys odkrywki o wymiarach 70 x 100 cm głębokość 150–200 cm, usytuować odkrywkę tak, aby ścianka objęta odkrytym profilem gleby była dobrze oświetlona, odłożyć powierzchniową próchniczną warstwę gleby wzdłuż prawej dłuższej ścianki, odłożyć dalsze warstwy na lewą stronę, wykonać schodki na ściance znajdującej się naprzeciw czoła odkrywki, wykopać odkrywkę na głębokość 150–200 cm, wyrównać nożem odsłonięty profil, przymocować metrówkę do ścianki profilu za pomocą zaczepów tak aby punkt zero znajdował się przy powierzchni, określić cechy morfologiczne gleby, ustalić budowę profilu gleby, narysować kredkami obraz profilu glebowego, określić przydatność użytkową gleby, ustalić typ i rodzaj gleby. − − − − − − Wyposażenie stanowiska pracy: łopata, duży nóż, metrówka z podziałką centymetrową i zaczepy do przymocowania metrówki, notatnik, ołówek, komplet barwnych kredek. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 47 Ćwiczenie 4 Rozpoznaj typy gleb. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) scharakteryzować typy gleb, 2) rozpoznać gleby, 3) określić cechy rozpoznanych gleb. − − Wyposażenie stanowiska pracy: próbki różnych typów gleb, rysunki profili glebowych. Ćwiczenie 5 Odczytaj dane zawarte na mapie glebowo-rolniczej swojej gminy lub miejscowości, w której mieszkasz. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zinterpretować dane zamieszczone na mapach glebowo-rolniczych, 2) ocenić zawartość fosforu, potasu i magnezu w glebie, 3) porównać otrzymane wyniki i zapisać wnioski. − Wyposażenie stanowiska pracy: mapy glebowo-rolnicze. 4.3.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: 1) scharakteryzować proces powstawania gleb? 2) zdefiniować pojęcia: gleba, skład granulometryczny, struktura gruzełkowata i odczyn gleby? 3) określić skład granulometryczny gleby? 4) scharakteryzować właściwości fizyczne i chemiczne gleb? 5) rozpoznać gleby? 6) wyjaśnić pojęcie degradacja gleb? 7) określić sposoby ochrony gleb? „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 48 Tak Nie 4.4. Zmianowanie i płodozmian 4.4.1. Materiał nauczania Następstwo roślin – to kolejność uprawy poszczególnych roślin na tym samym polu w następujących po sobie latach. Może ono być prawidłowe (wywierając korzystny wpływ na glebę, uprawiane rośliny oraz zapewniające stałe, wysokie plony) lub nieprawidłowe (ujemnie wpływające na plony oraz pogarszające jakość gleb). Zmianowanie – to celowo ustalone i uwzględniające warunki przyrodnicze i agrotechniczne następstwo roślin na danym polu. Zmianowanie nie tylko zapewnia odpowiednie plony, ale przyczynia się do poprawiania żyzności i kultury gleby. Płodozmian – to szczególny rodzaj zmianowania, przyjęty dla danego gospodarstwa i określonych pól na wiele lat z góry, uwzględniający warunki i potrzeby gospodarstwa, również pod względem ekonomicznym i organizacyjnym. Każdy płodozmian jest więc zmianowaniem, ale nie każde zmianowanie jest płodozmianem. Nie można więc tych pojęć używać zamiennie. Jedynie w technice ich układania nie ma różnicy. Rotacja zmianowania – liczba lat, po których dana roślina ponownie będzie uprawiana na tym samym. Zmianowanie i płodozmian realizowane są na polach, na których uprawia się poszczególne rośliny – liczba pól i lat zmianowania musi więc być jednakowa. Plon główny – to podstawowa roślina, która w danym roku zajmuje określone pole zmianowania. Przedplon – to roślina poprzedzająca (w poprzednim roku) plon główny. Następcza roślina – to roślina uprawiana w następnym roku po plonie głównym. Międzyplon (śródplon) – to rośliny o krótkim okresie wegetacji uprawiane dodatkowo pomiędzy dwoma plonami głównymi. Mogą to być wsiewki (wsiewane w roślinę stanowiącą plon główny, a po jej zbiorze, samodzielnie rosnące i dojrzewające na opuszczonym przez plon główny polu) lub poplony (zasiewane po sprzęcie plonu głównego i zbierane jeszcze w tym roku – poplony ścierniskowe, lub w następnym – poplony ozime) i plony wtóre (rośliny wysiewane lub sadzone po zbiorze poplonu ozimego, a zbierane w tym samym roku). O tym, jakie rośliny uprawiać, na jakim obszarze i w jakiej kolejności na poszczególnych polach, decyduje cały szereg czynników zmianowania. Wyróżnia się dwie grupy: − czynniki przyrodnicze, − czynniki agrotechniczne. Do czynników przyrodniczych zalicza się: − jakość gleb, która decyduje głównie o doborze roślin, w zależności od ich wymagań, np. wysokie wymagania mają: buraki, pszenica, lucerna; stosunkowo niewielkie: ziemniaki, żyto, owies, łubin; niszcząco na strukturę wpływają zboża, stąd też nie powinny być uprawiane zbyt długo po sobie, najwyżej 2 lata, − głębokość korzenienia się roślin – są rośliny korzeniące się bardzo głęboko, o korzeniach palowych (lucerna, koniczyny, buraki, łubin, rzepak) oraz korzeniące się płytko (ziemniaki, zboża, trawy, len, seradela); wpływa to na pobieranie składników pokarmowych i wody z różnych głębokości, na „drenowanie” i przewietrzenie gleby, na ewentualne pogłębianie warstwy próchniczej; należy uprawiać przemiennie rośliny głęboko korzeniące się z płytko korzeniącymi się, − wymagania wodne roślin – głównie wpływają na nie właściwości biologiczne (wielkość transpiracji – wyparowywania wody); dużą ilość wody zużywają wieloletnie rośliny pastewne, nieco oszczędniej gospodarują wodą okopowe, oleiste i strączkowe, najmniej wody potrzebują zboża; po roślinach o bardzo wysokich wymaganiach wodnych należy uprawiać rośliny mniej wymagające, „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 49 − − − − − − − − − wymagania pokarmowe roślin – trzeba uwzględnić globalne zapotrzebowanie na składniki pokarmowe (wysokie zapotrzebowanie mają: buraki, pszenica, rzepak; niskie: żyto, owies, gryka) oraz wybiórcze, wysokie zapotrzebowanie na jeden określony składnik (np. azotolubne: konopie, rzepak. trawy; potasolubne: ziemniaki, słonecznik, fosforolubne: zboża), zacienienie pola – zależy głównie od obfitości ulistnienia roślin; bardzo silnie zacieniają pole: lucerna, koniczyny, słabo: zboża, kukurydza, buraki pastewne; zacienienie gleby wpływa na stopień wyparowywania wody, ogranicza tworzenie się skorupy, a więc niszczenie struktury gruzełkowatej, utrudnia też rozwój chwastów; rośliny dobrze i źle zacieniające glebę powinny być siane przemiennie, resztki pożniwne – najwięcej resztek, i to najwyższej jakości, pozostawiają wieloletnie pastewne (lucerna, koniczyna, trawy), mniej resztek dają zboża, najmniej buraki, ziemniaki, len czy konopie; po roślinach pozostawiających dużo resztek powinny być uprawiane te, które potrafią najlepiej je wykorzystać (buraki, pszenica, rzepak, ziemniaki), długość okresu wegetacji – po burakach, ziemniakach późnych nie zdąży się zasiać zbóż ozimych (są to z kolei dobre przedplony pod zboża jare); rośliny o krótkim okresie wegetacji (np. kukurydza, słonecznik) mogą być uprawiane po schodzących z pola późną wiosną po poplonach ozimych, skłonność do zachwaszczania pola – nie powinny być uprawiane po sobie rośliny silnie zachwaszczające pole chwastami o zbliżonej biologii; rośliny o bujniejszym i szybszym rozwoju z reguły utrudniają wzrost i rozwój chwastów, w znacznym stopniu do odchwaszczania przyczyniają się też okopowe, w których stosuje się uprawki międzyrzędowe, wrażliwość na choroby i szkodniki („zmęczenie gleby”) – czynnik ten daje bardzo silnie znać o sobie, jeśli na jednym polu zbyt często uprawiane są te same rośliny; obniżka plonów jest spowodowana głównie rozpowszechnianiem się chorób (czasem szkodników) i jednostronnym wyczerpaniem pokarmów z gleby; najbardziej wrażliwe na ten czynnik są: koniczyna, lucerna (wykoniczynienie gleby), buraki (wyburaczenie), len (wylnienie), nie znoszą też uprawy po sobie pszenica i jęczmień; z kolei wiele lat po sobie bez obniżki plonów może być uprawiane żyto czy ziemniaki (w obu przypadkach co kilka lat powinien być stosowany obornik); przerwa w uprawie koniczyny, lucerny, lnu, buraków powinna wynosić 5–6, a nawet 7 lat. Do czynników agrotechnicznych zalicza się: nawożenie - decydujący wpływ na żyzność gleby i plony ma nawożenie obornikiem; część roślin (okopowe, kukurydza, rzepak) bardzo dobrze wykorzystują obornik, natomiast nawożenie obornikiem motylkowych czy zbóż jest zbędne; nawozić obornikiem powinno się co 4 lata w dawce 25–30 ton/ha, dlatego też co tyle lat powinny być w zmianowaniu uprawiane rośliny wymagające jego zastosowania; z nawozów mineralnych w zmianowaniu powinno się uwzględnić nawożenie azotem. Rośliny np. motylkowe pozostawiają po sobie w glebie znaczne ilości tego składnika, wapnowanie – na glebach zakwaszonych wapnowanie powinno być stosowane co 4 lata (nie razem z obornikiem); są rośliny wymagające wapnowania (buraki, pszenica, jęczmień, groch, koniczyna i lucerna) i udające się na glebach lekko zakwaszonych (ziemniaki, kukurydza, żyto, owies); głęboka uprawa – głęboka orka pogrubia warstwę orną i poziom próchnicy oraz likwiduje powstałą po orce tzw. „podeszwę płużną”; głęboką orkę łączy się zazwyczaj z nawożeniem obornikiem i stosuje się pod rośliny okopowe co 4 lata, „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 50 − stosowanie herbicydów – część herbicydów pozostaje w glebie i działa jeszcze przez następne lata, co może ujemnie wpływać na wrażliwe na nie rośliny następcze; konieczne jest też wprowadzenie „zmianowania herbicydów”, aby nie dopuścić do rozwoju chwastów odpornych na jeden herbicyd. Przy opracowywaniu płodozmianów trzeba też uwzględnić czynniki gospodarczo-ekonomiczne, do których należą: − potrzeby produkcji zwierzęcej (płodozmian musi zapewnić odpowiednią ilość paszy i ściółki dla zwierząt), − racjonalne wykorzystanie środków produkcji (obornika, maszyn i narzędzi), − racjonalne wykorzystanie pracy ludzkiej (niedopuszczenie do powstawania spiętrzeń prac polowych, a z drugiej strony zapewnienie pracy wszystkim zatrudnionym), − dostosowanie produkcji towarowej do potrzeb rynku. − Dobór roślin w strukturze zasiewów Znajomość charakterystyk ważniejszych grup roślin zdecydowanie ułatwia opracowanie zmianowania. I tak: − okopowe – wymagają starannej, głębokiej uprawy i nawożenia obornikiem, pozostawiają po sobie bardzo dobrze odchwaszczone stanowisko dla prawie wszystkich roślin jarych, same udają się po wszystkich przedplonach, z reguły późno schodzą z pola, − zboża ozime – mają niewielkie wymagania agrotechniczne, a wymagania co do przedplonów: wysokie – pszenica, średnie – pszenżyto, niskie – żyto; przedplony muszą wcześnie schodzić z pola, aby zdążyć z uprawą, same są złymi przedplonami, niszczą strukturę gleby, zachwaszczają pole; jednak wcześnie schodzą z pola, umożliwiając siew poplonów, najczęściej są przedplonami dla okopowych na oborniku, − zboża jare – mogą być uprawiane późno po schodzących z pola okopowych, gdyż są wymagające co do stanowiska, dobrze udają się po strączkowych, same są bardzo złymi przedplonami, jęczmień często stosowany jest jako roślina ochronna do wsiewki koniczyny, − strączkowe – mają następujące wymagania dotyczące przedplonu: wysokie – groch, peluszka; średnie – bobik; niskie – łubin; wszystkie wymagają dobrze odchwaszczonej roli, uprawiane na nasiona – dobrej zasobności w fosfor; są dobrymi przedplonami nawet dla wymagających roślin (pszenica jęczmień), szczególnie te uprawiane na zielonkę, pozostawiają po sobie stanowisko zasobne w azot, dużo resztek pożniwnych, dobrze (a pastewne bardzo dobrze) zacieniają pole, chroniąc je przed stratami wilgoci, wszystkie bardzo korzystnie wpływają na strukturę gruzełkowatą, − wieloletnie motylkowe pastewne i ich mieszanki z trawami – mają niewielkie wymagania co do przedplonu (zresztą są często wsiewane w zboża jare, głównie jęczmień), stąd z reguły uprawia się je w drugim roku po oborniku, użytkuje się je najczęściej 2 (koniczyna) i 4 lata (lucerna), są doskonałym przedplonem (głównie dla wymagających zbóż), strukturotwórczym, pozostawiającym w glebie dużo resztek pożniwnych i azotu, − jednoroczne pastewne – z grupy motylkowych są bardzo dobrymi przedplonami, a jednocześnie same mają niewielkie wymagania, co do przedplonów, np. kukurydza jest dobrym przedplonem dla większości roślin, szczególnie gdy jest uprawiana nawet na połowie dawki obornika, niestety późno schodzi z pola, udaje się praktycznie po wszystkich roślinach, słonecznik również nie ma wysokich wymagań co do przedplonu, ma krótki okres wegetacji, stąd często uprawiany jest po poplonach ozimych (jako plon wtórny), natomiast sam ma średnią wartość jako przedplon. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 51 Układanie zmianowań i płodozmianów Przy układaniu zmianowań obowiązuje podstawowa i powszechna zasada wzajemnego przeplatania się roślin zbożowych (pozostawiających po sobie gorsze stanowiska) z roślinami nie zbożowymi (pozostawiającymi stanowiska lepsze). Zmianowanie składa się z członów z różnymi wzajemnymi układami tych roślin. Człony zmianowań prezentuje tabela 4. Najczęściej stosowane są warianty A, B, C i D, a rzadziej E i F. Tabela 4. Człony zmianowań [3, s. 74] Warianty Procentowy udział roślin niezbożowych Procentowy udział roślin zbożowych A niezbożowe zbożowe B niezbożowe zbożowe zbożowe C niezbożowe niezbożowe zbożowe 50 33,3 66,6 50 66,6 33,3 D niezbożowe niezbożowe zbożowe zbożowe E niezbożowe niezbożowe zbożowe zbożowe zbożowe F niezbożowe niezbożowe niezbożowe zbożowe zbożowe 40 60 60 40 50 50 Wyjaśnienia wymaga przykład D z członami podwójnymi. W niektórych wypadkach stosowanie członów podwójnych jest uzasadnione względami agrotechnicznymi i ekonomicznymi. Podwójne człony pozwalają bowiem na: − zmniejszenie zachwaszczenia gleby, zwiększenie jej żyzności, co umożliwia zwiększenie plonu zbóż (łącznie w dwóch latach) w porównaniu z uprawą przemienną co drugi rok, − zmniejszenie ilości szkodników i występowania chorób spowodowane rzadszym powrotem atakowanej rośliny na to samo pole, − zmniejszanie ilości chwastów (gdy wrażliwe na zachwaszczenie niezbożowe, np. cebula, groch, przychodzą po okopowych dobrze odchwaszczających glebę), − lepsze wykorzystanie obornika, gdy jego ilość w gospodarstwie jest ograniczona. Prawidłowo ułożony płodozmian charakteryzuje się następującymi cechami: − uwzględnia wszystkie warunki przyrodnicze, agrotechniczne i ekonomiczne, − zapewnia prawidłowe wykorzystanie stanowisk, − umożliwia terminowe wykonanie zabiegów agrotechnicznych, − zapewnia warunki do wzrostu żyzności gleby. Przed przystąpieniem do układania płodozmianu, należy ustalić strukturę zasiewów w gospodarstwie oraz podzielić obszar gruntów ornych na odpowiednią liczbę pól. Prawidłowo ustalona struktura zasiewów jest podstawą dalszych poczynań w organizacji produkcji roślinnej. Układając płodozmian, należy pamiętać o tym, że co prawda dopuszczalne są odstępstwa od ustalonej struktury zasiewów, jednak tylko w niewielkim stopniu. Poza tym na jednym polu mogą być uprawiane różne rośliny tylko pod tym warunkiem, że są one podobne pod względem przyrodniczym i agrotechnicznym. Na podstawie udziału poszczególnych grup roślin w strukturze zasiewów można określić liczbę pól, kierując się tym, aby rośliny jednej grupy zajmowały całe pole. Liczba pól powinna więc być liczbą, przez którą można podzielić wszystkie wielkości określające udział poszczególnych grup roślin w strukturze zasiewów. Jest to sposób wygodny z punktu widzenia techniki układania płodozmianu. Sposób ten jest prawidłowy tylko wtedy, kiedy jednocześnie bierze się pod uwagę przyrodnicze i agrotechniczne zasady zmianowania. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 52 Z liczby pól w płodozmianie wynika udział, jaki ma jedno pole w powierzchni zasiewów, np. w płodozmianie 3-polowym jedno pole stanowi ok. 33%, w 9-polowym – 11,1%, w 10-polowym – 10%. Określając udział pól w płodozmianie należy też przeanalizować ich wielkość w hektarach – czy jest ona prawidłowa z punktu widzenia organizacji pracy. Na wielkość pola siewnego wpływają następujące czynniki: − wielkość gospodarstwa, ilość wydzielonych kompleksów glebowo-uprawowych, − stopień mechanizacji prac polowych (im wyższy stopień udziału wydajnych maszyn, tym pole powinno być większe), − stopień intensywności upraw (im rośliny bardziej intensywne, tym pole powinno być mniejsze), − rzeźba terenu, granice naturalne. Podstawowe zasady podziału gruntów ornych na pola siewne są następujące: − najlepiej jeśli ilość pól wynosi od 5 do 8, chociaż może być ich od 4 do 10, a wyjątkowo od 3 do 12, − wszystkie pola powinny być jednakowej wielkości (różnice nie powinny przekraczać 10% średniej wielkości pola), − pola powinny mieć w miarę regularny kształt (jest to bardzo ważne przy mechanicznej uprawie), − dobrze jest, gdy pola mają naturalne granice (drogi, rowy itp., powinny być jednocześnie granicami pól płodozmianowych), − dojazd do pól płodozmianowych nie powinien być utrudniony. Przykład Ustalanie zmianowania dla gospodarstwa, w którym funkcjonuje następująca struktura zasiewów: zboża 50%, okopowe 20%, pastewne 20%, przemysłowe 10%. Ze struktury zasiewów wynika, że najlepiej będzie opracować płodozmian 5-polowy (jedno pole stanowi wtedy 20%). Poszczególne grupy roślin będą w nim miały następujący udział: okopowe 20%, tj. 1 pole, pastewne 20%, tj. 1 pole, zboża 50%, tj. 2,5 pola, przemysłowe 10%, tj. 0,5 pola. Teraz można opracować płodozmian: I pole – okopowe 20%, II pole – jęczmień z wsiewką koniczyny 20%, III pole – koniczyna 20%. Na pozostałych dwóch polach, jak wynika z ustalonej struktury zasiewów, muszą być rozmieszczone zboża (1,5 pola) i przemysłowe (0,5 pola). Roślinami zamykającymi zmianowanie powinny być zboża ozime (w ostatnim roku po zastosowaniu obornika), czyli na rośliny przemysłowe pozostaje pole IV. Zajmą one połowę tego pola, płodozmianów którego reszta zostanie przeznaczona pod zboża. Dalsza część zmianowania będzie więc następująca: IV pole – rzepak 10% i pszenica ozima 10%, V pole – zboża ozime 20% (najlepiej: 0.5 pola po rzepaku – pszenica ozima i 0,5 pola po pszenicy ozimej – żyto). „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 53 Rodzaje płodozmianów Wyróżnia się następujące rodzaje płodozmianów: − polowe, − specjalne, − paszowe. Płodozmiany polowe – to grupa najczęściej występująca w naszych gospodarstwach. Są to przede wszystkim płodozmiany towarowe, których głównym zadaniem jest produkcja przeznaczona na zaopatrzenie rynku. W tej grupie wyróżnia się: − płodozmiany polowe – rolnicze, są to już omówione klasyczne płodozmiany obejmujące podstawowe grupy roślin, występujące w strukturze zasiewów w zależności od tego, jaka grupa roślin w nich przeważa, wyróżnia się płodozmiany zbożowe, okopowe oraz okopowo-przemysłowe, − płodozmiany warzywne – stosuje się je głównie w gospodarstwach ogrodniczych, występują w nich albo wyłącznie rośliny warzywne, albo przeważają rośliny warzywne przeplatane zbożami lub okopowymi. Płodozmiany specjalne są to specyficzne płodozmiany, o określonych zadaniach, wynikających bądź ze specyfiki gospodarstwa (np. płodozmiany nasienne, doświadczalne), bądź z nietypowego ukształtowania terenu – płodozmiany przeciwerozyjne. Głównym zadaniem płodozmianu przeciwerozyjnego jest sprawianie, by ziemia była możliwie jak najdłużej lub bez przerwy pokryta roślinnością, i unikanie zbyt częstej mechanicznej uprawy roli. Stąd też, w płodozmianach tych przeważają rośliny wieloletnie (lucerna, koniczyna z trawami) i w związku z tym rzadka uprawa roli. Ze zbóż winny być uprawiane tylko ozime, by wiosną, gdy spływ wody jest największy, gleba była przykryta roślinami. Płodozmiany paszowe – to głównie tzw. płodozmiany przypodwórzowe. Zlokalizowane są na polach położonych blisko zabudowań gospodarskich, a ich zasadniczym celem jest zapewnienie łatwego i bliskiego dowozu zielonek. Często w płodozmianach przypodwórzowych stosuje się lucernę. Zajmuje ona w płodozmianie tyle pól, ile lat jest użytkowana. Przykład płodozmianu paszowego: 1. Buraki pastewne ** 2. Jęczmień jary (może być z wsiewką lucerny) 3. Lucerna 4. Lucerna 5. Lucerna 6. Rzepak (po nim poplon ścierniskowy lub ozimy) 7. Kukurydza 8. Mieszanka strączkowa 9. Pszenica ozima Lucerna należy do najcenniejszych roślin pastewnych, trudno z niej zrezygnować w płodozmianach paszowych, jednak ze względu na to, że jest rośliną wieloletnią, a do tego wymaga kilkuletniej przerwy w uprawie na tym samym polu, zawsze są kłopoty z umieszczeniem jej w płodozmianie. Oprócz sposobu omówionego wyżej, lucerna może być uprawiana w jednym polu jako „wędrująca” i na polu wypadającym z płodozmianu. W gospodarstwach prowadzonych w sposób tradycyjny, wolno reagujących na zmieniające się warunki ekonomiczne, wieloczłonowe płodozmiany polowe nadal są częstą formą prawidłowego następstwa roślin. Współczesne tendencje cechują się jednak dążeniem do upraszczania struktury produkcji gospodarstw, a nawet specjalizacji, przy jednoczesnej materiałowej intensyfikacji produkcji. Stąd też w strukturze zasiewów występują tylko 2–3 gatunki, z czego 70–80% powierzchni zajmuje jedna grupa (np. zboża). „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 54 W takich układach przeważają człony 3 i 4-polowe. Przy specjalizacji w roślinach okopowych czy przemysłowych stosuje się człony 3, 4- lub 5-polowe. Coraz rzadziej stosuje się też w płodozmianach pastewnych lucernę i koniczynę, zastępując je monokulturową uprawą kukurydzy, która w formie kiszonki skarmiana jest przez cały rok. Stosowanie tradycyjnych płodozmianów jest obecnie ograniczone także ze względu na niemożność szybkiego dostosowania się do koniunktury na rynku rolnym (zapotrzebowanie na określone płody rolne i ich ceny). Stąd też gospodarstwa bardzo nowoczesne zaniechały wprowadzania płodozmianów (zmianowań), a ograniczają się do corocznie ustalanego prawidłowego (uwzględniającego warunki przyrodnicze, agrotechniczne i ekonomiczno– gospodarcze) następstwa roślin. Takie dowolne zmianowanie pozwala szybko przestawić produkcję na najbardziej opłacalną, ale jest bardzo trudne do prawidłowego, corocznego właściwego ustawienia. Mogą sobie na nie pozwolić tylko gospodarstwa o prężnym i doskonale przygotowanym pod względem zawodowym kierownictwie, które wie, jak ustrzec się błędów i nie doprowadzić do obniżenia żyzności gleby. 4.4.2. Pytania sprawdzające 1. 2. 3. 4. 5. 6. Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. Co to jest zmianowanie roślin i płodozmian? Jaka jest różnica między plonem głównym a poplonem? Jakie czynniki uwzględnia się przy opracowywaniu płodozmianów? Jakie są przyczyny zmęczenia gleby? Jakie są zasady układania zmianowań i płodozmianów? Jakie są rodzaje płodozmianów? 4.4.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Oceń, czy w Twoim lub wybranym gospodarstwie rolnym dobór roślin jest dostosowany do jakości gleb. Sposób wykonania ćwiczenia 1) 2) 3) 4) 5) Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: określić, jakie gleby występują w gospodarstwie rolnym, zakwalifikować gleby do klas bonitacyjnych, rozpoznać rośliny uprawiane na poszczególnych glebach, ocenić dobór poszczególnych gatunków roślin do warunków glebowych gospodarstwa, zapisać wyniki oceny. − Wyposażenie stanowiska pracy: opis gospodarstwa rolnego. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 55 Ćwiczenie 2 Oceń, czy w Twoim lub innym gospodarstwie rolnym można stosować poplony. Podaj, w którym miejscu zmianowania (po jakiej roślinie i przed którą), można je wprowadzić. Sposób wykonania ćwiczenia 2) 3) 4) 5) 6) 7) Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: przeanalizować zmianowanie roślin w gospodarstwie rolnym pod względem możliwości wprowadzenia poplonu, określić, jakie gleby występują w gospodarstwie rolnym, przeanalizować jakie rośliny uprawiane są w gospodarstwie rolnym, określić wymagania roślin uprawnych występujących w zmianowaniu, dobrać rodzaj poplonu, wskazać roślinę w zmianowaniu, po której uprawiany będzie poplon, uzasadnić wybór i zapisać wnioski. − − Wyposażenie stanowiska pracy: opis gospodarstwa rolnego, przykładowe zmianowania roślin. 1) Ćwiczenie 3 Opracuj płodozmian sześciopolowy na gleby zwięzłe. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) określić, jakie gleby występują w gospodarstwie rolnym, 2) dobrać rośliny uprawne do warunków glebowych gospodarstwa rolnego, 3) uwzględnić wpływ roślin uprawnych na środowisko, tzn. na zawartość składników pokarmowych, wody, stopień zachwaszczenie oraz rozwój chorób i szkodników, 4) uwzględnić optymalny terminu siewu i sadzenia, 5) uwzględnić nawożenie obornikiem raz na 3–4 lata, 6) uzasadnić wybór roślin i zapisać wnioski. − Wyposażenie stanowiska pracy: przykładowe płodozmiany. 4.4.2. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: 1) zdefiniować pojęcia: zmianowanie, płodozmian, następstwo roślin, rotacja? 2) charakteryzować czynniki zmianowania? 3) rozróżnić rodzaje płodozmianów? 4) ułożyć zmianowania i płodozmiany? „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 56 Tak Nie 5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Przeczytaj uważnie instrukcję. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi. Tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce znak „X”. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową. Pracuj samodzielnie. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. Na rozwiązanie testu masz 30 minut. Powodzenia! Materiały dla ucznia: – – – instrukcja, zestaw zadań testowych, karta odpowiedzi. ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1. Kłos żyta oznaczony jest cyfrą a) 2. b) 1. c) 4. d) 3. 2. Lucerna jest rośliną a) motylkową grubonasienną. b) motylkową drobnonasienną. c) przemysłową. d) zbożową. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 57 3. Do roślin zbożowych należą: a) żyto, kukurydza. b) pszenica, seradela. c) rzepak, proso. d) gorczyca, pszenżyto. 4. Przedstawiona na rysunku roślina to a) żyto. b) jęczmień. c) pszenica. d) owies. 5. Klimatyczne czynniki siedliska to: a) promieniowanie słoneczne, temperatura powietrza i gleby, wilgotność powietrza, opady atmosferyczne. b) temperatura powietrza i gleby, wilgotność powietrza, opady atmosferyczne, składniki mineralne. c) rodzaje gleb, zasobność w składniki pokarmowe, stosunki wodne w glebie. d) promieniowanie słoneczne, opady atmosferyczne, rodzaje gleb. 6. Pomiary usłonecznienia wykonuje się a) heliografem. b) termometrem. c) higrografem. d) barometrem. 7. Albedo jest to: a) stosunek wilgotności względnej powietrza do wilgotności bezwzględnej. b) stosunek procentowy odbitej części promieniowania do całkowitego promieniowania padającego na daną powierzchnię. c) usłonecznienie. d) promieniowanie długofalowe. 8. Przedstawiony na rysunku przyrząd meteorologiczny to a) aneroid. b) higrometr. c) wiatromierz Wilda. d) heliograf. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 58 9. Przedstawiony na rysunku przyrząd meteorologiczny to a) higrometr włosowy. b) aneroid. c) termograf. d) heliograf. 10. Do podstawowych opadów atmosferycznych należą: a) rosa, grad, deszcz, śnieg. b) deszcz, mżawka, śnieg, grad. c) deszcz, szron, śnieg, sadź. d) rosa, mgła, grad, mżawka. 11. Izobary to linie łączące na mapie punkty o jednakowych wartościach a) wilgotności powietrza. b) temperatury. c) ciśnienia atmosferycznego. d) promieniowania. 12. Gęstość, zwięzłość, lepkość, pęcznienie i kurczenie gleb zalicza się do właściwości a) fizycznych. b) chemicznych. c) biologicznych. d) organicznych. 13. Odkrywkę glebową wykonuje się na głębokość a) 20cm. b) 200cm. c) 100cm. d) 300cm. 14 Największą pojemność wodną mają gleby a) gliniaste i torfowe. b) piaszczyste i gliniaste. c) torfowe i piaszczyste. d) ilaste i żwirowe. 15. Określenie pH 7 informuje o a) obojętnym odczynie gleb. b) zasadowym odczynie gleb. c) bardzo kwaśnym odczynie gleby. d) kwaśnym odczynie gleby. 16. Gleby powstałe z osadów rzecznych, to a) bielice. b) czarnoziemy. c) rędziny. d) mady. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 59 17. Pszenica i buraki cukrowe należą do roślin uprawianych na glebach a) klasy II. b) klasa III a. c) klasy VI. d) klasy V. 18. Do traw niskich należy a) życica trwała. b) wyczyniec łąkowy. c) tymotka łąkowa. d) kupkówka pospolita. 19. Poplon ścierniskowy, to a) rośliny wysiewane w lecie po zbiorze plonu głównego i użytkowane jesienią tego samego roku. b) rośliny wysiewane w końcu lata lub jesienią po zbiorze plonu głównego i użytkowane wiosną następnego roku. c) rośliny wsiewane jesienią w plon główny. d) pozostałości roślin po zbiorze plonu głównego. 20. Zmęczenie gleby może być spowodowane przez a) silny rozwój patogenów i szkodników. b) nadmierne nawożenie azotem. c) późny siew roślin. d) opóźniony zbiór roślin. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 60 KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko.......................................................................................... Dobieranie roślin uprawnych do warunków środowiska Zakreśl poprawną odpowiedź. Nr zadania 1 Odpowiedź Punkty a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d Razem: „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 61 6. LITERATURA Bińkowska J., Arciszewska B.: Podstawy produkcji roślinnej – ćwiczenia. Format AB, Warszawa 1997 2. Gawrońska A. (red.): Podstawy produkcji roślinnej. Cz. 2. Hortpress, Warszawa 1997 3. Kowalak Z: Produkcja rolnicza. Cz. 2. Wydawnictwo eMPi2, Poznań 2003 4. Ogólna uprawa roli i roślin. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1988 5. Podstawy produkcji roślinnej. PWRiL, Warszawa 1999 6. Technologie produkcji roślinnej. PWRiL, Warszawa 1999 7. www.ar.krakow.pl 8. www.interklasa.pl 9. www.gridw.pl 10. www.wikipedia.pl 1. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 62
