Impact of meteorological drought on crop water deficit and crop yield reduction in Polish agriculture

The study presents the quantification of the effect of meteorological drought on crop water deficit and crop yield reduction in different agro-climatic regions of Poland. The regression equations describing the relationship between the standardized precipitation index SPI (meteorological drought) and the crop drought index CDI (evapotranspiration reduction) were used in a first step. Then the FAO equation describing the relationship between CDI and yield reduction was used. Crop water deficit measured by CDI is spatially differentiated and depends on the intensity of meteorological drought and soil water availability. The greatest evapotranspiration reduction is found for late potato growing in the central-west Poland (30–60%). The smallest reduction of evapotranspiration was stated for winter rape (12–16%) in the same region on soils with small water retention and no reduction can be on soils with large water retention. A good correlation between estimated and observed yield reduction was found. Potential yield reduction of late potato can reach more than 50% in central Poland. Least yield reduction is for winter wheat and winter rape. The main advantage of the method used in the study is the combination of meteorological drought, soil water retention capacity, evapotranspiration, soil water balance and crop yield, and so help provide more accurate assessments.

W pracy zaprezentowano ilościową ocenę wpływu suszy meteorologicznej na deficyt wody i zmniejszenie plonu roślin uprawnych w różnych regionach agroklimatycznych Polski. W pierwszym etapie zastosowano równania regresji opisujące zależność między wskaźnikiem standaryzowanego opadu SPI (susza meteorologiczna) i wskaźnikiem suszy rolniczej CDI (ograniczenie ewapotranspiracji). Następnie zastosowano równanie opisujące zależność między CDI i zmniejszeniem plonu. Deficyt wody roślin uprawnych, którego miarą jest CDI, jest przestrzennie zróżnicowany i zależy od intensywności suszy meteorologicznej i dostępności wody w glebie. Ewapotranspiracja zmniejszyła się najbardziej w przypadku ziemniaka późnego w środkowo-zachodniej Polsce (30–60%), a najmniej w przypadku rzepaku ozimego (12–16%) w tym samym regionie na glebach o małej retencji wodnej, natomiast na glebach o dużej retencji wodnej ewapotranspiracja się nie zmniejszyła. Stwierdzono dobrą korelację między obliczonym i rzeczywistym zmniejszeniem plonu. W centralnej Polsce zmniejszenie plonu ziemniaka późnego może przekroczyć 50%. Plony najmniej się zmniejszyły w przypadku pszenicy ozimej i rzepaku ozimego. Główną zaletą metody zastosowanej w pracy jest skojarzenie suszy meteorologicznej, zdolności retencjonowania wody w glebie, ewapotranspiracji, bilansu wody w glebie oraz plonów i umożliwienie dzięki temu bardziej dokładnych i wiarygodnych ocen.