Określanie i prognozowanie dekadowych zapasów wody w glebie pod żytem i ziemniakami

(1)

R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T. X X X I X , N R 4 S. 57 - 90, W A R S Z A W A 1988 C Z E S Ł A W K O Ź M IŃ S K I, W Ł A D Y S Ł A W G Ó R K A , B E A T A L A M C E W - K O W A L E W S K A

O K R E Ś L A N IE I P R O G N O Z O W A N IE

D E K A D O W Y C H Z A P A S Ó W W O D Y W G L E B IE

P O D Ż Y T E M I Z I E M N I A K A M I *

K atedra Agrom eteorologii A k ad em ii Rolniczej w Szczecinie

W S T Ę P

W k lim atyczn ych w arunkach w o je w ó d z tw a szczecińskiego notu je się

dużą zm ienność w czasie i przestrzen i sum opadów i parow ania teren o

w ego, pow odującą w ysoką dynam ikę zapasów w o d y w gleb ie w okresie

w eg eta c y jn y m . Stąd znajom ość dekadow ych stanów w ilgotn ości gleb po

zw a la z jed n ej strony e fe k ty w n ie j w yk orzy sta ć deszczow anie i w y k o n y

w an e zab iegi agrotechniczne, z dru giej zaś lep iej szacować p lo n y roślin

u praw nych [7 - 9, 14].

D otychczasow e m etod y bezpośredniego określania w ilgotn ości g leb y

są pracochłonne i kosztow ne, a p rz y ty m uzyskane w y n ik i z re g u ły od

zw ie rc ied la ją lok aln y stan tego elem entu. Stąd w y k o rzy s tu je się m etod y

pośredniego określania pojem ności w od n ych gleb, w śród których na pod

kreślen ie zasługuje orygin aln a m etoda T rzeck ieg o [15], pozw alająca na

w yzn aczan ie w odn ej pojem ności gleb na podstaw ie ich składu m echa

nicznego i zaw artości próchnicy. Podobnie i Ślusarczyk [14] opracow ał

dla gru p y gleb piaskow ych, glin iastych oraz iło w y ch kilka m etod określa

nia (na podstaw ie ilości fra k c ji i ilości próchnicy) w o d y ła tw o dostępnej

dla celów prognozow ania i p rojek tow an ia nawodnień. Z daniem tego auto

ra, dysponując m apą g leb ow o -ro ln iczą w skali 1 : 25000 oraz w yn ik a m i

analiz gleb znajdu jących się w dokum entacji gleb ow o -k a rtograficzn ej,

m ożna za pom ocą w zo ró w em p iryczn ych dokonać oceny przestrzennej

zasobów w o d y ła tw o dostępnej dla roślin w p r z y ję ty m okresie w eg eta

cyjn ym . G d y jed n ak op ra cow u jem y zasoby w o d y w gleb ie w krótkich

odcinkach czasu, np. w dekadzie, w ów czas zachodzi potrzeba u w zg lęd

nienia aktualnego p rzeb iegu pogody.

W y k o rzy stu ją c zależności zachodzące m ięd zy p rzeb iegiem pogody

* P raca by ła dofinansow ana przez W y d zia ł G ospodarki W od n ej i Ochrony Środow iska U rzędu W ojew ó d zk iego w Szczecinie.

(2)

58 a stanem w ilgotn ości gleb, podejm ow an o p rób y określania zapasów w o d y

w gleb ie pod roślinam i w okresie tygod n iow ym , dekadow ym , m iesięcz

n ym i w okresach fen ologiczn ych [6, 11, 12, 16].

P o czą w szy od 1968 roku, Zakład A g ro m e te o ro lo g ii IM G W w W arsza

w ie pu bliku je w B iule tynach A g r o m e te o ro lo g ic z n y c h orien ta cyjn e m apy

stanu w ilgotn ości gleb pod ozim inam i i pod ziem niakam i w ciągu deka

dy. M a p y te op ra cow yw an e są na podstaw ie in form acji, ja k ie co dekadę

przesyłane są do IM G W p rzez korespondentów z całego kraju. M eldu nki

za w iera ją w y n ik i ob serw acji w izu aln ych i szacunków w ilgotn ości gleb

uogólnione dla obszaru co n ajm n iej kilku gm in. R oln icze w yk ształcen ie

ob serw atorów sprawia, iż uzyskane dane na ogół zadow alająco charak

tery zu ją w ilgotn ość gleb kraju, którą m ożna b y ustalić i spraw dzić na

podstaw ie standardow ych pom iarów m eteorologiczn ych [17].

W m iarę doskonalenia zdjęć lotniczych i satelitarnych oraz m etod ich

in terp reta cji i ich dostępności, w y k orzy sta n ie teled etek cji do określania

przestrzennego rozkładu w ilgotn ości gleb stanie się w najbliższych latach

g łó w n y m źródłem naszych in form a cji o tym elem encie. N atom iast dotych

czasow e p om ia ry w ilgotn ości g le b y stanow ić będą uzupełnienie i w e r y

fik a c ję danych uzyskanych ze zdjęć satelitarnych [3, 4].

C elem n in iejszej pu blikacji jest przed staw ien ie m odeli osza cow yw a

nia i prognozow ania zapasów w o d y w gleb ie na podstaw ie rów nań r e

g resji w ielok ro tn ej, w których w y k o rzy s tu je się dane m eteorologiczn e ze

stacji a grom eteorologicznej w R Z D w Lipkach k. Stargardu. P o d jęto

rów n ież próbę ch arakterystyk i przestrzennego rozkładu w ilgotn ości gleb

w w o je w ó d z tw ie szczecińskim.

M A T E R I A Ł I M E T O D Y

W n in iejszej pra cy w yk orzysta n o dekadow e p om ia ry w ilgotn ości g le

b y m etodą suszarkową, prow adzone od 1961 roku pod żytem do głęb o

kości 100 cm i pod ziem niakam i do głębokości 70 cm (od siewu lub sa

dzenia do zbioru), na stacji agrom eteorologiczn ej w Lipkach k. Stargardu.

Ż y to odm iany W łoszan ow skie (1961 - 1970) i D ańkow skie Z łote (1971 -

1986) oraz ziem niaki odm iany Epoka (1961 - 1974) i Sokół (1973 - 1985)

upraw iane b y ły na poletkach o pow ierzch n i 22 arów, na gleb ie brunatnej

kw aśnej w y tw o rzo n e j z gliniastego piasku zw ałow ego. W p rofilu tej g le

b y w ystęp u ją na głębokości 70 - 80 cm w k ła d k i glin y. O bliczona połow a

pojem ność w odna tej g le b y [15] w yn osi dla w a rs tw y do głębokości 50

cm — 88,9 mm, a do głębokości 100 cm — 168,9 mm. R eten cja w odna

g le b y w w a rstw ie do 50 cm p rzy w ilgotn ości początku ham ow ania w z r o

stu roślin w yn osi 50,1 m m a p rz y trw a ły m w ięd n ięciu roślin — 22,0 mm.

Przepuszczalność w odna g le b y (K mm/min) na badanych poletkach w y

nosi do głębokości 50 cm średnio 0,350 mm/min [2].

(3)

Prognoza zapasów wody w glebie pod uprawami

59 P ró b k i g le b y pobierano w trzech pow tórzen iach z głębokości: 5, 10,

20, 30, 40, 50, 70 i 100 cm, a zaw artość w o d y u żyteczn ej (z.w.u.) w glebie,

w yra ża n ą w m m słupa w ody, obliczano za pom ocą w zoru :

gd zie :

q

— gęstość gleb y, w aha się ona w zależności od głębokości od 1,5 do

p — w ilgotn ość g le b y w °/ciwag. s.m.,

a — w spółczyn n ik w iędn ięcia, w yn oszący od 1,9 do 2,1% s.m. gleb y,

h — miąższość w a rs tw y gleb (w cm).

P o m ia ry w ilgotn ości g le b y w yk o n y w a n e b y ły na stacji w Lipkach na

koniec dekady. W oda gruntow a w ystęp u je w glebach om aw ianej stacji

poza zasięgiem system u k orzen iow ego i nie w p ły w a na zm ianę reten cji

w glebie.

D ekadow e parow anie w skaźn ikow e obliczano w zo re m Baca [1]:

g d zie :

d — średni d ek a d ow y niedosyt w ilgotn ości p ow ietrza (w hPa),

h — miąższość w a rs tw y gleb (w cm).

T — suma dekadow a prom ien iow an ia całk ow itego (w J).

R ó w n o leg le do dekadow ych pom ia rów w ilgotn ości g le b y na teren ie

stacji agrom eteorologiczn ej w Lipkach w yk o n y w a n o kom pleksow e po

m ia ry elem en tów m eteorologiczn ych, zgodnie z term inam i podanym i

w instru kcji IM G W .

M a teria ły z lat 1961 - 1983 posłu żyły do opracow ania rów n ań reg res ji

w ielok ro tn ej, w sp ó łczyn n ik ów determ in acji (Й 2), b łęd ów reg res ji (S y )

i odchyleń standardow ych (S), zaś m a teria ły z lat 1984- 1986 w y k o

rzystano do w e r y fik a c ji w y n ik ó w u zyskanych za pom ocą tych równań.

B łąd reg res ji określono w ed łu g w zoru :

g d zie :

yi — zapas w o d y u żytecznej w danej dekadzie obliczon y w ed łu g pom ia

r ó w na stacji,

ÿ — zapas w o d y u żytecznej w danej dekadzie ob liczon y w ed łu g rów n a

nia regresji,

n

— liczebność,

к — liczba zm iennych niezależnych.

A n a liz o w a n y zbiór dekadow ych zapasów w o d y w g leb ie ma rozkład

norm alny.

z.w.u. = 0,1 o{p — a) • h

1,8 g/cm3

(4)

60

W Y N I K I

W celu w yk aza n ia zależności zachodzących p om ięd zy rozp a try w a n y m i

elem entam i m eteorologiczn ym i a zapasem w o d y u żytecznej w gleb ie do

głębokości 50 cm pod żytem w okresie d ekadow ym opracowano 6 kom

bin acji zm iennych niezależnych. Spośród nich n a jlep iej opisuje om aw ia

ne zależności w aria n t drugi i trzeci, w których u w zględn ion o od 3 (tab.

1) do 4 elem en tów m eteorologiczn ych (tab. 2), w p ły w a ją c y c h na dyna

m ikę dekadow ych zapasów w o d y u żytecznej w gleb ie do głębokości 50

cm pod żytem . Istotn y i w ysoce istotn y w p ły w na zaw artość w o d y

u żyteczn ej w g leb ie m ają p rzed e w szystk im opady, parow an ie w skaźn i

k o w e (E 0) i niedosyt w ilgotn ości pow ietrza, p r z y czym w poszczególnych

dekadach różne czyn n ik i decydu ją o w ielk ości analizow an ego elem entu

gleb y. W y n ik a to nie tylk o ze zm ienności rozp a tryw a n ych elem en tów

w dekadach, lecz także z różnic w intensyw ności parow ania plan tacji

żyta w k o lejn ych jeg o fazach ro z w o jo w y c h [1]. N a jw ięk sze pobieranie

w o d y z g le b y przez plantację żyta w ys tę p u je od zak w itan ia do d o jrza

łości m lecznej [9].

O bliczon y w spółczyn n ik determ in acji R 2 (tab. 1 i 2) osiągnął w e

w szystkich rozp a tryw a n ych dekadach (poza p ierw szą dekadą czerw ca,

tab. 2) w artość p o w y żej 60%, a b łęd y reg res ji okazały się znacznie n iż

sze od odchyleń standardow ych. W ystą p iło to zw łaszcza w dru giej de

k adzie m aja i w p ierw szej dekadzie lipca. N atom iast nader niskie w a r

tości w spółczynnika determ in acji uzyskano dla p ierw szej dekady czerw ca,

w k tórej z reg u ły notu je się początek zak w itan ia żyta. Faza ta cha

ra k teryzu je się m aksym aln ym parow an iem roślin, a zarazem przypada

na okres w ysok ieg o niedosytu w ilgotn ości p ow ietrza i stosunkowo nis

kich opadów [9].

P orów n a n ie zm ierzon ych dekadow ych w artości zapasów w o d y w g le

bie do głębokości 50 cm w okresie w eg e ta c y jn y m żyta w latach 1984

i 1985 z w artościam i ob liczon ym i na podstaw ie rów nań reg resji (tab.

1 i 2) pozw ala stw ierdzić, iż dla w iększości dekad w ystęp u jące różnice

w yn oszą od kilku do kilkunastu procent. Jednakże w latach ekstrem al

nych, g d y notow ana suma opadów w określanej dekadzie (zw łaszcza

w dru giej p o łow ie) kilk ak rotn ie p rzew yższa średnią w ielo letn ią wartość,

w ów czas różnica pom ięd zy zm ierzon ym a ob liczonym zapasem w o d y

w gleb ie m oże dochodzić n a w et do 50%.

Z ad ow alające w y n ik i określania dekadow ych zapasów w o d y w g leb ie

pod żytem m ożna także uzyskać, stosując w rów naniach elem en ty m e

teorologiczn e zaproponow ane w w aria n cie I, m ian ow icie: sumę parow a

nia w skaźn ikow ego (E 0) z dru giej dekady przed dekadą określaną ( х г),

(5)

Prognoza zapasów wody w glebie pod uprawami

61 sumę opadów z dekady poprzedzającej (x 2), sumę parow ania w skaźniko

w e g o z dekady poprzedzającej (x 3), sumę nasłonecznienia z dekady okre

ślanej (x 4), sumę opadów z dekady określanej (x 5), średni n iedosyt w il

gotności p o w ietrza z dekady określanej (x 6), średnią prędkość w ia tru z de

kady określanej (x 7). N ieco gorsze w y n ik i (g łów n ie dla dekad w czerw cu )

u zyskuje się, g d y stosowane są w rów naniach elem en ty m eteorologiczne,

zaproponow ane w w arian cie IV , tj. : sumę opadów z dru giej dekady

przed dekadą określaną (a^), sumę opadów z dekady poprzedzającej (rr2),

sumę parow ania w skaźn ikow ego z dekady poprzedzającej (x 3), sumę na

słonecznienia z dekady określanej (rr4), sumę opadów z dekady określanej

(x 5), średni niedosyt w ilgotn ości p o w ietrza z dekady określanej (x 6), śred

nią prędkość w ia tru z dekady określanej (x 7). W ty m przypadku w spół

czyn n ik determ in acji osiągnął (poza pierw szą dekadą czerw ca) w artości

p o w y ż e j 60%.

U stalanie zapasów w o d y u żyteczn ej w gleb ie do głębokości 70 cm pod

ż y tem na podstaw ie danych m eteorologiczn ych nie dało lepszych w y n i

k ó w od u zyskanych dla w a rs tw y g le b y do głębokości 50 cm. D latego

w n in iejszej pracy ograniczono się do określania zapasów w o d y pod

żytem w w a rstw ie do głębokości 50 cm.

O pracow ane rów n an ie reg res ji w ielok ro tn ej m ożna zastosować do gleb

kom pleksu żytn ie go bardzo dobrego i dobrego, k tóre w w o je w ó d z tw ie

szczecińskim zajm u ją 52% pow ierzch n i ornych.

P rzep row a d zon a analiza załączonych m ateria łów w skazu je na m ożli

w ość określania dekadow ych zapasów w o d y u żyteczn ej pod żytem na

podstaw ie danych m eteorologiczn ych. Zachęciło to nas do podjęcia p rób y

prognozow ania tych zapasów pod koniec k olejn y ch dekad okresu w e g e

ta cyjn eg o żyta.

W ed łu g rysunku 1, obliczone zależności m ięd zy zapasem w o d y u ży

tecznej w gleb ie pod żytem do głębokości 50 cm na stacji w Lipkach

w danej dekadzie (y w m m ) i w dekadzie poprzedzającej ( x w m m )

*ok azały się w ysoce istotne p rz y r xy w yn oszącym od 0,58** (3 dekada*

IV/1 dekada V ) do 0,81** (V

2

dekady V II). D la w iększości rozp a try

*w an ych dekad obliczone w artości Гху w y n io s ły p o w y ż e j 0,70**. Z tych*

w zg lę d ó w — w przypadku braku danych m eteorologiczn ych dla progno

zow anej dekady — m ożna w yk o rzy s ta ć w artości zapasów w o d y u ży tecz

nej w gleb ie do głębokości 50 cm pod żytem z dekady poprzedniej. U z y

skuje się w ów czas o rien ta cyjn e w artości tych zapasów.

A k tu a ln ie w kraju istn ieje m ożliw ość w yk orzy sta n ia danych m eteoro

logiczn ych dla dekady progn ozow an ej z dw óch źródeł:

— z dekadow ych prognoz p ogod y IM G W ,

— z opracow anych dla poszczególnych stacji w artości praw d opodo

bieństw a w ystą p ien ia interesujących nas elem en tów m eteorologiczn ych.

(6)

Zależności między zapasem wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem na koniec danej dekady a czynnikami meteorolo gicznymi na stacji agrometeorologicznej w Lipkach w latach 1961-1983

Relationship between the useful water reserve in soil to the depth of 50 cm under rye at the end o f the given ten-day interval and meteorological factors at the Meteorological Station Lipki in 1961-1983

Miesiąc Month Dekada Ten days

Równanie regresji wielokrotnej — Multiple regression equation R 2( % ) Sy 5

Maj — May 1 y = 0,53*1+0,37*2+0,099*3 — 0,351*4+0,011*5 — 0,551*6 + 3,124*?+ 4 7 ,05 58 12,4 15,8 Maj — May 2 y = 0,748*} * - 0,149*2 - 0,827** + 4,014 *4+ 0,866** * - 0,999*g * - 3,892*7 + 63,906 88 8,5 20,6 Maj — May 3 y = 0,351*1. + 0,648*| — 0,455*з — 3,261 * 4+0,923 *5- 0,416 *6- l , 4 6 2 * 7 + 35,29 68 14,0 20,3 Czerwiec June 1 у = 0,277*} + 0,164*2 - 0,268*з - 0,064*4 + 0,817** - 0,495*6 - 8,069*$ + 42,621 62 9,7 12,9 Czerwiec June 2 у = 0,192*! + 0,714** - 0,085*з - 6,448*4+0 ,33 5*s - 1,34*g * - 3,99*7 + 63,232 73 9,7 15,5 Czerwiec June 3 у - 0,108*!+ 0 ,1 9 8 * 2 -1 ,6 2 4 * * * -3,489*4+ 0 , 6 5 9 * g - 1,103*6 — 5,163*7 + 102,735 76 11,4 19,2 Lipiec July 1 у = 0,401** * + 0,387*2 + 0,517*з + 1,268*4 + 1,038** * - 0,343*6 - 2,647*? - 16,652 84 8,8 18,0 Lipiec July 2 у - 0,299*1 + 0 ,4 1 * 2 -0 ,9 0 5 *3 -1,085*4+ 0 , 218*5 + 0,384*6+4 ,527 *7 + 13,637 64 12,6 17,3

(7)

Objaśnienie — Explanations:

y — zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem na koniec określanej dekady useful water reserve in soil to the depth of 50 cm under rye at the end of the given ten-day interval x i ~~ suma opadów z drugiej dekady przed dekadą określaną

rainfall sum for the second ten days before the ten days determined x2 — suma opadów z dekady poprzedzającej

rainfall sum for the preceding ten days

л'з ~ suma parowania wskaźnikowego z dekady poprzedzającej indicatory evaporation sum for the preceding ten days A4 — liczba dni z opadem > 2 ,5 mm z dekady poprzedzającej

number of days with rainfall of more than 2.5 mm for the preceding ten days л'5 — suma opadów z dekady określanej

rainfall sum for the ten days determined

л'6 — suma parowania wskaźnikowego z dekady określanej indicatory evaporation sum for the ten days determined a'7 — liczba dni z opadem > 2,5 mm z dekady określanej

number of days with rainfall of more than 2.5 mm for the preceding ten days * — współczynnik regresji istotny przy cc = 0,05

regression coefficient significant at a = 0.05 * * — współczynnik regresji istotny przy a = 0,01 regression coefficient significant at a = 0.01

(8)

Zależności między zapasem wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem na koniec danej dekady a czynnikami meteoro logicznymi na stacji agrometeorologicznej w Lipkach w latach 1961-1983

Relationship between the useful water reserve in soil to the depth of 50 cm under rye at the end of the given ten-day interval and meteo rological factors at the Meteorological Station Lipki in 1961-1983

Równanie regresji wielokrotnej — Multiple regression equation Я 2(% ) Sy 5

Kwiecień April 3 y = - 0,9*! + 0,2 6x2 - 2,14лг3 - 0,84*4+3,48*5 + 0,65*g - 6,86** + 1 ,01*8 + 64,01 74 9,9 15,8 Maj — May

1

y = 4,84*! + 0,4 8 *2 -7 ,2 1 * з -0 ,14*4-3,79*5+0,46*g4-2,03*7- 1,60*8+61,53 64 11,9 15,8 Maj — May

2

y = - 0,66*! - 0,1

*2

- 2,07*з - 1 ,66*4+ 0,32*5 + 0,33

*6

- 5,84*7 - 4,99*8 + 1 08,34 81 П ,4

20,6

Maj — May 3 y - 3 ,6 7 *!+ 0 ,3 1 *2 -6 ,2 3 *5 + 2 ,9 8 *4 -1 ,2 *5 + 0 ,8 8 * 3 -0 ,6 5 * 7 -4 ,05*8+ 4 0 ,78 79 11,7 20,3 Czerwiec June 1 ÿ = 0,30*1 + 0,21*2— 1,78*з — 9,14*4— 1,72*5 + 0,16*6— 1,65*7 + 7,3*8 + 61,59 55 11,0 12,9 Czerwiec June 2 y = 0,83*i + 0,21*

2-

2,1 0 з+ l,5 9 4 -2 ,0 5 5 + 0,146- 2 , 9 6 * 7- 4 , 8 3 * 8 + 69,13

69 11,2 15,7 Czerwiec June 3 у - - 2,25*i + 0,14*2 - 2,27*3 - 4,73*4+0,31 * 5 + 0,45*g -1,01 * 7 - 0,56*8 + 6

1

,48 69 13,3 19,2 Lipiec July 1 у = 0,44*! + 0,30*2 - 1 ,12*з + 1 ,

79*4

+ 0,24*5+ 0,80** * - 1,03*7 - 2,46*8 + 1

1

,95 76 11,0 18,0 Lipiec July 2 у = 2,96*! + 0,39*2 - 3,73*з - 2,43*4+2,68*5 + 0,37** - 2,0*7 - 0,35*8 +16,37 66 12,6 17,3

(9)

y — zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem na koniec określanej dekady useful water reserve in soil to the depth of 50 cm under rye at the end of the ten days determined Xl — suma nasłonecznienia z dekady poprzedzającej

insolation sum for the preceding ten days x2 — suma opadów z dekady poprzedzającej

rainfau sum for the preceding ten days

*з — średni niedosyt wilgotności powietrza z dekady poprzedzającej mean air moisture saturation deficit for the preceding ten days *4. — średnia prędkość wiatru z dekady poprzedzającej

mean wind velocity for the preceding ten days

*5 — *8 — j.w. lecz z dekady określanej — as above, but for the ten days determined * — współczynnik regresji istotny przy a = 0,05

regression coefficient significant at a = 0.05

j ** — współczynnik regresji istotny przy a = 0,01 I regression coefficient significant at a = 0.01

(10)

66

Rys. 1. Zależność pomiędzy zapasem w o d y użytecznej w glebie pod żytem do głębokości 50 cm w danej dekadzie ( y w m m ) i dekadzie poprzedzającej (x w m m )

na stacji w Lipkach. L a ta 1961 -1983

Fig. 1. Relationship betw een the reserve of useful w ater in soil under rye to the depth of 50 cm in the given ten-day interval (y in m m ) and the preceding ten-day

(11)

Prognoza zapasów wody w glebie pod uprawami

67

T a b e la 3 Proponowane kombinacje zmiennych niezależnych w pięciu wariantach modeli równań regresji

na podstawie danych meteorologicznych na stacji agrometeorologicznej w Lipkach Proposed combinations of independent variables in five treatments of regression equation

models on the basis of meteorological data at the Agrometeorological Station Lipki

Wariant I — Treatment I

y — zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem na koniec prognozo wanej dekady

useful water reserve in soil to the depth of 50 cm under rye at the end of forecasted ten days

Xi — zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem z poprzedzającej dekady

useful water reserve in soil to the depth of 50 cm under rye for the preceding ten days Wariant П — Treatment II

y — zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem na koniec progno zowanej dekady

x x — zapas wody użytecznej z poprzedzającej dekady useful water reserve for the preceding ten days x2 — suma opadów z prognozowanej dekady

rainfall sum for the forecasted ten days

* 3 — średnia temperatura powietrza z prognozowanej dekady mean air temperature for the forecasted ten days Wariant III — Treatment III

y — zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem na koniec prognozo wanej dekady

Xi — zapas wody użytecznej z poprzedzającej dekady useful water reserve for the preceding ten days x2 — suma nasłonecznienia z prognozowanej dekady

insolation sum for the forecasted ten days * 3 — suma opadów z prognozowanej dekady

rainfall sum for the forecasted ten days Wariant IV — Treatment IV

y — zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem na koniec prognozo wanej dekady

X i — zapas wody użytecznej z poprzedzającej dekady useful water reserve for the preceding ten days x2 — suma nasłonecznienia z prognozowanej dekady

insolation sum for the forecasted ten days

x3 — średni niedosyt wilgotności powietrza z prognozowanej dekady

(12)

68

cd. tabeli 3

continued

Wariant V — Treatment V

y — zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem na koniec progno zowanej dekady

— zapas wody użytecznej z poprzedzającej dekady useful water reserve for the preceding ten days л*2 — suma opadów z prognozowanej dekady

rainfall sum for the forecasted ten days

Яз — suma parowania wskaźnikowego (Eo) z prognozowanej dekady indicatory evaporation sum (E o ) for the forecasted ten days

N a tej podstaw ie zaproponow ano pięć kom binacji tych elem entów ,

pozw ala ją cych na progn ozow an ie zapasów w o d y u żytecznej pod żytem

na koniec danej dekady (tab. 3). Spośród pięciu zaproponow anych w a

rian tów najlepsze w y n ik i u zyskuje się, u w zględ n iają c w rów naniach

r eg resji w ielok ro tn ej — poza zapasam i w o d y u żyteczn ej z poprzedniej

d ekady — także sumę opadów i parow ania w skaźn ikow ego (E 0) z p rog

nozow an ej dekady (w aria n t V, tab. 4). O bliczon y w spółczyn n ik d eterm i

nacji (R 2) osiągnął w rozp a tryw a n ych dekadach w ratość od 74 do 89%,

a b łęd y reg resji (S y ) okazały się znacznie niższe od odchyleń standardo

w y c h (S). N a przykład, w trzeciej dekadzie m aja: R 2 = 89%, a Sy = 7,1

m m p rz y S = 20,3 mm. Z bliżon e w y n ik i otrzy m u je się p rz y zastosow a

niu w rów naniach regresji, poza zapasem w o d y u żytecznej z poprzedniej

dekady, także sumę nasłonecznienia i opadów z prognozow anej dekady

(w aria n t III, tab. 4), albo sumę nasłonecznienia i opadów oraz średni

n iedosyt w ilgotn ości p o w ietrza z prognozow anej dekady (w aria n t IV ,

tab. 4). N atom iast nieco gorsze w y n ik i u zysk u je się g d y w rów naniach

regresji, poza zapasem w o d y u żyteczn ej z poprzedniej dekady, stosuje się

sumę opadów i średnią tem peraturę p o w ietrza z prognozow anej dekady

(w arian t II, tab. 4).

W dekadow ych prognozach p ogod y IM G W podaje się przede w szyst

kim dane dotyczące tem p era tu ry p ow ietrza i opadów, rzadziej nasłonecz

nienia, a bardzo rzadko w ilgotn ości pow ietrza. D latego w praktyce w n a j

bliższym czasie trzeba będzie w y k o rzy s ty w a ć z dekadow ych prognoz

pogody IM G W dane dotyczące tem p era tu ry pow ietrza, opadów i nasło

necznienia.

(13)

Tabela 4

Zależności między zapasem wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem na koniec prognozowanej dekady a zapasem wody użytecznej pod

koniec poprzedzającej dekady i czynnikami meteorologicznymi z dekady prognozowanej na stacji w Lipkach za lata 1961-1983

Relationship between the useful water reserve in soil to the depth of 50 cm under rye at the end of the forecasted ten days and the useful water reserve at the end of the preceding ten days and meteorological factors for the forecasted ten days at the Station Lipki in 1961-1983

Miesiąc Month Dekada Ten days Wariant Treatment

Równanie regresji wielokrotnej

Multiple regression equation

_A,2(%)

!

5

1

2

3

₁

₄

₁ ₅

₁

₆

Maj — May

11 y = 0,41 z*

* +

0,547p *

*—0,

189/

+

4,869 _i ₇₃ _8,9

1 nr

y = 0,665z

* *

—

1

,272л

+

0,483p

* *+1

4,34 74 8,5 IV

_{у = 0,68z—0,731 л + 0 ,446* *p— l,019>v+15,813}**

₇₅ _8,7 V

ÿ = 0,6595z* *

+

0,4480p * * — 0,4930e+20,2003 76 8,4 15,8 0,4502 < ßz < 0,8688 0,2387

<

ßp

<

0,6573 -1,1209 < ße < 0,1349 Maj — May JI у

=

0,846z*

* +

0,528p *

*

— 1,629/+ 8,123 ₈₆ _8,3 2 III _у

₌

_0,797z**

_—

_{2,01л+0,415р+6,028} ₈₄ _8,7 IV

_{ÿ = 0,646z}

**_{* * +}**

0,626л

+

0,427p * * — 3 ,2 0 2 *

+

14,181 ₈₈ _7,9 V

**_{у = 0,8130z* *}**

₊

0,4774p** — 0,4484e+2,3516 ₈₄ _8,9 _20,6 ■

-

0,6037 < ßz < 1,0223 0,2681 < ß „ < 0,6867 -1,00763 < ße < 0,1795 Maj — May II у = 0,704z* * + 0,875p * * - 1 ,975/* * +17,066 _~~89 _7,2 3 III _{ÿ = 0,72z* * —2,994л* * + 0,549p * * + 15,35} ₉₁ _6,7 IV _{y = 0,71z**— 2,673л+ 0 , 559p**—0,377vt'+15,626} ₉₁ 6,9

v

У = 0,7140z** + 0,6587p** —0,6108c**+ 13,1166 89 7,1 20,3 1 0,5047 < ß2 < 0,9233 0,4494 < ßp < 0,868 - 1,0294 < ße < 0,1922

₁

(14)

continued 1 2 1 3 1

4

i 5 J₁

₆

Czerwiec June 1 II III IV V у = 0,55z**+0,511/?** —0,762/+10,669 у = 0,562z* * — 1,688/i + 0,415/? * +12,576 y = 0,537z** — 1,33/1+0,397/?*— 0,458и>+14,322 у = 0,5230z* * +0,4271/?* *-0,4243<?* + 14,6271 0,3137 < ßz < 0,7323 0,2179 < ßp < 0,6365 -0,8429 < ße < 0,0057 70 72 72 74 7,7 7,4 7,6 7,1 12,9 Czerwiec 11 у = 0,676z** + 0,519/?** —0,911/+7,236 63 10,1 June 2 III у = 0,724z* * — 3,526/2* * + 0,248/?*+20,924 84 6,7 15,5 IV у = 0,71 l z * * — 2,965«** + 0,255/7* — 1,051 w + 24,043 85 6,7 V у = 0,6777z* * + 0,2481/?* * — 1,2379e* * + 36,3562 86 6,3 15,5 0,4684< ßz < 0,887 0,0388 < ßp < 0,4574 - 1,6565 < ße < -0,8193 Czerwiec 11 y = 0,867z* * + 0,584/? * * — 2,665/+ 33,942 88 7,2 June 3 III у = 0,913z**— l,508/z+0,613/?**— 1,265 85 7,9 IV у = 0,898z* * — 0,964л+ 0,599/?* * — 0,675и>— 0,25 86 8,1 V у = 0,8959z* * + 0,5978/?* * — 0,5101^+4,2781 86 7,8 19,2 — — 0,6866 < ßz < 1,1052 0,3885 < ßp < 0,8071 -1,138 < ße < 0,1178 Lipiec у - 0,516z** + 0,787/?** —0,661/+6,64 85 7,5 July 1 III у = 0,521z** + 0,208/2+0,848/?**-6,957 85 7,6 IV у = 0,478z* * + 1 ,644//+ 0,752/?* * — 1,654>v—3,61 86 7,5 V у = 0,5167z* * + 0,8194/? * * — 0,0380e— 3,714 84 7,6 18,0 0,3074 < /Jz < 0,726 0,6101 < ßp < 1,0287 -0,4566 < ße < 0,3806 Lipiec I T ” у = 0,727z* * + 0,518/? * * — 0,221 / + 0,647 88 6,3 July 2 111 у = 0,831z* * + 1,059/2+0,432/?**— 11,053 85 7,2 IV у = 0,738z* * + 2,207/2* + 0,395/? * * — 1,635 vv— 5,17 88 6,8 V у = 0,8140z* *+0,3946/?* * + 0,0055^ — 3,3326 84 7,4 17,3 0,6047 < 1,0233 0,1853 < 0,6039 -0,6224 < ft, < 0,6334 Objaśnienie — Explanation:

y — zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod żytem na koniec prognozowanej dekady useful water reserve in soil to the depth of 50 cm under rye at the end of the forecasted ten days z — zapas wody użytecznej z poprzedzającej dekady

(15)

suma opadów z prognozowanej dekady rainfall sum for the forecasted ten days

suma parowania wskaźnikowego (E o ) z prognozowanej dekady indicatory evaporation sum (E o ) for the forecasted ten days suma nasłonecznienia z prognozowanej dekady

insolation sum for the forecasted ten days

średni niedosyt wilgotności powietrza z prognozowanej dekady mean air moisture saturation deficit for the forecasted ten days średnia temperatura powietrza z prognozowanej dekady

mean air temperature for the forecasted ten days współczynnik regresji istotny przy a = 0,05 regression coefficient significant at a = 0.05 współczynnik regresji istotny przy a = 0,01 regression coefficient significant at a = 0,01

(16)

P o d jęliś m y rów n ież dla w o je w ódz w a szczecińskiego próbę przestrzen

nej ch arakterystyk i w ilgotn ości gleb w y tw o rzo n y c h z piasków słabo g li

niastych i glin iastych lekkich do głębokości 50 cm pod żytem , p rzy za

stosowaniu opracow anych m odeli rów nań reg res ji w ielok ro tn ej i danych

m eteorologiczn ych z poszczególnych dekad (tab. 1 i 2).

W yk o rzy stu ją c w y n ik i badań K u źnickiego, Białousza i Skłodow skie

go [10] oraz T rzeck ieg o [15], a także ch arakterystyczn e p rogow e w artości

stanu w ilgotn ości gleb i odpow iadającą im siłę ssącą oraz p rz y ję tą kla

sy fik a cję w o d y w glebie, zaproponow ano pięć klas stanu w ilgotn ości gleb

T a b e la 5 1 Stan wilgotności Moisture level ! Siła ssąca j Sucking power PF Klasyfikacja wody w glebie Water classi fication in soil i i Maksymalna pojemność wodna

Max. water capacity

< 2,50

i Polowa pojemność wodna 1 Field water capacity

2,50

woda łatwo dostępna Początek hamowania wzrostu

roślin

Plant growth inhibition start

2,85

; readily acces sible water 2,20-3,70 ;

Silne hamowanie wzrostu roślin

1 Strong inhibition growth of plant 3,20

j Całkowite zahamowanie wzrostu ! roślin

j Total inhibition growth of plant

3,70 woda trudno dostępna j hardly acces- i sible water 3,70-4,20 Początek trwałego więdnięcia

roślin

Permanent plant wilting start

> 4,20 I j woda niedo- 1 stępna inaccessible j water 1 > 4 ,2 0 i gliniastych lekkich and loamy sands

i Woda ; w glebie Propono j do głę wany stan bokości wilgotności Water Proposed in soil moisture to the level depth j of 50 cm/mm j ! nadmierny

i

_j > 89 ; excessive ₍ j < 2,20 pF dobry ; 51-89 j well j 2,20-2,85 pF i dostateczny ! sufficient 33-50 2,85-3,70 pF niedostate ! czny 23-32 non suffi-' cient 3,70-4,20 pF j i krytyczny i critical < 23 > 4,2 pF i

(17)

Prognoza zapasów wody w glebie pod uprawami

₇₃

do głębokości 50 cm pod żytem : n a dm iern y (p o w y że j 89 m m ), dobry

(5 1 - 8 9 mm), dostateczny (33 - 50 m m ), niedostateczny (23 - 32 m m )

i k ry ty c zn y (ponieżj 23 m m w o d y w gleb ie). N a le ż y podkreślić, iż podane

w tabeli 5 w artości zapasu w o d y u żyteczn ej w g leb ie do głębokości 50

cm pod żytem odnoszą się do gleb w y tw o rzo n y c h z piasków słabo g lin ia

stych i glin iastych lekkich bez od działyw an ia na nie zw ierciad ła w o d y

g ru n to w e j.

W y k o rzy stu ją c m odele rów nań reg res ji w ielok ro tn ej (tab. 1) oraz

dane m eteorologiczn e z 8 stacji IM G W i 8 posterunków a grom eteorolo

giczn ych założonych przez nas w kom binatach P G R , opracow ano p rze

strzenną ch arakterystykę stanu w ilgotn ości gleb do głębokości 50 cm pod

żytem na teren ie w o je w ó d z tw a szczecińskiego. D la przykładu podano

ch arakterystyk ę w ilgotn ości gleb w trzeciej dekadzie czerw ca 1979 roku

i w dru giej dekadzie m aja 1980 roku (rys. 2 i 3). N a załączonych rysun

kach zaznacza się regionalne zróżnicow anie stanu w ilgotn ości gleb w w

o-Rys. 2. Orientacyjny stan wilgotności R ys. 3. O rientacyjny stan wilgotności gleby pod żytem w trzeciej dekadzie gleby pod żytem w drugiej dekadzie czerwca 1979 r.; wilgotność gleby: с — m aja 1980 r.; wilgotność gleby: с —

dostateczna, d — niedostateczna dostateczna, d — niedostateczna Fig. 2. A p ro xim ate moisture level of Fig. 3. A pp ro xim ate moisture level of soil under rye in the third ten-day in - soil under rye in the second ten-day terval of June 1979. Soil moisture: с — interval of M ay 1980; soil moisture: с —

satisfactory, d — insatisfactory satisfactory, d — insatisfactory

je w ó d z tw ie pod plantacjam i w analizow an ych dekadach; od zw ierciedla

to przestrzenne zróżn icow an ie w aru n ków m eteorologiczn ych. W ob yd w u

dekadach n iekorzystn e w aru n ki w ilgotn ości gleb p a n ow ały w środkow o

w schodniej części w o je w ó d z tw a i w rejo n ie K a m ien ia Pom orskiego, co

(18)

74

T a b e la 6

Propozycje równań regresji wielokrotnej dla pośredniej oceny dekadowych zapasów wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod ziemniakami na podstawie danych meteorolo

gicznych ze stacji agrometeorologicznej w Lipkach k. Stargardu

Proposed multiple regression equations for indirect estimation of useful water reserves in soil to the depth o f 50 cm under potatoes on the basis of meteorological data from the

Agrometeorological Station Lipki near Stargard

Wariant I — Treatment I

y — zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod ziemniakami pod koniec określanej dekady

useful water reserve in soil to the depth of 50 cm under potatoes at the end of the ten days determined

x x — suma opadów w poprzedniej dekadzie — rainfall sum for the preceding ten days x2 — średnia temperatura powietrza w poprzedniej dekadzie

mean air temperature for the preceding ten days

дг3 — suma opadów w określanej dekadzie — rainfall sum for the ten days determined x4 — średnia temperatura powietrza w określanej dekadzie

mean air temperature for the ten days determined Wariant II — Treatment II

y — jw. — as above

Xi — suma opadów w drugiej dekadzie poprzedzającej określaną dekadę rainfall sum for the preceding ten days determined

x2 — suma opadów w poprzedniej dekadzie — rainfall sum for the preceding ten

days

* 3 — średnia temperatura powietrza w poprzedniej dekadzie mean air temperature for the preceding ten days

*4 — suma opadów w określanej dekadzie — rainfall sum for the ten days determined x5 — średnia temperatura powietrza w określanej dekadzie

mean air temperature for the ten days determined

Wariant III — Treatment III y — jw. — as above

— suma opadów w poprzedniej dekadzie — rainfall sum for the preceding ten days x2 — średnia temperatura powietrza w poprzedniej dekadzie

*з — średni niedosyt wilgotności powietrza w poprzedniej dekadzie mean air moisture saturation deficit for the preceding ten days x4

*5

Wariant IV — Treatment IV y — jw. — as above

x L — suma opadów w poprzedniej dekadzie — rainfall sum for the preceding ten days x2 — liczba dni z dobowym opadem > 2,5 mm w poprzedniej dekadzie

number of days with rainfall per day > 2 . 5 mm in preceding ten days * 3 — średnia temperatura powietrza w poprzedniej dekadzie

(19)

Prognoza zapasów wody w glebie pod uprawami

75

ДГ4 — średni niedosyt wilgotności powietrza w poprzedniej dekadzie mean air moisture saturation deficit for the preceding ten days *5

*6 — jw. lecz w określanej dekadzie — as above, but for the ten days determined X7

x a.

Wariant V — Treatment V У — jw. — as above

X i — P —Eo w poprzedniej dekadzie — P —Eo for the preceding ten days X2 — P —Eo w określanej dekadzie — P —Eofor the ten days determined Wariant V I — Treatment V I

У — jw. — as above

Xi — P —ETa w poprzedniej dekadzie — P —ETa for the preceding ten days X2 — P —ETa w określanej dekadzie — P —ETa for the days determined gdzie: — where:

ETa — mierzone sumy ewapotranspiracii aktualnej [13]. ETa — measured actual évapotranspiration sums [13].

odpow iada przestrzennem u rozkładow i tego elem entu g le b y przedsta

w ionem u w Rolm etach IM G W .

W y k o rzy stu ją c zachodzące zależności m ięd zy dek a d ow ym i zapasami

w o d y u żyteczn ej w g leb ie do głębokości 50 cm pod ziem niakam i a deka

d o w y m i w artościam i sześciu elem en tów m eteorologiczn ych, opracow ano

sześć w a ria n tó w rów nań reg res ji w ielok ro tn ej o różnych kom binacjach

tych elem en tów (tab. 6). Spośród nich n a jlep iej opisuje analizow ane za

leżności w aria n t I I (tab. 7).

W ed łu g w ym ien ion ego w arian tu II, w spółczyn n ik determ in acji w y

nosi od 71% w p ierw szej dekadzie sierpnia do 97%. w p ierw szej dekadzie

w rześnia (tab. 7). W artości błędu reg res ji w e w szystk ich ośmiu ro zp a try

w an ych dekadach okazały się rów n ież znacznie niższe od w artości od

ch ylenia standardowego, co p o tw ierd za łob y w ła ś c iw y dobór czyn n ik ów

m eteorologiczn ych. Jednakże w poszczególnych dekadach okresu w e g e

tacyjn ego ziem n ia k ów rozp a tryw a n e czyn n ik i m eteorologiczn e w p ły w a ły

w różn ym stopniu na zapas w o d y w gleb ie N a przykład, o ile w p ie r w

szej dekadzie lipca w ysoce istotn y w p ły w na zapas w o d y w g leb ie ma

suma opadów w trzech k o lejn y ch dekadach u w zględn ion ych w rów naniu

reg res ji w ielok ro tn ej, o ty le w p ierw szej dekadzie sierpnia ty lk o suma

opadów z dekady określanej okazała się w ysoce istotna. Stąd w niosek, iż

n aw et p rz y tak dobranych czynnikach m eteorologiczn ych m ożna opisyw ać

zapasy w o d y w g leb ie w ogran iczonym zakresie.

P o ró w n a n ie zm ierzon ych dekadow ych zapasów w o d y w g leb ie ,do

głębokości 50 cm w okresie w e g e ta c y jn y m pod ziem niakam i w latach

1984 i 1985 z w artościam i ob liczon ym i na podstaw ie rów nań reg res ji (tab.

(20)

Zależności między zapasem wody użytecznej w glebie pod ziemniakami do głębokości 50 cm pod koniec danej dekady a czynnikami meteo rologicznymi. Lata 1961-1983

Relationship between the useful water reserve in soil under potatoes to the depth of 50 cm at the end of the given ten days and meteo rological factors in 1961-1983

Równanie regresji wielokrotnej — Multiple regression equation R 2( % )

...

Sy 5 Czerwiec June 3 y = - 0 ,1 0 7 *!+ 0 ,4 8 6 *2 *+ 0 ,5 6 1 *3 + 0 ,7 1 9 *;*+ 1,050*5-7,567 9,8 16,7 Lipiec July 1 y = 0,375*** + 0,435*2* + l , 653*з + 0,7 6 5 * * * - l , 311*5-0,944 90 5,9 16,7 I Lipicc j July 2 y = 0 3 5 ,1 *,+ 0 ,5 0 5 * 2 * - !,572*з + 0,3 5 4 * | - 1,859*5 + 68,798 79 8,7 16,6 ! Lipiec July 3 I y - 0,409*;f + 0,247*2- 0 , 522*з + 9,199*4-2,306*5+61,039

₇₄

_! 9,1 15,6 1 Sierpień I August 1 ÿ ■-= 0,190*! + 0,017*2 — 1,404*з + 0,733*$*— 1,985*5+69,003 71 11,2 18,0 Sierpień August 2 ÿ = 0,281** + 0,5122* + 0,268*4-1,392*5 + 31,01 1 74 8,5 14,5 Sierpień August 3 ÿ = 0,467*** + 0,214 *2 -2 ,782*з + 0,692.vJ*-0,883*5 + 63,412 86 8,3 19,4 ; Wrzesień ; September 1 j I/ 0,243*, • 0,591*2* - 3,081 x * + 0,826*$*- Î ,53*s г 75,187

1

97 6,8 1 24,2

(21)

Objaśnienia — Explanations:

y — zapas wody użytecznej w glebie pod ziemniakami do głębokości 50 cm pod koniec danej dekady useful water reserve under potatoes to the depth of 50 cm at the end of the given ten days — suma opadów z drugiej dekady przed daną dekadą

rainfall sum for the second ten days before the given ten days x2 — suma opadów z dekady poprzedzającej

*3 — średnia temperatura powietrza z dekady poprzedzającej mean air temperature for the preceding ten days л*4 — suma opadów z danej dekady

rainfall sum for the given ten days

x5 — średnia temperatura powietrza z danej dekady

(22)

Zależności między zapasem wody użytecznej w glebie pod ziemniakami do głębokości 50 cm pod koniec danej dekady a czynnikami me teorologicznymi z określanej i poprzedzającej dekady. Lata 1961-1983

Relationship between the useful water reserve in soil under potatoes to the depth of 50 cm at the end of the given ten days and me teorological factors for the determined and preceding ten days in 1961-1983

Równanie regresji wielokrotnej — Multiple regression equation R 2( % ) Sy S

Czerwiec June 2 y = o ,1 2 6 *i — 0,110*2 —0,671*3 + 0 ,4 4 1 * 2 * + 1,388*5 — 3,787*6+ 45,416 69 8,7 13,2 Czerwiec June 3 у = 0 ,3 8 1 **+0,479*2 — 0,872*з + 0,558* J* + 2,493*5 — 2,731 * 6 — 3,667 78 9,3 16,7 Lipiec July 1 у = 0 ,2 1 1 * !+ 1 ,0 1 7 * 2 - 3 , 104*з + 0,7 5 5 * 4 - 2 ,6 8 3 * 5 + 1 ,389*6 + 55,079 84 7,9 16,7 Lipiec July 2 у = 0 ,4 8 1 *1 -1 ,3 1 6 *2 -0 ,4 8 9 *з + 0 ,3 5 5 *2 -2 ,4 1 5 *5 + 0,669*б + 76,233 76 9,5 16,6 Lipiec July 3 у = 0 ,1 9 4 *1 -0 ,7 5 7 *2 -0 ,7 4 6 *з + 0 ,1 1 5 *2 -2 ,5 6 3 *5 -0 ,6 6 2 *б + 88,949 65 10,9 15,6 Sierpień August 1

у =

- 0 ,0 4 2 * 1 - 1 ,9 2 5 * 2 - 0 ,7 1 3 * з + 0 ,6 8 1 * 2 - 0 ,7 2 9 * 5 - 0 ,7 7 6 * б + 72,930 69 12,0 18,0 Sierpień August 2 у

=

0,386*1 + 2 ,7 3 6 *2 -2 ,1 5 4 *з + 0 ,0 8 *4 + 0 ,7 5 0 *5- 2 ,5 3 5 * б -1 1 ,1 8 1 69 9,7 14,5 Sierpień August 3 у = -0 ,0 4 4 *1 + 3 ,6 9 6 *2 -5 ,7 1 0 *з + 0 ,3 8 6 *4 -2 ,5 1 5 *5- 0 ,3 0 2 * б + 38,029 76 11,4 19,4 Wrzesień September 1 у = 0 ,4 2 6 * J - 2 ,2 4 1 * 2 - 2 , 2 8 * з + 0 , 8 1 7 *2 -3 ,1 7 1 *5 + 1 ,6 5 9 *6 + 98,525 94 i 7,1 24,2

(23)

Objaśnienia — Explanations:

y — zapas wody użytecznej do głębokości 50 cm pod ziemniakami w danej dekadzie useful water reserve to the depth of 50 cm under potatoes for the given ten days x L — suma opadów w dekadzie poprzedzającej

x2 — średnia temperatura powietrza w dekadzie poprzedzającej

mean air temperature for the preceding ten days x3 — niedosyt wilgotności powietrza w dekadzie poprzedzającej

air moisture saturation deficit for the preceding ten days x4 — suma opadów w danej dekadzie

rainfall sum for the given ten days

x5 — średnia temperatura powietrza w danej dekadzie

mean air temperature for the given ten days x6 — niedosyt wilgotności powietrza w danej dekadzie

(24)

Zależności między zapasem wody użytecznej w glebie pod ziemniakami do głębokości 50 cm pod koniec danej dekady a czynnikami me teorologicznymi. Lata 1961-1983

Relationship between the useful water reserve in soil under potatoes to the depth of 50 cm at the end of the given ten days and meteoro logical factors in 1961-1983

Równanie regresji wielokrotnej — Multiple regression equation

1 * 2(% ) Sy ! Czerwiec June 2 y = 0,322л* + 0,5739л** + 30,3459 0,1134 < ß i < 0,5306 0,3653 < ßx < 0,7825 66 7,9 13,2 Czerwiec June 3 у = 0,425** *+0,623 5л'£ * + 20,7019 0,2164 < ß2 < 0,6336 0,4149 < ß4 < 0,8321 69 9,5 16,7 Lipiec July 1 у = 0,3037л* * + 0 ,3447л* *+0,8796л|* + 6,7357 0,0944 < ß i < 0,513 0,1354 < ß2 < 0,554 0,6703 < /?4 < 1,0889 84 7,4 17,4 Lipiec July 2 у = 0,7875л* * + 0,4086л* * + 7,4599 0,3703 < ß2 < 1,2047 0,2 < ß4 < 0,6172 68 j1 10,2 17,2 Lipiec July 3 у - 0,3635л*-5,1605л**+113,0113 0,0476 < ß i < 0,6794 -7,2465 < ß5 < -3,0745 68 j 9,6 16,2 Sierpień August 1 у - 0,6365л* * -3 ,3 5 16л* * + 76,8907 0,2179 < ß4 < 1,0551 -5,8632 < ß5 < -0 ,8 4 65 I 11,7 18,7 Sierpień August 2 у = 0,3207л**-0,6038л* * + 9,2292 0,1114 < ßi < 0,53 0,3945 < ß2 < 0,8131 64 9,6 15,2 Sierpień August 3 у = 0,5073л J * —4,329л| * + 0,7232л J * + 77,4499 0,2972 < ßi < 0,7174 -7,0603 < ß3 < -1,597 0,5131 < ß4 < 0,9333 84 8,3 19,4 Wrzesień September 1 У = 0,5604л**-4,3440л** + 0,8672|* + 75,3845 0,3484 < ß2 < 0,7724 -6,888 < ß3 < 0,6552 < ß4 < 1,0792 92 7,4 ! 24,2

1

(25)

У — zapas wody użytecznej w glebie pod ziemniakami do głębokości 50 cm pod koniec danej dekady useful water reserve in soil under potatoes to the depth of 50 cm at the end of the given ten days Xi — suma opadów z drugiej dekady przed daną dekadą

rainfall sum for the second ten days before the given ten days x2 — suma opadów z dekady poprzedzającej

x3 — średnia temperatura powietrza z dekady poprzedzającej

mean air temperature for the given ten days

*4 — suma opadów z danej dekady rainfall sum for the given ten days

x$ — średnia temperatura powietrza z danej dekady mean air temperature for the given ten days * — współczynnik regresji istotny przy a = 0,05

regression coefficient significant at a = 0.05 * * — współczynnik regresji istotny przy a = 0,01

(26)

7) pozw ala stw ierdzić, iż dla w iększości dekad w ystęp u jące różnice w y

noszą od kilku do kilkunastu procent. Jednakże w latach ekstrem alnych,

g d y notow an e sum y opadów w dekadzie określanej kilk ak rotn ie p rze

w yższą średnią w ieloletn ią, w ów czas różnice m ięd zy zm ierzon ą a ob li

czoną w artością zapasu w o d y w gleb ie m ogą dochodzić n aw et do około

40%. T rzeb a zaznaczyć, że obliczane zapasy w o d y w gleb ie nie u w zg lęd

niają szybkości przem ieszczania się je j oraz w p ły w u w o d y gru n tow ej,

a także początkow ego stanu w ilgotn ości g le b y [16]. P oza tym pom iary

w ilgotn ości g le b y w yk o n y w a n e są na koniec dekady p rz y bardzo różn ym

rozkładzie opadów w ciągu całej dekady. W w o je w ó d z tw ie szczecińskim

p rzy opadach dobow ych p o w y żej 25 m m w ys tę p u je p o w ie rzch n io w y lub

g ru n tow y o d p ły w w o d y lub ob yd w a łącznie [2].

Z ad ow alające w y n ik i w określaniu zapasów w o d y w gleb ie m ożna

ró w n ież uzyskać, stosując rów nan ia reg resji w ielok ro tn ej z w ariantu I I I

(tab. 8). O bliczone w spółczyn n ik i determ in acji dla w szystkich dekad

okresu w eg eta c y jn eg o ziem n iaków w yn oszą w te d y p o w y że j 60 % i w a

-T a b e la 10 Sumy opadów (a ) i temperatury powietrza (b) występujące na stacji agrometeorologicznej

w Lipkach z prawdopodobieństwem: 20-80% w poszczególnych dekadach Rainfall sums (a ) and air temperatures (b) occurring at the Agrometeorological Station Lipki

with the probability of 20-80% in particular ten days

Miesiąc

Month Prawdopodobieństwo (% ) — Probability (% )

Dekada 20 40 60 80 Ten days j a b a _ a b a b Czerwiec June 2 32 18,0 ,j 22 15,8 j 15 14,6 1 13,5 Czerwiec June 3 30 17,9 18 16,8 ! 11 16,1 I 6 15,3 Lipiec July 1 28 18,3 ₁

₁₇

16,9 10 15,8 j 5 14,8 Lipiec July 2 1 40 1 : 19,6 j

24

18,1 1 14 16,9 6 15,7 Lipiec July 3 37 19,1 ! 21 17,6 11 16,5 5 15,8 Sierpień August 1 36 20,T j 24 1 18,5 j 16 17,4 7 16,3 j Sierpień ; August 2 26 18,0 1

14

17,2 ! 7 16,5 3 15,8 Sierpień i August 3 32 17,2 15 16,1 1 ‘ 6 15,3 2 14v5 j Wrzesień j September I 29 16,2 18 15,4 10 14,7 4 14,0

(27)

Prognoza zapasów wody w glebie pod uprawami

83

Rys. 4. Zależność między zapasem w o dy użytecznej w glebie pod ziem niakam i do głębokości 50 cm w danej dekadzie (y w m m ) i dekadzie poprzedzającej ( x w mm),

lata 1962- 1983

Fig. 4. Relationship betw een the reserve of useful w ater in soil under potatoes to the depth of 50 cm in the given ten-day interval (y in m m ) and the preceding

(28)

Równania regresji wielokrotnej uwzględniające zależności między zapasem wody użytecznej w glebie pod ziemniakami do głębokości 50 cm pod koniec prognozowanej dekady a zapasem wody użytecznej pod koniec poprzedzającej dekady i czynnikami meteorologicznymi. Lata

1961-1983

Multiple regression equations taking into consideration relationships between the useful water reserve in soil under potatoes to the depth of 50 cm at the end of the forecasted ten days and the useful water reserve at the end of the preceding ten days and meteorological

factors in 1961-1983

Równanie regresji wielokrotnej — Multiple regression equation _{R 2( % )} _Sy

Czerwiec June 2 y = 0,5791** + 0,5516*|*-0,2626*3+10,3168 0,1431 < ß , < 1,0151 ~ 0,353 < ß 2 < 0,7502 - 1,3842 < ß3 < 0,859 69 7,8 13,0 Czerwiec June 3 y = 0,7189*} *+0,5106* J * — 0,5308*з + 6,1835 0,4573 < ß x < 0,9805 0,3319 < ß2 < 0,6893 -2,8452 < ß 3 < 1,7836 83 7,2 16,3 1 Lipiec i July 1 y = 0 ,5 8 5 3 *f* + 0 ,5 7 9 4 *J * -1,3407*з+22,8139 0,4061 < ß i < 0,7645 0,3536 < ß2 < 0,8052 -2,7438 < ß3 < 0,0624 90 5,8 17,4 j Lipiec July 2 y = 0,698*** + 0,3 9 3 6 * * - 1,8399*5* + 29,1808 0,5691 < ß L < 0,8269 0,2573 < ß2 < 0,5299 -2,8979 < ß3 < 0,7819 94 4,6 17,2 : Lipiec July 3 ! y = 0,5542*5* * + 0,1936*2 — 2,3416*| + 49,3055 0,3254 < f i i < 0,783 -0 ,3 0 4 < ß2 < 0,4176 - 4,6644 < ß3 < -0,0188 83 7,2 16,2 j Sierpień ! August 1 y = 0,6741 * } * + 0,7624*5 * —0,8989*з + 9,3667 0,4581 < ßŁ < 0,8901 0,5784 < ß2 < 0,9464 -2,4728 < ß3 < 0,675 90 6,5 18,7 ; Sierpień ; August 2 y = 0,6858** * + 0,6009** * + 0,2615 *з -4,5391 0,5081 < ß t < 0,8635 0,358 < ß2 < 0,8438 -2,3547 < ß3 < 2,8777 85

_____

15^2 Sierpień August 3 y = 0,732** * + 0,434***-2,3971 * 338,3227 0,4921 < ß L < 0,9719 0,2174 < ß2 < 0,6506 -5,2914 < ß3 < 0,4972 87 7,5 19,2 Wrzesień September .1 у = 0,8718л** + 0 ,6 0 8 9 ***-1 ,0045*3+12,8327 0,6804 < ßi < 1,0632 0,4599 < ß2 < 0,7579 -3,5229 < ß3 < 1,5139 94 6,5 24,4

(29)

y — zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod ziemniakami pod koniec dekady prognozowanej useful water reserve in soil to the depth of 50 cm under potatoes at the end of the forecasted ten days zapas wody użytecznej w glebie do głębokości 50 cm pod ziemniakami pod koniec dekady poprzedzającej useful watei reserve in soil to the depth of 50 cm under potatoes at the end the preceding ten days x2 — suma opadów w dekadzie prognozowanej

rainfall sum in the forecasted ten days

*з “ średnia temperatura powietrza w dekadzie prognozowanej mean air temperature in the forecasted ten days * — współczynnik regresji istotny przy a = 0,05

regression coefficient significant at a — 0.05 * * — współczynnik regresji istotny przy a = 0,01

(30)

80 hają się od 65

°/

g

|

(trzecia dekada lipca) do 94

%

(pierw sza dekada w rześ

nia). R ó w n ie ż w artości błęd ów reg res ji (S y ) są w y ra źn ie niższe od w a r

tości odchyleń standardow ych (S).

N ieco gorsze w y n ik i otrzym an o p rz y stosowaniu rów n ań reg res ji w ie

lokrotnej, w których u w zględn ion o tylk o te elem en ty m eteorologiczne,

które okazały się istotne i w ysoce istotne (tab. 9).

Zależność m ięd zy zapasem w o d y u żyteczn ej w g leb ie pod ziem niaka

m i do głębokości 50 cm na stacji w Lipkach w danej dekadzie (y w m m )

i w dekadzie poprzedzającej (x w m m ) okazała się w ysoce istotna (rys.

4); Txy w aha się od 0.58 (V

2

dekada czerw ca) do 0,94 (V

2

Określanie i prognozowanie dekadowych zapasów wody w glebie pod żytem i ziemniakami