Jednym z ważnych obszarów badawczych w rolnictwie jest predykcja wielkości plonów, która umożliwia optymalizację produkcji i właściwe zarządzanie zasobami. Zagadnienie to staje się z roku na rok coraz popularniejsze wśród naukowców. Czy nasza współczesna wiedza na ten temat może równać się z ludowymi mądrościami i przekonaniami zawartymi w przysłowiu „W lutym wody wiele – w lecie głodne nawet cielę”?
AUTOR: Joanna Chmist-Sikorska, IMGW-PIB/Centrum Meteorologicznej Osłony Kraju, Zespół Prognoz Specjalistycznych
Według danych z Google Scholar do roku 2000 fraza „yield prediction” pojawiła się w tytułach około 7,5 tys. artykułów, a tylko w roku 2023 powstało 8,5 tys. opracowań na temat predykcji plonów rolniczych. Tak zasobna literatura zagadnienia to efekt m.in. coraz szerszego wykorzystania w badaniach modelowania numerycznego oraz nowatorskich technologii obserwacji, jak również strategicznego znaczenia rolnictwa dla gospodarki światowej w kontekście zmieniającego się klimatu.
Współczesny badacz dysponuje szerokim wachlarzem narzędzi analitycznych:
- modelami statystycznymi, opartymi na regresji liniowej lub wielowymiarowej, wykorzystującymi dane historyczne;
- modelami opartymi na procesach, symulującymi procesy fizjologiczne roślin i ich interakcję ze środowiskiem;
- modelami opartymi na uczeniu maszynowym i sztucznej inteligencji, przetwarzającymi dane z różnych źródeł i uczącymi się złożonych wzorców;
- zdalnymi czujnikami i technologiami obserwacji Ziemi (drony, satelity oraz sensory naziemne do zbierania informacji o aktualnym stanie uprawy i środowisku);
- modelami hybrydowymi łączącymi kilka wymienionych powyżej rozwiązań.
Oczywiście poza naukowym podejściem jest jeszcze jedno, oparte na setkach lat doświadczeń ludzi uprawiających ziemię, których obserwacje zmaterializowały się w postaci ludowych porzekadeł i powiedzeń. Znaczenie przysłowia „W lutym wody wiele – w lecie głodne nawet cielę” jest dość jednoznaczne – nadmiar wilgoci w lutym przepowiada nieurodzajne lato, co może przełożyć się na wielkość plonów. Sprawdźmy zatem, ile w tym prawdy.
Z uwagi na to, że Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej nie zbiera bezpośrednio informacji o ziemiopłodach od producentów rolnych, informacje o wielkości plonu z lat ubiegłych uzyskano z raportów o produkcji upraw rolnych i ogrodniczych publikowanych co roku przez GUS. Pod uwagę wzięto uprawy ozime, na które warunki panujące w lutym mogą mieć rzeczywisty wpływ. Uwagę skupiono na pszenicy ozimej, życie ozimym, jęczmieniu ozimym, pszenżycie ozimym oraz rzepaku ozimym. Punktem wyjściowym była analiza pierwszego członu przysłowia – „w lutym wody wiele”. Ponieważ pod pojęciem opadu skrywa się zarówno deszcz, jak i śnieg, do wyboru lat i stacji, które spełniały warunek opadu powyżej normy wieloletniej dodano jeszcze warunek średniej miesięcznej temperatury powietrza na 2 metrach powyżej 0°C. Podejście to zapewnia, że nawet w przypadku wcześniejszego zalegania pokrywy śnieżnej będzie uwzględniona sytuacja, gdy w danym okresie wystąpiła odwilż. Kolejnym krokiem było wyznaczenie lat, dla których plon wybranych roślin uprawnych był niższy od średniego. Pod uwagę brano dane z lat 2003-2022. Z uwagi na dokładność ograniczoną do województw, dla każdej tej jednostki samorządu terytorialnego wyznaczono średnią wartość wieloletnią wybranej uprawy. Na tej podstawie dla poszczególnych lat sprawdzono, w których województwach odnotowano wartości wyższe, a w których niższe od tej wyznaczonej średniej. Z uwagi na to, że dane meteorologiczne obliczane są dla stacji synoptycznych, wartości z tych stacji zestawiono z danymi o wielkości plonu na poziomie województwa. Tym samym stacje należące do tego samego województwa miały przypisaną tę samą wartość plonu, co jest – i należy to wyraźnie podkreślić (!) – sporym uproszczeniem.
Zgodnie z powyższą metodyką warunek „w lutym wody wiele” był spełniony na co najmniej jednej stacji w latach 2004, 2007, 2008, 2009, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2019, 2020, 2021 oraz 2022. Jak to wygląda w przypadku warunku „w lecie głodne nawet cielę”? Zacznijmy od analizy pszenicy ozimej. Niższe od średnich plony dla przynajmniej jednej stacji odnotowano we wszystkich latach z wyłączeniem roku 2014, 2017, 2020 i 2022, czyli na pierwszy rzut oka można zauważyć kilka lat zbieżnych. Niemniej, aby móc powiedzieć, że warunek został w pełni spełniony, liczba stacji spełniających oba założenia jednocześnie powinna być taka sama. W przypadku pszenicy pełnej zgodności nie uzyskano w żadnym z analizowanych lat. Co więcej, spełnienie pierwszego warunku nie przekłada się na końcowy wynik, czyli sam fakt, że „w lutym wody wiele” nie powoduje, że w każdej stacji ilość plonów będzie niższa, co dokładnie widać na wykresie w przypadku lat 2004, 2008, 2009, 2013, 2016 i 2019. Ponadto rok 2020 czy 2022, dla których na większości stacji odnotowano opady w lutym powyżej normy przy jednoczesnym utrzymywaniu się temperatur powietrza powyżej 0°C, nie cechował się zmniejszeniem ilości plonów pszenicy ozimej.
W przypadku żyta ozimego niższe od średnich plony dla przynajmniej jednej stacji odnotowano we wszystkich latach z wyłączeniem roku 2014, 2017, 2020, 2021 i 2022. Podobnie jak w przypadku pszenicy ozimej, pełnej zgodności nie uzyskano w żadnym z analizowanych lat. Również dla tej rośliny uprawnej spełnienie pierwszego warunku nie przekłada się na końcowy wynik, ponieważ w latach 2004, 2009, 2016 i 2019 sam fakt wystąpienia opadów powyżej normy nie skutkował tym, że na danej stacji plon był niższy. Ponadto w 2013 roku, mimo zajścia obu warunków jednocześnie, nie odpowiadały one tym samym stacjom.
Dla jęczmienia ozimego niższe od średnich plony dla przynajmniej jednej stacji odnotowano we wszystkich latach za wyjątkiem roku 2017, 2020 i 2022. Jeśli zaś chodzi o pszenżyto ozime niższe od średnich plony wystąpiły we wszystkich latach oprócz roku 2014, 2017, 2020, 2021 i 2022. Podobnie jak we wcześniejszych przypadkach, dla obu upraw pełnej zgodności nie uzyskano w żadnym z analizowanych lat.
Dla rzepaku niższe od średnich plony dla przynajmniej jednej stacji odnotowano we wszystkich latach z wyłączeniem roku 2014, 2020 i 2022. Mimo iż w kilku latach oba warunki zostały spełnione, nie można powiedzieć o pełnej zbieżności danych. Ponadto również w tym przypadku sam fakt, że luty można było uznać za mokry, nie powodował, że plon rzepaku był niższy, na co dobitnie (nie tylko w tym przypadku) wskazuje rok 2020 i 2022.
Czy zatem deszcz w lutym nie ma żadnego znaczenia na stan upraw w danym roku? Absolutnie ma! Zacznijmy od pozytywnych aspektów. Po pierwsze, deszcz padający w okresach zimowych zwiększa wilgotność gleby, tym samym zapewniając roślinie odpowiedni start po wznowieniu wegetacji (np. u ozimych). Po drugie, utrzymująca się wilgotność gleby w głębszych warstwach stanowi zabezpieczenie na wypadek nagłego wzrostu temperatury. Obecny rok jest tego idealnym przykładem. Dzięki wysokim sumom opadów w lutym, nagłe, ekstremalne ocieplenie temperatury w marcu nie spowodowało istotnego przesuszenia nawet w warstwie 0-7 cm (rozkład przestrzenny wskaźnika wilgotności gleby za ostatnie 3 miesiące można prześledzić na stronie agrometeo.imgw.pl).
Nadmiar opadów ma jednak również swoje negatywne strony. Zbyt duża wilgotność przy jednocześnie utrzymującej się łagodnej dla tej pory roku temperaturze może sprzyjać rozwojowi chorób grzybowych. Ponadto zbyt duża ilość opadów prowadzi do tworzenia się zastoisk. O ile występujące po roztopach zastoiska nie są zjawiskiem wyjątkowym i przynoszą korzyści (sprzyjają uzupełnianiu zasobów wody), to w przypadku, gdy przez długi czas pozostają w tych samych miejscach, ograniczają dostęp do tlenu, co w dalszej kolejności może powodować do zahamowania wzrostu roślin lub nawet ich obumarcia. Dodatkowo warto zaznaczyć, że zbyt duża wilgotność gleby uniemożliwia często wjazd na pole w celu dokonania nawożenia.
Warto pamiętać, że od momentu siewu roślin ozimych wczesną jesienią do czasu ich zbioru latem, na uprawy oddziałuje znacznie więcej czynników niż sam opad. Na prawidłowy rozwój roślin wpływają m.in. ilości docierającego światła, dwutlenek węgla, tlen, temperatura powietrza, wiatr, wilgotność gleby, struktura gleby czy dostęp do substancji pokarmowych. Ponadto należy mieć na uwadze, że w przypadku upraw sadowniczych bardzo istotny jest aspekt wiosennych przymrozków, które zdecydowanie silniej oddziałują na możliwy plon niż opad deszczu w lutym. W prasie rolniczej codziennie pojawiają się nowe doniesienia o możliwych stratach z tytułu kwietniowych dni przymrozkowych, czyli takich, w których temperatura minimalna jest niższa od 0°C, a temperatura maksymalna jest wyższa od 0°C.
Co z obecnym rokiem, w którym średnia obszarowa suma opadów dla lutego wyniosła w Polsce 205 proc. normy? Na podstawie przeglądu portali rolniczych, nie odnotowano znacznych strat w uprawach ozimych. Nie oznacza to jednak, że ich w ogóle nie było. Pojawiały się np. doniesienia o złym przezimowaniu, które najczęściej dotyczyły jęczmienia ozimego. Niemniej, wysoka wilgotność gleby jest korzystna dla rozwoju odmian jarych (o ile był możliwy wjazd na pole w celu ich siewu). Dodatkowo panujące do tej pory warunki (szybsza faza strzelania w źdźbło i kłoszenia przy jednoczesnym dostępie do wody) sprzyjają tworzeniu się dużych ziarniaków, co przekłada się bezpośrednio na wysokie plony. Jedynym zagrożeniem może być płytki system korzeniowy powstały w wyniku łatwego dostępu do wody. W sytuacji wystąpienia suszy, zwłaszcza w okresie maja i czerwca, może dojść do utrudnionego poboru wody przez zboża.
Zatem póki co, z meteorologicznego punkty widzenia, nic nie zapowiada drastycznego spadku uzyskanego plonu z tytułu mokrego lutego. Jeżeli jednak chęć poznania przyszłości jest w Was drodzy czytelnicy bardzo silna, już w tym roku na stronie agrometeo.imgw.pl publikowane będą prognozy wielkości plonów wybranych roślin uprawnych, o czym z pewnością zostaniecie poinformowani.
Zdjęcie główne: Vi Tran | Unsplash.
