klimatske promjene i proizvodnja kukuruza u hrvatskoj · razmak među redovima: 70 cm razmak među...
TRANSCRIPT
-
Klimatske promjene iKlimatske promjene i proizvodnja kukuruza u Hrvatskoj proizvodnja kukuruza u Hrvatskoj
Višnja Vučetić [email protected]
Državni hidrometeorološki zavodOdjel za agrometeorologiju
http://meteo.hr
Meteorološki izazovi 2:” Meteorologija u fokusu javnosti”, Zagreb, 6-7. ožujka 2012.
DHMZ
-
DHMZProizvodnja hraneProizvodnja hrane 1.02 MILJARDE
neishranjenihljudi
FAO (2009)
376 USD vs 1.2 USD
Stručne grupeKomisije za agrometeorologijuSvjetske meteorološke organizacije
-
DHMZ
Poljoprivredne površine u Hrvatskoj(1998-2007)
ostalo34%
ostale žitarice
13%
kukuruz 32%
pšenica 21%
Statistički ljetopis (2008)
-
Cilj istraživanja
Kako će predviđene klimatske promjene djelovati na duljinu vegetacijskog razdoblja kukuruza i njegovu produktivnost što je osobito važno za planiranje proizvodnje hrane u Hrvatskoj.
DHMZ
-
Korelacija temperature zraka i količine oborine1871-2011.
DHMZ
Zagreb-Grič 1871-2011
400
600
800
1000
1200
1400
1600
9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0Temperatura (°C)
Količ
ina
obor
ine
(mm
)
1871-1900 1901-19301931-1960 1961-19901991-2011
11.5°C
882 mm1940
1881
19151878
1949
19942007
2000
1937
1876
2003
2002
2008
20111973
19711927
-
DHMZ
Trend srednjeg godišnjeg prinosa kukuruzaSrednji godišnji prinos kukuruza u Hrvatskoj
(1949-2008)
y = 0.0789x + 1.476trend = 789 kg/10 god
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1949 1954 1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004god
t/ha
a)
Srednji godišnji prinos kukuruza u Hrvatskoj očišćen od trenda (1949-2008)
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
1949 1954 1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004god
t/ha
b)
-
Agrometeorološki model DSSAT za kukuruzDHMZ
BiomasaPrinos zrnaMasa i broj zrnaLAI
FENOLOŠKIMODEL
MODELPRINOSA
MODEL VODNERAZNOTEŽE
BILJKAVREMENSKIUVJETI
AGROTEHNIČKEMJERE
TLO
Model DSSAT
TmaksTminSun. zračenjeOborina
Sjetva, berbaGnojidbaNavodnavanjeBiljni ostatak
Fenofaze:NicanjeSvilanjeZrioba
EvapotranspiracijaEvaporacija tlaOtjecanje vodeVodni stres
Ukupni NN zrnaN stres
FENOLOŠKIMODEL
MODELPRINOSA
MODEL VODNERAZNOTEŽE
MODEL DUŠIKOVERAZNOTEŽE TLAI BILJKE
Fizikalna,kemijska imehaničkasvojstva tla
FenofazeFiz. i kem.svojstva biljkeGenetički koef.
Zagreb-M1949-2004.
Agronomski fakultet3.5-16.10.1999.
Tsred (°C) P (mm)
Optimalni uvjeti
21.4 400
Zagreb-Maksimir
19.7 390
-
Klimatske projekcije DHMZ
ZAGREB-MAKSIMIR
15
16
17
18
19
20
2050 2100 godina
T maks
(°C
)
ECHAMHadCMSCIROZG4904
15.9°C
a) ZAGREB-MAKSIMIR
5
6
7
8
9
10
2050 2100 godina
T min
(°C
)
ECHAMHadCMSCIROZG4904
5.7°C
b)
ZAGREB-MAKSIMIR
4200
4300
4400
4500
4600
2050 2100 godina
SRAD
(MJ/
m2 ) ECHAM
HadCMSCIROZG4904
4270 MJ/m2
c) ZAGREB-MAKSIMIR
750
775
800
825
850
875
900
2050 2100 godina
P (m
m)
ECHAMHadCMSCIROZG4904
854 mm
d)
srednji emisijski scenarij (SRES-B2+A1: 500 ppm za 2050. i 690 ppm za 2100.) umjerena klimatska osjetljivost (∆TG = 2.5°C)
-
DHMZ
Linearni trendovi u sadašnjoj klimi
y = -0.450x + 282.5trend = -4.5 dani/10 god
18-srp
7-kol
27-kol
16-ruj
6-lis
26-lis
15-stu
5-pro
1949 1959 1969 1979 1989 1999
fiziološka zrelost
godine
ZAGREB (1949-2004)b)
Uz pretpostavku jednakih početnih uvjeta za tlo, biljku i agrotehničke mjere kao u poljskom pokusu kukuruza 1999. godine, a mijenjajući meteorološke podatke od godine do godine, simulirane su komponente kukuruza pomoću modela DSSAT u razdoblju 1949–2004.
y = -0.141x + 204.9trend = -1.4 dani/10 god
28-lip
3-srp
8-srp
13-srp
18-srp
23-srp
28-srp
2-kol
1949 1954 1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004
svilanje
godine
ZAGREB (1949-2004)
-
DHMZ
Linearni trendovi u sadašnjoj klimi
y = -21.586x + 12987trend = -216 kg/ha na 10 god
8000
9000
10000
11000
12000
13000
14000
15000
16000
1949 1959 1969 1979 1989 1999
prinos zrna
godine
kg/ha
ZAGREB (1949-2004)g)
y = -12.2x + 22542trend = -122 kg/ha na10 god
17000
18000
19000
20000
21000
22000
23000
24000
25000
1949 1959 1969 1979 1989 1999
nadzemna biljna masa
godine
kg/ha
ZAGREB (1949-2004)f)
-
DHMZ
Procjena prinosa kukuruza u budućoj klimi HadCM 2050
χ 2 test = 15.98755, p = 0.00304
4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000prinos zrna (kg/ha)
0
10
20
30
40
50
rela
tivne
ces
tine
(%)
HadCM 2100χ 2 test = 4.01824, p = 0.40354
4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000prinos zrna (kg/ha)
0
10
20
30
40
50
rela
tivne
ces
tine
(%)
ZAGREB (1949-2004)χ 2 test = 7.14537, p = 0.02808
6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000prinos zrna (kg/ha)
0
10
20
30
40
50
rela
tivne
ces
tine
(%)
Zbog nepovoljnih utjecaja klimatskih promjena na proizvodnju kukuruza u Hrvatskoj na osnovi istraživanja Vučetić (2006) i procijene su štete do42 milijuna EUR do kraja 21 st. (UNDP, 2008)
HadCM 2050. HadCM 2100.
ZAGREB 1949-2004.
-
DHMZProcjena komponenti kukuruza u budućoj klimi
Klimat.scenariji
Svilanje(dani)
Fiziološ.zrelost(dani)
Masa zrna(g)
Broj zrna
po klipu
Maks. LAI
(m2/m2)
Nadze.biljna masa
(kg/ha)
Prinos zrna
(kg/ha)
Indeksberbe
2050.
ECHAM -10 -31 -952 -1045
% -9.4 4.2 0.9 -4.3 -8.5 -4.4
HadCM -10 -33 -1643 -1637
% -15.4 7.0 2.4 -7.4 -13.2 -6.7
CSIRO -7 -27 -1333 -1591
% -15.1 3.2 0.5 -6.0 -12.9 -7.7
2100.
ECHAM -14 -39 -1571 -1750
% -15.3 4.9 1.6 -7.1 -14.1 -6.9
HadCM -14 -42 -3128 -3050
% -26.7 8.6 4.3 -14.1 -24.7 -11.1
CSIRO -10 -34 -2540 -2687
% -24.9 4.8 1.5 -11.4 -21.7 -10.4
-
U budućnosti Hrvatska bi mogla pripadati području sa smanjenim prinosom kukuruza. Signifikantno skraćivanje vegetacijskog razdoblja kukuruza za oko 5 dana/10 god je započelo polovicom 1990-tih. Signifikantno smanjenje prinosa kukuruza (216 dana/ha na 10 god) opaženo početkom 21. st. Do kraja stoljeća moguća je ranija berba i do mjesec i pol dana uz pad prinosa zrna do 25% u odnosu na sadašnje klimatske uvjete
Uz pomicanje datuma sjetve kao jedne od mogućih mjera prilagodbe na klimatske promjene nužno je sijati i hibride s duljim vegetacijskim razdobljem i otpornije na sušu.
ZaključakDHMZ
gubitak oko 42 milijuna EURgubitak oko 42 milijuna EUR
-
HVALA NA POZORNOSTIHVALA NA POZORNOSTI
-
DHMZ
Svrha ovih predavanja bit će ispunjena ako oni potaknu da agrometeorologija postigne još bolju vjerodostojnost u hrvatskim znanstvenim meteorološkim istraživanjima, te da se meteorološka i agronomska struka, kao i šumarska, još bolje interdisciplinarno povežu.
Zaključak
-
DHMZOsjetljivost komponenti kukuruza u budućoj klimi
ZAGREB
10000
12000
14000
16000
18000
20000
22000
24000
1949-2004
SRAD (+7%)
Tmin(+2°C)
Tmaks(+4°C)
P (-8%)
CO2 (+330)
kg/h
a
Nadzemna biljna masa Prinos zrna
b)
22194 kg/ha
12372 kg/ha
ZAGREB
1-srp
15-srp
29-srp
12-kol
26-kol
9-ruj
23-ruj
7-lis
1949-2004
SRAD (+7%)
Tmin(+2°C)
Tmaks(+4°C)
P (-8%)
CO2 (+330)
Fiziološka zrelost Svilanje
a)
26-ruj
15-srp
-
Jesenska gnojidba (25.11.1998.) 450 kg NPK pod brazdu (25–30 cm) 350 kg uree
Proljetna gnojidba (15. 4.1999.) 300 kg NPK Prihranjivanje (25. 5.1999.) 100 kg KANukupno 248 kg N/ha
Zasijana površina: 8.5 × 20 m (12 redova)Razmak među redovima: 70 cmRazmak među biljkama: 19 cmGustoća sklopa: 80000 biljaka/haDubina sjetve: 5 cm
Agrotehničke mjereGnojidba
Sjetva kukuruza hibrida PIO 3901
Indeks lisne površine (LAI, m2/m2 )Indirektna metoda: listovi kukuruza su precrtani na milimetarski papir i prebrojeni kvadratići su lisna površina
LA = k⋅a⋅b
DHMZ
-
DHMZ
Linearni trendovi u sadašnjoj klimi
Procijenjene vrijednostiTrend/10 god
Procijenjene vrijednostiTrend /10 god
Svilanje (dani u godini) -1.4 Indeks berbe -0.01
Fiziološka zrelost (dani u godini) -4.5 Dušik (N) u zrnu (kg/ha) -0.03
Masa zrna (g) -0.01 Ukupno primanje dušika (N) u biljku (kg/ha) 0.6
Broj zrna po klipu -0.2 Evapotranspiracija (mm) 3.3
Maksimalni LAI (m2/m2) 0.01 Evaporacija (mm) 0.5
Nadzemna biljna masa (kg/ha) -122 Evaporacija iz tla (mm) 2.8
Prinos zrna (kg/ha) -216 Otjecanje (mm) 0.6
-
a) ECHAM - Max-Planck Institute for Meteorology
b) HadCM - UK Hadley Centre Climate Prediction and Research
c) CSIRO - Australian Commonwealth Scientific and
Industrial Research Organisation
• Statistička prilagodba na mrežu točaka veće horizontalne razlučivosti (eng. statistical downscaling) modelom MAGICC za srednji scenarij emisije (SRES-B2+A1) i za promjenu srednje globalne temperature za 2.5°C (IPCC, 2007)
DHMZ
Plan istraživanjaMetodologija za buduću klimu
A) Klimatski scenariji
2.8°×2.8°
2.3°×3.75°
3.2°×5.6°
-
Važni čimbenici visoke i stabilne proizvodnje kukuruza
Slide 1Slide 2Slide 3Slide 4Slide 5Slide 6Slide 7Slide 8Slide 9Slide 10Slide 11Slide 12Slide 13Slide 14Slide 15Slide 16Slide 17Slide 18Slide 19Slide 20