Prof. Dr hab. Franciszek Borówczak

Wykład I i II 24.02.2010 & 03.03.2010

Jednostki objętości

Nazwa	Oznaczenie	Relacje
Litr	l	1l = dcm^3 = 10^-3m
Hektolitr	hl	100l
Metr sześcienny	m^3	1000l
Dekametr sześcienny	dam^3	1000m^3
Hektometr sześcienny	hm^3	1 mln m^3
Kilometr sześcienny	km^3	1 mld m^3

Rośliny w naszych warunkach wyparowują do 5 litrów z metra kwadratowego.

Woda jest :

• czynnikiem stabilizującym warunki środowiska.

• podstawowym środkiem produkcji przemysłowej

• tanim środkiem transportu

• źródłem taniej energii

• niezbędna w higienie

• jest miejscem usuwania ścieków

Ilości wody słodkiej na świecie:

Wyszczególnienie	Ilość wody w km^3
Woda w lodowcach i śniegu	24 064 100
Wody gruntowe	10 530 000
Lód w glebie w wiecznej zmarzlinie	300 000
Zasoby wody pitnej	91 000
Wilgoć glebowa	16 500
Woda w atmosferze	12 900
Woda w bagnach	11 470
Rzeki	2 120
Woda w organizmach żywych	1 120

Ogólne zasoby wody w świecie – 1 385 984 610 km³

Woda słodka o zawartości soli < 0,1% - 2,5% ogólnych zasobów

Statystycznie podaje się że ilość wody na jednego mieszkańca w krajach rozwiniętych to 500-600 litrów na dzień.

Niedobory opadów w Polsce wg Marcilonka ( 1959)

<25mm – 0,5 powierzchni

25-50mm – 3,3% powierzchni

50-100mm – 11,8% powierzchni

100-200mm – 51,2 % powierzchni

>200mm – 33,2% powierzchni

Około 50km³ odpływu, dla zachowania odpowiedniego stanu w rzekach, z tej ilości odpływu wystarczyłoby żeby odpływało 30%, pozostaje do zagospodarowania 70%. W naszym kraju retencjonujemy 6% wody, z odpływu wielkopolski retencjonujemy 0,6% czyli wynik tragiczny.

Zapasy wody na powierzchni ziemi w różnego rodzaju wodo zbiorach w Polsce

Jeziora naturalne	33,0km^3
Zbiorniki wodne	2,8km^3
Stawy rybne	0,6km^3
Rzeki	1,3km^3
Razem	37,7km^3

Największe zbiorniki ( zapory) wodne: Solina, Włocławek, Jeziorsko.

36% użytków rolnych jest meliorowanych co stanowi 70% użytków rolnych które tego wymagają, około 9,8mln ha użytków rolnych wymaga melioracji w sensie regulacji stosunków wodnych a nie tylko prowadzenia melioracji w kierunku odwodnień.

Zgodnie z ewidencją, na koniec 2006 roku w województwie wielkopolskim ogólna powierzchnia użytków rolnych wynosiła 1 760,6 tys. ha. W powierzchni tej grunty orne stanowiły 85,9% a użytki zielone 14,1%. Regulacje podstawowe obejmują regulację rzek i terenów przyległych, są wykonywane na koszt państwa, natomiast regulacje szczegółowe, są to zabiegi techniczne za pomocą których reguluje się stosunki wodne bezpośrednio w gruncie w dwojaki sposób, albo przez odwodnienia albo przez nawodnienia. Melioracje szczegółowe wykonywane są na koszt właścicieli i użytkowników gruntów.

• Antropopresja w dziedzinie zasobów wodnych – zagadnienia ilości wody.

Zmiana użytkowania zlewni ( wylesienie, urbanizacja)

Usuwanie naturalnej roślinności i osuszanie terenów podmokłych

Wyprostowanie i skrócenie biegu rzeki

Pobór wody

Spiętrzenie rzeki, zapory i zbiorniki zaporowe

Przerzuty wody

Strukturalne zabezpieczenie przed powodzią ( obwałowanie)

Przybliżanie się terenów zabudowanych w kierunku koryta

Hydroelektrownie sztuczny reżim przepływu ( zgodnie z zapotrzebowaniem na energię)

Użycie tarasów zalewowych i cieków do usuwania opadów

Dopływ do cieków wody z nawadniania rolniczego i z kanałów burzowych

• Szkodliwe efekty kumulacyjne antropopresji

Kumulacja zanieczyszczeń w glebie, wodzie, atmosferze i biosferze (np. kwaśny deszcz, zanieczyszczenie wód podziemnych, bioakumulacja toksyn) „chemiczna bomba zegarowa”, której aktywacja następuje po przekroczeniu określonego progu kumulacji

Rozwój infrastruktury ( urbanizacja – osłabienie naturalnych właściwości retencyjnych, zmiana szorstkości terenu, regulacja rzek, budowa zapór, projekty osłony przeciwpowodziowej)

Wyczerpywanie wód podziemnych

Osuszanie terenów podmokłych

Zmiana klimatu ( wzrost stężenia gazów szklarniowych w atmosferze prowadzący do nasilenia efektu cieplarnianego, zmiany dziury ozonowej)

Erozja i degradacja gleb

Eutrofizacja, czyli użyźnianie jezior

Kumulacyjne efekty chemizacji rolnictwa

Zasolenie i podmakanie towarzyszące nawodnieniom rolniczym

Zmulanie zbiorników

Wykład 3 10.03.2010

Funkcje wody w życiu roślin:

• Udostępnianie składników pokarmowych w glebie przez ich rozpuszczenie

• Rozprowadzanie składników pokarmowych do wszystkich części roślin

• Udział w procesach fizjologicznych

• Asymilacja energii, CO₂, synteza związków organicznych

• Regulacja procesów oddychania

• Regulacja temperatury przez transpirację

• Utrzymanie turgoru w komórkach

• Odpowiedniego wzajemnego połączenia pędu i liści

Zawartość wody w organach roślinnych ( % świeżej masy)

Organ	Zawartość wody
Liście	75-95
Kłęby, korzenie	70-90
Owoce soczyste: Ogórki Pomidory Jabłka Truskawki	80-95 95 94 84 87
Nasiona, owoce suche: Ziarno zbóż Rzepak Słonecznik Len Fasola Groch Łubin	5-15 12-15 7 9 9 11 14 15

O potrzebach wodnych roślin stanowią:

• Opady

• Temperatury

• Warunki glebowe – gleby lekkie mniej wody, stąd na tych glebach częściej niedobory

• Fazy rozwojowe rośliny – decyduje w bardzo zasadniczej mierze jakie są potrzeby roślin

Okresy krytyczne w zapotrzebowaniu roślin na wodę

• Zboża : pszenica, jęczmień, owies, pszenżyto – od początku strzelania w źdźbło do końca dojrzałości mlecznej ziarna, kukurydza od ukazania i zakwitnięcia kolb do końca dojrzałości mlecznej ziarna

• Ziemniaki – od początku wykształcania pąków kwiatowych ( początek zawiązywania bulw) do pełnego wykształcenia bulw

• Buraki cukrowe i pastewne – od początku grubienia do pełnego wykształcenia korzeni

• Strączkowe : bobik, groch – od początku kwitnienia do dojrzałości mlecznej nasion

• Motylkowe pastewne: koniczyna, lucerna – od ukazania się pąków kwiatowych do 1-2 tygodni przed koszeniem

• Trawy – od początku wykształcania źdźbeł do 1-2 tygodni przed koszeniem

Wielkość potrzeb wodnych roślin w okresie wegetacji określona na podstawie polowego zużycia wody

Roślina	Potrzeby wodne w mm
Kapusta biała, kalafiory, buraki pastewne	650
Buraki cukrowe	600
Buraki ćwikłowe, ziemniaki późne, kapusta pastewna	550
Kukurydza pastewna	500
Koniczyna czerwona	450
Pszenica ozima	400
Pszenica jara, owies	350
Ziemniaki wczesne	250

Nadmiar wody powoduje:

• Wypłukiwanie składników pokarmowych

• Zakwaszenie gleby poprzez wymywanie wapnia

• Pogarsza stosunki powietrzne

• Ograniczanie rozwoju systemu korzeniowego

• Opóźnia dojrzewanie

• Porażenie chorobami

• Wyleganie

• Wymakanie

• Gnicie

Skutki deficytu wody dla roślin w różnych fazach rozwojowych

• Brak wody w fazie kiełkowania powoduje rzadkie nierównomierne wschody

• Susza w fazie krzewienia się zbóż zmniejsza liczbę źdźbeł i kłosów oraz plon słomy i ziarna

• Brak opadów podczas kwitnienia, niektórych roślin, powoduje opadanie kwiatów, zmniejszanie liczby owoców i spadek plonów

• Późna susza w okresie dojrzewania roślin ogranicza dorodność ziarna, nasion czy owoców

• Obniżenie wartości handlowej niektórych płodów rolnych, jak na przykład ziemniaków jadalnych

• Materiały siewne roślin mogą wykazywać gorszą wartość,

• Wahania wielkości plonów w latach

• Utrudnienie w wykonywaniu zabiegów uprawowych i pielęgnacyjnych

• Mniejsza efektywność nawożenia mineralnego

O pobieraniu wody decyduje wykształcenie systemu korzeniowego

40%
30%
20%
10%

przebieg pogody sprzyja rozwojowi systemu korzeniowego

zbitość gleby optymalna gęstość objętościowa 1,1,- 1,6 g/cm³

Stosunek masy nadziemnej do masy korzeni

Metody obrony przed skutkami niedoboru:

• Zrzucanie liści

• Ograniczenie transpiracji

• Wzmocnienie tkanek wzmacniających

• Wzmocnienie błon komórkowych

Cechy roślin odporniejszych na suszę

• Gęstsze unerwienie liści

• Mniejsza liczba szparek

• Mniejsze komórki skórki

• Grubsza kutykula

• Mniejsza zawartość wody w liściach

• Więcej włosków

• Mniej faliste ściany (dążenie do kulistości)

Siły ssące korzeni niektórych roślin uprawnych wg Vagelera

Roślin	Siła ssąca w atmosferach
Owies	6,7 – 8,1
Pszenica ozima	6,7 -11,1
Pszenica jara	5,3-8,1
Żyto	9,6 – 14,3
Jęczmień ozimy	9,6
Jęczmień jary	6,7-16
Kukurydza	16,0- 27
Koniczyna czerwona	12,7-16
Trawy pastewne	7,0-17,7
Buraki	8,4
Len	16,7
Konopie	15,2-17,1
Słonecznik	14,3

czynniki wpływające na pobieranie:

• Niska temperatura

• pH

• temperatura wody

Wielkość współczynnika transpiracji wg Czerkasowa

Roślina	Współczynnik transpiracji l wody/kg s.m
Pszenica	271-639
Żyto	431-634
Jęczmień	404-664
Owies	423-876
Kukurydza	239-495
Groch	563-747
Buraki cukrowe	304-377
Słonecznik	490-577
Ziemniaki	285-575
Lucerna	568-1068
Koniczyna	330-731
Kapusta	250-600
Dynia	686-834
Ogórki	713
Pomidory	500-650
Drzewa owocowe	250-500
Drzewa liściaste	578-1043