Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

3.3. Метеорологические условия вегетационных периодов

Увеличение производства сельскохозяйственной продукции и снижение её себестоимости возможно при максимальном использовании почвенно-климатических ресурсов территории (Г.Т. Руденко, 1976; А.А. Гаркуша, В.П. Олешко, 2010; М.И. Яськов, 2012). Эффективность земледелия оценивается с учётом погодных условий вегетационного периода и средних многолетних климатических показателей.

Основными проблемами земледелия на Алтае являются недостаточная и неравномерная по годам и в течение вегетационного сезона обеспеченность влагой, а также быстрая потеря гумуса из-за эрозии и ускорения минерализации органического вещества в почве (В.И. Беляев, В.В. Вольнов, 2011).

Как уже отмечалось, Целинный район, где в основном проведены наши исследования, характеризуется благоприятными климатическими данными (Агрохимическая …, 1968, 1979; Почвы…, 1980): средняя температура в январе – минус 18 °С, в июле – плюс 19 °С. Высота снежного покрова достигает 60 см, почва промерзает на глубину до 1,2 м.

Годовое количество осадков составляет 500–550 мм, больше половины которых выпадает в летне-осенний период, из них на май-июнь приходится только около 100 мм.

Продолжительность периодов (в днях):

– безморозного – 120;

– с температурой выше 0 °С – 190;

– с температурой выше плюс 5 °С – 160;

– с температурой выше плюс 10 °С – 123;

– со снежным покровом – 175;

– от схода устойчивого снежного покрова до наступления мягкопластичного состояния почвы, средняя – 16–19; наибольшая – 41–43.

Дата перехода средней суточной температуры воздуха через 0 °С – 14.04 и 22.10; через плюс 5 °С – 27.04 и 16.10.

Сумма температур выше плюс 10 °С – 1930 °С.

Средняя дата полного оттаивания почвы –16.05.

Дата наступления спелости почвы:

– ранняя – 21.04;

– средняя – 26.04;

– поздняя – 3.05.

Гидротермический коэффициент – 1,2–1,4.

Сумма осадков за период с температурой выше 10 °С – 239 мм, испаряемость за это же время – 273 мм, коэффициент увлажнения – 0,9.

Абсолютный минимум температуры достигает минус 50 °С, абсолютный максимум – плюс 37 °С.

Запасы продуктивной влаги в слое почвы 0–100 см для яровой пшеницы на дату посева – 182, созревания – 93 мм.

Дата последнего заморозка – 23.05, первого – 27.09.

Средняя температура почвы на глубине узла кущения составляет 12–15 °С.

Значительная изменчивость в величинах эффективных температур, количестве осадков по годам исследований и даже за отдельные месяцы налагает особый отпечаток на формирование урожая зерна гречихи. Поэтому важно учитывать в конкретных климатических условиях распределение метеорологических показателей за вегетацию растений и по периодам их роста.

Отклонения среднесуточных температур и осадков от нормы оказывают влияние на опылительную деятельность пчёл. При высокой влажности воздуха в нектаре цветков содержится меньшее количество сахаров, а при неблагоприятных условиях гречиха совсем не выделяет нектар, что препятствует привлечению пчёл для его сбора, следовательно, и для опыления. В результате пчёлы переключаются на другие медоносы, поэтому опыление гречихи ухудшается, резко снижается урожай зерна.

Больше половины осадков в лесостепи, как отмечалось выше, выпадает в летне-осенний период, из них на июнь-июль приходится немногим более 100 мм. В то же время, среднесуточные температуры по декадам распределяются равномерно и соответствуют многолетним данным (17,5 °С). В годы исследований отмечены следующие показатели среднесуточных температур: в 2009 г. – 16,4 °С, в 2010 г. – 17,1 °С, в 2011 г. – 17,5 °С, в 2012 г. – 19,6 °С (табл. 21).

Анализируя табличные данные, следует отметить существенную изменчивость по осадкам и наоборот, практически равномерное распределение среднесуточных температур воздуха.

В целом, гидротермические условия в годы проведения наших исследований можно охарактеризовать следующим образом: сумма среднесуточных температур воздуха за период от всходов до созревания гречихи в 2009 г. составила 1212 °С, в 2010 г. – 1232, в 2011 г. – 1279, в 2012 г. – 1452 °С, при среднемноголетнем значении 1324 °С; осадков выпало, соответственно – 166, 121, 103, 161 мм, при норме 147 мм; ГТК составил 1,36; 0,98; 0,80 и 1,11 при среднемноголетнем значении 1,09. Вегетационные периоды характеризовались: 2009 г. – влажный, 2010 г. и 2012 г. – средне влажные и 2011 г. – умеренно засушливый. К аномальным погодным явлениям можно отнести заморозок во время всходов в 2009 г. и резкое понижение температуры перед уборкой 18.08.2012 г., что неблагоприятно сказалось на урожайности культуры.

Таблица 21

Метеорологические условия в годы проведения опытов (по данным ГУ
(Алтайский ЦГМС) М –II Целинное)

Показатель

Год

Период

июнь-июль

июнь-август

июль-август

май-август

Сумма осадков за месяц, мм

Ср. многол.

117,1

176,2

124,0

219,4

2009

86,5

185,2

150,5

270,3

2010

122,6

137,6

76,5

159,0

2011

90,0

121,9

73,6

140,6

2012

135,4

174,2

95,0

219,5

Средняя месячная

температура воздуха, °С

Ср. многол.

18,1

17,5

17,8

15,9

2009

16,6

16,4

17,6

15,3

2010

17,3

17,1

17,0

15,2

2011

18,2

17,5

16,7

16,0

2012

20,7

19,6

19,1

17,6

За три летних месяца (июнь – август) в 2009 г. выпало 185 мм осадков, в 2010 г. – 138 мм, в 2011 г. – 122 мм, в 2012 г. – 174 мм при средних многолетних – 176 мм (рис. 15).

_15.tif

Рис. 15. Количество осадков за вегетационные периоды 2009–2012 гг.

Количество осадков по декадам за время фенологических периодов роста и развития гречихи было очень контрастным, что типично для лесостепи: от 0,8 мм во 2-й декаде июня 2010 г., до 72,4 мм, также во 2-й декаде июня 2012 г.

Следует отметить, что в фазу массового цветения гречихи (июль–август) в 2009 г. выпало 150 мм осадков, в 2010 г. – 76 мм, в 2011г. – 74 мм, в 2012 г. – 95 мм. Из-за сильных дождей опыление цветков гречихи в 2009 г. и в 2012 г. было плохим, что и повлияло на снижение урожая зерна. Хорошие условия для опылительной деятельности насекомых сложились в 2011 г. по причине лучшего соответствия биологическим потребностям гречихи в среднесуточной температуре воздуха и парящей погоды, особенно во второй половине цветения (рис. 16).

_16.tif

Рис. 16. Тепло-влагообеспеченность межфазных периодов гречихи
при посеве 5–10.06 на фоне NPK1 в 2011 г.

В этот год (2011 г.) обеспеченность теплом периодов роста и развития гречихи на лучших вариантах с удобрением N30P30K30 была следующей: от посева до всходов потребовалась сумма 97 °С, на период всходы-первый лист – 139 °С, первый лист-бутонизация – 93 °С, бутонизация-начало цветения – 125 °С, начало цветения-полное цветение – 206 °С, полное цветение-созревание – 308 °С, созревание-уборочная спелость – 189 °С и от всходов до уборки – 1060 °С.

Влагообеспеченность вегетационного периода гречихи в 2011 г. была относительно равномерной, особенно вторая его половина: в фазу посев – всходы выпало 7 мм, всходы-первый лист – 9 мм, первый лист-бутонизация – 12 мм, бутонизация-начало цветения – 16 мм, начало цветения-полное цветение – 24 мм, полное цветение-созревание – 22 мм, созревание-уборочная спелость – 32 мм и от всходов до уборки – 122 мм. Все это способствовало лучшему формированию зерна.

Изменчивость в количестве осадков не оказала прямого влияния на величину урожая зерна гречихи. При максимальном количестве осадков в 2009 г. урожайность в опытах в этот год получена ниже, чем в 2011 г., когда осадков выпало на 63 мм меньше. Урожайность зерна гречихи в 2010 г. была минимальной, хотя осадков выпало больше, чем в 2011 г. Очевидно, что подекадное распределение осадков по периодам роста и развития гречихи имеет более существенное значение. Отклонение осадков от нормы по годам исследований минимальным было в 2011 г., а максимальным – в 2009 г. По температурному режиму однозначной картины не наблюдалось, однако максимальные амплитуды среднесуточных температур имели место в 2009 г. (рис. 17).

_17.tif

Рис. 17. Температура воздуха за вегетационные периоды 2009–2012 гг.

Распределение эффективных температур по декадам вегетационного периода гречихи более равномерным было в 2011 г. (табл. 22).

Таблица 22

Эффективные температуры в годы проведения опытов (по данным ГУ
(Алтайский ЦГМС) М –II Целинное)

Период наблюдений, год

Месяц

май

июнь

июль

август

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

2009

20,7

49,5

35,3

62,4

25,6

38,1

89,5

108,6

81,9

80,4

42,4

65,4

2010

4,3

6,8

50,7

67,2

100,7

49,2

72,9

88,1

65,1

64,8

46,4

99,5

2011

0,6

30,4

71,9

92,3

99,4

77,8

57,2

100,9

69,5

74,5

75,0

39,3

2012

54,4

67,0

107,6

149,8

158,6

160,1

139,7

148,4

199,2

142,6

176,6

120,0

Сумма эффективных температур существенно варьировала по годам исследований и составила в 2009 г. – 594 °С, в 2010 г. – 654 °С, в 2011 г. – 686 °С, в 2012 г. – 1396 °С. Отсюда можно сделать вывод о том, что в разные по влагообеспеченности годы температурный режим в условиях лесостепи, в основном, соответствует биологическим требованиям гречихи.

Рассматривая показатели относительной влажности воздуха в период цветения гречихи по декадам можно отметить, что они были примерно одинаковыми за годы исследований и в среднем составили: в 2009 г. – 74 %, в 2010 г. – 73 %, в 2011 г. – 72 %, в 2012 г. – 68 % (рис. 18).

_18.tif

Рис. 18. Относительная влажность воздуха в 2009–2012 гг.

Среднесуточный дефицит влажности воздуха изменялся по декадам существенно – от 3,9 до 9,6 мб в 2009 г., до 4,7 – 15,0 мб в 2012 г., лучшие значения характерны для 2011 г. – 5,8 – 9,6 мб (рис. 19). Очевидно, что в сложившихся метеорологических условиях наиболее активно насекомые-опылители работали в 2011 г. В этот год получена лучшая урожайность зерна гречихи по сравнению с другими годами исследований.

_19.tif

Рис. 19. Среднесуточный дефицит влажности воздуха в 2009–2012 гг.

В лесостепи иногда отмечаются дождливые годы, особенно вторая половина вегетационного периода (2009 г.), что необходимо учитывать как отрицательный фактор при выращивании гречихи.

Во влажную прохладную погоду уменьшается опылительная деятельность пчёл, что напрямую сказывается на продукционном процессе культуры, в результате этого значительно снижается урожайность зерна.

Основные требования культуры гречихи к метеорологическим условиям определяются следующим образом (К.А. Савицкий, 1970):

– растения в начале и в конце вегетации не должны попасть под заморозки ниже минус 2,5 °С (на поверхности листьев);

– фазы цветения и налива зерна не должны совпадать с периодом, когда температура воздуха поднимается выше плюс 20–30 °С;

– в период цветения и плодоношения гречиха должна быть хорошо обеспечена влагой;

– солнечная, с переменной облачностью, тихая или с небольшим ветром погода во время массового цветения гречихи благоприятствует хорошему выделению нектара, опылению, а, следовательно, и формированию плодов.

Весь комплекс мероприятий по возделыванию гречихи в лесостепи существенно зависит от метеорологических показателей тёплого периода года. Основные этапы в её жизни – прорастание семян, появление всходов, формирование листьев, стебля, веток, соцветий, бутонов, цветение, образование и налив семян тесно связаны с погодными условиями. Поэтому их прогноз и последующая увязка с агротехникой гречихи предопределяет успешное прохождение фенологических фаз растений и обеспечивает успех в получении высокого урожая зерна.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074