RESEARCH PAPER
Predicting the yields of yellow lupin depending on the selected climate change scenarios
 
More details
Hide details
1
Department of Meteorology and Climatology, University of Warmia and Mazury, ul. Plac Łódzki 1, 10-724 Olsztyn, Poland
Publication date: 2022-03-14
 
Acta Agroph. 2014, 2(AAM009 -), 1–98
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The paper presents a study on the impact of weather factors on yielding of yellow lupin (Juno, Parys) in 1991-2008 and yields forecasts for 2050-2060 with the use of weather-yield models and three climate change scenarios. The source material was the results of cultivar experiments and meteorological observations obtained from the COBORU research stations for cultivar testing and evaluation situated in Eastern Poland (Głodowo, Marianowo, Sulejów, Uhnin). The analyses included the correlation and multiple progressive stepwise regression methods. The fitting of the models was evaluated with the coefficient of determination R2 adjusted coefficient of determination R2adj standard estimation error and coefficient of determination R2pred calculated with the Cross Validation procedure. The significance of regression equations was determined with the Snedecor F-test. The selected equations were used to predict lupine yielding under conditions of double CO2 content in the atmosphere (years: 2050-2060). To this end, 100 potential annual daily courses were generated with the WGENK model for each station for the following meteorological factors: total radiation, maximum temperature, minimum temperature and precipitation assuming three climate change scenarios for Central Europe: GISS model E, HadCM3 and GFDL. The impact of meteorological factors on the yielding of yellow lupin was diversified depending on the station location and on the cultivar. Most frequently, the yields of both species were significantly and negatively influenced by the maximum temperature during flowering, to a lesser extent by the average temperature. Yielding of yellow lupin also depended on the amount of rainfall in the period from germination to the beginning of flowering. The estimated sums of total radiation had a great impact on the yield of yellow lupin (especially the Juno variety); also significant were the sums calculated for the periods germinationbeginning of flowering and flowering. The strongest correlation between yield and meteorological factors was obtained for the Marianowo station; coefficients of determination R2pred of the models created for the majority of the studied varieties (Juno, Parys) exceeded the value of 0.70. The studies demonstrated that the predicted climatic changes would exert a beneficial impact on lupin yielding. Simulated yields were higher than those observed in 1991-2008, with the scenario HadCM3 being the most beneficial.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Prognozowanie plonów łubinu żółtego w zależności od wybranych scenariuszy zmian klimatu
łubin, plon, czynniki meteorologiczne, modele pogoda-plon, scenariusze zmian klimatu
W pracy zbadano wpływ czynników pogodowych na plonowanie odmian łubinu żółtego (Juno, Parys) w latach 1991-2008 oraz dokonano prognozy plonów na lata 2050-2060 z wykorzystaniem modeli pogoda-plon przy założeniu trzech scenariuszy zmian klimatu. Materiał źródłowy stanowiły wyniki doświadczeń odmianowych oraz obserwacje meteorologiczne pochodzące ze stacji doświadczalnych oceny odmian COBORU, zlokalizowanych we wschodniej Polsce (Głodowo, Marianowo, Sulejów, Uhnin). W analizach zastosowano metodę korelacji i regresji wielokrotnej krokowej postępującej. Dopasowanie modeli oceniono na podstawie współczynnika determinacji R2 , poprawionego współczynnika determinacji R2adj, błędu standardowego estymacji oraz współczynnika determinacji R2pred wyznaczonego przy użyciu procedury Cross Validation. Istotność równań regresji określono za pomocą testu F-Snedecora. Wybrane równania posłużyły do prognozy plonowania łubinu w warunkach podwojenia zawartości CO2 w atmosferze (lata 2050-2060). w tym celu wygenerowano za pomocą modelu WGENK dla każdej stacji po 100 możliwych rocznych przebiegów dobowych wartości czynników meteorologicznych: promieniowania całkowitego, temperatury maksymalnej, minimalnej oraz opadów, zakładając kolejno trzy scenariusze zmian klimatu przeznaczone dla Europy Środkowej: GISS model E, HadCM3 i GFDL. Wpływ czynników meteorologicznych na plonowanie łubinu żółtego był zróżnicowany w zależności od lokalizacji stacji i odmiany. Dominujący, ujemny wpływ na wysokość plonów obu odmian łubinu żółtego miała temperatura maksymalna w czasie kwitnienia, temperatura średnia oraz suma opadów w czasie od wschodów do początku kwitnienia. Najsilniejsze zależności między plonem a czynnikami pogodowymi uzyskano dla stacji Marianowo; współczynniki determinacji R2pred osiągnęły wartości powyżej 0,70. Badania wykazały , że przewidywane zmiany klimatu wpłyną korzystnie na plonowanie łubinu. Plony symulowane są wyższe od uzyskiwanych w latach 1991-2008, a najbardziej korzystny okazał się scenariusz HadCM3.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125