20060723lan GEOGRAFIE ZEMĚDĚLSTVÍ Vliv klimatu na zemědělství Vliv klimatu na zemědělství nKlima je komplexem základních faktorů, které ovlivňují zemědělskou výrobu. nPůsobí na ní zejména množstvím a formou vody a srážek, teplotou, větrem a slunečním svitem nKlima rovněž určuje a vymezuje hranice oblastí pro vhodné a efektivní pěstování plodin nKromě mikroklimatu má značný význam i místní klima (mezoklima), a to především teplotní poměry v přízemní vrstvě vzduchu (mrazové kotliny), teplotní poměry na povrchu půdy i v ní, vlhkost vzduch apod. nNa významu také nabývá např. mikroklima porostů – precisní zemědělství nRostlinný kryt ovlivňuje tepelnou bilanci a vlhkostní poměry přízemní vrstvy vzduchu, kladně i záporně nPočasí (povětrnostní podmínky) se od všech ostatních faktorů podmiňujících výnosy liší neobyčejnou proměnlivostí v prostoru i čase nZávislost plodin na srážkách se zvyšuje nejen v závislosti na půdních podmínkách a suchosti klimatu, ale i s nerovnoměrným rozdělením srážek n55 - 65 % výnosové variability způsobují srážky nTeplo a voda jsou dva prvky, které jsou nezbytné pro rostlinnou asimilaci a proto se jejich vliv zvlášť výrazně a diferencovaně uplatňuje u rostlinstva n TEPLO nNezbytnou podmínkou pro růst a vývoj rostlin je teplo nZdrojem tepla pro rostlinný organismus je primární sluneční záření, které proniklo atmosférou na povrch rostlin a teplota jejich okolí nZ hlediska růstu a vývoje všech rostlin mají základní význam tzv. kardinální body teploty nKaždá rostlina potřebuje v určitých fázích vývoje teplotu pohybující se mezi určitými mezními hodnotami nNejnižší teplota při níž rostlina začíná růst je minimální teplota nPři nejrychlejším růstu je teplota optimální a maximální teplota je tehdy, kdy růst ustává nPohyb teplot přes tyto meze vede k poškození nebo zániku rostliny nV agroklimatické praxi jsou stanovovány tzv. teplotní charakteristiky ve vztahu k vegetaci nBiologická nula – je dána biologickým minimem teploty, při které příslušná rostlina přestává vegetovat. U většiny polních kultur, tráv aj., v pásmu mírného klimatu je to při T=5° C. Během vegetace je však hodnota biologického minima pro různé růstové fáze velmi rozdílná. Liší se i podle druhu a odrůdy rostlin. nAktivní teplota – označuje teplotu vzduchu pokud je vyšší než teplotní biologické minimum rostliny. nNa tyto hodnoty pak navazuje např. ukazatel – suma aktivních teplot, který se často používá jako kritérium při regionalizaci pěstování rostlin podle klimatických podmínek. nTeplotní nároky jednotlivých plodin bývají též udávány sumou teplot – tzv. vegetační termická konstanta – tj. součet průměrných denních teplot od zasetí do sklizně. nMezi jednotlivými užitkovými rostlinami existují poměrně velké rozdíly, některé rostliny jsou velmi náročné na teplo, např.kukuřice, podzemnice olejna, sója, bavlník, jiné méně nTropické užitkové rostliny vyžadují průměrnou roční teplotu 18-20° C, obilovinám mírného pásma stačí jen několik měsíců s teplotou nad 10° C. nPři teplotách kolem maxima nebo minima rostlina ještě neodumírá, ocitá se ve stavu strnulosti nNízké teploty rostlinám zpomalují růst, při vyšších než optimum je zpravidla daleko větší nárůst potřeby vody. nVelký význam má též doba nástupu a délka trvání nízkých teplot, tj. datum jarních i podzimních mrazů nRostliny o velmi dlouhé či nepřetržité vegetační době vyžadují celoroční teploty bez mrazu – citrusy, kávovník, kakaovník apod., cukrová třtina vyžaduje nejméně 200 dní bez mrazů, většina obilovin více než 100 dní, kukuřice 140 atd. n90 dní bez mrazu tvoří severní příp. jižní hranici pěstování méně náročných užitkových plodin, tuto hranici překračují jen některé rychle rostoucí plodiny – např. ředkvička, zelí, mrkev, cibule a některé speciální odrůdy obilovin nMráz ovlivňuje i možnosti zem. obdělávání půdy, např. trvale zmrzlé půdy nelze zemědělsky využívat, pouze se spásá přirozený pokryv nMráz ovlivňuje i strukturu půdy, způsobuje vymrzání ozimů, ovlivňuje i organizaci zemědělství, Rusko 90 % obilovin se vysévá jako jařiny nMráz v členitém horském georeliéfu může dosahovat dlouhodobě, díky teplotním inverzím, extrémních hodnot, které pak zcela znemožňují pěstování trvalých kultur nMrazíky (zvláště pozdní) často ovlivňují místo zakládání ovocných sadů respektive jejich efektivitu nV mnoha oblastech světa zaměřených na trvalé kultury je občasný příchod mrazů pohromou nSpolečnost je již někdy i schopna úspěšně se bránit mrazíkům, např. zakládáním ohňů v sadech, postřiky vodou apod., ovšem efektivně jen v krátkém období a na malých plochách nJak velký mráz snesou jednotlivé druhy rostlin, rostlina odumírá při: n Podzemnice olejna 0,0° C pšenice ozimá do -18,0° C n Bavlník, okurka do -1,0° C réva vinná do -26,0° C n Rýže do -3,0° C jabloně do -40,0° C n Cukrovka do -7,0° C n nRostliny se navzájem od sebe výrazně odlišují i co se týče nároků na SVĚTLO nRozlišujeme – rostliny dlouhého dne (i nad 14 hodin) – n (len, cukrovka,cibule, špenát) n – rostliny krátkého dne, vyžadující kratší dobu osvětlení – n (konopí, kukuřice, salát, sója, ředkvička) n VODA nVoda jako vegetační faktor je nezbytnou podmínkou růstu rostlin, všechny životní projevy jsou na ní závislé nVoda rozpouští minerální látky v půdě, které rostliny přijímají kořenovým systémem nV oblastech, kde tento rozklad není možný rostlinstvo chybí a tím také nejsou vhodné podmínky pro zemědělství i pro trvalé osídlení člověkem nNadbytek vody však působí nepříznivě, především ve sféře kořenového systému, kde při současném nedostatku vzduchu rostlina zastavuje příjem živin i vody nNedostatek vody se projevuje poruchami metabolismu celé rostliny nNezbytné množství vody závisí jednak na druhu rostliny, jednak na teplotě a vlhkosti vzduchu nPotřeba vody u rostlin se obvykle vyjadřuje tzv. transpiračním koeficientem. n TK – udává množství vody transpirované na 1g vyprodukované sušiny. Výdajová složka – transpirace – je určována jednak teplotním gradientem mezi listem a okolní atmosférou, jednak relativní vlhkostí okolního vzduchu (i jeho pohybem) nVlivem četných faktorů jsou hodnoty TK rozdílné, pro hlavní zem. plodiny se uvádějí tyto rozsahy: n Obiloviny 300-500 Pícniny 450 n Luskoviny 250-400 Jeteloviny 400-500 n Okopaniny 200-300 Louky 400-700 nPro rostliny jsou použitelné pouze ty zdroje, které v území zůstanou, tj. vsáknou se do půdy, tedy nejvhodnější jsou srážky v podobě dlouhotrvajících mrholení za příznivých teplot, min. ztráty odtokem nZáleží i na tom v kterou roční dobu, respektive v které fázi vegetačního růstu dané kultury srážky přicházejí, zpravidla je důležitější roční chod srážek než jejich celkové množství nPři normálním průběhu teploty ve vegetačním období v ČR byly stanoveny pro hlavní polní plodiny období maximální potřeby vláhy, tzv.kritická období a závlahová období: n Květen – pícniny, oves, ječmen, pšenice, žito n Červen – brambory rané, řepka n Červenec – pícniny, mák, brambory pozdní n Srpen – cukrovka, krmné okopaniny nU jednotlivých plodin spadají kritická období do rozhodujících růstových fází nJe vidět, že jen těžko se najde rok, kdy rozložení srážek bude vyhovovat všem plodinám nZabezpečit rostlinám dostatek vody nebo omezit škodlivé důsledky nedostatku vody lze jen regulací jak vodní bilance v rostlině, tak vodního režimu v půdě – závlahy, meliorace apod. nVoda v půdě musí být dostupná kořenovému systému, jinak je pro kulturu nepoužitelná nDélka kořenového systému se mění dle jednotlivých kultur: špenát – 10 cm, luskoviny – 60 cm, rajčata, brambory – 100 cm, obilí – 120 cm, vinná réva – 300 cm nU plodin s hlubokým kořenovým systémem zůstává obvykle vodní bilance vyrovnána, mají k dispozici vodu z hlubších půdních vrstev nVoda může mít pro zemědělství i destruktivní charakter – přívalový déšť, poničení vegetace, snížení výnosu, dlouhodobé snížení přirozené úrodnosti půdy, zvýšená eroze půdy nEroze půdy – tenčí se vrstva ornice, kumulace jemného materiálu ve spodních částech, vznik erozních rýh a strží, růst splavenin nPrůběh vodní eroze ovlivňuje mnoho faktorů, jejichž kvantitativní účinek je pro ochranu zemědělské půdy vyjádřen rovnicí pro výpočet ztráty půdy za přívalových dešťů ( tzv. Wischmeierova rovnice): n G = R . K . L . S . C . P n (G = ztráta půdy v t/ ha, R = faktor erozní účinnosti deště, K = faktor náchylnosti půdy k erozi, L = faktor délky svahu, S = faktor sklonu svahu, C = faktor vegetačního krytu a použité agrotechniky, P = faktor účinnosti technických protierozních opatření) nRovněž některé další povětrnostní jevy mohou značně poškodit zemědělské plodiny – vítr, krupobití, námraza, sníh apod. nProti některým se již zemědělci odedávna brání – např. větrolamy, kamenné zídky, vyšlechtění odrůd s nižším vzrůstem atd. nProti jiným, zvláště náhlým povětrnostním změnám, dosud neexistuje účinná ochrana, což často způsobuje značné hospodářské ztráty n nVliv sněhu - srážky ve formě sněhu v období vegetačního klidu – žádané – sníh zabraňuje vymrzání ozimů, vysoušení či odvátí půdy, je významný zdroj vláhy pro ornou půdu nNa jaře sníh, hlavně ve vyšších polohách způsobuje řadu negativních dopadů – zpožďuje jarní práce, prudké tání – záplavy nSněžení v době vegetace – negativní, často spojeno s mrazy, mokrý sníh – lámání dřevin, výrazné ztráty sklizně (ovoce, vinná réva) nVliv větru – kladný vliv – opylování rostlin, vliv na vlhkost půdy, přečerpávání vody, pohonná síla n – negativní vliv – přenášení semen plevelů, větrná eroze – deflace, vysazování větrolamů nUžitkovost zemědělské výroby značně ovlivňuje i výskyt nejrůznějších škůdců, jak rostlinných (plevele), tak živočišných (hmyz, hlodavci apod. Značná vlhkost a vyšší teplota působí příznivě na růst hub, bakterií a plísní a přispívá k šíření těchto nákaz nZemědělský výroba však nezávisí pouze na podnebí, ale bezprostředně i na počasí, zejména v oblastech s velkou proměnlivostí počasí nV současné době pro zemědělství má tak značný význam meteorologická předpovědní služba n nKriteria pro hodnocení vláhových poměrů v půdě nPoněvadž pozorování vlhkosti půdy se neprovádí systematicky, jen na vybraných met. stanicích, je nutné hodnotit vláhové poměry v půdě (v krajině) nepřímo s použitím snadněji měřitelných met. a hydrologických prvků. nMnoho potíží při snahách o objektivní zhodnocení vláhových poměrů v půdě či krajině, dalo za vznik velkému množství empirických vzorců nLangův dešťový faktor (po II.sv.válce hodně rozšířen). Jeho hodnota je n f = h/t n (h = průměrný roční srážkový úhrn v mm, n t = průměrná roční teplota vzduchu v ° C) nPomocí tohoto ukazatele byla např. provedena regionalizace zemědělské výroby v ČR. Nevýhodou tohoto ukazatele je to, že nebere v úvahu roční rozdělení srážek, vliv větru a vlhkosti vzduchu nNapř. ve střední Evropě je hranicí pěstování zem.plodin (na orné půdě) roční izohyeta 1 000 mm, avšak v tropických podmínkách lze díky silnému výparu pěstovat zem. plodiny (např. rýži, cukrovou třtinu) i při ročním úhrnu srážek 2500 - 3000 mm nJako vhodnější se proto jeví de Martonův ukazatel sucha: N = nP/t+10 (n = průměrný počet srážkových dní n P = průměrné srážky za rok n t = průměrná roční teplota) n n n nPro poměry v bývalé ČSSR byl vhodně při vymezování tzv. přírodních klimatických oblastí použit – Končekův index zavlažování: Iz = R/2 + Δr – 10t – (30+v2) n (R = hodnota srážek od 1.4. do 30.9. n Δr = kladná odchylka množství srážek za prosinec až únor (nad n 105 mm) n t = průměrná teplota vegetačního období n v = průměrná rychlost větru ve 14 hod. v m/s za celé vegetační období) nNa základě obsahu vody v půdě a hodnot evaporace (výpar z půdy) i evapotranspirace (výpare z porostu) je třeba usměrňovat vhodnou soustavu agrotechniky nNa půdách s nadbytkem vody je vhodné pěstovat plodiny s vysokou hodnotou evapotranspirace, při zpracování půdy je třeba usilovat o zvýšení jak infiltrace, tak i evaporace srážkové vody nNa stanovištích, kde půdy trpí nedostatkem srážek, se musí maximálně hospodařit s vláhou nTomuto cíli se v suchých oblastech podřizuje i celá soustava hospodaření a komplex agrotechniky (od zpracování půdy až po sklizeň) n nPřírodní podmínky vytvářejí svým komplexním působením určité hranice zemědělství (limity). Může jí být určitá nadmořská výška, zeměpisná šířka, sucho apod. nTakových hranic lze stanovit řadu – podstatné je v této souvislosti si uvědomit tři odlišní a nejpodstatnější přírodní limity: 1.Skutečná hranice zemědělství (území, kde schází jeden z nepostradatelných faktorů zemědělství) 2.Hranice možná – člověk může svojí činností do určité míry limity posunovat 3.Hranice rentability – zemědělského využití daného území