Характеристика агрометеорологических условий почвенно-климатических зон Северного Зауралья и их связь с урожайностью зерновых культур Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 631.1:551.524(571.12)

ХАРАКТЕРИСТИКА АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОН СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ И ИХ СВЯЗЬ С УРОЖАЙНОСТЬЮ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

В.А. САПЕГА, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Тюменская ГСХА

Н.Н. ЖУРАВЛЕВА, агрометеоролог Тюменский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды

E-mail: sapegavalerii@rambler.ru

Резюме. Изучены изменчивость и долевое соотношение основных параметров метеорологических условий в различных почвенно-климатических зонах Тюменской области (тайга, подтайга, северная лесостепь и южная лесостепь), динамика изменения (тренд) суммы осадков в различные периоды года.

Установлено, что в зоне тайги и южной лесостепи урожайность зерновых культур практически не зависит от осадков (г=-0,12...+0,03). В подтайге связь между величинами этих показателей слабая отрицательная (г=-0,15...-0,20), а в зоне северной лесостепи - слабая положительная (г=0,22...0,23).

Ключевые слова: агрометеорологические условия, северное Зауралье, зерновые культуры, сумма осадков, тайга, подтайга, лесостепь

В зависимости от уровня интенсификации земледелия формирование 20...30 % урожая сельскохозяйственных культур зависит от метеоусловий [7].

Неустойчивость погоды обусловливает значительную изменчивость продуктивности посевов. Так, в Западной Сибири, несмотря на интенсификацию производства, колебания урожайности зерновых культур по годам в значительной степени определяются ресурсами влаги и тепла в регионе [4,5].

На сегодняшний день накопилось много фактов, подтверждающих существование двухлетней цикличности в различных гидрометеорологических явлениях, которая оказывает влияние на урожаи зерновых культур [2,10].

Во многих регионах динамика урожайности зерновых характеризуется положительным трендом, который связан с ростом культуры земледелия [3, 6, 11,

12, 14]. Одновременно он обусловлен и ростом осадков в отдельные периоды [8, 13].

Цель наших исследований заключается в изучении изменчивости и долевого соотношения основных параметров метеоро- Таблица 1. Характеристика среднесуточной температуры воздуха вегета-логических условий, ди-ционного периода (°С), 1976-2005 гг. намики изменения (тренд) суммы осадков в различные периоды года, а также зависимости урожайности зерновых культур от суммы осадков в различные периоды по почвенноклиматическим зонам Тюменской области.

Условия, материалы и методы. Для характеристики основных параме-

тров метеорологических условий использовали данные Тюменского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды по среднесуточной температуре воздуха (май-август) и сумме осадков (годовая сумма, сумма за сентябрь - апрель и май-август) за 1976-2005 гг., полученные на четырех метеостанциях, расположенных в различных почвенноклиматических зонах области: Тобольск (тайга), Яр-ково (подтайга), Ишим (северная лесостепь) и Слад-ково (южная лесостепь).

Для расчета корреляционной зависимости урожайности от метеорологических условий различных периодов года использовали данные Тюменского областного комитета государственной статистики за 1976-2005 гг. по перечисленным районам.

Изменчивость среднесуточной температуры воздуха вегетационного периода, суммы осадков различных периодов года, а также связь урожайности с параметрами метеорологических условий определяли по Б.А. Доспехову [1].

Для выявления тенденции изменения суммы осадков за изучаемый период использовали уравнение линии тренда по Н.К. Никулину [9]: у=а+Ьх

Результаты и обсуждение. Среднесуточная температура воздуха за май, июнь, июль и август месяцы в среднем за 1976-2005 гг. характеризуется тенденцией повышения от тайги к южной лесостепи, а ее изменчивость снижается в том же направлении (табл. 1). В целом изменчивость среднесуточной температуры воздуха в мае, июне и августе средняя (11,2...22,3 %), а в июле - слабая (от 8,9 % в южной лесостепи до 9,9 % в тайге).

За период май-август среднесуточная температура воздуха колеблется от 15,1 (тайга) до 16,3 °С (южная лесостепь), а ее изменчивость характеризуется слабой величиной при более высоких значениях в зоне тайги (7,5 %) и северной лесостепи (7,9 %). В четные годы во всех почвенно-климатических зонах отмечается снижение среднесуточной температуры воздуха за этот период, а в нечетные - повышение. Изменчивость этого параметра слабая, как в четные, так и нечетные годы и имеет тенденцию к снижению в нечетные годы.

Годовая сумма осадков в среднем за 1976-2005 гг варьирует от 393,1 (северная лесостепь) до 483,8 мм (подтайга), а ее изменчивость средняя и несколько

Почвенно-климатическая зона

Месяц, период тайга подтайга северная лесостепь южная лесостепь

х 1 v,% х I v,% х v,% х | v,%

Май 10,3 22,3 11,2 21,1 11,7 19,3 12,0 18,9

Июнь 16,6 12,5 17,0 12,2 17,4 12,1 17,7 12,1

Июль 18,6 9,9 18,6 9,5 18,9 9,0 19,3 8,9

Август 15,0 12,1 15,3 12,1 15,8 11,4 16,3 11,2

Май-август Среднее 15,1 7,5 15,5 6,8 16,0 7,9 16,3 6,7

за четные годы 14,8 8,7 15.2 8,7 15,9 8,5 16,2 7,6

за нечетные годы 15,4 6,6 15,8 6,7 16,1 6,0 16,4 6,2

Таблица 2. Характеристика суммы осадков в различных почвенно- ги и подтайги наблюдает-

климатических зонах, 1976-2005 гг.

Показатель Период

год сен- тябрь апрель май- ав- густ май июнь июль ав- густ май- август (четные годы) май-август (нечетные годы)

Тайга

Среднее, мм 481,8 229,6 252,2 42,0 59,6 76,2 74,4 229,5 274,8

Изменчивость, % 20,7 17,0 33,8 48,3 59,6 62,1 57,1 34,1 32.2

Доля, % 100,0 47,7 52,3 16,7 23,6 30,2 29,5 51,1 53,4

Подтайга

Среднее, мм 483,8 244,0 239,8 39,0 55,4 80,2 65,2 237,9 241,8

Изменчивость, % 15,7 19,5 24,0 49,5 54,3 53,0 49,8 21,1 27,2

Доля, % 100,0 50,4 49,6 16,3 23,1 33,4 27,2 50,6 48,6

Северная лесостепь

Среднее, мм 393,1 185.1 208,0 32,5 50,4 66.4 58,7 199,6 216,4

Доля, % 20,3 21,6 29,0 61,8 58,7 42,3 48,0 26,8 31,1

Доля, % 100,0 47,1 52,9 15,6 24,3 31,9 28,2 52,0 53,8

Южная лесостепь

Среднее, мм 398,5 177,3 221,2 33,9 58,6 70,3 58,4 209,1 233,3

Изменчивость, % 19,7 20,2 31,1 79,6 57,3 51,8 55,8 32,4 30,1

Доля, % 100,0 44,5 55,5 15,3 26,5 31,8 26,4 53,9 57,0

снижается от зоны тайги к южной лесостепи (табл.2).

В подтайге за сентябрь-апрель и май-август выпадает равное количество осадков, а в остальных почвенно-климатических зонах их большее количе-

ся снижение суммы осадков за май-август. На это указывает отрицательный коэффициент корреляции. В целом,за рассматриваемый период она уменьшилась на 15,3 и 51,0 мм соответственно (табл. 3). Урожайность зерновых культур в Тобольском (тайга) и Ярковском (подтайга) районах за рассматриваемый период также снизись. Ее изменение согласно уравнению тренда с 1976 по 2005 гг. составило минус 0,17 т/га в обоих районах.

В северной и южной лесостепных зонах отмечено повышение суммы осадков в мае-августе (коэффициент корреляции равен соответственно + 0,06±0,19 и + 0,18±0,18). За изученный период она увеличилась соответственно на 12,4 и 41,8 мм. Одновременно отмечено и повышение урожайности зерновых культур. Согласно уравнению ли-

Таблица 3. Уравнение линии тренда суммы осадков за май-август и изменение урожайности зерновых культур за период с 1976 по 2005 год

Почвенно- климатическая зона Коэффи- циент корреля- ции Уравнение тренда Сумма осадков, мм Изменение урожайности за период по тренду, т/га

факти- ческая (средняя) по тренд] /

на начало периода на конец периода изменение за период

Тайга -0,05±0,19 у=260,295-0,527 п 252,1 259,8 244,5 - 15,3 - 0.17

Подтайга -0,27±0,18 у=267,119-1,758 п 239,9 265,4 214,4 - 51,0 - 0,17

Северная лесостепь +0,06±0,19 у=201,397+0,426 п 208,0 201,8 214,2 + 12,4 +0,87

Южная лесостепь +0,18±0,18 у=198,907+1,440 п 221,2 200,3 242,1 + 41,8 + 0,01

ство приходится на май-август (от 52,3 % от годовой суммы в тайге до 55,5 % в южной лесостепи). Сумма осадков за указанные периоды в целом снижается от тайги к южной лесостепи, а ее изменчивость уменьшается в том же направлении и характеризуется средней величиной за сентябрь-апрель и сильной - за май-август.

Наименьшее количество осадков за май-август во всех почвенно-климатических зонах выпадает в мае (от 15,3 % в южной лесостепи до 16,7 % в тайге), а их максимум приходится на июль (от 30,2 % в тайге до 33,4 % в подтайге). Изменчивость суммы осадков по месяцам вегетационного периода сильная во всех почвенно-климатических зонах и особенно в мае - от

48,3 % в тайге до 79,6 % в южной лесостепи. Мы установили тенденцию повышения изменчивости суммы осадков от мая к августу в тайге и подтайге и ее снижение в том же направлении в северной и южной лесостепи (см. табл. 2).

Сумма осадков за май-август во всех почвенноклиматических зонах в четные годы меньше, чем за тот же период в нечетные, особенно в тайге и южной лесостепи. Их доля от годового количества во все годы превышает 50 %, а изменчивость сильная, особенно в тайге и южной лесостепи.

Анализ характера изменения суммы осадков за май-август и урожайности зерновых культур в различных почвенно-климатических зонах за период с 1976 по 2005 гг. (табл. 3) показал, что в зонах тай-

нии тренда в Ишимском районе (северная лесостепь) она возросла на 0,87 т/га, а в Сладковском (южная лесостепь) - на 0,01 т/га.

Определение корреляционных зависимостей показало слабую отрицательную (г=-0,15...-0,20) связь между урожайностью зерновых культур и суммой осадков за сентябрь-апрель в подтайге и слабую положительную (г=+0,22±0,18) в северной лесостепной зоне, а также практически полное ее отсутствие в тайге и южной лесостепи (табл.4).

Таблица 4. Связь урожайности зерновых культур (т/га) с суммой осадков (мм) различных периодов года

Почвенно- климатическая зона Коэффициент корреляции и его ошибка

сентябрь-апрель \ май-август

Тайга -0,09±0,19 -0,12±0,18 Подтайга -0,15±0,19 -0,20±0,18 Северная лесостепь +0,22±0,18 +0,23±0,18 Южная лесостепь -0,01±0,19 +0,03±0,19

Аналогичная ситуация характерна и для суммы осадков за период май-август.

Выводы. Таким образом, в Тюменской области урожайность зерновых культур в подтайге и северной лесостепи находится в слабой зависимости от осадков как осенне-зимнего, так и летнего периодов (г=-0,15...-0,20 и г=0,22...0,23 соответственно), а в тайге и южной лесостепи величины этих показателей между собой практически не связаны (г=-0,12...+0,03).

Литература.

1. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1979. - 416 с.

2. Колосков П.И. Климатический фактор сельского хозяйства и агроклиматическое районирование. - Л.: Гидрометеоиз-дат, 1971. - 327 с.

3. Комоцкая Л.В. Влияние метеорологических условий на формирование урожайности зерновых и зернобобовых культур в южном экономическом районе//Агрометеорологические условия и урожайность сельскохозяйственных культур. - Л.: Ги-дрометеоиздат, 1988. - С.55-62.

4. Конев А.А. Пути адаптации земледелия Западной Сибири к климату // Автореф. дис.... докт. с.-х. наук. - Омск, 1991. - 32 с.

5. Костюков В.В., Старостина Т.В. Влияние агрометеорологических факторов на урожайность овса в Курганской области // Зерновое хозяйство. - 2005. - № 2. - С.26-28.

6. Лубнин М.Г. Исследования влияния основных агрометеорологических факторов на продуктивность зерновых культур в Уральском экономическом районе//Агрометеорологичесике условия и урожайность сельскохозяйственных культур. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - С.71-75.

7. Лукин С.В., Сушков В.П. Влияние удобрений и погодных условий на урожайность озимой пшеницы // Зерновое хозяйство. - 2004. - № 3. - С. 2-4.

8. Митрофанов К.В. Продуктивность и обоснование параметров агроэкотипа сорта яровой твердой пшеницы в степи и южной лесостепи Оренбургского Приуралья // Автореф. дис.... канд. с.-х. наук. - Оренбург, 2006. - 23 с.

9. Никулин Н.К. Практикум по сельскохозяйственной статистике. - М.: Статистика, 1978. - 255 с.

10. Пасов В.М. Двухлетняя цикличность и долгосрочный прогноз урожая // Зерновое хозяйство. - 1974. - № 1. - С. 43-44.

11. Пасов В.М. Изменчивость урожаев и оценка ожидаемой продуктивности зерновых культур. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 151 с.

12. Раунер Ю.Л. Климат и урожайность зерновых культур. - М.: Наука, 1981. - 162 с.

13. Тихонов В.Е. Соотношение осадков и урожайности яровой пшеницы в Оренбургском Приуралье//Зерновое хозяйство. - 2005. - № 5. - С. 2-4.

14. Черникова М.И., Братчикова Р. И., Гращенкова Г.И. Динамика урожайности яровой пшеницы в Сибири//Вопросы агрометеорологии: Сб. научн. тр. ЗапСибНИИГоскомгидромета. - М.:Москов. отделениеГидрометеоиздата, 1987. - Вып. 78. - С. 7-13.

CHARACTERISTICS OF AGRO-METEOROLOGICAL CONDITIONS OF SOIL-CLIMATIC ZONES OF NORTHERN URALS AND ITS RELATIONSHIP TO THE YIELD OF GRAIN CROPS V.A. Sapega, N.N. Zhuravleva

Summary. It was analyzed the changes of daily temperatures and precipitations in different year periods in soil-climatic zones of Tyumen region in 1976-2005. It was found, that grain harvest is weak depending on rainfall of both autumn-winter and summer periods. In the northern parts of the region this dependence is negative and in the southern - it is positive. Key words: agrometeorological conditions, the North Trans-Urals, cereal crops, total precipitation, taiga, subtaiga, forest steppe.

УДК 631.58:631.8:631.452:632.9

ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕВООБОРОТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ И ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУЛЬТУР

П. И. СОЛНЦЕВ, научный сотрудник

Н.М. ДОМАНОВ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией

К.Б. ИБАДУЛЛАЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Белгородский НИИСХ E-mail: laboratoria.zashit@yandex.ru

Резюме. В неблагоприятные годы урожайность озимой пшеницы колебалась от 1,4 т/га зерн.ед. при экстенсивной технологии до 3,9 т/га зерн.ед. при интенсивной. На сахарной свекле было получено соответственно - по 2,6и 6,8 т/га зерн.ед., ячмене - по

1,3 и 2,9 т/га зерн.ед., кукурузе на зерно - 2,2 и 5,2 т/ га зерн.ед. В благоприятные годы урожайность возрастала в 1,5-1,9 раза. Продуктивность севооборота от интенсификации земледелия в неблагоприятные годы увеличилась на 0,6...2,3 т/га (106,7...153,3 %), а в благоприятные - на 3,2...4,3 т/га (123,1.165,4 %). Окупаемость 1 кг ЫРК зерном возрастала с 9,1. ..9,9 кг

до 17,1.19,8 кг. При этом рост продуктивности от применения нормальных и интенсивных технологий составил 123.165 %, а от погодных условий - 82.87 %.

Ключевые слова: севооборот, продуктивность, удобрения, средства защиты растений, погодные условия.

Закономерности действия удобрений и средств защиты растений при комплексном их применении в агротехнологиях различной степени интенсивности, а также изменения продуктивности севооборота в зависимости от погодных условий до сих пор изучены недостаточно [1]. Это особенно актуально сегодня, когда возрастает значение агрометеорологических факторов [3].

В современных условиях производства значительный научно-практический интерес представляет освоение ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих высокий экономический эффект благодаря повышению окупаемости средств химизации урожа-