Kierownik: prof. dr hab. Piotr Baranowski
Zespół: prof. dr hab. Cezary Sławiński; dr Jaromir Krzyszczak; dr Wojciech Mazurek; dr Anna Siedliska; mgr Magdalena Gos, dr Mateusz I. Łukowski, prof. dr hab. Bogusław Usowicz
współpraca: prof. dr hab. Zofia Sokołowska; dr inż. Helena Łoś; dr Kamil Szewczak; dr Radosław Szlązak; mgr Łukasz Gluba
Założeniem proponowanych badań jest to, że zmiany klimatu wpływają na rośliny i płody rolne oraz inne systemy naturalne w złożony sposób, a modyfikacje takich parametrów jak temperatura czy opad mogą w radykalny sposób rzutować na produkcję rolniczą. W umiarkowanej strefie klimatycznej naszego kraju badanie wyłącznie zmian średniej temperatury powietrza lub średniego opadu nie jest wystarczające do zrozumienia występujących w atmosferze trendów i konsekwencji tych zmian dla żywych organizmów. Dlatego konieczne jest szukanie bardziej wyrafinowanych metod analizy wieloletnich szeregów meteorologicznych aby móc określić korelacje długo-zasięgowe, które wiązać można również ze zmianami klimatu. Takimi metodami są analiza multifraktalna i teoria chaosu, które jak sądzimy na podstawie wstępnych badań, pozwolą wyznaczyć parametry dające się łatwo powiązać z dynamiką procesów w atmosferze odpowiedzialnych za zmiany klimatu.
Celem zadania jest rozwijanie matematyczno-fizycznych metod opisu stanu środowiska wzrostu roślin i płodów rolnych, uwzględniających zmiany klimatyczne i wybrane czynniki odpowiedzialne za produkcję bezpiecznej żywności. W szczególności planuje się:
– zastosowanie analizy multifraktalnej i teorii chaosu do opisu korelacji długo-zasięgowych w szeregach czasowych wielkości agro-meteorologicznych (rys. 1);
– modelowanie, na podstawie danych historycznych i aktualnych, wpływu różnych scenariuszy zmian klimatu na plonowania zbóż (rys. 2);
– monitoring i modelowanie emisji gazów cieplarnianych z ekosystemów rolniczych (rys. 3);
– opracowanie wczesnych metod detekcji infekcji grzybowych liści roślin i owoców z uwzględnieniem rodzajów infekcji pojawiających się jako skutek zmiany klimatu.
Efektem realizacji zadania będzie opracowanie matematycznych metod opisu elementów systemu gleba-roślina atmosfera i jakości wybranych płodów rolnych, uwzględniających możliwe scenariusze zmian klimatu. Dokonana zostanie analiza czułości wybranych modeli wzrostu i plonowania roślin na zmiany parametrów agrometeorologicznych zgodnie z istniejącymi scenariuszami zmian klimatu. Rozwinięta zostanie metoda hiperspektralna wczesnego wykrywania, od niedawna występujących w Polsce, infekcji grzybowych roślin. Wiele ośrodków badawczych na całym świecie jest zainteresowanych rozwiązaniem tych problemów, a pozytywne wyniki realizacji zadania mogą stanowić znaczący wkład do tych badań.
Metodologiczne i praktyczne wyniki badań w postaci gotowych do użycia procedur identyfikacji i klasyfikacji niektórych infekcji grzybowych w tkankach owoców miękkich będą wykorzystane w pracach wdrożeniowych, które będą przedmiotem osobnych projektów składanych do NCBiR.
