Z artykułu dowiesz się
- Co uwzględnia cyfrowa mapa opadów?
- Jak wygląda proces uszczegółowiania mapy?
- Na jakiej zasadzie wykorzystuje się teledetekcję?
r e k l a m a
Partnerzy portalu
Jakie zmiany nadchodzą w systemie monitorowania rolnictwa?
20.10.2020autor: Natalia Marciniak-Musiał
Potwierdzenie wystąpienia w danej gminie suszy rolniczej, a także późniejsze szacowanie szkód w terenie przez gminną komisję, to tematy, które od lat podnoszą rolnikom ciśnienie. W najbliższych latach może się to zmienić, bo w Systemie Monitoringu Suszy Rolniczej prowadzonym przez puławski IUNG szykują się duże zmiany.
Jak działa System Monitoringu Suszy Rolniczej, jak się zmienia oraz jak będzie się w najbliższych latach zmieniał, sprawdziliśmy na miejscu w Puławach. O szczegółach podczas spotkania z dziennikarzami 21 września mówił m.in. dr hab. Andrzej Doroszewski z Zakładu Agrometeorologii i Zastosowań Informatyki IUNG–PIB w Puławach.
System Monitoringu Suszy Rolniczej
Na początek kilka faktów. Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi zdecydowało o utworzeniu Systemy Monitoringu Suszy Rolniczej w 2006 r. Susza jest monitorowana dla czternastu grup i gatunków roślin. Zgodnie z ustawą o ubezpieczeniach upraw rolnych i zwierząt gospodarskich suszę rolniczą oznaczają szkody powstające w wyniku obniżenia klimatycznego bilansu wodnego (KBW) poniżej krytycznej wartości wyznaczanych dla poszczególnych grup i gatunków roślin. Szkody są wyznaczane w okresie wegetacyjnym począwszy od 21 marca do 30 września.
r e k l a m a
– Kluczowe jest tu słowo „szkody” – podkreślił dr hab. Andrzej Doroszewski. – Oznacza ono obniżenie plonów na poziomie gminy przynajmniej o 20% względem plonów przy średnich wieloletnich warunkach pogodowych.
Czym jest wspomniany wcześniej klimatyczny bilans wodny? Otóż jest to różnica między opadem atmosferycznym (przychód wody) a ewapotranspiracją potencjalną (ETP), czyli parowaniem wody z gleby i roślin. O poziomie opadów komputery IUNG są informowane przez 708 stacji hydrologicznych na terenie Polski.
– W 2007 r. działało 227 stacji, obecnie jest ich ponad 700. W tym roku prawdopodobnie przybędzie kolejnych dwadzieścia pięć nowych stacji meteorologicznych – poinformował prof. Doroszewski.Na podstawie informacji dotyczących poziomu opadów powstają cyfrowe mapy opadów dla kraju. To, jak gleba i rośliny tracą wodę, wymaga obliczeń. W tym celu przestrzenne dane z pomiarów punktowych są interpretowane przez aplikacje Geographic Information System (GIS) i specjalistyczny program komputerowy ArcGIS. Uwzględniają one średnią temperaturę i wilgotność 2 m nad powierzchnią gruntu, usłonecznienie (w godz.), wilgotność względną 12 GMT (%), średnią prędkość wiatru (m/s) oraz długość dnia (w godz.).
– Na każdą wyinterpolowaną wartość program wykorzystuje informacje z dwunastu najbliższych stacji meteorologicznych, a nie tylko z najbliższej miejscu zamieszkania danego rolnika, jak niektórzy sądzą – mówi prof. Doroszewski.
Uzyskane w ten sposób dane są korelowane z danymi dotyczącymi jakości gleb. Ich pojemność wodna znacząco różni się w zależności od kategorii. Np. iły zapewniają ok. 3,5 raza większą dostępność wody niż piaski.
– Dla potrzeb systemu monitoringu opracowano mapę kategorii podatności gleb na suszę – wyjaśnia dr inż. Jan Jadczyszyn z Zakładu Gleboznawstwa Erozji i Ochrony Gruntów IUNG–PIB. Cyfrowa mapa uwzględnia cztery takie kategorie.– Została opracowana na podstawie informacji o uziarnieniu zawartej na mapie glebowo–rolniczej w skali 1:25 000. Aktualnie prowadzimy proces uszczegółowienia mapy kategorii podatności.
System na podstawie danych dotyczących klimatu obliczył już KBW. Co dzieje się dalej? W zależności od kategorii gleby i monitorowanej uprawy aktualna wartość KBW jest porównywana z wartościami krytycznymi progów KBW zgodnie z wytycznymi zamieszczonymi w rozporządzeniu ministra rolnictwa i rozwoju wsi. Gminy, w których KBW przekroczył wartość krytyczną dla uprawy, są wskazywane jako potencjalnie zagrożone stratami plonów na poziomie minimum 20%.
- Dr hab. Andrzej Doroszewski z Zakładu Agrometeorologii i Zastosowań Informatyki
- Dr inż. Jan Jadczyszyn z Zakładu Gleboznawstwa Erozji i Ochrony Gruntów IUNG
- Dr inż. Rafał Pudełko z Zakładu Biogospodarki i Analiz Systemowych
Dodatkowe badania i obserwacje w dwudziestu gospodarstwach
W ramach systemu monitoringu suszy rolniczej IUNG prowadzi dodatkowe badania i obserwacje w dwudziestu gospodarstwach i ponad sześćdziesięciu polach referencyjnych na terenie całego kraju.
– W gospodarstwach jest prowadzony stały pomiar wilgotności gleby na sześciu poziomach profilu glebowego do głębokości 1 m – mówi dr inż. Jan Jadczyszyn. Na polach referencyjnych z różnymi uprawami i z różnymi kategoriami podatności gleb na suszę zbierane są bieżące informacje o stanie rozwoju roślin ze szczególnym uwzględnianiem stresu wodnego na ich rozwój. Dane te, uwzględniające także informacje o wykonanych zabiegach agrotechnicznych, zasobności gleby oraz plonach, służą do bieżącej oceny dostępności wody dla roślin, stresu wodnego i weryfikacji zagrożenia suszą.Do części danych można dotrzeć samodzielnie. Np. powiększając mapę kategorii glebowych na stronie internetowej IUNG można dla dowolnego obszaru działki odczytać kategorie podatności gleby na suszę rolniczą na tle mapy ewidencji gruntów. Docelowo będzie można to zrobić dla danej działki po podaniu pełnego identyfikatora danej działki ewidencyjnej stosowanego w systemie dopłat bezpośrednich. Można m.in. sprawdzić wartości krytyczne dla KBW dla czternastu grup roślin i porównać je z aktualnymi danymi.
Obecnie w instytucie są prowadzone prace zmierzające do wdrożenia teledetekcji do monitoringu suszy rolniczej – mówi dr inż. Rafał Pudełko z Zakładu Biogospodarki i Analiz Systemowych IUNG–PIB.
Teledetekcja to metoda badań, w której informacje o właściwościach obiektu, np. o glebie czy roślinie, są pozyskiwane bez jakiegokolwiek kontaktu z nimi. Metody te przeważnie wykorzystują zdjęcia, które poddawane są analizie w celu opisania, jak badane zjawisko działa na obiekt. – W monitoringu suszy takimi obiektami są pola uprawne, a zjawiskiem stres, jakiemu podlegają rośliny w związku z niedoborem wody – przekłada język teorii na praktykę dr inż. Rafał Pudełko. Pełne wdrożenie planowane jest na 2022 r.
- Tutaj powstają ważne dla rolników różne mapy cyfrowe
Metoda teledetekcji
Teledetekcja pozwala na więcej niż jedynie stwierdzenie szkód i wstępne ich oszacowanie. Dzięki zdjęciom wykonywanym systematycznie przez cały okres wegetacyjny można śledzić wpływ różnych czynników na oczekiwany plon. Metody teledetekcji dzięki obrazowaniom w różnych zakresach światła, najczęściej niewidocznych dla oka człowieka, pokazują, jak te czynniki wpływają na uprawę. Wśród tych zakresów dwa są niezwykle istotne dla zastosowań teledetekcji w rolnictwie.
I tak w zakresie bliskiej podczerwieni zdrowe rośliny intensywnie odbijają padające na nie światło. Z kolei zakres koloru czerwonego jest intensywnie pochłaniany przez rośliny. Te właściwości roślin umożliwiają monitorowanie ich kondycji za pomocą tzw. indeksów wegetacji (zwanych też indeksami zieloności lub indeksami roślinnymi). W przypadku tak monitorowanych pól jest możliwość wykreślenia map indeksów wegetacji, które pokazują jak czynniki inne niż meteorologiczne wpływają na uprawy.
Co to oznacza w praktyce? System „dowie się”, że przyczyną słabych plonów w danym przypadku nie jest susza, bądź nie tylko ona, ale także, np. zmienność glebowa w ramach jednego pola, czy agrotechnika niedostosowana do warunków panujących w regionach, gdzie zagrożenie wystąpieniem suszy rolniczej jest duże. M.in. o tego typu detekcje ma zostać rozszerzony system monitoringu suszy rolniczej prowadzony przez IUNG.
Z kolei bezpośredni monitoring upraw będzie w najbliższych latach prowadzony metodami teledetekcji satelitarnej. Pozwoli ona na dokładne szacunki strat w plonach, a także na wskazanie przyczyn tych strat. Będzie to możliwe, ponieważ Polska może obecnie wykorzystywać dokładne zdjęcia satelitarne dzięki udziałowi w programie „Copernicus”.
To zdjęcia w zakresie widzialnym i w podczerwieni o rozdzielczości przestrzennej 10 m wykonywanych kilka razy w tygodniu. Ale także zdjęcia radarowe, dla których chmury nie są przeszkodą w obrazowaniu.
– Wyniki tych prac prowadzonych nad włączeniem przez IUNG teledetekcji satelitarnej do systemu monitoringu suszy rolniczej pozwolą w najbliższych latach na pełny monitoring upraw w całej rolniczej przestrzeni produkcyjnej kraju – stwierdza dr inż. Rafał Pudełko.To przyszłość. Ale niektóre teledetekcje są wykorzystywane już teraz. Np. mapy opadów interpolowane na podstawie informacji spływających ze stacji meteo wzbogacono o dane z teledetekcji rejestrowane przez radary meteorologiczne sieci Polrad, której operatorem jest Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej.
- Od 1871 roku w Puławach są prowadzone pomiary meteorologiczne. W tym czasie średnia temperatura w Puławach wzrosła o 2 st. C. Na zdjęciu obecnie wykorzystywana stacja meteo IUNG–PIB w Puławach
- Główne Laboratorium Analiz Chemicznych i prof. dr hab. Wiesław Oleszek, dyrektor IUNG–PIB w Puławach
Krzysztof Janisławski
Zdjęcia: Krzysztof Janisławski
Natalia Marciniak-Musiał
dziennikarka strony internetowej Tygodnika Poradnika Rolniczego
dziennikarka strony internetowej Tygodnika Poradnika Rolniczego
Masz pytania?
Zadaj pytanie redakcjir e k l a m a
r e k l a m a
Najważniejsze tematy
r e k l a m a