ROLA URZĄDZEŃ MELIORACJI SZCZEGÓŁOWYCH W … I Ostrowski.pdf · Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra Melioracji i ... Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji

ROLA URZĄDZEŃ MELIORACJI SZCZEGÓŁOWYCH

W ROLNICTWIE I ŚRODOWISKU PRZYRODNICZYM

1. WSTĘP

2. ZAKRES POTRZEB I EFEKTY MELIORACJI W POLSCE

3. ZNACZENIE WODY W GLEBIE DLA PRODUKCJI ROŚLINNEJ

4. WPŁYW URZĄDZEŃ MELIORACYJNYCH NA ŚRODOWISKO PRZYRODNICZE

5. PODSUMOWANIE

prof. dr hab. inż. Krzysztof Ostrowski

Warszawa – Falenty 26.10.2011 r.

Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie

Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji

Katedra Melioracji i Kształtowania Środowiska

1. WSTĘP

Pojęcie melioracji wiązane jest głównie z technicznym regulowaniem obiegu wody i

identyfikowane z takimi robotami jak:

- osuszanie rowami,




- drenowanie,




- nawadnianie,




Uwzględniając osiągnięcia naukowe i pozostawiając melioracjom rolnym ich dotychczasową

nazwę, wprowadzono do nich nową treść. Melioracje nie są tu tylko ulepszeniem, lecz należy je

rozumieć jako przekształcanie naturalnych warunków produkcji roślinnej, poprzez wpływanie na

wszelkie procesy zachodzące w środowisku dla podwyższania żyzności gleby i zapewnienia

wysokich plonów.

Ostromęcki charakteryzuje melioracje w sposób następujący:

„Melioracje rolne powinny stanowić zespół zabiegów organizacyjno-gospodarczych,

technicznych i agrotechnicznych, których zadaniem jest wytworzenie na danym obiekcie rolnym

trwałej podstawy do podnoszenia żyzności gleby i powiększenia produkcji rolnej”.




Nowoczesne melioracje w krajach o wysokim poziomie rolnictwa są

całościowymi (kompleksowymi) projektami, za pomocą których

obszary wiejskie są chronione, ulepszane, rozwijane i kształtowane.

Ujmują one i rozwiązują łącznie cele zarówno rolnicze, jak i dotyczące

ochrony przyrody i krajobrazu.

Ostatecznie zmierzają do tworzenia podstaw poprawy efektywności

pracy, warunków życia na wsi i rozwoju terenów wiejskich.

Obecnie coraz większą uwagę zwraca się na pozaprodukcyjną, w tym ekologiczną, funkcję

terenów wiejskich. W tej sytuacji zachodzi potrzeba poszerzenia zakresu przedsięwzięć

realizowanych w ramach melioracji.




W pojęciu melioracji kompleksowych mieszczą się również takie działania jak: ochrona od

powodzi, budowa dróg rolniczych i stawów rybnych, wykorzystanie ścieków w rolnictwie,

zagospodarowanie zmeliorowanych użytków zielonych, ochrona przed erozją, agromelioracje,

fitomelioracje oraz rekultywacje terenów zdewastowanych.




Zabiegi melioracyjne są więc istotnym składnikiem szeroko pojętej

gospodarki wodnej w rolnictwie i obejmują bilans wodny na

większych obszarach, rozrząd wody w zlewniach i na obiektach,

regulację uwilgotnienia profilu glebowego, a także dostosowanie

terenów do wymogów technologicznych współczesnego rolnictwa.




2. ZAKRES POTRZEB I EFEKTY MELIORACJI W POLSCE

Utrzymanie rolnictwa na poziomie nie odbiegającym od standardów Unii Europejskiej wymaga

sprawnych systemów melioracyjnych, dostosowanych do określonych ekosystemów.

Według Ministerstwa Rolnictwa, na około 15,9 min ha użytków rolnych, potrzeby melioracji

wynoszą 9,2 mln ha. Dotychczas zmeliorowano 6,7 mln ha, w tym tylko 0,5 mln ha

wyposażone jest w urządzenia nawadniające.

Uregulowania stosunków powietrzno-wodnych wymaga więc jeszcze około 2,5 min ha.

Do programu rozwoju melioracji, obok wymienionych już działań, należy włączyć również

małą retencję, traktując ją jako jeden ze sposobów wzbogacania określonych siedlisk w wodę.

Mała retencja wodna obejmuje wszelkie działania przyrodniczo-techniczne i organizacyjne,

które sprzyjają gromadzeniu każdej ilości wody, opóźniają jej odpływ i zwiększają dostępność

wody dla produkcji rolniczej i poza rolniczego kształtowania krajobrazu.




Małą retencję tworzą:

• małe zbiorniki wodne • oczka wodne

• stawy i starorzecza




• odpowiednie użytkowanie ziemi




Zwiększenie powierzchni trwałych użytków zielonych, zalesień i zadrzewień, ochrona

przeciwerozyjna gleb, racjonalna eksploatacja systemów melioracyjnych, zwłaszcza

prowadzenie nawodnień z regulowanym odpływem, zwiększa retencyjność gleb i sprzyja

efektywniejszemu wykorzystywaniu opadów atmosferycznych, zmniejszając niepożądany

odpływ wody z agroekosystemu.

Melioracje dają pozytywne efekty gospodarcze i ekologiczne.

W wyniku melioracji odwadniających uzyskuje się wzrost plonów roślin w od 5-15 jednostek

zbożowych z hektara, a melioracje nawadniające dają możliwość uzyskania zwyżki plonu

rzędu 10-25 jednostek zbożowych z hektara.

Nawet w latach ekstremalnych klęsk żywiołowych, np. suszy 1992 r., czy nadmiaru wody w

1997 i 2001 r., straty w produkcji rolniczej były zdecydowanie mniejsze na zmeliorowanych

użytkach rolnych.




3. ZNACZENIE WODY W GLEBIE DLA PRODUKCJI ROŚLINNEJ

Do wyprodukowania jednego kilograma suchej masy rośliny muszą pobrać z gleby od kilkuset

do tysiąca litrów wody.

Z tego wynika, że dostępne dla roślin zasoby wody, obok nawożenia i agrotechniki, decydują

o efektach produkcji roślinnej w konkretnych warunkach glebowo-klimatycznych.

Zarówno nadmiar jak i niedobór wody w glebie nie sprzyja dobremu rozwojowi roślin i wpływa

niekorzystnie na plonowanie.

Zróżnicowane warunki klimatyczne i glebowo-wodne w naszym kraju bardzo często nie

sprzyjają racjonalnemu, efektywnemu gospodarowaniu zasobami środowiska.




W roku przeciętnym relacje między zasilaniem z opadów atmosferycznych, a ubytkiem wody

na ewapotranspirację powodują dodatni bilans wodny w półroczu zimowym, a ujemny w

okresie wegetacyjnym. Konsekwencją tego jest odpowiednie kształtowanie się poziomu wód

gruntowych - nie zawsze zgodne z oczekiwaniami środowiska przyrodniczego.




4. WPŁYW URZĄDZEŃ MELIORACYJNYCH NA ŚRODOWISKO PRZYRODNICZE

Działania melioracyjne powinny uwzględniać warunki równowagi ekologicznej danego

obszaru dla zapewnienia ochrony środowiska przyrodniczego w zakresie gospodarki wodnej

Prawidłowo przeprowadzone zabiegi melioracyjne obok rozwiązań technicznych powinny

dawać wskazówki do sposobu gospodarowania wodą w zlewni.

Chodzi o to aby obiektu meliorowanego nie rozpatrywać bez powiązania z otaczającą

przyrodniczą i gospodarczą całością.

Najczęściej za pomocą urządzeń melioracyjnych wpływamy na obieg wody i powietrza w

glebie, ponadto oddziałują one na stosunki cieplne i obieg związków pokarmowych.

Kierowanie tymi obiegami nie tylko podnosi żyzność gleby, ale może wpływać na przebieg

procesów glebowych i w rezultacie stać się czynnikiem kształtującym glebę.




Drenowanie, najczęściej stosowany system odwadniający, na gruntach ornych zmniejsza

nadmierne uwilgotnienie gleby, przez co ogranicza parowanie wody z powierzchni terenu, a

tym samym przyczynia się do szybszego ogrzania gleby i przyspieszenia terminu

rozpoczęcia wegetacji roślin.

Poziom wód gruntowych ulega obniżeniu, ale nie więcej niż do głębokości założenia

urządzeń odwadniających. Oznacza to, że drenowanie gruntów ornych nie powoduje

szkodliwych dla środowiska zmian w jego położeniu.




Wśród mało zorientowanych panuje pogląd, że gleba zdrenowana traci wodę, przez co zabieg

ten degraduje środowisko.

Gdyby ten pogląd był prawdziwy, to na zdrenowanej glebie nie uzyskiwano by od 1,5 do 2 razy

większych plonów roślin niż na takiej samej glebie nie drenowanej, co wynika ze znacznie

większego retencjonowania oraz lepszej ekologicznej efektywności wykorzystania wody

opadowej w glebie drenowanej.

1

2 3

4

10

9

8

7 6

5

15 14 13

12

11

18

19

17

20

16




System drenarski faktycznie odprowadza pewną ilość wody. Jednak zgodnie z krzywą

retencyjności gleby dreny przejmują z profilu tylko wodę wolną (grawitacyjną), a więc wodę,

która nie jest wiązana przez glebę. Ma to miejsce przy stanie uwilgotnienia przekraczającym

polową pojemność wodną gleby (pF<2), a więc stanie namiaru wody i niewystarczającej, do

prawidłowego rozwoju roślin, ilości powietrza.




Z chwilą gdy z gleby odcieknie woda wolna odpływ z sieci drenarskiej ustaje, a w profilu

pozostaje woda dostępna dla roślin, wykorzystywana na ewapotranspirację, której wyczerpanie,

do stanu pojemności okresu suszy, może nastąpić przy braku opadów atmosferycznych, a nie z

powodu drenowania.

Potwierdzeniem tego jest tylko okresowe występowanie odcieku wody z sieci drenarskiej, po

ustaniu którego rośliny nie usychają. Zaprzecza to twierdzeniu lansowanemu w pewnych

kręgach, że drenowanie przyczynia się do przesuszenia gleby.




Inaczej jest w dolinach rzecznych na użytkach zielonych, gdzie systemy melioracyjne w postaci

rowów odwadniających i regulacji rzek powodują obniżenie zwierciadła wód gruntowych.

Obniżony poziom wody dostosowany do potrzeb roślin uprawnych, może być nieodpowiedni dla

poprzedniego porostu roślinności naturalnej. W takich warunkach decyzja o realizacji inwestycji

melioracyjnej powinna być poprzedzona decyzją o zmianie charakteru użytkowania terenu.

Rowy, podobnie jak dreny, nie obniżają poziomu wód gruntowych poniżej swojej głębokości.




Natomiast stosowanie w dolinach rzecznych nawodnień podsiąkowych na użytkach zielonych

nie tylko zwiększa plony, ale także chroni glebę oraz jest ważnym elementem „małej retencji”,

zwiększającym zasoby wodne w przestrzeni rolniczej. Zatem nawodnienia w dolinach

rzecznych powinny być traktowane jako czynnik proekologiczny.

Pod wpływem melioracji ma miejsce powolna lecz istotna zmiana struktury gleby. W glebach

mineralnych zwiększa się porowatość, przez co gleba staje się bardziej przepuszczalna.

Infiltracja zwiększa się kilkakrotnie. Znacznie zmniejsza się spływ powierzchniowy. Woda z

letnich opadów atmosferycznych może być w większych ilościach gromadzona w porach

gleby, a następnie wykorzystywana przez rośliny.




Drenowanie gleby zwięzłej zwiększa jej retencję głównie poprzez oddolne odpowietrzenie

gruntu. Pod ciśnieniem przesiąkającej wody powietrze glebowe jest wypychane do drenów i

wydostaje się na zewnątrz do atmosfery. W glebie nie drenowanej wypierane powietrze

napotyka na opór przesiąkającej wody, przez co tworzy się powietrzna poduszka,

utrudniająca infiltrację wody w głąb profilu.

nieprzepuszczalne

podglebie

podeszwa płużna

dren

przepuszczalna warstwa orna




Obok obiegu ciepła i wody istnieje w przyrodzie obieg związków pokarmowych – soli

mineralnych niezbędnych do życia roślin.

Sole mineralne, włączone są w ogólny obieg geologiczny materii, który w ostatecznym

rezultacie unosi je do mórz, biorą okresowo także udział w drugim obiegu – biologicznym.

Jednym z zadań melioracji jest kierowanie obiegiem wody i związków pokarmowych w taki

sposób, aby nie pozwolić na szybkie przechodzenie soli mineralnych do jednokierunkowego

obiegu geologicznego (erozja gleb, unoszenie roztworów i namułów do mórz), lecz potęgować

obieg biologiczny, podczas którego sole mineralne są czerpane z gleby przez roślinność.

Można to, osiągnąć poprzez zabiegi melioracyjne, rolnicze i leśne, takie jak: drenowanie,

agromelioracje, fitomelioracje i melioracje przeciwerozyjne.




5. PODSUMOWANIE

W naszym kraju na znacznej części użytków rolnych ciągle jeszcze nadmiary czy niedobory

wody są głównymi czynnikami ograniczającymi dalszy wzrost plonów. Przeprowadzenie

melioracji na tych glebach warunkuje więc dalszy intensywny rozwój rolnictwa.

Regulacja stosunków powietrzno-wodnych w glebie dla potrzeb produkcji roślinnej jest

doceniana na całym świecie. Wśród specjalistów (rolników, meliorantów) występuje zgodna

opinia, że usuwając niekorzystny nadmiar wody, oraz (lub) uzupełniając jej braki powoduje się

istotny wzrost plonów, oraz ułatwia (umożliwia) wykonanie prac agrotechnicznych.

Rola melioracji w środowisku przyrodniczym jest bardzo istotna, a jednocześnie bardzo

złożona. Na bagiennych obszarach o wyjątkowo cennej szacie roślinnej i bogatym świecie

zwierzęcym nie jest możliwe pogodzenie interesów przyrody z potrzebami intensywnego

rolnictwa. Jedyną możliwością zachowania naturalnego stanu na tych obszarach jest

wyłączenie ich z intensywnej produkcji roślinnej lub zaniechanie rolniczego użytkowania.




Obserwowana w Polsce krytyka oddziaływania melioracji na środowisko przyrodnicze, na

podstawie pojedynczych błędów, które przecież występują w każdej gałęzi gospodarki, próbuje

przypisać je całej działalności inwestycyjnej w zakresie systemów melioracyjnych. Dlatego

niedopuszczalne jest pozwolenie na uprawianie propagandy antymelioracyjnej lub ferowanie

negatywnych opinii, nie popartych żadnymi obiektywnymi argumentami.

Realizacja zadań w zakresie melioracji oraz kształtowania i ochrony środowiska według idei

zrównoważonego rozwoju wymaga uregulowania zasad finansowania inwestycji i ich

eksploatacji. Powinny one wynikać z różnych celów i efektów melioracji i być dzielone między

licznych konsumentów produkowanych dóbr.

Obecna bardzo żywa pamięć przykrych doświadczeń ostatnich wielkich powodzi (1997 r., 2001

r., 2010 r.), czy susz (1992 r., 2000 r., 2002-2006 r.) powinna mobilizować do intensywniejszych

działań w zakresie rozwoju gospodarki wodnej i melioracji w Polsce.




Dziękuję

za uwagę

Documents

ROLA URZĄDZEŃ MELIORACJI SZCZEGÓŁOWYCH W … I Ostrowski.pdf · Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra Melioracji i ... Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji