EKSPERT RADZI

O problemach z wodą i łagodzeniu stresu wodnego


Tego lata trudno uciec od dyskusji na temat niedoboru wody w glebie i zagrożenia suszą, o przewidywaniu skutków długotrwałego braku opadów nie wspominając. Ten poważny problem jest niestety często traktowany niepoważenie i nieprofesjonalnie. Niedawno w jednej ze stacji telewizyjnych usłyszałem na przykład, że wysokie temperatury i brak opadów w sierpniu – gdy w większości gospodarstw żniwa zbliżały się ku końcowi – spowodowały złe wykształcenie ziarna zbóż oraz zaburzenia w rozwoju kłębów (!) kukurydzy. Ze względu na szacunek dla Czytelników nie będę pisał o skutkach suszy, nie będę nic prognozował – to przecież ulubiony temat mediów i polityków. Zwrócę tylko uwagę na aktualny stan gleb oraz wskażę na możliwości łagodzenia stresu wodnego.

Co wynika z danych wieloletnich?

Abstrahując od specyficznych warunków atmosferycznych w roku bieżącym, na wstępie zastanówmy się w jakich regionach kraju można spodziewać się największych problemów związanych z gospodarką wodną. Zatrzymajmy się przez chwilę na danych wieloletnich opracowanych dla obszaru całego kraju. Jak wynika z ryciny 1 roczne sumy opadów w Polsce są zróżnicowane, lecz zdecydowanie najmniej deszczu spada w Wielkopolsce i na Mazowszu. Tam też występują wyraźnie ujemne salda bilansowe w okresie intensywnej wegetacji roślin (kwiecień – wrzesień), co prezentuje rycina 2. Obszar o najmniejszych opadach wiosną i latem obejmuje dwa województwa, a mianowicie wielkopolskie i lubuskie (mapa na rycinie 3). Co ciekawe, w porównaniu z czerwcem, w sierpniu poziom i zasięg strefy deficytu wilgotności w glebie w tych regionach są dużo większe (mapa na rycinie 4). To wyraźnie pokazuje dynamikę i skalę problemu.

Ryc_1_opady roczne

Rycina 1. Roczne sumy opadów w Polsce, mm

Ryc_2_bilans wody

Rycina 2.  Saldo bilansowe wody w okresie intensywnej wegetacji roślin, mm

Ryc_3_opady latem

Rycina 3. Sumy opadów w okresie intensywnej wegetacji roślin, mm

Ryc_4_niedbór wilg

Rycina 4. Niedobór wody w czerwcu i sierpniu, hPa

Co dzieje się w tym roku?

Wróćmy jednak do teraźniejszości. Jak się okazuje rok 2015 jest nietypowy, nie tylko ze względu na intensywność zjawisk pogodowych, lecz także rozmieszczenie przestrzenne obszarów narażonych na suszę, o czym kilka akapitów niżej. Samo zdefiniowanie pojęcia susza jest co najmniej dyskusyjne. Już uspokajam, proszę się nie spodziewać wywodów naukowych na ten temat. W pewnym uproszczeniu przyjmijmy tylko za Instytutem Meteorologii i Gospodarki Wodnej, że susza rolnicza to okres, w którym wilgotność gleby jest niedostateczna do zaspokojenia potrzeb wodnych roślin i prowadzenia normalnej gospodarki w rolnictwie. Powstaje zatem pytanie – jak to zmierzyć, zdiagnozować. Od kilku lat w Instytucie Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa (IUNG) dla poszczególnych okresów wegetacji wyliczane są wskaźniki KBW (Klimatyczny Bilans Wodny). Wartość tego wskaźnika to różnica między opadem atmosferycznym a ewapotranspiracją potencjalną (wskaźnikową), która określa ilość wyparowanej wody z uwilgotnionej powierzchni pola pokrytego roślinnością. W tym miejscu muszę przywołać jeszcze „Ustawę o ubezpieczeniach upraw rolnych i zwierząt gospodarskich w Polsce”, w myśl której suszę oznaczają szkody spowodowane wystąpieniem niedoboru opadów w dowolnym sześciodekadowym okresie od dnia 1 kwietnia do dnia 30 września danego roku. Miarą tego zjawiska jest kształtowanie się KBW na poziomie poniżej ściśle określonych wartości ustalonych dla poszczególnych gatunków lub grup roślin uprawnych oraz kategorii glebowych. Przekroczenie krytycznej wartości KBW oznacza w danym roku zmniejszenie plonów co najmniej o 15% w stosunku do średniej wieloletniej. Szczegółowe dane znajdują się na stronach IUNG (http://www.susza.iung.pulawy.pl/system/).

Spójrzmy na najnowsze dane opublikowane 21 sierpnia 2015 przez IUNG, z których wynika, że ujemne wartości współczynników KBW odnotowano w całym kraju, przy czym najgorsza sytuacja wcale nie występuje w Polsce zachodniej, lecz na Mazowszu i Lubelszczyźnie, a relatywnie najmniej narażone są plantacje w województwie zachodnio-pomorskim (rycina 5).

Ryc_5_KBW

Rycina 5. Wartości KBW dla całego obszaru Polski (pobrano ze strony IUNG Puławy, 23.08.2015)

Kolejną kwestią jest udział gleb zagrożonych suszą pod konkretnymi uprawami. Zwróćmy uwagę – mówi się o obszarach zagrożonych suszą, nie o suszy. Wybrałem cztery charakterystyczne gatunki używając danych z monitoringu opublikowanych 21.08.2015r. Wybór nie był przypadkowy. Dla dwóch roślin (buraków cukrowych i kukurydzy uprawianej na kiszonkę) obszary zagrożone suszą występują głównie na Mazowszu oraz częściowo w województwach: łódzkim, lubelskim i podlaskim (rycina 6). Z kolei dla ziemniaków i roślin strączkowych strefa z deficytem wody – w różnej skali – obejmuje prawie całą Polskę, a udział gmin zagrożonych suszą przekracza 96%. Podkreślę raz jeszcze, że ustawodawca przy dokonywaniu oceny obliguje do uwzględnienia grupy roślin i kategorii glebowej. Buraki cukrowe uprawiane są zwykle w dobrych stanowiskach, a kukurydza ze względu na swoje pochodzenie posiada względnie dużą tolerancję na długotrwały brak opadów. Stąd mniejsze prawdopodobieństwo utraty plonu przez te gatunki. Zupełnie inaczej wygląda sytuacja w przypadku ziemniaków (słaby system korzeniowy, uprawa w gorszych stanowiskach) i strączkowych z natury wrażliwych na deficyt wody.

Ryc_6_uprawy zagrożone suszą

Rycina 6. Uprawy zagrożone suszą (opracowano na podstawie danych IUNG Puławy pobranych 23.08.2015)

Jak pomóc roślinom?

Zakładając brak możliwości uruchomienia deszczowni, nie napiszę nic odkrywczego stwierdzając, że na tą chwilę niewiele możemy zrobić. Sformułowanie na tą chwilę jest tutaj kluczowe. Dlaczego? Stan zaopatrzenia roślin w wodę jest wypadkową trzech grup czynników:

  1. Ilości i rozkładu opadów w sezonie wegetacyjnym – brak możliwości ingerencji rolnika;
  2. Właściwości agrochemicznych gleby – częściowo zależnych od rolnika;
  3. Stanu żywieniowego rośliny – wykluczając sytuacje ekstremalne, całkowicie pod kontrolą rolnika.

Ze zrozumiałych względów w dalszych rozważaniach punkt pierwszy pomijam. Pozostałe punkty musimy analizować pamiętając, że o problemie musimy pomyśleć jeszcze przed siewem roślin. Zacznijmy od gleby. Pojemność wodna (retencja wodna) czyli zdolność gleby do zatrzymywania wody zależy między innymi od dwóch podstawowych właściwości: składu granulometrycznego oraz zawartości materii organicznej. To właśnie skład granulometryczny jest jednym z kryteriów wyznaczania wartości KBW, o której była mowa wyżej (podział gleb na kategorie). Generalna zasada jest taka – im więcej najdrobniejszych cząstek gleby (tzw. frakcja iłowa) tym większa pojemność wodna gleby, lecz także mniejsza szybkość pionowego przemieszczania się wody w profilu glebowym do głębszych warstw, poza zasięg systemu korzeniowego. Wiemy doskonale, że w porównaniu z utworami gliniastymi, gleby piaszczyste (bardzo lekkie i lekkie) o niewielkim udziale cząstek ilastych, posiadają wyraźnie mniejszą tzw. retencję użyteczną czyli ilość wody, z której mogą korzystać rośliny. W warunkach niewielkich opadów, tak jak w tym roku, bardzo ważnym (często jedynym) źródłem wody dla roślin jest tzw. podsiąk kapilarny wód gruntowych czyli przemieszczanie się wody do wyżej położonych warstw profilu glebowego. Przykładowo dla piasku zasięg skutecznego podsiąku wynosi maksymalnie 15-20 cm ale dla piasku gliniastego i gliny piaszczystej wartości te są większe oscylując w graniach, odpowiednio 20-50 i 50-60 cm.

Ryc_7_udział gleb bardzo lekkich i lekkich

Rycina 7. Udział gleb lekkich i bardzo lekkich w Polsce, % – przegląd regionalny

Zapoznajmy się teraz z mapą na rycinie 7 przedstawiającą udział gleb bardzo lekkich i lekkich w Polsce, spójrzmy raz jeszcze na mapy pokazujące średnie ilości opadów i mamy już wytypowane tereny szczególnie narażone na suszę. Są to województwa: wielkopolskie, mazowieckie i łódzkie. To właśnie na tych terenach należy zwrócić szczególną uwagę na odpowiednie przygotowanie roślin do wysoce prawdopodobnego wystąpienia deficytu wody. Tym bardziej, że w kwestii składu mechanicznego gleby rolnik nic nie może poprawić. Drugą ważną cechą gleby jest zawartość materii organicznej (MO), określanej też jako próchnica, choć nie są to pojęcia tożsame. Rozgraniczenie obu pojęć nie jest w tym momencie najistotniejsze, dlatego żeby nie komplikować przekazu, zainteresowanych odsyłam do podręczników z gleboznawstwa. Zdecydowanie ważniejsze jest rozpoznanie funkcji próchnicy. I tu kolejny problem – na ten temat można zrobić kilka wykładów akademickich. Skupmy się więc tylko na gospodarce wodnej. Substancje próchniczne znajdujące się w glebie mają bardzo dużą pojemność wodną. Zależnie od charakteru kwasów próchnicznych wchodzących w skład materii organicznej, w stosunku do swojej masy związki te mogą zatrzymać 3-6 -krotnie więcej wody. Są to zwykle formy wody dobrze dostępnej dla roślin. Niestety jak pokazano na rycinie 8 zawartość materii organicznej w glebach polskich nie jest duża, a w centralnej części kraju w pasie przebiegającym od granic zachodnich do wschodnich, wręcz deficytowa. Obszar ten niemal idealnie pokrywa się z terenami zagrożonymi suszą, wyznaczonymi w tym roku przez IUNG dla ziemniaków i strączkowych. Każda gleba ma pewien określony poziom zawartości MO lecz w tym przypadku ingerencja rolnika jest możliwa, rzecz jasna w pewnym ograniczonym zakresie. W jaki sposób? Poprzez stosowanie nawozów naturalnych (na przykład obornika) i/lub organicznych (słomy, kompostu, nawozów zielonych). Wszystkie wymienione nawozy stanowią substrat do syntezy związków próchnicznych. W tym miejscu przypomnę tylko, że uprawa okopowych i zbóż (przy założeniu zebrania plonu pobocznego z pola) zawsze prowadzi do ubytku materii organicznej (MO) w glebie. Dodatni bilans MO notuje się natomiast po uprawie roślin bobowatych (motylkowych), traw i ich mieszanek. Podsumowując ten wątek starajmy się zwracać uwagę na bilans MO, zwłaszcza na terenach o małej ilości opadów, z dużym udziałem gleb lekkich, które są zazwyczaj także ubogie w próchnicę.

Ryc_8_zawartość MO

Rycina 8. Zawartość materii organicznej (MO) w glebach polskich, % – przegląd regionalny

Na koniec kwestia odpowiedniego odżywienia roślin  czyli punkt trzeci. Zadanie ważne, bo jak powiedziałem wcześniej, możliwe do wykonania przez każdego rolnika. O funkcjach fizjologicznych poszczególnych składników można było przeczytać w kolejnych wpisach publikowanych w poprzednich miesiącach. Należyte przygotowanie roślin do walki ze stresem, a takim niewątpliwie jest niedobór wody, wymaga działania dwukierunkowego (rycina 9).

Rycina_9_sp_stres wodny

Rycina 9. Znaczenie składników mineralnych w kształtowaniu odporności roślin na stres wodny

Ważne by roślinę stymulować do rozwoju możliwie dużego systemu korzeniowego. W tym kontekście najważniejszym składnikiem jest fosfor. Od dostępności fosforu zależy nie tylko zasięg korzeni, lecz także ich aktywność fizjologiczna. Drugim składnikiem istotnym dla funkcjonowania aparatu pobierania wody i składników mineralnych jest wapń, który (podobnie jak fosfor) kontrolując rozwój korzeni i włośników korzeniowych w pewnym stopniu uniezależnia roślinę od zasobów wody. W ostatnich latach udowodniono także dodatni wpływ cynku na rozwój korzeni kukurydzy, poprzez kształtowanie aktywności stożków wzrostu zlokalizowanych w korzeniach. Przykład pozytywnego działania nawozu z cynkiem prezentuje rycina 10.

Ryc_10_korzenie Zn

Rycina 10. Nawożenie cynkiem a rozwój systemu korzeniowego kukurydzy

Niektórzy doradcy zalecają przegłodzenie plantacji i opóźnienie stosowania azotu, po to by roślina poszukując tego składnika rozwijała większy system korzeniowy. Praktyka taka dość często bywa jednak zawodna właśnie ze względu na brak opadów w późniejszych fazach rozwojowych zbóż i rzepaku, co skutkuje znacznym opóźnieniem lub wręcz ograniczeniem pobierania azotu z nawozów. Podobny rodzaj stymulacji stosują czasem ogrodnicy (działkowcy) -znacznie zmniejszając w początkowym okresie wzrostu nawadnianie zmuszają rośliny do szukania wody w głębszych warstwach gleby.

Przenieśmy się teraz do części nadziemnych, dla których kluczowe jest optymalne odżywienie potasem. Rola tego składnika polega na regulowaniu dobowego cyklu pracy aparatów szparkowych, przez co rośliny racjonalniej gospodarują wodą, o czym pisałem tutaj. Procesy te są także kontrolowane przez sód i chlor.

W tym miejscu, nie po raz pierwszy przypomnę, że zasobność polskich gleb w potas jest podstawowym czynnikiem nawozowym ograniczającym poziom plonów. Zobaczmy jaki odsetek gleb o bardzo niskiej i niskiej zasobności w potas występuje w województwach szczególnie narażonych na niedobór opadów (podano za OSChR, lata 2007-2010):

– Lubelskie 47%

– Łódzkie 63%

– Mazowieckie 64%

– Wielkopolskie 46%

Myślę, że każdy Czytelnik wie już co należy zrobić aby w przyszłości pomóc roślinom.

Oddzielną kwestią jest wybór nawozu, a możliwości w tym zakresie są bardzo duże. W ofercie firmy Luvena zdecydowana większość nawozów produkowana jest na bazie superfosfatu prostego lub pochodnych, a to oznacza obecność dobrze rozpuszczalnego fosforu, bądź formulacji ze związkami o mniejszej rozpuszczalności, co jak podkreślałem wcześniej wcale nie jest wadą. Jeśli w składzie nawozu z Luveny deklarowany jest fosfor, kationem towarzyszącym jest wapń – przypomnę, drugi składnik odpowiedzialny za gospodarkę wodną roślin. Możliwość wyboru nośników potasu zaspokoi wymagania chyba każdego Klienta. W stałej sprzedaży pozostaje bowiem klasyczna Sól potasowa, możliwy jest także zakup nawozu Luboplon Kalium (o bardzo ciekawej formule), ewentualnie nawozu wieloskładnikowego z grupy Lubofosek lub Lubofosów. Jeśli decydujemy się na zakup Lubofosu corn z myślą o nawożeniu kukurydzy lub innej rośliny w granuli nawozowej oprócz fosforu, wapnia i potasu znajdziemy także cynk.


Ostatnio zmodyfikowany 21 marca, 2018 o 11:28