Historie a význam pěstování obilovin v souvislosti se změnou klimatu

Bc. Helena Kissová

Master's thesis

The history and importance of growing cereals in the context of climate change

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá hodnocením závislosti významných meteorologických vlivů na výnos pšenice ozimé, žita, ječmene jarního, ovsa, tritikále a kukuřice na zrno v ekologickém (EZ) a konvenčním (KZ) zemědělství za posledních 18 let (2001 - 2018) v České republice. Regresní modely aplikované v této práci popisují odezvy závisle proměnné (výnos) vzhledem ke změnám nezávislé proměnných (klimatické trendy, průměrné měsíční teploty vzduchu a měsíční úhrn srážek) v souvislosti se ztrátou výnosu. Byla ověřena kvalita odhadu tendence změny výnosů v ekologickém a konvenčním zemědělství, práce analyzuje parametry kvality modelu použitého pro hodnocení vlivu teploty vzduchu a úhrnu srážek na výnos. Dále se diplomová práce snaží najít rozdíly v průběhu pěstování v EZ a KZ a meteorologických dopadech zmíněných charakteristik. Z výsledků je patrné, že srážky během fenologických fází pšenice ozimé negativně ovlivňují výnos jak v KZ tak i EZ až o 40,4 % (−0,10 < r < −0,36) oproti teplotám, které působí příznivé na výnos a vysvětluje jeho nárůst o 20,1 % (0,14 < r < 0,60). Vyšší měsíční teploty vzduchu negativně působí na výnos ovsa ve většině, měsících vegetačního období, podobné aspekty vidíme jak v ekologickém, tak v konvenčním režimu (−0,10 < r < −0,68). I v případě plodin C4 (kukuřice na zrno) může výskyt extrémních teplot vést k poklesu výnosů, zejména v měsíci červenec (−0,32 < r < −0,42). Měsíc, kdy je úhrn srážek pro kukuřici na zrno v ekologickém zemědělství žádoucí, je červen (r < −0,60). Z výsledků lze vyvodit, že ztráty výnosů jsou výsledkem nejen jednoho nepříznivého faktoru, ale jejich kombinací, zároveň nebyly zjištěny významné rozdíly v dopadech na průběh pěstování v EZ a KZ. Avšak na základě dosažených výsledků a z literárních zdrojů je možné konstatovat, že variabilita klimatu vysvětluje třetinu globálních ztrát výnosů hlavních obilnin. Výsledky regresní modelů více méně podporují hypotézu, že výnosy obilnin v ČR vzrostly, avšak v posledních dekádách je patrný pokles růstu nebo stagnace výnosů, a to i přes pokrok v oblasti šlechtění. Kvůli velké časové proměnlivosti srážek, statistický regresní model ilustruje slabou a střední závislost výnosu obilnin na srážkových charakteristikách.

Abstract:

This master thesis deals with the evaluation of the dependence of significant meteorological effects on the yield of wheat, rye, oats, triticale and maize in organic and conventional agriculture during the last 18 years (2001 - 2018) in the Czech Republic. The regression models applied in this work describe the responses of the dependent variable (yield) to changes in independent variables (climate trends of average monthly air temperature and monthly rainfall) in relation to yield losses. The quality of estimating the trend of change in yields in organic and conventional agriculture was verified. The thesis analyzes the quality parameters of the model used to assess the effect of air temperature and total precipitation on yield. Furthermore, the thesis seeks to find differences in cultivation in organic farming and conventional farming, and climatological impacts of these characteristics. The results show that precipitation during the phenological phases of winter wheat adversely affects the yield in both types of agriculture by up to 40.4% (−0.10 < r < 0.36) compared to temperatures that favor the yield and explains its yield an increase of 20.1% (0.14 < r < 0.60). Higher monthly air temperatures have a negative effect on oat yield in most months of the growing season, similar aspects are seen in both ecological and conventional modes (−0.10 < r < −0.68). Even in the case of C4 (grain maize) crops, the occurrence of extreme temperatures can lead to a decline in yields, particularly in July (-0.32 < r < −0.42). The month when total precipitation for grain maize in organic farming is desirable is June (r < -0.60). From the results it can be concluded that the yield losses are the result not only of one adverse factor, but a combination of several of them, but at the same time no significant differences in the impact on the cultivation process in organic farming and conventional farming were found. However, on the basis of the results obtained in this stuty and from literature sources, it can be stated that climate variability accounts for one third of the global yield losses of major cereals. The results of regression models more or less support the hypothesis that cereal yields in the Czech Republic have increased, but in recent decades there has been a decline in yield or stagnation of yields despite progress in breeding. Because of the large temporal variability of precipitation, the statistical regression model illustrates the weak and medium dependence of cereal yield on precipitation characteristics.

Keywords

dopad pozorované změny klimatu, ječmen, kukuřice, oves, pšenice, výnosová proměnlivost, žito

Keywords

impact of observed climate change, maize, oat, rye, wheat, yield variability, barley

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Dr. Mgr. Vera Potopová
• Reader: Ilja T Prášil, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Organic Farming / Organic Farming