Dopady extrémního počasí na vybrané zemědělské plodiny

Bc. Bc. Martina Karlíková

Master's thesis

Impacts of extreme weather on selected agricultural crops

Abstract:

Současné klimatické scénáře a měnící se počasí nejen České krajiny vykazují dle střednědo-bých výhledů, teplotní nárůst o cca 1 °C pro všechna roční období na všech územích. Pro Českou republiku jako oblast střední Evropy pozorujeme nárůst teplot v jarních a letních měsících více než v těch podzimních a zimních. V otázkách srážek je Střední Evropa oblast ležící v regionu střídání dvou vlivů, tedy setkávání abnormálních nárazových srážek s periodami sucha, čelila nečekaným změnám a velmi nevyváženému srážkovému období. Nárůst teplot vedl ke zkrácení fenologických fází rostlin a významnému prodloužení vegetačního období, přezimování nechtěných plevelů nebo ubývání zimní sněhové pokrývky potřebné jako ochrana rostlin před mrazy. To vše ovlivnilo tvorbu výnosu zeměděl-ských plodin. Změna s sebou přináší i ovlivnění životních cyklů škůdců a jejich predátorů nebo vektory chorob rostlin. Nárůst teploty vzduchu, úbytek srážek, změna jejich rozložení v průběhu roku a větší výskyt hydrometeorologických extrémů jako třeba nízká vrstva sněhové pokrývky a následné ho-lomrazy, znamená vyšší riziko výskytu sucha a problémy s obděláváním půdy. Práce se zaměřila na analýzu a popis veškerých extrémů nacházejících se na území ČR s praktickou ukázkou jejich vlivů na zemědělských plodinách jako jsou obiloviny, kukuřice, chmel, vinná réva a meruňky. Byl zjištěn evidentní nárůst počtu tropických dní, horkých vln, snižující se množství půdní vláhy a narůstající agronomické sucho spojené právě s nedostatečnou půdní vlhkostí a pěstováním plodin. Nedostatkem vláhy trpí nejvíce chmel, který je nutný zavlažovat. Po posunu vývojových fází rostlin jsme registrovali jejich větší náchylnost k poškození mrazem, silným nárazovým větrem, nečekanými přísuny velkého množství vody nebo naopak totálního nedostatku srážek. Byly odhaleny stále častější a méně předpo-vídatelné výnosové regionální variability. Dle zjištěných parametrů lze očekávat posun hlavních pro-dukčních oblastí z nižších poloh do poloh s vyšší nadmořskou výškou. Nejvíce se tento posun dotkne révy vinné, která je jakýmsi prvním ukazatelem změn klimatu. Je taktéž nutné zavést nové adaptační technologie zpracování půd jako je například striptil, efektivní využití minimalizace nebo dokonce no-till, zachytávání většího množství vody v krajině nebo podpora šlechtění suchovzdorných a mra-zuvzdorných odrůd jednotlivých plodin. Využití nových metod bude mít protierozní efekt a zároveň bude mít výsledky v adekvátních výnosech v biomase, siláži nebo výnosu na zrno. Popis a analýza extrémních vlivů počasí na zemědělskou oblast povede k jejich pochopení a možnosti celkové adap-tace lidstva na měnící se životní a agronomické podmínky.

Abstract:

According to the medium-term perspective, the current climatic scenarios and changing we-ather not only in the Czech landscape show a temperature increase of approx. 1 °C for all annual periods in all areas. For the Czech Republic as a region of Central Europe, we observe an increase in temperatures in the spring and summer months more than in the autumn and winter months. In terms of precipitation, Central Europe, as an area in the region of alternating two influences, ie encountering abnormal impact precipitation with periods of drought, has faced unexpected changes and a very unba-lanced precipitation period. The increase in temperatures has led to a shortening of the phenological phase of the plants and a significant extension of the growing season, overwintering of unwanted weeds or a decrease in the winter snow cover needed to protect the plants from frosts. All this has affected the production of crop yields. The change also affects the life cycles of pests and their predators or plant disease vectors. An increase in air temperature, a decrease in precipitation, a change in their distribution throughout the year and a greater occurrence of hydrometeorological extremes, such as a low layer of snow cover and subsequent holofrosts, mean a higher risk of drought and tillage problems. The work focused on the analysis and description of all extremes located in the Czech Republic with a practical demonstration of their effects on agricultural crops such as cereals, corn, hops, vines and apricots. An evident increase in the number of tropical days, hot waves, decreasing soil moisture and increasing agronomic drought associated with insufficient soil moisture and crop production were found. Hops, which need irrigation, suffer most from a lack of moisture. After a shift in the develop-mental stages of plants, we registered their greater susceptibility to damage from frost, strong gusts of wind, unexpected supplies of large amounts of water or, conversely, a total lack of precipitation. Incre-asingly frequent and less predictable regional yield variability was revealed. According to the identi-fied parameters, a shift of the main production areas from lower positions to positions with a higher altitude can be expected. This shift will be most affected by the vine, which is the first indicator of climate change. It is also necessary to introduce new adaptive tillage technologies such as strip-till, efficient use of minimization or even no-till, capture of more water in the landscape or support for the breeding of drought-resistant and frost-resistant varieties of individual crops. The use of new methods will have an anti-erosion effect and at the same time will have results in adequate yields in biomass, silage or grain yield. The description and analysis of the extreme effects of weather on the agricultural area will lead to their understanding and the possibility of the overall adaptation of humanity to chan-ging living and agronomic conditions.

Keywords

klimatická změna, extrémy počasí, sucho, holomrazy, výnosy, produkce a kvalita, zemědělské plodiny, srážky

Keywords

agricultural crops, weather extremes, drought, precipitation, holofrosts, climate change, yields, production and quality

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 15. 5. 2023
• Supervisor: Dr. Ing. Martin Možný
• Reader: Lenka Hájková, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Rural Development and Agriculture / Development of Rural Areas