Encyklopedia Klimatologiczna ESPERE. Skrót od angielskich słów:
ENVIRONMENTAL SCIENCE PUBLISHED FOR EVERYBODY ROUND THE EARTH
ENCYKLOPEDIA ESPERE - menu główne (rozwiń)
dział KLIMAT I ROLNICTWO: PODSTAWY - menu (rozwiń)

Rośliny uprawne

Ekstremalne zjawiska pogodowe, niezależnie od tego, czy są związane ze zjawiskiem El Niño, czy z innymi czynnikami działającymi na wielką skalę, czy też jedynie z chaotyczną naturą systemu klimatycznego, mogą powodować znaczący spadek plonów roślin uprawnych. Oddziaływanie na rośliny może mieć charakter bezpośredni lub pośredni.

Wyższe temperatury zwiększają zapotrzebowanie roślin na wodę w sposób bezpośredni: gleba szybciej paruje, rośliny intensywniej oddychają (proces ten zwany jest ewapotranspiracją). Wraz ze wzrostem temperatury zmienia się także ilość pary wodnej, która może się znajdować w powietrzu.

1. Wymiana energii między roślinnością i atmosferą. 
Źródło: Piker i in.

Jak widać na rysunku roślinność nie jest biernym elementem środowiska Ziemi. Współoddziałuje z atmosferą poprzez pochłanianie energii oraz przez oddawanie części tej energii z powrotem do otoczenia w formie ciepła utajonego lub ewapotranspiracji.

Wyższe temperatury wpływają też na rośliny uprawne w sposób pośredni. Wzrost temperatury przyspiesza rozkład materii organicznej w glebie. W efekcie poziom zawartości materii organicznej w glebie obniża się i gleba ma mniejszą zdolność magazynowania wody. Oba te czynniki osłabiają wzrost roślin uprawnych. Zarówno pośrednie, jak i bezpośrednie działanie temperatury zagraża plonom. Rośliny we wstępnej fazie rozwoju są szczególnie wrażliwe na ekstremalne zjawiska atmosferyczne.

Wysoka temperatura

Jeśli w jakimś regionie zostanie przekroczony zakres temperatur optymalny dla danej rośliny uprawnej, to zwykle reaguje ona negatywnie, co prowadzi do zmniejszenia plonów.  Temperatury optymalne są różne dla poszczególnych roślin uprawnych.

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. Soja wydaje się być jedyną rośliną uprawną dobrze znoszącą upał, być może dlatego, że jest rośliną wieloletnią.

2. Kukurydza uszkodzona wskutek występowania nadmiernej wilgotności powietrza
Autor: Harold Kaufman, TAEX, 1996

Opady

Opady, które stanowią podstawowe źródło wilgoci w glebie, są prawdopodobnie najważniejszym czynnikiem decydującym o plonowaniu roślin uprawnych. Modele klimatu przewidują ogólny wzrost średniej ilości opadów na świecie, ale ich wyniki sugerują również możliwość zmiany reżimów opadowych w wielu miejscach (w jednych regionach będzie bardziej sucho niż obecnie, a w innych bardziej mokro). Zmiany klimatu mogą spowodować wzrost lub spadek sum opadów w poszczególnych porach roku. Gospodarka wodna roślin uprawnych jest wrażliwa również na takie czynniki, jak wyższe temperatury, bardziej suche powietrze i większa prędkość wiatru, które przyspieszają ewapotranspirację w ciągu dnia oraz zmieniają jej sezonowy przebieg.

Suszę powoduje nie tylko zmniejszona ilość opadów deszczu. Jej przyczyną może też być mniejsza ilość śniegu zimą oraz wcześniejsze topnienie śniegu wiosną. W regionach suchych może to w efekcie zmniejszyć odpływ wody w rzekach i zbiornikach wodnych służących do nawadniania pól w sezonie wegetacyjnym. Okresy wysokiej wilgotności względnej, mrozu, czy gradu mogą również wpływać na plony oraz na jakość owoców i warzyw (zwłaszcza kukurydzy i innych zbóż).

Plony roślin uprawnych mogą najbardziej ucierpieć, jeśli okresy suszy wystąpią podczas ważnych faz rozwoju roślin, takich jak faza reprodukcji. Większość roślin zbożowych jest szczególnie wrażliwa na stres wodny w fazie kwitnienia, zapylania i wypełniania kłosów. Efektów działania suszy można uniknąć, na przykład, poprzez wczesne sadzenie odmian charakteryzujących się szybkim tempem wzrostu. Odchwaszczanie też może pomóc w utrzymywaniu wilgotności gleby na właściwym poziomie.

Stres termiczny i stres wodny często występują razem, wzajemnie się wzmacniając. Zazwyczaj towarzyszy im wysokie natężenie promieniowania słonecznego i silne wiatry. Kiedy panuje susza, rośliny uprawne zamykają aparaty szparkowe, by ograniczyć transpirację. W efekcie wzrasta temperatura wewnątrz rośliny, co może być przyczyną powstawania uszkodzeń.

Bardzo mokre lata też mogą powodować spadek wysokości plonów. Przy podtopieniu pola wodą rośliny mogą ulec zatopieniu i obumrzeć. Nasiąknięta wodą gleba powoduje gnicie korzeni roślin, a wyższa wilgotność powietrza sprzyja zwiększaniu się liczebności szkodników. Gwałtowne ulewy mogą uszkadzać młodsze rośliny, jak też przyspieszać erozję gleby. Stopień zniszczenia płodów rolnych zależy od czasu trwania opadów i podtopień, a także od fazy rozwoju roślin oraz od temperatury powietrza i gleby.

3. Pomiar wilgotności gleby poprzez porównywanie jej koloru do skali barwnej.
Zdjęcie: USDA NRCS

O tej stronie:

Autorzy: Marta Moneo and Ana Iglesias- Universidad Politécnica de Madrid - Hiszpania
1. Recenzent: Alex de Sherbinin - CIESIN, Columbia University - USA
2. Recenzent: Lily Parshall - Goddard Institute for space studies, Columbia University - USA
Konsultacja dydaktyczna: Emilio Sternfeld - Colegio Virgen de Mirasierra - Hiszpania
ostatnia aktualizacja: 12/05/2004
Tłumaczenie na język polski: Mgr Sebastian Wypych, Dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków

Ostatnia modyfikacja: czwartek, 15 marzec 2018, 14:14