Bez wody łąki nie plonują

Czynnikiem silnie ograniczającym produkcję rolniczą jest woda. Jej coraz dotkliwszy brak obniża, a nawet całkowicie niszczy plony. Problem dotyczy także łąk, ponieważ bez wody nie ma wzrostu runi.

Ostatnie dwa lata były bardzo ubogie w opady. Wcześniej suszę w Polsce odnotowano w latach 2015 i 2016. W tej sytuacji system hydrologiczny nie może się odnowić. Ponadto ostatnia zima należała do najcieplejszych w historii pomiarów temperatur. Niekorzystnym zjawiskiem był też brak pokrywy śnieżnej, zapewniającej zapasy wody dla roślin wiosną. Bezopadowy kwiecień i prognozowane upalne lato nie napawają optymizmem producentów rolnych, także w odniesieniu do produkcji pasz. Niedobór wody zaburza przebieg procesów życiowych roślin, które reagują obniżeniem wysokości plonu i pogorszeniem jego jakości.

Decyduje o wydajności

W gospodarce łąkowo-pastwiskowej stosunki wodne, obok dostępnych w glebie składników pokarmowych, są najważniejszymi czynnikami decydującymi o wydajności, przy czym wpływ wody na plony biomasy jest znacznie większy niż na gruntach ornych. Wynika to z jej większego zużycia przez roślinność zbiorowisk trawiastych, wielokrotnie odrastającą w roku. Występuje ścisła zależność między sumą opadów i ich rozkładem a wielkością plonów. Czynnikiem potęgującym spadek plonów biomasy są wysokie temperatury powietrza osuszające mikroklimat łąk, zwłaszcza w długo trwających okresach posusznych.

Potrzeby wodne łąk znacznie przewyższają faktyczną ilość opadów, dlatego duże znaczenie ma poziom wody gruntowej, stanowiącej zapas, z którego rośliny mogą czerpać w okresie bez opadów. Optymalny poziom wody gruntowej zależy od układu czynników ekologicznych i jest regionalnie zróżnicowany. Z poziomem tym są związane określone typy zbiorowisk roślin. Poziom ten może zmieniać się w szerokich granicach, ale wahania te w ciągu roku są ściśle powiązane ze składem botanicznym runi. Jeśli ich amplituda jest zbyt duża i prowadzi do trwałych zmian poziomu wody gruntowej, wówczas dochodzi do sukcesji zespołów roślinnych, czyli zastąpienia dotychczasowych zbiorowisk innymi.

Określić potrzeby wodne

Potrzeby wodne runi zwiększają się wraz z wydłużeniem okresu wegetacji, a także nasłonecznieniem i wzrostem temperatur gleby i powietrza. Zapotrzebowanie roślin na wodę zmienia się dynamicznie w zależności od ich fazy rozwojowej, stosowanego nawożenia i agrotechniki. Największe jest wówczas, gdy rośliny produkują największą biomasę, a więc przed zbiorem pokosów. Trawy gospodarują wodą niezbyt oszczędnie. Na produkcję 1 kg s.m. zużywają 600-850 l wody. Źródłem zaopatrzenia użytków zielonych w wodę są: opady atmosferyczne, wody gruntowe – podsiąk kapilarny, w ograniczonym zakresie także rosa i zalegające mgły.

W warunkach Polski do uzyskania bardzo dobrego plonu z łąk potrzebne są opady 700-800 mm w roku, z tego co najmniej 550 mm w okresie wegetacyjnym. Ważna jest nie tylko ilość opadów, lecz także ich rozkład w okresie wegetacji. Warto pamiętać, że średnia wielkość parowania terenowego kształtuje się 2-4 mm na dobę (w dni wietrzne i gorące może osiągać 10-12 mm). Tylko około 1/3 wody opadowej wykorzystuje się produktywnie, w korzystnych warunkach w 2/3.

Ilość i rozkład opadów atmosferycznych w poszczególnych rejonach kraju kształtują się różnie. Dlatego po obliczeniu potrzeb wodnych dla danej łąki można ustalić, jaką ich część pokrywają opady, a jaką należałoby uzupełnić przez nawodnienia.

Potrzeby wodne można obliczyć według Hohendorfa, w zależności od miesięcznych ilości opadów optymalnych dla łąk na glebach średnio zwięzłych:

Dla gleb lekkich i torfów powyższe dane należy pomnożyć przez 1,25, a dla gleb ciężkich przez 0,85. Opady optymalne należy porównać z opadami faktycznymi z wielolecia na danym obszarze i na tej podstawie ustalić wysokość niedoborów wodnych.

Ważna jest dostępność

Przeważająca część masy korzeniowej roślin, głównie traw, może korzystać z podsiąkania tylko przy stosunkowo wysokim poziomie wody gruntowej, ponieważ główna masa korzeni runi trawiastej (ponad 90%) utrzymuje się w 12-18 cm warstwie gleby. Roślinność łąk rozwija się nieprzerwanie przez wiele lat, przy czym może wykorzystywać wilgoć glebową i opadową niemal przez cały rok, z wyjątkiem okresu zimowego spoczynku. W okresie pozawegetacyjnym i wczesną wiosną zużycie wody przez rośliny łąkowe na transpirację i bezpośrednie parowanie z gleby jest minimalne. W miarę rozwoju roślin, a więc i wzrostu ogólnej powierzchni liści oraz wzrostu temperatury i niedosytu wilgotności powietrza, zużycie wody przez roślinność wzrasta kilkakrotnie, osiągając maksimum przed zbiorem każdego pokosu. Szybkie odrastanie i wzrost roślin wiosną decydują o tym, że plony pierwszego pokosu na łąkach trzykośnych są największe. Po zbiorze potrzebna jest woda do odrastania roślin, podczas gdy zasoby wody w glebie maleją. Stąd na przyrost masy runi korzystnie wpływają bieżące opady. Im suma opadów w okresie czerwca-sierpnia jest większa, tym rośliny lepiej odrastają. Ma to wpływ na przyrost plonów suchej masy drugiego i trzeciego pokosu. Plony te są większe w latach o wyraźnie większej ilości opadów i wyższych dobowych temperaturach powietrza późnym latem.

Nawet przy normalnym uwilgotnieniu gleb łąkowych rośliny wcześniej rozwijające się mogą zmniejszyć zapas dostępnej wody dla roślin rozwijających się i dojrzewających później. Dla traw optymalny stopień nasycenia gleby wodą wynosi 70-80% pełnej pojemności wodnej. Jednak wymagania gatunków są różne – wiechlina łąkowa najlepiej wzrasta przy wilgotności 50-60%, a kostrzewa łąkowa i wyczyniec łąkowy przy wilgotności przynajmniej 80%. Jeśli jednak większość gatunków traw wyczerpie zapas wody dostępnej w glebie, doprowadzając jej deficyt do 70 mm poniżej polowej pojemności wodnej, wtedy ich transpiracja może się wyraźnie zmniejszyć. Przy deficycie równym 25 mm wzrost roślin ulega zahamowaniu. Najbardziej uzależnione od opadów atmosferycznych łąki grądowe mogą wyprodukować 60 dts.m./ha, pod warunkiem że w okresie od początku maja do końca sierpnia spadnie 300 mm, a średnia dobowa temperatura powietrza w tym okresie nie przekroczy 15,5˚C. Dodatkowo, przy takiej samej ilości opadów, ale mniej korzystnie rozłożonych w sezonie wegetacji, przy wysokich temperaturach powietrza w ciągu dnia następuje spadek plonowania łąk nawet o 40%.

Zróżnicowane przyrosty traw

W normalnym roku, gdy gleba posiada zapas wilgoci pozimowej oraz sumaryczna ilość opadów w pierwszych dwóch miesiącach wiosennych kształtuje się na poziomie 180 mm, produkcja biomasy szybko wzrasta, osiągając maksimum w połowie maja, zwłaszcza jeżeli średnie dobowe temperatury powietrza wzrastają od 10˚C (połowa kwietnia) do 16˚C (koniec maja). Potencjalne możliwości produkcyjne traw pastewnych są naprawdę duże przy założeniach odpowiedniej pratotechniki i zaopatrzenia roślin w wodę. W okresie najintensywniejszego wzrostu (maj), wcześnie i średnio wcześnie kłoszące się gatunki traw wysokich (kostrzewa trzcinowa, kupkówka pospolita) mogą wyprodukować około 300 kg/ha suchej masy (rys. 1.). W drugiej połowie czerwca dynamika ta wyraźnie słabnie do poziomu 100 kg/ha dziennie dla kupkówki i późno kłoszącej się tymotki łąkowej. W tym okresie kostrzewa trzcinowa, o mocno rozwiniętym systemie korzeniowym, cechuje się dwukrotnie większymi możliwościami produkcyjnymi. W połowie lata tempo przyrostów suchej masy znacząco maleje, co pozostaje w ścisłym związku ze słabnącą siłą rozwojową roślin oraz z mniejszą dostępnością wody w strefie przykorzeniowej. Znacznie większe możliwości produkcji suchej masy zachowuje kostrzewa trzcinowa. Przy wysokich temperaturach gleby i powietrza czynnikiem ograniczającym jest intensywniejsze oddychanie roślin, przewyższające wydajność procesu fotosyntezy w liściach. W latach suchych jest to czynnik szczególnie ograniczający przyrosty biomasy, gdy temperatury w ciągu dnia sięgają 30-35˚C.   

W Polsce od lat nie inwestuje się w rozwój gospodarki wodnej. Nie jesteśmy przygotowani do retencji wody, w skali kraju zatrzymujemy jej zaledwie 4 mld m3, co stanowi tylko 6,5% objętości średniorocznego odpływu rzecznego.

Największe zapotrzebowanie na wodę

W przyrodniczych warunkach Polski ruń łąkowa wykazuje największe zapotrzebowanie na wodę w następujących okresach kalendarzowych: dla pierwszego pokosu – w maju, dla drugiego pokosu – od połowy czerwca do połowy lipca, a dla trzeciego – od połowy sierpnia do połowy września. Suma opadów w miesiącach tworzenia największego plonu z łąk (V-VIII) regionalnie może być mocno zróżnicowana. Przykładowo w wieloleciu 1981-2010 w Wielkopolsce odnotowano 243 mm, natomiast na Podkarpaciu 323 mm.

Śnieg jest ważnym przychodem wody

Jeszcze 60 lat temu w poradnikach dla łąkarzy podawano, że na przeważającej części obszaru Polski pokrywa śnieżna pojawiała się przeciętnie w trzeciej dekadzie listopada, na północnym wschodzie kraju już w drugiej dekadzie listopada, a w górach na początku października. Pokrywa śnieżna w zachodniej i środkowej części kraju utrzymywała się 30-40 dni, na terenach wschodnich średnio 80 dni, a w górach 160-200 dni. Jej grubość w zachodniej Polsce wynosiła średnio 5 cm, w części środkowej do 10 cm, a w północno-wschodniej i na Podkarpaciu 15 cm, natomiast w górach 100 cm i więcej. Stopniowe topienie masy śniegu jest znacznym przychodem wody. Przyjmując, że warstwa uleżałego śniegu grubości
1 cm odpowiada 4 mm opadu deszczu, to tak cienka pokrywa śnieżna daje ilość 40 m3 wody/ha.

tekst i fot. prof. dr hab. Piotr Julian Domański

Artykuł ukazał się w wydaniu 06/2020 miesięcznika „Nowoczesna Uprawa”