W pracy podyplomowej po wklejeniu strony tytulowej, nie potrafie ustawic numeracji stron. Czyli tytulowa bez numeru, spis tresci tez bez numeru, a strona ze wstepem oznaczona numerem 1. Czy ktos chcialby mi to ogarnac? Z gory dziekuje.
Wyższa Szkoła Kształcenia Zawodowego
OMÓW WPŁYW CZYNNIKÓW KLIMATYCZNO-GLEBOWYCH NA WZROST I ROZWÓJ ROŚLIN
Praca podyplomowa
Karina Reiner
Bergen 2022
Spis treści
Wstęp 1
Rozdział I Warunki klimatyczne a roślinność 2
1.1. Klimat - definicja pojęcia 2
1.2. Czynniki klimatyczne i klimatotwórcze 3
1.3. Wpływ czynników klimatycznych na wzrost i rozwój roślin 5
Rozdział II Rodzaje gleb a planowanie upraw 7
2.1. Gleby w Polsce 7
2.2. Zależność pomiędzy rodzajem gleby a rodzajem upraw 9
2.3. Rodzaj gleby a konieczność nawadniania 11
Rozdział III Dobór roślin do warunków klimatycznych i glebowych 14
3.1. Zboża 14
3.2. Płodozmiany 15
3.3. Degradacja gleb 16
Zakończenie 18
Bibliografia: 19
Spis rysunków 20
Wstęp
Na wzrost i rozwój roślin wpływa szereg czynników zarówno o charakterze klimatycznym, jak również glebowym. Dobór stanowiska dla danej uprawy wymaga uprzedniego przygotowania pod względem znajomości indywidualnych wymogów danego gatunku oraz warunków panujących w przewidzianym na uprawę regionie. Każda roślina ma specyficzne zapotrzebowanie na energię słoneczną, wodę, preferencje temperaturowe oraz glebowe - w zależności od przepuszczalności wody w glebie, jej skłonności do erozji, stopnia żyzności, zawartości pierwiastków i minerałów. Podczas planowania urlop należy wziąć pod uwagę również nasłonecznienie danego miejsca, dostęp do wody, ekspozycję na wiatr czy temperaturę w lecie i zimie. Wszystko to ma kluczowe znacznie dla późniejszej efektywności upraw w postaci plonów i zbiorów.
W Polsce występuje kilka rodzajów gleb o różnym stopniu żyzności. Niektóre z gleb wyraźnie dominuj pod względem rozpiętości ich areału, inne z kolei można potraktować jedynie jako występujące w formie śladowej. Niemniej na mapie upraw można zaobserwować zależność rodzajów gleb i uprawianych na nich gatunków roślin - spełnienie podstawowych warunków nasadzeń i siewu w połączeniu z odpowiednią melioracją i nawodnieniem oraz zachowaniem płodozmianów jest gwarantem uzyskania pożądanych plonów na danym obszarze uprawnym.
Celem pracy jest analiza wpływu warunków klimatyczno-glebowych na uprawę roślin w oparciu o literaturę przedmiotu.
Praca składa się z trzech rozdziałów.
Rozdział I Warunki klimatyczne a roślinność
+ Klimat - definicja pojęcia
Pod pojęciem klimatu rozumie się całokształt zjawisk pogodowych, które utrzymują się w sposób stały na danym obszarze. Klimat określa się również mianem przeciętnego stanu troposfery w wybranym miejscu. Komponentami klimatu są różnego rodzaju zjawiska oraz procesy atmosferyczne. Rodzaj klimatu można ustalić tylko w oparciu o długotrwałe i rzetelne obserwacje, które są prowadzone na przestrzeni kilkudziesięciu lat - co najmniej trzech dekad. Klimat w dowolnym regionie jest kształtowany przede wszystkim przez następujące czynniki: obieg ciepła oraz wody i cyrkulację powietrza. Wynika stąd jednoznacznie, że w ustalaniu klimatu kluczowe znaczenie mają wykonywane pomiary wiatru, temperatury i poziomu opadów atmosferycznych. Ponadto klimat można sklasyfikować jako jeden z czynników ekologicznych kształtujących środowisko przyrodnicze poprzez oddziaływanie na występowanie oraz rozwój elementów przyrody ożywionej i nieożywionej. Dziedziną, która skupia się na prowadzeniu badań, których przedmiot stanowi klimat jest klimatologia. Prócz obiegu ciepła, wody i powietrza, na klimat wpływają także czynniki o charakterze geograficznym w postaci wysokości nad poziomem morza lub rozmieszczenia obszarów lądowych oraz oceanicznych. Zazwyczaj czynniki klimatotwórcze dzielone są na meteorologiczne i niemeteorologiczne.
Zgodnie z inną definicją klimat jest zespołem czynników atmosferycznych i promieniujących, które są charakterystyczne dla danego obszaru oraz w ciągu kilkudziesięciu lat ulegają relatywnie niewielkim zmianom. W celu dokładnej charakterystyki klimatu lądowego naukowcy prowadzą obserwacje trwające nawet pół wieku. Warto również zwrócić uwagę na to, że klimat cechuje przede wszystkim jego stałość oraz towarzysząca mu powtarzalność dotycząca poszczególnych zjawisk atmosferycznych czy też pór roku.
W zależności od szerokości geograficznej na Ziemi występuje kilka stref klimatycznych:
* Klimat polarny w okolicach bieguna i stref okołobiegunowych;
* Klimat podzwrotnikowy w okolicach zwrotnika;
* Klimat równikowy w okolicach strefy równikowej;
* Klimat umiarkowany obejmujący rozległą strefę klimatyczną, dzieląca się na półkuli północnej na chłodniejszą północną i cieplejszą południową i na półkuli południowej na cieplejszą północną i chłodniejszą południową.
Ponadto klimat dzieli się w zależności od odległości od mórz na:
* Klimat morski z chłodnymi latami, łagodnymi zimami, zmiennymi wiatrami, częstymi opadami i dużą wilgotnością powietrza;
* Klimat kontynentalny z upalnymi latami i mroźnymi, surowymi zimami.
W zależności od wysokości na poziomem morza wyróżnia się:
* Klimat górski ze zmienną pogodą i spadkiem temperatury wraz z wysokością;
* Klimat nizinny, który cechuje łagodność.
W zależności od klimatu obserwuje się również zmieniającą się szatę roślinną na obszarze jego występowania.
+ Czynniki klimatyczne i klimatotwórcze
Pod pojęciem czynników klimatycznych rozumie się czynniki meteorologiczne i atmosferyczne, które kształtują aktualną pogodę i klimat, czyli:
* temperaturę powietrza (amplituda dobowa i roczna),
* wilgotność powietrza wraz z opadami atmosferycznymi,
* ciśnienie atmosferyczne,
* cyrkulację powietrza,
* stopień nasłonecznienia.
Czynniki, które kształtują klimat są następujące:
* szerokość geograficzna,
* odległość od wielkich zbiorników wodnych takich jak morza czy oceany,
* ukształtowanie terenu,
* szata roślinna,
* wysokość nad poziomem morza,
* charakter podłoża (rodzaj gleby),
* antropogenność, czyli działalność człowieka.
Wyróżnia się następujące procesy fizyczne, które partycypują w kształtowaniu klimatu:
* ruch mas powietrza (cyrkulacja powietrza),
* obieg wilgoci w atmosferze,
* promieniowanie słoneczne.
Do czynników klimatotwórczych meteorologicznych należą:
* układ ciśnień,
* ruch mas powietrza,
* fronty atmosferyczne,
* prędkość wiatru,
* czynniki radiacyjne (wraz z wymuszaniem promieniowania).
W grupie czynników klimatotwórczych o charakterze niemeteorologicznym wyróżnia się:
* Sposób rozmieszczenia lądów i oceanów - na wybrzeżach odnotowuje się wyższe opady w porównaniu z tymi w głębi lądu;
* Szerokość geograficzna - im bliższe równika położenie, tym mniejsza jest szerokość geograficzna a jednocześnie cieplejsze powietrze w danym obszarze;
* Prądy morskie - dzięki wpływowi ciepłych prądów morskich temperatura i wilgotność są wyższe, natomiast pod wpływem zimnych prądów - niższe;
* Odległość od morza - oddziałuje na poziom wilgotności powietrza i ilość opadów oraz sposób ich rozłożenia w ciągu całego roku;
* Pokrycie terenu - szata roślinna wraz z pokrywą śnieżną oraz lodowcową i barwą terenu. W przypadku ciemnej barwy powierzchnia szybciej ulega nagrzaniu, gdyż intensywniej absorbuje promienie słoneczne oraz oddaje więcej ciepła do atmosfery. Z kolei na obszarach leśnych odnotowuje się mniejszą zmienność temperatury w porównaniu z terenami otwartymi;
* Ukształtowanie terenu - oddziałuje na swobodę przemieszczania się mas powietrza;
* Wysokość nad poziomem morza - w górach temperatury są niższe a na nizinach wyższe;
* Czynniki antropogeniczne - obejmują formy działalności człowieka, które wpływają na zmiany klimatyczne poprzez jego przekształcanie się.
Należy również podkreślić, że takie czynniki jak przemysł, poziom zurbanizowania czy osadnictwo są skorelowane z podejmowanymi na dużą skalę działaniami człowieka w postaci wyrębu terenów leśnych, zalesiania nowych obszarów, tworzenia sztucznych zbiorników wodnych, osuszania jezior czy redukowania powierzchni terenów zielonych. Nawet jeśli dana działalność wydaje się z pozoru neutralna dla klimatu to tak naprawdę ma na niego ogromny wpływ. Ponadto kumulacja wszystkich przejawów destruktywnej działalności człowieka sprawia, że klimat istotnie się zmienia, co w dalszej konsekwencji może znacząco wpłynąć na faunę i florę Ziemi degradując ją. Dodatkowo produkując spalin i gazów na terenach uprzemysłowionych sprzyja podnoszeniu się temperatury. Wszystko to przekłada się na alarmujące symptomy, które sugerują zmiany klimatyczne mogące w przyszłości zagrażać życiu wielu organizmów na planecie.
1.3. Wpływ czynników klimatycznych na wzrost i rozwój roślin
Warunki klimatyczne wraz z warunkami glebowymi determinują jakość oraz ilość uprawianych roślin. Nim dana osoba przystąpi da zasiewu lub sadzenia roślin powinna upewnić się, czy wybrany do tego obszar spełnia wszystkie niezbędne parametry. Konieczne jest bowiem, by szeroko pojęte warunki glebowo-środowiskowe były adekwatne do wymogów rozwojowych i wzrostowych danej rośliny. Jeśli natomiast warunki takie należałoby stworzyć sztucznie poprzez ingerencję w środowisko należy liczyć się z tym, iż będzie ona wymagała znacznego nakładu pracy. Stąd też korzystniej jest poszukać takiego gatunku rośliny, który zaadaptuje się w danych warunkach aniżeli podejmować działania mające na celu dopasowanie zastanych warunków do wybranego gatunku rośliny. Podkreślić należy, że wymogi te mogą ulegać zmianom w zależności od etapu wzrostu rośliny. Jeśli natomiast chodzi o klimat to szczególne znaczenie mają współwystępujące czynniki odpowiadające za regulacje procesów wzrostu i prawidłowego rozwoju roślin, czyli:
* temperatura powietrza,
* światło, a więc stopień nasłonecznienia,
* częstotliwość i obfitość opadów atmosferycznych,
* cyrkulacja wraz ze składem gazowym powietrza,
* mikroklimat jaki występuje w bezpośrednim sąsiedztwie uprawianych roślin.
Jeśli chodzi o ważność to z pewnością za priorytetowy czynnik stymulujący wzrost i rozwój roślin można uznać światło, a więc ekspozycję na słońce. Głównym źródłem zewnętrznego światła jest słońce, dlatego też warto zadbać o odpowiednie nasłonecznienie. Dzięki światłu rośliny pozyskują energię niezbędną do przeprowadzania fotosyntezy, w wyniku której dwutlenek węgla łączy się z wodą tworząc związki organiczne oraz tlen.
Kolejny czynnik to temperatura. Dzięki utrzymaniu jej na optymalnym poziomie możliwe jest zapewnienie roślinom jak najlepszego i najszybszego wzrostu, przy czym optymalność ta nie ma charakteru uniwersalnego, gdyż będzie różna w zależności od gatunku czy odmiany rośliny. Ponadto pożądany poziom temperatury jest uwarunkowany również bieżącą fazą rozwoju roślin i natężenia światła. W przypadku, gdy natężenie to jest większe, również temperatura będzie wyższa, natomiast jeśli natężenie światła jest zbyt niskie może skutkować tzw. „wybieganiem " roślin.
Kolejny czynnik to opady. Ich średnia suma roczna w Polsce wynosi ok. 600 mm. Jednak nie tylko sam opad deszczu wpływa na jakość, lecz również ich rozkład w czasie i intensywność. Jeśli ilość opadów jest zbyt mała to z dużym prawdopodobieństwem wpłynie niekorzystnie na jakość uprawianych warzyw, które nabiorą posmaku goryczy i będą drętwe. Z kolei wtedy, gdy deszcze będą padały z dużą częstotliwością smak warzyw również ucierpi, masa sucha ulegnie znacznemu pomniejszeniu a wartość odżywcza znacząco spadnie. Ponadto staną się one bardziej podatne na zachorowania. Jeśli natomiast uprawy znajdują się w zagłębieniu terenu z tendencją do gromadzenia wody opadowej to są one narażone na podtopienia i gnicie. Z kolei te rośliny, które zostały posadzone na wzniesieniach i jednocześnie zimują mogą przemarznąć, gdyż pokrywa śnieżna zwykle bywa tutaj uboższa. Z kolei w lecie grozi im przesuszenie. Wymagania warzyw względem środowiska glebowego są stosunkowo duże. Przede wszystkim gleba powinna być stosunkowo lekka i dość wilgotna, tak by nie tworzyć skorupy. Jednocześnie powinna zawierać składniki odżywcze i posiadać gęstą próchnicę. Najlepsza struktura gleby do uprawy warzyw to taka, którą cechuje gruzełkowatość o agregatach średnicy ok. 0,5-3 mm. Wzrost i bogactwo plonów najlepiej stymulują takie pierwiastki jak azot. Dzięki niemu rośliny dobrze i zdrowo rosną, natomiast w przypadku deficytu można zaobserwować zjawisko żółknięcia liści i lignifikacji tkanek. O dostępności poszczególnych pierwiastków zawartych w glebie dla uprawianych na niej roślin decydują takie czynniki jak:
* odczyn gleby - rośliny rosnące na glebach kwaśnych absorbuj mniej magnezu, fosforu, wapnia i molibdenu;
* wysoka aktywność biologiczna gleby;
* korzystne warunki powietrzno-wodne;
* duża zawartość próchnicy, która pozwala zatrzymać te pierwiastki, które z łatwością ulegają wymyciu np. azot i potas.
Rozdział II Rodzaje gleb a planowanie upraw
2.1. Gleby w Polsce
Obok klimatu i roślinności czynnikami decydującymi o tym, czy na danym obszarze występuje określony rodzaj gleby są także woda, skały macierzyste, obecność zwierząt oraz innych organizmów, ukształtowanie terenu i podejmowana na danym obszarze przez człowieka działalność. Człowiek zazwyczaj wykorzystuje gleby do uprawy roślin i szczególną wagę przywiązuje do tego, by były one dobrej jakości co z kolei znalazłoby przełożenie na plony. Szczególne znaczenie dla jakości gleby ma zawartość próchnicy co oznacza, że im jest ona większa, tym lepiej. Pod tym względem do najlepszych gleb zalicza się czarnoziemy, następnie mady, czarne ziemie, gleby brunatne oraz rędziny. Najmniejszą zawartość próchnicy odnotowuje się w glebach górskich, bielicach oraz glebach płowych.
W Polsce dominują gleby brunatne i płowe oraz bielice. Najmniej jest czarnoziemów, czarnych ziemi, rędzin oraz gleb antropogenicznych (rys. 1).
Rysunek 1. Powierzchniowa struktura gleb w Polsce
Źródło: Zróżnicowanie gleb i roślinności na obszarze Polski, https://zpe.gov.pl/a/zroznicowanie-gleb-i-roslinnosci-na-obszarze-polski/DSM0RxNIH (dostęp z dn. 27.04.2022).
Czarnoziemy występują na Wyżynie Małopolskiej, Wyżynie Lubelskiej oraz w województwie opolskim na Płaskowyżu Głubczyckim. Ich jakość jest niewiele niższa w porównaniu z jakością czarnych ziem, które występują na Kujawach, na Nizinie Śląskiej, Nizinie Wielkopolskiej oraz Nizinie Szczecińskiej. Kolejnymi glebami są mady, które występują na Żuławach Wiślanych w delcie Wisły, czyli na terenach które uchodzą za najbardziej żyzne w kraju. W Polsce występują też gleby bagienne, które zajmują ok. 7% powierzchni kraju. Można się na nie natknąć w dolinach rzek oraz na Polesiu, Podlasiu i pojezierzach. Mimo, iż ich jakość jest stosunkowo dobra to jednak są na tyle wilgotne, że służą głównie jako łąki oraz pastwiska. Głęboki profil czyni urodzajnymi rędziny, które występują na skałach węglanowych spotykanych w okolicach Wyżyny Lubelskiej oraz Wyżyny Małopolskiej. Z kolei gleby inicjalne charakterystyczne dla terenów górskich występują w Sudetach i Karpatach. Cechuje je stosunkowo niska urodzajność oraz trawiastość stąd są wykorzystywane jako pastwiska. Gleby antropogeniczne to gleby, które zostały wykształcone w wyniku działalności człowieka. Można je spotkać głównie na terenach miast - są to tzw. urbisole, na terenach podmiejskich m.in. gleby ogrodowe - hortisole oraz uprzemysłowione tj. industrioziemy. Ten rodzaj gleb w największej ilości występuje w Górnośląskim Okręgu Przemysłowym oraz w aglomeracjach miejskich: w Warszawie, Krakowie, Poznaniu, Łodzi, Trójmieście, Wrocławiu oraz Szczecinie. Ponadto gleby te są charakterystyczne dla terenów odkrywkowych kopalni węgla brunatnego w Koninie, Turoszowie i Bełchatowie.
2.2. Zależność pomiędzy rodzajem gleby a rodzajem upraw
Biorąc pod uwagę to, że w Polsce dominują mało żyzne gleby na przestrzeni wielu lat w uprawach przeważał owies i ziemniaki, jednak po 1989 roku krajowe rolnictwo zaczęło się dynamicznie rozwijać przez co wdrożono też inne uprawy. Jednocześnie wprowadzono gospodarkę rynkową i zmieniono strukturę własności ziemi poprzez jej znaczącą prywatyzację. Chcąc utrzymać się na rynku, indywidualni rolnicy stanęli w obliczu konieczności zmian w dotychczasowym schemacie zasiewów co z kolei wymagało przestawienia produkcji rolnej na takie towary, które z powodzeniem można było sprzedać. Mniej wartościowe ziemniaki i żyto zostały stopniowe zastąpione pszenicą, kukurydzą, rzepakiem, którymi odtąd obsadzano nawet te gleby, których jakość jest niższa. Wiązało się to również z koniecznością zainwestowania w sprzęt rolniczy, sztuczne nawozy oraz środki ochrony roślin. Obecnie prócz zbóż duże znaczenie w rolnictwie odgrywa uprawa buraków cukrowych, rzepaku, ziemniaków oraz warzyw i owoców. Jakość gleb ma szczególne znaczenie dla uprawy ziemniaków oraz buraków cukrowych. O ile ziemniaki i żyto nie są pod tym względem zbyt wymagające i mogą rosnąć na glebach słabszej jakości, o tyle buraki cukrowe i pszenica mają większe wymogi glebowe. Można zatem zaobserwować pewną zależność, mianowicie ziemniaki często rosną w towarzystwie żyto, zaś buraki cukrowe - pszenicy. Bywa też, że rolnicy określają jakość gleb na podstawie obserwacji wydajności upraw i zebranych plonów. Tym samym gleby uprawne są określane jako dobre gleby pszenno‑buraczane i słabe gleby żytnio‑ziemniaczane.
Największą powierzchnię zajmują powierzchnie pod zasiewami, następnie łąki trwałe i pastwiska. Najmniej pozostałe użytki rolne i grunty ugorowe (rys. 2).
Rysunek 2. Struktura użytków rolnych w polskich gospodarstwach w 2017 roku
Źródło: https://www.agrofakt.pl/wp-content/uploads/2018/03/uz%CC%87ytki-rolne-w-Polsce-GUS-2017.png.webp (dostęp z dn. 27.04.2022).
W zależności od rozważanego czy też preferowanego systemu uprawy roli konieczne jest uwzględnienie wielu czynników. Uwagę należy zwrócić przede wszystkim na właściwości fizyczne i chemiczne gleby wraz z głębokością warstwy ornej na danym obszarze. Istotną rolę w zapobieganiu erozji wodnej odgrywa ukształtowanie terenu i jego falistość wraz z przepuszczalnością. Równie ważny jest klimat, zwłaszcza wielkość opadów wraz z panującymi temperaturami. Wybór uprawy powinien być każdorazowo dopasowany do płodozmianu z uwzględnieniem wymagań uprawianych roślin, a więc ich zapotrzebowania na wodę i pokarm. Równie ważne jest uwzględnienie rodzaju systemu korzeniowego wraz z długością okresu wegetacyjnego.
2.3. Rodzaj gleby a konieczność nawadniania
Melioracja ma na celu poprawę żyzności gleb lub też ułatwienie uprawy tak, by możliwe było uzyskiwanie wysokich plonów. Wśród tych czynności można wymienić m.in. karczowanie krzewów i korzeni, usuwanie większych kamieni z pola, nawożenie oraz odwadnianie lub nawadnianie w zależności od potrzeby. Zabiegi melioracyjne mają na celu regulację stosunków powietrzno-wodnych w glebie tak, by uprawiane na niej rośliny miały jak najlepsze warunki do rozwoju. Melioracja łączu w sobie sztuczne nawadnianie z zabiegami odwadniającymi.
Na polach często wykopuje się rowy melioracyjne odpowiedzialne za odprowadzanie nadmiaru wody i pozwalające regulować późniejszą gospodarkę nawadniającą (rys. 3)
Rysunek 3. Rów melioracyjny
Źródło: https://www.agrofakt.pl/melioracje-niedocenione-inwestycje/ (dostęp z dn.27.04.2022).
W Polsce znaczna część gruntów rolnych charakteryzuje się występowaniem nadwyżki lub niedoboru wody pozostającej głównym czynnikiem stymulującym wzrost plonów. W tych regionach, które są nadmiernie suche stosowanie nowoczesnych technik rolniczych jest albo niemożliwe albo po prostu się nie opłaca stąd też zabiegi mające na celu poprawę gleby mogą przesądzić o tym, czy na danym obszarze nadal będzie postępował rozwój rolnictwa. Melioracja w rozumieniu potocznym jest utożsamiana głównie z techniczną regulacją obiegu wody lub też z drenażem, osuszaniem i nawadnianiem. Na przestrzeni lat zaobserwowano, że w zależności od poziomu niedoboru wody i poziomu intensyfikacji produkcji, na skutek melioracji nawadniającej można zwiększyć produkcję o 10-25 jednostek żywności w przeliczeniu na hektar.
Gleba wymaga nawadniania wtedy, gdy ilość wody jaka się w niej zawiera i jest dostępna dla roślin jest mniejsza w porównaniu z ich zapotrzebowaniem. Nawadnianie półuprawnych jest konieczne w różnych okolicznościach, jednak przede wszystkim wtedy, gdy nastąpi deficyt opadów na skutek czego dojdzie do suszy atmosferycznej oraz glebowej. Wysokie temperatury powietrza sprawiają, że wzrasta parowanie wody opadowej z podłoża za pośrednictwem profilu glebowego. Rośliny nie mogą wówczas pobierać wody z poziomu wodonośnego i w związku z tym zachodzi konieczność czerpania przez nie zasobów wodnych z przestworów glebowych - w tym celu rośliny uprawne wykorzystują ssącą siłę korzeni. Zdolność do zatrzymywania wody w glebie w postaci dostępnej dla roślin określa się mianem polowej pojemności wodnej, czyli PPW. Wielkość PPW jest uwarunkowana ilością wody znajdującej się w glebie i jej rodzaju. Szczególnie istotnym czynnikiem jest tutaj średnica porów glebowych, które są charakterystyczne dla poszczególnych skał macierzystych. Innymi słowy im mniejszą średnicę mają pory, tym silniejsze jest wiązanie wody w glebie. W przypadku najmniejszych porów owa siła jest tak duża, iż może przekroczyć wielkość ssącej siły korzeni przez co woda staje się dla roślin niedostępna.
W rolnictwie praktykuje się różne metody nawadniania pól m.in. metodę natryskową i kropelkową (rys. 4).
Rysunek 3. Przykładowe metody nawadniania pól uprawnych
Źródło: https://przeglad-ogrodniczy.pl/budownictwo-ogrodowe/instal/346-nawadnianie-kropelkowe-definicja-co-to-jest-walory-i-zalety-systemu-nawadniania (dostęp z dn. 27.04.2022).
Sposób w jaki jest rozprowadzana woda pozwala rozróżnić nawadnianie powierzchniowe i podpowierzchniowe:
* Bruzdowe - woda jest wprowadzania do specjalnie przygotowanych bruzd, z których przedostaje się do gleby;
* Zalewowe - pole po uprzednim podziale na kwatery jest zalewane warstwą wody, która następnie przedostaje się do gleby. Z kolei nadmiar wody jest odprowadzany do rowów odwadniających;
* Deszczowanie - deszczownice wytwarzają sztuczny deszcz;
* Stokowe - woda spływa po powierzchni nachylonego terenu i wsiąka w glebę;
* Kroplowe - woda wydostaje się w małych ilościach z rur;
* Podsiąkowe - woda jest spiętrzana w rowach, które przecinają pola;
* Przesiąkowe (wgłębne) - wodę doprowadza się do głębszych warstw gleby poprzez ciągi drenarskie lub rurociągi.
Utrzymanie właściwej gospodarki nawadniania pól uprawnych jest niezbędne do tego, by rośliny prawidłowo wzrastały i rozwijały się a plony były na odpowiednio wysokim poziomie.
Rozdział III Dobór roślin do warunków klimatycznych i glebowych
3.1. Zboża
Każda odmiana zbóż ma określone wymagania glebowe i tym samym wykazują różną tolerancję na jej jakość. Tak więc intensywność uprawy należy dostosować do produktywności gleb, którą można zmierzyć za pomocą następujących czynników:
* Kategoria agronomiczna z podziałem na gleby bardzo lekkie, lekkie, średnie i ciężkie;
* Kompleks rolniczej przydatności obejmujące gleby wykazujące zbliżone właściwości rolnicze co pozwala je podobnie użytkować;
* Klasa bonitacyjna.
I tak zarówno pszenica ozima, jak i jara są roślinami dnia długiego, które wykazują duże potrzeby wodne. Pszenica jest zbożem, które wykazuje największe wymagania glebowe, przez co jest uprawiana na glebach należących do kompleksów pszennych i okazjonalnie na bardzo dobrym kompleksie żytnim. Optymalnym dla pszenicy pH gleby jest takie, które wynosi 6,5, z kolei agrotechnicznie dopuszczalne mieści się w przedziale od 5,3 do 7,3.
Żyto ozime to roślina klimatu umiarkowanego, którą wyróżniają bardzo małe wymagania cieplne. Żyto zaczyna kiełkować w temperaturze przekraczającej 1 stopień Celsjusza, natomiast podczas spoczynku zimowego wykazuje największą wytrzymałość na spadek temperatury w porównaniu z innymi zbożami ozimymi. Żyto może przetrwać nawet w 30-stopniowym mrozie a przy tym ma względnie niewielkie zapotrzebowanie na wodę, co jest wynikiem niskiego współczynnika transpiracji, któremu towarzyszy obfity system korzeniowy. Warto też wspomnieć o tym, że żyto bardzo dobrze toleruje niskie pH gleby.
Wymagania pszenżyta ozimego są nieco inne niż żyta i pszenicy ozimej choćby pod względem temperatur, gdyż zaczyna ono kiełkować dopiero, gdy temperatura osiągnie od 2 do 6 stopni Celsjusza. By móc rozpocząć intensywną uprawę tego zboża najlepiej jest przeznaczyć na ten cel gleby kompleksu pszennego - wadliwego oraz żytniego bardzo dobrego, żytniego dobrego, pastewnego mocnego oraz pszennego górskiego. Pszenżyto jare wykazuje dużą wrażliwość na deficyt lub obfite opady w miesiącach od kwietnia do lipca. Dojrzewa powoli przez pełną dojrzałość osiąga nieco później i bywa, że ziarno porasta w kłosach. Preferuje dobrze uwilgotnione gleby należące do kompleksu żytniego bardzo dobrego i dobrego.
Zarówno jęczmień ozimy, jak i jary wyróżnia się niskim współczynnikiem transpiracji stąd też uchodzi za zboże, którego wymagania wodne są praktycznie najmniejsze. Największe zapotrzebowanie na wodę wykazuje w okresie pomiędzy siewem a końcem krzewienia. Dedykowane gleby to te średnio zwięzłe, które zalicza się do kompleksu pszennego wadliwego, żytniego bardzo dobrego i dobrego. Uprawa jęczmienia wymaga żyznych gleb próchniczych, które są bogate w magnez i mają pH w granicach 5,5-7.
Uprawa owsa odbywa się na glebach, które należą do kompleksów żytnich i górskich. Na glebach należących do kompleksów pszennych jest wykorzystywany jako roślina fitosanitarna. Wyróżnia się wysokim współczynnikiem transpiracji, który przy uprawie na lekkich glebach żytnich uzależnia plonowanie od sumy opadów w okresie wiosny i lata. Z uwagi na zakres pH mieszczący się w przedziale 4,5-7,2 nie jest szczególnie wrażliwy na niedobory wapnia.
3.2. Płodozmiany
Zgodnie z kryterium funkcji pełnionej przez płodozmian można podzielić je na cztery następujące rodzaje:
* paszowe - stosowany głownie w gospodarstwach rolnych, w których hoduje się zwierzęta celem zapewnienia im bazy paszowej, czyli pokarmowej;
* polowe - polowe to takie, które są najczęściej uprawiane w celach towarowych, jako plon główny, natomiast rośliny pastewne zajmują mniejszy odsetek;
* uproszczone - uprawia się ograniczoną liczbę gatunków roślin;
* specjalne - dzielą się na trzy podkategorie: warzywne, nasienne i przeciwerozyjne.
Uważa się, że korzystna jest również uprawa roślin wieloletnich, ponieważ ich działanie będzie wykazywać właściwości strukturotwórcze. Występują tutaj następujące rodzaje płodozmianów:
* Mieszane - ich nazwa jest dwuczłonowa i zazwyczaj uzależniona od grupy roślin przekraczających umowną granicę, która warunkuje nomenklaturę płodozmianu. Uwagę zwraca fakt, iż ich udział w ogólnej strukturze zasiewów jest stosunkowo równy np.: rośliny okopowe - rośliny przemysłowe, rośliny okopowe - rośliny zbożowe;
* Zbożowe - połowę a nawet więcej ich struktury stanowią zboża, a ponadto za ich cechę charakterystyczną uznawana jest konieczność wystąpienia minimum jednorazowego następstwa po sobie np.: rośliny okopowe, zboża jare, rośliny strączkowe, zboża ozime;
* Okopowe - w tym przypadku rośliny okopowe stanowią ponad (1/4) łącznej powierzchni pól płodozmianu np.: rośliny okopowe, strączkowe, zboża ozime i zboża jare;
* Przemysłowe - rośliny przemysłowe stanowią ponad 1/4 areału pól płodozmianu np.: rośliny okopowe, przemysłowe, strączkowe, przemysłowe, zboża ozime.
Pod pojęciem płodozmianów uproszczonych rozumie się takie, w obrębie których liczba gatunków jest ograniczona. Z kolei płodozmiany specjalne to:
* Przeciwerozyjne - stosuje się je w stokach, które są narażone na zmywanie wodami powierzchniowymi. W przypadku tego płodozmianu konieczny jest taki dobór roślin, i ustalenie ich kolejności, które zapewni podczas trwania pozimowych roztopów lub też gwałtownych i obfitych deszczów pokrycie pola roślinnością. Preferowane są rośliny wieloletnie, przy czym dopuszcza się uprawę także gatunków jednorocznych;
* Nasienne - ponad połowa uprawianych rośli daje nasiona, które następnie pełnią rolę reprodukcyjną;
* Warzywne - zajmują niewielki areał, lecz ich uprawa wymaga nakładu pracy i czasu. z
Płodozmiany można uprościć np. za pośrednictwem dużego asortymentu herbicydów lub też innych środków służących do ochrony roślin oraz dzięki zastosowaniu zwiększonych dawek nawozów czy też przy znacznym zmechanizowaniu produkcji roślinnej.
3.3. Degradacja gleb
Pod pojęciem degradacji gleby rozumie się zbiór zjawisk oraz procesów mających negatywny wpływ na żyzność i zasobność w składniki odżywcze i minerały na skutek czego jej właściwości biologiczne ulegają pogorszeniu. Maleje zawartość i jakość próchnicy. Ponadto obniżeniu ulega jakość właściwości fizycznych poprzez degradację jej struktury i chemicznych m.in. poprzez zakwaszanie na skutek wymywania jonów magnezu oraz wapnia). Wśród podstawowych form degradacji wyróżnia się:
* procesy erozyjne gleby;
* nadmierne przesuszenie;
* obecność zanieczyszczeń biologicznych;
* wyjałowienie ze składników pokarmowych wraz z zaburzeniem równowagi jonowej;
* mechaniczne uszkodzenie lub zniszczenie poziomu próchnicznego;
* degradacja struktury;
* zanieczyszczenie składnikami fitotoksycznymi;
* zbyt intensywne i długotrwałe nawodnienie;
* zakwaszenie lub alkalizacja środowiska;
* obecność stałych zanieczyszczeń;
* zbyt duży ubytek próchnicy;
* spadek bioróżnorodności środowiska glebowego.
Na skutek degradacji gleb może dojść do spadku plonów, bioróżnorodności, do utraty terenów rolniczych, obniżenia wartości gleb, pogorszenia jakości plonów oraz spadku urodzajności i żyzności gleb przez co ich wartość będzie znacząco mniejsza.
Zakończenie
Rośliny rosną w środowisku, które można określić jako dychotomiczne, ponieważ dzieli się ono na wewnętrzne i zewnętrzne. Po pierwsze roślina rozwija się w określonych warunkach składających się z temperatury powierza, ruchu mas powietrza, opadów atmosferycznych, a więc w jakimś klimacie. Po drugie natomiast w glebie lub w środowisku wodnym - w zależności od gatunku. Tym samym ich wzrost i rozwój następują w jakiejś przestrzeni nadziemnej i podziemnej.
Żyzność i urodzajność gleb determinują plony i obfitość zbiorów, dlatego szczególne znaczenie ma troska o ich jakość. Gleby w zależności od występowania różnych czynników środowiskowych oraz ingerencji człowieka mogą stanowić korzystne lub niekorzystne podłoże pod uprawę poszczególnych gatunków roślin. Należy również mieć na uwadze, że na ich jakość wpływają takie parametry jak wyeksponowanie na słońce, dobowe i roczne amplitudy temperatur, suma opadów czy siła oddziaływania wiatru. Podczas planowania upraw konieczna jest znajomość elementarnych wymagań poszczególnych gatunków roślin tak, by móc umieścić je na adekwatnym dla indywidualnych wymogów rozwojowo-wzrostowych stanowisku. Współcześnie znane są również metody podnoszenia jakości gleb m.in. poprzez sztuczne nawożenie celem użyźnienia czy też budowę systemów nawadniających.
W Polsce dominują uprawy określonych roślin co spowodowane jest występowaniem określonych rodzajów gleb oraz specyfiką warunków glebowych, które uchodzą za optymalne dla ich rozwoju. Rozmieszczenie gleb warunkuje przebieg planowania upraw - pomiędzy rozlokowaniem określonych gatunków roślin a rodzajem gleb zachodzi wyraźna korelacja. Spełnienie wymogów rozwojowych roślin jest gwarantem tego, że uzyskane plony będą zadowalające.
Bibliografia:
* Budziszewska M., Kardaś A., Bohdanowicz Z., Klimatyczne ABC. Interdyscyplinarne podstawy współczesnej wiedzy o zmianie klimatu, Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2021.
* Dominik A., Systemy uprawy gleby przydatne w rolnictwie zrównoważonym, Centrum Doradztwa Rolniczego w Brwinowie, Oddział w Radomiu 2016.
* Kaczmarek M., Uprawa zbóż, Dolnośląski Ośrodek Doradztwa Rolniczego, Wrocław 2016.
* Kożuchowski K., Meteorologia i klimatologia, PWN, Warszawa 2022.
* Maslin M., Zmiany klimatu, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź 2018.
* Nawadnianie i użyźnianie gleb, s. 12, https://zpe.gov.pl/pdf/PdYH81PCU
* Opracowanie zbiorowe, Gleboznawstwo, PWN, Warszawa 2014.
* Planowanie i organizacja produkcji rolniczej, (Materiały pochodzące z wykładu).
* Popkiewicz M., Kardaś A., Malinowski Sz., Nauka o klimacie, Sona Draga, Warszawa 2019.
* Zróżnicowanie gleb i roślinności na obszarze Polski, https://zpe.gov.pl/a/zroznicowanie-gleb-i-roslinnosci-na-obszarze-polski/DSM0RxNIH
* https://www.agrofakt.pl/wp-content/uploads/2018/03/uz%CC%87ytki-rolne-w-Polsce-GUS-2017.png.webp
* https://przeglad-ogrodniczy.pl/budownictwo-ogrodowe/instal/346-nawadnianie-kropelkowe-definicja-co-to-jest-walory-i-zalety-systemu-nawadniania
Spis rysunków
Rysunek 1. Powierzchniowa struktura gleb w Polsce
Rysunek 2. Struktura użytków rolnych w polskich gospodarstwach w 2017 roku
Rysunek 3. Rów melioracyjny
Rysunek 4. Przykładowe metody nawadniania pól uprawnych