Ziemniak Polski 2009 nr 2
Agrotechnika i mechanizacja
STAN OBECNY I PRZYSZŁOŚĆ
STAN OBECNY I PRZYSZŁOŚĆ
NAWADNIANIA ZIEMNIAKÓW
NAWADNIANIA ZIEMNIAKÓW
W PO
W PO
LSCE
SCE
doc. dr hab. Władysław Mazurczyk
IHAR Oddział w Jadwisinie, Zakład Agronomii Ziemniaka, 05-140 Serock e-mail: w.mazurczyk@ihar.edu.pl
S
tan obecnyZiemniak, pomimo systematycznie zmniej-szającej się powierzchni jego uprawy w Pol-sce, w dalszym ciągu znajduje się w grupie ważnych roślin rolniczych. Polska, z po-wierzchnią uprawy wynoszącą obecnie około 550 tys. ha oraz zbiorami około 10-11 milio-nów ton rocznie, należy do największych producentów ziemniaków na świecie, obok takich państw jak Chiny, Rosja, Indie, Stany Zjednoczone, Ukraina i Niemcy. Tak duża skala produkcji ziemniaków w Polsce wynika nie tylko z tradycji i wielokierunkowości ich użytkowania, lecz przede wszystkim z wystę-powania u nas korzystnych warunków glebo-wo klimatycznych. Większość gleb w na-szym kraju nadaje się do uprawy ziemnia-ków.
Obecnie ziemniaki uprawia się na wszyst-kich typach gleb, z wyjątkiem bardzo cięż-kich, zbrylających się. Najlepsze są gleby piaszczysto-gliniaste lub słabo gliniaste. Ziemniak uprawiany na glebach lekkich, zaj-mujących około połowy powierzchni użytków rolnych w Polsce, wygrywa konkurencję z in-nymi roślinami, gdy chodzi o plon biomasy. Im lżejsza gleba, tym mniejsza w niej ilość wody dostępnej dla roślin, której wartości wahają się od około 50 (gleba piaszczysta) do około 150 litrów (gleba gliniasta) w 1 m3
gleby. Dlatego gleby lekkie łatwiej ulegają przesuszeniu, wymagając częstszego i obfit-szego nawadniania.
Dziś plony ziemniaków w Polsce są ni-skie, przeciętnie kilkanaście ton z hektara, oraz niestabilne. Jedną z głównych przyczyn takiego stanu rzeczy są wahania w zaopa-trzeniu plantacji w wodę. Krytyczny okres po-trzeb wodnych ziemniaka przypada na ogół między zawiązywaniem się pąków kwiato-wych a pierwszymi objawami zasychania li-ści. Wówczas to rośliny z intensywnie rozwi-jającymi się bulwami potrzebują najwięk-szych ilości wody, których najczęściej nie po-krywają w pełni opady naturalne. Konieczne jest stosowanie uzupełniającego nawadnia-nia, aby zapewnić roślinom warunki rozwoju zbliżone do optymalnych, czyli utrzymywanie zawartości wody w glebie odpowiadającej 65-70% polowej pojemności wodnej.
Wyniki licznych doświadczeń polowych z nawadnianiem plantacji ziemniaka oraz obli-czenia symulacyjne dowodzą, że zapewnie-nie właściwego uwilgotzapewnie-nienia gleby w czasie wegetacji umożliwia, przy zachowaniu pozo-stałych elementów prawidłowej agrotechniki, uzyskiwanie w Polsce plonów na poziomie około 50 t/ha, czyli prawie trzykrotnie więk-szych niż obecnie. Przeciętny udział nawad-niania w kształtowaniu się tak wysokiego plonu końcowego ocenia się na jedną czwar-tą, czyli ok. 12 t/ha. Efekt produkcyjny na-wadniania zależy głównie od ilości i rozkładu opadów naturalnych w okresie wegetacji, typu gleby i wczesności odmiany. Nawadnia-nie wpływa bardzo korzystNawadnia-nie także na ja-1
Ziemniak Polski 2009 nr 2
kość plonu, co zostało dokładnie i wszech-stronnie udokumentowane w literaturze.
Nawadnianie upraw ziemniaka jest w Pol-sce zabiegiem rzadko stosowanym, mimo tak korzystnego wpływu na wysokość i ja-kość plonu, czyli również na zwiększanie rentowności produkcji. Obecnie nawadnia-nych jest kilka procent powierzchni plantacji ziemniaków jadalnych, skrobiowych i nasien-nych oraz jedna trzecia powierzchni uprawy ziemniaków dla przetwórstwa spożywczego. Oznacza to, że w przybliżeniu nawadnia się ok. 25 tys. ha, co stanowi około 4% całkowi-tej powierzchni uprawy ziemniaków w Pol-sce. W dzisiejszych warunkach ekonomicz-nych nawadnianie deszczowniane ziemnia-ków jadalnych jest równie wysoko opłacalne jak nawadnianie warzyw gruntowych, o czym świadczą wartości wskaźnika opłacalności wynoszące odpowiednio: 3,7 oraz od 2,3 do 7,4 dla warzyw. Bardzo wysoko opłacalne (wskaźnik opłacalności 12,2) jest nawadnia-nie ziemniaków przeznaczonych do prze-twórstwa na frytki i chipsy.
Do głównych barier w upowszechnianiu nawadniania ziemniaków należy zaliczyć: ●duże koszty inwestycyjne, zależne w zna--cznym stopniu od wielkości nawadnianego areału, jakości i rodzaju systemu nawadnia-nia oraz dostępności i jakości wody nawod-nieniowej; ●rozproszenie produkcji ziemnia--ków; ●ograniczony dostęp do źródeł poboru wody; ●brak motywacji do zwiększania plo-nów ziemniaka obserwowany w większości gospodarstw rolnych.
Ziemniaki nawadnia się głównie przy uży-ciu różnego typu deszczowni, których istot-nymi zaletami są: łatwość montażu i demon-tażu na polu, spora mobilność oraz stosun-kowo niskie koszty inwestycyjne, około 4-6 tys. złotych w przeliczeniu na hektar. W tym sposobie nawadniania zalecane są jednora-zowe dawki wody w wysokości około 20 mm, co powoduje m. in. duże wahania wilgotności gleby i niekorzystny wpływ na jej strukturę.
Alternatywnym sposobem nawadniania jest system kroplowy. Kroplowe nawadnianie polega na dostarczaniu roślinom małych, ale często podawanych dawek wody bezpośred-nio do strefy korzebezpośred-niowej. W Polsce jest ono stosowane z dużym powodzeniem w upra-wie warzyw, zarówno szklarniowej, jak i po-lowej. Natomiast na plantacjach ziemniaka
kroplowy system nawadniania jest wykorzy-stywany sporadycznie.
Przyszłość nawadniania ziemniaków
Niedobór wody jest powszechnie uważany za główny czynnik ograniczający globalną produkcję roślinną oraz naruszający bezpie-czeństwo żywnościowe świata w XXI wieku. Polska należy do krajów o małych zasobach wodnych. Szacuje się, że na jednego miesz-kańca przypada rocznie około 1600 m3
wody, podczas gdy w innych krajach euro-pejskich średnio 4560 m3. Daje to nam 23.
miejsce w Europie. W bilansie wodnym głów-nym źródłem przychodu są opady atmosfe-ryczne (97%).Z analizy warunków klimatycz-nych Polski wynika, że co 5-6 lat przychodzą lata suche, co 10-11 lat – bardzo suche. Kil-kudniowe deficyty wody występują ostatnio w zasadzie w każdym okresie wegetacji ziemniaków uprawianych na glebach lżej-szych.
Opublikowano sporo opracowań na temat zaznaczającej się w ostatnich dziesięciole-ciach, w różnych rejonach Polski, tendencji do wzrostu suchości klimatu. Prawdopodob-nie ten kierunek zmian klimatycznych będzie się utrzymywał także w przyszłości. Dlatego nawadnianie ziemniaków będzie konieczne, aby zapewnić stabilność plonowania i tym samym odpowiednie dochody. Będą je także wymuszały zwiększające się wymagania ryn-ku, jeśli chodzi o jakość bulw. Równocześnie niezbędne będzie magazynowanie wody w budowanych, indywidualnie lub zespołowo, lokalnych zbiornikach retencyjnych na po-trzeby nawadniania roślin uprawnych, w tym ziemniaków. Toteż, mimo ograniczonych za-sobów wód powierzchniowych, nawadnianie roślin uprawnych o silnej reakcji na czynnik wodny i wysokiej relatywnie cenie rynkowej będzie się stopniowo rozszerzać. Do tego wzrostu będą się też przyczyniać precyzyjne, przyjazne środowisku technologie uprawy. Technologie takie są oparte na dokładnym dostarczaniu wody i składników pokarmo-wych, zależnie od bieżących potrzeb roślin. Charakteryzują się one dużą efektywnością stosowanych środków produkcji. Elementem takiej technologii uprawy ziemniaków jest system nawadniania kroplowego. Ma on wie-le zawie-let:
●
małe zużycie wody, do 40% mniejsze niż w systemach deszczownianych, wskutek 2Ziemniak Polski 2009 nr 2
ograniczenia strat na parowanie i odpływ wody poza zasięg systemu korzeniowego rośliny;
●
małe zużycie energii, ze względu na niskie ciśnienie robocze;●
duża równomierność nawadniania – nie-wrażliwość na wiatr;●
utrzymywanie optymalnej wilgotności gleby w czasie wegetacji – ograniczenie wahań wilgotności gleby do bardzo wąskiego za-kresu;●
brak ujemnego wpływu na strukturę i aera-cję gleby;●
brak zwilżania części nadziemnej rośliny – zmniejszenie ryzyka porażenia roślin przez choroby oraz wyeliminowanie uszkodzeń li-stowia na pełnym słońcu;● łatwe i precyzyjne stosowanie płynnych składników pokarmowych (fertygacja).
Należy więc oczekiwać, że w przyszłości system nawadniania kroplowego ziemnia-ków, jako sposób bardziej precyzyjny niż deszczowniany, będzie w Polsce odgrywał coraz większą rolę. Jego zalety będą warte ponoszonych, ponad trzykrotnie wyższych niż nawadniania deszczownianego, kosztów inwestycyjnych.
Nawadnianie upraw ziemniaka nabierze w przyszłości dodatkowego znaczenia zwią-zanego z prognozami globalnego ocieplania się klimatu. Jest to bowiem zabieg łagodzący ujemną reakcję roślin na stres wysokiej tem-peratury. W XXI wieku przewidywany jest globalny wzrost temperatury w zakresie od około 1 do 6 stopni. Nie są to zmiany, które w sposób istotny ograniczałyby plonowanie ziemniaków w naszym kraju. Obecnie ziem-niaki uprawia się również w rejonach świata o klimacie zdecydowanie cieplejszym niż w Polsce, osiągając plony opłacalne ekono-micznie. Ziemniak jest bowiem rośliną o du-żych zdolnościach adaptacji do różnorod-nych warunków środowiska, w tym także temperatury. Większość odmian uprawia-nych dziś w Europie plonuje najlepiej, gdy dzienna, maksymalna temperatura powietrza jest zawarta w przedziale 15-25oC, zaś
mini-malna wynosi poniżej 12oC. Wegetacja
ziem-niaka w ocieplającym się klimacie będzie wy-magała uprawy odmian tolerancyjnych na wysokie temperatury (czynnik genetyczny) oraz nawadniania (czynnik technologiczny), które będzie dodatkowo zwiększało
możli-wości adaptacyjne roślin ziemniaka do wyso-kich temperatur.
Ziemniak ma wysokie walory żywieniowe. Łączy on bowiem w unikalny sposób najlep-sze cechy roślin wysokoenergetycznych i białkowych. Jest często traktowany także jako bardzo wartościowe warzywo. Uniwer-salność tej rośliny sprawia, że w razie po-trzeby bulwy mogą stanowić jedyne źródło pożywienia dla człowieka przez długi czas, zapewniając mu wystarczające ilości energii, białka oraz wiele innych składników niezbęd-nych dla prawidłowego funkcjonowania orga-nizmu. Tym samym w kraju takim jak Polska poważne traktowanie przez państwo obo-wiązku zapewnienia bezpieczeństwa żywno-ściowego swoim obywatelom wymaga utrzy-mywania odpowiedniego areału upraw tej ro-śliny oraz prowadzenia długoterminowych działań w zakresie gospodarki wodnej, uła-twiających stosowanie nawodnień w produk-cji roślinnej. Nawadnianie zaś coraz więk-szych powierzchni uprawy ziemniaków bę-dzie dodatkowo uruchamiało rezerwy pro-dukcyjne tkwiące w tej strategicznej dla na-szego kraju roślinie.
W podsumowaniu trzeba stwierdzić, że uprawa ziemniaków: ●jest w Polsce niezbęd-na, ●wymaga dodatkowego nawadniania, ●jest perspektywiczna, nawet jeśli nastąpi ocieplenie klimatu. Wniosek: należy inwesto-wać w nawadnianie ziemniaków, zarówno na poziomie gospodarstw indywidualnych, jak i poprzez stabilną, długofalową politykę pań-stwa w zakresie gospodarki wodnej.
Literatura
1. Boguszewska D., Nowacki W. 2007. Potrzeby
wodne ziemniaka i różne sposoby nawadniania planta-cji. – Ziemn. Pol. 3: 19-23; 2. Chmura K., Dmowski
Z., Nowak L. 2006. Znaczenie nawadniania w
produk-cji roślinnej. [W:] Nowoczesne nawożenie i nawadnia-nie ziemniaka uwzględniające ochronę środowiska oraz jakość plonu bulw. Seminarium. Warszawa, 22.03.2006. IHAR Oddz. Jadwisin: 10-18; 3. Głuska
A. 2000.Nawadnianie jako czynnik kształtujący jakość plonu ziemniaków. – Biul. IHAR 213: 179-184; 4.
Jan-kowiak J., Bieńkowski J., JanJan-kowiak S. 2006.
Współczesne uwarunkowania stosowania nawodnień deszczownianych w rolnictwie. – Rocz. AR Pozn., Rol. 66; 121-129; 5. Kaniszewski S. 2005. Technologia nawadniania warzyw. [W:] Nawadnianie warzyw w uprawach polowych. Ogólnopol. Konf. Nauk.
Ziemniak Polski 2009 nr 2 wice, 19.05.2005. Inst. Warz. Skierniewice: 5-17;
6. Mazurczyk W. 2006. Nawadnianie kroplowe
ziem-niaków. – Ziemn. Pol. 4: 27-30; 7. Mazurczyk W.,
Głu-ska A., Trawczyński C., Nowacki W., ZarzyńGłu-ska K. 2006. Optymalizacja nawadniania plantacji ziemniaka
(FertOrgaNic) przy użyciu metody kroplowej oraz sys-temu DSS. – Rocz. AR Pozn., Rol. 66: 235-241;
8. Mazurczyk W., Wierzbicka A., Wroniak J. 2006.
Wieloletnia zmienność klimatycznego bilansu wodnego dla okresu wegetacji ziemniaka na północnym Mazow-szu. – Ann. UMCS, Sec. B. 61: 290-296; 9. Mazurczyk
W., Wierzbicka A., Lutomirska B. 2004. Klimatyczne
uwarunkowania produkcji biomasy ziemniaka w Polsce
Centralnej. – Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 500: 219-224; 10. Rykaczewska K. 2004. Perspektywa uprawy ziemniaka w świetle prognoz ocieplenia klimatu. – Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 500: 193-199; 11. Shock
C. C. 2007. The canon of potato science: 31. Irrigation.
– Potato Res. 50: 331-333; 12. Turner N. C. 2001. Op-timizing water use – Crop science: progress and pro-spects. – CABI Publishing, Wallingford, UK: 119- -135; 13. Ziernicka A., Kalarus A., Zawora T.
2000/2001. Porównanie meteorologicznych
wskaźni-ków posuchy i nadmiaru opadów atmosferycznych w Polsce południowo-wschodniej w okresie 1901-1998. – Ann. UMCS, Sec. B. 55/56: 399-405
