Monitorowanie wzrostu roślin uprawnych i prognozowanie plonów w Polsce

W klimatycznych warunkach Polski susze wywołują duże szkody w uprawach rolnych powodując znaczne obniżenie ich plonów. Susza jest bezpośrednio wywołana zakłóceniem bilansu wodnego. Na zakłócenie to wpływa susza atmosferyczna spowodowana niedoborem opadów, susza glebowa spowodowana nadmiernym wysuszeniem gleb oraz susza hydrologiczna powodująca obniżenie się poziomu wód gruntowych. W minionym pięćdziesięcioleciu XX wieku susze o dużym gospodarczym znaczeniu wystąpiły w latach 1951, 1953, 1959, 1963, 1964, 1969, 1971, 1976, 1982, 1988, 1989, 1990, 1992. W okresie ostatnich 20 lat wystąpienie suszy zanotowano w latach 2000, 2002, 2003, 2006, 2015, 2016, 2018 i 2019.

Początek sezonu 2020 dla rolnictwa nie przedstawiał się optymistycznie. Po bezśnieżnej zimie brak opadów który miał miejsce w kwietniu nie był korzystny dla upraw. Maj i czerwiec w pełni to zrekompensował, występujące dość często opady zapewniły dobre uwilgotnienie gleby. Według naszych modeli prognozy plonów zbóż i pszenicy ozimej w bieżącym roku są dobre, średnio o 10% wyższe od ubiegłorocznych. Wykresy słupkowe zamieszczone poniżej dają porównanie naszej prognozy z wynikami GUS.

W Centrum Teledetekcji IGiK w 1996 roku został wdrożony we współpracy z Kanadyjskim Centrum Teledetekcji system monitorowania stanu roślin uprawnych z wykorzystaniem zdjęć satelitarnych NOAA AVHRR. Technologia ta składa się z następujących etapów:

Rejestracja obrazów satelitarnych pozyskiwanych przez skanery AVHRR zainstalowane na pokładach satelitów serii NOAA dla obszaru całego kraju w przeciągu okresu wegetacji roślin uprawnych oraz ich przetworzenie geometryczne i radiometryczne
Wyznaczenie wskaźnika roślinności – NDVI na podstawie wartości promieniowania rejestrowanego przez skaner NOAA AVHRR oraz utworzenie na podstawie dziennych obrazów rozkładu wskaźnika NDVI kompozycji dekadowych dla obszarów rolniczych
Przygotowanie map porównawczych rozkładu wskaźnika NDVI w zestawieniu z rokiem średnim oraz z rokiem poprzednim dla poszczególnych dekad okresu wegetacyjnego
Określenie przebiegu zmian wartości wskaźnika roślinności NDVI charakteryzującego stan rozwoju roślin uprawnych w przeciągu okresu wegetacyjnego.

Schemat funkcjonowania systemu monitorowania stanu roślin uprawnych został przestawiony na rys. 1.

Końcowymi produktami w Systemie Monitorowania Stanu Roślin Uprawnych są mapy porównawcze wartości wskaźnika roślinności NDVI – w porównaniu z rokiem średnim oraz z rokiem poprzednim – tworzone poprzez porównanie wartości wskaźników aktualnego i archiwalnego, zgromadzonych w bazie produktów NOAA AVHRR Instytutu Geodezji i Kartografii, obejmującej okres 1997 – 2018.

Mapy te są generowane w postaci rastrowej o wielkości rastra 1 km2 oraz w postaci uśrednionej do województw. Informacja o stanie upraw jest wyrażona stosunkiem wskaźnika roślinności NDVI w bieżącej dekadzie do wartości tego wskaźnika w tej samej dekadzie roku średniego lub poprzedniego.

Mapy porównawcze są dostarczane w odstępach dekadowych przez okres wegetacji roślin uprawnych (1 kwietnia – 30 września) do Departamentu Rolnictwa Głównego Urzędu Statystycznego. Na podstawie informacji z kolejnych dekad są także tworzone wykresy zmian wskaźnika NDVI w przeciągu okresu wegetacyjnego oraz zestawienia map porównawczych dla całego sezonu wegetacji. Produkty te są dostarczane do Departamentu Rolnictwa GUS w ramach corocznych sprawozdań z kolejnych etapów prac. Na rys. 2 - 6 są przedstawione przykładowe mapy stanu upraw dla wybranej dekady oraz zestawienie map prezentujących zmienność warunków wzrostu upraw w przeciągu okresu wegetacyjnego.


Comparison of crop growth conditions to normal year 18th ten-day period, June 21 – 30, 2018	Comparison of crop growth conditions to previous year 18th ten-day period, June 21 – 30, 2018

Comparison of crop growth conditions to normal year – voivodship averages 18th ten-day period, June 21 – 30, 2018	Comparison of crop growth conditions to previous year – voivodship averages 18th ten-day period, June 21 – 30, 2018