CC BY
22УДК 631.435
DOI: 10.25680/S19948603.2021.122.24
ВЛИЯНИЕ АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ИА УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В ТЕРСКО-СУЛАКСКОЙ РАВНИНЕ
М-Р.А. Казиев, д.с.-х.н., С. А. Теймуров, к.с.-х.н., A.B. Рамазанов, к.с.-х.н., М.А. Саипов, ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Республики Дагестан», ул. А. Шахбанова 30, МКРНаучный городок, Махачкала, 367014, E-mail: samteimia rambler. ru
Представлены результаты исследования связи между природно-климатическими факторами и уровнем урожайности озимой пшеницы на лугово-каштановых орошаемых почвах Терско-Сулакской подпровинции Дагестана. Агроэкологическая модель плодородия служит агроэкосистемой, которая гарантирует получение высоких урожаев озимой пшеницы.
Ключевые слова: экология, климат, плодородие, орошение, озимая пшеница, урожайность.
Для цитирования: Казиев М-РА., Теймуров CA., Рамазанов A.B., Саипов М.А. Влияние агрометеорологических факторов на урожайность озимой пшеницы в Терско-Сулакской равнине// Плодородие. - 2021. - №5. - С. 98-101. DOI: 10.25680/S19948603.2021.122.24.
При разработке экологических основ размещения зерновых культур на территории, когда почва, погода и климат рассматриваются как среда, обусловливающая возможности произрастания растений и стимулирующая различную степень проявления их продуктивности, решение конкретных задач состоит из двух этапов. Первоначально определяют характер и степень влияния физической среды на объект, а затем полученные характеристики и связи становятся основой для соответствующих климатических расчётов [15].
Модель плодородия почвы позволяет устранить диспропорцию между научными потенциалом теоретического почвоведения и его практической реализацией. Основополагающая роль модели почвенного плодородия, это содержание данных о значимых характеристиках объекта, она выступает промежуточным звеном между объектом и исследователем [16].
Оценка климата, основанная на связи между факторами внешней среды и требованиями сельскохозяйственных объектов, позволяет вскрыть климатические особенности территории, создать объективные предпосылки для оптимального размещения отраслей, специализации сельского хозяйства, эффективность которого в значительной степени зависит от климатических условий и степени их использования [17, 18]. Климат почвы определяется совокупностью проходящих в почве физических процессов, формирующихся под воздействием природных и антропогенных факторов. Главными составляющими климат почвы являются тепловой, водный и воздушный ее режимы, подчиняющиеся макроклиматической ритмичности и особенностям ме-зо- и микроклимата.
В формировании урожая существенную роль играет климат, определяя уровень, межгодовую изменчивость и пространственную структуру сельскохозяйственного производства. В настоящее время научным сообществом востребованы данные об урожайности не менее, чем о метеорологии, которые занимаются сбором, обработкой и анализом данных об урожайности [3, 5, 6, 9, 11,14,19, 20].
Продуктивность зерновых культур в странах с развитым земледелием (соблюдением технологии и сортом) на 23% зависит от агрометеорологических факторов и высокой интенсификации [8].
По мнению большинства ученых, с повышением культуры земледелия сила связи урожая с климатическими факторами не только не ослабила, но и усилилась. Некоторые интенсивные сорта зерновых культур, обладающие повышенной восприимчивостью к таким условиям среды, нуждаются в оптимизации теплового, водного и пищевого режимов [2].
Усовершенствование и развитие методов прогнозирования продуктивности озимых культур, в частности озимой твердой пшеницы, играют существенную роль в её формировании и неразрывно связаны с метеорологическими показателями (осадки, температурный режим), позволяют задолго до уборки прогнозировать урожайность и определять стоимость продукции.
В равнинной сухостепной зоне Дагестана величина урожая озимой пшеницы зависит от погодно-климатических факторов на 74%, и только от управляемых факторов агротехники на 26%. Достаточно актуально и рациональное использование агрометеорологических данных для получения устойчивых урожаев зерновых культур, которое имеет большую научно-практическую значимость [4, 7].
Связь между характером агрометеорологических явлений и фазами вегетации зерновых культур позволяет точнее оценить сущность и значение агротехнических приёмов и внести необходимые корректировки, эффективно использовать имеющийся ресурсный потенциал и с большей определенностью урожайность [10, 12, 13].
Была определена количественная оценка влияния некоторых агрометеорологических факторов на урожайность озимой твердой пшеницы сорта Крупинка, использовались данные метеостанции г. Хасавюрта (высота над уровнем моря 117 м) за 2015-2020 г. и сопряженные с ними сведения об урожайности на опытной станции им. Кирова Хасавюртовского района Республики Дагестан.
Цель исследований - установить влияние отдельных агрометеорологических факторов (температура воздуха, осадки) и взаимосвязь с урожайностью озимой пшеницы на лугово-каштановой орошаемой почве Тер-ско-Сулакской равнины Дагестана.
Методика. Участок опыта (пашня) представлен луго-во-каштановой почвой тяжелого грануламетрического
состава в условиях орошения с содержанием в пахотном (0-20 см) слое гумуса 2,5-2,8% (по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91). Содержание подвижного фосфора и обменного калия определяли по методу Мачи-гина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26205-91). Оно характеризуется средней степенью обеспеченности Р2О5 -15 мг/кг почвы и высокой степенью обеспеченности К20 -510 мг/кг почвы. Нитрификационная способность составляет - 21-24 мг Ы-ЫОУкг. Реакция почвенной среды рН,„ ш 6,99-7,10. Опыт закладывали в 3-х кратной повторности, расположение делянок - систематическое. Общая площадь делянки - 780 м2 (учетная 180 м2). Поверхностный самотечный способ орошения осуществлялся по полосам с использованием оросительной системы с расчетом увлажнения почвы. В течение вегетации роста, влажность активного слоя почвы поддерживали поливами в фазе колошения не ниже 70 % НВ. Поливной режим в годы исследований изменялся в зависимости от гидротермических условий и составлял от 800 м3/га до 1200 м3/га. Под основную вспашку озимой пшеницы вносилось 5 ц/га (Р90) фосфорных удобрений и затем проводилось внесение азотных удобрений в виде подкормки весной в дозах N30 и N60.
Климат умеренно теплый, континентальный. По агроклиматическому справочнику [1] за 1981-2010 г. среднегодовая температура воздуха в Терско-Сулакской подпровинции равна 10,9 °С. Сумма положительных температур выше 10 °С колеблется от 3620 до 3710 °С. Среднегодовая сумма осадков в г. Хасавюрт составляет 476-480 мм, а гидротермический коэффициент, характеризующий увлажненность, в г. Хасавюрт -0,91. Продолжительность вегетационного периода 232236 дней, а для теплолюбивых культур - 190-192 дня. В отдельные годы температурный минимум приходился на январь - февраль, а максимум - на июль - август.
Высокая влажность воздуха (83-89%) отмечена в зимний период, а минимальная - в летние месяцы (1417%), средние по шести годам составило 69-72%.
Для определения влияния погодных условий на урожайность зерновых культур, использовали данные мониторинга ФГБНУ «ФАНЦ РД» за последние 6 лет с проведением статистического обработки фактических показателей среднемесячной температуры воздуха, суммы осадков и урожайности озимой твердой пшеницы (сорт Крупинка) включенный в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию, с применением общепринятой для зоны технологии возделывания. Изучали урожайность озимой пшеницы в контрольных вариантах опыта отвальной вспашки в зернопропашном севообороте. Посев проводили одинаково по годам (конец сентября - начало октября). Уборку урожая озимой пшеницы осуществляли в плановые сроки, полученные средние результаты по урожайности анализировали по годам. Технология возделывания озимой пшеницы - общепринятая для условий Дагестана.
Учёт метеоданных вели за весенне-летний период (апрель-июнь), учитывали такие показатели как среднемесячная температура воздуха и сумма осадков.
Для основного математического расчёта использовали корреляционный и регрессионный анализ с применением программы AgCStat для Excel.
Результаты и их обсуждение. Влияние метеорологических условий на сельскохозяйственные растения огромно и является лимитирующим фактором. От температуры и количества осадков зависят рост и развитие культур, их урожайность. Метеорологические условия в годы исследований были контрастными. За вегетационный период метеоусловия в годы исследования различались по температурному режиму и количеству осадков. Только за последние 6 лет в период активной вегетации озимой пшеницы (апрель-июнь) среднемесячная температура воздуха составила 18,2 °С, превысив многолетнюю на 1,6 °С (при среднемноголетней норме 16,6 °С). Месячная сумма составила 38,2 мм (-6,4 мм), при среднемноголетних осадках 44,6 мм за тот же период вегетации (табл. 1).
1. Агроклиматические показатели и их отклонение от среднемноголетних данных в период активной вегетации озимой пшеницы
t. °С Сумма осадков, мм Урожайность,
Год отклонение. +/- отклонение. +/-
средняя среднемноголетняя средняя среднемноголетняя ц/га
2015 17.8 16.6 +1.2 25.6 44.6 -19.0 26.4
2016 18.4 16.6 +1.8 67.3 44.6 +22.7 27.7
2017 16.8 16.6 +0.2 50.6 44.6 +6.0 28.3
2018 18.9 16.6 +2.3 22.6 44.6 -22.0 25.3
2019 19.4 16.6 +2.8 21.0 44.6 -23.6 26.0
2020 17.5 16.6 +0.9 42.0 44.6 -2.6 27.3
Среднее за 6 лет 18.2 16.6 +1.6 38.2 44.6 -6.4 26.8
В 2018 и 2019 г. рост и развитие растений озимой твердой пшеницы проходили в условиях недостатка влаги на фоне высокого температурного режима в течение всего вегетационного периода.
Увеличение средней температуры воздуха и уменьшение суммы осадков привели к снижению урожайности.
Экстремальные ситуации агрометеорологического режима в фазы развития и роста растений имеют нерегулярный характер, и в процессе прохождения отдельных этапов органогенеза наблюдается чередование как благоприятных, так и неблагоприятных условий.
В неблагоприятных ситуациях количественные и качественные изменения продуктивности растений зависят как от длительности и напряженности воздействия негативных факторов, так и от значимости их в отдель-
ные этапы онтогенеза растений. В этих условиях использование при оценке формирования урожайности растений обобщенных характеристик агрометеорологического режима, даже в пределах отдельных периодов вегетации, не всегда может быть эффективным, ибо последние в значительной степени нивелируют оценки.
На основании статистической обработки имеющихся данных получены корреляционные матрицы по влиянию наиболее значимых агрометеорологических показателей на урожайность (рис. 1, 2).
В соответствии с полученными данными можно заключить, что за 6 лет исследования наибольшее положительное влияние на урожайность озимой твердой пшеницы оказало выпадение осадков в вегетационный
период. Основополагающим фактором является также температура воздуха.
В результате регрессионного анализа были получены следующие уравнения: среднемесячная температура а. °С) - у = -4Л883х + 138,93 (г2 = 0,1548), сумма осадков (мм)'-у = 7,037х-156,81 (г2 = 0,5516).
Полученные уравнения регрессии достаточно полно характеризуют влияние температуры и осадков в вегетационный период на величину урожая и позволяют заключить с достаточно высокой степенью значимости (0,1548-0,5516), что уровень урожайности озимой пшеницы можно спрогнозировать с учетом этих показателей.
Главными показателями, используемыми в агрометеорологии для оценки складывающих погодных условий, являются количество осадков и сумма активных температур, а интегральным показателем, одновременно учитывающим оба эти фактора, можно считать гидротермические коэффициенты (ГТК).
По результатам анализа агрометеорологических показателей обнаружена положительная корреляция урожайности за вегетационный период 2015-2020 г., где была установлена зависимость от влагообеспеченности, изучаемого сорта озимой пшеницы и условий температуры (табл. 2).
; 25.0
15.0
у = -4,1883x4- 138,93
Iе = 0.1548
♦ ♦
24.0
27.0
Урожайность, цта
30.0
Рис. 1. Зависимость урожайности озимой пшеницы от среднемесячной температуры в период вегетации
(в среднем за 2015-2020 г.)
45.0
35.0
25.0
15.0
♦ ♦
♦ у = 7,037х- 156,81 г = 0,5516
♦
24.0
27,0
Урожайность, ц'га
30.0
Рис. 2. Зависимость урожайности озимой пшеницы от суммы осадков в период вегетации (в среднем за 2015-2020 г.) 2. Коэффициент корреляции (г) и уравнение регрессии (у) между урожайностью озимой пшеницей и
Год Осадки, мм а>ю°с ГТК
2015 286 140.8 0.67
2016 343 138.4 0.83
2017 259 139.7 0.62
2018 167 146.0 0.38
2019 167 144.3 0.38
2020 243 142.7 0.57
у = 40.4х- 841.92 у = -2.0097х+ 196.01 у = 0.1049х-2.2442
г2 = 0.463 г2 = 0.6534 г2 = 0.4849
Агрометеорологические факторы при условии их относительно высоких значений способны положительно влиять на урожайность других озимых культур. Поэтому при возделывании озимых и пропашных культур в благоприятных условиях можно увеличить уровень восприятия растениями тепла и влаги для получения устойчивых урожаев. 100
Заключение. Агрометеорологический режим отдельных лет характеризуется нестабильный по годам и периодам вегетации растений, суммой осадков и температурой воздуха. Чередуются благоприятные годы на засушливые. Но тем не менее, эти факторы не значительно повлияли на урожай пшеницы, так как отклонения от средней за 6 лет составили от 0,5 до 2,5 ц/га.
Проведенный корреляционно-регрессионный анализ показал степень влияния различных агрометеорологических показателей на формирование урожайности озимой твердой пшеницы, установлены закономерности и модели, в зависимости от изученных факторов. Зависимость зерновой продуктивности озимой пшеницы от ГТК периода вегетации также значительна. Полученные результаты в условиях Терско-Сулакской подпровинции на лугово-каштановых почвах нужно учитывать при долгосрочном прогнозировании, следует использовать ресурс тепла и влаги для получения высокой урожайности посева в ранние сроки. Таким образом, существует тесная связь между агроклиматическими факторами и уровнем урожайности зерновой культуры.
Литература
1. Агроклиматические ресурсы Дагестанской АССР. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1975. - 112 с.
2. Агроэкологический мониторинг в земледелии Краснодарского края / Под ред. Трубилина И.Т. и Малюги Н.Г. - Краснодар, 1997. - 236 с.
3. Вильфанд P.M., Страшная Ф.П.. Береза О.В. О динамике агроклиматических показателей условий сева, зимовки и формирования основных зерновых культур // Труды ГМЦ РФ. - 2016. - № 360. - С. 45-78.
4. Годунова E.II.. Желнакова JI.II. Удовыдченко B.II. Состояние и пути оптимизации зерновой отрасли Ставрополья // Земледелие. -2011. - № 3. - С. 8-12.
5. Дронин Н.М.. Кириленко А.П. Роль климатического и политэконо-мического факторов в динамике урожайности зерновых в отечественной истории XX века // Вестник МГУ. - 2012. - Сер. 5. - С. 13-18.
6. Золотокрылин А.Н., Черенокоеа Е.А.. Титкова Т.Е. и др. Изменения урожайности зерновых культур европейской России, вызванные квазидвухлетней цикличностью атмосферных процессов // Известия Российской академии наук. - 2016. - С. 90-99.
7. Пвойлов A.B.. Чернышёва Т.Н. Влияние агрометеорологических условий периода вегетации и перезимовки растений на урожайность
озимой пшеницы в центральной части Республики Мордовия // Вестник Мордовского университета. - 2015. - Т. 25. - № 4. - С. 125-132.
8. Кильдюшин В.М.. Хомутов Ю.В.. Корнев ВА. и др. Влияние погод-но-климатических факторов на урожайность озимой пшеницы // Достижения науки и техники АПК. - 2010. - №2. - С.26-28.
9. Клещенко А.Д. Научные основы агрометеорологического и агроклиматического обеспечения аграрного сектора экономики России // Метеорология и гидрология. - 2010. - № 1. - С. 43-52.
10. Кулинцев В.В. Система земледелия нового поколения Ставропольского края / В.В. Кулинцев, Е.И. Годунова, Л.И. Желнакова [и др.]. -Ставрополь: Агрус, 2013. - 520 с.
11. Манелля A.II. и др. Зерновое хозяйство России за 1970-1998 годы / А.И. Манелля и др. - М.: Центр экономической конъюнктуры при Правительстве Российской Федерации. - 1999. - 158 с.
12. Морозов НА. Продуктивность зерновых севооборотов с различным насыщением чистыми и занятыми парами / H.A. Морозов, С.А. Лиходиевская, А.И. Хрипунов [и др.] // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2018. - № 5. - С. 29-35.
13. Петров ГЛ. Влияние агрометеорологических условий на формирование урожая озимой пшеницы в сухостепной полосе Ставрополья. - Будённовск: Прикумье, 1996. - 342 с.
14. Страшная АЛ. Пурина Н.Э.. Чуб О.В. и др. Автоматизированная технология мониторинга и расчета количества декад с почвенной и атмосферно-почвенной засухой под зерновыми культурами // Труды Гидрометцентра России. - 2013. - Вып. 349. - С. 150-160.
15. Чекерес А.П. Погода, климат и отгонно-пастбищное животноводство. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 162 с.
16. Шишов Л.Л.. Дурманов Д.П.. Карманов И.II. Ефремов В.В. Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв. - М.: Агро-промиздат, 1991. - 305 с.
17. Шульгин A.M. Климат почвы и его регулирование. - Л.: Гидрометеоиздат, - 1967. - 298 с.
18. Яковлев H.H. Климат и зимостойкость озимой пшеницы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1966. - 419 с.
19. Bokusheva if., Höckmann П.. Kumbhakar S. С. Dynamics of productivity and technical efficiency in Russian agriculture. - Eur. Rev. Agrie. Econ.. 2012. - Vol. 39. - Pp. 611-637.
20. Lobell D. В.. Field С. B. Global scale climate-crop yield relationships and the impacts of recent warming. - Environ, Res. Lett., 2007. - Vol. 2. -Pp. 1-7.
THE INFLUENCE OF SOME AGROMETEOROLOGICAL FACTORS ON THE YIELD OF WINTER WHEAT IN THE CONDITIONS OF IRRIGATION OF THE TERSKO-SULAK SUBPROVINCE
M. A Kaziev, Doctor of Agricultural Sciences, S. A Teymurov, Candidate of Agricultural Sciences, A. V. Ramazanov, Candidate of Agricultural Sciences, M. A Saipov applicant
FSBSI «Federal agricultural research center of the Republic of Dagestan» RF, 367014, RD, Makhachkala, MKR Nauchnvj gorodok, id. A. Shahbanova 30. E-mail: samteim(alrambler. ru
The results of the study of the close relationship betM'een natural and climatic factors and the level of winter wheat yield on meadow-chestnut irrigated soils of the Tersko-Sulak subprovincion of Dagestan are presented. The agroecological model of fertility is an agroecosystem that guarantees high yields of winter wheat. Keywords: ecology, climate, fertility, irrigation, winter wheat, yield.
УДК 502/504:628.04.08 DOI: 10.25680/S19948603.2021.122.25
СНИЖЕНИЕ НЕГАТИВНОГО ВЛИЯНИЯ ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД КАРТОННО-БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ПОЧВУ
А.О. Холуденева, С.Ю. Ефремова, д.б.н., Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный технологический университет»
89374360132, kholudeneva(a)penzstu.ru 89631097784, efremova(a)venzstu.ru
Рассмотрел способ утилизации осадка сточных водкартонно- бумажного производства посредством электроосмотической установки-дегидратора, содержащей электроизоляционный корпус с электродами: анод, выполненный в виде токопроводящей крышки, и катод, в виде токопроводящего перфорированного днища корпуса, которые имеют между собой пространство для обезвоживаемых отходов осадка сточных вод. Такое техническое решение обеспечивает существенное снижение объемов отходов и улучшение экологической обстановки региона.
