Puławy 24.11. 2016

Marek Krysztoforski, CDR

Woda jest głównym zasobem dla produkcji roślinnej i zwierzęcej. Zmiany klimatu generują wahania temperatury i opadów, zmuszając rolników do ponownego przemyślenia strategii uprawy i hodowli zwierząt w warunkach okresowych niedoborów wody. Pierwszym krokiem aby przeciwdziałać negatywnym skutkom zmian klimatycznych na rolnictwo z powodu niedoboru wody, jest zidentyfikowanie zagrożeń a następnie wybór środków zaradczych na poziomie gospodarstwa.

Final Report

EIP-AGRI Focus Group Water and Agriculture

Problem ten jest powszechny w całej Unii Europejskiej. Powołana została grupa działania

skoncentrowana na problemie wody i rolnictwa (EIP Focus Group „Water and Agriculture”).

W pracach grupy brało udział 19 ekspertów z 12 krajów - od najbardziej zagrożonych suszą

krajów śródziemnomorskich, aż po potencjalnie nie mające problemów z woda jak Anglia

czy Holandia(w których jak się okazał, także występują problemy!).

Udało się wynotować główne strategie dotyczące gospodarki wodą i potencjalne metody

zapobiegania jej niedostatkom.

https://ec.europa.eu/eip/agriculture/en/content/eip-agri-focus-group-water-and-agriculture-

final-report/

Za prof. dr hab. inż. L.Łabędzki, ITP. Falenty 2009

% p

ow

ierz

chni Pols

ki

6

EWAPORACJA

TRANSPIRACJA

OPADY

Klimatyczny Bilans

Wodny to różnica

między opadami a

ewapotranspiracją

U.S. Geological Survey

http://www.susza.iung.pulawy.pl/progiKBW/

21V–20 VII 2010 (4,0%) 1 IV–31 V 2009 (11,6%)

The maximum range of agricultural drought in Poland in the years 2009-2015 (losses ≥20%)

1 IV–31 V 2012 (2,7%)

1 VII–31 VIII 2013 (26,6%) 21 VI–20 VIII 2014 (2,5%)

1 VII–31 VIII 2015

(79,0%) Źródło: IUNG-PIB

21 IV–20 VI 2011 (24,4%)

Źródło: Doroszewski i in., 2012.

Źródło: Doroszewski i in., 2012. Podstawy Systemu Monit. Suszy Rolniczej. Woda Środ. Obsz. Wiej. (IV-VI), t. 12, z. 2 (38), 77-91,

uzupełnione (2014 r.)

Problem monitoringu suszy do celów ubezpieczeniowych.

Stacje Meteorologiczne Systemu Monitoringu Suszy Rolniczej w Polsce ( stan na rok 2014 = 354 stacje)

Nasze gospodarstwo ma co najmniej 20 km do najbliższej stacji, ale… po drodze jest Garb Iłżecki, kompleks lasów, inna kraina klimatyczna.

Stres wodny wzrośnie na wielu rolniczych obszarach do 2025 na skutek wzrostu zużycia wody i

wzrostu temperatur (na podstawie IPPC scenariusz 1B)

Zjawisko i trend zmian Potencjalne konsekwencje w rolnictwie

ocieplenie

zmniejszenie dni/nocy zimnych/mroźnych

zwiększenie liczby dni gorących

wzrost plonów w chłodniejszych rejonach,

spadek plonów w cieplejszych rejonach

wzrost częstości występowania plag

szkodników

wzrost częstości występowania okresów gorąca i fal

upałów

spadek plonów w cieplejszych rejonach

spowodowanych stresem termicznym

wzrost częstotliwości występowania przymrozków

późnowiosennych i wczesnojesiennych

wzrost częstości występowania ulewnych opadów

zniszczenia upraw, erozja gleby, niemożność

uprawy gleby z powodu rozmoknięcia gruntu

wzrost częstości występowania susz

degradacja gleby, niższe plony, zniszczenia

zbiorów, zwiększona śmiertelność zwierząt

gospodarskich

wzrost częstości występowania ekstremalnie

wysokiego poziomu morza zasolenie wód irygacyjnych, obszarów delt

Potencjalne konsekwencje zmian klimatu w zależności od czynnika stymulującego.

Źródło: IPPC 2007 za M.Sękowski „Uwarunkowania produkcji roślinnej

w kontekście zmian klimatycznych „(2014)

Zostały zidentyfikowane cztery główne strategie, jako potencjalnie najskuteczniejsze:

http://www.mo.be/artikel/water-limit

Magazyn glebowy – 250-350 mm wody

20

Source:

Cornell

University

http://www.nawadnianie.inhort.pl/

Różnica w zagrożeniu suszą dla zbóż ozimych i jarych w

2015 roku (wg. IUNG PIB Puławy)

Woda i rolnictwo Strategie adaptacji na poziomie gospodarstwa

spływy

przesiąkanie

parowanie Woda gromadzona

w glebie

magazynowanie

wody

WY

ZW

AN

IA

Polityka UE WPR

AD

APTA

CJA

szkolenia Demonstra-

cje

Grupy

operacyjne

Rozw

iązania

innow

acyjn

e

Zbiorniki

zabagnienia

Sterowanie

glebą

Okrycie

gruntu

Odmiany

Precyzyjne

nawodnienia

SWD =DSS

Recykling

wody

sensory

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Redukcja strat wody

1. Uprawa konserwująca,

– minimalne naruszenie struktury gleby

– stałe okrycie gleby

– zmianowanie

2. Wczesne pokrycie gleby przez rośliny

- wcześniejszy siew jarych

- siew w suchą glebę

- moczenie/ uwilgotnienie nasion

- optymalne układ przestrzenny roślin i gęstość

3. Usuwanie podeszwy płużnej

Source: lacrossed.com;

CoverCropSolution.com 28

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Redukcja strat wody

4. Efektywne usuwanie chwastów

5. Uprawa konturowa (USA, Brazylia)

6. Okrywy plastikowe różnych typów

Zwiększanie pojemności wodnej

7. Pokrycie gleby resztkami organicznymi

- wewnętrzne

- zewnętrzne

- żywe

8. Pastwiska przemienne (Australia, Pn. Europa ;)

part2environmentalscience.weebly en.wikipedia.bufferstrip

passel.unl.edu

KUKURYDZA

OWIES SIANO

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Zwiększanie pojemności wodnej cd

9. Kontrola trakcji pojazdów (GPS, Australia, USA,

Holandia

10. Ugorowanie (klimat półsuchy i suchy)

11. Użycie wody alternatywnej

- deszczówka zbierana z dachów i placów

gospodarstwa

- wody drenarskie

- woda z fertygacji FERTINNOWA

- woda „szara”

12. Kontrola melioracji

- studzienki stopniowe

- cofki

- zbiorniki retencyjne

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Zwiększanie pojemności wodnej cd

13. Oczka wodne

14. Zbiór mgły

15. Naprawy i rekonstrukcje systemów drenarskich i

nawadniających

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Gatunki i odmiany o wysokiej efektywności

wodnej

16. Selekcja odmian

- stay green (sorgo, kukurydza)

- pszenica 13C

- osmotyczny potencjał odmian pszenic

- adaptowane rasy zwierząt

Odmiany stay green

Źródło: www.ontariograinfarmer.ca

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Zwiększanie pojemności wodnej cd

17. Odmiany o dużym wigorze wzrostu korzeni

18. Zarządzanie taktyczne(dotyczy bieżącego

sezonu

- kalibrowanie modeli plonowania

- analiza bilansu składników nawozowych

- punkty kontroli w polu „check points”

- IPM

19. Poprawa rotacji zmianowania

20. „Rehabilitacja” gleby (wapno, gips …)

21. Fertygacja

22. Precyzyjna irygacja – sterowanie zdalne

23. Nowe technologie chowu zwierząt

Masa organizmów glebowych żyznej gleby

(do głębokości 7 cali = 17,8 cm)

Organizmy kg/ha lb/acre

Bakterie 1 121 1000

Promieniowce 1 121 1000

Grzyby 2 242 2000

Algi 112 100

Pierwotniaki 224 200

Nicienie 56 50

Owady 112 100

Dżdżownice 1 121 1000

Korzenie roślin 2 242 2000

Suma 8 350 7450

Bollen, Walter B. Microorganisms and Soil Fertility. Oregon State

College.

Oregon State Monographs, Studies in Bacteriology, No. 1. 22 p.

Żywych organizmów (bez korzeni)

6,1 tony/ha ~ to jak 12 krów

2,5-

miesięczna

koniczyna

czerwona

Dojrzały

groch

Kukurydza

pełnia

rozwoju

Systemy korzeniowe roślin uprawnych

(kratka w stopach, 1 stopa = 30,5 cm)

www.soilandhealth.org; www.crops.org

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Uprawa podczas zmniejszonej

ewapotranspiracji

24. Połączenie uprawy z sezonem opadów

- użycie modelu klimatycznego do uprawy

25. Orientacja rzędów wschód-zachód

26. Ekrany zacieniające

27. Użycie kaolinu

28. Łamacze wiatru

Które opcje zarządzania zwiększają

efektywność nawodnienia.

29. Nawodnienie kroplowe

30. Nawodnienia podpowierzchniowe

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Które opcje zarządzania zwiększają

efektywność nawodnienia cd.

31. Iniekcje powietrza i tlenu do gleby

32. Zraszanie

33. Laserowa korekta nawodnień zalewowych

34. Nawadnianie mgłą

35. Użycie sensorów glebowych

36. Bilans wodny – metoda kalkulacyjna z użyciem

sensorów

37. Korekta zmiennej masy plonu i potrzeb

wodnych

38. Użycie wody tylko w okresach krytycznych

suszy

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Które opcje zarządzania zwiększają

efektywność nawodnienia cd.

39. Regulowany deficyt irygacji (RDI):

woda jest aplikowana kiedy plon i

jakość jest najbardziej zagrożona, w

innym przypadku ilość wody jest

redukowana.

40. Przegrodzone bruzdy: małe zbiorniki

wzdłuż bruzd irygacyjnych lub pomiędzy

uprawami rzędowymi rzędowych

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Które opcje zarządzania zwiększają efektywność

nawodnienia cd.

41. Alternatywne nawadnianie bruzdowe (AFI) lub

częściowe przesuszenie strefy korzeniowej (PRD partial root-

zone drying)

AFI ; University of California

University of California, tomato irrigation

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Które opcje zarządzania zwiększają efektywność

nawodnienia cd.

41. Alternatywne nawadnianie bruzdowe (AFI) lub

częściowe przesuszenie strefy korzeniowej (PRD partial root-

zone drying)

Źródło: http://cipotato.org/press-room/blog/increasing-water-

efficiency-for-potato-production/

International Potato Center (CIP)

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Które opcje zarządzania zwiększają

efektywność nawodnienia cd.

42. Nawodnienia nocne.

System uprawy

43. Intensywne high-tech produkcje warzyw, także

pod osłonami.

Które strategie na poziomie gospodarstwa

podniosą odporność na niedobór wody?

44. Działanie naturalna retencja wodna (NWRM):

strefy buforowe, zatrawienia, tarasy, (może być

łączona z agroleśnictwem)

45. Odsalanie wody.

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Inne

46. Dywersyfikacja upraw w gospodarstwie i na

działkach

- agroleśnictwo, połączenie wieloletnich

drzewiastych (drzew i krzewów) z uprawami

rocznymi i/lub produkcja zwierzęcą na tej samej

powierzchni,

- różne gatunki i odmiany rocznych upraw.

47. Połączenie gospodarstw w sieć użytkowników

wody.

48. Zaangażowanie w szkolenia, rozwoju

umiejętności i poszerzania wiedzy.

Metody redukcji dotkliwości niedoboru wody

Inne

49. Ubezpieczenia.

50. Dołączenie do sieci wczesnego ostrzegania

(prognozowanie pogody).

51. Przestrzegać norm certyfikacji dla

efektywnego wykorzystania wody w gospodarstwie

(oszczędne gospodarowanie wodą, szacunek dla

różnorodności biologicznej słodkowodnych).

52. Płatność za wodę wg zużycia objętościowego

(multi-user elektroniczny hydrantów).

https://ec.europa.eu/eip/agriculture/en/content/ eip-agri-focus-group-water-and-agriculture-final-report

Severe drought linked to man-made climate change may have played a role

in the Syrian uprising.

A record drought from 2006 to 2010 that destroyed crops and drove farmers

into overcrowded cities was a catalyst for a conflict that’s killed at least

200,000 and displaced millions, according to a study released Monday in the

journal

Proceedings of the National Academy of Sciences USA.

Przez NOAA: „czerwone i pomarańczowe plamy ziem wokół Morza Śródziemnego

oznaczają istotna suszę zimową w latach 1971 do 2010 w porównaniu do danych

wcześniejszych.

Dotkliwe susze wywołane zmianami klimatu które niszczyły plony mogły

odegrać poważna rolę w wojnie w Syrii. Rekordowe susze w latach 2006 -

2010 które zniszczyły plony i wywołały ucieczkę rolników do

przeludnionych miast były katalizatorem konfliktów w których zginęło

ponad 200 000 ofiar i wywołały bezdomność milionów (…)”

Według Narodowej Akademii Nauk USA

Na skutek suszy w Syrii z 10 milionów rolników do 2010 roku

blisko 3 miliony migrowały do przeludnionych miast…

األهلية السوريةلحرب ‎‎I

Obóz Baq’a , płn Amman

Jordania.

Na powierzchni 1,4 km kw.

104 000 zarejestrowanych

uchodźców.

Gęstość zaludnienia:

74 tys.osób /km kw.