Analiza tolerancji odmian roślin uprawnych na suszę

Ewolucja warunków klimatycznych Polski i dynamika zjawisk suszowych

Klimat Polski, charakteryzujący się przejściowością pomiędzy wpływami oceanicznymi a kontynentalnymi, ulega w XXI wieku gwałtownej destabilizacji, co bezpośrednio przekłada się na niestabilność opadów i ich przestrzenne zróżnicowanie. Z danych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW-PIB) wynika, że średnia roczna temperatura powietrza w Polsce od połowy ubiegłego wieku wzrosła o ponad 2˚C. Analiza wieloletnich trendów temperatur w latach 1951–2018 wykazuje dodatnią tendencję o wartości +0,027˚Cꞏrok^-1. Trend ten jest wyraźnie silniejszy od globalnego (+0,018 ˚Cꞏrok^-1) oraz średniego dla strefy umiarkowanej półkuli północnej (+0,024˚Cꞏrok^-1). Szczególnie dynamiczny wzrost temperatur nastąpił po roku 1988, kiedy to średnia temperatura obszarowa wzrosła z +7,48˚C (dla okresu 1951 – 1988) do +8,60˚C (dla lat 1988 – 2018), wykazując trend wzrostowy na poziomie +0,032˚Cꞏrok^-1.

Asymetria regionalna ocieplenia wskazuje na najsilniejszy wzrost temperatur na Pojezierzach, Podkarpaciu i w Karpatach (o ponad 2,4˚C ), a najmniejszy w Sudetach (około 2,1˚C). W ujęciu aglomeracyjnym tempo ocieplenia wynosi od 0,53˚C  na dekadę w Gdańsku do aż 0,77˚C  na dekadę we Wrocławiu. Lokalne badania w Puławach potwierdzają, że w dziesięcioleciu 1991 – 2000 średnia miesięczna temperatura w okresie od stycznia do sierpnia była o 1,1˚C wyższa w porównaniu do okresu referencyjnego 1961–1990. Od 1994 roku temperatura lata w każdym kolejnym roku przewyższa średnią wieloletnią. Średnia temperatura lipca i sierpnia w latach 1988–2018 wykazywała dodatni trend wynoszący +0,52˚C, co przełożyło się na rzeczywisty wzrost temperatury tych miesięcy o 0,96˚C do 2,16 ˚C (średnio o 1,56˚C). Zjawisko to jest ściśle skorelowane ze wzrostem rzeczywistego usłonecznienia; statystycznie wzrost usłonecznienia o jedną godzinę w lipcu lub sierpniu generuje wzrost średniej temperatury o +0,015˚C.

Konsekwencją zmian termicznych jest transformacja struktury pór roku. Ciepłym zimom towarzyszą anomalnie ciepłe wiosny, którym wtórują fale przymrozków oraz upalne i posuszne okresy letnie. Równocześnie uległa zmianie struktura opadów. Tradycyjne opady o charakterze ciągłym i jednostajnym ustępują miejsca długim okresom bezopadowym, przerywanym gwałtownymi, ulewnymi opadami konwekcyjnymi (często przekraczającymi 50 – 70 mm  na dobę), wywołującymi tzw. powodzie błyskawiczne (flash floods) i erozję gleb.¹ Tego typu opady burzowe nie odbudowują głębszych zasobów wodnych gleby, ponieważ woda szybko spływa powierzchniowo do najbliższych cieków.

Wzrost temperatur i parowania przy jednoczesnym deficycie opadów prowadzi do pogłębiania się zjawiska suszy, które rozwija się sekwencyjnie. Początkowa susza atmosferyczna (brak opadów) przechodzi w suszę glebową (rolniczą), bezpośrednio zagrażającą uprawom, a następnie w suszę hydrologiczną (spadek stanów wód poniżej średniego niskiego przepływu z wielolecia – SNQ) oraz hydrogeologiczną (niedobór wód podziemnych).

Deficyt opadów zaznacza się najbardziej w pasie środkowej Polski, obejmującym Kujawy, Wielkopolskę i część Mazowsza. Susze rolnicze wywołują dotkliwe straty. Podczas historycznych susz w latach 1982 i 1983 obniżka plonów zbóż wynosiła od 5 do 30%, a ziemniaków od 10 do 40%. Ekstremalna susza z 1992 roku, mająca charakter klęski żywiołowej, zredukowała zbiory zbóż o 25%, a łączna produkcja zbóż, ziemniaków i pasz objętościowych zmniejszyła się o 31% w stosunku do roku 1991.

Prognozy klimatyczne dla Europy na lata 2071 – 2100 wskazują na dalszy wzrost średniej rocznej temperatury w Polsce o około 3,5˚C, a w części południowej i wschodniej nawet o 4˚C. Scenariusze opadowe pozostają rozbieżne: jeden z modeli przewiduje wzrost rocznej sumy opadów o 10%, inny wskazuje na spadek opadów w okresie lipiec – sierpień o blisko 40% . Niemniej jednak, wydłużenie termicznego okresu wegetacyjnego (ze średnią dobową temperaturą > 5˚C) o około 10 dni stwarza nowe możliwości uprawowe. Umożliwia to szersze wprowadzanie międzyplonów i poplonów oraz drastycznie zwiększa prawdopodobieństwo dojrzewania roślin ciepłolubnych, takich jak kukurydza, soja czy sorgo, którego wskaźnik dojrzewania w całej Polsce przekracza obecnie 80%.

Innowacje hodowlane w uprawie zbóż: Pszenica i Jęczmień

Podatność pszenicy jarej na suszę określa się za pomocą standaryzowanego wskaźnika opadu SPI.⁰ Wartości SPI < -1,0 oznaczają suszę ekstremalną, przedział -1,0 < SPI < -0,5 suszę silną, a wartości od -0,5 do -0,4 suszę umiarkowaną. W fazie krytycznej (maj – czerwiec) susze te drastycznie obniżają produkcję ziarna pszenicy jarej.

W odpowiedzi na te wyzwania, w 2025 roku do Krajowego Rejestru COBORU wpisano nowe odmiany pszenicy zwyczajnej jarej o podwyższonej tolerancji stresowej: Akcesja (klasa chlebowa B), Conata, Pamiana (jakościowa klasa A), Pelagia (klasa A) oraz Porfiryna (klasa A).

Wśród odmian pszenicy ozimej przełomem są odmiany łączące tolerancję na suszę z wysoką zimotrwałością i odpornością na wyleganie oraz patogeny grzybowe. Zimotrwałość jest parametrem kluczowym w klimacie przejściowym Polski, gdzie mroźne okresy bezśnieżne przeplatają się z nagłymi odwilżami. Wybitną tolerancją na suszę charakteryzuje się odmiana Bestia (klasa A/B). W badaniach rejestracyjnych COBORU osiągnęła ona plon dochodzący do 140% wzorca dzięki unikalnej cesze stay green. Cecha ta pozwala na utrzymanie aktywności fotosyntetycznej liści w fazie dojrzewania, co gwarantuje optymalne nalewanie ziarna nawet w warunkach głębokiego deficytu wody. Bestia cechuje się ponadto wysoką masą tysiąca ziaren (MTZ), szybkim startem wiosennym oraz wybitną odpornością na fuzariozę kłosów, co predestynuje ją do uprawy w monokulturze i po kukurydzy.

Kolejną innowacją jest odmiana Vanilia (krzyżówka odmian RGT Reform i Euforia), charakteryzująca się doskonałą odpornością na wyleganie, wysoką zawartością białka i glutenu oraz wysoką odpornością na porastanie ziarna w kłosie podczas deszczowych żniw. Na słabsze, zakwaszone stanowiska dedykowana jest odmiana Jamajka (klasa A), która dobrze plonuje na glebach średnich i toleruje niskie pH podłoża. Niskonakładowa odmiana Sova (klasa A, zimotrwałość > 4,5) zdobyła Złoty Medal Polagra-Premiery 2024 za unikalne połączenie stabilności plonowania na glebach mozaikowatych z najwyższą odpornością na porastanie ziarna.

Wybitną tolerancją na suszę charakteryzuje się także odmiana California (klasa B), której tolerancję na suszę wiosenną i letnią oceniono w skali COBORU na 8/9. California wykształca bardzo grube ziarno o MTZ sięgającym 51,3 g  i wykazuje dużą tolerancję na niskie pH gleby (ocena 7/9). Do odmian o najwyższym potencjale plonotwórczym na suchych stanowiskach należą również Essa (rekordowe 108% wzorca na obu poziomach agrotechniki w 2023 r.), Alabama (klasa B, plon 108% wzorca w badaniach 2024 r., zimotrwałość 5,0) oraz Euforia o zimotrwałości 5,5 – 6,0.

 

Uprawa jęczmienia, z uwagi na jego płytki system korzeniowy, jest wybitnie wrażliwa na niedobory wody w glebie. Wybór odmiany tolerancyjnej na suszę pozwala zredukować straty plonu, które w latach suchych mogą sięgać ponad 1 tony z hektara. Wieloletnie badania porejestrowe COBORU wykazują, że w latach skrajnie suchych (2018, 2019) odmiany jęczmienia jarego wykazujące genetyczną tolerancję na suszę plonowały o 13 – 14% wyżej w porównaniu do odmian podatnych. W latach o optymalnej wilgotności różnica ta wynosiła około 8%.

W uprawie jęczmienia ozimego wiodące znaczenie mają odmiany dwurzędowe o wysokiej masie ziarna, takie jak SU Laubella (MTZ > 50g, zimotrwałość 5,0) oraz wielorzędowa, krótkoźdźbłowa odmiana SU Hetti, wykazująca odporność na wyleganie i wirusy odglebowe. W przypadku jęczmienia jarego, na słabych i kwaśnych stanowiskach kluczową rolę odgrywają odmiany Brigitta oraz Soldo, charakteryzujące się niskimi wymaganiami glebowymi i wysoką tolerancją na zakwaszenie. Na suchych stanowiskach sprawdza się również odmiana Bente o wysokim parametrze MTZ. Najnowsze badania COBORU wyróżniają pod względem wielkości ziarna odmianę Tilmor (najgrubsze ziarno na poziomie agrotechniki a1), a także Aristelle i Amaretto, wykazujące wybitne parametry grubości ziarna na poziomie intensywnym (a2). W 2025 roku do Krajowego Rejestru wprowadzono nowe odmiany pastewne jęczmienia jarego o dużym potencjale plonowania: Antares, Kamrat, Level, LG Caruso, Magellan, Nestor, Orlando oraz Robin. Z kolei na Listach Odmian Zalecanych (LOZ) na rok 2025 w wielu województwach (np. łódzkie, dolnośląskie, kujawsko-pomorskie) dominują sprawdzone odmiany pastewne, takie jak Florence, Jovita, Laser, KWS Premis, Masimo oraz browarna Lexy.

Kukurydza – zaawansowane systemy genetyczne na ekstremalne stanowiska

Postęp hodowlany w uprawie kukurydzy doprowadził do stworzenia odmian zdolnych do generowania stabilnych plonów na stanowiskach słabych (klasy V i VI) oraz w rejonach dotkniętych okresowymi suszami letnimi. Kluczowym osiągnięciem jest wdrożenie linii genetycznej Tropical Dent®, która łączy specyficzną budowę ziarna typu dent-flint z wybitną tolerancją na stres hydrologiczny oraz bardzo szybkim oddawaniem wody w końcowej fazie wegetacji (efekt dry-down). Najważniejszym reprezentantem tej grupy jest odmiana ES Yakari (FAO 210–220). ES Yakari charakteryzuje się silnym wigorem początkowym, wysoką odpornością na fuzariozę łodyg i kolb oraz stabilnością plonowania na glebach lekkich i piaszczystych. W porejestrowych badaniach PDO odmiana ta zajęła pierwsze miejsce w swojej grupie wczesności.

Innym osiągnięciem tej linii jest odmiana LID2210C (FAO 240), która zdobyła pierwsze miejsce w badaniach porejestrowych PDO 2022, osiągając plon ziarna na poziomie 118 dt/ha tj. 106% wzorca). Ziarno tej odmiany charakteryzuje się wilgotnością o 2,2% niższą w stosunku do odmian wzorcowych podczas zbioru, co radykalnie obniża koszty suszenia mechanicznego. Na lżejsze gleby o wysokim ryzyku suszy dedykowana jest wczesna odmiana LID1033C (FAO 220/230, plon 131 dt/ha, 103% wzorca w badaniach COBORU 2024), wykazująca pełną tolerancję na głownię kukurydzy i fuzariozę kolb. Z kolei Dragonstone (FAO 240) to odmiana o niższym pokroju, co minimalizuje podatność na wyleganie pod wpływem silnych wiatrów, przy jednoczesnym zachowaniu szybkiego dosychania ziarna (wilgotność niższa o 1,8%  od wzorca).

W grupie odmian o najwyższym potencjale plonotwórczym na stanowiskach marginalnych wyróżnia się średniowczesna odmiana Oklahoma (FAO 250). W badaniach rejestrowych COBORU 2024 uzyskała ona rekordowy plon wynoszący 143,5 dt/ha tj. 109% wzorca, wykazując jednocześnie kompletną odporność na wyleganie przedzbiorowe oraz porażenie przez grzyby z rodzaju Fusarium. W tym samym segmencie wysokie parametry wykazuje Kingstone (FAO 240–250, dry-down o 1,6% szybszy od wzorca) oraz najwcześniejsza odmiana ziarnowa LID1145C (FAO 210, plon o 1,5% suchszy od wzorca), idealna na opóźnione siewy.

Polski rynek oferuje szereg innych odmian o wysokiej tolerancji na stresy abiotyczne. KWS Almondo (FAO 230) wyróżnia się głębokim systemem korzeniowym, co umożliwia efektywne pobieranie wody w okresach bezdeszczowych. Pioneer P8834 (FAO 250, typ Dent) to wieloletni lider doświadczeń COBORU, wykazujący ponadprzeciętną odporność na niedobory wody oraz bardzo szybkie oddawanie wody z kolb. Z polskiej hodowli w Smolicach pochodzi odmiana SM Vistula (FAO 210–220), stworzona z myślą o słabych stanowiskach glebowych i dobrze znosząca okresowe susze. W segmencie kiszonkowym i biogazowym wiodącą rolę odgrywa SM Perseus (FAO 250), zalecana na z uwagi na wysoką strawność suchej masy (74% smo) oraz zdolność do budowy obfitego plonu biomasy na stanowiskach suchych. Wysokie parametry tolerancji na suszę wykazują również odmiany hodowli IGP Polska: ziarnowa Inception (FAO 250, plon 108% wzorca) oraz kiszonkowe Ismeri (FAO 250, plon suchej masy 106% wzorca) i Hardware (FAO 260, plon suchej masy 107,5% wzorca).

Rzepak ozimy – stabilność plonowania wobec kaprysów zimy i suszy

Rzepak ozimy jest najważniejszą uprawną rośliną oleistą w Polsce. Sukces jego uprawy w dobie ocieplenia klimatu zależy od odporności odmian na suszę jesienną (utrudniającą wschody) oraz mrozy przy braku okrywy śnieżnej. W segmencie odmian mieszańcowych (hybrydowych) symbolem postępu genetycznego jest LG Aviron, który wykazuje najwyższą efektywność wykorzystania azotu w warunkach suszy, a w 2023 roku ustanowił rekord Polski w plonowaniu rzepaku, osiągając wynik  6,904 t/ha. Odmiana ta rozwija się dynamicznie jesienią, co pozwala na opóźniony siew. Inny wybitny mieszaniec, LG Absolut (średni plon 131% wzorca w wieloletnich badaniach COBORU), charakteryzuje się odpornością na wirusa żółtaczki rzepy (TuYV), suchą zgniliznę kapustnych (gen RLM7) oraz pękanie łuszczyn i osypywanie się nasion, co gwarantuje stabilność plonu podczas wietrznych żniw.

Tolerancję na okresowe susze wykazuje odmiana Batis (średni plon 5,664 t/ha), łącząca wysokie zaolejenie z odpornością na suchą zgniliznę i werticiliozę. Mieszaniec Jurek wyróżnia się wybitnym wigorem jesiennym i efektywnym wykorzystaniem azotu na stanowiskach słabszych. PT326 to odmiana o najwyższym stopniu zaolejenia w badaniach COBORU (45,4%), a PT312 posiada unikalną cechę Sclerotinia Protector, gwarantującą odporność na zgniliznę twardzikową. Wśród odmian zarejestrowanych z najwyższym wynikiem plonowania wymienia się również LG Aphrodite (nr 1 w badaniach rejestrowych) oraz SY Elisabetta (rejestracja w 2025 r.).

W segmencie odmian populacyjnych (liniowych) kluczowe znaczenie ma mrozoodporny KWS Derrick. Polskim sukcesem hodowlanym jest odmiana Tom, która zajęła pierwsze miejsce pod względem plonowania wśród odmian populacyjnych w badaniach COBORU, wykazując wybitną odporność na wyleganie i osypywanie nasion oraz stabilne plonowanie na glebach ubogich. Wybitną stabilnością cechuje się również odmiana Kuba, zarejestrowana z najwyższym wynikiem plonowania wśród odmian liniowych w 2023 roku.

Wychodząc naprzeciw przyszłym wyzwaniom klimatycznym, hodowla intensywnie tworzy nowe odmiany. Dyrektor COBORU wydał postanowienie o zamiarze wpisania do Krajowego Rejestru na rok 2026 zestawu wysoce plennych odmian o unikalnych cechach odpornościowych. Wśród nich znajdują się innowacyjne mieszańce o potwierdzonej przez IOR-PIB odporności na kiłę kapusty: LG Piranha oraz LID Croco. Ponadto rejestrację uzyskają wysoce plenne odmiany mieszańcowe: Bingo, DK Exiris, Invigor 2090, KWS Domingos, KWS Harturos, LG Adrenalin, LG Aldente, LID Aneto, LID Bento, Lotus, Polygon, PT326, PT332 oraz Travolta. Listę uzupełniają nowe odmiany populacyjne o podwyższonej odporności na wyleganie: Motto oraz SM Bemol (odmiana o późniejszym terminie kwitnienia).

Ziemniaki – krytyczne wymagania wodne i strategie obrony przez suszą

Ziemniak (Solanum tuberosum) wykazuje skrajnie wysoką wrażliwość na deficyt wody w glebie, co wynika z jego płytkiego systemu korzeniowego oraz bardzo wąskiego zakresu potencjału wody warunkującego optymalny wzrost, mieszczącego się w przedziale od -30 do -50 kPa. Spadek potencjału wody poniżej tych wartości drastycznie ogranicza plonowanie bulw. Podstawową strategią adaptacyjną w warunkach nasilających się susz letnich jest uprawa odmian o bardzo krótkim okresie wegetacji (tzw. odmian ucieczkowych), które budują plon przed wystąpieniem letnich niedoborów wody, lub odmian wykazujących genetyczną tolerancję na stres hydrologiczny.

Wieloletnie badania porejestrowe COBORU precyzyjnie określają parametry plonowania odmian ziemniaka w warunkach suszy, zarówno w uprawie na bardzo wczesny zbiór (po 40 dniach od wschodów – wzorzec 212 dtꞏha^-1), jak i po zakończeniu wegetacji (wzorzec 419 dtꞏha^-1). W grupie odmian bardzo wczesnych niekwestionowanym liderem odporności na suszę jest Riviera, która wykazuje unikalną zdolność do budowania szybkiego plonu handlowego, osiągając w warunkach suszy 117% wzorca przy zbiorze wczesnym oraz 114% wzorca po zakończeniu wegetacji. Wybitne parametry ‘ucieczkowe’ wykazuje również Arielle, plonująca na poziomie 114% wzorca po 40 dniach od wschodów oraz aż 118% wzorca w plonie końcowym. Bardzo wczesna odmiana Impresja osiąga w suchych latach 115% plonu końcowego wzorca.

Wśród odmian wczesnych (plon wzorca 444 dtꞏha^-1), najlepiej z suszą radzą sobie polskie odmiany Bohun (117% wzorca) i Lawenda (113%). W grupie odmian średniowczesnych (plon wzorca 464 dtꞏha^-1), najwyższą tolerancją na stres suszy cechuje się Satina (106%), rekomendowana na lżejsze gleby w całym kraju z uwagi na wyjątkową plastyczność i zdolność adaptacji. Bardzo dobre wyniki w warunkach ograniczonego opadu osiągają również odmiany Lech (109%), Oberon (107%) oraz Jurek (105%).

Wysoką stabilnością charakteryzuje się średniowczesna odmiana Tajfun, wykazująca średnie wymagania wodne i wysoką odporność na wirusy, przydatna zarówno do bezpośredniej konsumpcji, jak i do przetwórstwa skrobiowego. W uprawie na słabsze gleby polecana jest również odmiana Laskara. Z kolei w najnowszych badaniach rejestrowych z lat 2024 – 2025, w grupie odmian średniowczesnych bardzo wysokie plony bulw uzyskała odmiana Meluzyna, podczas gdy najniższe plonowanie odnotowano u odmiany Rima. W segmencie odmian późnych i skrobiowych, stabilną produkcję w trudnych warunkach gwarantuje Jelly oraz wysoce plenna Hinga.

 

Podsumowanie i rekomendacje

Postępujące zmiany klimatyczne w Polsce, przejawiające się wzrostem średniej rocznej temperatury powietrza o ponad 2˚C od połowy XX wieku, destabilizacją struktury opadów oraz coraz częstszą suszą rolniczą w okresach maj–czerwiec, wymagają natychmiastowego wdrożenia zintegrowanych strategii adaptacyjnych. Dobór odmian o genetycznie uwarunkowanej tolerancji na stresy abiotyczne stanowi fundament stabilizacji plonowania i ochrony opłacalności produkcji rolniczej.

Na podstawie analizy biologicznych uwarunkowań oraz dostępności rynkowej odmian roślin uprawnych, rekomenduje się następujące kierunki działań:

• Powszechne wdrażanie odmian o cechach tolerancji suszowej i termicznej – w uprawie pszenicy ozimej należy stawiać na odmiany z cechą stay green (np. Bestia), wykazujące zdolność do asymilacji w warunkach suszy, lub o wysokiej tolerancji na suszę okresową (np. California, Essa). W uprawie kukurydzy kluczowe jest wykorzystanie odmian z genetyki Tropical Dent® (np. ES Yakari, LID2210C, Oklahoma), łączących wysoki plon z szybkim oddawaniem wody (dry-down), co zmniejsza nakłady na dosuszanie ziarna.
• Dywersyfikacja gatunkowa na stanowiskach marginalnych – na glebach lekkich klasy V i VI, na których uprawa kukurydzy staje się ryzykowna ze względu na deficyty wody w fazie kwitnienia, uzasadnione jest wprowadzanie sorga ziarnowego lub kiszonkowego (np. ES Armorik, ES Shamal, Emeraude). Sorgo, jako kserofit o niskich wymaganiach nawozowych i pełnej odporności na stonkę kukurydzianą, skutecznie stabilizuje bazę paszową.
• Stosowanie strategii “ucieczki przed suszą” – w uprawie ziemniaka, ze względu na jego wąskie okno tolerancji hydraulicznej (-30 do -50 kPa), priorytetem na suchych stanowiskach powinna być uprawa bardzo wczesnych odmian ucieczkowych (np. Riviera, Arielle), zdolnych do wykształcenia plonu handlowego przed wystąpieniem letniego deficytu opadów, bądź odmian wybitnie odpornych na suszę, takich jak Satina.
• Optymalizacja agrotechniki i biostymulacja – genetyczny potencjał tolerancji odmian musi być wspierany właściwym nawożeniem mineralnym. Kluczowe jest optymalne zaopatrzenie roślin w potas (regulacja pracy aparatów szparkowych i turgoru), sód oraz krzem, który mechanicznie wzmacnia ściany komórkowe, redukując transpirację i chroniąc rośliny przed łamiącym działaniem wiatrów. Dodatkowo rekomenduje się stosowanie preparatów mikrobiologicznych (np. stymulujących rozwój strefy korzeniowej) oraz tworzenie zadrzewień śródpolnych, które redukują parowanie i chronią łan przed wiatrem.

 

 

Prof. dr hab. Grzegorz Żurek

Zakład Bioenergetyki Analiz Jakości i Nasiennictwa

Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin

Państwowy Instytut Badawczy, Radzików

g.zurek@ihar.edu.pl;

Materiał opracowany w ramach Dotacji Celowej MRiRW realizowanej przez IHAR-PIB: Zadanie 7.1 Prowadzenie działalności upowszechnieniowej, prowadzenie współpracy i wymiana wiedzy z praktyką w ramach systemu AKIS.

Materiał został przekazany do różnych wydawnictw jdr