CC BY
84
001: 10.24411/0044-3913-2018-10702 УДК 631.524.84:631.41
Оценка агроклиматического потенциала продуктивности пашни для модели управления агрохимическими свойствами почв
О. Г. ЧУЯН, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник (е-шаМ: agrochemgis@mail.ru) Г. М. ДЕРИГЛАЗОВА, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Курский федеральный аграрный научный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии, ул. Карла Маркса, 70 б, Курск, 305021, Российская Федерация
На основе системного подхода, анализа научной литературы, сопряженных данных об урожайности сельскохозяйственных культур за длительные ряды лет и погодно- климатических условий в областях ЦФО и районах Курской области Центрального Черноземья выявлена возможность расчета величин климатически обеспеченной урожайно -сти сельскохозяйственных культур при использовании минимально доступного набора агроклиматических показателей. Для условий территории ЦЧР (Курская область) изменчивость урожайности зерновых в зависимости от агротехники и погоды составляет 54 и 46 % соответственно. При элиминировании агро-технологического тренда за длительный период (45 лет) влияние агроклиматических условий обусловливает 25,2 % варьирования урожая, изменчивость которого носит циклический характер, аналогичный по периодичности изменению гидротермических условий (ГТК). К годам со средними условиями можно отнести только около 50 % лет, благоприятные условия возникают в 26...29 % случаев, неблагоприятные складываются в 23...26 % лет. Оценка ресурсов тепла и влаги для периода активной вегетации отдельных культур основана на учете среднемноголетних условий - продолжительности перио-оо да с температурой выше 10 °С (дней), ^ суммы активных температур, суммы сч осадков за период с температурой выше 10 °С, весенних влагозапасов, а также
О! ' '
2 кумулятивной кривой относительного ие (в долях единицы) накопления сумм л температур и осадков в зависимости от с! длительности периодов. Оценка клима® тически обеспеченной продуктивности 5 проводится по возможному расходу Зе влаги, откорректированному с учетом
отличия условий от оптимальных, и минимальным величинам коэффициентов водопотребления (транспирации) в расчете на оптимальные условия. Степень оптимальности по эффективности использования гидротермических ресурсов оценивается по отличию показателя увлажнения за вегетационный период от единицы.
Ключевые слова: ресурсы продуктивности, климатически обеспеченная урожайность, качество почв.
Для цитирования: Чуян О. Г., Дери-глазова Г. М. Оценка агроклиматических ресурсов продуктивности для модели управления агрохимическими свойствами почв // Земледелие. 2018. № 7. С. 6-11. ЭО!: 10.24411/0044-3913-2018-10702.
Важнейший принцип современного сельскохозяйственного производства - использование интенсивных методов ведения отрасли с целью увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и качества продукции [1, 2]. Несмотря на повышение культуры земледелия и технической оснащенности сельского хозяйства, зависимость продуктивности сельскохозяйственных культур от погоды остается значительной, что и определяет колебание урожаев по годам. Климатические ресурсы зачастую имеют решающее значение в формировании урожая [3]. В большинстве сельскохозяйственных регионов России на долю погодных условий приходится 40...50 % общей амплитуды колебаний урожайности культур и лишь одна треть посевных площадей расположена в зоне гарантированных урожаев [4].
Необходимо отметить, что продуктивный потенциал реализуется в триединой системе: климатические условия - качество почв - агротехника. При этом доля почвенных ресурсов в формировании урожая сельскохозяйственных культур составляет не менее 50 % [5].
Агрономическое качество климата определяет значительное количество параметров, отражающих ту или иную степень проявления причинно-следственных связей в процессе формирования урожая
сельскохозяйственных культур. Для обобщённых оценок территорий обычно ограничиваются главными из них - приходом фотосинтети-чески активной радиации, суммой активных температур, суммой осадков, суммой дефицитов влажности воздуха, показателями радиационного баланса и испаряемости. Эти параметры в составе комплексных показателей оценки качества агроклиматических условий используют при балльной оценке биоклиматического потенциала Д. И. Шашко, биогидротермического потенциала продуктивности А. М. Рябчикова [6]. Дальнейшее развитие подходов этих ученых обусловило более тесную привязку исходных параметров к условиям вегетационного периода [7].
Однако, характеризуя общий тренд изменений продукционного потенциала территорий в соответствии с изменениями показателей тепло-влагообеспеченности, основные комплексные показатели не отражают его снижения при одностороннем (при прочих равных условиях) повышении тепло- или влагообеспеченности. При этом, например, в условиях достаточной влагообеспеченности растения максимально используют солнечное тепло, накапливают наибольшее количество биомассы. При недостатке влаги ограничивается и использование тепла [8].
Климатические ресурсы - тепло-и влагообеспеченность- на равнинных территориях могут быть различными на уровне административных районов и областей. На территориях, расчлененных овражно-балочной сетью, различия обнаруживаются даже на уровне хозяйств, полей и рабочих участков [9].
В связи с изложенным, необходимо совершенствование подходов к оценке продукционного потенциала территорий для их практического использования при регулировании плодородия почв.
Цель работы - оценить агроклиматический потенциал продуктивности пашни для разработки модели управления агрохимическими свойствами почв.
Для ее достижения решали следующие задачи:
обосновать необходимый и достаточный комплекс агроклиматических характеристик для анализа продукционного потенциала;
усовершенствовать подходы к комплексной оценке гидротермических условий периода активной вегетации при использовании минимального доступного набора показателей для расчета климатиче-
Рис. 1. Периодичность изменений урожайности зерновых культур и гидротермических условий (ГТК): —— — продуктивность; — — • — ГТК.
ски обеспеченной продуктивности основных сельскохозяйственных культур;
провести апробацию предложенных алгоритмов при использовании среднемноголетних данных агроклиматических и почвенных характеристик различного уровня генерализации по территориям ЦЧР (на примере Курской области) и ЦФО.
Исследования проводили с использованием системного анализа результатов производственной деятельности хозяйств ЦЧР и включали концептуальное математическое моделирование с использованием сопряженного комплекса агроклиматических и почвенных параметров, а также показателей урожайности сельскохозяйственных культур. Климатические условия оценивали по количеству осадков, температуре и сумме активных температур за период вегетации сельскохозяйственных культур, а также по содержанию продуктивной влаги в метровом слое почвы.
Объектом для научно-теоретических обобщений послужили модели взаимосвязей между базовыми почвенными и агрохимическими параметрами свойств почвы, а также между ними и агроклиматическими показателями и продуктивностью сельскохозяйственных культур. Использовали методы вариационной статистики, а также корреляционно-регрессионный и дисперсионный анализ данных. Главные условия -сопряженность данных и соответствие уровня их генерализации по средним и средневзвешенным данным для территорий с широким размахом условий и наличием
основного комплекса условий; в динамических рядах сопряженных (климат - урожай) данных для отдельных объектов с известными почвенными характеристиками.
Для анализа характеристик общей и сопряженной с погодно-климатическими условиями изменчивости урожая сельскохозяйственных культур использовали статистические данные по урожайности зерновых культур по Курской области в сочетании с применением минеральных и органических удо-
брений с 1966 по 2010 гг. За этот период урожайность повышалась и варьировала от 14,6 до 43,2 ц/га. Общий тренд ее изменения за 45 лет имеет как временную составляющую , связанную с развитием технологий, сортообновлением, так и эффект от удобрений - множественный коэффициент корреляции 0,68. Отклонения от тренда по годам принимали за влияние текущих погодных условий и оценивали в процентах изменения относительно среднего и в виде коэффициентов к среднему по тренду. Климатические условия учитывали за 41 год.
Оценка относительных изменений урожайности зерновых по Курской области показала, что только в зависимости от фактора погодных условий она варьирует на 25,2 %. При этом вклад в общую изменчивость урожайности агротехники и погоды составляет 54 и 46 % соответственно . К средним условиям можно отнести только около 50 % лет, благоприятные условия возникают в 26...29 % случаев, неблагоприятные, связанные как с недостатком влаги, так и тепла складываются в 23...26 % лет.
Спектральный анализ временных рядов за 30 и более 40 лет показал тесную сопряженную периодичность гидротермических условий вегетации и изменений продуктивности зерновых культур. Максимальные значения, зарегистрированные в указанные периоды, соответствуют солнечному циклу (рис. 1).
Рис. 2. Ордината кривой обеспеченности урожайности зерновых культур по Курской области в связи с гидротермическими условиями.
00
о см N
ш ^
ш
и
ф
^
2
ш м
Вероятность формирования определенного уровня урожая относительно средней оценивали путем построения кривой обеспеченности (рис. 2).
Согласно расчетам в многолетнем цикле сбор урожая выше среднего на 15 % и более возможен 1 раз в 6...7 лет, а 80 % вероятности соответствует урожайность только 76 % от средней.
В иерархической структуре категорий уровней продуктивности формирование максимально возможного урожая зависит от основных лимитирующих факторов [10]. Поступление фотосинтетически активной радиации, как правило, не ограничивает продуктивности посевов, поэтому практически значимым уровнем оцениваемой продуктивности может быть принята климатически обеспеченная урожайность (КОУ), оцениваемая по ресурсам тепла и влаги.
Из законов равнозначности и незаменимости, а также совокупного действия факторов жизни растений следует, что для оценки потенциала продукционного процесса необходимо учитывать фактические ресурсы тепла и влаги, а также их соотношение.
Объективной основой такой оценки служат тесные зависимости между накоплением сухого вещества и транспирацией, транспирацией (эвапотранспирацией) и гидротермическими условиями, поэтому для практических целей целесообразно пользоваться самыми доступными показателями и при этом опираться на наиболее общие взаимосвязи, как непосредственно агроклиматических показателей, так и зависимости продукционного процесса от складывающихся условий.
Мера возможного расхода влаги - испаряемость при достаточном количестве влаги, которая может неограниченно расходоваться на испарение [11]. В условиях дефицита влажности почвы в теплое время года, испарение зависит в первую очередь от запасов влаги в почве [12]. Главная особенность этого процесса - наличие обратной связи скорости испарения с результатами испарения, при этом суммарное количество испарившейся воды не может превысить как запасов влаги, так и испаряемости за тот же период.
Для годового цикла на территории РФ с коэффициентом увлажнения от 0,35 до 1,5 (п = 81) выявлено, что фактическое испарение прямо пропорционально ресурсам влаги, а доля испарившейся влаги определяет испаряемость за тот же
период, нормированная по емкости деятельного слоя, при насыщении которого испарение не лимитирует сама влажность.
В общем виде зависимость испарения от испаряемости и ресурсов влаги можно охарактеризовать следующим выражением:
Е = Р-(1- вхр(-0,36-вхр(Еа/Рм) х
* (е0/рм)))'
(1)
где РМ - максимальная емкость деятельного слоя почвы, мм; Е0 -испаряемость за период вегетации, мм.
Расчетные величины РМ для исследованной выборки данных варьируют от 450 до 600 мм и в среднем составляют 500 мм, что близко по величине и физическому смыслу соответствует полной влагоемко-сти слоя 1 м. При использовании средних величин (РМ) расчетные значения испарения воспроизводят фактические с коэффициентом детерминации 0,94.
Испарение с поверхности почвы зависит от ее свойств и метеорологических условий внешней среды, а транспирация, в том числе обусловлена совокупным влиянием внешних и внутренних факторов жизни растений [13, 14]. При этом физические составляющие эвапотранспира-ции как расходной части водного баланса сельскохозяйственного поля (транспирация растений и испарение с поверхности поля) в целом зависят от одних и тех же факторов - состояния влажности почвы (воздуха), температуры воздуха (почвы).
Активная роль растительного покрова обеспечивает испарение той доли влаги, которая не реализуется при его отсутствии. Возможность большего или меньшего использования влаги в зависимости от наличия соответствующих ресурсов характеризует только общую направленность изменений продукционного потенциала территорий, поскольку отражает только физическую составляющую процесса.
Сложные регуляторные механизмы растений обусловливают различную эффективность использования влаги в зависимости от складывающихся условий. Эффективная реализация имеющихся ресурсов в продукционном процессе зависиттакже и от их соотношения. Для условий с недостатком влаги установлено, что продукция сухого вещества пропорциональна отношению испарения (транспирации) к испаряемости (Е/Е0) [15, 16].
Недостаток тепла при одностороннем повышении влагообеспе-
ченности можно охарактеризовать относительным испарением по ресурсам влаги (Е/Р). В совокупности это обусловливает наличие параболической зависимости продуктивности сельскохозяйственных культур от соотношения влагообеспечен-ности (как суммы весенних влаго-запасов и осадков вегетационного периода) и испаряемости (Р/Е0). При этом максимальной эффективности использования гидротермических ресурсов соответствует величина показателя увлажнения за вегетационный период (Р/Е0), близкая к единице. Анализ среднемноголет-них данных по различным территориям с коэффициентом годового увлажнения 0,4...1,5 показал, что такие условия складываются при гидротермическом коэффициенте за период с температурой более 10 °С в интервале 1,1...1,5, которые и относят к оптимальным.
Относительный коэффициент погодных условий (КПУ), характеризующий степень недостатка влаги или тепла по их соотношению, может быть выражен следующим уравнением:
00
где КПУ=1 при Р=Е.
(2)
Исходя из этого, оценку климатически обеспеченной урожайности (КОУ) целесообразно проводить по возможному расходу влаги, откорректированному с учетом отличия условий от оптимальных, и минимальным значениям коэффициентов водопотребления или транспирации (в расчете на оптимальные условия):
КОу = кпу-еэвп/КВ1
или
коу = кпу (еэвп - енп)/(ктр -
кнп),
(3)
(4)
где КОУ - климатически обеспеченная урожайность, т /га;
1 ^ ' сух. вещ-ва' '
ЕЭВП- потенциальная эвапотран-спирация, мм; КВП - коэффициент эвапотранспирации, мм/т ;
сух. вещ-ва
ЕНП - непродуктивное испарение с поверхности, мм; КТР - коэффициент транспирации, мм/т ; Кип - ко-
^ г- "1 ) / сух. вещ-ва' нп
эффициент снижения непроизводительного испарения при повышении урожая, мм/т .
сух. вещ-ва
В первом случае (3) используется характер испарения влаги с учетом того, что верхний предел насыщения влагой почвы, не лимитирующий эвапотранспирацию, - влажность наименьшей влагоемкости почвы:
КОУСВ = КПУ-Р-(1
ехр(-к-ехр(Е0/ / ПВ)-(Е/ НВ)))/КВП, (5)
где КПУ - коэффициент погодных условий; Р - влагообеспеченность как сумма весенних запасов продуктивной влаги и осадков вегетационного периода, мм; к - коэффициент связанный с долей неиспользованной влаги при равенстве Р=Е0; Е0 - испаряемость за период вегетации, мм; ПВ, НВ - полная и наименьшая влагоемкость почвы, мм; КВП- коэффициент водопотре-бления, мм/т.
Во втором случае (4) реализуется принцип жесткого лимитирования и равнозначности тепла и влаги, при котором резервы продуктивного испарения оценивают по разнице от минимального из значений потенциального испарения (влагоо-беспеченность или испаряемость) и максимального в конкретныхусловиях непродуктивного испарения с поверхности почвы:
испаряемости (Е0, мм) использовали аналитическое выражение закона Стефана-Больцмана интенсивности излучения энергии от абсолютной температуры (Т, К), величину скрытой теплоты испарения и отличие температуры испаряющей поверхности (деятельной) от температуры воздуха [20] для среднесуточных температур:
Е
МК-2-10-'
■((тв+ ду4- 7д
(7)
Рис. 3. Климатически обеспеченная урожайность сухого вещества в зависимости от коэффициента увлажнения при разной сумме температур за период активной вегетации: ------ - 8Г=1200;--8Г=1600;-----8Г=2000;---8Г=2400;
--8Г=2800.
КОУСВ = КПУ-Р-Е0 ((Р10 + Е0 10)- (Р + Е0 )-1)/ КТР
(6)
Условные коэффициенты транс-пирации,получаемые при статистических расчетах на сухое вещество (включая основную, побочную продукцию и корни), в меньшей мере зависят от почвенно-климатических условий (10,0...13,0 мм/т). Ввиду того, что в среднем по почвам соотношение НВ / ПВ составляет около 0,5, доле непродуктивного испарения влаги соответствовало 0,6 от возможного. Таким образом, минимальному уровню коэффициента водопотребления соответствует величина 180...200 т/т, или 18...20 мм/т.
Практически все расчетные методы суммарного испарения имеют в основе значительное количество климатических показателей [17]. При этом испарение находится в тесной зависимости от климатических, почвенных, гидрогеологических и хозяйственных условий, биологических особенностей культур и их урожайности [18, 19]. Несмотря на столь широкую обусловленность, опираться приходится в основном на более доступные термические показатели. Для расчета
где - период активной вегетации культур, дней; ТВ - среднесуточная температура воздуха по шкале Кельвина, К, Д?д - разница температуры для деятельной поверхности Дгд =0,16Д^-0,1, 0С; гв -средняя температура воздуха, °С; Тф - температура фазового перехода воды (К=273).
В интервале средних за период температур от 15 до 25 °С расчетные (по 7) величины испаряемости соответствуют испаряемости по Иванову при влажности воздуха 60 %.
Оценка ресурсов тепла и влаги для периода активной вегетации отдельных культур основана на учете среднемноголетних условий - продолжительности периода с температурой выше 10 °С, суммы активных температур, суммы осадков за период с температурой выше 10 °С, величине весеннихвлагозапасов, а также кумулятивной кривой относительного (в долях единицы) накопления сумм температур и осадков (в приведенном случае - для условий ЦЧР):
БТк = вТ^ dNк^ 5 х х exp(0,8■(1-dNK)),
где БТк
(8)
. К - сумма температур за период активной вегетации культуры, °С; ЭТ °С, °С
>10 сумма температур выше 10
СЫ.
,к - доля периода активной вегетации культур от периода с температурой выше 10 °С.
Р = (В + О )■ dN 1
у в вп' к
х exp(0,8■(1-dNK)),
(9)
где Р - влагообеспеченность периода вегетации культур, мм; ВВ - весенние влагозапасы, мм; ОВП -осадки за период с температурой выше 10 °С, мм.
1. Статистическая характеристика выборки данных климатических для территорий областей ЦФО (п=17)
условий
Показатель X ср. X . тт X тах БС КУ, %
Осадки за год, мм 568 472 666 58,9 10,4
Сумма температур, °С 2474 1811 2622 248,1 11,4
Период с температурой более 10 °С, дней 137 121 155 10,1 7,4
Осадки теплого периода, мм 286 244 330 26,8 9,4
Весенние влагозапасы, мм 179 109 230 30,8 17,2
Бонитет почв, балл 32,7 21,8 45,2 6,91 21,1
Урожайность зерновых, ц/га 20,0 11,9 28,3 4,94 24,7
Урожайность сахарной свеклы, ц/га 186 152 220 22,2 11,9
(О Ф
Ш, ь
Ф д
Ф
ь
Ф
О 00
х
Рис. 4. Взаимосвязь урожайности зерновых культур с расчетной климатически обеспеченной: О — ЦФО; О — Курская обл.
Общие оценки климатически обеспеченной урожайности в зависимости от ресурсов тепла и влаги по обоим подходам имеют близкие значения и характерный вид (рис. 3).
Пересчет сухой биомассы в урожайность хозяйственно полезной продукции осуществляется на основе соотношения масс хозяйственно полезной и побочной продукции с учетом стандартной влажности урожая.
На основании изложенных подходов для условий территорий областей Центрального федерального округа и ЦЧР (районов Курской области) проведен анализ фактической урожайности сельскохозяйственных культур. При этом использовали статистические ряды данных урожаев зерновых и сахарной свеклы за период с 1990 по 2016 гг. В расчеты включали уровни бонитетов почв или значения комплексной оценки агрохимических свойств по совокупности показателей содержания гумуса, рНКС| и содержания подвижных фосфора и калия [21] (табл. 1, 2).
Выявлено, что агроклиматические ресурсы характеризуют только потенциальную возможность получения той или иной продуктивности культур, реализация которой в значительной степени зависит
00
о см N
ш ^
Ф
и
ф
^
2
ш м
от качества почвенных ресурсов. Варьирование урожайности культур по территориям областей ЦФО на 69 % обусловлено климатическими факторами и на 31 % качеством почв, для районов Курской области - на 54 и 46 % соответственно. Формирование определенного уровня урожая всегда зависит от взаимодействия климатических условий и качества почв, что отражает рост цены балла почвы в единицах урожая с повышением величины КОУ.
Расчетные величины климатически обеспеченной продуктивности сопоставляли со средними за ряд лет уровнями урожайности, нормированными в соответствии со средними показателями комплексной оценки качества почв. Выявлено, что уровни продуктивности пашни и урожайности сельскохозяйственных культур тесно связаны с расчетными величинами КОУ с коэффициентом корреляции по зерновым 0,89...0,94, по сахарной свекле - 0,87...0,90. При этом доля фактической продуктивности обеспечиваемой плодородием почв составляет 0,42.0,5 КОУ (рис. 4).
Меры по повышению плодородия почв, включающие использование удобрений и мелиорантов, требуют значительных финансовых 2. Статистическая характеристика выборки данных климатических условий для территорий районов Курской области (п=28)
затрат, поэтому одним из основных критериев их использования выступают возможные эффекты от почвоулучшающих воздействий, напрямую связанные со средними и складывающимися климатическими условиями.
В то же время необходимо отметить, что цена балла почвы в величинах продуктивности зависит как от агроклиматическихусловий,так и от достигнутого уровня культуры земледелия, агротехнологий и по этой причине величина динамичная.
При прочих равных условиях дифференцированный подход к управлению плодородием почв может осуществляться на основе комплексной оценки агрохимических свойств и цены балла комплексного показателя [22].
Таким образом, изменчивость урожайности сельскохозяйственных культур за длительный период имеет циклический характер, тесно связанный с периодичностью гидротермических условий. Для условий ЦЧР вклад погоды в варьирование урожая составляет 46 %.
Оценка климатически обеспеченной урожайности сельскохозяйственных культур может быть реализована на основе расчета возможного расхода влаги посева-
Показатель X ср. X . тт X тах БС Ку, %
Осадки за год, мм 582 514 641 37,7 6,5
Сумма температур, °С 2426 2301 2567 67,9 2,8
Период с температурой более 10 °С, дней 149 144 157 3,26 2,2
Осадки теплого периода, мм 303 267 333 19,6 6,5
Весенние влагозапасы, мм 197 161 229 20,2 10,2
Бонитет почв,балл 73 60 86 7,33 10,0
Урожайность зерновых, ц/га 22,6 17,8 32,0 3,91 17,3
Урожайность сахарной свеклы, ц/га 238 175 371 47,5 19,9
ми при использовании доступного комплекса агроклиматических параметров, характеризующего тепло- и влагообеспеченность периода активной вегетации.
Агроклиматические условия характеризуют только потенциальную возможность получения той или иной продуктивности культур, реализация которой в значительной степени зависит от качества почвенных ресурсов. С повышением уровня генерализации данных вклад климата возрастает.
Апробация предложенных алгоритмов при использовании средне-многолетних данных агроклиматических и почвенных характеристик различного уровня генерализации по территориям показала, что вклад в варьирование урожайности культур для областей ЦФО на 69 % обусловлен климатическими условиями и на 31 % качеством почв, для территорий районов Курской области - на 54 и 46 % соответственно. Уровни продуктивности пашни и урожайности сельскохозяйственных культур тесно связаны с расчетными величинами КОУ (по зерновым - г=0,89...0,94, по сахарной свекле - г=0,87...0,90). При этом доля фактической продуктивности, обусловленной плодородием почв, составляет 0,42.0,50 от климатически обеспеченной.
Оценка агроклиматических ресурсов продуктивности - одно из необходимых условий оценки и регулирования хозяйственной деятельности, направленной на управление почвенным плодородием, а в перспективе и оценки возможных последствий существующих трендов изменения климатических факторов.
Литература.
1. Кирюшин В. И. Минеральные удобрения как ключевой фактор развития сельского хозяйства и оптимизации природопользования // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 3. С. 19-25.
2. Резервы повышения урожайности яровой пшеницы в лесостепи Западной Сибири / В.Н. Шоба, В .К. Каличкин, С. А. Ким // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. № 6. С. 31-33.
3. Тенденции в изменении климата, влияющие на земледелие / С. А. Замятин, В. М. Изместьев, Г. М. Виноградов и др. // Земледелие. 2010. № 4. С. 13-14.
4. Лосев А. П., Журина Л. Л. Агрометеорология. М.: КолосС, 2001. 297 с.
5. Валеев И. Г. Почвенно-агрохими-ческие основы формирования урожаев сельскохозяйственных культур в южной части лесостепи республики Татарстан: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Казань, 2003. 25 с.
6. Рябчиков А. М. Гидротермические условия и и продуктивность фитомассы
в основных ландшафтных зонах // Вестник МГУ. Серия 5: География. 1968. № 5. С. 41-48.
7. Левицкая Н. Г. Повышение эффективности использования биоклиматического потенциала агроландшафтов Саратовского Правобережья: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Саратов, 2003. 19 с.
8. Дериглазова Г. М. Научное обоснование возделывания ярового ячменя различного назначения на склонах Центрального Черноземья: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Орел, 2013. 42 с.
9. Экологические факторы и свойства почв склонов ЦЧР: в 2 ч. / науч. ред. Е. П. Проценко. Курск: Курский гос. ун-т., 2011. Ч. 2. 133 с.
10. Тооминг Х. Г. Метод эталонных урожаев // Вестник с.-х. науки. 1982. № 3. С. 89-93.
11. Алпатьев А. М. Влагообороты в природе и их преобразования. Л.: Гидро-метеоиздат, 1969. 323 с.
12. Романова Е. Н. Микроклиматическая изменчивость основных элементов климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 300 с.
13. Черемисинов А. Ю., Жердев В. Н., Черемисинов А. А. Динамика климата, водных балансов и ресурсов Центрального Черноземья: монография. Воронеж: Воронежский ГАУ, 2013. 326 с.
14. Simplified Estimation of Reference Evapotranspiration from Pan Evaporation Data in California / R. L. Snyder, M. Orang, S. Matyac, etc. // Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 2005. May/June. Pp. 249-253.
15. Растение и вода / под ред. Г. Ф. Хильми ; пер. с англ. Л.: Гидрометео-издат, 1967. 246 с.
16. Тооминг Х. Г. Солнечная радиация и формирование урожая. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 200 с.
17. Черемисинов А. А., Черемиси-нов А. Ю. Обзор расчетных методов определения суммарного испарения орошаемых сельскохозяйственных полей // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2016. № 1 (21). С.113-133
18. Константинов A. P., Струнников Э. А. Нормирование орошения: методы, их оценка, пути уточнения // Гидротехника и мелиорация. 1986. № 1. С. 19-28.
19. Будыко М. И. Климат и жизнь. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 472 с.
20. Дмитренко В. П. Понятие о слое органогенеза и связь его температуры с температурой воздуха // Урожай и гидрометеорологические факторы. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. С. 65-70.
21. Научно - практические основы адаптивно-ландшафтной системы земледелия Курской области / Г. Н. Черкасов, Д. В. Дубовик, Н. П. Масютенко и др. Курск: ГНУ ННИИЗиЗПЭ РАСХН, 2017. 188 с.
22. Оценка плодородия / А. С. Фрид, О. Г. Чуян, В. Д. Соловиченко и др. // Научные основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий России и формирования систем воспроизводства их плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии. М.: Почвенный институт имени В. В. Докучаева, 2013. С. 17-34.
Assessment of Agroclimatic Potential of Arable Land Productivity for a Model of Management of Soil Agrochemical Properties
O. G. Chuyan, G. M. Deriglazova
Kursk Federal Agrarian Scientific Center, All-Russian Research Institute of Farming and Soil Protection from Erosion, ul. Karla Marksa, 70 b, Kursk, 305021, Russian Federation
Abstract. It was possible to calculate the values of climatically provided crop yields using the minimum available set of agroclimatic indicators on the basis of a systematic approach, analysis of scientific literature, related data on crop yields for a long period, and weather and climatic conditions in the regions of the Central Federal District and districts of Kursk region of the Central Chernozem zone. For the conditions of the territory of the Central Chernozem zone (Kursk region), the variability of cereals yield caused by agricultural practices and weather was 54 and 46%, respectively. When eliminating the agro-technological trend for a long period (45 years), the influence of agro-climatic conditions determined 25.2% of the crop variation, the variability of which was cyclic, similar to the frequency of changes in hydrothermal conditions (the hydrothermal coefficient). The average conditions can be attributed only to about 50% of years, favourable conditions occurred in 26-29% of years, unfavourable conditions were in 23-26% of years. Assessment of heat and moisture resources for the period of active vegetation of individual crops was based on average annual conditions: a period with temperature above 10 degrees Celsius, the sum of active temperatures, precipitation for the period with temperature above 10 degrees Celsius, spring moisture reserves, as well as the cumulative curve of the relative accumulation of the sum of temperature and precipitation depending on the duration of periods. The assessment of climate-assured productivity was carried out on the possible consumption of moisture, which was adjusted taking into account the difference of conditions from the optimal ones and on minimal values of water consumption coefficients (transpiration) counting on the optimal conditions. The degree of optimality for the efficiency of the use of hydrothermal resources was estimated by the difference of the moisture index for the growing season from one.
Keywords: productivity resources; climate-assured productivity; soil quality.
Author Details: O. G. Chuyan, D. Sc. 3 (Biol.), leading research fellow (e-mail: ® agrochemgis@mail.ru); G. M. Deriglazova, § D. Sc. (Agr.), leading research fellow. g
For citation: Chuyan O. G., Deriglazova e G. M. Assessment of Agroclimatic Potential | of Arable Land Productivity for a Model of ® Management of Soil Agrochemical Proper- ü ties. Zemledelije. 2018. No. 7. Pp. 6-11 (in ü Russ.). DOI: 10.24411/0044-3913-2018- 0 10702. _ 1
