Czynnikiem limitującym plonowanie jest woda i współczynnik transpiracji. Upraszczając wyliczenia można przyjąć, że kukurydza np. mając do dyspozycji 450 mm wody powinna wydać plon ziarna na poziomie 8–8,5 t/ha, a przy dostępności 300 mm wody – 6-6,5 t/ha. Potencjał plonowania kukurydzy oceniany jest dla warunków Polski na ok. 20 t ziarna z hektara i kilka razy przekracza średnie zbierane plony. Rok 2018 był dla polskich rolników bardzo trudny, bo przede wszystkim suchy.
To nie był rok do bicia rekordów, ale...
Nawet w latach bardzo korzystnych, o znacznie większej dostępności wody, średnie plony ziarna kukurydzy w Polsce nie przekraczają 7 t/ha.
Dlaczego? Bo obok zapasów wody i równomiernego rozkładu opadów plonowanie zależy od splotu wielu czynników związanych z agrotechniką oraz od presji chorób szkodników i chwastów. Plonowanie roślin zależy od pH gleby i zasobności stanowisk w składniki pokarmowe (głównie w potas i fosfor) ograniczeń jest dużo, a teoretycznie, gdyby stworzyć roślinom warunki idealne i bezstresowe, mogłyby wydać plony kilkakrotnie wyższe od tych zbieranych w praktyce. Dziś tak dla ciekawości i świątecznego relaksu piszemy o światowych rekordach plonowania roślin. Niektóre były poprawiane w tym roku. Poza tymi ciekawostkami zwracamy uwagę na czynniki decydujące o tworzeniu potencjału plonotwórczego i na czynniki powodujące jego redukcję.
Czym jest plon potencjalny?
Jakie plony można uzyskiwać w idealnych, ale polowych warunkach uprawy? Jakie są światowe rekordy plonowania? Przedstawiamy takie informacje w dalszej części artykułu. Zanim przejdziemy do światowych rekordów chcę przypomnieć kilka fundamentalnych zależności plonowania zbóż. Teoretyczne możliwości plonowania pszenicy ozimej grubo przekraczają 20 t/ha. Każdy rolnik wie, że w warunkach polowych nigdy teoretycznych plonów wynikających z potencjału genetycznego roślin nie da się uzyskać, ale plony potencjalne uzyskiwane w doświadczeniach PDO powinny być w zasięgu każdego rolnika.
Plonowanie pszenicy i pozostałych gatunków zbóż, poza potencjałem genetycznym odmian, uwarunkowany jest splotem czynników rolnośrodowiskowych, m.in:. klasą i zasobnością gleb, ich pojemnością wodną, położeniem geograficznym, kulturą rolną, poziomem nawożenia i ochrony itd. Dlatego między plonem teoretycznym i potencjalnym, a w praktyce również między plonem potencjalnym a rzeczywistym, czyli zbieranym średnio z plantacji w całym kraju, istnieje duża luka.
Założony plon rzeczywisty
Podstawą intensywnych technologii zbóż powinno być stosowanie środków produkcji (nawożenia, ochrony itd.) w ilościach odpowiadających pod z góry założony plon. Niestety, pogoda często takie założenia koryguje na plus bądź na minus. Rolnik w każdym przypadku powinien reagować wprowadzeniem korekty, np. nawożenia. I tutaj ważna jest właśnie umiejętność szacowania plonu zbóż w czasie wegetacji. Jeżeli potencjał oceniony na polu jest wyższy, wcześniej zaplanowane nakłady na nawożenie i ochronę powinniśmy zwiększyć, a jeżeli niższy – również musimy wprowadzić korektę nakładów i je zmniejszyć.
W przypadku zbóż elementami struktury plonu są:
liczba kłosów na jednostce powierzchni, liczba ziaren w kłosie, masa ziarna z kłosa i masa 1000 ziaren. Czasami do elementów struktury plonu zbóż zalicza się liczbę ziaren z jednej rośliny, rozkrzewienie produkcyjne jednej rośliny, obsadę roślin i masę ziarna z jednej rośliny. Jakiego klucza byśmy nie użyli, elementy składające się na strukturę plonowania powinny nam pozwolić obliczyć plon szacunkowy. Oczywiście im zboża są w bardziej zaawansowanej fazie wzrostu, tym więcej widzimy i łatwiej jest szacować plon możliwy do uzyskania.
Prowadzenie łanu
Przy szacowaniu plonu i podejmowaniu decyzji korygujących agrotechnikę w czasie wegetacji niezbędna jest wiedza z zakresu fizjologii rozwoju zbóż. Początkowy wzrost zbóż (od wysiewu ziarna w glebę po skiełkowanie) jest bardzo ważny, ale najważniejszą z punktu widzenia kształtowania się plonu generatywnego (ziarna) jest faza krzewienia. Zboża wchodzą w fazę krzewienia po wytworzeniu trzeciego liścia. W czasie krzewienia tworzą się nowe pędy, na których mogą być kłosy, ale nie muszą. Po wytworzeniu nadmiernej liczby pędów, część z nich będzie płonych. Już w kilka dni od wytworzenia nowego pędu rozpoczyna się proces zawiązywania kłosków i ustala się wielkość kłosa. Jednocześnie wewnątrz kłosków rozpoczyna się różnicowanie kwiatów i ustala się potencjalna liczba ziarniaków w kłosie. Proces wydłużania się kłosa trwa do końca krzewienia, a tworzenie się kwiatów w kłoskach kończy się w fazie drugiego kolanka.
Krzewistość jest cechą gatunkową i odmianową. Intensywne, nowe odmiany pszenicy charakteryzują się mniejszą krzewistością i takie informacje trzeba brać pod uwagę przy planowanej ilości wysiewu ziarna. W praktyce, zależnie od odmiany i gęstości siewu uzyskuje się krzewistość produkcyjną pszenicy na poziomie od 1,6 do 2,5, co oznacza, że średnio jedna roślina z jednego ziarniaka ma w łanie od 1,6 do 2,5 źdźbeł kłosonośnych. W zależności od uzyskanej krzewistości produkcyjnej, przy szacowaniu plonu pamiętajmy, że pędy (źdźbła) drugiego rzędu są o 5–10% mniej produktywne, a trzeciego rzędu o 10–15% mniej produktywne od źdźbeł pierwszego rzędu, czyli od pędu głównego. Oczywiście krzewistości produkcyjnej (ilość źdźbeł kłosonośnych z jednej rośliny) nie można mylić z krzewistością ogólną (ilość wszystkich źdźbeł, w tym płonych, bez kłosów).
Stres koryguje założenia
Rośliny w warunkach stresowych redukują potencjalny plon i może to nastąpić już na etapie krzewienia. Na podstawie zasobów wody, pokarmu, ale także dostępu światła, roślina cały czas ocenia, czy zdoła utrzymać wszystkie kłosy. Dlatego od początku strzelania w źdźbło do wykłoszenia roślina analizuje i w razie potrzeby redukuje potencjał wytworzony w czasie krzewienia. Redukuje plon przy zmniejszaniu się powierzchni asymilacyjnej na skutek porażenia chorobami lub obecności szkodników. Negatywny wpływ patogenów na rośliny uzależniony jest od ich nasilenia, przebiegu warunków i wrażliwości gatunku i odmian w obrębie gatunku. Zmniejszenie strat jest możliwe przez prawidłową agrotechnikę, ale najlepsze rezultaty uzyskuje się stosując środki chemicznej ochrony roślin.
Najważniejsza jest ochrona głównej powierzchni asymilacyjnej roślin zbożowych, od której to zależy prawidłowość rozwoju generatywnego i końcowe wypełnienie ziarniaków. Zboża redukują swój potencjał, jeżeli konkurencją o powierzchnię życiową stają się chwasty, albo gdy zboże wysieliśmy zbyt gęsto i uzyskaliśmy zbyt dużą obsadę roślin.
Redukcja składowych elementów struktury plonu następuje przy niedożywieniu i przy niedoborze wody. Strzelanie w źdźbło, podobnie jak krzewienie, to okresy wzmożonego zapotrzebowania na azot. Jest oczywiście trzeci okres kłoszenie-kwitnienie, który omówimy dalej. W pierwszym okresie – fazie krzewienia – azot zwiększa powierzchnię asymilacyjną liści i wpływa na lepsze krzewienie. W fazie strzelania w źdźbło – wpływa na płodność kłosków i pośrednio na ilość ziarniaków w każdym kłosie. W fazie początku kwitnienia, azot wpływa na skład chemiczny i wypełnienie ziarna – pośrednio na odporność zbóż i zawartość białka w ziarnie. Niedobory azotu w tym okresie znacznie ograniczają potencjalne możliwości plonowania.
Nalewanie ziarniaków
Plon jest efektem ilościowym genotypu, jako wynik współdziałania wielu czynników. Po wytworzeniu struktury i potencjalnego plonu w fazie krzewienia, następnie zredukowaniu i dostosowaniu go do panujących warunków w fazie od strzelania w źdźbło do kłoszenia przychodzi czas na wypełnienie ziarniaków. To krótki, ale bardzo ważny okres. Plon zależy teraz od tego, ile składników pokarmowych (asymilatów) jest zmagazynowanych w źdźbłach i liściach i dalej pobieranych przez korzenie z gleby i czy roślina zdoła dostarczyć je ziarniakom. Transport pokarmu i wypełnianie ziarna mogą być zakłócone przez choroby liści, kłosów i źdźbeł. Redystrybucję zgromadzonych asymilatów do ziarniaków może zakłócić a nawet zahamować wyleganie. Niedobór azotu może wpłynąć na mniejszą MTZ, mniejszą zawartość białka i glutenu. Podobnie może wpłynąć susza. Nadmiar opadów może powodować natomiast „rozcieńczenie” składu ziarna i pogorszenie cech jakościowych, a także może być przyczyną wylegania i porastania ziarniaków. Dużo zależy zatem od pogody, ale nie wszystko.
Na przykładzie roślin zbożowych chciałem pokazać jak złożonym procesem jest budowanie plonu generatywnego i to, że potencjał plonowania rośliny budują bardzo wcześnie. Teoretyczne plony, które roślina może wydać są często wielokrotnie wyższe od rzeczywistych. Z całą pewnością ze względów klimatycznych nie jest możliwe w Polsce ustanawianie światowych rekordów plonowania większości roślin. Teoretycznie jest to możliwe w uprawie ziemniaków, w których byliśmy światową potęgą. Warto jednak na podanych przykładach przyjrzeć się, jakie możliwości plonotwórcze ma pszenica, jęczmień, rzepak, kukurydz i soja. Większość przedstawianych rekordów była ustanawiana na najlepszych glebach, w najlepszych sezonach z najlepszymi odmianami i zwykle na plantacjach nawadnianych.
Potencjał ogranicza transpiracja
Wróćmy na chwilę do głównego ogranicznika plonów roślin – wody. Pisaliśmy w ub.r. w „Tygodniku Poradniku Rolniczym” o aplikacji Hydraneo i odmianach kukurydzy tolerujących stres suszy. Te informacje na szkoleniu poświęconym premierze wspomnianej aplikacji przedstawiał m.in. Leszek Chwalisz z Limagrain. Korzystając z opracowania Ministerstwa Ochrony Środowiska przedstawił też bardzo ciekawy scenariusz zmian klimatu w naszym kraju, a konkretnie to, jak zmieni się w przyszłości liczba dni z temperaturami poniżej 0 st. C i dni z temperaturami powyżej 25 st. C.
Za kilkadziesiąt lat zmiany w porównaniu ze stanem na dziś będą bardzo duże i przedstawiamy je w tabeli. Na slajdzie prezentacji jako przykład zauważalnych zmian klimatu podkreślono, że Bałtyk od lat 40. XX wieku już nie zamarza. Klimat Dolnego Śląska już dziś odpowiada klimatowi słynnego z uprawy winorośli węgierskiego rejonu Tokaju sprzed 20 lat. A z danych w tabeli wynika, że za 90 lat temperatury w Polsce będą odpowiadać obecnym temperaturom we Włoszech, Grecji czy Hiszpanii.
Scenariusz zmian klimatu w Polsce do końca XXI wieku
|
1971 –1980 |
1981 –1990 |
1991 –2000 |
2001 –2010 |
2011 –2020 |
2021 –2030 |
2041 –2050 |
2061 –2070 |
2071 –2090 |
Średnia temp. roczna w st. C |
7,4 |
7,8 |
8,0 |
8,2 |
8,6 |
8,7 |
9,3 |
10,1 |
10,6 |
Liczba dni z temp. min. < 0 st. C |
114 |
107 |
101 |
102 |
97 |
97 |
82 |
72 |
65 |
Liczba dni z temp. max. > 25 st. C |
27 |
27 |
30 |
29 |
36 |
35 |
37 |
46 |
52 |
Źródło: prezentacja firmy Limagrain za danymi Ministerstwa Ochrony Środowiska
Postęp dzięki hodowli
Woda to podstawa życia i plonowania roślin, ale to nie wszystko. Olbrzymi udział w obecnym poziomie plonowania roślin ma hodowla i postęp hodowlany, który czasami odbywa się skokowo. Starsze pokolenie rolników doskonale pamięta „zieloną rewolucję” i jej efekt. Młodzi rolnicy o niej słyszeli, ale mają mgliste informacje czego tak naprawdę dotyczyła i kto był jej twórcą. Nie każdy też wie, że twórca „zielonej rewolucji” dr Norman Ernest Borlaug, został nominowany i otrzymał Pokojową Nagrodę Nobla. To wyjątek w całej historii przyznawania tej nagrody, bo nie przyznaje się jej w dziedzinie rolnictwa i wyżywienia. Przyznano ją wyjątkowo tylko raz w 1970 r. w uznaniu wybitnej roli dr. Normana Borlauga w zwiększeniu globalnej produkcji żywności przez wyhodowanie i wprowadzenie do uprawy nowych plennych odmian zbóż.
Rekordowe plony najczęściej uprawianych roślin
Kukurydza
Potencjał plonowania kukurydzy oceniany jest dla warunków Polski na ok. 20 t ziarna z hektara i kilka razy przekracza średnie zbierane plony. Czynnikiem limitującym plonowanie jest woda i współczynnik transpiracji. Upraszczając wyliczenia można przyjąć, że kukurydza mając do dyspozycji 450 mm wody powinna wydać plon ziarna na poziomie 8–8,5 t/ha, a przy dostępności 300 mm wody – 6–6,5 t/ha. Znacznie wyższy potencjał plonowania kukurydza ma w cieplejszych strefach klimatycznych, gdzie można uprawiać odmiany o wysokim FAO.
Światowe, oficjalne, zmierzone i potwierdzone rekordowe plony ziarna kukurydzy biją systematycznie farmerzy z USA. Jednym ze spektakularnych, ale uzyskanych na niewielkiej powierzchni (0,4 akra) był plon 22,5 t ziarna kukurydzy z hektara, zebrany przed laty przez amerykańskiego rolnika, który uprawiał odmianę typu stay green w monokulturze po kukurydzy. Aby uzyskać taki efekt plonowania zastosował w przeliczeniu na ha łącznie 901 kg NPK i 123 kg S. Rekord ten został już pobity. Z informacji o potwierdzonych rekordach świata wynika, że najwyższym, rekordowym plonem szczyci się od 2002 r. również rolnik amerykański ze stanu Iowa. Uzyskał on średni plon ziarna kukurydzy w ilości 442,14 buszli z akra. Po przeliczeniu na nasze jednostki rekord wynosił 27,751 t/ha.
Ten rekord utrzymywał się długo, ale potem był kilka razy bity. W roku 2014 pokonano barierę wydajności 500 buszli z akra. Nowy rekord świata wynoszący 503,791 buszla ziarna kukurydzy z akra plantacji nawadnianej uzyskał w 2014 br. Randy Dowdy Valdosta z USA. W USA każdego roku ogłaszany jest konkurs na najwyższe plony kukurydzy i z uwagi na różne technologie (nawadnianie plantacji, uprawa bezorkowa, uprawa pasowa itd.) rekordy bite są w kilku kategoriach. W 2015 r. padła kolejna bariera plonowania kukurydzy. David Hula ze stanu Wirginia uzyskał plon 532 buszli z akra odmiany kukurydzy z hodowli Pioneer. W przeliczeniu na nasze jednostki rekord wynosi 33,390 t/ha. Ten sam farmer poprawił wynik pod koniec ub.r. i ustanowił nowy rekord świata zbierając 542,27 buszla z akra, czyli 34,035 t/ha.
Pszenica ozima
Rekordy w przypadku plonów ziarna pszenicy ciągle bili rolnicy z Nowej Zelandii. Pierwszym uznanym rekordem świata był plon 13,99 t/ha uzyskany w Wielkiej Brytanii w 1981 r. W roku 2003 rekord na poziomie 223 buszli z akra (15,048 t/ha) ustanowił Chris Dennison z Nowej Zelandii. W roku 2010, dokładnie 8 marca, ten rekord pobił Michael Solari, właściciel gospodarstwa Otama w Nowej Zelandii. Uzyskał on plon ziarna pszenicy na poziomie 232,64 buszla z akra, co po przeliczeniu na nasze jednostki daje plon 15,636 t/ha.
Ten utrzymujący się przez 5 lat rekord świata był w 2016 r. bity dwa razy przez farmerów w Wielkiej Brytanii. Najpierw nowy rekord na poziomie 16,5 t ziarna pszenicy z hektara ustanowił 24 sierpnia br. Tim Lamyman w Lincolnshire. W 10 dni później ten rekord pobił o 20 kg/ha Rod Smith w Northumberland uzyskując z plantacji 11,3 ha plon ziarna pszenicy paszowej odmiany Dickens w ilości 16,519 t/ha (przy wilgotności 15%). Ten rekordowy wynik zgłoszony do księgi rekordów Guinnessa uzyskała odmiana pszenicy Dickens na ciężkiej glinie w zmianowaniu po fasoli, wysiana 22 września ub.r. w ilości 330 ziarniaków na mkw.
W roku 2017 stawka poszła w górę, bo nowy rekord w plonie pszenicy ustanowiono ponownie w Nowej Zelandii. Odmiana Oakley na niespełna 12-hektarowej działce gospodarstwa Maxine i Erica Watsonów z Ashburton osiągnęła średni plon 16,791 tony z hektara i wynik trafił do rekordów Guinnessa.
Jęczmień ozimy
W 2015 r. padł w Nowej Zelandii nowy rekord świata w plonowaniu jęczmienia ozimego na poziomie 13,8 t/ha. Ustanowili go w styczniu 2015 r. Warren i Joy Darlings. Ten rekordowy plon zebrano z nawadnianej działki o powierzchni 11,6 ha. Wcześniejszy oficjalny rekord świata na poziomie 12,2 t/ha jęczmienia ozimego ustanowił w 1989 r. szkocki farmer Stockton Park.
Soja
W USA rolnicy zbierają średnio od 40 do 44 buszli nasion soi z akra (czyli niespełna 3 t/ha). Wieloletnim rekordzistą świata w plonowaniu tej rośliny jest Kip Cullers ze stanu Missouri w USA. Regularnie zbiera on średnie plony soi w granicach 100 buszli z akra (ponad 6,6 t/ha). Pierwszy swój rekord świata w plonie soi ustanowił w roku 2007 wynikiem 154,57 buszla z akra (10,312 t/ha). Od 5 lat utrzymuje on rekord świata ustanowiony w 2010 r. Wtedy wysiał on soję w połowie kwietnia 2010 r. i zebrał w ostatnich dniach września. Ustanowiony wtedy przez rolnika oficjalny rekord świata to plon aż 160,6 buszla soi z akra. W przeliczeniu na nasze jednostki ten rekord świata wynosił 10,715 t/ha nasion soi. Oficjalne rekordy świata wpisywane do księgi rekordów Guinnessa muszą być odpowiednio udokumentowane. Bywa zatem, że jest wiele znacznie wyższych nieoficjalnych rekordów świata. W przypadku soi znaleźć można np. komunikat prasowy, który wydał Jerry Stoller, właściciel Stoller USA w Illinois mówiący o plonie 176 buszli soi z akra plantacji nawadnianej w południowym Teksasie. Była też wzmianka w późniejszym okresie o plonie wręcz niewiarygodnym 214,7 buszla nasion soi z akra (ok. 14,3 t/ha) z innej plantacji nawadnianej w połuniowym Teksasie. Nikt nie podjął się jednak udokumentowania tych plonów i wpisania do oficjalnych rekordów świata. Oficjalnym rekordzistą jest Randy Dowdy ze stanu Georgia, który w 2016 r. uzyskał potwierdzony plon 171,8 buszla nasion soi z akra. W przeliczeniu na nasze jednostki oficjalny rekord wynosi 11,462 t/ha.
Buraki cukrowe
W Polsce jeszcze kilka lat temu barierą plonowania buraków w wielu gospodarstwach było ok. 500 q korzeni z hektara. Są rolnicy, którzy uzyskują w Polsce plony w granicach 800 q/ha. A jakie zbiera się na świecie rekordowe plony korzeni? Z informacji wynika, że rekordowy plon korzeni buraków cukrowych uzyskał w 2012 r. w USA Ben Abatti z Baja Farms. Było to aż 176 t/ha korzeni buraków uzyskanych na plantacji o wielkości 28,3 ha. Korzenie zwierały przy tym rekordowym plonie 15,89% cukru. Po przeliczeniu daje to plon aż 27,96 t cukru z hektara.
Rzepak ozimy
Tim Lamyman w Lincolnshire próbował skutecznie bić rekord plonowania pszenicy, ale rekordzistą w tym gatunku był przez zaledwie 10 dni. Udało się mu jednak ustanowić jeszcze jeden rekord. Jest on jeszcze nieoficjalny i dotyczy plonowania rzepaku ozimego. Warto dodać, że w styczniu br. stary rekord świata plonowania rzepaku ozimego wynoszący 6,14 t/ha pobił w Nowej Zelandii Chris Dennison ustawiając poprzeczkę na poziomie 6,31 t/ha. W lipcu ub.r. Tim Lamyman pobił ten rekord od 0,5 t/ha uzyskując rekordowy plon rzepaku na poziomie 6,7 t/ha. Co ciekawe, wynik ten uzyskał z odmianą populacyjną (Piktogram), ale wysianą w zagęszczeniu sugerowanym dla odmian mieszańcowych (ok. 2,5 kg nasion/ha). Rekordowy plon uzyskano na 8,21-hektarowej plantacji w zmianowaniu po jęczmieniu ozimym z uprawą uproszczoną. Rzepak siany był 21 sierpnia 2015 r. a zbierany 5 sierpnia 2016 r. Rekord był aktualny do tego roku i pobił go ponownie ten sam rolnik. Nam doskwierała w tym roku susza, a Tim Lamyman zasiał odmianę Picto i uzyskał rekordowy plon rzepaku wynoszący 7,01 t/ha.
Dynia olbrzymia
Najcięższe dynie olbrzymie do niedawna pokazywali na konkursach amerykańscy i kanadyjscy pasjonaci i to oni systematycznie ustanawiali w wadze ich owoców rekordy świata. Przez wiele lat rekord należał do pani Christy Harp, której rekordowa dynia ważyła w 2010 r. ok. 783 kg. Wynik od tamtej pory jest bity każdego roku. Najcięższą dynię na świecie, ważącą aż 824,9 kg, w 2011 r. uzyskali państwo Jimi i Kelsey Bryton z Kanady, w 2012 dynię o wadze 911,3 kg uzyskał Ron Wallace, w 2013 Tim Mathison uzyskał dynię ważącą 921,7 kg. Obecnie to w Europie ustanawiane są nowe rekordy. W 2014 padła granica tony – Beni Meier ze Szwajcarii uzyskał dynię o rekordowej wadze 1054 kg. W tym gatunku rekordy świata bite są teraz w Europie. W ubiegłym roku wynik poprawił Mathia Willemijn – uzyskał dynię ważącą 1190,49 kg.
Korboling jest popularny w Polsce i przez wiele lat rekordy ustanawiał i ciągle poprawiał Jan Styra. Kolejny oficjalny rekord Polski ustanowiony był we wrześniu 2015 r. przez Dominika Kędziaka – dynia o wadze 648,2 kg. Po ubiegłorocznym festiwalu olbrzymich dyń w Krapkowicach Dominik Kędziak znacząco poprawił swój rekord Polski. Jego dynia ważyła aż 839,6 kg.
Marek Kalinowski
Jednostki do własnych wyliczeń:
1 akr = 0,404685 ha
1 buszel ziarna pszenicy = 27,2 kg
1 buszel ziarna kukurydzy = 25,4 kg
1 buszel nasion soi = 27 kg
1 funt = 453,59237 g